煤矿采区移动变电站供电系统设计

中文题目煤矿采区移动变电站供电系统设计外文题目COALMININGAREAMOBILESUSTATIONPOWERSUPPLYSYSTEMDESIGN毕业设计（论文）共60页（其中外文文献及译文12页）图纸共1张完成日期2015年6月答辩日期2015年6月摘要随着矿井开采深度的不断延伸和采掘设备容量的不断增大，工作面的耗电量骤增。如果继续采用以往由采区变电所用低压向工作面供电的方式，显然是不经济、不合理的。为此，专门设计、制造了移动变电站，移动变电站可以放在采掘工作面附近平巷的轨道上，可随工作面的推进而移动，并将采区变电所送来的高压电降为与采掘设备电压等级相符的电压后，供给采掘设备使用。供电距离大大缩短，可大幅减少电压损失，提高供电质量和供电的经济性。本设计通过对采区负荷的分析和计算选取变压器，根据短路电流的计算，选择并校验高压配装置和低压保护箱。最后，选取并校验了电力电缆，进行了必要的继电保护整定，完成了整个设计。关键词高压配电装置；干式变压器；低压保护箱ABSTRACTASTHEDEPTHOFMININGEQUIPMENTTOEXTENDTHECAPACITYOFGROWING,THECONSUMPTIONLEVELFACEIFYOUCONTINUETOBEUSEDTOFACEWITHLOWPOWER,THATISNOTTHEECONOMYANDUNREASONALINTHISREGARD,SPECIALDESIGNMAKINGMOBILESUBSTATIONS,ANDMOVEPARTSCANBEPLACEDINORBITAROUNDFACE,BUTINTHEFACEOFMOVESANDPOWERISREDUCEDTOALEVELCONSISTENTWITHEQUIPMENTOFTHEVOLTAGEON,THESUPPLYOFEQUIPMENTUSINGPOWERDISTANCEISSHORTEN,CANSIGNIFICANTLYREDUCETHEVOLTAGELOSS,IMPROVETHEQUALITYOFPOWERSUPPLYANDPOWERSUPPLYOFTHEECONOMYTHISDESIGNTHROUGHTOTHEMININGAREALOADANALYSISANDCALCULATIONOFTHESELECTIONTRANSFORMACCORDINGTOTHECALCULATIONOFSHORTCIRCUITCURRENT,SELECTANDCHECKHIGHPRESSUREDEVICESANDLOWVOLTAGEPROTECTIONCASEINTHEEND,SELECTANDCHECKTHEPOWERCABLE,THENECESSARYOFRELAYPROTECTIONSETTING,TOCOMPLETETHEWHOLEDESIGNKEYWORDSHIGHVOLTAGEPOWERDISTRIBUTIONEQUIPMENT；DRYTYPETRANSFORMER；LOWVOLTAGEPROTECTIONCASE目录摘要IABSTRACTII1概述111移动变电站的结构和功能112煤矿负荷资料22负荷计算321负荷计算的目的322负荷计算方法323负荷计算内容4231用电设备组的负荷计算4232变电站低压侧补偿前的总计算负荷7233无功补偿计算及电容器选择7234变电站低压侧补偿后总计算负荷以及功率因数的校验103变电站变压器选择1131变压器的选择原则1132变压器的选择计算1133变压器的损耗计算1234补偿后高压侧的计算负荷及功率因数的校验134短路电流计算1441短路电流计算的目的1442短路电流计算的方法1443短路电流的计算步骤1444短路电流计算内容155高压、低压电气设备选择3051高压电气设备选择原则3052高压配电装置选择及校验30521高压断路器选择与校验32522高压隔离开关选择与校验33523高压熔断器选择34524电流互感器选择34525电压互感器选择3553低压电器设备选择3554母线及电缆选择375416KV母线选择与校验3754212KV母线的选择与校验38543各用电设备导线截面积的选择与校验396供电系统的继电保护467总结49致谢50参考文献51附录A52附录B571概述11移动变电站的结构和功能KBSGZY矿用隔爆型移动变电站作为一种煤矿井下常用供（变）电设备，因其在设计上具有防爆和防潮性能，因此，它能够广泛的应用于环境潮湿和含有甲烷混合气体、煤尘、并且具有爆炸危险的场所；KBSGZY矿用隔爆型移动变电站的紧凑性设计，使其可以不受安装条件的限制，能够安装在距离采掘工作面50300M的地方，负荷电缆长度大大缩短，可大幅减少电压损失、提高供电质量和供电的经济性；KBSGZY矿用隔爆型移动变电站的整体式设计，使移动变电站能够整体装在小车上，便于在井下拆除、移动和安装；KBSGZY矿用隔爆型移动变电站完善的过载、短路和漏电保护，同时在高、低压开关之间，高压开关与上一级断路器之间具有电气联锁和机械联锁装置，能够防止对设备进行错误的操作和错误打开，能够有效的保护操作及维护人员的安全和避免供电设备、线路的人为损毁，使供电系统稳定性和可靠性得以延续，大大提高了供电系统运行的安全性；KBSGZY矿用隔爆型移动变电站独特的设计使设备经济耐用（设计寿命可达30年）、运行可靠。移动变电站是将井下采区的变电所引来的6000伏电压变为1200伏或690伏电压等级的电压向采掘工作面供电。移动变电站采用防爆结构，适用于具有瓦斯爆炸危险性的矿井，安装在距工作面较近的运输巷道中，容量大，供电距离远，可达500800米（低压供电距离）。移动变电站可以随着采掘工作面的向前推进而移动，采用能够移动的变压器（变电站）就可以缩短变电站和采掘工作面动力设备的距离，减少传输损失，并能适当加长工作面的走向长度。现在一些的煤矿综采工作面的走向长度已达上千米，就是采用移动变电站的结果。综采综掘的生产对供电的要求比较特殊，针对综采综掘的电气设备量大，供电距离远的特点，在采掘工作面采用了移动变电站作为主动力电源，移动变电站在采煤和掘进巷道中可以随时移动，极大的减小了供电电压损失。能够保证负荷端子上有足够的电压，保证了综采综掘设备效率的发挥。从供电的要求上来看，移动变电站有着供电可靠，供电安全，能保证充足的供电量，并且在实际使用中减少低压电缆的截面积，即为技术经济合理，极大的减少了建造变电硐室的费用，随着移动变电站的推广应用，油浸变压器将被逐渐取替，极大地减少了因使用油浸变压器产生的漏油、溢油事故，甚至发生火灾事故，消除了矿井安全生产的特大隐患。12煤矿负荷资料负荷资料见表11。表11采区负荷统计表TABLE11MININGAREALOADSTATISTICS编号设备电流A电压KV额定功率KW需要系数DKCOS备注1采煤机1831140300058072液压泵站65114075058073液压绞车20114022058074转载机951140110058075刮板输送机9511401102058076破碎机951140110058077喷雾泵35114040058078带式输送机651140752058072负荷计算21负荷计算的目的负荷计算的目的是了解用电情况，合理选择供配电系统的设备和元件，如导线、电缆、变压器等。负荷计算过小，则依此选用的设备和载流部分有过热的危险，轻者使线路和配电设备寿命降低，重者影响供电系统安全运行。负荷计算偏大，则造成设备的浪费和投资的增大。为此，正确的负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。22负荷计算方法供电系统设计常用的负荷计算的方法有二项系数法、利用系数法、需用系数法、和产品单位电耗法等。需用系数法在计算上简便，对任何性质的企业负荷均适用，且计算结果基本上符合实际。公式简单，计算方便只用一个原始公式就可以表征普遍EDCPK的计算方法。该公式对用电设备组、车间变电站乃至一个企业变电站的负荷计算都适用。对不同性质的用电设备、不同车间或企业的需用系数值，经过几十年的统计和积累，数值比较完整和准确，查取方便，因而为我国设计部门广泛采用。本设计运用需要系数法进行设备负荷计算，步骤如下（1）用电设备组的负荷计算用电设备组是由工艺性质相同需要系数相近的一些设备合并成的一组用电设备。在一个车间中根据具体情况将用电设备分为若干组，在分别计算用电设备组计算负荷。计算公式为21EDCPK22TANQ232CCS式中、设备组有功计算负荷、无功计算负荷、视在功率计算负荷；CPQCS设备组设备的总的额定容量；E设备功率因数正切值；TAN设备的需要系数，由参数表11查得。DK（2）多个用电设备组的负荷计算在确定拥有若干用电设备组干线上或变电所的低压侧母线上的计算负荷的时候，应考虑各个用电设备组的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定低压干线上或低压母线上的计算负荷时，可结合具体情况对其有功和无功计算负荷计入一个同时系数。计K算过程如下24ICPCPK25ICQCQ262CCPS式中、12KV侧母线的有功计算负荷、无功计算负荷、视在计算负荷；CPQCS、用电设备组同时系数；PKQ、多个用电设备组的有功计算负荷、无功计算负荷之和。ICIC23负荷计算内容231用电设备组的负荷计算由表11可以查出用电设备组需要系数以及功率因数，由公式21到23对DKCOS用电设备组进行负荷计算。（1）采煤机058，07，102DKCOSTAN有功功率为KW174305811EDCPK无功功率为KVAR82TAN1CQ视在功率为KVA5417422211CCPS（2）液压泵站058，07，102DKCOSTAN有功功率为KW54378022EDCPK无功功率为KVAR1TAN2CQ视在功率为KVCPS（3）液压绞车058，07，102DKOSTAN有功功率为KW61205833EDCPK无功功率为KVAR3TAN3CQ视在功率为KVA571686122233CCPS（4）转载机058，07，102DKOSTAN有功功率为KW86310544EDCPK无功功率为KVAR2TAN4CQ视在功率为KVA1490865322244CCPS（5）可弯曲刮板输送机058，07，102DKCOSTAN有功功率为KW61270585EDCPK无功功率为KVAR36127TAN5CQ视在功率为KVA271802255CCPS（6）破碎机058，07，102DKOSTAN有功功率为KW86310566EDCPK无功功率为KVAR2TAN6CQ视在功率为KVA1490865322266CCPS（7）喷雾泵058，07，102DKOSTAN有功功率为KW23405877EDCPK无功功率为KVAR612TAN7CQ视在功率为KVA43322277CCPS（8）转载机058，07，102DKOSTAN有功功率为KW8725088EDCPK无功功率为KVAR41TAN8CQ视在功率为KVA2782288CCPS232变电站低压侧补偿前的总计算负荷由于本采区配电线路短损耗非常小，忽略线路损耗不计。取有功同时系数09，无功同时系数095，则12KV侧总计算负荷可由公式24到26计算得PKQK87236127863541790ICPCP56478KW7486015058ICQCQK57607KVARKVA74605764222CCPS低压侧无功补偿功率因数为074865COSCSP功率因数的正切值0217COS1TAN2233无功补偿计算及电容器选择（1）无功功率补偿的作用无功功率补偿的作用就是要尽量减少无功功率对电网的影响。其作用主要有A提高供电系统及负载的功率因数，降低输电线路及用电设备的容量和负荷，减少功率消耗。B稳定用电端及电网的电压，提高供电质量，增加输电系统的稳定性,提高输电能力。C平衡三相负荷，减少无功功率对电网的冲击。（2）无功功率补偿原理电网输出的功率包括两部分，一是有功功率，二是无功功率。直接消耗电能，把电能转变为机械能、热能、化学能或声能，利用这些能作功，这部分功率称为有功功率不消耗电能；只是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够作功的必备条件，并且这种能是在电网中与电能进行周期性转换，这部分功率称为无功功率，如电磁元件建立磁场占用的电能，电容器建立电场所占的电能。电流在电感元件中作功时,电流滞后于电压90。而电流在电容元件中作功时，电流超前电压90。在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反，互差180。如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件，使两者的电流相互抵消，使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小。其原理如图21所示。PCQCSCQCSC图21无功功率补偿原理图FIGURE21THEPRINCIPLEDIAGRAMOFTHEREACTIVEPOWERCOMPENSATION（3）无功补偿计算当自然功率因数达不到要求时，需装设无功补偿装置。选用电容器来进行补偿。用电容器来提高线路功率因数时，电容器的补偿容量由下式计算CQ（27）TANT21CCRPQ式中低压侧补偿前的功率因数正切值；1TAN低压侧补偿后的功率因数正切值。2本设计要求低压侧的功率因数达到09以上。假设经过补偿后变电站低压侧的功率因数为，则需要补偿容量用公式27计算可得09COS2430TAN2TANT21CCRPQKVAR43027856586（4）电容器的选择以及总补偿容量的计算本变电站的补偿方式采用低压集中补偿方式。采用三角形联结，又为单母线接线，则电容器的安装组数应取3的倍数。现选用BSMJ12303型并联电力电容器，每组安装容量为30KVAR，由此可计算电容器的组数为CQ取N99830526CRQQN实际最大负荷时的补偿的容量为KVAR27CR电容器的安装方式如图21图21电容器接线图FIGURE21CAPACITORWIRINGDIAGRAM234变电站低压侧补偿后总计算负荷以及功率因数的校验有功功率为KW78564CP无功功率为KVAR073620CRCQ视在功率为KVA5978564222CCPS补偿后低压侧功率因数，满足要求。059OSCS3变电站变压器选择31变压器的选择原则由于综采工作面机组和其他设备的功率大，所以都配有移动变电站来给其供电。变压器是变电站供电系统设计中的主要设备，对供电的安全性、可靠性及经济性有重要意义。如果变压器的容量选择过大，不仅使设备的费用增加，也将使变压器的损耗增加，使供电系统及线路功率因数减小；如果变压器的容量选择过小，在长期的过负荷运行的情况下，铜损将增大，使线圈过热从而加速线圈老化，会缩短变压器的寿命，既不经济更不安全。因此，正确的选用变压器是变电站供电系统设计的重要组成部分，必须加以重视。32变压器的选择计算以第二章的计算负荷来进行供电系统用电负荷的分析，通过分析选择变压器的容量和台数。选择计算过程（1）用电负荷分析采区用电设备为二级负荷。其总负荷为59950KVA（2）原则上由一台变压器可以对一个工作面用电设备进行供电，用电设备功率过大时可以考虑使用二台及以上移动变电站。故选用一台KBSG630/6型矿用隔爆干式变压器，其主要技术参数如下表31所示表31变压器参数表TABLE31TRANSFORMERPARAMETERLIST型号KBSG630/6容量KVANTS630连接组别Y，Y0,Y，D11电压（KV）NU216/12阻抗电压K5空载电流0I2空载0P21损耗（KW）负载NT4033变压器的损耗计算变压器的功率损耗分为铁耗和铜耗两部分。变压器空载时有功损耗和无功损耗分别用和表示。变压器的功率损耗按公式31和32计算。0PQ有功损耗31NTTP20无功损耗32NTTQ20式中变压器的负荷率，；NTCAS变压器的计算负荷，KVA；CS变压器的额定容量，KVA；NT变压器的空载有功损耗，KW；0P变压器的满载有功损耗，KW；NT变压器的空载无功损耗，KVAR，；0QNTSIQ10变压器的空载电流占额定电流的百分数；I变压器的满载无功损耗，KVAR，；NTNTKNTU变压器阻抗电压占额定电压的百分数；KU、可由变压器的参数表中查出。0PNT0IKU根据公式31和32计算出变压器的损耗空载无功损耗为KVAR6123010NTSIQ满载无功损耗为KVAR5NTKNTU负荷率为95063NTCS变压器的有功损耗为KW42109512220NTTP变压器的无功损耗为KVAR6836220NTTQ34补偿后高压侧的计算负荷及功率因数的校验有功功率为KW25764178566TCP无功功率为KVAR398026TCQ视在功率为KVA246157622266CCPS高压侧功率因数的校验0990246COS6CQ满足要求。4短路电流计算41短路电流计算的目的绝缘的损坏和误操作等一些原因会导致系统的短路。当短路发生在母线或干线上时，将会出现比正常电流大许多倍的短路电流，其所产生的热效应会导致其它电气设备的损坏，同时也会造成电网电压的大幅度降低，使用电设备受到影响，从而危及人及设备的安全。为了保证系统在短路情况下的稳定性、可靠性及连续可用性，并实现电力系统的选择性保护，必须计算系统故障后的短路电流。精确地计算出电网中各点短路电流值的大小，有助于确定系统的保护策略和方法，合理的选择保护装置，以保证电力系统发生短路时能快速有效的切断短路故障，将故障限制在较小的范围内，防止故障点引发火灾并避免设备损坏，把短路故障引起的破坏降低到最小的情况。42短路电流计算的方法短路电流的计算方法有标幺制和有名单位制。有名单位制是短路电流计算时采用有名值的计算方法。标幺制是一种相对单位制，短路电流计算时采用标幺值。标幺值是相对某一基值而言的，同一有名值，当基值选取不一样时，其标幺值也不一样，它们的关系如下标么值有名值/基值。电力系统由许多发电机、变压器、线路、负荷等元件组成，它们分别接入不同电压等级的网络中，当用有名值进行潮流及短路计算时，各元件接入点的物理量及参数必须折算成计算点的有名值进行计算，很不方便，也不便于对计算结果进行分析。采用标幺值进行计算时，则不论各元件及计算点位于哪一电压等级的网络中，均可将它们的物理量与参数标幺值直接用来计算。计算结果也可直接进行分析。所以本设计选用标幺制法计算短路电流。43短路电流的计算步骤（1）确定基准值，选定基准容量及基准电压，计算出基准电流。JSJU（2）计算短路电路中各设备的电抗标幺值。（3）计算短路点的总阻抗标幺值。X（4）计算短路电路中的电流标么值，可由公式41求得I（41）1S（5）计算短路电流及短路容量。为了设备的选取时的校验需要应计算出以下短路电流及短路容量计算三相短路电流初始值及短路容量；IS计算短路冲击电流及短路全电流最大有效值；SHISHI42JI43JSIS4452ISH451IIS44短路电流计算内容计算选取的短路点短路点如图41所示，短路点取6KV母线、12KV母线和12KV各设备线路回路末端，设备参数由表11中查取。图41系统短路计算电路图FIGURE41SYSTEMSHORTCIRCUITCALCULATIONCIRCUITDIAGRAM假定该系统在最小运行方式下的系统阻抗为10，最大运行方式下的系统阻抗MAXSX为04。距离井下中央变电所的距离为1KM，线路电抗为008/KM。变压器容MINSX量为630KVA，阻抗电压5。KU（1）选定基准容量50MVA，63KV，12KV，则JS1J2JUKA584360311JJIKA062413522JJUSI（2）计算设备的电抗标幺值A系统电抗最大运行方式下，04MINSX最小运行方式下，10AXSB6KV母线403651082211JLUSXXC变压器81563010NTJKTSD采煤机21822JLUXXE液压泵站560210823JLSXF液压绞车210824JLUSXXG转载机2150825JLSXH可弯曲刮板输送机2150826JLUSXXI破碎机1250827JLUSXXJ喷雾泵560210828JLSXK带式输送机210829JLUSXX其等效电路图如图42所示。图42等效电路图FIGURE42EQUIVALENTCIRCUITDIAGRAM（3）计算短路电流及短路容量根据公式41到45算出各点短路电流。A点短路（6KV侧）1K系统最大运行方式下短路点总阻抗标幺值8041MINLSX短路电流的标幺值为2580I点短路的短路电流及短路容量1K三相对称短路电流初始值KA7358421JII其他三相短路电流KA6052IISHKA71831S短路容量为MVA0652JSI系统最小运行方式下短路点总阻抗标幺值4101MAXLSX短路电流的标么值为741I点短路的短路电流及短路容量1K三相对称短路电流初始值KA273584710JII其他三相短路电流KA25IISHKA97431IS短路容量为MVA507JSIB点短路（12KV）2K系统最大运行方式下短路点总阻抗标幺值6815401MINTLSXX短路电流的标么值为0681XI点短路的短路电流及短路容量2K三相对称短路电流初始值KA89214062JII其他三相短路电流KA375IISHKA408921IS短路容量为MVA3506JSI最小运行方式下短路点总阻抗标幺值281754011MAXTLSXX短路电流的标么值为62817I点短路的短路电流及短路容量2K三相对称短路电流初始值KA89214062JI其他三相短路电流KA3675IISHKA408921IS短路容量为MVA3506JSIC点短路（采煤机回路）3K系统最大运行方式下短路点总阻抗抗标么值9182154021MINLTLSXX短路电流的标么值为918I点短路的短路电流及短路容量3K三相对称短路电流初始值KA40218052JII其他三相短路电流KA36IISHKA540251IS短路容量为MVA0JSIS系统最小运行方式下短路点总阻抗标么值51928154021MAXLTLSXX短路电流的标么值为519I点短路的短路电流及短路容量3K三相对称短路电流初始值KA40218052JII其他三相短路电流KA36IISHKA540251IS短路容量为MVA520JSISD点短路（液压泵站）4K系统最大运行方式下短路点总阻抗标么值2417560814031MINLTLSXX短路电流的标么值为2417I点短路的短路电流及短路容量4K三相对称短路电流初始值KA89214062JII其他三相短路电流KA375IISHKA408921IS短路容量为MVA3506JSIS系统最小运行方式下短路点总阻抗标么值8417560814031MAXLTLSXX短路电流的标么值为8417I点短路的短路电流及短路容量4K三相对称短路电流初始值KA89214062JII其他三相短路电流KA36789252IISHKA401IS短路容量为MVA3506JSISE点短路（液压绞车）5K系统最大运行方式下短路点总阻抗标么值7918154041MINLTLSXX短路电流的标么值为6791I点短路的短路电流及短路容量5K三相对称短路电流初始值KA89214062JII其他三相短路电流KA375IISHKA408921IS短路容量为MVA3506JSIS系统最小运行方式下短路点总阻抗标么值3918154041MAXLTLSXX短路电流的标么值为053918XI点短路时的短路电流及短路容量5K三相对称短路电流初始值KA40218052JII其他三相短路电流KA36IISHKA540251IS短路容量为MVA0JSISF点短路（转载机）6K系统最大运行方式下短路点总阻抗标么值9182154051MINLTLSXX短路电流的标么值为918I点短路的短路电流及短路容量6K三相对称短路电流初始值KA40218052JII其他三相短路电流KA36IISHKA540251IS短路容量为MVA0JSIS系统最小运行方式下短路点总阻抗标么值51928154051MAXLTLSXX短路电流的标么值为519I点短路的短路电流及短路容量6K三相对称短路电流初始值KA40218052JII其他三相短路电流KA36IISHKA540251IS短路容量为MVA0JSISG点短路（刮板输送机）7K最大运行方式下短路点总阻抗标么值9182154061MINLTLSXX短路电流的标么值为918I点短路的短路电流及短路容量7K三相对称短路电流初始值KA40218052JII其他三相短路电流KA36IISHKA65340251IISH短路容量为MVA0JSIS系统最小运行方式下短路点总阻抗标么值51928154061MAXLTLSXX短路电流的标么值为519I点短路的短路电流及短路容量7K三相对称短路电流初始值KA40218052JII其他三相短路电流KA36IISHKA540251IS短路容量为MVA0JSISH点短路（破碎机）8K系统最大运行方式下短路点总阻抗标么值7918154071MINLTLSXX短路电流的标么值为6791I点短路的短路电流及短路容量为8K三相对称短路电流初始值KA89214062JII其他三相短路电流KA375IISHKA408921IS短路容量为MVA3506JSIS系统最小运行方式下短路点总阻抗标么值3918154071MAXLTLSXX短路电流的标么值为3918I点短路的短路电流及短路容量8K三相对称短路电流初始值KA40218052JII其他三相短路电流KA36IISHKA540251IS短路容量为MVA0JSISI点短路（喷雾泵）9K系统最大运行方式下短路点总阻抗标么值2417560814081MINLTLSXX短路电流的标么值为062417XI点短路的短路电流及短路容量9K三相对称短路电流初始值KA89214062JII其他三相短路电流KA375IISHKA408921IS短路容量为MVA3506JSIS系统最小运行方式下短路点总阻抗标么值8417560814081MAXLTLSXX短路电流的标么值为8417I点短路的短路电流及短路容量9K三相对称短路电流初始值KA89214062JII其他三相短路电流KA375IISHKA408921IS短路容量为MVA356JSISJ点短路（刮板输送机）10K系统最大运行方式下短路点总阻抗标么值9182154091MINLTLSXX短路电流的标么值为918I点短路的短路电流及短路容量10K三相对称短路电流初始值KA40218052JII其他三相短路电流KA36IISHKA540251IS短路容量为MVA0JSIS系统最小运行方式下短路点总阻抗标么值51928154091MAXLTLSXX短路电流的标么值为519I点短路的短路电流及短路容量10K三相对称短路电流初始值KA40218052JII其他三相短路电流KA36IISHKA540251IS短路容量为MVA520JSIS短路电流计算结果见表41。表41短路参数汇总表TABLE41SHORTCIRCUITPARAMETERSUMMARYTABLE最大运行方式最小运行方式短路点IKASHIKASIKASMVAIKASHIKASIKASMVA6KV侧K157314687176032783449735512KV侧K228973644032897364403采煤机K324613365252461336525液压泵站K428973644032897364403液压绞车K52897364403246133653转载机K624613365252461336525刮板输送机K724613365252461336525破碎机K828973644032461336525喷雾泵K928973644032897364403带式输送机K10246133652524613365255高压、低压电气设备选择电气设备的选择是移动变电站供电系统设计的重要内容。选择设备的合理性将决定供电系统能否可靠运行。移动变电站供电系统主要选择的电气设备低压保护箱和高压配电装置。51高压电气设备选择原则为了保障高压电气设备的可靠运行，高压电气设备选择与校验的一般条件有按正常工作条件包括电压、电流、频率、开断电流等选择；按短路条件包括动稳定、热稳定校验；按环境工作条件如温度、湿度、海拔等选择。（1）按正常工作条件选择按环境工作条件选取电气设备时，应根据实际的环境条件去考虑设备的防尘、防火、防爆及高海拔地区或高温地区等环境条件的要求。按电网工作电压在按电压选取电气设备时，一般按照电气设备额定工作电压UN不小于当地电网的电压来选择，即。NSNSU按设备负荷电流在按电流选取电气设备时，一般按照电气设备额定工作电流不低于通过的长时的NI负荷电流来选择，即。MAXIMAXIN（2）按短路电流校验按短路电流值校验所选电气设备热稳定性和动稳定性。按当地电网的短路容量大小来校验所选开关设备的保护能力。52高压配电装置选择及校验矿用隔爆型高压配电装置是三相交流50HZ、额定电压6KV的配电装置，适用于有瓦斯和煤尘的井下中央变电所、采区变电所和其他场所。由它给变压器、高压电动机、高压电网分支线路供电。根据选择原则，选BGP56/100型高压配电装置，其主要技术参数见下表表51高压配电装置参数表TABLE51HIGHVOLTAGEDISTRIBUTIONEQUIPMENTPARAMETERTABLE型号额定电压/KV额定电流/KA额定开断电流/KA额定容量/MVA极限电流峰值/KA热稳定电流/KA热稳定时间/SBGP56/10061001010025104（1）按额定电压校验KV，满足要求。6NSU（2）按额定电流校验A，6530513010MAXNNIAI满足要求。（3）按动稳定性校验KA，满足要求。601425MAXSHIKI（4）按热稳定性校验继电器动作时间为3秒，断路器分闸时间为02秒,可TOFT算出秒，则4秒热稳定电流320OFITTKA8462357TSIIKA104STTSIKA满足要求。式中、断路器热稳定电流和热稳定电流持续时间；TSIT、短路电流的稳定值和电流持续时间。I（5）按短路容量进行校验，满足要求。760MVAS10VASQFN其主要特点如下A分体隔离开关及直压式触头设计，动热稳定性能好。B全功能数字化保护。C具备RS485计算机通讯接口。D功率方向型与电流值筛选型漏电保护可选。E开关外部进行保护参数调整及查询。521高压断路器选择与校验高压断路器（或称高压开关）它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流，它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力，可分为油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等。所选断路器参数如下表52所示。表52高压断路器参数表TAB52HIGHVOLTAGECIRCUITBREAKERPARAMETERTABLE型号电压/KV电流/KA开断电流/KA容量/MVA电流峰值/KA稳定电流/KA时间/SZN16/63066301251003153154（1）按额定电压校验，满足要求。KVUKNSN6（2）按额定电流校验A满足要求。65305130630MAXNNIAI（3）按动稳定性校验KA，满足要求。4AXSHIKAI（4）按热稳定性校验继电器动作时间为3秒，断路器分闸时间为02秒,算TOFT出秒，则4秒热稳定电流230OFITTKATISI8462357IKSTTS14满足要求。式中、断路器热稳定电流和热稳定电流持续时间；TSIT、短路电流的稳定值和电流持续时间。IIT（6）按短路容量进行校验，满足要求。760MVAS10VASQFN522高压隔离开关选择与校验高压隔离开关是发电厂和变电站电气系统中重要的开关电器，需与高压断路器配套使用，其主要功能是保证高压电器及装置在检修工作时的安全，起隔离电压的作用，不能用与切断、投入负荷电流和开断短路电流，仅可用于不产生强大电弧的某些切换操作，即是说它不具有灭弧功能所选高压隔离开关的参数如表53所示表53高压隔离开关参数TABLE53HIGHVOLTAGEISOLATORPARAMETERS型号额定电压/KV额定电流/A极限电流峰值/KA热稳定电流/KA热稳定时间/SGN66/1006100251254（1）按额定电压校验KV，满足要求。6NSU（2）按额定电流校验A，6530513040MAXNNIAI满足要求。（3）按动稳定性校验，满足要求。KIKISH601425MAX（4）按热稳定性校验继电器动作时间为3秒，断路器分闸时间为02秒,可TOFT算出秒，4秒热稳定电流320OFITTKA8462357TSIIKA15STTSIKA满足要求。523高压熔断器选择熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害。其结构一般包括熔丝管、接触导电部分、支持绝缘子和底座等部分，熔丝管中填充用于灭弧的石英砂细粒。熔件是利用熔点较低的金属材料制成的金属丝或金属片，串联在被保护电路中，当电路或电路中的设备过载或发生故障时，熔件发热而熔化，从而切断电路，达到保护电路或设备的目的。高压熔断器选择除按环境工作条件、电流、电压条件选择外，还必须对其断流容量进行校验，即SBRN对保护变电站变压器的熔断器，其定电流按变电站变压器的额定工作电流152倍选取。对于保护线路电压互感器熔断器，只要根据额定电压及短路容量来进行选择不需要考虑熔断器的负荷电流。6KV侧用来保护电压互感器的熔断器的选择6KV侧线路最大的短路容量76MVA，可选用RN16/75型高压熔断器，额定电压6KV，熔管的额定电流05A，熔体的额定电流75A，熔断器最大的切断容量为200MVA，符合要求。524电流互感器选择电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。电流互感器的选取原则电流互感器的额定电压要大于或等于当地电网电压；电流互感器的额定电流要大于或等于1215倍长时负荷的工作电流；（1215）NIMAXIBGP56型的高压配电装置所选用电流互感器的型号为LMZ6型，电流比为100/5。额定工作电压为6KV，额定工作电流为100A，动稳定电流为25KA，2秒热稳定电流10KA。校验动稳定性，满足要求。KAIKISH601425MAX校验热稳定性继电器动作时间为3秒，断路器分闸时间为02秒,可算出TOFT秒，2秒热稳定电流30OFITTKA6892357TSIIKA105STTSIKA满足要求。525电压互感器选择电压互感器的基本结构和变压器很相似，它也有两个绕组，一个叫一次绕组，一个叫二次绕组。两个绕组都装在或绕在铁心上。两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有绝缘，使两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有电气隔离。电压互感器在运行时，一次绕组N1并联接在线路上，二次绕组N2并联接仪表或继电器。因此在测量高压线路上的电压时，尽管一次电压很高，但二次却是低压的，可以确保操作人员和仪表的安全。此高压配电装置选择JDZJ26型的电压互感器，额定电压为6KV，可以确保操作人员和仪表的安全。53低压电器设备选择XBD1系列矿用隔爆型移动变电站用低压侧保护箱以下简称“保护箱”适用于具有沼气和煤尘爆炸危险的煤矿井下，安装在移动变电站的低压侧，与矿用隔爆型高压真空配电装置配套,共同组成低压故障分断高压的理想型移动变电站系统。对3300、1140、660、380V/50HZ额定电流1000A以下供电系统，可实现漏电、漏电闭锁、过载、短路、过压、欠压等保护。本设计选XBD1114/630型低压保护箱，其技术参数见下表54。表54低压保护箱参数表TABLE54LOWVOLTAGEPROTECTIONCASEPARAMETERTABLE型号额定电压/KV额定电流/KA额定开断电流/KA额定容量/MVA极限电流峰值/KA热稳定电流/KA热稳定时间/SXBD1114/6301146301010025104（1）按电压校验，符合要求。KVUKNSN1414（2）按电流校验A，2531860530630MAXIAI满足要求。（3）校验动稳定性，满足要求。KAIKISH6725MAX（4）校验热稳定性继电器动作时间为3秒，断路器分闸时间为02秒，可TOFT算出秒，4秒热稳定电流30OFITTKA582439TSIIKA10STTSIKA满足要求。（5）校验短路容量，满足要求。3MVSSQFN其主要特点如下A该保护箱分为双侧四回路出线，接口兼容普通喇叭嘴和电缆连接器，满足多重负荷的连接；B所有故障均通过信号线驱动高压侧断路器分断，从而降低了分断电流，克服了低压馈电开关的频繁分断故障，同时克服了变压器低压绕组至低馈开关回路漏电不能分断故障点的死区问题；C具有先进的、完善的微电脑综合保护系统，提高了整体供电的可靠性，且不必打开箱体大门即可进行保护参数的整定；D兼容所有大容量（4000KVA以下）移动变电站配套。其配套隔离开关型号为GK1400/1140，断路器型号为ZN7630/1140。电流互感器的型号为LMZ12。54母线及电缆选择5416KV母线选择与校验6KV母线的选择，按照经济电流密度来选择导线的截面积，按照最大长时允许电流来校验导线的截面积，并要按照电压损失来进行校验。A按照电流密度来选择导线的截面积采区负荷电流A09651378405COS1MAXUSIG式中S6KV侧线路补偿后的总负荷，091S导线截面积2MAX5176JIAECG式中电流密度，根据最大负荷的小时数选择，取4000小时，则ECJMAXTMAX115。故初选煤矿用移动金属屏蔽监视型橡套软电缆MYPTJ70，环境温度25时的长时允许的载流量265A。B按照长时允许的电流值来校验导线的截面积选择导线的截面积应使电缆长时允许电流值不小于线路的长时工作电流值，即MAXGLIA239065ALI式中09为修正系数。A，满足要求。653MAXGLIC按照电压损失来校验导线的截面积取所选导线几何间距15M，MYPTJ70电缆的单位长度的电阻为，KMR/180电抗为。KMX/08电压损失V72190872180756410XQRPULN电压损失的百分数53016091N满足要求。故6KV母线选用煤矿用移动金属屏蔽监视型橡套软电缆MYPTJ70。54212KV母线的选择与校验（1）按照电流密度来选择导线的截面积负荷电流A26318051306MAXNGUSI导线截面积2MAX7158MJIAECG电压为1140V的用电设备和煤矿采掘工作面的660V或380V用电设备供电的电缆，必须采用带分相屏蔽的矿用不延燃屏蔽橡套电缆。初选RVVP型电缆，选芯线截面积为300MM2，环境温度25时的长时载流量742A。（2）按照长时允许的电流值来校验导线的截面积AIAL6890742式中09为修正系数。，满足要求。MAXGLI（3）按照电压损失来校验导线的截面积取所选择电缆的几何间距15M，RVVP电缆的单位长度的电阻为，KMR/180电抗为。KMX/08电压损失V8190721807564210XQRPULN电压损失的百分数57101290N满足要求。543各用电设备导线截面积的选择与校验（1）采煤机A按照电流密度来选择导线的截面积负荷电流A56123480516MAXNGUSI取115，导线截面积ECJ2MAX809MJIAECG选用矿用不延燃屏蔽橡套电缆RVVP，选芯线截面积为120MM2，环境温度25时的长时允许的载流量369A。B按照长时允许的电流值来校验导线的截面积A132906ALI式中09为修正系数。，满足要求。MAXGLIC按照电压损失来校验导线的截面积取所选的导线的几何间距15M，所选RVVP电缆单位长度的电阻为，KMR/180电抗。KMX/08电压损失V8270417804210XQRPULN电压损失的百分数560120N满足要求。（2）液压泵站A按照电流密度来选择导线的截面积负荷电流A39123460516MAXNGUSI取115，导线截面积ECJ2MAX075MJIAECG选用矿用不延燃屏蔽橡套电缆RVVP，选芯线截面积为35MM2，环境温度25时的长时载流量173A。B按照长时允许的电流值来校验导线的截面积A7159073ALI式中09为修正系数。，满足要求。MAXGLIC按照电压损失来校验导线的截面积取所选的导线的几何间距15M，所选RVVP电缆单位长度的电阻为，KMR/180电抗。KMX/08电压损失V9510837418054320XQRPULN电压损失的百分数516012950NU满足要求。（3）液压绞车A按照电流密度来选择导线的截面积负荷电流A378215603516MAXNGUSI取115，导线的截面积ECJ2MAX5JI