7122机巷供电设计.docx
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7122机巷供电设计
淮北矿业（公司）许疃煤矿
7122机巷掘进工作面
供电设计
编制单位：
保运区
编制时间：
2009年7月9日
7122机巷掘进工作面供电设计
一、供电概述：
7122机巷掘进工作面施工长度880M，切眼长度150M，采用EBZ-220综掘机进行掘进，55T刮板机配合80皮带进行出货。
由于掘进工作面较长，所带负荷容量较大，因此采用前期（附图）和后期（附图）两个阶段供电，前期动力电源采用控制由82上部变电所馈电BKDZ-400（编号Ⅱ-11）和高爆PBG-6（编号Ⅱ-5）控制，采用高爆PBG-6（编号Ⅱ-5）控制移变综掘机，当机巷掘进工作面掘进到500米时，采用后期供电。
PBG-6高爆（编号Ⅱ-5）同时控制两台移变，1140V移变向综掘机供电，660V移变向二部皮带机、切眼链板机、水泵和绞车供电。
采用MYPTJ3*50平方电缆做为动力电源供给KBSGZY-500/6移动变电站，主备局电源取自82中部变电所BKD1-400馈电编号分别为II-39和I-37。
局扇风电瓦斯电同时闭锁于82上部变电所PBG-6高爆（编号Ⅱ-5）和馈电BKDZ-400（编号Ⅱ-5），预计1#移动变电站所带负荷为321KW；2#移动变电站所带负荷约为200KW.祥细情况请参阅供电系统图（附后）。
二、设备选型与负荷统计（前期）：
序号
设备名称
设备型号
数量
电机功率
（KW）
额定电压
（V）
额定电流
（A）
1
综掘机
EBZ-220SH
1
321
1.14
196.2
2
皮带机
DSJ-80
1
2×40
0.66
2×46
3
刮板机
55T
1
55KW
0.66
62.3
4
绞车
JD-25
3
25
0.66
27.5
JD-40
1
40
0.66
40
5
水泵
QBK-7.5
2
7.5
0.66
8
6
照明综保
ZXZ8-4
1
4KVA
660/133
2.2/10.85
7
移动
变电站
KBSGZY-500/6/1.2
1
总计
610
三、移动变电站干式变压器的选择：
根据供电系统拟定原则，选择2台变压器，其容量分别决定如下：
1、1#移动变电站向综掘机组供电
K1x=0.4+0.6（P1max/ΣP1e）=0.4+0.6（220/321）=0.81
取cosφ=0.7
S1b=ΣP1eK1x/cosφ=321×0.81/0.7=371KVA
故移动变电站选用KBSGZY-500/6/1.2干式变压器
S1e=500KVA＞S1b=371KVA满足工作需要
2、82上部变电所干式变压器向82一台110KW瓦斯泵、82一台110KW运输皮带和7122机巷皮带机、刮板机、绞车和水泵供电
K2x=0.4+0.6（P2max/ΣP2e）=0.286+0.712（110/510）=0.44
取cosφ=0.7
S2b=ΣP2eK2x/cosφ=510×0.44/0.7=320KVA
故2#移动变电站选用KBSGZY-500/6/0.69干式变压器
S2e=500KVA＞S2b=320KVA满足工作需要
四、高压电缆的选择：
⑴、按设计规定初选1#移变干线电缆为MYPTJ-3.6/6KV3×50+3×25/3+3×2.5
⑵、按长时允许负荷电流校验电缆截面:
Ig=ΣPeKx/（Uecosφwm）
Ig=321×103×0.81/（×6000×0.7）=27A
故选择MYPTJ3×50+3×25/3+3×2.5型高压矿用铜芯橡套屏蔽电缆。
其主截面为50mm2，Ifh=173A＞Ig=27A满足需要
⑶、按经济电流密度校验高压电缆截面：
Aj=Ig/Ij
Ij-经济电流密度，查《综采设计手册》下册表6-1-4得知
Ij=2.25A/mm2
Aj=27/2.25=12mm2＜Ae=50mm2满足需要
五、低压电缆的选择：
1、综掘机电缆的选择
K1x=0.4+0.6（P1max/ΣP1e）=0.4+0.6（220/321）=0.81
Ig=ΣPeKxX/（Uecosφwm）
Ig=321×103×0.81/（×1.14×0.7）=188A
故选择MYP3×95屏蔽电缆，长时允许电流260>188满足需要
2、皮带机、刮板机、绞车和水泵电缆的选择
K1x=0.286+0.712（P1max/ΣP1e）=0.4+0.6（80/260）=0.58
Ig=ΣPeKxX/（Uecosφwm）
Ig=260×103×0.58/（×0.66×0.7）=190A
故选择MYP3×95屏蔽电缆，长时允许电流260>202满足需要
六、电缆截面的校验：
按正常工作时的电压损失校验电缆截面，根据有关技术资料规定，变压器低压侧最远的电机端子的电压损失不能大于其允许值。
即：
（一）、1#移变及线路电压损失计算：
ΔUy=E20-Ue95%=1200-1140×95%=117V
ΔU=ΔUb+ΔUX
1、变压器的电压损失
ΔUb=ΔUP%×Ue
ΔUP%=β（URcosφ+UKsinφ）
UR=（ΔP/10Se）%
β—变压器的负荷系数，β=Sb/Se=（321*0.81/0.7）/500=0.743
UR—变压器在额定负荷时变压器中的电阻压降百分数
UX—变压器在额定负荷时变压器中的电抗百分数
ΔP—变压器的短路损耗W
由KBSGZY-500/6/1.2移变技术参数表得知
UK=4.5%,ΔP=3550W
∴UR=（ΔP/10Se）%=3550/（10×500）%=0.71%
ΔUx%=
UK2-UR2%=
4.52-0.712%=4.444%
ΔUP%=β（URcosφ+UXsinφ）%=0.743×（0.71×0.7+4.444×0.714）%=2.73%
ΔUb=ΔUP%×Ue=2.73%×1200=32V
2、电缆的电压损失
△UX=
IeLZ（R0COS
+X0Sin
）
=1.732×180×0.8（0.247×0.7+0.075×0.714）
=56V（由95mm2电缆技术参数得知R0＝0.247Ω/Km，X0＝0.075Ω/Km）
3、总电压损失为
ΔU=ΔUb+ΔUX
=32+56=88V<ΔUy=117满足要求
（二）、变电所动力变压器及线路电压损失计算：
ΔUy=E20-Ue95%=690-660×95%=63V
ΔU=ΔUb+ΔUX
1、变压器的电压损失
ΔUb=ΔUP%×Ue
ΔUP%=β（URcosφ+UKsinφ）
UR=（ΔP/10Se）%
β—变压器的负荷系数，β=Sb/Se=（510*0.44/0.7）/500=0.64
UR—变压器在额定负荷时变压器中的电阻压降百分数
UX—变压器在额定负荷时变压器中的电抗百分数
ΔP—变压器的短路损耗W
由KBSGZY-500/6/0.69移变技术参数表得知
UK=4.5%,ΔP=3550W
∴UR=（ΔP/10Se）%=3550/（10×500）%=0.71%
ΔUx%=
UK2-UR2%=
4.52-0.712%=4.444%
ΔUP%=β（URcosφ+UXsinφ）%=0.64×（0.71×0.7+4.444×0.714）%=2.34%
ΔUb=ΔUP%×Ue=2.34%×690=16V
2、皮带机、水泵及绞车电缆的电压损失
△UX=IeLZCOS
/53S
=130×860×0.7/53×70
=21V
3、总电压损失为
ΔU=ΔUb+ΔUX
=21+16=37V<ΔUy=63满足要求
由计算可知最远点最大负荷端子上的电压损失满足要求，其它电机功率较小，供电距离较近，所以起动时压降相对较小，无须再一一校验。
七、短路电流计算：
1）、移动变电站1200V95平方电缆800M折算到50平方电缆值为：
LH=KgLg+K1L2+LX=0.008×2455+0.036×200+63.3+810×0.53=519米，综掘机末端两相短路查表Id2
（2）=2020A
2）、动力变压器负荷侧660V70平方电缆800M折算到50平方电缆值为：
LH=KgLg+K1L2+LX=0.008×2455+20.9+660×0.73+200×0.53=628米，绞车末端两相短路查表Id2
（2）=1140A
九、电流保护装置的整定：
1、控制综掘机BKD20-400馈电
①过载整定
Iz＝≤IeKX=0.81cosφwm=0.7
Ie=ΣPeKx/（
Uecosφwm）
=321×0.81/1.732×1.14×0.7=188取Iz=190A
②短路保护整定：
Iz＝IQE+KXΣIe＝7×131+0.81×（58+7）＝969A
取保护整定为Iz＝1000A，当超过此值时视为短路,保护器动作时间t<0.2s
③整定校验
必须满足Id
（2）/Iz）≥1.5
Id
（2）/Iz）＝2020/1000＝2＞1.5满足要求
2、变电所控制刮板机、绞车、水泵和皮带机BKDZ-400馈电（编号Ⅱ-16）
①过载整定
Iz＝≤IeKX=0.44cosφwm=0.7
Ie=ΣPeKx/（
Uecosφwm）
=510×0.44/1.732×0.66×0.7=280取Iz=280A
②短路保护整定：
Iz＝IQE+KXΣIe＝46×2×7+0.44×204=733A
取保护整定为Iz＝750A，
③整定校验
必须满足Id
（2）/Iz≥1.5
Id
（2）/Iz＝1140/750＝1.52＞1.5满足要求
2、各启动器过载整定如供电系统图所示。
二、设备选型与负荷统计（后期）：
序号
设备名称
设备型号
数量
电机功率
（KW）
额定电压
（V）
额定电流
（A）
1
综掘机
EBZ-220SH
1
321
1.14
196.2
2
皮带机
DSJ-80
1
2×40
0.66
2×46
3
刮板机
55T
3
55KW
0.66
62.3
4
皮带机
DSJ-55
1
55KW
0.66
62.3
5
绞车
JD-25
4
25
0.66
27.5
JD-40
1
40
0.66
40
6
水泵
QBK-7.5
2
7.5
0.66
8
7
照明综保
ZXZ8-4
1
4KVA
660/133
2.2/10.85
8
移动
变电站
KBSGZY-500/6/1.2
1
KBSGZY-500/6/0.69
1
总计
770
三、移动变电站干式变压器的选择：
根据供电系统拟定原则，选择2#移动变电站，其容量分别决定如下：
1、#移动变电站向综掘机组供电
K1x=0.4+0.6（P1max/ΣP1e）=0.4+0.6（55/200）=0.565
取cosφ=0.7
S1b=ΣP1eK1x/cosφ=200×0.565/0.7=160KVA
故移动变电站选用KBSGZY-500/6/0.69干式变压器
S1e=500KVA＞S1b=160KVA满足工作需要
四、高压电缆的选择：
⑴、按设计规定初选1#移变干线电缆为MYPTJ-3.6/6KV3×50+3×25/3+3×2.5
⑵、按长时允许负荷电流校验电缆截面:
K1x=0.4+0.6（P1max/ΣP1e）=0.4+0.6（220/521）=0.65
Ig=ΣPeKx/（Uecosφwm）
Ig=521×103×0.65/（×6000×0.7）=47A
故选择MYPTJ3×50+3×25/3+3×2.5型高压矿用铜芯橡套屏蔽电缆。
其主截面为50mm2，Ifh=173A＞Ig=47A满足需要
⑶、按经济电流密度校验高压电缆截面：
Aj=Ig/Ij
Ij-经济电流密度，查《综采设计手册》下册表6-1-4得知
Ij=2.25A/mm2
Aj=47/2.25=21mm2＜Ae=50mm2满足需要
五、低压电缆的选择：
1、2#移变所带负荷电缆的选择
K1x=0.4+0.6（P1max/ΣP1e）=0.4+0.6（55/200）=0.565
Ig=ΣPeKxX/（Uecosφwm）
Ig=200×103×0.565/（×0.66×0.7）=141A
故选择MYP3×70屏蔽电缆，长时允许电流215>141满足需要
六、电缆截面的校验：
按正常工作时的电压损失校验电缆截面，根据有关技术资料规定，变压器低压侧最远的电机端子的电压损失不能大于其允许值。
即：
2#移变及线路电压损失计算：
ΔUy=E20-Ue95%=690-660×95%=63V
ΔU=ΔUb+ΔUX
1、变压器的电压损失
ΔUb=ΔUP%×Ue
ΔUP%=β（URcosφ+UKsinφ）
UR=（ΔP/10Se）%
β—变压器的负荷系数，β=Sb/Se=（200*0.565/0.7）/500=0.2
UR—变压器在额定负荷时变压器中的电阻压降百分数
UX—变压器在额定负荷时变压器中的电抗百分数
ΔP—变压器的短路损耗W
由KBSGZY-500/6/0.69移变技术参数表得知
UK=4.5%,ΔP=3550W
∴UR=（ΔP/10Se）%=3550/（10×500）%=0.71%
ΔUx%=
UK2-UR2%=
4.52-0.712%=4.444%
ΔUP%=β（URcosφ+UXsinφ）%=0.2×（0.71×0.7+4.444×0.714）%=0.73%
ΔUb=ΔUP%×Ue=2.34%×690=5V
2、电缆线路的电压损失
△UX=IeLZCOS
/53S
=227×0.565×550×0.7/53×70
=13V
3、总电压损失为
ΔU=ΔUb+ΔUX
=13+5=18V<ΔUy=63满足要求
由计算可知最远点最大负荷端子上的电压损失满足要求，其它电机功率较小，供电距离较近，所以起动时压降相对较小，无须再一一校验。
七、短路电流计算：
1）、2移动变电站660V70平方电缆800M折算到50平方电缆值为：
LH=KgLg+K1L2+LX=0.008×2455+0.012×700+21.9+550×0.73=451米，综掘机末端两相短路查表Id2
（2）=1530A
九、电流保护装置的整定：
1、2#移变负荷侧馈电
①过载整定
Iz＝≤IeKX=0.565cosφwm=0.7
Ie=ΣPeKx/（
Uecosφwm）
=200×0.565/1.732×0.69×0.7=135取Iz=140A
②短路保护整定：
Iz＝IQE+KXΣIe＝7×62.3+0.565×（62.3×2+8+28）＝527A
取保护整定为Iz＝550A，当超过此值时视为短路,保护器动作时间t<0.2s
③整定校验
必须满足Id
（2）/Iz）≥1.5
Id
（2）/Iz）＝1530/550＝2.78＞1.5满足要求
2、各启动器过载整定如供电系统图所示。
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