供电设计 - 图文

目录

第一节 概述

一、已知资料.........................................................1 二、采区供电设计步骤.................................................1 第二节 变电所及配电点位置的确定

一、变电所数目及位置的选择...........................................1 二、工作面配电点的位置...............................................1 第三节 负荷统计及动力变压器选择

一、采区变压器及移动变电站容量的确定.................................2 第四节 采区供电系统图的拟订

一、拟定原则.........................................................2 二、按照采区供电系统的拟定原则确定供电系统图.........................2 第五节 采区高压电缆的选择

一、高压配电装置选择.................................................3 二、高压配电缆选择...................................................4 第六节 采区低压电缆的选择

一、低压电缆型号的确定...............................................5 二、低压电缆长度的确定...............................................5 三、低压电缆芯线数的确定.............................................6 四、低压电缆主芯线截面的确定.........................................7 五．支线电缆截面的选择...............................................8 六、干线电缆截面的选择..............................................10 第七节 采区低压电器设备的选择

一、低压开关及配电点磁力启动器的选择过程............................14 第八节 过流保护装置的整定计算

一.短路电流的计算...................................................17 二.采区低压系统过流保护装置的整定...................................18 三.KBSGZY移动变电站（T1）供电系统过流保护装置整定..................20 四.高压配电装置过流保护的整定..................................... .24

附录

一．采区用电设备技术数据一览表......................................31 二．采区巷道布置图..................................................32 三．采区变电所供电系统图............................................33 四．移动变电站（T1）系统............................................34 五．采区变压器T3供电系统图.........................................35

1

第一节 概述

1、已知资料

①、采区准备为中间上山，其倾角为17°，分东、西两翼，每翼走向长600m。采区分三个区段，每段长150m，工作面长130m。煤层厚1.8m，煤质中硬，一次采全高。

采用走向长壁后退式采煤方法，西翼开采，东翼掘进，掘进超前进行。两班出煤，一班修整。掘进工作三班连续生产。采区巷道布置如图10-1所示。

②采煤工作面采用MLS3-170型采煤机，并用HDJA-1200型金属交接顶梁与DZ22单体液压支柱组成支架，支护煤层的顶板。采煤工作面设有YAJ-13型液压安全绞车。

③煤的运输方式为：在工作面内，采用SGW-150型刮板输送机及SGZ-40型转载机；在区段平巷内，采用DXP1040/800型带式输送机；在采区上山，采用胶带宽度为800mm的SPJ-800型带式输送机；在轨道上山，采用75kW单滚筒绞车。

④煤巷掘进采用打眼爆破、装煤机装煤、调度绞车调车。

⑤每条下井电缆的负荷为1105kW；下井电缆电压为6kV，下井电缆长度为778m，其截面面积为95mm2（铜芯）。

⑥上述采区各用电设备容量，技术规格见表10-1。 2、采区供电设计步骤

①根据采区地质条件、采煤方法、巷道布置以及采区机电设备容量、分布情况，确定采区变电所采掘工作面配电点的位置。

②根据采区用电设备的负荷统计，确定采区动力固定变压器及移动变压器的容量、型号、规格、台数。

③拟定采区供电系统图。 ④选择高压配电装置和高压电缆。 ⑤选择采区低压电缆。

⑥选择采区供电系统中低压开关、启动器。 ⑦对高低压开关中的保护装置进行整定。 ⑧绘制采区供电系统图和采区变电所设备布置图。

第二节 变电所及配电点位置的确定

一、变电所数目及位置的选择

根据采区变电所位置确定原则，采区变电所位置要位于负荷中心。顶底板稳定且无淋水、通风好、运输方便的地方。 二、工作面配电点的位置： （一）采区用电设备的布置

根据掘进配电点至掘进设备的电缆长度，考虑到用尽可能少的变电所向全采区供电

1

的原则设立：一个采区变电所和一台移动变电站联合向全采区供电。

即先在采区负荷中心的Ⅱ处建立一个固定采区变电所，另外再加一个移动变电站向采煤工作面的供电设备，采区变电所布置在两条上山之间倾斜方向的中央，移动变电站设在距工作面150米处到采煤工作面运输平巷内。

(二）采区配电点的配置

结合采区情况，采区工作面配电点的具体布置位置为：采区工作面配电点设在运输平巷内，它与工作面相聚50米，工作面回风巷配电点距工作面70m，掘进工作面配电点有两个，它们分别设在东翼第一区段上部到平巷内，切距掘进头80米，见图10-1。

二、采区变压器及移动变电站容量的确定 （一）变压器容量的选择： I组：

采煤机、刮板运送机、转载机、喷雾泵2台、乳化液泵2台、调度绞车、煤电钻综保、小水泵共用一台移动变电站。

本组总负荷： ∑Pe1=170+2×75+40+2×30+2×55+11.4+1.2+4=546.6kw 根据表10-2，取cosφpj=0.6以式（10-1）求得：

ST1 =∑Pe1×Kx /cosφpj=546.6×0.508×1/0.6 =462.788KVA

式中：

Kx——需用系数，取Kx=0.508；

∑Pe1——由+150水平变电所供电的所有电动机额定容量之和； 所以：选KBSGZY-500/6型移动变电站一台。 II组：

装煤机2台、局部通风机2台、调度绞车2台、煤电钻综保2台、小水泵2台、采取上山绞车、采区上山绞车房照明综保1台；共用一台固定变压器供电。

本组总负荷： ∑Pe3=116.2KW。根据表10-2选取需用系数 Kx=0.4，再根据表10-2取cosφpj=0.6。 采区变电所变压器容量:

ST3 =∑Pe3×Kx/cosφpj=166.2×0.4/0.6=110.8KVA

所以：选KBSG-200/6型固定变压器一台。 （二）移动变电站型号的确定：

根据容量计算，移动变电站型号确定为KBSGZY-500/6型移动变电站一台。

第三节 负荷统计及动力变压器选择

2 2

第五节 采区供电系统图的拟订

一、拟定原则：

采区供电电缆是根据采区机械设备配置图拟定，应符合安全、经济、操作灵活、系统简单、保护完善、便于检修等项要求。 原则如下：

1） 保证供电可靠，力求减少使用开关、起动器、使用电缆的数量应最少。 原则上一台起动器控制一台设备。

2） 采区变电所动力变压器多于一台时，应合理分配变压器负荷，通常一台变压器担负一个工

作面用电设备。 3） 变压器最好不并联运行。

4） 采煤机宜采用单独电缆供电，工作面配电点到各用电设备宜采用辐射式供电上山及顺槽输

送机宜采用干线式供电。

5） 配电点起动器在三台以下，一般不设配电点进线自动馈电开关。

6） 工作面配电点最大容量电动机用的起动器应靠近配电点进线，以减少起动器间连接电缆的

截面。

7） 供电系统尽量减少回头供电。

8） 低沼气矿井、掘进工作面与回采工作面的电气设备应分开供电，局部扇风机实行风电沼气

闭锁，沼气喷出区域、高压沼气矿井、煤与沼气突出矿井中，所有掘进工作面的局扇机械装设三专（专用变压器、专用开关、专用线路）二闭锁设施即风、电、沼气闭锁。

二、按照采区供电系统的拟定原则确定供电系统图

采区变电所供电系统拟定图如图10—2所示。

一、高压配电装置选择

（1）KBSGZY-500/6型移动变压站高压配电箱选择 ①配电箱额定电压：选定为6kV。

②配电箱额定电流应大于变压器的最大长时工作电流。

移动变电站（变压器）的最大长时工作电流即额定工作电流 AIN?T?SN?T/ 故取 IN?T1 第五节 采区高压电缆的选择

3UN?T?500/3?6?48.1 ?50A。

???? 故选BGP5-6/50型高压隔爆配电箱一台。其主要参数列于表10-3中。 （2）采区变电所总高压配电箱选择 ①配电箱额定电压：选定为6kV。

3

②配电箱额定电流应大于带三台变压器总的最大长时工作电流。为简便计算，取三 IN?T 台变压器的额定工作电流之和作为总的最大长时工作电流IN?T。

??SN?T/3UN?T?2?19.25?38.5A

?? 故取IN?T?50A。

故选BGP5-6/100型高压隔爆配电箱两台作为总开关（双电源供电）。其主要参数列 于表10-3中。

（3）采区变电所母联高压配电箱选择。 ①配电箱额定电压：选定为6kV。

②配电箱额定电流应大于带两台变压器总的最大长时工作电流。为简便计算，取两 台变压器的额定工作电流之和作为总的最大长时工作电流IN?T。

IN?T??SN?T/3UN?T?2?19.25?38.5A??

故取 IN?T?50A

故选BGP5--6/50型高压隔爆配电箱一台作为母联开关。 其主要技术参数如下表 控制负荷名称 KBSGZY-500/6移动变电站 2?KBSG-200/6型隔爆干式变压器 KBSGY-500/6+2×6KBSG-200/6 2×KBSG-200/6 型隔爆干式变压器 型号 BGP5-6/50（一台） BGP-6/50（一台） BGP5-6/100（两台） BGP5-6/50（一台） 编号 DB4 额定电流/A 50 额定电压/KV 6 额定断流容量WV?A DB6 50 6 100 DB1 DB2 100 6 DB3

50 6 三、高压配电缆选择 （一）高压电缆型号的选择 采区变电所至移动变电站 （二）高压电缆截面的选择

KBSGZY.电缆型号UYPJ-3.6/6-3?35+3?16-610m

WT1?2干线电缆最大长时工作电流为：

Ica?Sca?t/3UNKSC?462.788/3?6?9.13?44.53A

由表5—10中可知UYPJ-3.6/6-3?25+3?16/3?3?2.5型屏蔽监视矿用橡套电缆，其长时允许载流量IP?121A,大于Ica?44.53A,满足发热条件。

（三）高压电缆长度的确定

????Lca?KinLwa??20?75?600?150?3?2?3??1.1?619.3m

（四）校验

①短路热稳定校验。满足热稳定条件的最小电缆截面Amin按下式计算：

4

式中，Iss——通过电缆的最大短路电流，kA；

C——电缆芯线的热稳定系数，查教材表3-10可知，铜芯橡套电缆在最高

Amin 允许温度200℃时的C值为145； ti——假想时间。

?IsstiC 根据式(3-70)得：ti?tse?tbr?0.05?0.1?0.1?0.05?0.25s

式中，tse——短路保护动作时间，井下高压配电装置速断动作时间ts≤100ms； tbr——开关动作时间，真空断路器分闸时间，tbr为0.1s； 0.05——考虑短路电流非周期分量影响而增加的时间，s。

已知所选电缆主芯线截面为25mm2，该截面满足热稳定条件允许通过的最大短路电 流Imax?s为 Imaxs?s?AminC/ti?25?145/0.25?7250A?7.25kA

相应的，满足该截面热稳定要求的最大短路容量，Smax?s为

Smax?s?3UarImax?s?1.732?6.3?7.25?79.1MV?A

一般矿井地面变电所6000V，母线短路容量均限制在50MV?A以下，其短路容量

小于UYPG型3X25mm2电缆热稳定要求的最大短路容量79.1kV?A，因而满足短路热稳定性要求。 ②按允许电压损失校验。

a.允许电压损失，从地面变电所6kV母线到采区移动变电站6KV高压端子的允许电压损失不允许超过7%。

b.电缆电压损失计算：

采区变电所至移动变电站的电压损失△U。从采区供电系统图可知这段电缆为UYPJ型，截面为25mm2，长度为610m，总负荷为546.6KW，取功率因数cos?=0.6，tan?=1.17,由表3—5查得

R0=0.8638Ω/Km，X0=0.088Ω/Km,带入下式得：

△U=546.6×0.61×(0.863+0.088×1.33)/（1000×62）?0.91%＜5% 所以，选择UYPJ—3.6/6-3×25电缆作为向移动变电站供电电缆。

同理，采区变电所至掘进工作面变压器T3的高压电缆UYPJ—3.6/6-3×25 也是符合要求的。

第六节 采区低压电缆的选择

一、低压电缆型号的确定 （一）选用原则

低压电缆的型号及电压等级，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具体情况加以确定。

（1）在井下，采煤机组、截煤机、回柱绞车、调度绞车、电钻、装煤机和局部通风机等，都是经常移动的机械设备。对于此类机械设备，其供电电缆应一律采用轻便、易弯的非延燃性橡套电缆，

5

具体选择为：

①对于采煤机，刨煤机等，供电电缆应选择专用移动型电缆。对于电压等级为380V或660V的采掘工作面，可选用UC—0.38/0.66型采煤机橡套软电缆或UCP—0.66/1.14型采煤机屏蔽橡套软电缆；对于设备电压等级为1140V的采掘工作面，必须采用UCP—0.66/1.14型采煤机屏蔽橡套软电缆或UCPQ—1140V采煤机用屏蔽橡套软电缆。

②向煤电钻供电应选用UZ—0.3/0.5型矿用电钻电缆或UZP-0.3/0.5型矿用屏蔽电钻电缆。 ③对无特殊要求的一般矿井，可选用UY-0.38/0.66型矿用移动橡套软电缆或UYP-0.38/0.66、UYP-0.66/1.14型矿用移动屏蔽橡套软电缆向工作面其他设备供电。

④当上述各种电缆用于采区和工作面时，一律应选铜芯的电缆，严禁使用铝芯的。我国现行矿用橡套电缆的型号、使用地点及主要规格见教材表5-5、表5-8.

（2）对于电压等级为660V或380V的固定和半固定设备，入上（下）山绞车、上（下）山和平巷中的输送机等可选用ZQ02型铜芯黏性油浸绝缘铅套聚氯乙烯套电力电缆或ZQ22型铜芯黏性油浸绝缘铅套钢带铠装聚氯乙烯套电力电缆，也可选用VV铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆、VV22铜芯聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆或UY-0.8/0.66型矿用移动橡套软电缆。 （3）对于在无瓦斯的进风斜井和平硐，供电有新鲜风流的井底车场，以及低瓦斯矿井的砌碹的回风斜井中的设备，可采用铝芯电缆供电；对于井下中央变电所的高、低压电缆，亦可选用铝芯电缆如ZLQ22-6型。在同时采用铜、铝芯电缆供电的场所，必须在它们的衔接处使用铜-铝过渡接头，并因经常加以检查。

（4）在采区内，一般选用无黄麻外皮的，铜芯油浸绝缘铠装电缆，但有水泥支柱或砌碹通风良好的巷道除外。

（二）具体选择

根据上述原则，结合图10-2至图10-5的供电系统分布情况，实际所选低压电缆型号为： （1）采区变电所硐室内低压电缆和采区变电所低压母线电缆均选用ZQ22-1000型。 （2）至上山绞车房的干线电缆wt1?5，以及至采煤工作面回风巷的干线电缆wt1?6均选用UYP-0.38/0.66型。

（3）由移动变电站供电的干线电缆wt1?3、wt1?4均选用UYP-0.66/1.14型屏蔽橡套电缆；向采煤机供电的低压电缆选用UCP-0.66/1.14型橡套电缆。

（4）其他移动电器设备的供电电缆均选用UYP-0.38/0.66型屏蔽橡套电缆。 上述选择结果均以表于图10—2至图10—5所示的相应位置。 三、低压电缆长度的确定

（一）、有关规定

在确定电缆计算长度时，应按照下述规定，在其实际敷设路径长度上增加一定的活动裕量。 （1）固定敷设的橡套电缆的实际（计算）长度Lca应比其敷设枯井长度Lwa增加10%，即按Lca=1.1Lwa来计算。

（2）固定敷设的铠装电缆的实际计算长度Lca应比其敷设路径的长度Lwa增加5%，即按Lca=1.05Lwa来计算。

（3）对移动设备用的橡套电缆，其实际长度应按使用时的最大距离满足上述（1）或（2）规定外，并另加3—5m的机头活动长度。

（4）对于半固定机械（如上、下山或中间航巷道内的带式输送机、刮板输送机等），若起动器在机头附近时，则由其至电动机的一段支线电缆的长度应以5—10m计算。

（5）为便于维护，当电缆有中间接头时，其长度应在接线盒两端各增加3m。 (二)、具体选择

根据上述原则，已算得各段低压电缆的长度，并标于图10—2至图10—5的相应位置。 四、低压电缆芯线数的确定

6

为防止触电，井下各用电设备的外壳均应接地，已形成良好地保护接地网。因此，除铠装电缆可利用其铅包外皮接地外，其它电缆均因具有一条单独的接地芯线。

各种的电缆的芯线数，随其使用情况不同而不同，可按下述原则进行确定： （1）铠装动力电缆只有三条输送电能的主芯线。 （2）对移动设备供电的橡套电缆，其芯线数可按后述两种情况分别予以考虑：①对于一般移动设备，如输送机、回柱绞车等，它们的控制按钮不在工作机械设备上，故通常可另设控制电缆，此时其供电电缆可选四芯的，其中三芯作为向电动机供电的主芯线，另一芯做接地用。 ②对于采煤机组、装岩机等移动设备，它们的控制按钮在工作机械设备上，故一般选六芯电缆作动力、接地、控制用，有时也可视具体需要，选其他芯的。 五、低压电缆主芯线截面的确定

选择原则如下：

（1）电缆的正常工作负荷电流（计算值）应低于或小于电缆的长时允许载流量。

（2）正常运行时，低压电缆最远端的电压不应小于电网额定电压的规定值，见表10-4.

（3）电缆的机械强度应符合用电设备适用场合的要求，因此电缆芯线的截面应满足相应的要求，见表10-5.

（4）对于距离最远、容量最大的电动机，在重载情况下，应保证其启动端电压不低于额定电压的75%，以便确保磁力起动器有足够的吸合电压。

（5）所选电缆截面必须与保护装置（熔断器、继电器）适配，并且在短路时，应具有足够好的热稳定性。

表10-4 不同电网下的正常与最大允许电压损失

正常运行时电动机负偏移5%UN 个别情况下电动机最大负偏移10%UN 额定电压 UN/V变压器副变额定电压 (U2N?1.05UN)/V电动机端电压 (Umo?0.95UN)/V 允许电压损失 (?U10.p?U2N?Umo)/V 电动机端电压 允许电压损失 (Umo?0.9UN)/V(?U10.p?U2N?Umo)/V 114 342 594 1026 19 57 99 171 127 380 660 1140

133 400 690 1200 121 361 627 1083 12 39 63 117 7

表10-5 几种用电设备要求的电缆芯线的最小截面

序号 用电设备名称

1 采煤机

2 截煤机及功率相近的输送机 六．支线

3 小功率刮板输送机 电缆截面的选择

结合图10-2至图10-5所示的采

4 5 6 7 8 安全回柱绞车 装岩机 调度绞车 煤电钻 照明设备 要求最小截面/mm2 35～50 16～35 10～25 10～25 16～25 4～6 4～6 — 区供电系统，具体对本设计的各支线电缆截面进行选择。

（一）工作面配电点至移动机械的支线电缆截面的选择

工作面配电点至移动机械的支线电缆的都属于采区供电系统电缆网路的支线，它们均相对较短且通过的电流均不大，故在正常运行时，网路种的电压损失所占比重小。因此，电压损失不是选择支线电缆截面的主要依据。

但是，因为这些电缆的工作环境很差，同时所采用的橡套电缆本身的机械强度较差，加之它们在工作中又经常需要移动，不可避免地有弯曲、打结、遭砸、碰，故选择支线电缆截面主要考虑依满足机械强度的要求，再按电缆的长时允许载流量加以校验。

支线电缆截面的选择步骤：主要按满足机械强度进行初选，再按电缆的长时允许载流量（温升）加以校验。

（二）向采煤机供电的支线电缆截面的选择

采煤机支线的选择：按照表10-5初选电缆截面为3×35mm2，由表5-10查出电缆的长时允许载流量Ip为138A。在此情况下，以采煤机的额定电流作为长时最大工作电流，需用下式计算： Ica?KloPN?103/（3UN?mocos?N）式中

Ica—长时允许最大工作电流，A； Klo—电动机负荷系数； PN—电动机的额定功率，kW； UN—电动机的额定电压，kV； ?mo—电动机的额定效率；

cos?N—电动机的功率因数。

3将采煤机参数代入上式，得 Ica?0.75?170?10/(3?660?0.93?0.86)?81A

因其大于初选电缆的长时允许载流量138A，故不满足温升条件。因而改选3?50mm的电缆截面，差表5-10的Ip?173A＞Ica?139A，满足温升条件。因此，最终将这段电缆型号选为UCP-0.66/1.14-3×50+1×10+3×6型。

8

2

（三）向半固定和固定设备供电的支线电缆截面的选择

向半固定、固定设备供电的支线电缆，如在输送机上山、上山绞车房及其运输平巷的供电干线上向各输送机、绞车供电的支线（或干线）电缆，因为它们都很短，加之又不需要经常移动、工作条件较好，故在选择它们的截面时，不是以满足电压损失和机械强度为准，而是按它们的允许负荷，像选择高压电缆一样，按照式（10-2）进行。当然这时的环境温度校正系数K和25℃时的电缆的允许载流量Ip的求法，也均与高压时相同。至于各低压电缆主芯线截面的最大长时工作电流Ica，则需根据各电缆所接负荷情况的不同，分别按不同方法加以计算。具体的说，当低压支线电缆向一台或两台电动机供电时，按照式（10-2）计算；当低压干线电缆向多台电动机同时供电时，则应按照下式（10-3）计算：

Ica??PN?kde?103/(3UN?mocos?wm) （10-3）

即以需用系数法求得的电动机的计算负荷电流值作为电缆的最大工作电流，式（10-3）中各量的取法同前。

下面结合图10-2至图10-5所示的供电系统，选择向固定、半固定设备供电支线的电缆截面。由式（10-3）得：

Ica?47?0.8?103/(3?660?0.80?0.89)?41A

据此初选截面为3×10mm2的UY-0.38/0.66型电缆，从表5-10查得其在25℃下的长时允许载流量为64A。因为上山巷道的空气平均温度为20℃，故再查表5-11的温度校正系数K=1.06，算出在20℃下的长时允许载流量Ip?K?Ica?1.06?64?67.80A。因为其已大于Ica=41A，所以最终选用UY-0.38/0.66-3×10+1×6型电缆。

对于其他支线电缆，按与上相同的方法注意进行选择，得到的最终结果列于表10-6中。

表10-6 配电点到具体移动机械用电设别的支线电缆选择结果表

电动机容量/kW 采煤机组 刮板输送机 乳化液泵 转载机 喷雾泵 170 75/75 55 40 30 电缆型号与规格 按满足机械强度初选 UCP-0.66/1.14-3×35+1×6+3×6 UYP-0.38/0.66-3×35+1×16 UYP-0.38/0.66-3×25+1×16 UYP-0.38/0.66-3×35+1×16 UYP-0.38/0.66-3×16+1×10 按长时允许载流量加以校验 UCP-0.66/1.14-3×70+1×10+3×6 同左 UYP-0.38/0.66-3×35+1×16 UYP-0.38/0.66-3×25+1×16 UYP-0.38/0.66-3×16+1×10 9

电缆用途 选定的主芯线截面/mm2 70 35 35 35 16 长时最大工作电流Ica/A 187 131.2 52.3 40.3 28.8 长时允许载流量Ip/A 215 138 138 138 85

上山带式输送机 上山绞车 工作面巷道带式输送机 液压安全绞车 采煤面调度绞车 采煤面小水泵 掘进面装煤机 掘进面局部通风机 掘进面调度绞车 掘进面小水泵 掘进面电钻 采煤面电钻 照明设备

七、干线电缆截面的选择

（一）选择和效验的方法和步骤

由于干线电缆的特点，电缆特点是想不经常移动的设备供电，固定架设在巷道两帮支架上，所以一般采用铠装电缆（当然也可以采用橡套电缆）。因干线电缆工作条件相对较好，在正常工作时，其负荷电流大，供电距离长，线路电压损失相对比较突出，故主要不依据机械强度选择电

13 11.4 4 17 11 11.4 4 2.5 1.2 4 UYP-0.38/0.66-3×16+1×6 UYP-0.38/0.66-3×4+1×4-10 UYP-0.38/0.66-3×4+1×4-10 UCP-0.38/0.66-3×16+1×4+3×2.5 UYP-0.38/0.66-3×4+1×4 UZP-0.3/0.5-3×4+1×4-138 UZP-0.3/0.5-3×4+1×4-138 UZP-0.3/0.5-3×2.5+1×2.5 30/17 75 UY-0.38/0.66-3×10+1×10 UY-0.38/0.66-3×16+1×10 UY-0.38/0.66-3×25+1×16 UY-0.36/0.66-3×4+1×4 同左 同左 同左 同左 UYP-0.38/0.66-3×4+1×4 同左 UYP-0.38/0.66-3×4+1×4 10 16 25 4 16 4 4 16 4 4 4 45.8 48.7 98.67 9.5 11 9.66 5.28 15 7.46 9.66 5.28 64 85 113 36 85 36 36 85 36 36 36 45 45 25 90/10 10

一、低压开关及配电点磁力启动器的选择过程

（一）变压器总馈开关的选择

由于变压器T3的总开关QA2的正常实际工作电流为：

（Kde∑IN ）T3=0.7×[2×(12.5+20+12.9+5.6+2.81)+82+2.91]≈133A

查表，初选变压器总馈开关为BKD1-400/600Z型矿用隔爆型真空自动馈电开关。该开关的额定电压为660V、额定电流为400A，由于开关本身有简陋保护，不需外接检漏继电器。

（二）配电点馈电开关的选择

移动变电站T1低压侧配电点有开关两台，即QA12和QA13。由于，本设计属高档普采工作面，一般需配套保护齐全的660V成套开关设备。两台开关正常工作的实际电流为： （Kde∑IN ）QA12=0.75×(2×82+2×59+12.9+5.6)≈225.4A （Kde∑IN ）QA13=0.75×(2×38.8+187+44.7)≈232A

查表，将它们均选为BKD1-400Z/600F型矿用隔爆真空自动馈电开关。

依照上述相同的方法对其余分路开关分别进行选择，最总各路开关选择结果见表10-8。

表10—8 低压开关选择结果表 开关代号 QA2 QA6 QA7 QA8 QA9 QA10 QA11 AQ12 AQ13 SM1

14

第七节 采区低压电器设备的选择

开关型号 BKD1-400/600Z DW80-200F 开关负荷 T3低压测总开关 下掘进面配电干线 上掘进面配电干线 上山绞车房 下掘进配电点总开关 上掘进配电点总开关 开关代号 SM21 SM26 SM15 SM12 SM14 SM22 开关型号 开关负荷 BQD10-80NZDA 掘进工作面上、下 部调度绞车 液压安全绞车 QC810-30 采煤面上、下部小水泵 掘进面上、下部小水泵 BQD10-40ZDA 掘进面上、下部局部通风机 掘进面上部装煤机 采煤面上部配电点总开关 SM27 BKD1-400/600F 采煤机配电点总开关 SM19 采煤面下部配电点总开关 SM24 BQD10-200ZDA 工作面巷道带式输送机 SM20

（三）各配电点磁力启动器的选择

（1）采煤机组的启动器SM3型号的选择。SM3可从DKZBH-300/660、DQBH-200/660及KBZ-300/660三种型号选取。但因考虑到KBZ-300/660这种型号保护较全面且寿命长，有一只电动机的I=187A，P=170kw，故选KBZ-300/660型隔爆真空磁力启动器，其U=660V,I=300A>187A，所控电动机功率P=85-250KW>170KW。

（2）刮板输送机的启动器SM7和SM8型号的选择，由于电动机的I=82A，P=75KW，故选KBZ-200/660型隔爆真空磁力启动器，其U=660V,I=120A>82A,所控电动机功率P=100KW>75KW。

（3）调度绞车的启动器SM13、SM11、SM26、SM21型号的选择。由于电动机的I=12.9A，P=11.4KW，故选KBZ-200/660型隔爆真空磁力启动器，其中U=660V,I=80A>12.9A,所控电动机功率P=65KW>11.4KW。所选各种低压开关及磁力启动器如下表10—9

表10-9 低压开关选择结果续表 开关代号 SM2 SM3 SM4 SM5 SM6 SM7 SM8 SM9 SM10 SM11 SM13 BQD10-80ZDA 采煤面上部调度绞车 采煤面下部调度绞车

BQD10-80ZDA 乳化液泵 BQD10-120ZDA QC810-30 DQZBH-300/660 BQD10-80ZDA 转载机 喷雾泵 喷雾泵 工作面巷道刮板输送机 SM29 SH16 SH23 SH28 SH18 SH30 ZXZ80-2.5 ZBZ80-2.5 上山绞车 采煤面上部煤电站 掘进面上部煤电站 掘进面下部煤电站 采煤变电所照明 上山绞车房照明 工作面巷道带式输送机辅机 采煤机 SM17 BQD10-120ZDA 上山带式输送机 开关型号 开关负荷 开关代号 SM25 BQD10-40ZDA 掘进面下部装煤机 开关型号 开关负荷 第八节 过流保护装置的整定计算

15

总阻抗Z?为： Z2? ??R??X??0.4614?0.1774?0.24442222 Z2.短路电流的计算

??0.4943?

)?698A ?)?690/(2?0.4943(2) 将上述各已知值代入下式，得IS?U20/(2Z37(3)(2) IS?2I/(3ZS3737?)?806A

采用上述相同的方法分别求得变压器T3供电系统的其他各短路点的短路电流值，并列入表10—10中。

表10—10 T3变压器供电系统各短路点的短路电流

短路电流/A 短路点 (2)IS短路电流/A 短路点 (3)IS (2)IS (3)ISS133166 809 1093 1052 32、169* 1185 2022 757 425 633 3657 934 1262 1215 -- 1369 2335 874 491 731 S34、S40S35S36S37S38S39S41S42 20/99.2* 1179 1657 698 412 617 23/117* 2092 2520 -- 1362 1914 806 476 713 -- 2416 2910 S24S26S27S28S29S30S31S32S33S43注：*为电钻照明变压器的两相短路电流，分子为660V侧的值，分母为133V侧的电流值。

（二）ZBSGZY-500/6型移动变电站（T1）的供电系统短路电流计算 参考图10-2、图10-5，以求处的 1.求系统电抗和电压电缆的换A,对660V系统，Lsy=20.9m。

2.求高压电缆的换算长度：Lct?gl?Kct?glLgl

式中 Kct?gl—高压电缆换算的换色系数，可由附录表3查得； Lgl—高压电缆的实际长度。

S10最小两相短路电流为例，介绍T1供电系统短路电流的计算。 算长度Lst。由查附录表2查得，6kV母线短路容量为50kV?

17

器，Kgt?3。

查手册得，KBSGZY-500/6-6/0.69kV移动变电站干式变压器y，d11接线时其组别系数为3。

（三）T3隔爆干式变压器DB6高压配电箱过流保护的整定

T3隔爆干式变压器为KBSG-200-6/0.69型，连接组别为y、其高压配电箱DB6为BGP5-6/50y0。型，其额定电流为IG?N?50A。 其过流保护的整定计算如下：

（1）安电流互感器二侧额定电流（5A）的倍数n进行整定，由下式得：

Ist?M?kde?IN

整定到nsb=1。 式中

n—电流互感器二次侧额定电流（5A）的倍数；

Ist?M—最大容量电动机的启动电流，Ist?M=82×2.5=205A kde—需用系数，查手册得kde=0.7；

?IN—除最大容量电动及外的其他电动机的额定电流之和， ?IN=（2×20+2× 12.9+2×5.6+2×12.5+3×2.18）=108.54A； KT—变压器的变化，KT=6000/690；

n＞KTIG?N?205?0.7?108.54?0.6466000?50690

27

表10—1 采区用电设备技术数据一览表

31

图10—1 采区巷道布置图

32

图10—9 采区变电所供电系统图

33

图10—3 移动变电站（T1）系统

34

图10—12 采区变压器T3供电系统图

35

设计总结

本设计方案符合《煤矿安全规程》，《煤矿工业设计规范》，根据实际情况，本着一切从实际出发，应用理论知识指导实践的原则，对采区供电系统进行设计。本设计分为三大部分，第一部分为原始资料，第二部分为设计过程，第三部分为参考资料，设计中着重阐述了采区供电系统中各电气设备的设计过程，如变压器、高压配电箱、综合保护和开关、电缆的选择方法，并对其进行整定和校验。设计中详细叙述了电缆及设备的选择原则和井下供电系统应采取何种保护及其重要性，通俗易懂。在设计过程中，考虑到多方面因数，选用新型产品，应用新技术，充分满足供电的可靠性、安全性、经济性及技术合理性，具有一定的实用价值。

通过设计让我对矿山供电系统有了更加深入的了解，让我学会应用煤矿供电理论知识具体解决井下供电的技术问题，让我能熟练的查阅技术资料和各种文献，培养了设备的负荷计算、选型及绘图能力，掌握了采区的设计步骤及采区设备的选型、整定及校验，掌握了井下的技术经济政策及矿井安全的基本知识，让我增强了事业心和责任感，树立了为煤炭事业服务的专业思想，对我以后走向工作岗位，有很大的帮助，今后还要掌握更多更好更全面的矿山专业知识，才能更好的为矿山服务。

36

参考文献

1.张家淳编.煤矿技术操作规程.北京：中华人民共和国煤炭工业部，

1988年

2.佟熙田、雷芳清编.北京：煤矿井下供电设计指导.煤炭工业出版社，1987年

3.刘长岭编.井下电工.北京：中国矿业大学出版社，2002年 4.刘兵编. 矿山供电.北京：中国矿业大学出版社，2001年 5.王显政编.煤矿安全规程.北京：国家安全监察局，2004

37

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/sm33.html