東大煤礦

　　12108機(jī)采工作面供電設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

　　東大煤礦機(jī)電科

　　2011年9月28日 1.工作面負(fù)荷統(tǒng)計(jì)：

　　序號(hào) 設(shè)備名稱 設(shè)備臺(tái)數(shù) 單臺(tái)設(shè)備電機(jī)數(shù)量(臺(tái)) 電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)

　　Pe(kW) Ue(V)

　　1 采煤機(jī)MG150/345 1 2 150 1140

　　1 45

　　2 工作面運(yùn)輸機(jī)SGB630/220 1 2 110 1140

　　3 乳化泵BRW125/31.5 2 1 75 1140

　　4 溜子SGB630/40T 1 2 40 660

　　5 皮帶機(jī)DTL100//63/2*75 1 2 75 660

　　6 皮帶機(jī)DSJ-800 1 1 37 660

　　7 皮帶張緊絞車JZH-4 1 1 4 660

　　8 無(wú)極繩絞車JWB55BJ 1 1 55 660

　　2.變壓器選擇

　　2.1確定變壓器類型及臺(tái)數(shù)

　　根據(jù)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)情況及工作面的設(shè)備分布情況，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備，擬在西翼采區(qū)變配電點(diǎn)設(shè)一臺(tái)二次側(cè)電壓為660V的移動(dòng)變電站，為A配電點(diǎn);在12108軌道巷門(mén)口設(shè)一臺(tái)二次側(cè)電壓為1140V的移動(dòng)變電站，為B配電點(diǎn)，分別給工作面設(shè)備和運(yùn)輸巷設(shè)備供電。

　　2.2計(jì)算容量及選擇移動(dòng)變電站

　　按需用系數(shù)法計(jì)算變壓器容量

　　2.2.1　西翼采區(qū)變配電點(diǎn)第一臺(tái)移變確定(編號(hào)B01)

　　根據(jù)公式，計(jì)算變壓器容量：

　　SB.j=

　　式中：-需用率

　　式中：-參加計(jì)算的所有用電設(shè)備額定功率(不包括備用)之和(kW)

　　=752+37+402+55=322kW

　　Pmax-最大電機(jī)的額定功率(kW)，轉(zhuǎn)載機(jī)電機(jī)最大752=150kW

　　-聯(lián)接到變壓器的用電設(shè)備的總額定容量(kW)

　　=752+37+402+55+4=326kW

　　-電動(dòng)機(jī)的加權(quán)平均功率因素，一般可以取0.8-0.9。這里取0.85

　　根據(jù)計(jì)算，查礦用隔爆型移動(dòng)變電站數(shù)據(jù)表，選擇一臺(tái)KSGZY-400/10的移變，根據(jù)公式：

　　SB.eSB.j

　　式中: SB.e-變壓器的額定容量(kVA)

　　故能滿足要求.

　　計(jì)算移變繞阻電壓損失(V)：

　　UB=

　　式中：變壓器的二次側(cè)負(fù)荷電流IB

　　式中：KfB-變壓器的負(fù)荷率

　　I2e -變壓器二次側(cè)額定電流(A)

　　查表得 每相阻抗為0.009

　　每相電抗為0.0532

　　2.2.2所選變壓器參數(shù)表

　　型號(hào) 容量 一次

　　側(cè)電壓

　　(V) 二次

　　側(cè)電壓

　　(V) 一次

　　側(cè)電流

　　(A) 二次

　　側(cè)電流

　　(A) 阻抗電

　　壓百分?jǐn)?shù)

　　(%) 每相

　　電阻

　　(Ω) 每相

　　電抗

　　(Ω)

　　KSGZY 400 10000 690 38.5 333.28 4 0.009 0.0532

　　2.3計(jì)算容量及選擇移動(dòng)變電站

　　按需用系數(shù)法計(jì)算變壓器容量

　　2.3.1　西翼采區(qū)變配電點(diǎn)第二臺(tái)移變確定(編號(hào)B02)

　　根據(jù)公式，計(jì)算變壓器容量：

　　式中：-需用率

　　Pmax-最大電機(jī)的額定功率(kW)，采煤機(jī)電機(jī)最大345kW

　　-聯(lián)接到變壓器的用電設(shè)備的總額定容量(kW)

　　-電動(dòng)機(jī)的加權(quán)平均功率因素，一般可以取0.8-0.9.這里取0.85

　　根據(jù)計(jì)算，查礦用隔爆型移動(dòng)變電站數(shù)據(jù)表，選擇一臺(tái)KBSGZY2-T-800/1.2的移動(dòng)變電站，根據(jù)公式：

　　SB.eSB.j

　　式中: SB.e-變壓器的額定容量(kVA)

　　故能滿足要求.

　　計(jì)算移變繞阻電壓損失(V)：

　　UB=

　　式中：變壓器的二次側(cè)負(fù)荷電流IB

　　式中：KfB-變壓器的負(fù)荷率

　　I2e -變壓器二次側(cè)額定電流(A)

　　查表 變壓器繞組阻抗RB=0.0135

　　變壓器繞組電抗XB=0.1072

　　2.3.2所選變壓器參數(shù)表

　　型號(hào) 容量 一次

　　側(cè)電壓

　　(V) 二次

　　側(cè)電壓

　　(V) 一次

　　側(cè)電流

　　(A) 二次

　　側(cè)電流

　　(A) 阻抗電

　　壓百分?jǐn)?shù)

　　(%) 每相

　　電阻

　　(Ω) 每相

　　電抗

　　(Ω)

　　KBSGZY 800 10000 1200 77 384.90 5.5 0.0135 0.1072

　　3.電纜的選擇

　　3.1電纜型號(hào)的確定及走向

　　根據(jù)采區(qū)供電電壓等級(jí)，工作條件，敷設(shè)以及電纜型號(hào)選擇原則等要求，該工作面電纜型號(hào)確定如下：

　　3.1.1確定從井下中央變電所至西翼采區(qū)變配電點(diǎn)采用一路MYPTJ-3*50型10kV移動(dòng)金屬屏蔽監(jiān)視型橡套軟電纜;

　　3.1.2從A變配電點(diǎn)向膠帶運(yùn)輸機(jī)、中運(yùn)溜子、無(wú)極繩絞車等設(shè)備供電，采用MYP型0.69kV阻燃橡套電纜;

　　3.1.3　從B變配電點(diǎn)向采煤機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)、乳化泵等移動(dòng)設(shè)備供電，采用MYP、MCP型1.4kV屏蔽電纜。

　　3.2電纜長(zhǎng)度的確定

　　3.2.1采煤機(jī)電纜長(zhǎng)度確定：

　　式中：-巷道實(shí)際長(zhǎng)度(m)， =1320m

　　-電纜敷設(shè)時(shí)對(duì)橡套電纜要求的系數(shù)，一般取1.1

　　-電纜長(zhǎng)度(m)

　　3.2.2具體電纜長(zhǎng)度如下表：

　　序號(hào) 名稱 電纜型號(hào) 電纜長(zhǎng)度 備注

　　煤機(jī)電纜 MCP3×70+1×16+4×6 1452m

　　面溜電纜 MYP3×70+1×25 1460m

　　乳化泵電纜 MYP3×25+1×16 15m

　　無(wú)極繩絞車電纜 MYP3×35+1×16 146m

　　2×75KW皮帶 MYP3×70+1×25 60m

　　37KW皮帶 MYP3×35+1×16 960m

　　中運(yùn)溜子 MYP3×70+1×25 1220m

　　3.3電纜截面的確定

　　3.3.1高壓電纜選擇

　　電纜截面的確定

　　1、按持續(xù)允許電流選擇電纜截面

　　總視在功率：

　　式中：ΣPN-設(shè)備最大同時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)總功率，kW

　　ΣPN=326+715=1041kW

　　供電線路額定電壓(kV)：10

　　計(jì)算電流為：

　　根據(jù)IN查表選擇電纜截面為：A=50 mm2

　　2、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面

　　同時(shí)工作的電纜根數(shù)：n=1

　　電力電纜經(jīng)濟(jì)電流密度：j=2.5A/mm2

　　計(jì)算所得電纜截面為：

　　n-不考慮電纜損壞時(shí)，同時(shí)工作電纜的根數(shù)，1根

　　j-經(jīng)濟(jì)電流密度(A/mm2)，取2.5

　　3、按電纜短路時(shí)熱穩(wěn)定選擇電纜截面：

　　高壓供電線路平均電壓：Up=10.2kV

　　西區(qū)變電所母線的短路容量：Sd=50.0 MVA

　　三相最大穩(wěn)態(tài)短路電流為：

　　短路電流作用假想時(shí)間：tf=0.25秒

　　熱穩(wěn)定系數(shù)：C=93.4

　　計(jì)算所得電纜截面為：

　　4、根據(jù)計(jì)算所得的最大截面選擇電纜參數(shù)

　　高壓電纜型號(hào)：MYPTJ-3×50-2185m

　　截面：A=50mm2

　　長(zhǎng)時(shí)載流量：IY=160A

　　5、高壓電纜電壓損失校驗(yàn)

　　平均功率因數(shù)：cosφ=0.85

　　有功功率：P=S×cosφ=1041×0.85=885kW

　　高壓電纜長(zhǎng)度：L=2.185km

　　計(jì)算高壓電纜損失百分?jǐn)?shù)Δu%為：

　　滿足電壓損失要求

　　3.3.2低壓電纜截面的確定

　　1、A配電點(diǎn)到第一臺(tái)皮帶機(jī)段電纜截面的確定：

　　計(jì)算該段電纜實(shí)際流過(guò)的負(fù)荷電流：

　　式中：kx-需用率，取0.8

　　=150+37=187kW

　　按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷選擇電纜主截面：

　　礦用電纜型號(hào)：MY-3×70+1×25-60m

　　AG01=70mm2

　　電纜允許載流量為：IY=215A

　　以允許電壓損失校驗(yàn)電纜，對(duì)于660V電網(wǎng)，其允許損失為：

　　變壓器電壓損失：=13.5V

　　電纜電壓損失：

　　式中：-電纜長(zhǎng)度：60m

　　Pe-第二臺(tái)皮帶處裝機(jī)容量：150kW

　　-電導(dǎo)率，銅：42.5m/Ω-mm

　　-電纜截面，70mm2

　　故滿足電壓損失要求

　　2、第一臺(tái)皮帶到第二臺(tái)皮帶段電纜截面的確定：

　　計(jì)算該段電纜實(shí)際流過(guò)的負(fù)荷電流：

　　式中：kx-需用率，取0.8

　　=37kW

　　按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷選擇電纜主截面：

　　礦用電纜型號(hào)：MY-3×35+1×16-960m

　　AG01=35mm2

　　電纜允許載流量為：IY=138A

　　以允許電壓損失校驗(yàn)電纜，對(duì)于660V電網(wǎng)，其允許損失為：

　　變壓器電壓損失：=13.5V

　　電纜電壓損失：

　　式中：-電纜長(zhǎng)度：960m

　　Pe-第二臺(tái)皮帶處裝機(jī)容量：37kW

　　-電導(dǎo)率，銅：42.5m/Ω-mm

　　-電纜截面，35mm2

　　故滿足電壓損失要求

　　2、A配電點(diǎn)到中運(yùn)溜子段電纜截面的確定：

　　計(jì)算該段電纜實(shí)際流過(guò)的負(fù)荷電流：

　　式中：kx-需用率，取0.7

　　=80kW

　　按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷選擇電纜主截面：

　　礦用電纜型號(hào)：MY-3×70+1×25-1220m

　　AG02=70mm2

　　電纜允許載流量為：IY=215A

　　每公里電阻：R0=0.258Ω/km

　　每公里電抗：X0=0.0612Ω/km

　　以允許電壓損失校驗(yàn)電纜，對(duì)于660V電網(wǎng)，其允許損失為：

　　變壓器電壓損失：=13.5V

　　電纜電壓損失：

　　式中：-電纜長(zhǎng)度：1220m

　　、-乳化液泵站處裝機(jī)容量、工作面機(jī)頭回柱機(jī)電機(jī)容量：142kW，17kW

　　-電導(dǎo)率，銅：42.5m/Ω-mm

　　-電纜截面，70mm2

　　故滿足電壓損失要求

　　3、A配電點(diǎn)到無(wú)極繩絞車段電纜截面的確定：

　　計(jì)算該段電纜實(shí)際流過(guò)的負(fù)荷電流：

　　式中：kx-需用率，取0.65

　　=55kW

　　按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷選擇電纜主截面：

　　礦用電纜型號(hào)：MY-3×25+1×16-146m

　　AG03=25mm2

　　電纜允許載流量為：IY=113A

　　以允許電壓損失校驗(yàn)電纜，對(duì)于660V電網(wǎng)，其允許損失為：

　　變壓器電壓損失：=13.5V

　　電纜電壓損失：

　　式中：=55kW

　　-電導(dǎo)率，銅：42.5m/Ω-mm

　　-電纜截面，25mm2

　　故滿足電壓損失要求

　　4、B配電點(diǎn)至乳化泵電纜截面的確定：

　　計(jì)算該段電纜實(shí)際流過(guò)的負(fù)荷電流：

　　式中：乳化泵電機(jī)功率：=75kW

　　按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷選擇電纜主截面：

　　礦用屏蔽電纜型號(hào)：MYP-3×25+1×16-15m

　　AZ01=25mm2

　　電纜允許載流量為：IY=113A

　　以允許電壓損失校驗(yàn)電纜，對(duì)于1140V電網(wǎng)，其允許損失為：

　　變壓器電壓損失：=33V

　　電纜電壓損失：

　　故滿足電壓損失要求

　　5、B配電點(diǎn)到采煤機(jī)段電纜截面的確定：

　　計(jì)算該段電纜實(shí)際流過(guò)的負(fù)荷電流：

　　式中：采煤機(jī)總功率：=345kW

　　采煤機(jī)效率：=0.94

　　按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷選擇電纜主截面， MYCP-3×70+1×16-1452m

　　AZ02=70mm2

　　電纜允許載流量為：IY=215A

　　以允許電壓損失校驗(yàn)電纜，對(duì)于1140V電網(wǎng)，其允許損失為：

　　電纜電壓損失：

　　式中：-負(fù)荷率，取0.8

　　-電纜長(zhǎng)度：1452m

　　-電導(dǎo)率，銅：42.5m/Ω-mm

　　-電纜截面，70mm2

　　-效率，0.94

　　故滿足電壓損失要求

　　6、B配電點(diǎn)到刮板運(yùn)輸機(jī)段電纜截面的確定：

　　計(jì)算該段電纜實(shí)際流過(guò)的負(fù)荷電流：

　　式中：工作面刮板運(yùn)輸機(jī)電機(jī)功率：=2×55 kW

　　工作面刮板運(yùn)輸機(jī)效率：=0.93

　　按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷選擇主電纜截面：

　　礦用電纜型號(hào)：MYP-3×70+1×25-1460m

　　AZ=70mm2

　　電纜允許載流量為：IY=215A

　　以允許電壓損失校驗(yàn)電纜，對(duì)于1140V電網(wǎng)，其允許損失為：

　　變壓器電壓損失：=33V

　　電纜電壓損失：

　　式中：-電纜長(zhǎng)度：1460

　　Pe’-工作面刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾電機(jī)功率：220kW

　　-電導(dǎo)率，銅：42.5m/Ω-mm

　　-電纜截面，70mm2

　　-效率，0.93

　　故滿足電壓損失要求

　　3.4采區(qū)低壓電器選擇

　　3.4.1計(jì)算各點(diǎn)的短路電流

　　計(jì)算1#變壓器出口端的短路電流

　　式中：-變壓器二次側(cè)電壓，690V

　　Xx =0.0095

　　10Kv電纜的電阻、電抗：

　　Lg=2.185km

　　Rg=0.588*2.185=1.28

　　Xg=0.078*2.185=0.17

　　Rb=0.009

　　Xb=0.0532

　　R=1.28/9.132+0.009=0.024

　　X=0.0095+0.17/14.52+0.0532=0.0635

　　其余各點(diǎn)的短路電流計(jì)算省略，其值見(jiàn)下表：

　　短路點(diǎn) 電纜長(zhǎng)度(m) (A)

　　d1 0 5476

　　d2 60 4104

　　d3 960 1075

　　d4 1220 1944

　　d5 146 2516

　　d6 1252 3024

　　d7 1255 3663

　　3.4.2高低壓開(kāi)關(guān)的選擇

　　根據(jù)計(jì)算負(fù)荷的電流，選擇及整定低壓開(kāi)關(guān)見(jiàn)下表：

　　開(kāi)關(guān)型號(hào) 額定電壓

　　(V) 選擇開(kāi)關(guān)

　　額定電流(A) 過(guò)載整定(A) 開(kāi)關(guān)用途 備注

　　KBZ9-400 1140 400 260 煤機(jī)總控

　　KBZ9-400 1140 400 180 面溜總控

　　KBZ9-200 1140 200 60 乳化泵總控

　　KBZ9-400 660 400 220 皮帶總控

　　KBZ9-200 660 200 180 一部皮帶總控

　　KBZ9-200 660 200 100 溜子總控

　　KBZ9-200 660 200 80 軌道巷總控

　　QJR-400 1140 400 240 煤機(jī)軟起

　　QJR-300 1140 300 165 面溜軟起

　　QBZ-200 1140 200 55 1#乳化泵起動(dòng)器

　　QBZ-200 1140 200 55 1#乳化泵起動(dòng)器

　　QJR-300 660 300 170 一部皮帶軟起動(dòng)器

　　QBZ-30N 660 30 4.6 張緊絞車開(kāi)關(guān) 可逆

　　QBZ-120 660 120 42 二部皮帶起動(dòng)器

　　QBZ-120 660 120 90 溜子起動(dòng)器 可逆

　　QBZ-80N 660 80 60 無(wú)極繩絞車開(kāi)關(guān) 可逆

　　3.5高壓配電裝置的整定校驗(yàn)

　　3.5.1　GK01高壓開(kāi)關(guān)的整定

　　計(jì)算通過(guò)該高壓開(kāi)關(guān)的電流：

　　式中：SB01-該臺(tái)變壓器帶負(fù)荷的視在功率，260.6kVA

　　該高壓開(kāi)關(guān)柜采用微電腦控制高壓饋電綜合保護(hù)器，根據(jù)實(shí)際通過(guò)該開(kāi)關(guān)的電流值進(jìn)行整定。

　　額定電流：50A

　　過(guò)載：IGK01=0.3倍(20A)

　　短路：IGK01=6倍(120A)

　　靈敏度校驗(yàn)：

　　式中：變壓器變壓比：KB=10000/690=14.5

　　-變壓器低壓側(cè)母線上的最小兩相短路電流：5476A

　　3.5.2　GK02高壓開(kāi)關(guān)的整定

　　計(jì)算通過(guò)該高壓開(kāi)關(guān)的電流：

　　式中：SB02-該臺(tái)變壓器帶負(fù)荷的視在功率，580kVA

　　該高壓開(kāi)關(guān)柜采用型微電腦控制高壓饋電綜合保護(hù)器，根據(jù)實(shí)際通過(guò)該開(kāi)關(guān)的電流值進(jìn)行整定。

　　額定電流：50A

　　過(guò)載：IGK02=0.8倍(40A)

　　短路：IGK02=6倍(240A)

　　靈敏度校驗(yàn)：

　　式中：KB-變壓器變壓比：KB=10000/1200=8.3

　　-下一級(jí)保護(hù)范圍末端的最小兩相短路電流：6295A

　　高壓開(kāi)關(guān)整定值，見(jiàn)下表：

　　開(kāi)關(guān)編號(hào) 開(kāi)關(guān)型號(hào) 整定值 靈敏度校驗(yàn)

　　GK01 PBG1-50/10 過(guò)載：0.3倍(20A)

　　短路： 6倍(120A) 3.147>1.5

　　GK02 PBG1-50/10 過(guò)載：0.8倍(40A)

　　短路：6倍(240A) 3.16>1.5

　　4.　工作面保護(hù)接地措施

　　4.1井下保護(hù)接地裝置的裝設(shè)原則

　　1、36V以上的由于絕緣損壞可能帶有危險(xiǎn)電壓的電氣設(shè)備的金屬外殼、架構(gòu)等，都必須有保護(hù)接地裝置。高壓電纜、橡套電纜的接地芯線等均須接地。

　　2、所有需要接地的電氣設(shè)備，均應(yīng)通過(guò)其專用的連接導(dǎo)線直接與接地網(wǎng)相連接，禁止將幾臺(tái)設(shè)備串聯(lián)接地，也禁止將幾個(gè)接地部分串聯(lián)。

　　3、所有必須接地的設(shè)備和局部接地裝置，都應(yīng)同井下接地極接地一個(gè)總接地網(wǎng)。

　　4、每個(gè)裝有電氣設(shè)備的硐室和配電點(diǎn)應(yīng)設(shè)置輔助接地母線。

　　5、每個(gè)單獨(dú)裝設(shè)的高壓電氣設(shè)備設(shè)置1個(gè)局部接地極。

　　6、電纜的接地芯線，除用作監(jiān)測(cè)接地回路外，不能兼作其它用途。

　　7、輔助接地極與主接地極相距5米以上。

　　4.2保護(hù)接地裝置的安裝地點(diǎn)和要求

　　1、A、B兩個(gè)工作面配電點(diǎn)，皮帶機(jī)硐室以及高壓連接器各裝設(shè)1組局部接地極，同一地點(diǎn)有3臺(tái)電氣設(shè)備及其以上集中安裝1組局部接地極。

　　2、接地網(wǎng)上任一保護(hù)接地點(diǎn)的接地電阻不得超過(guò)2歐。

　　3、所有電氣設(shè)備的保護(hù)接地裝置和局部接地裝置，應(yīng)與主接地極連接成1個(gè)總接地網(wǎng)。

　　4、局部接地極組成部件的材質(zhì)和幾何參數(shù)不得低于<<煤礦安全規(guī)程>>第四百八十六條的要求。禁止采用鋁導(dǎo)體作為接地極、接地母線、接地導(dǎo)線和連接導(dǎo)線。

　　4.3保護(hù)接地裝置的安裝和接地

　　1、安裝主接地極時(shí)，應(yīng)保護(hù)接地母線和主接地極連接處不承受較大拉力，并應(yīng)有便于取出主接地極進(jìn)行檢查的牽引裝置，接地母線和主接地極采用焊接連接。

　　2、局部接地極應(yīng)平放于水溝深處，鉆眼鋼管必須垂直埋于潮濕的地下，地下部分不小于1.5m，地表部分應(yīng)留有100m以上的焊接長(zhǎng)度。

　　3、接地導(dǎo)線與接地母線的連接最好也用焊接。

　　4、固定電氣設(shè)備與連接導(dǎo)線采用螺栓連接。

　　5、電纜接線盒的接地，應(yīng)將接線盒 上的接地螺栓直接用接地導(dǎo)線與局部接地極相連。

　　6、保護(hù)接地裝置所使用的鋼材應(yīng)鍍鋅或采取其他防蝕措施。

　　5.防火措施

　　1、配電硐室、皮帶硐室、各配電點(diǎn)必須用耐火材料建筑，硐室出口附近5米以內(nèi)的巷道支架應(yīng)用耐火材料支護(hù)。

　　2、為了通風(fēng)良好，在硐室內(nèi)最高溫度不得超過(guò)附近巷道中溫度的5℃。

　　3、硐室內(nèi)應(yīng)設(shè)有砂箱1個(gè)、消防鏟2把，砂袋不少于1.5立方米及干式滅火器材2具。