煤矿层运输上山掘进工作面供电设计说明书

1、阜矿（集团）公司清河门煤矿343区北翼里段4-5.6层运输上山掘进工作面供电设计说明书审 批：机电副总工程师：安 检 科：通 风 科：机 电 科：队 长：编 制： 张 春 辉日 期 2012年9月15日一、工作面自然状况：1、本工作面为343区北翼里段4-5.6层运输上山掘进工作面。2、掘进方法，采用风钻打眼爆破落煤，侧卸式装岩机转至工作面刮板运输机343区里段运输下山皮带运输机343区北翼集中运输斜下皮带运输机二台343区北翼集中出货道皮带运输机一台反井储煤仓。 3、材料运输：343区北翼里段4-5.6层运输上山掘进工作面采用343区里段总排下山绞车为动力运输材料。4、通风方式：343区北翼

2、里段4-5.6层运输上山掘进工作面，采用fbdno6 2x5.5kw型对旋式局部通风机压入式通风。回风途径：343区北翼里段4-5.6层运输上山掘进工作面343区里段回风总排-500回风总排。5、本工作面瓦斯情况：本区域为高瓦斯区，存在着瓦斯和煤尘自然灾害。6、甲烷传感器及甲烷断电仪的设置和使用：（1）工作面监测分站设置在工作面风机联锁配电点，分站电源取自联锁开关电源侧。（2）掘进工作面共设置甲烷传感器两个，一个安设距迎头不大于5.0m的巷道内，其报警浓度0.8ch4，断电浓度1.5ch4，复电浓度为1.0ch4以下，另一个安设在距拉门口10-15m，其报警浓度0.8ch4，断电浓度1.0ch

3、4，复电浓度为1.0ch4以下。（3）断电范围：掘进工作面及掘进工作面回风流整个非本质安全型电器设备。（4）在343区里段回风总排设合流甲烷传感器一个，报警浓度1.5ch4，断电浓度1.5ch4，复电浓度为1.0ch4以下，其断电范围为掘进工作面回风流整个非本质安全型电器设备。三、工作面用电负荷统计表设备名称设备型号额定功率（kw）额定电压（v）额定电流（a）起动电流（a）台数使用地点刮 板运 输 机sgw-40t2556602607201343区北翼里段4-5.6层运输上山信号、照明综保zbz4.0m6601343区里段运输下山侧卸式装岩机33660361343区北翼里段4-5.6层运输上山

4、pe=143kwie=156a对旋式局部通风机fbdno6.0 2x5.52x5.56602x72x 561343区里段运输上山对旋式局部通风机fbdno6.0 2x5.52x5.56602x72x 561343区里段运输上山五、变压器的选择计算：1、根据变压器的负荷按下式s=pe.ks/cos计算。式中：s所用计算的电力负荷总的视在功率kva， pe所在用电设备额定功率之和kw， kx需用系数，掘进工作面取0.4， cos电力负荷的平均功率因数,掘进工作面取0.6， ks变压器同时系数,一个工作面取1。2、计算：（1）b2变压器 pe.=143kw+75kw=218kw 其中：其它负荷为75

5、kw则s=2180.41/0.6=145kva (2)b1 b3变压器 pe.=11+67=78kw 其中其他工作面负荷功率为 67kw 则s=780.4/0.6=52kva3、变压器型号确定：b2变压器选择一台kbsgzy-800/6型移动变压器，额定容量s=800kva， 二次额定电压ue=690v ， ur=0.563% ，ux=3.952%， =145/800=0.18 (负荷系数)位置: b2变压器安装在343里段运输下山。b1 、变压器选择一台kbsg315/6移动变压器，额定容量s=315kva，二次额定电压ue=690v， ur=0.69% ， ux=3.94%， =sb/se

6、b=52/315=0.16 (负荷系数)，位置： b1变压器安装在343里段下部变电所（已设）。b3、变压器选择一台kbsg-315/6型移动变压器，额定容量s=315kva， 二次额定电压ue=690v ， ur=0.69% ， ux=3.94%， =sb/seb=52/315=0.16 (负荷系数)位置: b3变压器安装在343里段下部变电所（已设）。六、选择电缆截面，芯数及长度的计算： 1、电缆截面的选择（1）电缆的正常工作负荷电流应等于或小于电缆允许持续电流，电缆允许载流量空气温度为25c时为标准。（2）向单台或两台电动机供电电缆，以电动机的额定电流或额定电流之和计算，即ig=ie ，

7、或i=ige，不考虑需用系数，采掘机械电动机的长时与小时容量不同时，取长时容量计算。（3）向三台或三台以上电动机供电电缆，按需用系数法计算3干线电缆所通过的工作电流ig=kxpe1000/ cosue式中:ue-电网额定电压 660v， kx-需用系数0.4， cos平均功率因数0.6 pe-干线电缆所供电动机额定功率之和kw，（4） 计算： l1、 ig=ie = 156al2、 ig=ie = 156al3、 ig=ie= 5 al16、l17、 ig=ie= 6 al19、l20、 ig=ie= 6 a l12 ig=ie= 36 a l11 ig=ie= 120 al13、l15 ig

8、=13a， 2、电缆型号，电缆长度的选择确定， （1）动力电缆一般选用四芯，采掘机械通讯系统电缆要根据控制方式选择并留有备用芯线，橡套电缆的接地芯线除作监测接地回路外，不得兼作其他用途。 （2）铠装电缆根据巷道的实际长度增加5%，橡套电缆增加10%。（3）选择 : l1选择my-370+125-200 m 电缆允许载流量215 a l2选择my-370+125-150 m 电缆允许载流量215 a l3选择my-36+16-200 m 电缆允许载流量46 a l11选择my-335+110-10 m电缆允许载流量135 al12选择my-316+110-80 m电缆允许载流量84 al13选择

9、my-335+110-600 m电缆允许载流量135 al15选择my-335+110-600 m电缆允许载流量135 a 3、高压电缆的选择计算按式：ig=（kxpe1000）/（cos1.732ue）kb式中：pe-所有用电设备额定功率之和kw,ue额定电压v，kb变压器压比，ig 1=0.41431000/(0.61.732660) 8.7 =57200/686 8.7 =9.58 al 选择myptj-350+316/3，电缆允许载流量170a。三、按正常运行时计算网络的电压损失 1、变压器的电压损失，ut=（urcos+uxsin）u2e/100式中：-变压器的负荷系数，=in/i2

10、n=sb/seb,u2e-变压器低压侧的负荷电压vur-变压器在额定负荷时电阻压降百分数，ux-变压器在额定负荷时电抗压降百分数。 cos ,sin-变压器负荷中的功率因数及相对应正弦值，cos=0.6 , sin=0.8,2、干线与支线电缆的电压损失ut=pel1（r0+x0+tg）/ ue式中：pe-电动机的额定功率kw ,l1-支线、干线电缆的实际长度km ,tg-电动机的额定功率因数及相对应正切值， tg=1.33。ro-支线、干线电缆每公里电阻/km ， xo-电缆每公里电抗/km，3、允许电压损失值u： 如变压器的空载电压为690v时，允许压降为7%时，76.2v 如变压器的空载电

11、压为1200v时,允许压降为7%时,139.8v4、计算：1）b2变压器系统，掘进工作面电压损失的计算b2 ut u1 u2 u4 kbsezy-800/6 my -370-200m my-370-150m my-316-80m 143kw 143kw 33kw a.变压器的电压损失ut ut=（urcos+uxsin）u2e/100 =0.18(0.5630.6+3.9520.8) 693/100 =0.33.499693/100 =4.36v b.u1电压损失值 u1=pel1（r0+x0tg）/ue =0.41430.2(0.315 +0.0781.33)/0.66 =11.440.41

12、87 /0.66 =7.3v c.u2电压损失值 u2=pel2（r0+x0tg）/ue =0.41430.15（0.315+0.0781.33）/0.66 =8.580.4187/0.66 =5.4 v d.u4电压损失值u2=pel12（r0+x0tg）/ue =330.08（3.69+0.0951.33）/0.66 =2.64（1.37+0.1197）/0.66 =2.643.816/0.66=15.26 vf.u电压损失值u=ut+u1+u2+u3+u4 =4.36+7.3+5.4+15.26 =32.32 v 3）b1变压器系统， 掘进工作面风机电压损失的计算b1 ut u1 u2

13、kbsg-315/6 my-335-600m my-36-20m 11kw 11kw a.变压器的电压损失ut ut=（urcos+uxsin）u2e/100 =0.16(0.690.6+3.940.8)690/100 =0.16（0.414+3.152）690/100 =0.163.566690/100=3.94 v， b.u1电压损失值 u1=pel1（r0+x0tg）/ue =0.4110.6(0.616+0.0841.33)/0.66 =2.640.727/0.66=2.9 v c.u2电压损失值 u2=pel2（r0+x0tg）/ue =110.02（3.69+0.0951.33）/

14、0.66 =0.22（3.69+0.126）/0.66 =0.223.816/0.66 =1.27v， d.u电压损失值u =ut+u1+u2 =3.94+2.9+1.27=8.11v 合格七、电缆选择计算结果表序号型 号额定电压（v）额定电流（a）计算电流（a）待添加的隐藏文字内容2电压损失（v）长 度（m）结 论l1my-370+1256602151927.3200合格l2 my-370+1256602151925.4150合格l3my-36+1666046200合格l12my-316+110660843615.2680合格l11my-335+11066013512010合格l17my-3

15、6+166604661.2720合格l16my-36+166604661.2720合格l13my-325+110660135132.9600合格l15my-325+110660135132.9600合格八、短路电流的计算1、依据井下低压电网短路保护装置整定细则，对使用变压器最远端进行最小两相短路电流计算，以校验馈电开关的灵敏系数。并根据公式id=1.15id（a）计算出变压器最近点的最大三相短路电流，校验馈电开关的分断能力。2、系统三相短路容量按公式计算 sk（3）=50mva，则系统电抗值为xx=0.00953、计算两相短路电流值公式：式中:r=r1/kb+rb+r2 x=xx+x1/kb+

16、xb+x2 id=ue/2id一两相短路电流值a，r、x短路回路内一相电阻、电抗值，xx根据三相短路容量计算的系统电抗值，r1、x1高压电缆的电阻、电抗值，kb变压器的变压比，660v时取8.7，133v时取4.96（660/133），rb、xb矿用变压器的电阻、电抗值，r2、x2低压电缆的电阻、电抗值，ue变压器二次测的额定电压，660v按690v计算，1140v按1200v计算，127v按133v计算。短路点系统电抗变压器阻抗高压电缆阻抗 低压电缆阻抗总阻抗两相短路电流三相短路电流dxxrxrxrxrxaad10.00950.01350.10720.01890.00560.03260.05

17、7440124613d20.00950.01350.10720.01890.00560.3150.0780.34260.120628763307d30.00950.01350.10720.01890.00560.3150.0780.6720.192726833085d40.00950.01350.10720.01890.00561.370.0902.43270.071119281067d50.00950.01350.10720.01890.00563.690.0950.8760.199820762387d60.00950.01260.06740.01890.00560.6160.0840.66

18、720.1932454d70.00950.01260.06740.01890.00560.6160.0840.66720.1932454d80.00950.01260.06740.01890.00563.690.0950.37120.2171386d90.00950.01260.06740.01890.00563.690.0950.37120.21713864、各短路点阻抗值及短路电流计算值九 、电流继电保护的整定，1、对于保护干线电缆电流整定， 馈电开关过流整定:idiqe+kxie (电磁式或电子式)， 馈电开关过载整定：izie (电磁式或电子式)，2、磁力起动器过载整定：izie （电

19、子式）， 磁力起动器过流整定：id8ie （电子式），式中：id - 过流保护装置的电流整定值a, iz - 过载保护装置的电流整定值a,iqe 容量最大电动机的起动电流a， ie其它电动机的额定电流之和a， kx 需用系数， 掘进工作面取0.4， ie 电动机额定电流，3、计算：k1开关,iqe=720a ， ie=156 a， 则 idiqe+kxie izie 整定值： =720+0.4156 =156 a id=900 a (过流) =782.4a (过流) (过载) iz=210 a (过载)k2开关,iqe=520a ， ie=156 a 则 idiqe+kxie izie 整定值

20、： =720+0.4156 =156 a id=850 a (过流) =782.4 (过流) (过载) iz=170 a (过载) k4 ie=156a， 则： izie =156a （过载） 整定值: iz=160a（过载） k6开关,iqe=720a ， ie=156 a 则 idiqe+kxie izie 整定值： =720+0.4156 =156 a id=750 a(过流) =782.4(过流) (过载) iz=150 a (过载)， k12开关 , ie =120 a 则： izie =120a （过载） 整定值: iz=120a（过载）k14开关 , ie =36 a 则： iz

21、ie =36a （过载） 整定值: iz=36a（过载）id=8iz=836=288a（过流） id=288a（过流）k3、 k7开关,iqe=112a ， ie=14a， 则 idiqe+kxie izie 整定值： =112+0.414 =14a id=120a ( 过流) =117.6(过流) (过载) iz=15a ( 过载)k5开关 ie =7a则： izie =7a（过载） 整定值: iz=8a（过载）id=8ie=88=64a（过流） id=64a（过流）k13、k15开关iqe=237a ie=90 a 则 idiqe+kxie 整定值： =237+0.490 iz=90a (

22、过载) =273a(过流) id=270a (过流) 4、继电保护装置整定的校验馈电开关保护要求满足：id/id1.5电磁起动器电子保护要求满足：id/8iz1.2式中：id被保护电缆距变压器最远端的两相短路电流a； id 过电流保护装置电流整定值a； iz 过载保护装置电流整定值a； 1.2、1.5保护装置的可靠动作系数，如不能满足重新选择。 k1开关 d1点 4012/900=4.45k2开关 d2点 2876/850=3.38 k6开关 d3点 2683/750=3.57 k6开关 d4点 1928/750=2.57 k15开关 d6点 454/270=1.68 k13开关 d7点 45

23、4/270=1.68 k5开关 d8点 386/64=6.03k5开关 d9点 386/64=6.03 以上校验全部满足可靠动作系数， 合格。十、信号照明综保整定计算：1、信号变压器 采用zbz-4.0型信号综合保护装置，具有短路载频和过负荷，漏电保护功能。2、继电保护的整定计算：k8开关：声光组合信号4台，ie=0.18a明荧光灯6盏ie=0.16a ie=0.184+0.166=1.68a 一次侧熔丝电流整定值：ir=5a 二次侧熔丝电流整定值：ir=5a载频保护整定在200m档。3、短路电流的计算：l5、电缆采用my-36+16型200m。k=0.58换算长度l=0.58200=116m

24、 查表得：id（2）=75a4、保护装置灵敏度校验： ks1=75/5=154 合格 十一、低压开关的选择根据煤矿安全规程的规定，并满足采掘工作面电力变压器、电动机及馈电线路的正常运行及继电保护的条件进行选择 选择结果表序号型 号额定电压（v）额定电流（a）过载整定（a）短路整定（a）用 途k1bxb-800660800180900动力电源主授开关k2kbz400660400170850动力电源分歧开关k4kbz-400660400160动力电源联锁开关k6kbz400660400150750动力分歧开关k12qbz200660200120720刮板机开关k14qbz636606336288侧卸车k8zbz4.0m66017/3.55/5照明信号开关k3kbz40066040015120风机分歧开关k5qbz4x120f66012028264风机开关k7kbz40066