掘进工作面供电专业系统设计及计算.doc

山西煤炭运销集团野川煤业
运输巷掘进工作面

供
电
设
计
及
保
护
整
定
野川煤业机电科
王斌超
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一、运输巷掘进面供电设计
运输巷掘进面配电系统图附后：
一、关键负荷统计：
名 称
规格型号
功 率
(KW)
工作电压(V)
备 注
掘进机
EBZ-160
235
1140

胶带输送机
SSJ/2×55
2×55
1140
2部
刮板输送机
SGB-620/40
40
1140

调度绞车
JD-1
11.4
1140

小水泵
BQS15-70-7.5
7.5
1140

合 计

403.9

二、移动变电站选择计算
移动变电站选择通常放在工作面风巷内，应考虑：
①所处巷道内便于运输、顶底板条件良好、无淋水；
②尽可能靠近大用电设备，有条件情况下，尽可能和液压泵站联合部署；
③距离采区变电所尽可能近，以降低高压电缆长度。
负荷分配：
（1）移动变电站负荷：胶带输送机2×55KW、刮板输送机40KW、掘进机235KW、调度绞车11.4KW、小水泵7.5KW、累计：403.9KW。
容量计算：
视载功率
式中： 视载功率
变压器供电设备额定功率之和
电动机平均功率因数 取0.85
需用系数

电力负荷计算

故运输掘进供电选择变压器400KVA能符合要求，
（2）掘进工作面局扇专用变压器负荷:
2×30KW 2台

故依据实际情况掘进工作面专用变压器200KVA符合要求。
三、供电电缆选择计算及校验
<一>高压电缆选择计算及校验
1、供电高压电缆型号选择：MYJV22系列聚氯乙烯交联铠装电缆。
2、按长时工作电流选择电缆截面。线路中最大长时工作电流为
①In=Sn/=304/1.732×10=17.6A
②In=Sn/=77.6/1.732×10=4.5A
动力变压器选择MYJV22 3×35聚氯乙烯交联铠装电缆（=158A>15.9A）满足要求，变电所供电至此变压器共需电缆400m。
风机专用变压器选择MYJV22 3×25聚氯乙烯交联铠装电缆（=125A>4.5A）满足要求，变电所供电至此变压器共需电缆400m。
3、按正常运行时网络电压损失校验电缆截面。
（1）高压电缆电压损失。

=1.732×17.6×0.4(0.027×0.85+0.141×0.527)/100
=0.11%<5%(37V<500V)
线路电压损失满足要求。
<二>低压电缆选择计算及校验
1、按长时工作电流选择电缆截面。
2、按正常运行时电缆网络末端电压不低于额定电压95%标准,对于1140V (660V) 电网用下式计算网络中许可最大电压损失。

低压电网各部分电压损失按下式计算

电动机效率 取95%

①SSJ800/2×55胶带输送机电缆选择
胶带输送机：2×55KW、电流： 2×36A
主干线选择MYP 3×70+1×25型电缆 L为400m

=1000×403.9×400/1140×53×70×0.95=40V

=1000×110×20/1140×53×25×0.95=1.53V

=304×(0.85×0.027+0.53×0.141)/1.14
=26V

胶带输送机电缆电压损失满足要求
②SGB-620/40刮板输送机电缆选择
刮板输送机：40KW、电流： 26A
选择MYP 3×25+1×16型电缆 L为50m

=1000×40×50/1140×53×25×0.95=1.4V

刮板输送机电缆电压损失满足要求
③掘进机电缆选择
掘进机：（160+75）
选择MYP 3×70+1×25型电缆 L为800m
掘进机电缆电压损失校验

=1000×235×800/1140×53×70×0.95
=46V

四、高压开关选择计算和整定
（1）采区变电所9#高压开关所供掘进工作面变压器高压最大长时工作电流为17.6A，依据实际情况可选择额定电流为200APBG200-10型高压真空隔爆开关.
（2）高压开关所供掘进工作面局扇专用变压器高压最大长时工作电流为4.5A，依据实际情况可选择额定电流为100APBG100-10型高压真空隔爆开关.
（3）短路电流计算。
KBSGZY-400/10移变至采区变电所采取MYJV22 10KV 3×35电缆400m,
掘进用KBSGZY-400/10变压器出口短路电流:
变压器二次电压1140V 容量400KVA 系统短路容量按30MVA计算
查表得： 系统电抗 =0.048Ω
高压电缆 =400m
查表MYJV22-3*35型矿用聚氯乙烯绝缘钢带铠装交联电力电缆电阻、电抗：
=0.6*0.4=0.24Ω =0.08*0.4=0.068Ω
折算到低压侧电阻为：
=0.24/69=0.0035Ω
=0.068/69=0.00099Ω
KBSGZY-400/10型变压器阻抗
查表得： =0.027Ω =0.141Ω
=0.0035+0.027=0.0305Ω
=0.00099+0.141+0.048=0.18999Ω
A
折算到高压侧
掘进机电机处短路时两相短路电流
掘进机电控箱至移变低压总馈采取MCP3×70+1×25电缆850m, 换算至低压侧标准电缆长度LH=621m，查表得：=1620A
（4）变电所掘进动力用高压真空开关保护定值计算
采区变电所9#高压配电装置保护整定
由开关选择计算知9#配电装置最大长时工作电流I =17.6A，该配电装置额定电流Ie=200A，则长延时过载保护整定为I=17.6/200=0.088
故长时过载整定保护倍数取0.1倍 Iz=0.1Ie=0.1×200=20A
短路保护整定计算
Id=20×8=160A
Id/Ie=377/160=2.3>1.2 满足要求

（5）风机用KBSGZY-200/10变压器出口短路电流:
变压器二次电压660V 容量200KVA 系统短路容量按30MVA计算
查表得： 系统电抗 =0.0159Ω
高压电缆 =400m
查表MYJV22-3*25型矿用聚氯乙烯绝缘钢带铠装交联电力电缆电阻、电抗：
=0.84*0.4=0.336Ω =0.08*0.4=0.068Ω
折算到低压侧电阻为：
=0.336/210=0.0016Ω
=0.068/210=0.00032Ω
KBSGZY-200/10型变压器阻抗
查表得： =0.021Ω =0.093Ω
=0.0016+0.021=0.0226Ω
=0.00032+0.093+0.0159=0.10922Ω
A
折算到高压侧
风机电机处短路时两相短路电流
风机馈电开关至风机移变低压总馈采取MYP×50+1×25电缆400m, 风机控制开关至风机馈电开关电缆采取MYP×25+1×10电缆20m,风机电机至风机控制开关电缆采取MYP×10+1×6电缆20m换算至低压侧标准电缆长度LH=486m，查表得：=1199A
（6）变电所风机用高压真空开关保护定值计算
采区变电所4、5#高压配电装置保护整定
由开关选择计算知4、5#配电装置最大长时工作电流I =4.5A，该配电装置额定电流Ie=100A，则长延时过载保护整定为I=4.5/100=0.045
故长时过载整定保护倍数取0.05倍 Iz=0.05Ie=0.05×100=5A
短路保护整定计算
Id=5×8=40A
Id/Ie=183/40=4.5>1.2 满足要求
运输巷掘进面风机200KVA移变低压KBZ16-200总馈电开关保护整定
过负荷保护整定

取0.3倍
则
短路保护动作整定

取2.0倍

风机移变低压处 =2654A
灵敏度校验
灵敏度满足要求
FBDNO7.1 风机控制开关 QBZ-120(F)保护整定

五、低压电气设备保护整定计算
(1)运输巷掘进面400KVA移变低压KBZ16-400总馈电开关保护整定
过负荷保护整定

取0.6倍
则
短路保护动作整定

取3.0倍

移变低压处 =3125A
灵敏度校验
灵敏度满足要求
SSJ800/2×55胶带输送机控制开关QBZ-80保护整定
过负荷保护整定

SGB-620/40刮板输送机电机控制开关 QBZ-80保护整定
过负荷保护整定

JD-1调度绞车控制开关 QBZ-80保护整定
过负荷保护整定

BQS15-70-7.5 水泵控制开关 QBZ-80保护整定

（4）其它QBZ系列电磁开启器其整定值按公式整定，为各台开关所带实际负荷额定电流。
六、运输巷掘进低压电气设备整定值表

地 点
开关型号
电压等级
（V）
控制负荷
（KW）
整 定 值
过载整定值（A）
短路整定值（A）
运
输
大
巷
掘
进
工
作
面
KBZ16-400
1140
403.9(总馈电)
240
1200
QBZ-120
1140
55(皮带电机)
34

QBZ-120
1140
55(皮带电机)
34

QBZ-120
1140
40(刮板机电机)
24

QBZ-80
1140
11.4(调度绞车)
6

QBZ-80
1140
7.5(小水泵)
4

KBZ16-200
660
120(风机总馈电)
60
400
QBZ-120（F）
660
2×30(局部通风机)
60