新版1314供电设计剖析

1、1、供电系统一、采区概况：1314工作面位于+450+525m东一采区，工作面设计采用综采工艺，移动 变电站和控制站放在材料道，距切眼约250m 1314工作面两道660V电气设备， 由+450m变电所一台KBSG-400/6型和+525移变一台KBSG-400/6型变压器供电， 工作面1140V电气设备由控制站一台 KBSGZY-1250/6型和KBSGZY-1250/6型移 变及一台KBSGZY-630/6型移变供电，移变高压侧电源均来自+600m采区变电 所。2、电压等级：高压系统电压等级为6kV,工作面电气设备的电压等级为 1140V,材料道 及运输道电气设备电压等级为 660V, 1

2、140V,照明信号电压为127V, 36V为控 制电压。3、供电系统：工作面照明采用DJC36/127L(B)型矿用防爆多功能支架灯，工作面安装间 隔为15m总数为10盏；通讯信号采用KTC2型控制设备，工作面安装间隔为 15m转载机头根据需要安装1只，总数为11台；照明信号的127V电源采用 控制站的 ZBZ-10.0/1140 信号照明综保，其设计原则按照最大供电负荷计算。(具体见：表1-1设备负荷统计表；图23供电系统图)表1-1设备负荷统计表使用 地点电机电机 台数设备 台数实际 使用 功率(kW设备名称设备型号电压(V)功率 (kW备注采煤机MG300/720-AWD1工作面1140

3、72051720工作面运输机SGZ-764/630工作面11402 31521630转载机SGZ620/55运输道11405521110破碎机PLM500运输道1140901190照明DJC36/127L(B)工作面1270.0310忽略不计通讯信号KTC2工作面1270.091忽略不计合计1540胶带输送机SDJ-150运输道6607522150胶带输送机SDJ-80运输道660402180胶带输送机SDJ-80运输道660402180张紧绞车JH-8运输道6607.511不常使用回柱绞车JH-20T运输道660221122排沙泵QSK-7.5运输道6607.52215合计347调度绞车JD

4、-25材料道660252250调度绞车JYB-40 1.25材料道660551155调度绞车JYB-60X 1.25材料道660901190回柱绞车JH-20T材料道660221122排沙泵QSK-7.5材料道6607.53422.5排沙泵QBS60-100-37材料道660371137合计276.5总计2251二、动力变压器的选择(按需用系数法计算变压器容量台数)1、工作面1140V系统：PMAX =315 2 (工作面大溜子两台 315kW电机同时起动)=630kW ,艺PN =1540kWKX =0.4+0.6 630/1540=0.65，取 KX = 0.6加权平均功率因数取CO PJ

5、 =0.7考虑具体负荷情况，选用一台 KBSGZY-800/6和一台KBSGZY-1250/6型移变 供电，负荷分配见供电系统图。1#移变带：工作面煤机、转载机和破碎机，负荷为：工P仁720+ 55+90=865kWSj= KX X 艺 P1/ COSO PJ =0.6 X 865/0.7=741.4kVA 1250 (KVA选用一台 KBSGZY-1250 6/1.2型移动变电站满足设备负荷要求。B 1= Sj /Se=741.4/1250=0.592#移变带：工作面刮板输送机负荷为：工P2=315X 2=630kWSj= KX X 艺 P2/ COSO PJ =0.6 X 630/0.7=

6、540kVA630 (KVA选用一台 KBSGZY-630/ 6/1.2 型移动变电站满足设备负荷要求。B 2= Sj /Se=540/800=0.662、运输道660V系统：PMA=75X 2 (以运输道SDJ-150皮带两台75kW电机同时起动)=150kW,艺PN =347KWKr= 0.4+0.6 X Pmax/ 艺 Pn=0.4+0.6 X 150/347=0.65 ;S=2 Pn X Kr/COSa =347X 0.65/0.7=322( KVA 400 ( KVA选用+450m变电所一台KBSG-630/6/0.69型变电站满足设备负荷要求3、材料道 660 系统系统：PMAX

7、=90k电绞启动为最大，艺PN =276.5KWKr= 0.4+0.6 X Pmax/ 艺 Pn=0.4+0.6 X 90/276.5=0.6 ;S=2 Pn X Kr/COSa =276.5 X 0.6/0.7=237(KVA 630 (KVA选用+525m移变一台KBSG-630/6/0.69型变电站满足设备负荷要求三、电缆的选择：1 、电缆型号确定：根据采区供电电压、 工作条件、 敷设地点及电缆型号确定原则， 本采区电缆 型号确定如下：从采区变电所到移动变电站采用 MYPTJ-3X 50+ 3X 25+ 3X 2.5 矿用监视型 屏蔽电缆，从移动变电站向采煤工作面电气设备供电采用MCP及

8、MYP系列矿用屏蔽橡套电缆，工作面控制电缆采用 Mcp-3X 70+ 1X 25+ 4X 4型，通讯电缆采用 MKVVRP-X42.5 型，从采区变电所到材料道及运输道的干线电缆及从起动开关到 电动机电缆均采用MYF系列矿用橡套软电缆。其敷设线路为：运输道线路：+450m变电所一 1314运输道；材料道线路：+525my移变1314材料道；控制站高压电缆及工作面电缆线路：+600采区变电所1112运输道移变 1314材料道工作面切眼。2、电缆长度的选择：高压电缆长度按L实=1.05L巷进行选择。1140V系统和660V系统橡套电缆按L实=1.1L巷来选择。3、电缆截面的选择及校验：1）从采区变

9、电所到工作面移动变电站采用 MYPTJ-3X 50+ 3X 25/3 + 3X 2.5 型矿用监视型屏蔽电缆，其长期允许载流量为170A电缆的持续工作电流为：Sp3Un=149.5A170A.3 X6合格2）煤机是工作面负荷最大、供电距离最远的设备，选用一根MCP-3X 90+1X 25+4X 4型矿用屏蔽橡套软电缆，其长期允许载流量为265A。对其电流校验：,KX EPn nX03 0-6 X720 X0.85 X103心I ca =XN I = 252.4A 265A 合格3U n COS pjJ3 X1200 X0.73）考虑到长时间允许载流量电压损失、 短路保护灵敏度等因素，对660V

10、系 统主干线均选用 MYP-X 70+1X 25型的矿用橡套软电缆。其长期允许载流量为 215A,具体长度和截面见供电系统图。以运输道线路校验：ca=Kx XPn X03=3nCOS pj= 0.5 X347 X103.3 X690 X).7= 207.4A0.7+6.46 X0.71) =45.4V同理，求的 UW2 =3.8 V UW3=5.7V UW4 =5.4 V整个线路的电压损失为： U=A UT+A UW1A UW2A UW3A UW4=14.8V+36.5V+3.8V+5.7V+5.4V=66.2V变压器分接开关放在三档，允许电压损失97.5V 66.2V，符合要求。同理校验66

11、0V系统其它线路电压损失均符合要求。计算略。2、1140 V 系统：以供电负荷最大的采煤机线路校验:扭君启yXX - I 、55kw转载机、90KW破碎机2）采煤机线路电压损失电缆导体电导率 SC=42.5 m / Q .mm233U W1FCaL X10 二 720 X440 X10 =88 7VUN YcA =1200X42.5 X70=.整个线路的电压损失为：（干线电缆长度较短不足20m电压损失忽略不计） UM UT+A UW=45.4+8.7=134.1V移变分接开关放在三档，允许电压损失为177.0V134.1V,符合要求。同理校验1140V系统其它线路电压损失均符合要求。计算略。3

12、、按起动条件校核：采煤机是重负荷起动，也是采区中容量最大的用电设备，需校验起动条件下 的电压损失：电动机的最小起动电压为:Ust.min =Un#=1140娱=756V起动时工作支路电压损失：LmSstKde Pure 1、U ms.stC- 3 I st COS st)sc AbiUn3U ms.st440 /口 ，小r 0.6 540 X10、 “c,、， (.3 0.7+) = 203.4V70 42.51140G 1tan wm.re)起动时移变电压损失:3Unur%(Ist cosst + Kd上3沦103)+山(1心in池+心?103f 3U n5衣o.7 (8844 0.7 6

13、顼叫 646(8844 0.71 6 S4% 1.01)1004811.3 1140i3 1140UT.st = 141.6V起动时整个电网的电压损失： Ust = UT.st + Un2fl3t4+141.6=345VU2N.T- Ust =1200 345=855V Ust.min =756V，故满足起动要求。 同理校验其它线路起动过程电压损失均符合要求。计算略。五、计算整定值及灵敏度校验：1) 短路电流计算系统电抗 Xx=0.122/50=0.0288 Q6KV电缆 Lg=0.45Km Ro=0.412 Q /KmXo=0.075 Q /Km Kb=5高压电缆电阻、电抗Rg=Ro Lg=

14、0.412 0.45=0.1854 QXg=XoX Lg=0.075 0.45=0.034 Q(1) KBSGZY-1250/6 型移动变电站二次出口端和煤机电机的短路电流计 算变压器电阻、电抗Rb1=0.0204 QXb1=0.1280 Q刀 R=Rg/ Kb2+Rb1=0.1854/52+0.0204=0.028 Q刀 X=Xx+Xg/ Kb2+Xb1=0.0288+0.034/52+0.1280=0.158 QI bF=Ve/2 R X $ =1200/2 0.0282 +0.1582 =3739A煤机电机短路电流计算MCP-0.66/1.14-3 X 70+1X 25+4X 4 型电缆

15、长度 440m该电缆电阻、电抗 Ro=0.247 Q /Km Xo=0.075 Q /KmR=0.247 X 0.6=0.15 QX 1=0.075 X 0.6=0.045 Q刀 R=Rg/Kb2+Rb1+R1=0.1854/52+0.0204+0.15=0.178Q刀 X=Xx+Xg/Kb2+Xb1+X1=0.158+0.034/52+0.045=0.204 QId F=Ve/2R X? =1200/2 O.178 O.2。4 =2216A(2) KBSGZY-630/6型移动变电站二次出口端和工作面运输机电机短路电流 计算变压器电阻、电抗氐=0.0167 QXb2=0.1246 Q刀 R=

16、R/Kb2+R2=0.1854/52+0.0167=0.024 Q刀 X=X+X/Kb2+X)2=0.0288+0.034/52+0.1246=0.155 QI b2(2)=Ve/2 R X? =1200/20.0240.155? =3825A工作面运输机电机短路电流计算(KBSGZY-630/6型变压器)MCP/1.14-3 X 70+1 X 25型电缆长度为440m,低压电缆电阻、电抗Ro=0.315Q/Km Xo=0.078 Q/KmMCP/1.14-3 X 70+1X 25型电缆长度为300m低压电缆电阻、电抗Ro=0.448Q /Km Xo=0.081 Q /KmX2=0.078 X

17、 0.45+0.081 X 0.07=0.04 QR2=0.315 X 0.45+0.448 X 0.07=0.173 Q刀 R=Rg/Kb2+Rb2+R2=0.024+0.173=0.19Q刀 X=Xx+Xg/Kb2+Xb2+X2=0.155+0.04=0.195Id2(2)=Ve/2 R X? =1200/2 O.1730.197 =2288.5A六、整定值计算及灵敏度校验1、1140系统(1)煤机两相短路电流Id 1(2)= 2216A。IZ1=IQmax+ 刀 Ie=1380+23.2=1403.2A短路保护取IZ1=1440A, 电流保护整定I=300A校验 KS1=ld1(2)/I

18、Z1=2216/1440=1.541.5 合格。 工作面溜子道最远点两相短路电流Id 2(2)= 2288.5A。I Z2=IQmax+ Ie=2 X 522+110=1154A短路保护取IZ2=1200A,电流保护整定I=250A校验 =1 d2(2) /I z2=2288.5/1200=1.9 1.5 合格。6KV系 统使用PBG23-6高压配电箱作为断路开关开关短路保护整定(采用反时限保护)I Z1= KkEIe / K K N| Nb=1.2(230+23.2+110+2X 80.3 )心 50/5 X 0.85 X 5) =4.9A取I z=5A,动作时间躲过电动机启动过程。校验 如

19、2/ N I Nbi乙=3739心50/5 X 5X 5)=4.9852 合格2、660V系统短路电流及整定校验：1) 运输道660V系统短路电流计算和保护装置的整定以1314运输道第二线路校验：2) 用查表法计算各短路点两相短路电流+450m变电所变压器2#KBSG-400/6变压器低压侧出口短路电流Id01(2)为:8225A短路点d5点的电缆换算长度为：Lct=Kct X=0.73 X390=1015m查表得d5点的两相短路电流：735ALct 电缆的换算长度，mL电缆的实际长度，mKct换算系数3) 馈电开关的保护整定以KBZ-400型馈电开关为例，采用智能型保护器。其过流整定按:30

20、.5 29.5 103、3 690 0.7= 17.6A取 IZ4=15A求得 N (Qe+ KxE T)/ IZ5 =105/15=7 实取 N=7 倍贝U Iz5= Iz5XN= 15AX7 倍=105A 灵敏度校验为：Id5/Iz5=735/105=7 1.5 合格4) 起动开关的保护整定以QJZ-200型开关为例，采用智能电子综合保护器。其过载整定值按实际负载电流值整定Iz 1.2 合格两道660V供电系统均采用干线式供电，各起动开关的负荷线较短，计算时 忽略。2、工作面1140V系统：1)用查表法计算各短路点两相短路电流控制站1#KBSGZY-1250/6移变低压侧出口短路电流Id0

21、1(2)为：6210A控制站2#KBSGZY-630/6移变低压侧出口短路电流Ido2为：5400A短路点Di点的电缆换算长度为：Lct=Kct L=0.53 X40=233m查表得 D1 点的两相短路电流： 3403ALet 电缆的换算长度,mL 电缆的实际长度,mKct换算系数2) 起动开关的保护整定选用QJZ-4X315/1140DP型矿用隔爆兼本质安全型多功能真空组合开关，采 用 ABD 电子综合保护器。以 1#代采煤机开关为例，其过流整定值按实际负载电流值整定：P=720kWlz=刀 le=40A其短路整定原则按 ： Iz=8Ie=1920A灵敏度校验为： ID1(2) / Iz=3

22、403/1991.2=1.81.5 合格3) 控制站 1#移变低压侧馈电开关的保护整定变压器低压侧选用BXBD-1250/1140型矿用隔爆低压保护箱，采用PLC综合 保护器。其过载整定值按实际负载电流值整定：2PN1=870kWIZ01 .67 70=582.9A 取 Iz01=580A 其短路整定按最大功率一台设备短路其他均正常运行电流值整定为：Iz01 Qe+ KxET = 884.4+ 1X0.67 50=1252.9A 取 lz01=1300A 灵敏度校验为 ： Id01(2)/ IZ01=3403/1300=2.6 1.5 合格。4) 控制站 1#移变高压侧配电装置的保护整定以带采

23、煤机线路的1#移变为例，高压侧开关为PBG-250/6000B高防开关， 采用PLC综合保护器其过流整定值按变压器额定电流值整定，取Iz01=IBe=96.2A其短路整定原则按 IZ01=6IZ01 整定:IZ01=6IBe=577.2A灵敏度校验为 ： ID01(2)/KbI Z01=6210/5577.2=2.21.5 合格 ID01(2)移变低压侧出口两相短路电流5) 高压配电装置的保护整定：+600m采区变电所的12#PBG23-630/6Y高防开关带1314工作面控制站1#、2#移 变，CT变比为200/5,采用GZB-ARM-9110型综合保护器，其过载整定值按移 变额定电流值整定

24、：IZ= IB1 +IB2 =96.2+77=173.2An=lz/lge =173.2/200=0.87,实取其过流倍数 n=0.9 (倍) 其短路整定原则按最大功率一台设备短路其它均正常运行计算n (Qe+ KxXT)/Kblge=(1608+ 0.67 X177)/ ( 5200) =2.4,取n=3 (保护器 短路保护整定为110之间的整数倍数)n-电流互感器二次额定电流(5A)的倍数；Ige-高压配电装置额定电流A灵敏度校验为：ID0/Kblz=5400/ (5 200 3)=1.8 1.5 合格ID0-移变低压侧出口两相短路电流；Kb -移变的变比附表：表1 馈电开关选择及检验:编

25、号型号短路点短路电流过流整定值灵敏度2KBZ-630BZ-630d3433127411.64KBZ-400d41825900225KBZ-400d573510575KBZ-400d69095201.73KBZ-400d711577201.6七、机电安全管理1、防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证”、“煤矿矿用产品安全标 志”及安全性能；检查合格并签发合格证后，方可入井。2、井下低压馈电线上，必须装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置， 保证自动切断漏电的馈电线路。每天必须对低压检漏装置的运行情况进行 1次跳 闸试验。3、手持式电气设备操作手柄及操作中必须接触到的

26、部分应有良好的绝缘。4、普通型携带式电气测量仪表，必须在瓦斯浓度 1.0%以下的地点使用，并 实时监测使用环境的瓦斯浓度。5、井下严禁用水直接冲洗带电设备、严禁带电检修、搬迁电气设备、电缆。检修或搬迁前必须先切断电源，检查瓦斯，在其巷道风流中瓦斯浓度低于1.0%时，再用同电源电压等级相适应的合格验电笔验电。检验无电后，方可进行导体对地放电。所有开关的闭锁装置必须能可靠地防止擅自送电， 防止擅自开盖操作， 开关把手在切断电源后必须闭锁，并悬挂“有人工作，严禁送电”字样的警示牌， 只有执行这项工作的人员才有权取下此牌送电。&非专职人员或非值班电气人员不得擅自操作电气设备，操作高压电气设 备主回路时

27、，操作人员必须戴绝缘手套，并穿电工绝缘靴或站在绝缘台上，手持 式电气设备操作手柄及操作中必须接触到的部分应有良好的绝缘。7、机械外露的转动和传动部分必须加装护罩或遮拦等防护设施。8、在水平巷道或倾角在 300以下的井巷中，电缆应用吊钩悬挂，且电缆悬 挂点间距不得超过1m电缆穿过墙壁部分应用套管保护，并严密封堵管口。电 缆电气设备的连接， 必须用与电气设备性能相符合的接线盒。 电缆芯线必须使用 齿形压线板 （卡爪）或线鼻子与电气设备进行连接。 不同型电缆之间严禁直接连 接，必须经过符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接。9、电压在36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外 壳、构架、 铅皮或屏蔽外护等必须有保护接地装置。 接地网上任一保护接地点的 接地电阻