某煤矿井下采区变电所供电系统设计Word格式.docx
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(4)电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体。
(5)照明、通信和控制用电缆,固定敷设时应采用铠装电缆、阻燃橡套电缆或矿用塑料电缆;
非固定敷设时应采用阻燃橡套电缆。
矿用电缆的型号规格见表7-6~表7-7。
2.确定电缆的芯线数目
(1)干线用的铠装电缆选三芯电缆,非铠装电缆选用四芯电缆。
(2)支线用电缆就地控制(控制按钮在起动器上)时,一般采用四芯电缆;
远方控制和联锁控制(控制按钮在工作机械上)时,应根据控制要求增加控制芯线的根数。
注意电缆中的接地芯线,除用作监测接地回路外,不得兼作其他用途。
(3)信号电缆芯线根数要按控制、信号、通讯系统的需要决定,并留有备用芯线。
3.确定电缆长度
就地控制的支线电缆长度,一般取5m~10m。
其它电缆因吊挂敷设时会出现弯曲,所以电缆的实际长度L应按式(7-8)计算。
即
L=KmLm(7-8)
式中Lm——电缆敷设路径的长度,m;
Km——电缆弯曲系数,橡套电缆取1.1,铠装电缆取1.05。
为了便于安装维护和便于设备移动,确定电缆长度时还应考虑以下两点:
(1)移动设备的电缆,须增加机头部分活动长度3m~5m余量。
(2)当电缆有中间接头时,应在电缆两端头处各增加3m余量。
二、低压电缆主芯线截面的选择
低压电缆主芯线截面必须满足以下几个条件:
(1)正常工作时,电缆芯线的实际温度应不超过电缆的长时允许温度,所以应保证流过电缆的最大长时工作电流不得超过其允许持续电流。
(2)正常工作时,应保证供电网所有电动机的端电压在95%~105%的额定电压范围内,个别特别远的电动机端电压允许偏移8%~10%。
(3)距离远、功率大的电动机在重载情况下应保证能正常起动,并保证其起动器有足够的吸持电压。
(4)所选电缆截面必须满足机械强度的要求。
在按上述条件选择低压电缆主芯线的截面时,支线电缆一般按机械强度初选,按允许持续电流校验后,即可确定下来。
选择干线电缆主芯线截面时,如干线电缆不长,应先按电缆的允许持续电流初选;
当干线电缆较长时,应先按正常时的允许电压损失初选;
然后再按其他条件校验。
某煤矿供电系统设计计算示例之一
一、供电系统的拟定
1、地面主供电线路(详见供电系统图)
根据《煤矿规程》第四百四十一条规定,结合某煤矿的实际情况,现拟定矿井供电线路为两条,一是由某地
(1)变电站向某煤矿地面配电室输送的6KV供电线路;
二是由某地
(2)变电站向某煤矿地面配电室输送的6KV供电线路。
2、矿井主供电线路详见供电系统图)
根据《煤矿规程》第四百四十一条规定,结合五一煤矿的实际情况,现拟定矿井供电线路为两条,
第一条:
采用ZLQ50mm2铠装电缆从地面10KV站向+510中央变电所供6000V电源,电缆长度为1200m。
第二条:
采用ZLQ35mm2铠装电缆从地面10KV站向+350中央变电所供6000V电源,电缆长度为1700m。
第三条:
采用ZLQ35mm2铠装电缆从地面10KV站向+200中央变电所供6000V电源,电缆长度为2200m;
从+200中央变电所采用VUZ35mm2铠装电缆向南翼采区变电所供6000V电源,电缆长度为2300m。
3、联络电缆供电情况:
+510水平中央变电所与+350水平中央变电所联络供电采用ZLQ35mm2铠装电缆,电缆长度为500m;
+350水平中央变电所与+200水平中央变电所的联络供电采用ZLQ35mm2铠装电缆,电缆长度为500m。
二、各中央变电所变压器容量的计算
1、+510中央变电所变压容量的计算
P510=ΣPeKx÷
Cosψpj
其中ΣPe=P1+P2+P3,
P1=130KW为2m绞车负荷;
P2=75KW为1.2m人车负荷;
P3=30KW为照明等其它负荷。
则
ΣPe=130+75+30=255KW;
Kx=0.7,Cosψpj=0.7
P510=235×
0.7÷
0.7
=235KVA>180KVA。
由于考虑到1.2m绞车是专提升人员用,故该变电所采用两台变压器分别向2m绞车和1.2m绞车供电。
即一台180KVA和一台100KVA的变压器。
因此完全能够满足生产需要。
2、目前+350水平中央变电所变压器容量的计算
P350前=ΣPeKx÷
其中ΣPe=P1+P2+P3+P4+P5,
P1=250KW为D280×
43×
5的主排水泵负荷;
P2=155KW为150D30×
7排水泵的负荷;
P3=130KW为压风机负荷;
P4=110KW为1.6m人车负荷;
P5=15×
2=30KW为充电设备及照明等其它负荷;
ΣPe=250+155+130+110+30=675KW;
Kx=0.85,Cosψpj=0.8
P350前=675×
0.85÷
0.8
=717.8KVA。
由于该中央变电所,目前有比较多的大容量设备,因此,选用三变压器,两台320KVA和一台200KVA的变压器。
其中一台320KVA的变压器供200D43×
5的水泵250KW电动机的电;
另一台320KVA的变压器供压风机130KW和1.6m人车130KW电动机的电;
一台200KVA的变压器供两台150D30×
7的水泵155KW电动机的电,两台水泵一台排水,一台备用。
3、南翼投产后+350中央变电所变压器的容量计算
由于南翼投产后两台压风机已搬至南翼采区变电所,因此,+350中央变电所的负荷发生变化,其变化后的情况如下:
P350后=ΣPeKx÷
其中ΣPe=P1+P2+P3+P4,
7的排水泵负荷;
P3=110KW1.6m人车负荷;
P4=15×
ΣPe=250+155+110+30=545KW;
P350后=545×
=579KVA。
由于该中央变电所有比较多的大容量设备,而且又有主排水设备,因此,选用两台320KVA变压器。
另一台320KVA的变压器供1.6m人车110KW电动机的电和两台150D30×
7的水泵155KW电动机的电;
两台水泵一台排水,一台备用。
4、+200水平中央变电所变压器容量的计算
P200=ΣPeKx÷
P3=70KW为充电设备及照明等其它负荷;
ΣPe=250+155+70=475KW;
P200=475×
=504.7KVA。
由于该中央变电所担负着南翼主排水任务。
因此,选用两台315KVA变压器,其中一台315KVA的变压器供200D43×
另一台315KVA的变压器供两台150D30×
5、南翼采区变电所变压器容量的计算
P南翼=ΣPeKx÷
其中ΣPe=P1+P2+P3+P4+P5+P6,
P1=130KW为压风机负荷;
P2=40×
2=80KW为两个采煤工作面40型电刮板运输机的负荷;
P3=30×
2=60KW为两个采煤工作面泵站的负荷;
P4=17×
2=34KW为两个掘进碛头装岩机的负荷;
P5=25×
2=50KW为两个掘进碛头内齿轮绞车的负荷;
P6=70KW为各工作面和掘进碛头的干变、水泵、煤电钻、局扇以及硐室照明等其它负荷;
ΣPe=130+88+60+34+50+70=432KW;
Kx=0.7,Cosψpj=0.8
P南翼=432×
P南翼=378KVA。
由于该采区变电所担负着南翼主生产任务。
因此,选用一台320KVA变压器和一台180KVA的变压器,320KVA的变压器供压风机及充电设备的电;
180KVA的变压器供两个掘进碛头和采煤工作面所有设备的电。
三、按经济电流密度校验各主输电电缆载面
1、+510中央变电所主输电电缆截面的校验
①、+510中央变所两台压器无功功率的计算
Q510=Q1+Q2
Q1=I0%×
Pe÷
100+ux%×
Pe(P÷
Pe)2÷
100式中:
I0%=6,Pe=180,ux%=4.5,P=130
Q1=6×
180÷
100+4.5×
180(130÷
180)2÷
100
=10.8+4.225
=15.025
Q2=I0%×
100式中:
I0%=6,Pe=100,ux%=4.5,P=75
Q2=6×
100÷
100(75÷
100)2÷
=6+2.53
=8.53
=15.025+8.53
=23.56(千乏)
②、计算+510中央变电所的最大长时负荷电流
Ig510=√(P5102+Q5102)÷
(√3×
U)式中:
P510=235KW,Q510=23.56千乏,
U=6
Ig510=√(2352+23.562)÷
6)
=236÷
10.39
=22.7(A)
③、按经济电流密度校验电缆截面
S510=Ig510÷
Jn式中:
Ig510=22.7A,Jn=1.15
S510=22.7÷
1.15
=19.7(A)
根据计算电流19.7A查电工手册可选取电缆截面为10mm2电缆,允许电流为65A,而现使用的电缆截面为50mm2,允许电流为135A,能继续使用,但不经济。
2、目前+350中央变电所主输电电缆截面的校验
①、+350中央变所三台压器无功功率的计算
Q350前=Q1+Q2+Q3
I0%=5.5,
Pe=320,ux%=4.5,P=310
Q1=5.5×
320÷
320(310÷
320)2÷
=17.6+13.5
=31.1
Pe=320,ux%=4.5,P=260
Q2=5.5×
320(260÷
Q3=I0%×
Pe=200,ux%=4.5,P=185
Q3=5.5×
200÷
200(185÷
200)2÷
=11+7.7
=18.7
=31.1+31.1+18.7
=80.9(千乏)
②、计算目前+350中央变电所的最大长时负荷电流
Ig350前=√(P350前2+Q350前2)÷
(√3×
U)式中:
P350前=717.8KW,
Q350前=80.9千乏,
Ig350前=√(717.82+80.92)÷
=69.52(A)
S350前=Ig350前÷
Ig350前=69.52A,Jn=1.15
S350前=69.52÷
=60.5(A)
根据计算电流60.5A查电工手册可选取电缆截面为16mm2电缆,允许电流为65A,而现使用的电缆截面为35mm2,允许电流为105A,能继续使用,但不经济。
3、南翼投产后+350中央变电所主输电电缆截面的校验
①、南翼投产后+350中央变所二台压器无功功率的计算
Q350后=Q1+Q2
Pe=320,ux%=4.5,P=280
320(280÷
=17.6+11
=28.6
=28.6+31.1
=59.7(千乏)
②、计算投产后+350中央变电所的最大长时负荷电流
Ig350后=√(P350后2+Q350后2)÷
P350后=579KW,
Q350后=59.7千乏,
Ig350后=√(5792+59.72)÷
=56(A)
S350后=Ig350后÷
Ig350后=56A,Jn=1.15
S350后=56÷
=48.7(A)
根据计算电流48.7A查电工手册可选取电缆截面为16mm2电缆,允许电流为65A,而现使用的电缆截面为35mm2,允许电流为105A,能继续使用,但不经济。
4、南翼投产后采区变电所主输电电缆截面的校验
①、南翼投产后采区变所二台压器无功功率的计算
Q南=Q1+Q2
Pe=320,ux%=4.5,P=250
320(250÷
=17.6+8.8
=26.4
Pe=180,ux%=4.5,P=174
180(174÷
100
=9.9+7.5
=17.4
=26.4+17.4
=43.8(千乏)
②、计算南翼投产后采区变电所的最大长时负荷电流
Ig南=√(P南2+Q南2)÷
P南=378KW,
Q南=43.8千乏,
Ig南=√(3782+43.82)÷
=380.5÷
=36.6(A)
S南=Ig350后÷
Ig南=36.6A,Jn=1.15
S南=36.6÷
=31.8(A)
根据计算电流31.8A查电工手册可选取电缆截面为10mm2电缆,允许电流为48A,而现使用的电缆截面为35mm2,允许电流为105A,能继续使用,但不经济。
5、南翼投产后+200中央变电所主输电电缆截面的校验
Q200=Q1+Q2
Pe=320,ux%=4.5,P=225
320(225÷
=17.6+7.1
=24.7
=26.4+24.7
=51.1(千乏)
②、计算投产后+200中央变电所的最大长时负荷电流
Ig200=√(P2002+Q2002)÷
U)+Ig南式中:
P200=504KW,
Q200=51.1千乏,U=6,Ig南=36.6
Ig200=√(5042+51.12)÷
6)+36.6
=85.3(A)
S200=Ig200÷
Jn式中:
Ig200=Ig200+Ig南=48.7+36.6=85.3A,Jn=1.15
S200=85.3÷
=74.2(A)
根据计算电流74.2A查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆,允许电流为95A,而现使用的电缆截面为35mm2,允许电流为105A,能继续使用,但不经济。
6、按经济电流密度校验+510与+350联洛电缆的载面
①、根据+510或+350水平的经济电流密度校验联络电缆截面
若因向+510或+350主供电电缆任何一路出现电缆故障时,启用联络电缆,这时联络电缆则担分别任+510或+350水平的负荷。
根据计算电流Ig510=22.7A;
Ig350前=69.5A;
Ig350后=65A;
查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆,其长时允许电流为95A;
而现使用的联络电缆截面为35mm2,其长时允许电流为105A;
因此,现使用ZLQ35mm2铠装联络电缆符合供电要求,可以继续使用,但不经济。
②、根据经济电流密度校验+510、+350主输电电缆的截面
若因向+510或+350主供电电缆任何一路出现电缆故障时,启用联络电缆,这时任何路主输电电缆就要担负+510和+350两个水平的全部负荷,则主输电电缆电流为两个水平高压电流之和。
Ig=Ig350+Ig510Ig350=69.5A,Ig510=22.7A
Ig=22.7+69.5=92.2(A)
根据计算电流92.2A,查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆,其长时允许电流为95A;
而现使用的主输电电缆截面为35mm2,其长时允许电流105A;
因此,现使用ZLQ35mm2铠装主输电电缆符合供电要求,可以继续使用。
7、根据经济电流密度校验+350与+200联洛电缆的载面
①、根据+350或+200水平的经济电流密度校验联络电缆截面
若因向350或+200主供电电缆任何一路出现电缆故障时,启用联络电缆,这时联洛电缆则担分别任+350或+200水平的负荷。
根据计算电流Ig350后=65A;
Ig200=85.3A;
因此,现使用ZLQ35mm2铠装联洛电缆符合供电要求,可以继续使用。
②、根据经济电流密度校验+350、+200主输电电缆的截面
若因向+350或+200供电电缆任何一条出现电缆故障时,启用联络电缆,这时任何一条主输电电缆就要担负+350和+200两个水平的全部负荷,则主输电电缆电流为两个水平高压电流之和。
Ig=Ig350+Ig200Ig350=65A,Ig200=85.3A
Ig=65+85.3=150.3(A)
根据计算电流150.3A,查电工手册可选取电缆截面为70mm2电缆,其长时允许电流为165A;
因此,+350和+200两个水平现使用的ZLQ35mm2铠装主输电电缆不能担负两水平的全部负荷,使用联络时,不能满足正常生产的需要。
某煤矿供电系统设计计算示例之二
四、按长时允许电流校验各主输电电缆载面
1、按长时允许电流校验+510中央变电所主输电电缆截面
根据计算电流Ig510=22.7A,查电工手册可选取电缆截面为10mm2电缆,其长时允许电流为48A;
而现使用的电缆截面为50mm2,其长时允许电流为135A;
因此,现使用ZLQ50mm2铠装电缆符合供电要求,可以继续使用。
2、按长时允许电流校验+350中央变电所主输电电缆截面
根据计算电流Ig=69.5A,查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆,其长时允许电流为95A;
而现使用的电缆截面为35mm2,其长时允许电流为105A;
因此,现使用ZLQ35mm2铠装电缆符合供电要求,可以继续使用。
3、按长时允许电流校验+200中央变电所主输电电缆截面
根据计算电流Ig200=85.3A,查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆,其长时允许电流为95A;
4、按长时允许电流校验南翼采区变电所主输电电缆截面
根据计算电流Ig南=36.6A,查电工手册可选取电缆截面为10mm2电缆,其长时允许电流为48A;
因此,现使用VUZ35mm2铠装电缆符合供电要求,可以继续使用。
五、按长时允许电流校验各联络电缆载面
1、按长时允许电流校验+510与+350联洛电缆载面
根据计算电流Ig510=22.7A,查电工手册可选取电缆截面为10mm2电缆,其长时允许电流为65A;
因此,现使用ZLQ35mm2铠装联络电缆符合供电要求,可以继续使用。