煤矿供电系统设计及保护整定校验

1、变电所设计原始资料井下高压采用10kV电源供电，设10kV中央变电所。采区生产时共安装动力设备6台，设备安装总容量252kW，工作容量212KW。风机设备2台，设备安装总容量208kW，工作容量104KW。矿井电力负荷统计详见表。电气设备的负荷统计表序号名称电压（V）设备数量设备容量需用系数COS总数工作数总容量工件容量台台kWkW1刮扳机6602211011012排水泵660321208013皮带机66011222214合计652522125局部通风机660211206016局部通风机66021884417合计42208104一、变压器选择根据矿井用电负荷分布情况、矿井开拓方式，同时考虑各用

2、电负荷的供电质量及规程、规范对有关供电负荷的特殊要求，矿井供电系统设计为井下供电系统。共需变压器四台，其中动力变压器2台，一台运行，一台备用。风机变压器2台，2台同时送电，分列运行，各供电系统变压器选择如下。1、动力供电变压器选择动力供电变压器设两台，设备负荷212kw，变压器的容量为：=265(kvA)式中：P 变电所动力负荷，212kw；k设备同时使用系数，取k=1；cos自然功率因数，0.8。根据上述计算，考虑到以后生产需要增加负荷，故动力供电变压器选取KBSG-630/10/0.69kV型变压器两台。供电变压器总负荷率：=21%式中：Se设备计算容量，265kvA；k变压器负荷率；SN

3、选用变压器容量，630kvA； 供电保障系数由于SNSe，保障系数为100%。2、井下局部通风机供电变压器选择掘进工作面实行双风机双电源运行方式，备用局部通风机均采用“三专供电”， 风机供电变压器设两台，设备负荷104kw，因此变压器的容量为：130(kVA)式中：P 变电所风机负荷，104kw；k-设备需用系数,取1；cos井下电网自然功率因数，0.8。根据上述计算，考虑到以后生产需要增加负荷，故供电变压器总负荷率：=20.6%式中：Se设备计算容量，130kvA；k变压器负荷率；SN选用变压器容量，315kvA； 供电保障系数由于SNSe，保障系数为100%。二、井下低压电缆选型计算选择电

4、缆如下：1动力电缆主干线截面选择计算 (1)计算负荷电流： =212/（××0.8）221.73（A）式中： P井下设备负荷，212kw；U线路额定电压，0.69kv；cos自然功率因数，0.8；(2)选择电缆及校核载流量线路选择MY-3×120+1×35型电缆允许载流量为Ix=301A(查表)，则：Ix=301AIj(A)，符合要求。(3)校核电压损失当cos=0.8时，MY-3×120+1×35型电缆单位负荷矩电压损失百分数为0.055/kw·km(查表) ，供电距离0.03km。U%=212××0.

5、055=%5%，符合要求。2.动力电缆支线截面选择计算(1)计算负荷电流： =80/（××0.8）84（A）式中：P井下设备负荷，80kw；U线路额定电压，0.69kv；cos自然功率因数，0.8；(2)选择电缆及校核载流量线路选择MY-3×35+1×10型电缆允许载流量为Ix=138A(查表)，则：Ix=138AIj84(A)，符合要求。(3)校核电压损失当cos=0.8时，MY-3×35+1×10型电缆单位负荷矩电压损失百分数为0.156/kw·km(查表) ，供电距离0.03km。U%=80××0.

6、156=%5%，符合要求。另一路支线截面选择计算(1)计算负荷电流： =132/（××0.8）138（A）式中：P井下设备负荷，132kw；U线路额定电压，0.69kv；cos自然功率因数，0.8；(2)选择电缆及校核载流量线路选择MY-3×70+1×25型电缆允许载流量为Ix=215A(查表)，则：Ix=215AIj138(A)，符合要求。(3)校核电压损失当cos=0.8时，MY-3×70+1×25型电缆单位负荷矩电压损失百分数为0.086/kw·km(查表) ，供电距离0.33km。U%=110××

7、0.086=%5%，符合要求。3 局扇主干电线路(1)计算负荷电流： =104/（××0.8）108.7（A）式中：P井下设备负荷，104kw；U线路额定电压，0.69kv；cos自然功率因数，0.8；(2)选择电缆及校核载流量×70+1×25型电缆允许载流量为Ix=215A(查表)，则：Ix=215AIj(A)，符合要求。(3)校核电压损失当cos=0.8时，MY3×70+1×25型电缆单位负荷矩电压损失百分数为0.086/kw·km(查表) ，供电距离0.05km。U%=104××0.086=%5%，

8、符合要求。4局扇支线路(1)计算负荷电流： =60/（××0.8）62.7（A）式中：P井下设备负荷，60kw；U线路额定电压，0.69kv；cos自然功率因数，0.8；(2)选择电缆及校核载流量×35+1×10型电缆允许载流量为Ix=138A(查表)，则：Ix=138AIj(A)，符合要求。(3)校核电压损失当cos=0.8时，MY3×35+1×10型电缆单位负荷矩电压损失百分数为0.156/kw·km(查表) ，供电距离0.12km。U%=60××0.156+0.45=%5%，符合要求。另一路局扇支线

9、路(1)计算负荷电流： =44/（××0.8）46（A）式中：P井下设备负荷，44kw；U线路额定电压，0.69kv；cos自然功率因数，0.8；(2)选择电缆及校核载流量×35+1×10型电缆允许载流量为Ix=138A(查表)，则：Ix=138AIj46(A)，符合要求。(3)校核电压损失当cos=0.8时，MY3×35+1×10型电缆单位负荷矩电压损失百分数为0.156/kw·km(查表) ，供电距离0.05km。U%=44××0.156%=0.8%5%，符合要求。3、 井下高压防爆开关保护整定计算1

10、、（1）、2#高爆开关型号BGP-100/10Y Ige=100A 1#风机变压器型号：KBSG-315/10/0.69KV 额定电流 Y/Y连接 （2）、高爆、变压器负荷表：名称功率Pe(KW)额定电流Ie(A)额定电压Ue (V)名称功率Pe(KW)额定电流Ie(A)额定电压Ue(V)风机3036660风机3036660风机22660风机22660 （3）、高爆整定计算：查表得变压器出口短路电流为=5699A过载保护整定:代入公式: IZ = Ieb=n1=30.3/1000.303 取0.3（高爆过载电流整定倍数取0.3倍,即为IZ= 30A （4）、短路保护整定: 代入公式: Id =

11、代入公式： n=Id 取1（高爆短路电流整定倍数取1倍，即为Id=100A） （5）、效验灵敏度系数：Km=/ Kb Iz2×100)=3.9>1.2 符合要求。2、5#高爆整定同上。3、（1）、3#高爆开关型号BGP-100/10Y Ige=100A 1#动力变压器型号：KBSG-630/10/0.69KV 额定电流 Y/Y连接 （2）、高爆、变压器负荷表：名称功率Pe(KW)额定电流Ie(A)额定电压Ue (V)名称功率Pe(KW)额定电流Ie(A)额定电压Ue(V)刮扳机2×552×66660排水泵2×402×48660皮带机226

12、60 （3）、高爆整定计算：查表得变压器出口短路电流为=9129A过载保护整定:代入公式: IZ = Ieb=n1=60.6/1000.606 取0.6（高爆过载电流整定倍数取0.3倍,即为IZ= 60A （4）、短路保护整定: 代入公式: Id =45A代入公式： n=Id 取1（高爆短路电流整定倍数取1倍，即为Id=100A） （5）、效验灵敏度系数：Km=/ Kb Iz2×100)=6.29>1.2 符合要求。4、6#高爆整定同上。5、（1）、1#高爆开关型号PBG-200/10Y Ige=200A （2）、高爆、变压器负荷表：名称功率Pe(KW)额定电流Ie(A)额定电

13、压Ue (V)名称功率Pe(KW)额定电流Ie(A)额定电压Ue(V)风机104660刮扳机110132660皮带22660排水泵8096660 （3）、高爆整定计算：查表得变压器出口短路电流为=5699A过载保护整定:代入公式: IZ = Ieb1+Ieb2=n1=90.9/2000.45 取0.5（高爆过载电流整定倍数取0.5倍,即为IZ= 100A （4）、短路保护整定: 代入公式: Id =代入公式： n=Id 取1（高爆短路电流整定倍数取1倍，即为Id=200A） （5）、效验灵敏度系数：Km=/ Kb Iz2×符合要求。6、7#高爆整定同上。四、井下低压馈电开关保护整定计

14、算1、动力馈电24号开关KBZ-200整定值过载整定计算：IZIe22×1.2+55×1.2+55×式中：IZ 过载保护装置的电流整定值Ie 动力负荷设备的额定电流短路整定计算： IdI+I55××7+22×1.2+55×开关整定调整档位为3倍600A式中：Id 短路过流保护装置的电流整定值, A IQe容量最大的电动机的额定启动电流, AI其余电动机的额定电流值和，A按一级的短路电流对整定值进行校验，二相短路电流计算利用查表法计算采区低压短路电流。换算电缆长度：根据电缆的规格型号、实际长度及换算系数，换算成标准电缆长度。L

15、ct=K×L式中： Lct标准长度，（m）；K-电缆的换算系数，查表；L电缆的实际长度，m；查表各种截面的电缆的换算系数如表： 电缆换算系数表L02=30×0.41=L14=100×0.73=73mL16=200×0.73=146mL17=30×0.73=22mLct=12.3+73+146+22=用查表法求短路电流根据电网的电压等级、电缆的换算长度及供电变压器型号查表得各短路点的二相短路电流I=2562A灵敏度校验 合格2、动力馈电8号开关KBZ-200整定值过载整定计算：IZIe22×1.2+55×1.2+55×

16、;式中：IZ 过载保护装置的电流整定值Ie 动力负荷设备的额定电流短路整定计算： IdI+I55××7+22×1.2+55×考虑开关越级整定调整档位为4倍800A式中：Id 短路过流保护装置的电流整定值, A IQe容量最大的电动机的额定启动电流, AI其余电动机的额定电流值和，A按一级的短路电流对整定值进行校验，二相短路电流计算利用查表法计算采区低压短路电流。换算电缆长度：根据电缆的规格型号、实际长度及换算系数，换算成标准电缆长度。Lct=K×L式中： Lct标准长度，（m）；K-电缆的换算系数，查表；L电缆的实际长度，m；查表各种截面的电缆

17、的换算系数如表： 电缆换算系数表L02=30×0.41=L14=100×0.73=73mLct=12.3+73=用查表法求短路电流根据电网的电压等级、电缆的换算长度及供电变压器型号查表得各短路点的二相短路电流I=5124A灵敏度校验 合格3、水泵馈电7号开关KBZ-200整定值过载整定计算：IZIe40×1.2+40×式中：IZ 过载保护装置的电流整定值Ie 动力负荷设备的额定电流短路整定计算： IdI+I40××7+40×384A开关整定调整档位为2倍400A式中：Id 短路过流保护装置的电流整定值, A IQe容量最大的

18、电动机的额定启动电流, AI其余电动机的额定电流值和，A按一级的短路电流对整定值进行校验，二相短路电流计算利用查表法计算采区低压短路电流。换算电缆长度：根据电缆的规格型号、实际长度及换算系数，换算成标准电缆长度。Lct=K×L式中： Lct标准长度，（m）；K-电缆的换算系数，查表；L电缆的实际长度，m；查表各种截面的电缆的换算系数如表： 电缆换算系数表L02=30×0.41=L13=30mLct=12.3+30=用查表法求短路电流根据电网的电压等级、电缆的换算长度及供电变压器型号查表得各短路点的二相短路电流I=6528A灵敏度校验 合格4、10号开关整定同7号开关。5、动

19、力总馈6号开关KBZ-400整定值过载整定计算：IZIe55×1.2+55×1.2+22×1.2+40×1.2+40×式中：IZ 过载保护装置的电流整定值Ie 动力负荷设备的额定电流短路整定计算： IdI+I55××7+157×考虑开关越级整定调整档位为3倍1200A式中：Id 短路过流保护装置的电流整定值, A IQe容量最大的电动机的额定启动电流, AI其余电动机的额定电流值和，A按一级的短路电流对整定值进行校验，二相短路电流计算利用查表法计算，选取最远一条线路进行短路电流校验。换算电缆长度：根据电缆的规格型号

20、、实际长度及换算系数，换算成标准电缆长度。Lct=K×L式中： Lct标准长度，（m）；K-电缆的换算系数，查表；L电缆的实际长度，m；查表各种截面的电缆的换算系数如表： 电缆换算系数表L02=30×0.41=L14=100×0.73=73mL16=200×0.73=146mL17=30×0.73=22mLct=12.3+73+146+22=用查表法求线路短路电流根据电网的电压等级、电缆的换算长度及供电变压器型号查表得各短路点的二相短路电流I=2562A灵敏度校验 合格6、11号开关整定同6号开关。7、风机馈电16号开关KBZ-200整定值过载

21、整定计算：IZIe30×1.2+30×式中：IZ 过载保护装置的电流整定值Ie 动力负荷设备的额定电流短路整定计算： IdI+I30××7+30×288A开关整定调整档位为2倍400A式中：Id 短路过流保护装置的电流整定值, A IQe容量最大的电动机的额定启动电流, AI其余电动机的额定电流值和，A按一级的短路电流对整定值进行校验，二相短路电流计算利用查表法计算采区低压短路电流。换算电缆长度：根据电缆的规格型号、实际长度及换算系数，换算成标准电缆长度。Lct=K×L式中： Lct标准长度，（m）；K-电缆的换算系数，查表；L电缆的

22、实际长度，m；查表各种截面的电缆的换算系数如表： 电缆换算系数表L01=50×0.73=L06=120×1.37=L11=20×3.01=Lct=36.5+164.4+60.2=用查表法求短路电流根据电网的电压等级、电缆的换算长度及供电变压器型号查表得各短路点的二相短路电流I=2291A灵敏度校验 合格8、19号开关整定同16号开关。9、风机馈电12号开关KBZ-200整定值过载整定计算：IZIe22×1.2+22×式中：IZ 过载保护装置的电流整定值Ie 动力负荷设备的额定电流短路整定计算： IdI+I22××7+22&#

23、215;开关整定调整档位为2倍400A式中：Id 短路过流保护装置的电流整定值, A IQe容量最大的电动机的额定启动电流, AI其余电动机的额定电流值和，A按一级的短路电流对整定值进行校验，二相短路电流计算利用查表法计算采区低压短路电流。换算电缆长度：根据电缆的规格型号、实际长度及换算系数，换算成标准电缆长度。Lct=K×L式中： Lct标准长度，（m）；K-电缆的换算系数，查表；L电缆的实际长度，m；查表各种截面的电缆的换算系数如表： 电缆换算系数表L01=50×0.73=L06=50×1.37=L11=20×3.01=Lct=36.5+68.5+6

24、0.2=用查表法求短路电流根据电网的电压等级、电缆的换算长度及供电变压器型号查表得各短路点的二相短路电流I=2933A灵敏度校验 合格10、15号开关整定同12号开关。11、风机馈电2号开关KBZ-200整定值过载整定计算：IZIe22×1.2+22×1.2+30×1.2+30×式中：IZ 过载保护装置的电流整定值Ie 动力负荷设备的额定电流短路整定计算： IdI+I30××7+22×1.2+22×1.2+30×考虑开关越级整定调整档位为3倍600A式中：Id 短路过流保护装置的电流整定值, A IQe容量最大的电动机的额定启动电流, AI其余电动机的额定电流值和，A按一级的短路电流对整定值进行校验，二相短路电流计算利用查表法计算，选取最远一条线路进行短路电流校验。换算电缆长度：根据电缆的规格型号、实际长度及换算系数，换算成标准电缆长