机一队工作面供电设计计算说明书

目录一．设计说明 1二．选择变压器 1三．选择低压配电装置 2低压开关配置表 3四．选择低压电缆 3(1)依据通过电缆的工作电流初选 4(2)正常运行时回路电压损失校验 6(3)电机起动时端电压校验 8五．短路电流计算 11六．低压开关保护装置整定表 14 一．设计说明机掘一队303盘区5301巷工作面准备工作已经完毕，该巷炮采长度为60m，根据工作面条件及安装要求拟定工作面供电系统图（附图）。注：机一队供电采用660V电源进行供电，该660V来自303盘区变电所内KBSG-500/6/0.69移变出线的馈电开关。风机三专电源引自303盘区变电所风机专馈。各使用设备的开关型号及电缆型号、截面均已在供电系统图中标明。机一队各低压开关保护整定表。附表：机一队设备配置表序号变压器设备名称规格型号安装台数工作台数使用功率（kw）总功率备注1KBSG-500/6/0.69耙煤机1/1302292刮板机40T1/1553照明综保ZBZ-4.01/144局扇YBT62-282/10采用“双风机、双电源”自动切换开关QBZ-4×80/660F型5其它140二．选择变压器确定工作面变压器容量###############################################################################计算公式及参数：视在功率计算公式：；：需用系数；功率因数，根据供电设计指导手册直接查表得知；：最大或同时起动电机功率（KW）；：参加计算的用电设备额定功率之和（KW）；：同时系数；该公式来源于《煤矿电工手册（第二分册）下》第348页。###############################################################################变压器负荷参数表编号型号视在功率备注500移变KBSG-500/6/0.69322955167.15合格风机专变KBSG-315/6/0.69311737130.76合格1、500移变视在功率计算与校验视在功率计算：EQ=\f(0.461×229,0.6)×0.95=167.15<500(KVA)；按计算选变压器为KBSG-500/6/0.693。校验结果：合格。2、风机专变视在功率计算与校验视在功率计算：EQ=\f(1×117,0.85)×0.95=130.76<315(KVA)；按计算选变压器为KBSG-315/6/0.693。校验结果：合格。三．选择低压配电装置1)按电气参数选择原则：（1）低压配电装置的类型应符合《煤矿安全规程》中规定的设备选用的有关要求，以及在国标《矿山电力装置设计规范》中的有关规定。（2）井下低压配电装置的额定电压应与井下低压网络的额定电压等级相符，即设备的额定电压、电流不应大于选择开关的额定电压、电流。（3）依据《规程》，进入采区巷道的用电设备均需采用防爆型（4）满足额定电流、额定电压的要求（5）以下几类开关应按需要选用：馈电用总开关和母线的分断开关局部通风机、一般设备、远方控制和集中闭锁控制的开关需控制正、反转机械的开关说明：机一队660V电源所带负荷功率为89KW，负荷电流为106Ａ，电压等级为６６０Ｖ，因此可以选择KBZ2-400/660型号的馈电开关，同理，其它开关也根据实际负荷电流和电压等级来选择，具体选择情况如下表所示。低压开关配置表编号开关名称型号额定电流A1660V闭锁开关QJZ-200/6602002耙煤机开关QBZ-80/660803刮板机开关QBZ-120/6601204风机切换开关QBZ-4×80/660F80四．选择低压电缆1)确定电缆型号、芯线根数 原则：（1）低压电缆的型号及电压等级，要在符合《煤矿安全规程》的前提下，根据实际用电设备的要求，电缆的用途和敷设场所等情况加以确定。（2）固定敷设的动力电缆应采用不燃性橡胶电缆（3）移动式和手持式设备应使用专用的不燃性橡胶电缆（4）选择使用带有分相屏蔽的橡胶绝缘屏蔽电缆（5）动力用橡套软电缆一般选用四芯（6）信号电缆要按控制、信号、通信系统需求决定，并留有备用芯线（7）橡胶电缆的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼做其他用途2)确定电缆长度原则：（1）铠装电缆：巷道长度×1.05（2）固定敷设的橡套软电缆：巷道长度×1.1（3）移动设备用的橡套软电缆：使用长度＋机头部分的活动长度（3~5m）3)确定主芯线截面(1)依据通过电缆的工作电流初选原则：低压电缆严禁采用铝芯;正常工作负荷电流应≤电缆允许持续电流###############################################################################计算公式及参数：长时负荷电流：或；：需用系数；：参加计算的用电设备额定功率之和（KW）；：电缆长时负荷电流(A)；：电缆额定载流量(A)；：电流估算系数；：同时系数；：工作电压（V）；：功率因数。该公式来源于《煤矿电工手册（第二分册）下》第370页。###############################################################################电缆负荷参数表编号型号备注耙煤机电缆MY-3X16660308530.87合格刮板机电缆MY-3X256605511324.06合格耙煤机主电缆MY-3X506603017330.87合格风机主电缆MY-3X256602811328.82合格馈电出线主电缆MY-3X506608917351.9合格风机电缆MY-3X16660288528.82合格刮板机主电缆MY-3X506608517337.18合格1、耙煤机电缆的长时负荷电流计算与校验：按综采工作面设置需用系数：EQ=0.4+0.6×\f(30,30)=1EQ1×\F(1×30×1000,\R(,3)×660×0.85)=30.87<85(A)；按计算选电缆为MY-3X16，长度为：5m。校验结果：合格。2、刮板机电缆的长时负荷电流计算与校验：EQ1×\F(0.4×55×1000,\R(,3)×660×0.8)=24.06<113(A)；按计算选电缆为MY-3X25，长度为：5m。校验结果：合格。3、耙煤机主电缆的长时负荷电流计算与校验：按综采工作面设置需用系数：EQ=0.4+0.6×\f(30,30)=1EQ1×\F(1×30×1000,\R(,3)×660×0.85)=30.87<173(A)；按计算选电缆为MY-3X50，长度为：25m。校验结果：合格。4、风机主电缆的长时负荷电流计算与校验：EQ1×\F(1×28×1000,\R(,3)×660×0.85)=28.82<113(A)；按计算选电缆为MY-3X25，长度为：130m。校验结果：合格。5、馈电出线主电缆的长时负荷电流计算与校验：EQ1×\F(0.4×89×1000,\R(,3)×660×0.6)=51.9<173(A)；按计算选电缆为MY-3X50，长度为：130m。校验结果：合格。6、风机电缆的长时负荷电流计算与校验：EQ1×\F(1×28×1000,\R(,3)×660×0.85)=28.82<85(A)；按计算选电缆为MY-3X16，长度为：5m。校验结果：合格。7、刮板机主电缆的长时负荷电流计算与校验：EQ1×\F(0.4×85×1000,\R(,3)×660×0.8)=37.18<173(A)；按计算选电缆为MY-3X50，长度为：10m。校验结果：合格。(2)正常运行时回路电压损失校验原则：正常运行时，回路的电压损失应≤额定电压的7%~10%###############################################################################计算公式及参数：长时负荷电流：电压损失：(V);:电缆负荷功率(kW)；:工作电压(V)；:电缆长度；:每公里电阻；:每公里电抗；:同时系数；:需用系数；:功率因数###############################################################################计算公式来源于《煤矿电工手册(修订本)－矿井供电》下册第371页。△Ub△Ug△UzMY-3×25 130mMY-3×16 10m KBSG-315/6/0.69 风机28KW电压损失计算简图回路编号：风机专线回路风机专变的电压损失绝对值：＝EQ6.93×0.44×(0.6984×0.85+3.9386×0.53)＝8.12（V）；第一段风机主电缆的电压损失绝对值：=EQ\F( 1×28×130×( 0.8638+ 0.088× 0.62),660) =5.06（V）；第二段风机电缆的电压损失绝对值：=EQ\F( 1×28×5×( 1.369+ 0.09× 0.62),660) =0.3（V）；回路电压总损失:EQ8.12+5.06+0.3=13.48<63(V);校验结果：合格。△Ub△Ug△UzMY-3×50130mMY-3×5035m3×155m KBSG-500/6/0.69 耙煤机30KW电压损失计算简图回路编号：耙煤机回路500移变的电压损失绝对值：＝EQ6.93×0.35×(0.62×0.6+3.9517×0.8)＝8.62（V）；第一段耙煤机主电缆的电压损失绝对值：=EQ\F( 1×30×25×( 0.4484+ 0.081× 0.62),660) =0.57（V）；第二段耙煤机电缆的电压损失绝对值：=EQ\F( 1×30×5×( 1.369+ 0.09× 0.62),660) =0.32（V）；第三段馈电出线主电缆的电压损失绝对值：=EQ\F( 0.4×89×130×( 0.4484+ 0.081× 1.33),660) =3.9（V）；第四段刮板机主电缆的电压损失绝对值：=EQ\F( 0.4×85×10×( 0.4484+ 0.081× 0.75),660) =0.26（V）；回路电压总损失:EQ8.62+0.57+0.32+3.9+0.26=13.67<63(V);校验结果：合格。(3)电机起动时端电压校验原则：距采区变电所最远、容量最大的电动机启动时端电压应≥额定电压的75%###############################################################################计算公式及参数:电机起动阻抗：；起动时电机相电阻：；电机相电抗：；起动回路总电阻：；总电抗：；电机实际起动电流：；电机实际启动电压:(V)；：空载相电压；：变压器二次侧额定电压；：电机额定电压；：变压器电阻；：变压器电抗；：起动功率因数；：电机额定起动电流,；：电机实际起动电流,；：电机起动阻抗；、：电机起动相电阻、电抗；：起动回路总电阻；：起动回路总电抗；###############################################################################计算公式来源于《煤矿电工手册(修订本)－矿井供电》下册第376页。回路编号：耙煤机回路电机起动端电压计算：电机额定电压：660（V）；电机额定起动电流：207（A）；电机起动阻抗：=EQ\f(660,\R(,3)×207)=1.840827；起动功率因数：0.5；起动功率因数的正玄值：0.866；起动时电机相电阻：＝1.840827×0.5=0.920414；起动时电机相电抗：＝1.840827×0.866=1.594156；变压器相电阻：0.006；相电抗：0.038；低压电缆电阻：0.080831；电缆电抗：0.013815；起动回路总电阻：＝0.006+0.080831+0.920414＝1.007245；起动回路总电抗：＝0.038+0.013815+1.594156＝1.645971；变压器二次侧额定电压：0.693（KV）；变压器空载相电压：0.693（KV）；电机实际起动电流：＝EQ\F(0.693×1000,\R(,3)×\R(,(1.007245)\S(2)+(1.645971)\S(2)))=207.34（A）；电机实际起动电压：＝EQ\R(,3)×207.34×1.840827=661.08（V）；电机起动端电压百分数：＝EQ\f(661.08,660)=100.16%>70%校验结果：合格。回路编号：风机专线回路电机起动端电压计算：电机额定电压：660（V）；电机额定起动电流：102.6（A）；电机起动阻抗：=EQ\f(660,\R(,3)×102.6)=3.713949；起动功率因数：0.5；起动功率因数的正玄值：0.866；起动时电机相电阻：＝3.713949×0.5=1.856974；起动时电机相电抗：＝3.713949×0.866=3.21628；变压器相电阻：0.0106；相电抗：0.06；低压电缆电阻：0.119139；电缆电抗：0.01189；起动回路总电阻：＝0.0106+0.119139+1.856974＝1.986713；起动回路总电抗：＝0.06+0.01189+3.21628＝3.28817；变压器二次侧额定电压：0.693（KV）；变压器空载相电压：0.693（KV）；电机实际起动电流：＝EQ\F(0.693×1000,\R(,3)×\R(,(1.986713)\S(2)+(3.28817)\S(2)))=104.15（A）；电机实际起动电压：＝EQ\R(,3)×104.15×3.713949=669.95（V）；电机起动端电压百分数：＝EQ\f(669.95,660)=101.51%>70%校验结果：合格。五．短路电流计算###############################################################################计算公式及参数：两相短路电流：（A）；三相短路电流：（A）；短路回路内一相电阻值的总和：；短路回路内一相电抗值的总和；其中：、、、、、、、、为高压电缆的电阻电抗、系统电抗、变压器二次侧额定电压、变压比、变压器的电阻电抗、低压电缆的电阻电抗###############################################################################计算公式来源于《煤矿井下供电的三大保护细则》第3页，《煤矿电工手册—矿井供电下》第856页。系统短路容量：50MVA；系统电抗计算公式：；为平均电压；1、500移变各点短路电流计算：变压器参数表（阻抗单位均为）编号型号变比电阻电抗系统电抗500移变KBSG-500/6/0.6938.660.0060.0380.009605低压电缆阻抗参数表编号型号长度（m）阻抗(/Km)电阻电抗电阻电抗耙煤机主电缆MY-3X50250.44840.0810.011210.002025耙煤机电缆MY-3X1651.3690.090.0068450.00045馈电出线主电缆MY-3X501300.44840.0810.0582920.01053刮板机主电缆MY-3X50100.44840.0810.0044840.00081短路电流计算表短路点短路点总阻抗备注（设备编号）电阻电抗耙煤机电缆末端d16236.777201.60.0240550.05008500移变、耙煤机主电缆、耙煤机电缆1、短路点耙煤机电缆末端d1的短路电流计算：该短路点的阻抗由500移变和低压电缆耙煤机主电缆、耙煤机电缆等的阻