煤矿井下变电所供电设计.docx
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煤矿井下变电所供电设计
煤矿
井下变电硐室保护整定计算资料
二0一四年二月
第一节概述
一、系统简述：
1、变电硐室的供电电源来至井下中央变电所（双回路）,主要担负xx水平、xx水平、xx水平的掘进供电。
xx到xx水平属于斜坡运输，主要提升运输设备是绞车；xx水平为综掘工作面，掘进机加带式输送机转运矸石。
xx水平为炮掘工作面，耙斗机加带式输送机转运矸石。
xx水平为回风巷道，在上部车场安装调度绞车便于xx斜坡运输。
所有斜坡信号和照明采用ZBZ-4.0M型照明综合保护器提供电源。
2、在xx运输石门安装一部DTL80型钢架落地式带式运输机满足xx及xx掘进矸石的运输工作。
xx绞车房安装一台xx型双速多用途绞车满足该斜坡的运输。
xx上部车场安装一台JD-1.6调度绞车满足该斜坡的提升运输工作。
xx水平工作面：
xx运输顺槽安装一台DSJ80/40/2*75kW型可伸缩带式输送机装运矸石；xx回风顺槽安装一台EBZ160型悬臂式掘进机掘进，安装一台DSJ80/40/2*75kW型可伸缩带式输送机和一台SGB620/40T型刮板运输机转运矸石。
1165水平掘进工作面：
瓦斯底抽巷一、二各安装一台P60型耙斗装岩机耙矸，底抽二安装一台DSJ80/40/2*75kW型可伸缩带式输送机装运矸石和PC7U型混凝土喷射机喷浆支护。
底抽一安装一台DSJ65/20/2*37kW型可伸缩带式输送机装运矸石和PC7U型混凝土喷射机喷浆支护。
3、配电点供电电压拟定：
①斜坡信号使用127V电源。
②xx水平掘进机供电为xxV电压供电。
③xx水平、xx水平及xx水平带式输送机、刮板运输机采用660V电压供电。
二、工作面供电设备：
1、高压真空配电装置PJG-300/10Y2台
高压真空配电装置PJG-200/10Y1台
高压真空配电装置PJG-100/10Y3台
2、移动变电站KBSGZY-800/10/1.21台
3、移动变电站KBSGZY-630/10/0.691台
4、移动变电站KBSG-500/10/0.691台
5、真空馈电开关KBZ-400/1140（660）6台
6、真空馈电开关KBZ-200/1140（660）8台
第二节xx变电硐室供电设备负荷统计
一、负荷统计：
设备名称
数量
型号
电机容量（kW）
设备总功率（kW）
额定电压（V）
额定电流（A）
使用地点
一路∑P1=261kW（1#变压器）
掘进机
1台
EBZ160
261
1140
xx运输顺槽
二路∑P2=438kW（2#变压器）
带式输送机
1台
DSJ80/40/2*75
2*75
150
660
2*80.4
xx运输顺槽
张紧电机
1台
5.5
5.5
660
7
xx运输顺槽
双速绞车
1台
JSDB-13
22
22
660
25.4
xx绞车房
带式输送机
1台
DSJ80/40/2*75
2*75
150
660
2*80.4
xx运输顺槽
张紧电机
1台
5.5
5.5
660
7
xx运输顺槽
刮板运输机
1台
SGB620/40T
2*40
80
660
2*45.3
xx运输顺槽
调度绞车
1台
JD-1.6
25
25
660
27.6
xx上部车场
三路∑P3=516kW（3#变压器）
带式输送机
2台
DTL80
55
110
660
2*59.3
xx运输石门
带式输送机
1台
DSJ80/40/2*75
2*75
150
660
2*80.4
底抽巷二
张紧电机
1台
5.5
5.5
660
7
底抽巷二
调度绞车
2台
JD-1.6
25
50
660
2*27.6
底抽巷二
耙斗机
1台
P60B
30
30
660
36
底抽巷二
喷浆机
1台
PC7U
5.5
5.5
660
7
底抽巷二
带式输送机
1台
DSJ65/20/2*37
2*37
74
660
2*40.2
底抽巷一
张紧电机
1台
5.5
5.5
660
7
底抽巷一
调度绞车
2台
JD-1.6
25
50
660
2*27.6
底抽巷一
耙斗机
1台
P60B
30
30
660
36
底抽巷一
喷浆机
1台
PC7U
5.5
5.5
660
7
底抽巷一
第三节移动变电站及高压真空配电装置选择
1、1#变电站的选择
额定负荷：
∑P=261kW
选择一台KBSGZY-315/1.2型移动变电站就能满足要求，为考虑下一步的供电需求，选择一台KBSGZY-800/1.2。
满足要求。
2、2#变电站的选择
额定负荷：
∑P=438kW
选择一台KBSGZY-500/0.69型移动变电站就能满足要求，为考虑下一步的供电需求，选择一台KBSGZY-630/0.69。
满足要求。
3、3#变电站的选择
额定负荷：
∑P=516kW
选择一台KBSGZY-500/0.69型移动变电站，满足要求。
变压器负荷分配和容量计算表
名称
型号
额定负荷
（kW）
选用容量
（kVA）
计算容量
（kVA）
1#变电站
KBSGZY-800/10/1.2
482
800
413
2#变电站
KBSGZY-630/10/0.69
558
630
447
3#变电站
KBSGZY-500/10/0.69
516
500
423
3、1）xx采区变电所进线、联络高压真空配电装置选用计算：
∑Ρe=∑P1+∑P2+∑P3=1556kW
Ue=10000VcosΦ=0.7
容量计算公式：
Ie=KX×ΣΡe/UecosΦ
KX=0.4+0.6×Ρe/ΣΡe≈0.46
Ie=0.46×1556/（1.732×10×0.7）≈90A<200A/300A
所以：
选用PJG300/10Y型高压真空配电装置，容量满足要求。
2）xx采区变电所控制1#变压器的高压真空配电装置选用计算：
∑Ρe=∑P1=482kW
Ue=10000VcosΦ=0.7
容量计算公式：
Ie=KX×ΣΡe/UecosΦ
KX=0.4+0.6×Ρe/ΣΡe≈1
Ie=1×482/（1.732×10×0.7）≈27A<100A
所以：
选用PJG100/10Y型高压真空配电装置，容量满足要求。
其余2台高压开关选择同理，容量满足要求。
第四节高、低压电缆参数选择
一、井下中央变电所至xx采区变电所高压电缆的选择计算：
∑Ρe=∑P1+∑P2+∑P3+=1556kW
Ue=10000VcosΦ=0.7
容量计算公式：
Ie=KX×ΣΡe/UecosΦ
KX=0.4+0.6×Ρe/ΣΡe≈1
Ie=1×1556/（1.732×10×0.7）≈89A
查表已知：
I回高压电缆3×50mm2电缆载流量为185A，大于89A，满足要求。
II回高压电缆3×70mm2电缆载流量为231A，大于89A，满足要求。
长度均为550米。
中央变电所至xx采区变电所10kV供电电缆电压降的计算：
∑Ρe=1556kW=1.556MW
K%=0.502%（查表）L=0.55Kｍ
△U1%＝P×L×K%=1.556×0.55×0.502%≈0.43%＜7%
选用MVV22-8.7/10kV3×50mm2电缆能满足要求。
二、低压电缆选择计算及校验：
1、根据《电缆细则》第13条规定：
对采掘机等设备供电的电缆，应采用采掘机用屏蔽橡套软电缆。
时常移动和受拉受压，容易损伤的电缆，应满足电缆机械强度的最小截面的要求。
参考《煤矿井下电缆安装、运行、维修、管理工作细则》中参考表4-1进行选择。
按允许电压损失选择主截面。
以保证电动机正常运转。
2、低压电缆截面选择计算（祥见“1172采区变电所供电系统图”）
L27支线电缆最大长时工作电流为：
根据计算，初选电缆截面L27=70mm²，Ie=215A＞156A，满足要求。
电压损失：
ΔUb=IbL（RbcosΦ+XbsinΦ）
=×156×1（0.315×0.85+0.078×0.527）
=84V
查表得3×70mm2的电缆Ro为0.315Ω/km,Xo为0.078Ω/km
1#变压器电压损失：
ΔUb=·Ica·（UR%cosΦ+UX%sinΦ）
ΔUb=×172×（0.7×0.0135+0.1072×0.714）≈26V
查表得：
UR%=0.0135UX%=0.1072
该线路总的电压损失计算：
ΔU=ΔUb+ΔUL1=84+26=110V<117V满足要求。
L23支线电缆最大长时工作电流为：
根据计算，初选电缆截面L23=25mm²，Ie=113A＞27A，满足要求。
L22支线电缆最大长时工作电流为：
根据计算，初选电缆截面L22=50mm²，Ie=173A＞27A，满足要求。
L15支线电缆最大长时工作电流为：
根据计算，初选电缆截面L15=25mm²，Ie=113A＞82A，满足要求。
L13支线电缆最大长时工作电流为：
根据计算，初选电缆截面L13=50mm²，Ie=173A＞131A，满足要求。
电压损失：
ΔUb=IbL（RbcosΦ+XbsinΦ）
=×131×0.1（0.491×0.85+0.081×0.527）
=10.5V
查表得3×50mm2的电缆Ro为0.491Ω/km,Xo为0.081Ω/km
其余电缆选择同理，具体选择型号见供电系统图。
2#变压器电压损失：
ΔUb=·Ica·（UR%cosΦ+UX%sinΦ）
ΔUb=×342×（0.0056×0.7+0.0415×0.714）≈20V
查表得：
UR%=0.0056UX%=0.0415
该线路总的电压损失为线路最长，符合最大的一条线路，如下：
ΔU=ΔUb+ΔUL1=20+10.5=30.5V<63V满足要求。
L5、L6支线电缆最大长时工作电流为：
根据计算，初选电缆截面L5、L6=25mm²，Ie=113A＞60A，满足要求。
L4支线电缆最大长时工作电流为：
根据计算，初选电缆截面L4=50mm²，Ie=173A＞120A，满足要求。
电压损失：
ΔUb=IbL（RbcosΦ+XbsinΦ）
=×120×0.31（0.491×0.85+0.081×0.527）
=20V
查表得3×50mm2的电缆Ro为0.491Ω/km,Xo为0.081Ω/km
L7支线电缆最大长时工作电流为：
根据计算，初选电缆截面L7=70mm²，Ie=215A＞181A，满足要求。
电压损失：
ΔUb=IbL（RbcosΦ+XbsinΦ）
=×181×0.2（0.346×0.85+0.078×0.527）
=21V
查表得3×70mm2的电缆Ro为0.346Ω/km,Xo为0.078Ω/km
1#变压器电压损失：
ΔUb=·Ica·（UR%cosΦ+UX%sinΦ）
ΔUb=×324×（0.006×0.7+0.038×0.714）≈17V
查表得：
UR%=0.006UX%=0.038
该线路总的电压损失为线路
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