煤矿高压供电

1、一、高压供电设计一、高压供电设计1.1. 负荷统计与变压器选择负荷统计与变压器选择.11.11.1 负荷统计计算负荷统计计算.11.21.2 变压器的选择变压器的选择.22.2. 设备选择设备选择.32.12.1 高压电缆选择和校验高压电缆选择和校验. 32.22.2 高压配电箱的选择高压配电箱的选择. 73.3. 短路电流计算短路电流计算.93.13.1 高压短路电流的计算高压短路电流的计算. 94.4. 整定保护整定保护.144.14.1 高压配电箱整定保护高压配电箱整定保护. 145.5. 设备列表设备列表.185.15.1 电缆列表电缆列表.185.25.2 电动机列表电动机列表.18

2、1.1. 负荷统计与变压器选择负荷统计与变压器选择1.11.1 负荷统计计算负荷统计计算变压器负荷统计表（部分）变压器负荷统计表（部分）设备名称设备名称电机电机台数台数电机电机型号型号额定额定功率功率(kw)(kw)额定额定电压电压(v)(v)额定额定电流电流(a)(a)额定额定功率功率因数因数coscose e启动启动功率功率因数因数coscosq q额定额定效率效率e e启动启动电电流倍流倍数数m27(加压泵)1xrbzb-80/20040.0066045.000.850.420.966.0m28(局部通风机)1fbdy-5015.0066017.250.850.500.907.0m29(

3、m29(乳化液乳化液泵泵) )1 1s-200s-200150.00150.001140114099.0099.000.850.850.430.430.960.966.56.5功率功率pe(kw)pe(kw)205.00205.00平均功率平均功率因数因数coscospjpj0.850.85m30(加压泵)1xrbzb-80/20040.0066045.000.850.420.966.0m31(乳化液泵)1dyb-7575.0066047.100.880.420.966.5m32(局部通风机)1fbdy-5015.0066017.250.850.500.907.0功率pe(kw)130.00平

4、均功率因数cospj0.87总计功率总计功率(kw)(kw)1118.001118.00公式参数说明：公式参数说明：k kx x 需用系数；需用系数；coscospjpj 平均功率因数；平均功率因数；coscose e 额定功率因数；额定功率因数；p pmaxmax 最大一台电动机功率，最大一台电动机功率，kwkw；s sb b 变压器需用容量，变压器需用容量，kvkv a a；p pe e 变压器所带设备额定功率之和，变压器所带设备额定功率之和，kwkw；p pd d 变压器短路损耗，变压器短路损耗，w w；s se e 变压器额定容量，变压器额定容量，kvkv a a；u ue2e2 变压

5、器二次侧额定电压，变压器二次侧额定电压，v v；u uz z 变压器阻抗压降；变压器阻抗压降；1.21.2 变压器的选择变压器的选择根据供电系统的拟订原则，变压器的选择原理如下：根据供电系统的拟订原则，变压器的选择原理如下：1.2.11.2.1 变压器变压器 t11t11：* * k kx x= = 0.2860.286 + + 0.7140.714p pmaxmaxp pe e= = 0.2860.286 + + 0.7140.714150.00150.00205.00205.00=0.810=0.810* * coscospjpj= =(p(pi icoscoseiei) )p pi i=

6、 =40.0040.000.85+15.000.85+15.000.85+150.000.85+150.000.850.8540.00+15.00+150.0040.00+15.00+150.00=0.85=0.85取取 0.650.65将将k kx x值和值和coscospjpj值代入得值代入得s sb b= =k kx xp pe ecoscospjpj= =0.8100.810205.00205.000.650.65= = 255.46255.46 (kva)(kva)选用选用 kbsg-315/6/0.69kbsg-315/6/0.69 型号符合要求。型号符合要求。每项电阻：每项电阻：

7、r rt t= =p pd du ue2e22 2s se e2 2= =220022006906902 2(315(3151000)1000)2 2= = 0.0106(0.0106() )每项电抗：每项电抗：x xt t= =( (u uz zu ue2e22 2s se e) )2 2- - r rt t2 2= =( (4%4%6906902 231531510001000) )2 2- - 0.01060.01062 2= = 0.0595(0.0595() )2.2. 设备选择设备选择2.12.1 高压电缆选择和校验高压电缆选择和校验编号编号型型 号号额定额定电压电压(v)(v)长

8、度长度(m)(m)根根数数允许载允许载流量流量(a)(a)负荷负荷电流电流(a)(a)功率功率之和之和(kw)(kw)电压电压损失损失(%)(%)c1c1myjv22-myjv22-5050600060008958951 121021094.4494.44810.25810.251.021.02c302myjv22-12060001000136994.44810.250.54c307myjv22-120600010001369151.9312750.85c350myjv22-506000900121094.44810.251.03c351myjv22-7060001990126594.4481

9、0.251.68c352myjv22-7060008901265151.9312751.19c353myjv22-5060009001210151.9312751.63c354myjv22-70600019701265151.9312752.64公式参数说明：公式参数说明：k kx x 需用系数需用系数 ；p pe e 高压电缆所带的设备额定功率之和，高压电缆所带的设备额定功率之和，kwkw；u ue e 高压电缆额定电压，高压电缆额定电压，v v；pjpj 加权平均效率；加权平均效率；i ij j 经济电流密度经济电流密度， a/mma/mm2 2；c c 热稳定系数；热稳定系数；t tf

10、f 短路电流作用的假想时间，短路电流作用的假想时间，s s；n n 同时工作的电缆根数；同时工作的电缆根数；l lg g 电缆长度电缆长度(km)(km) 。i id d(3)(3)maxmax 三相最大稳态短路电流，三相最大稳态短路电流，a a；coscospjpj 平均功率因数平均功率因数 ；tantan 平均功率因数对应的正切值，平均功率因数对应的正切值，tantan = =1 1coscos2 2- - 1 1；r r，x x 电缆的每公里电阻和电抗电缆的每公里电阻和电抗( (/km)/km)；交联电缆热稳定系数：交联电缆热稳定系数：c=129c=129由地面配电室向井下中央变电所供电

11、高压电缆进行热稳定校核时由地面配电室向井下中央变电所供电高压电缆进行热稳定校核时假想时间假想时间 t tf f=0.2s+0.5s=0.7s=0.2s+0.5s=0.7s(t=0.2s(t=0.2s开关本身动作时间开关本身动作时间0.5s0.5s 为配合时限为配合时限) )热稳定截面：热稳定截面：a aminmin= =i id d(3)(3)maxmaxt tf fc c= =1297 . 0*86.8544= = 55.4255.42(mm(mm ) )入井电缆最小截面为入井电缆最小截面为 55.4255.42mmmm ，即满足热稳定性校验。，即满足热稳定性校验。实际选取入井电缆为一水平实

12、际选取入井电缆为一水平 9595mmmm 、 二水平二水平 120120mmmm 、 三水平三水平 150150mmmm 均能符合热稳定要求。均能符合热稳定要求。 c1(c1/myjv22-50-895m)c1(c1/myjv22-50-895m)：长时负荷电流：长时负荷电流：i ig g= =pepekxkx10103 33 3ueuecoscospjpjpjpj= =810.25810.251 110103 33 3600060000.860.860.960.96= = 94.4494.44 (a)(a)经济电流截面：经济电流截面：a aj j= =igign ni ij j= =126.

13、83126.831 12.52.5= = 50.73(mm50.73(mm ) )交联电缆热稳定系数：交联电缆热稳定系数：c=129c=129由地面配电室向井下中央变电所供电高压电缆进行热稳定校核时由地面配电室向井下中央变电所供电高压电缆进行热稳定校核时假想时间假想时间 t tf f=0.2s+0.5s=0.7s=0.2s+0.5s=0.7s(t=0.2s(t=0.2s开关本身动作时间开关本身动作时间0.5s0.5s 为配合时限为配合时限) )热稳定截面：热稳定截面：a aminmin= =i id d(3)(3)maxmaxt tf fc c= =1297 . 0*86.8544= = 55

14、.4255.42(mm(mm ) )入井电缆最小截面为入井电缆最小截面为 55.4255.42mmmm ，即满足热稳定性校验。实际选，即满足热稳定性校验。实际选取取7070mmmm 符合热稳定要求。符合热稳定要求。热稳定截面：热稳定截面：a aminmin= =i id d(3)(3)maxmaxt tf fc c= =8211.20388211.2038 0.250.2593.493.4= = 43.96(mm43.96(mm ) )电压损失百分数：电压损失百分数：u ug g% % = =kxkxpepelglgueue2 21010(r(r + + xtanxtan) )= =1 181

15、0.25810.250.8950.8956 62 21010(0.4490(0.4490 + + 0.09900.09900.593)0.593)= = 1.0228%1.0228%电压损失百分数正常情况下不得超过电压损失百分数正常情况下不得超过 7，故障状态下不超过故障状态下不超过 10。2.22.2 高压配电箱的选择高压配电箱的选择编号编号型型号号额定电压额定电压(v)(v)额定电流额定电流(a)(a)额定热稳定额定热稳定电流电流(ka)(ka)热稳定时热稳定时间间(s)(s)额定断流额定断流容量容量(mv(mv a)a)d2d2pbg-300/pbg-300/10(6)y10(6)y60

16、00600020020012.512.52 2100100d1d1pbg-300/pbg-300/10(6)y10(6)y6000600030030012.512.52 2100100d3pbg-200/10(6)y600020012.52100d4pbg-200/10(6)y600020012.52100d5pbg-200/10(6)y600020012.52100d6pbg-200/10(6)y600020012.52100d8pbg-200/10(6)y600020012.52100d10pbg-300/10(6)y600030012.52100公式参数说明：公式参数说明：k kx x

17、需用系数；需用系数；p pe e 高压配电箱所带的设备额定功率之和，高压配电箱所带的设备额定功率之和，kwkw；u up p 平均电压，平均电压，v v ；u ue e 高压配电箱额定电压，高压配电箱额定电压，v v；coscospjpj 平均功率因数平均功率因数 ；pjpj 加权平均效率加权平均效率 ；s ss s 系统短路容量，系统短路容量，mvmv a a；i issss 高压配电箱出口处短路电流，高压配电箱出口处短路电流，a a；i itsts 热稳定电流，热稳定电流，a a ；t tphph 假想时间，假想时间，s s ；t ttsts 高压配电箱热稳定时间，高压配电箱热稳定时间，s

18、 s ；一般筛选高压配电箱的条件一般筛选高压配电箱的条件：额定电流额定电流 计算的长时负荷电计算的长时负荷电流流； 额定热稳定电流额定热稳定电流 计算的热稳定电流计算的热稳定电流； 额定断流容量额定断流容量 计计算的容量。算的容量。 d2(bgp41-6)d2(bgp41-6)：长时负荷电流：长时负荷电流：i ig g= =pepekxkx10103 33 3ueuecoscospjpjpjpj= =3603601 110103 33 3600060000.890.890.850.85= = 46(a)46(a)热稳定电流：热稳定电流：i issss= =s ss s3 3u up p= =0

19、 010106 63 3600060001.051.05= = 8212(a)8212(a)i itsts= = i isssst tphpht ttsts= = 821282120.40.42 2= =3.67(ka)3.67(ka)断流容量：断流容量：s smaxmax= =3 3u ue ei issss= =3 36000600082128212 = =85.3(mv85.3(mv a)a)所选所选 pjgpjg 型和型和 pbgpbg 型高压配电箱热额定稳定电流为型高压配电箱热额定稳定电流为12.5ka12.5ka3.67ka3.67ka满足要求，满足要求，额定断流容量额定断流容量

20、100mva100mva85.3mva85.3mva, ,满足要求。满足要求。 d1(pbg-300/10(6)y)d1(pbg-300/10(6)y)：长时负荷电流：长时负荷电流：i ig g= =pepekxkx10103 33 3ueuecoscospjpjpjpj= =161516150.530.5310103 33 3600060000.890.890.860.86= = 108(a)108(a)热稳定电流：热稳定电流：i issss= =s ss s3 3u up p= =0 010106 63 3600060001.051.05= = 8212(a)8212(a)i itsts=

21、 = i isssst tphpht ttsts= = 821282120.40.42 2= =3.67(ka)3.67(ka)断流容量：断流容量：s smaxmax= =3 3u ue ei issss= =3 36000600082128212 = =85.3(mv85.3(mv a)a)3.3. 短路电流计算短路电流计算3.13.1 高压短路电流的计算高压短路电流的计算短路短路点点id(3).id(3).max(a)max(a)id(2).maid(2).max(a)x(a)id(3).miid(3).min(a)n(a)id(2).minid(2).min(a)(a)sd.maxsd.

22、max(mv(mv a)a)sd.minsd.min(mv(mv a)a)d21d215659.435659.434901.214901.215255.635255.634551.514551.5161.7661.7657.3557.35d22d225659.435659.434901.214901.215255.635255.634551.514551.5161.7661.7657.3557.35d23d235659.435659.434901.214901.215255.635255.634551.514551.5161.7661.7657.3557.35d24d245659.435659

23、.434901.214901.215255.635255.634551.514551.5161.7661.7657.3557.35d27d276569.326569.325689.25689.25989.95989.95187.45187.471.6871.6865.3665.36 短路点：短路点：d21d21电缆电抗：电缆电抗：x xg g= =(x(xi il li i) )10001000= =0.07700.077050050010001000+ +0.08900.08901300130010001000= = 0.15420.1542 ( () )电缆电阻：电缆电阻：r rg g=

24、=(r(ri il li i) )10001000= =0.08590.085950050010001000+ +0.23600.23601300130010001000= = 0.34980.3498 ( () )最大运行方式下母线短路容量：最大运行方式下母线短路容量：s ss.maxs.max= = 103.1(mv103.1(mv a)a)最大运行方式下系统电抗：最大运行方式下系统电抗：x xs.maxs.max= =upup2 2s ss.maxs.max= =630063002 2103.1103.110106 6= = 0.385(0.385() )最大运行方式下总阻抗：最大运行方

25、式下总阻抗：z zmaxmax= =r rg g2 2+ + (x(xs.maxs.max+ + x xg g) )2 2= =0.349750.349752 2+ + (0.385(0.385 + + 0.1542)0.1542)2 2= = 0.64270.6427 ( () )最大运行方式下三相短路电流：最大运行方式下三相短路电流：i id d(3)(3)maxmax= =u up p3 3z zmaxmax= =630063003 30.64270.6427= = 5659.43(a)5659.43(a)最大运行方式下二相短路电流：最大运行方式下二相短路电流：i id d(2)(2)m

26、axmax= =3 32 2i id d(3)(3)maxmax= =3 32 25659.435659.43 = = 4901.21(a)4901.21(a)最大运行方式下短路容量：最大运行方式下短路容量：s sd.maxd.max= =3 3i id d(3)(3)maxmaxu up p1010-6-6= =3 35659.435659.43630063001010-6-6= = 61.76(mv61.76(mv a)a)最小运行方式下母线短路容量：最小运行方式下母线短路容量：s ss.mins.min= = 89.6(mv89.6(mv a)a)最小运行方式下系统电抗：最小运行方式下系

27、统电抗：x xs.mins.min= =upup2 2s ss.mins.min= =630063002 289.689.610106 6= = 0.443(0.443() )最小运行方式下总阻抗：最小运行方式下总阻抗：z zminmin= =r rg g2 2+ + (x(xs.mins.min+ + x xg g) )2 2= =0.349750.349752 2+ + (0.443(0.443 + + 0.1542)0.1542)2 2= = 0.6921(0.6921() )最小运行方式下三相短路电流：最小运行方式下三相短路电流：i id d(3)(3)minmin= =u up p3

28、 3z zminmin= =630063003 30.69210.6921= = 5255.63(a)5255.63(a)最小运行方式下二相短路电流：最小运行方式下二相短路电流：i id d(2)(2)minmin= =3 32 2i id d(3)(3)minmin= =3 32 25255.635255.63 = = 4551.51(a)4551.51(a)最小运行方式下短路容量：最小运行方式下短路容量：s sd.mind.min= =3 3i id d(3)(3)minminu up p1010-6-6= =3 35255.635255.63630063001010-6-6= = 57.

29、35(mv57.35(mv a)a) 短路点：短路点：d22d22电缆电抗：电缆电抗：x xg g= =(x(xi il li i) )10001000= =0.07700.077050050010001000+ +0.08900.08901300130010001000= = 0.15420.1542 ( () )电缆电阻：电缆电阻：r rg g= =(r(ri il li i) )10001000= =0.08590.085950050010001000+ +0.23600.23601300130010001000= = 0.34980.3498 ( () )最大运行方式下母线短路容量：最

30、大运行方式下母线短路容量：s ss.maxs.max= = 103.1(mv103.1(mv a)a)最大运行方式下系统电抗：最大运行方式下系统电抗：x xs.maxs.max= =upup2 2s ss.maxs.max= =630063002 2103.1103.110106 6= = 0.385(0.385() )最大运行方式下总阻抗：最大运行方式下总阻抗：z zmaxmax= =r rg g2 2+ + (x(xs.maxs.max+ + x xg g) )2 2= =0.349750.349752 2+ + (0.385(0.385 + + 0.1542)0.1542)2 2= =

31、0.64270.6427 ( () )最大运行方式下三相短路电流：最大运行方式下三相短路电流：i id d(3)(3)maxmax= =u up p3 3z zmaxmax= =630063003 30.64270.6427= = 5659.43(a)5659.43(a)最大运行方式下二相短路电流：最大运行方式下二相短路电流：i id d(2)(2)maxmax= =3 32 2i id d(3)(3)maxmax= =3 32 25659.435659.43 = = 4901.21(a)4901.21(a)最大运行方式下短路容量：最大运行方式下短路容量：s sd.maxd.max= =3 3

32、i id d(3)(3)maxmaxu up p1010-6-6= =3 35659.435659.43630063001010-6-6= = 61.76(mv61.76(mv a)a)最小运行方式下母线短路容量：最小运行方式下母线短路容量：s ss.mins.min= = 89.6(mv89.6(mv a)a)最小运行方式下系统电抗：最小运行方式下系统电抗：x xs.mins.min= =upup2 2s ss.mins.min= =630063002 289.689.610106 6= = 0.443(0.443() )最小运行方式下总阻抗：最小运行方式下总阻抗：z zminmin= =r

33、 rg g2 2+ + (x(xs.mins.min+ + x xg g) )2 2= =0.349750.349752 2+ + (0.443(0.443 + + 0.1542)0.1542)2 2= = 0.6921(0.6921() )最小运行方式下三相短路电流：最小运行方式下三相短路电流：i id d(3)(3)minmin= =u up p3 3z zminmin= =630063003 30.69210.6921= = 5255.63(a)5255.63(a)最小运行方式下二相短路电流：最小运行方式下二相短路电流：i id d(2)(2)minmin= =3 32 2i id d(

34、3)(3)minmin= =3 32 25255.635255.63 = = 4551.51(a)4551.51(a)最小运行方式下短路容量：最小运行方式下短路容量：s sd.mind.min= =3 3i id d(3)(3)minminu up p1010-6-6= =3 35255.635255.63630063001010-6-6= = 57.35(mv57.35(mv a)a)4.4. 整定保护整定保护4.14.1 高压配电箱整定保护高压配电箱整定保护编编型型 号号额定电额定电 额定电额定电 过载保过载保 速断保速断保 二相短二相短 灵敏系灵敏系号号压压(v)(v)流流(a)(a)护

35、值护值(a)(a)护值护值(a)(a)路电流路电流(a)(a)数数d1d12 2pbg-20pbg-200/10(60/10(6)y)y600060002002005 520205187.45187.46.486.48d1d13 3pbg-20pbg-200/10(60/10(6)y)y600060002002005 520205187.45187.46.486.48d1d15 5pbg-20pbg-200/10(60/10(6)y)y600060002002003 318185187.45187.47.27.2d1d17 7pbg-10pbg-100/10(60/10(6)y)y600060

36、001001001 12.62.65187.45187.499.7699.76d2d2bgp41-bgp41-6 6600060002002001.61.610104551.54551.51 111.3811.38公式参数说明：公式参数说明：k krelrel 可靠系数可靠系数(1.05(1.052.0)2.0)；k kjxjx 接线系数；接线系数；k kb b 变压比；变压比；k kx x 需用系数；需用系数；k ki i 电流互感器变流比；电流互感器变流比；s se e 变压器额定容量，变压器额定容量，kvkv a a；u ue e 变压器一次侧额定电压，变压器一次侧额定电压，v v；i

37、ieqeq 最大一台电机的启动电流，最大一台电机的启动电流，a a；i ie e 其余电机的额定电流之和，其余电机的额定电流之和，a a；i ie1e1 变压器一次侧额定电流，变压器一次侧额定电流，v v；i id d(2)(2) 变压器二次出口处最小二相短路电流，变压器二次出口处最小二相短路电流，a a； d12(pbg-200/10(6)y)d12(pbg-200/10(6)y)过载保护电流：过载保护电流：i ig.zdg.zd= = k krelrel(i(ie1e1+i+ie2e2+.)+.)+i ie ek ki i= = 1.31.3()+78+78()+78+784040= =

38、5.075.07 (a)(a)，取取 5 5 (a)(a)速断保护电流：速断保护电流：i is.zds.zd= =k krelrelk ki i(i(ieqeq+ +i id d+ +错误错误!i ie ek kx xk kb b) )= =1.31.34040(546+78+)(546+78+)=20.28=20.28 (a)(a)，取，取 2020 (a)(a)过载保护一次动作电流：过载保护一次动作电流：i ig.zdg.zdk ki i= = 5.075.074040 = = 202.8(a)202.8(a)；取取 200(a)200(a)速断保护一次动作电流速断保护一次动作电流： i

39、is.zds.zdk ki i= = 20.2820.284040 = = 811.2(a)811.2(a)；取取 800(a)800(a)过载保护动作时限：过载保护动作时限：10.0(s)10.0(s)速断保护动作时限：速断保护动作时限：0.5(s)0.5(s)灵敏系数：灵敏系数：k kr r= =i id d(2)(2)k ki ii is.zds.zd= =5187.45187.440402020= = 6.486.48因为因为 krkr 1.51.5，所以满足要求。，所以满足要求。 d8(pbg-200/10(6)y)d8(pbg-200/10(6)y)需用系数：需用系数：k kx x

40、= = 0.40.4 + + 0.60.6p pmaxmaxp pe e= = 0.40.4 + + 0.60.67575120120= = 0.780.78过载保护电流：过载保护电流：i ig.zdg.zd= =s se e10103 33 3k ki iu ue e= =20020010103 33 3404060006000= = 0.48110.4811 (a)(a)，取取 0.50.5 (a)(a)速断保护电流：速断保护电流：i is.zds.zd k krelreli ieqeq+ +i ie ek kx xk kb bk ki i= = 1.31.3306.15+36.85306.15+36.850.780.788.78.74040= = 1.2511.251