7405工作面供电系统设计及验算 1.docx

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7405工作面供电系统设计及验算1

7405工作面供电设计

7405工作面：

工作面煤炭经过工作面自溜到-350m机巷工作面下出口SGW620-40T刮板运输机，经过机巷DTL650/22胶带运输机，再经过石门DTL650/22胶带运输机运输至下煤上山至-450m五采装煤车场，再由蓄电池电机车运至煤仓存放。

供电方式由-325m五区配电点送至-292m风巷回柱机及乳化液泵，采用690V低压电源；-350m机巷工作面620刮板运输机、机巷和石门胶带运输机电源均由-325m五区配电点供电，采用690V低压电源。

一、配电点供电系统验算

（一）供电系统设备选用

设备名称

规格型号

数量

单位

额定功率

（KW）

额定电流

启动

电流

电压

备注

瓦斯抽放泵

台

510

690V

-325m五采动力

注浆泵

台

125

690V

-325m五采动力

搅拌机

台

690V

-325m五采动力

回柱机

JH-14

台

18.5

100

690V

-325m五采动力

调度绞车

JD-1.6

台

200

690V

-325m五采动力

乳化液泵

XRB2B

台

250

690V

-325m五采动力

620刮板运输机

SGW-40T

台

270

690V

-325m五采动力

胶带运输机

DTL650/22

台

2*22

300

690V

-325m五采动力

调度绞车

JD-2.5

台

270

690V

-325m五采动力

钻机

台

150

690V

-325m五采动力

合计

305

注：

此表内动力额定功率合计，因乳化液泵一次只能使用一台，故只纳入一台乳化液泵功率进行计算。

因风巷回柱时，工作面所有电器设备都停止作业处于检修状态，故回柱机功率不纳入计算。

机巷疏水钻机作业时，机巷所有设备处于检修状态，故钻机功率可不纳入计算。

（二）电压等级

配电点内的高压电源电压为6KV，低压电源：

风巷、机巷均来自-325m五采配电点。

根据用电设备的容量与布置，风巷、机巷低压采用690V，采区信号36V。

（三）变压器计算与选择

1、-325m五采“动力”供电变压器选择为：

ST=

≈203KVA

按急倾斜煤层选取需用系数

=0.4，

=0.6

Kde为需用系数，

为功率因数（查表7-4）

故：

-325m五采“动力”供660V电变压器选择一台KBSG2-T-315/6型干式变压器，其额定容量为315KVA。

二、高压配电装置选择与校验

（一）-325m五采KBSG2-T-315/6型隔爆干式变压器高压配电箱选择

1、额定电压选定为6KV。

2、额定电流应大于变压器额定电流（即最大长时工作电流）。

变压器额定电流

IN.T1=

≈30A

选BPG12-6N型真空隔爆配电箱。

以上式中：

SNT为变压器的额定容量

VNT为用电设备额定电压.

（二）高压开关整定值计算与校验：

1、-325m五采配电点“690V动力”高压开关整定值计算：

（1）、由公式：

Ia=ΣN.T=30A

根据计算结果取高压开关整定倍数为：

Z=30/100=0.3倍

因高压开关整定倍数为0.1的倍数，故整定倍数设置为：

0.3倍

（2）、-325m五采配电点“690V动力”灵敏度校验：

由公式：

KS=

以上式中：

KTr为变压器的变压比取KB=8.7

三、采区低压供电网络计算

（一）电缆型号的确定

根据采区供电电压、工作条件、敷设地点及有关规定，电缆型号确定如下：

1、-325m五采配电点向7405风巷区域的低压电缆选用MY-0.38/0.66型矿用移动橡套软电缆。

2、-325m五采配电点向7405机巷区域的低压电缆选用MY-0.38/0.66型矿用移动橡套软电缆。

（二）电缆长度确定

1、全部低压电缆长度计算结果见供电系统图

四、电缆截面的选择与电压损失计算

（一）-325m五采动力变压器干线电缆截面的选择与电压损失计算：

-325m五采配电点KBSG2-T-315/6动力变压器供电计算图如下：

（二）正常运行时变压器允许电压损失：

1、-325m五采配电点KBSG2-T-315/6型变压器电压允许损失：

△UY=V2N-0.95VN=0.69KV-0.95×0.66KV=63V

△UY—网路中的允许电压损失，

V2N—变压器二次侧的额定电压，

VN—低压电网的额定电压，

（三）正常运行时变压器内部电压损失

1、-325m五采配电点KBSG2-T-315/6型变压器正常运行时内部电压损失：

△UA=

（ur%cosΦT+ux%sinΦT）

（0.79×0.6+3.92×0.7）≈21.49V

式中：

U2NT变压器二次侧额定电压V

ST为变压器计算负荷容量KVA

SNT变压器额定容量KVA

ur%、ux%变压器电阻压降百分比、电抗压降百分比，查变压器技术数据表

cosΦT根据需用系数、加权平均功率因数表查得，sinΦT由cosΦT求得

（四）干线选择

1、-325m五采变压器二次侧干线选择

ICA=

≈170A

根据计算结果查电缆的允许载流量表,120mm2的MY型电缆长期允许电流IY=315A＞209A，故选用1根120mm2的电缆作为变压器二次侧干线。

（五）计算变压器所带线路中，换算长度最远的一趟线路的电压损失。

2、-325m五采动力变压器二次侧干线电压损失

⊿UB=

≈0.13V

式中：

⊿UB———干线电缆的电压损失（v）

———电缆负荷的总额定功率（kw）

Lg———干线电缆的实际长度（m）R———电导率铜53

SG——干线电缆的截面积（mm2）Ue———额定电压（v）

根据同样上述公式，选择其他干线电缆如下表：

-325m五采KBSG2-T-315/6变压器干线电缆选择与电压损失一览表

电缆

用途

计算

电流

选择电缆和电缆型号

电压

损失

（V）

载流量选择

允许电压损失选择

选择结果

变压器二次侧至总开关

156

MY-1000-3*120+1*50

0.12

总开关至五采-350分路开关

156

MY-1000-3*120+1*50

0.12

五采-350分路至接线盒

105

MY-1000-3*50+1*16

2.49

接线盒至内齿轮开关

MY-1000-3*35+1*16

1.31

接线盒至-350中途开关（400）

MY-1000-3*50+1*16

0.16

接线盒至-350中途开关（400）

MY-1000-3*50+1*16

2.02

五采-350中途至-350m石门皮带开关

MY-1000-3*50+1*16

1.44

-350m石门皮带开关至-350m机巷皮带开关

MY-1000-3*35+1*16

1.87

-350m机巷皮带开关至-350m机巷溜子开关

MY-1000-3*25+1*10

0.17

机尾溜子开关至钻机开关

105

MY-1000-3*25+1*10

0.41

五采-325分路开关至送-292中途分路开关

MY-1000-3*35+1*16

0.82

送-292中途分路开关至-292中途开关

MY-1000-3*50+1*16

0.08

-292中途开关至1#液压泵开关

MY-1000-3*70+1*25

0.97

1#液压泵开关至2#液压泵开关

MY-1000-3*50+1*16

0.23

2#液压泵开关至至风巷回柱机开关

MY-1000-3*16+1*10

0.02

-292中途开关至-200五采绕道内齿轮开关

MY-1000-3*35+1*16

3.12

△UB合计

15.41

（六）变压器支线电缆截面的选择与电压损失计算

（1）五采-292m液压泵支线电压损失：

⊿UC=

≈0.20V

式中：

⊿UC———支线电缆的电压损失（v）

———电缆负荷的总额定功率（kw）

Lg———支线电缆的实际长度（m）

R———电导率铜53

SG——支线电缆的截面积（mm2）

Ue———额定电压（v）

根据同样上述公式，选择其他支线电缆与电压损失如下表：

-325m五采315kVA移动变压器支线电缆截面的选择与电压损失一览表

电缆

用途

计算电流

选择电缆和电缆型号

电压

损失

（V）

载流量选择

允许电压损失选择

选择结果

瓦斯抽放泵开关

MY-0.38/0.66-3*35+1*10

0.58

-325m五采内齿轮开关

MY-0.38/0.66-3*25+1*10

0.21

-350m石门皮带开关

MY-0.38/0.66-3*25+1*10

0.48

-350m机巷皮带开关

MY-0.38/0.66-3*25+1*10

0.24

-350m机巷溜子开关

MY-0.38/0.66-3*25+1*10

0.43

-350m钻机开关

MY-0.38/0.66-3*25+1*10

0.12

-292液压泵开关

MY-0.38/0.66-3*25+1*10

0.20

-292m回柱机开关

MY-0.38/0.66-3*25+1*10

0.20

-200绕道内齿轮开关

MY0.66/1.14-3*16+1*10

0.34

△UC合计

2.83

附：

《煤矿电工学》矿用橡套软电缆在空气中铺设的载流量

（七）-325m五采315KVA变压器所在电网总的电压损失△UT

△UT=△UA+△UB+△Uc=13.16+15.41+2.83=31.4V

因690v电网终端允许电压损失△UY=63V

由计算可知：

△UT=31.4V＜63V，故按电压损失效验所选该变压器所带干线电缆、支线电缆满足设计要求。

短路点

电缆

电缆换算长度M

两相短路电流A

长度M

截面MM2

换算系数

长度M

总长M

120

0.18

0.9

5666

120

0.18

0.9

8.2

5624

0.73

8.03

120

0.18

0.9

154.73

3056

0.73

8.03

1.43

85.8

120

0.18

0.9

545.7

1205

0.73

7.3

355

1.43

507.5

120

0.18

0.9

898.7

785

240

460

1.43

657.8

5、短路电流计算表

六、整定值计算与校验

编号

型号

整定值

计算

可靠性

校验

短路保护整定

短路倍数整定

BGP12-6N

Iz=Ie=30A取30A

KBZ-400

Iz=Ie=340A取340A

Ia.s≥IN.st+∑IN≥300+65≥365A

Z≥Ia.s/Iz

≥365/340≥1.07＝2

KBZ-400

Iz=Ie=140A取150A

Ia.s≥IN.st+∑IN≥192+60≥252A

Z≥Ia.s/Iz

≥252/150≥1.68=2

KBZ-400

Iz=Ie=149A取150A

Ia.s≥IN.st≥169A

Z≥Ia.s/Iz

≥169/149≥1.13=2

KBZ18-200

Iz=Ie=149A取150A

Ia.s≥IN.st≥169A

Z≥Ia.s/Iz

≥169/149≥1.13=2

QJZ-200

Iz=Ie=85A取85A

Ia.s≥IN.st≥510A

Z≥Ia.s/Iz

≥510/85≥6=6

QBZ-80

Iz=Ie=16.8A取20A

QBZ-80

Iz=Ie=4.48A取5A

KBZ18-200

Iz=Ie=113A取120A

Ia.s≥IN.st≥45+146≥315A

Z≥Ia.s/Iz

≥191/120≥1.59=4

QBZ-120N

Iz=Ie=28A取30A

QBZ-80

Iz=Ie=41.5A取45A

QBZ-80

Iz=Ie=41.5A取45A

QBZ-80

Iz=Ie=20A取20A

QBZ-80

Iz=Ie=16.8A取20A

QBZ-80

Iz=Ie=6.16A取10A

QBZ-120N

Iz=Ie=44.8A取45A

KBZ-400

Iz=Ie=134A取140A

Ia.s≥IN.st≥45+151≥196A

Z≥Ia.s/Iz

≥196/140≥1.4=2

QBZ-80

Iz=Ie=49.28A取50A

QBZ-80

Iz=Ie=49.28A取50A

QBZ-80

Iz=Ie=44.8A取45A

QBZ-80

Iz=Ie=24A取25A

注：

PIR-800型智能综合保护装置是智能馈电和智能磁力开关内装设的新型智能保护装置，本供电设计内与智能开关相关的整定是依据淮南安泰的《KBZ-400馈电开关使用说明书》和甘肃容和的《KBZ-500馈电开关使用说明书》进行调整。

七、漏电保护系统要求

为保证供电安全,7405工作面供电系统设置选择性漏电保护方式,对供电系统每天进行检漏试验，确保漏电保护可靠，填写好记录。

八、接地保护系统要求

根据«煤矿安全规程»规定装设接地装置，并必须符合下列要求：

1、接地极、辅助接地极采用2根直径25mm，长度为1.0m的镀锌钢管，管上钻直径为5mm的透孔20个，2根钢管相距大于5米，并联后垂直埋入底板，垂直埋深不得小于0.75米。

2、接地母线采用40×4mm2的镀锌扁铁。

3、电气设备的外壳与接地母线或接地极的连接导线采用50mm2的镀锌铁线。

4、辅助接地线采用25mm2电缆与辅助接地极连接。

5、接地导线和辅助接地母线采用不小于M12镀锌螺栓加弹簧垫连接。

参考文献：

1、《煤炭工业设计规范》；

2、《煤矿井下供电设计技术规定》GB50417-2007；

3、《煤矿井下供配电设计规范》；

4、《煤矿电工手册》1994；

5、《煤矿安全规程》2016；

6、《煤矿电工学》2007；

7、《煤矿井下供电的三大保护细则》2004年5月。

重庆能投渝新能源有限公司南桐煤矿

7405工作面供电设计

审批：

总工程师：

2018年5月日

机电副总：

2018年5月日

机运科：

2018年5月日

编制：

2018年5月日

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