說(shuō)明

此供電整定方案依據(jù)中華人民共和國(guó)煤炭工業(yè)部制定煤炭工業(yè)

出版社出版的《煤獷井下供電的三大保護(hù)細(xì)則》一書。

一、設(shè)備選用

（一）、掘進(jìn)機(jī)

3105輔運(yùn)順槽掘進(jìn)機(jī)采用EBZ-230/1140型懸臂式掘進(jìn)機(jī)，佳木斯煤機(jī)有限

責(zé)任公司。1臺(tái)截割電動(dòng)機(jī)，功率230kW,額定電壓1140V,額定電流125A；1

臺(tái)油泵電機(jī)，功率90KW,額定電壓1140V,額定電流53A；

（二）膠帶機(jī)

3105輔運(yùn)順槽共計(jì)安裝1部膠帶機(jī)。

一部膠帶機(jī)采用DSJ80/63/l*55可伸縮帶式輸送機(jī)，帶面寬800mm,最大

運(yùn)輸長(zhǎng)度1000m,功率55kW,額定電壓660V,額定電流60A。

（三）通風(fēng)機(jī)

3105輔運(yùn)順槽掘進(jìn)工作面采用2臺(tái)通風(fēng)機(jī)電源引自311采區(qū)變電所10#高爆

風(fēng)機(jī)專用，都采用FBDNO8.O-2*55/66O型對(duì)旋通風(fēng)機(jī)，一使用一備用，風(fēng)量

435-885m3/min,風(fēng)壓8480-1280Pa,功率2*55kW,額定電流120A。

二、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)用電設(shè)備電壓等級(jí)、設(shè)備的布置位置，工作面擬選用2臺(tái)干式變壓器,

按干式變壓器進(jìn)行負(fù)荷統(tǒng)計(jì)。

1#干式變壓器

電機(jī)額定功率額定電壓額定電流

設(shè)備名稱型號(hào)電機(jī)型號(hào)

數(shù)量/KW/V/a

掘進(jìn)機(jī)EBZ-230YBK-4-33113311140210

小結(jié)功率EPN合計(jì)331KW

2#干式變壓器

電

設(shè)備電動(dòng)機(jī)額額定額定

型號(hào)動(dòng)機(jī)

名稱型號(hào)定功/kW電壓/V電流/A

數(shù)

一部DSJ80/63/1

DSB-551556675

膠帶機(jī)*55

水泵BQS-30-457.5/NS21566017

小

功率EPN合計(jì)92KW

結(jié)

三、變壓容量選型

負(fù)荷需用系數(shù):K=0.4+0.6*（i-i）

計(jì)算負(fù)荷:(1-2)

s=K、

COS(p,

式中：cos?！ぷ髅骐娏ω?fù)荷的平均功率因數(shù)。附表1T

?pj

-------最大一臺(tái)（套）電機(jī)功率，kW;

S----------工作面的電力負(fù)荷視在功率，kV.A;

￡p-----工作面用電設(shè)備額定功率之和，kW；

-------需用系數(shù)，附表1T;

Kx

附表

序號(hào)名稱需要系數(shù)K,平均功率因數(shù)COS0

TPJ

1綜采工作面按（1T）計(jì)算0.7

掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)工

按（-1）計(jì)算0.6-0.7

2作面

邪掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)的

0.3-0.40.6

3工作面

根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備擬選：1#變壓器：500KVA

2#變壓器：500KVA

1#變壓器選型效驗(yàn)：

K=0.4+0.6xP^?_

ATEP,

=0.4+0.6*230/331

=0.82

查表1一2,cos69取0.7

?pi

YP

cos(77.

?PJ

=0.82*331/0.7

=386.3

Se>S500386.3滿足要求。

2#變壓器選型效驗(yàn)：

K=0.4+().6X^^L

ARZP,

=0.4+0.6*55/63

=0.92

查表1-2,cos。取0.7

EPe

s=K、"

COS(77

?PJ

=0.92*63/0.7

-83.1

Se>S200>83.1滿足要求。

附表「2

年最大利用負(fù)荷小時(shí)數(shù)/h經(jīng)濟(jì)電流密度/(A/mn?)

1000-30002.50

3000-50002.25

5000以上2.00

按熱穩(wěn)定性效驗(yàn)電纜截面:

電纜首端(即饋出變電所母線)在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下發(fā)生三相

短路時(shí)，應(yīng)滿足熱穩(wěn)定要求。

r_Sd.max

A

CLminxd.max。

式中：Ze-----最大三相穩(wěn)態(tài)短路電流，A；

C---------電纜芯線熱穩(wěn)定系數(shù)，電纜有中間接頭93.4.

無(wú)中間接頭159；

tf---------短路電流作用的假想時(shí)間，0.25S；

-------電纜短路時(shí)熱穩(wěn)定要求的最小截面，mm,S

77.------平均電壓，6.3/10.5kV；

JPJ

系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，電纜首端發(fā)生三相短路

d.max

時(shí)的短路容量，MV.A;

按允許電壓損失效驗(yàn)電纜截面：

高壓系統(tǒng)的電壓損失按照《全國(guó)供用電規(guī)則》的規(guī)定，在正常情

況下不超過(guò)7%,故障狀態(tài)下不超過(guò)10%。

△U%二1"Z：L三+*tanJ)

glOt/；

式中：Lg-------------高壓電纜長(zhǎng)度，km；

Ue-------------平均電壓，kv；

R,X--------------高壓電纜每千米電阻和電抗，Q/km

tan。------------電網(wǎng)平均功率因數(shù)對(duì)應(yīng)的正切值；

L高壓電纜最大長(zhǎng)時(shí)額定電流：

500kVA

/7/=18.18+46.18=64.36A

2.電纜截面效驗(yàn)：

井下溫度按25℃計(jì)算，/二1。

2.V

MYPTJ-8.7/10kV3*70+3*25/3+3*2.5,長(zhǎng)時(shí)載流量為：205A

1邛小

64.36<205x1,滿足要求。

3.經(jīng)濟(jì)電流電纜截面效驗(yàn)：

=46.36/2.25-20.60

70>20.60,滿足要求。

4.按熱穩(wěn)定性效驗(yàn)電纜截面:

314采區(qū)變所母線處短路容量：145.6MV.A

S/max

j

Lrf.max

=145.6*1071.732/10.5

二8006A

A=T3&

ZJlminL(I.nux。

=8006^^

93.4

=42.85

70>42.85,滿足要求。

5.按允許電壓損失效驗(yàn)電纜截面：

314采區(qū)變所母線處電壓損失：0.934%

△[J%=K-Z尸彳，十Xian，)

，10(/：

=0.82*331*0.8(0.315+0.072*1.02)/10*102

=0.61%

總電壓損失：0.934%+0.61%=1.544%<7%,滿足要求。

風(fēng)專電纜根據(jù)動(dòng)力電纜分析后，不在驗(yàn)算必然滿足要求。

五、低壓電纜選型

電纜初選，見系統(tǒng)圖：

1向單臺(tái)或兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電時(shí)，長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流可以取單臺(tái)或兩臺(tái)電

機(jī)的額定電流之和。（電機(jī)功率與實(shí)際負(fù)荷匹配）

2、向三臺(tái)及以上電動(dòng)機(jī)供電的電纜:

K-ZPRO'

厄xcos%”

按允許電壓降損失選擇電纜:

一般止常運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的端電壓不超過(guò)額定值的5%,特殊情況及個(gè)

別電機(jī)供電受限情況下許電壓損失不超過(guò)額定電壓的-8%-10虬見表

電壓/V允許電壓損失/V

380△U=400-0.9*380=58

660△U=690-0.9*660=99

1140△01200-0,9*1140=174

3300△U=3450-0,9*3300=480

掘進(jìn)供電設(shè)計(jì)中，除水泵、噴漿等外，其他控制在5%范圍內(nèi)。

整個(gè)回路的電壓損失：由變壓器的電壓損失、干線電纜電壓損失、支

線電纜電壓損失構(gòu)成。

變壓器的電壓損失百分?jǐn)?shù):

△U〃％唾（U，xcos（ppj+USIN（pp）

Ur=>^0-5.%____

u"u〉ui

變壓器絕對(duì)電壓損失：

式中：cos(p材——選擇變壓器時(shí)的加權(quán)平均功率因數(shù);

SlN(pj----加權(quán)平均功率因數(shù)對(duì)應(yīng)正弦值；

------變壓器在額定負(fù)荷下內(nèi)部電阻上壓降的百分?jǐn)?shù);

ur

------變壓器在額定負(fù)荷下內(nèi)部電抗上壓降的百分?jǐn)?shù);

UX

S--------選擇變壓器時(shí)計(jì)算的需用容量，kv.A；

-------選擇的變壓器額定容量，kV.A；

se

支線電纜電壓降：

pX[

△U.=u(R+Xtan0)

式中：L--------------支線電纜長(zhǎng)度，km；

p------------------電機(jī)額定功率，kW；

--------------電機(jī)的額定電壓，kV；

JJe

R,X--------------支線電纜每千米電阻和電抗，Q/km

tan。-------------電機(jī)額定功率因數(shù)對(duì)應(yīng)的正切值；

干線電纜電壓降：

:KxZ尸X4.0+xtan6)

式中：tan。-------------線路平均功率因數(shù)對(duì)應(yīng)的正切值;

p--------------電纜所帶負(fù)荷總功率，kW；

啟動(dòng)電壓降：用全阻抗等效計(jì)算法

1、變壓器供電給單臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)

2、變壓器供電給多臺(tái)電機(jī)，一臺(tái)或多臺(tái)同時(shí)啟動(dòng)

a.電動(dòng)機(jī)實(shí)際啟動(dòng)電流

J一l力

“NEK+EX?

式中：ER/￡X-----------啟動(dòng)回路中總電阻和電抗。

b、電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電阻和電抗

IL.

q=電

Rq=ZqXCOS(p,

X“=Z“xsin%

一般情況，啟動(dòng)電流為額定電流的4-6倍。啟動(dòng)功率因數(shù)一般為

0.3-0.6o此處數(shù)據(jù)要根據(jù)電機(jī)手冊(cè)提供數(shù)據(jù)，無(wú)數(shù)據(jù)時(shí)自行估算。

c、變壓器的電阻和電抗

Rb~S；

Z產(chǎn)U1%x%&

0bV/d§

XqEzi-Ri

式中：-----------變壓器的空載損耗，W；

U：/。----------變壓器阻抗百分比；

d、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電壓損失

△Uq=&L》RxCOS(pj￡xxSiN(p)

在計(jì)算電阻與電抗、串聯(lián)/并聯(lián)要引入電導(dǎo)、電納、導(dǎo)納的公式

電組與電抗，串聯(lián)加和?；芈凡⒙?lián)，要把并聯(lián)回路求得個(gè)回路的電

導(dǎo)和電納，求和后，計(jì)算出導(dǎo)納，在轉(zhuǎn)換為電抗。

電導(dǎo)G=&，電納B=工

導(dǎo)納：Y=心+4=|

1.掘進(jìn)機(jī)回路低壓電纜長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流：

J—心加岡。

1,1Gxqxcos。

=0.82*331*1071.732/1140/0.7/0.85

=179.6A

掘進(jìn)機(jī)電纜選用MYP-O.66/1.14kV3*95-1*25皿2計(jì)劃敷設(shè)1000米

額定載流量：260Ao電纜溫度按25℃計(jì)算:

260>179.6滿足要求。

2.掘進(jìn)機(jī)回路低壓電纜允許電壓降:

變壓器的電壓降:

△U〃％得（U,xcos。Ju§lN（p）

\p

S10Se

UxZu'ui

IJ=也％=3500/10/500=0.7%

Ur

^Se

。「也=，4%2-0.7%、3.95%

=*U,xcos（ppj+U§IN（Pp）

Je

=331/500（0.7%*0.7+3.95%*0,714%）

=2.19%

=2.19%*1140

二25V

支線電纜的電壓損失：

px1

△U一='*(R+Xtan。)

e

=331*0.1*(0.315+0.078*1.02)/1.14

=11.5V

無(wú)干線電纜，總電壓損失：25+11.5=36.5>174V滿足要求。

3.掘進(jìn)機(jī)回路低壓電纜啟動(dòng)電壓降：

僅效驗(yàn)最遠(yuǎn)，最不利回路。其他會(huì)不再效驗(yàn)。

掘進(jìn)機(jī)截割電機(jī)200KW、啟動(dòng)電流6倍、啟動(dòng)功率因數(shù)0.5

7=-^^=1140/1.732/141*6=0.82

Rq=xcos(p,=0.82x0.5=0.41

X勺=xsin0,=0.82x0.866=0.71

電導(dǎo)：Z-=￡_=o.41/0.82/0.82=0.61

Z

電納：R=X_=o.71/0.82/0.82=1.058

z

其他電機(jī)正常工作時(shí)的電阻和電抗

a、油泵電機(jī)90KW、功率因數(shù)取0.85

7=-^^=1140/1.732/60=10.97

R=Zxcos(p=10.97x0.85=9.32

X=Zxsin夕=10.97x0.52=5.70

電導(dǎo)：G=^_=9.32/IO.97/10.97=0.078

電納：B=2C=5.70/10.97/10.97=0.048

z

b、電滾筒11KW、功率因數(shù)取0.85

Z=-^-=1140/1.732/7.4=88.95

R=Zxcos^=88.95x0.85-75.61

X=zxsinQ=88.95x0.52=46.25

電導(dǎo)：6=旦二75.61/88,95/88.95=0.0095

Z

電納：R=2_=46.25/88.95/88.95=0.05899

z

并聯(lián)后

電導(dǎo)：G=l.058+0.078+0.0095=0.698

電納:B=l.058+0.048+0.0059=1.112

導(dǎo)納：YJ=JO.698，1.112，=L313

電阻：R=生=0.698/1.313/1.313=0.405

Y~

電抗：Y二旦=1.112/1.313/1.313=0.645

/Y~

c、100米電纜MYP-O.66/1.14kV3*70+l*25mm2

電阻：0.315Q/km；電抗：0.078Q/km

電纜電阻：0.0315電纜電抗：0.0078

綜掘機(jī)與電纜串聯(lián)后的總電阻:0.0315+0.405=0.41

總電抗；0.007840.645=0.65

總阻抗：VO.652+0.41M.77

掘進(jìn)機(jī)啟動(dòng)時(shí)變壓器輸出電流：

T=——,U*==1200/1.732/0.77=902.3A

口用EK+EX?

并聯(lián)回路實(shí)際電壓

U=V3I*Z=1.732*902.3*0.76=1188V

掘進(jìn)機(jī)實(shí)際電流：

I=U/V3Z=1188/0.9841/1.732=657.83

k、掘進(jìn)機(jī)實(shí)際電壓：

U=V3IZ=1.732*657.83*0.82=932.75>855

滿足啟動(dòng)要求。

4.其他回路低壓電纜效驗(yàn)：

a、長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流

支線回路電纜，最大回路55KW電機(jī)，額定電流60A

電纜選用MYP-0.66/L14kv3*25+1*16,載流量113A,滿足要求。

干線回路電纜

7#變壓器至27#饋電,MYP-O.66/1.14kv3*50+1*25載流量173A。

1臺(tái)皮帶機(jī)電機(jī)，2*55KW,額定電流2*65.滿足要求。

8#變壓器至28#饋電，根據(jù)上面驗(yàn)算必然滿足要求。

MYP-O.66/1.14kv3*95+1*35載流量260A

j二K/ZP/IO'_0.84x446

=251滿足要求。

"小3.xcos(pX41-732x1.14x0.7x0.9

b、允許電壓降

7#變壓器電壓降:

△U〃%*U尸COScpjUSIN(p)

U=^-°/o

s呻

uDui

TJ=^-%=3500/10/500=0.7%

1(S

a=Ju>ui=j4%、0.7%w392%

MJ"。=coscppj+UHNcp》

De

=305/315(0.79%*0.7+3.92%*0.714%)

=3.25%

△Ub=AU//U2e

=3.2596*1140

=37.05V

7#變壓器至腰巷膠帶機(jī)26#磁力啟動(dòng)器干線電纜，支線電纜18米可

以忽略不計(jì)。

二KXL(R+*tan0)="88*157.5*().604(()38+008]x102)

*U,1.14

=33.97

總電壓降：37.5+33.97=71.04<174,滿足要求

六、高壓電纜短路電流

本計(jì)算采用有名值

系統(tǒng)電抗的計(jì)算：

Y二，

X"Sd

式中：平均電壓,6.3/10.5kV；

UPj

Sd上級(jí)母線的短路容量，MV.A;

1、系統(tǒng)電抗的計(jì)算:

T,22

V7572

=!±A=10I5_=O.

&Sd145.6

2、動(dòng)力回路電纜的阻抗

R=0.315*0.8=0.921

X=0.078*0.8=0.211

風(fēng)機(jī)專線

R=0.42*2.3=0.966

X=0.075*2.3=0.1725

3、末端短路電路:

動(dòng)力回路：-%=]0.5/V(0.211+0.7572)2+0.92171.732=4536

ldGz

/j=732/2*4563=3951

風(fēng)專回路：/二%=10.5/7(0.1725+0.7572)2+0.96671.732=4521

ldV3Z

/：=*/了1.732/2*4563=3915

七、低壓電纜短路電流

高壓電纜的阻抗折算至低壓側(cè)

R.

R,=

K：

式中：Ki------變壓器的變壓比;

二次側(cè)總電抗息電抗

R1=%+Rb+R

Kb

XL義胃+X〃+x

Kb

式中：K\------變壓器的變壓比;

Rh-------變壓器的電阻；

Xb------變壓器的電抗；

500KVA變壓器出口二次側(cè)短路電流:

△Px/7；

R,=—r^=2500x1.2x1.2/1.7327315/315=0.02094

6FSe

10(/;

Z產(chǎn)U*X^￡=4%XX1200X1200/315/1000=0.1829

Xq=』Z：-Ri=5).1829—0.02094'=0.1816

R

Rf=4+Rh+R=0.291/8.33/8.33+0.0209=0.025141

Kb

v+v

Xd='r"+X/,+X=(0.06984+0.7572)/8.33/8.33+0.1816=0.1936

Kb

3=g=]200/J3J(0.0251412+0.19362)=3549

ldGz

/"包/：=3516*1.732/2=3044

500KVA變壓器出口二次側(cè)短路電流:

R,=—=5100x1.2x1.2/1.732/8OO/800=0.011475

1077；

Zb=U：/ox=4%xxl200xl200/800/1000=0.072

Se

Xq=Jzi-R：=JO.O722-O.O114752=0-071079

R,+R,+R=0.921/8.33/8.33+0.011475=0.024748

x,十x”

Xd=+X/X=(0.211+0.7572)/8.33/8.33+0.071079=0.014097

Ki

^L=1200/V3V(0.0247482+0.0140972)=7811

V3Z

*1>7811*1.732/2=6764

a

a、掘進(jìn)機(jī)回路末端的短路電流為：按最遠(yuǎn)敷設(shè)的距離計(jì)算

1250米MYP-0.66/1.14Kv3*95+l*35mm2

總電阻為：0.24375

總電抗為：0.095

折算后的總電阻：0.024748+0.24375=0.268498

總電抗:0.014097+0.095=0.1807176

3=2=1200/434(0.0684982+0.18071762)=1855

idGz

I：瀉/>1855*1.732/2=1606

其他回路不在一一計(jì)算，見系統(tǒng)圖。

八、高壓/低壓整定值

高爆開關(guān)的額定電流大于變壓器的額定電路，滿足需求。

分?jǐn)嗄芰Ω弑_關(guān)1250KA大于三相短路電流，滿足要求。

開關(guān)的動(dòng)/熱穩(wěn)定性不在效驗(yàn)。

同理低壓開關(guān)不在說(shuō)明。

1、高爆開關(guān)的整定值計(jì)算：

速斷保護(hù)整定方法：

a、負(fù)荷整定，按微機(jī)式保護(hù)

,1二K》Ie

lop~—E—

b、線路整定，最小方式下變壓器二次側(cè)發(fā)生二相短路時(shí)流過(guò)一次側(cè)

的電流并有1.5倍的靈敏度系數(shù)

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