111217里工作面掘进巷道供电设计2014.10.15.doc

1、12166 回风巷掘进施工供电系统设计根据矿上要求，我区已施工的 2166 回风巷。根据矿技术科提供的2166 回风巷掘进地质说明书（2015.12）。2166 回风联巷从北翼集中运输巷开口，2166 回风联巷设计长度 240 米，2166 回风设计长度1710 米；2166 回风巷从 2166 回风联巷开口，现已掘进 650 米，由于供电距离较远，为确保 2166 回风巷剩余进尺掘进施工设备供电安全有序的进行，需对现供电方式进行改造。2166 回风巷剩余进尺巷道掘进施工采用综掘机掘进，掘进施工风 机采 用 FBDNO-7.1 型 （ 245KW） 供 风 。根 据 以 上 相 关 数 据 进

2、 行 2166 回 风 巷 剩 余 进 尺 巷 道 掘 进 施 工 的 供 电 设 计 ，设 计 如 下 ：（ 一 ） 2166 回 风 巷 巷 道 掘 进 施 工 供 电 设 计根 据 我 区 井 下 的 供 电 情 况 及 该 巷 道 掘 进 施 工 所 需 设 备 情 况 ， 预 计 采 用南 一 延 深 变 电 所 638 高 爆 所 带 移 变 KBSG-T-500/6 型 移 变 （ 2166 回 风 巷 移 变 ，编 号 ： 6382） 供 2166 回 风 巷 剩 余 进 尺 巷 道 掘 进 施 工 皮 带 机 、 刮 板 机 等 设 备的 用 电 ； 北 翼 集 中 运 输

3、巷 、 2166 回 风 联 巷 以 及 2166 回 风 巷 现 有 的 两 台 皮带 及 水 泵 等 设 备 的 供 电 由 南 一 延 深 变 电 所 640 高 爆 所 带 移 变 KBSGZY-630/6型 移 变 （ 北 翼 辅 助 运 输 巷 移 变 ， 编 号 ： 6401） 进 行 供 电一、设备概况：设备参数表序号 设备名称 设备型号额定功率额定电压额定电流 台数1 皮带机 SD-80 55kw 660V 60A 32 刮板机 SGW-40T 55kw 660V 60A 13 掘进机 EBZ-260 381kw 1140V 14 风 机 FBDNO-7.1 245kw 66

4、0V 248A 2二、皮带机、刮板机等运输设备供电设计2（一）、供电方式及电压选择，变压器容量核算：2166 回 风 巷 剩 余 进 尺 巷 道 掘 进 施 工 设备的动力电源预计由南 一 延 深变 电 所 638 高 爆 所 带 移 变 KBSG-T-500/6 型 移 变 （ 2166 回 风 巷 移 变 ， 编 号 ：6382） 向皮带机、刮板输送机等设备供电，电压等级均为 660V，设计计算如下：（二）、变压器容量核算经过统计，2 166 回 风 巷 移 变 所带负荷为 282.75kw，其中 50kw 为考虑排水设备的负荷。SBJ =KXP t /cos PJ 式中：S BJ变压器的

5、计算需用容量（KVA）KX需用系数 综掘掘进工作面取 KX=0.4+0.6Pmax/P N；P T连接到变压器的用电设备总额定功率（KW）cos PJ电动机加权平均功率因数，查煤矿电工学表 7-4得知，综掘掘进工作面取 0.7。Pmax 最大电动机的额定功率代入相关参数，KX=0.4+0.6Pmax/P N；=0.4+0.655/282.75 =0.52SBJ=0.52282.75/0.7=208KVA500KVA所选变压器完全能满足供电要求。（三）、供电电缆的选择及校核根据我矿的实际情况及 2166 回 风 巷 剩 余 进 尺 巷 道 掘 进 施 工 设备的供电要求，拟选用 MY-0.38/

6、0.66 型（70mm 2）和 MY-0.38/0.66 型（16mm 2）作为供皮带机及刮板机的支线和干线电缆。现对所选电缆截面就进行校核。在整个供电系统中所选用的皮带、溜子电机最大功率 55KW，移变配电点距 2166 回 风 巷 迎 头 溜 子 的供电距离最远，所以在此只对 2166 回 风 巷 迎 头 溜 子 的电机起动进行核算：31、按电缆长时允许载流量选择电缆截面按长时允许工作电流初选电缆截面，即电缆中通过的长时正常工作电流 Ig长时工作允许电流 I 。其中 Ig的计算公式为：Ig=KxP e103/（ 3 Uecos pj） Kx需用系数，计算得 0.52；P e连接到该电缆的用

7、电设备额定功率的总和 282.75KW；cos PJ电动机加权平均功率因数，一般取 0.7；Ue电网额定电压 693V； pj加权平均额定效率，一般取 0.85；（1）干线电缆截面为 70mm2的橡套电缆：Ig=KxP e103/（ 3 UecosP J pj） Ig=0.52282.75103/（1.7326930.70.85）=205A215A（满足要求）。（2）支线电缆：I Z=0.5255103/（1.7326930.7）=34A85A（满足要求）。注：70mm 2电缆长期容许电流为 215A，16mm 2电缆长期容许电流为85A。所选电缆的长时负荷电流均小于允许载流量，确定电缆选型及

8、接线方式合适。2、按机械强度要求校核电缆截面经查表知，所选干、支线电缆的机械强度完全满足本掘进设备的使用机械强度。3、按启动条件校核： （1）电动机的最小启动电压为:Umin=Ue K/a经查煤矿电工学表 7-7 得知，K=1.2,a=2.5，K 表示电动机在额定电压下的启动转矩的比值，a 表示电动机最小允许启动转矩与额定转矩的比值。4即 Umin=660 1.2/2.5=457V（2）启动电动机时支线电压损失：U ZQ= 3 IQLxcos/A zr= 3 258100.7/（42.516）=5V（3）启动电动机时干线电压损失：U ZG= 3 IQLxcos/A zr= 3 25810800

9、.7/（42.570）=113V公式中：r电缆芯线导体的电导率为 42.5（查表得）Lz支线电缆长度为 10 米，L g干线电缆长度为 1080 米；cos电动机起动时的功率因数，取 0.7；A支线电缆芯线截面为 16mm2,干线电缆芯线截面为 70mm2；IQ电动机的实际启动电流。IQ=IQeUQminU e=372457660=258AIQe最大电动机的额定起动电流为 372A（查表得）；UQmin电动机的最小起动电压 457V；Ue电动机的工作额定电压 660V。（4）启动电动机时变压器的电压损失：U BQ=U BQU 2e100U BQ起动时变压器的电压损失；U BQ变压器二次额定电压

10、百分数；U2e变压器二次侧额定电压 为 693V；Ur表示变压器绕组压降百分值；Ur=U r=P d10U 2e=3100(10693)0.45Pd表示变压器短路损耗，查表得 3100W；U x表示变压器绕组电抗压降百分值；U x Ud %U r% 1.885Ud表示变压器绕组阻抗压降百分值为 4（查表得）；U BQ=I QZI Be（U rcos BQU xSin BQ）=258535(0.450.71.880.79)=0.27公式中：cos BQ=0.7，Sin BQ=0.79IQZ电动机起动时变压器的实际电流 258A（计算得）；IBe 移变二次侧额定电流为 535A（查表得）；U BQ

11、=U BQU 2e100=0.27693100=2V（5）起动电动机时总的电压损失为：U =5V113V2V=120V即：120V（693V457V）=236V故电压损失值在允许范围内，满足供电要求。 （ 四）、短路灵敏度系数校验：根据井下供电情况，到最远点 2166 回 风 巷 迎 头 溜 子 机头的供电距离电缆总长度 1080 米，换算长度：788 米，查表得到两相短路电流为933A。所以灵敏度校验：K=Id(2)/ IZ=914/560=1.661.5 （满足要求）。 三、掘进机供电设计：（一）、供电方式及电压选择，变压器容量核算：2166 回 风 巷 剩 余 进 尺 巷 道 掘进机的动

12、力电源预计由南 一 延 深 变 电 所638 高 爆 所 带 移 变 KBSG-T-500/6 型 移 变 （ 即 2166 回 风 巷 移 变 ， 编 号 ：6383） 向掘进机供电，电压等级为 1140V。（二）、变压器容量核算经过统计，2 166 回 风 巷 剩 余 进 尺 巷 道 掘 进 机 移 变 所带负荷为 381kw。SBJ =KX Pt /cos PJ 式中：S BJ 变压器的计算需用容量（KVA）；KX需用系数，综掘掘进工作面取 KX=0.4+0.4Pmax/P N； Pt连接到变压器的用电设备总额定功率（KW）6cos PJ电动机加权平均功率因数，查煤矿电工学表 7-4 得

13、知，取 0.7；Pmax 最大电动机的额定功率代入相关参数，K X=0.4+0.4Pmax/P N；=0.4+0.4260/381 =0.67SBJ=0.67381/0.7=364KVA500KVA所选变压器满足供电要求。（三）、供电电缆的选择及校核根据我矿的实际情况 2166 回 风 巷 的供电要求，拟选用 MYP-0.66/1.14 型（70mm 2）作为切割电机、油泵电机电缆和 MY-0.66/1.14型（16mm 2）作为电动滚筒电缆。现对所选电缆截面就进行校核。在整个供电系统掘进机最大电机功率 260KW。1、按电缆长时允许载流量选择电缆截面按长时允许工作电流初选电缆截面，即电缆中通

14、过的长时正常工作电流 Ig长时工作允许电流 I 。其中 Ig 的计算公式为：Ig=KxP e103/（ 3 Uecos pj pj） Kx需用系数，计算得 0.67；P e连接到该电缆的用电设备额定功率的总和 381KW；cosP J电动机加权平均功率因数，一般取 0.7；Ue电网额定电压 1200V； pj加权平均额定效率，一般取 0.85；（1）干线电缆截面为 70mm2的橡套电缆：Ig=KxP e103/（ 3 Uecos pj pj） Ig=0.67381103/（1.73212000.70.85）=206A215A（满足要求）。（2）支线电缆：I Z=0.6711103/（1.732

15、12000.7）7=5A85A（满足要求）。注：70mm 2电缆长期容许电流为 215A，16mm 2电缆长期容许电流为85A。所选电缆的长时负荷电流均小于允许载流量，确定电缆选型及接线方式合适。2、按机械强度要求校核电缆截面经查表知，所选干、支线电缆的机械强度完全满足本掘进设备的使用机械强度。3、按启动条件校核： （1）电动机的最小启动电压为:Umin=Ue K/a经查煤矿电工学表 7-7 得知，K=1.2,a=2.5，K 标示电动机在额定电压下的启动转矩的比值，a 表示电动机最小允许启动转矩与额定转矩的比值。即 Umin=1140 1.2/2.5=790V（2）启动电动机时支线电压损失：U

16、 ZQ= 3 IQLxcos/A zr= 3 525200.7/（42.516）=19V（3）启动电动机时干线电压损失：U ZG= 3 IQLxcos/A zr= 3 52511000.7/（42.570）=235V公式中：r电缆芯线导体的电导率为 42.5（查表得）Lz支线电缆长度为 20 米，L g干线电缆长度为 1100 米；cos电动机起动时的功率因数，取 0.7；A支线电缆芯线截面为 16mm2,干线电缆芯线截面为 70mm2；IQ电动机的实际启动电流。IQ=IQeUQminU e=7597901140=525A8IQe最大电动机的额定起动电流为 759A（查表得）；UQmin电动机

17、的最小起动电压 790V；Ue电动机的工作额定电压 1140V。（4）启动电动机时变压器的电压损失：U BQ=U BQU 2e100U BQ起动时变压器的电压损失；U BQ变压器二次额定电压百分数；U2e变压器二次侧额定电压为 1200V；Ur表示变压器绕组压降百分值；Ur=U r=P d10U 2e=3100(101200)0.26Pd表示变压器短路损耗，查表得 3100W；U x表示变压器绕组电抗压降百分值；U x Ud %U r% 1.9Ud表示变压器绕组阻抗压降百分值为 4（查表得）；U BQI QZI Be（U rcos BQU xSin BQ）525240(0.260.71.90.

18、79)3.7公式中：cos BQ=0.7，Sin BQ=0.79IQZ电动机起动时变压器的实际电流 525A（计算得）；IBe 移变二次侧额定电流为 240A（查表得）；U BQ=U BQU 2e100=3.71200100=44V（5）起动电动机时总的电压损失为：U =19V235V44V=298V即：298V（1200V790V）=410V故电压损失值在允许范围内，满足供电要求。 （ 四）、短路灵敏度系数校验： 根据井下供电情况，到最远点 2166 回 风 巷 掘进机电缆总长度 1100米，换算长度：803 米，查表得到两相短路电流为 1411A。9所以灵敏度校验：K=Id(2)/IZ=1

19、411/900=1.561.5 （满足要求）。四、风机供电设计（一）、供电方式及电压选择，变压器容量核算：2166 回 风 巷 巷 道 掘进供风风机电压等级 660V，风机、回电源来至南一延深变电所（633、636 高爆）所带的 KBSG-315/6 型干式变压器，即北翼辅助运输干变向风机供电。（二）、变压器容量核算：经过统计， 北 翼 辅 助 运 输 干 变 所 带 负 荷 90kw。SBJ =KX Pt/cos PJ 式中：S BJ 变压器的计算需用容量（KVA）；KX需用系数，取 KX=0.8； Pt连接到变压器的用电设备总额定功率（KW）cos PJ电动机加权平均功率因数，查煤矿电工学

20、表 7-4 得知，取 0.85；Pmax 最大电动机的额定功率代入相关参数，S BJ=0.890/0.85=84KVA315KVA所选变压器完全能满足供电要求。（三）、供电电缆的选择及校核：根据我矿的实际情况及供电要求，拟选用 MY-0.38/0.66，370+125 和 MY-0.38/0.66，316+16 作为风机支线和干线电缆。现对所选电缆截面就进行校核。因两趟风机供电电缆长度、截面一样，因此只需对一趟风机电缆进行校核即可。在整个供电系统中风机功率 245KW。1、按电缆长时允许载流量选择电缆截面按长时允许工作电流初选电缆截面，即电缆中通过的长时正常工作电流 Ig长时工作允许电流 I

21、。其中 Ig的计算公式为：Ig= KXP e103/（ 3 Uecos pj pj） 10Kx需用系数，查表得 0.8；P e连接到该电缆的用电设备额定功率的总和 90KW；cos PJ电动机加权平均功率因数，一般取 0.85；Ue电网额定电压 693V； pj加权平均额定效率，一般取 0.85；（1）干线电缆截面为 70mm2的橡套电缆：Ig= KXP e103/（ 3 Uecos pj pj） Ig=0.890103/（1.7326930.850.85）=83A215A（满足要求）。（2）支线电缆：I Z=0.845103/（1.7326930.85）=35A85A（满足要求）。注：70m

22、m 2电缆长时允许负荷电流为 215A，16mm 2电缆长时允许负荷电流为 85A。所选电缆的长时负荷电流均小于允许载流量，确定电缆选型合适。2、按机械强度要求校核电缆截面经查表知，所选干、支线电缆的机械强度完全满足本设备的使用机械强度。3、按启动条件校核： （1）电动机的最小启动电压为:Umin=Ue K/a经查煤矿电工学表 7-7 得知，K=1.2,a=2.5，K 表示电动机在额定电压下的启动转矩的比值，a 表示电动机最小允许启动转矩与额定转矩的比值。即 Umin=660 1.2/2.5=457V（2）启动电动机时支线电压损失：U ZQ= 3 IQLxcos/A zr= 3 235100.

23、85/（42.516）=5V（3）启动电动机时干线电压损失：11U ZG= 3 IQLxcos/A zr= 3 2351700.85/（42.570）=19V公式中：r电缆芯线导体的电导率为 42.5（查表得）Lz支线电缆长度为 10 米，L g干线电缆长度为 170 米；cos电动机起动时的功率因数，取 0.85；A支线电缆芯线截面为 16mm2,干线电缆芯线截面为 70mm2；IQ电动机的实际启动电流。IQ=IQeUQminU e=340457660=235AIQe电动机的额定起动电流为 340A（查表得）；UQmin电动机的最小起动电压 457V；Ue电动机的工作额定电压 660V。（4

24、）启动电动机时变压器的电压损失：U BQ=U BQU 2e100U BQ起动时变压器的电压损失；U BQ变压器二次额定电压百分数；U2e变压器二次侧额定电压为 690V；Ur表示变压器绕组压降百分值；Ur=U r=P d10U 2e=2200(10690)0.3；Pd表示变压器短路损耗，查表得 2200W；Ux表示变压器绕组电抗压降百分值；Ux Ud %U r% =1.9Ud表示变压器绕组阻抗压降百分值为 4（查表得）；U BQ=I QZI Be（U rcos BQU xSin BQ）=235262.5(0.30.851.90.4)=0.9公式中：cos BQ=0.85，Sin BQ=0.4I

25、QZ电动机起动时变压器的实际电流 235A（计算得）；12IBe 移变二次侧额定电流为 262.5A（查表得）；U BQ=U BQU 2e100=0.9690100=6V（5）起动电动机时总的电压损失为：U =5V19V6V=30V即：30V（693V457V）=236V故电压损失值在允许范围内，满足供电要求。 （ 四）按两相短路电流对局部通风机初选电缆截面校验： 1、因风机电源来至南一延深变电所 633、636 高爆开关所带干变，两趟风机电源电缆长度均为 170 米，根据井下供电情况，到北 翼 集 中 运输 巷 风机最远点电缆总长度 170 米，根据煤矿井下低压电网短路保护装置的整定原则，需对风机电源进行灵敏度系数校验。由于两趟风机电源供电线路一样，所以只需校验一趟风机电源即可。2、灵敏度系数校验：电缆实际长度 170 米，电缆换算长度 141 米，查表得两相短路电流为 3380A。所以灵敏度校验：K=Id(2)/ IZ=3380/364 =9.291.5 （满足要求）。(供电系统图及设备布置图附后)