东部采区变电所供电设计.doc

1、1东部采区设计设计单位：机电区2014 年 12 月2设计人员名单技术指导：王一志内容计算：杨 晨 赵俊杰 于普良资料收集：孙绍波 张海涛制 图：徐晓娟 孙玉菊 文字打印：周 旋3东部采区变电所供电设计一、东部采区变电所供电概况东部采区变电所 6kv 高压供电，电源取自东一变电所 6KV 不同母线侧高压开关。根据采区巷道布置，要使采区变电所能顺利的通过运输平巷向整个采区（采煤工作面）进行供电。在回风上山和运输上山联络巷处，低压供电距离合理，并且不必移动采区变电所就能对采区的采煤、掘进及回采等进行供电。所以把采区变电所布置在回风上山和运输上山联络巷处。二、东部采区变电所供电系统的拟定（一） 、东

2、部采区变电所高压供电电源回路数的确定东部采区变电所供电的 2 趟 6KV 电源，取自东一变电所不同母线侧的高压开关。（二） 、拟定采区供电系统的原则1、采区高压供电系统的拟定原则（1） 、双电源进线的采区变电所，应设置电源进线开关；（2） 、采区变电所的高压馈出线宜用专用的开关。2、采区低压供电系统的拟定原则（1） 、在保证供电安全可靠的前提下，力求所用的设备最省；（2） 、原则上一台起动器只能控制一台设备；（3） 、当采区变电所动力变压器超过一台时，应合理分配变压器负荷；（4） 、变压器最好不要并联运行；（5） 、从变电所向各配电点或配电点到用电设备采用辐射式供电，上山及顺槽运输机采用干线式

3、供电；（6） 、工作点配电点最大容量电动机的起动器应靠近配电点进线；（7） 、电系统应尽量避免回头供电；（8） 、区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中，掘进4工作面的局部通风机组都应实行三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电；（9） 、局部通风机和掘进工作面中的电气设备必须装有风电闭锁装置。在瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中的所有掘进工作面应装设两闭锁（风电闭锁、瓦斯电闭锁）实施。（三） 、东部采区变电所主要出线概况1、 东部皮带巷胶带运输机、运巷辅助设备（绞车、水泵等）由设立在东部胶带顺槽车场处的移动变电站供电，该配电点高压电源取自东部采区

4、变电所 5#高压开关。2、 东部综采工作面风巷辅助设备（绞车、水泵等）电源由设立在东部回风顺槽车场处的移动变电站供电，该配电点高压电源取东部采区变电所 6#高压开关。3、东部综采工作面的采煤机、大溜运输机、破碎机、装载机、乳化液泵站、喷雾泵等设备由设立在东部胶带顺槽的移动变电站供电。移动变电站高压电源引自东部采区变电所 2#高压开关。东部采区变电所供电系统详见附后供电系统图。三、东部采区变电所负荷统计与变压器选择（一） 、东部采区变电所负责东部综采工作面生产、东部掘进、东部轨道巷运输、排水、胶带巷运输等。整个东部采区变电所共使用 7 台移动变电站和 4 台干式变压器。其中：1、东部综采工作面运

5、巷使用的三台移动变电站,均安设在距工作面切眼150 米处的电气列车上；主要负责东部运巷 2#皮带往里至工作面切眼大型电气设备的供电。2、两台移动变电站安设在东部胶带顺槽车场,主要负责东部胶带巷皮带、排水泵、绞车及东部运巷 1#皮带机的供电。53、其余两台移动变电站分别设在东部风巷巷口及东部运巷巷口。4、东部采区变电所室内设有变压器 4 台，2 台为风机专用变压器，1 台为硐室低压和照明变压器及变电所外辅助运输绞车供电。1 台为风机备用变压器。（二） 、负荷统计：见东部采区变电所总负荷统计表（表一）1、变压器容量计算及选择：(1)、东部综采工作面 1140V 系统供电总负荷Pe=556+315*

6、2+110+160+200*2+45+100+320=2321KW按下式计算电力负荷总视在功率:Sbj= PeK jCOS j 式中： S bj - 指移动变电站的计算容量(KVA)pe - 指设备的额定功率之和 (KW)COS j- 指综放工作面设备的平均功率因数 取 0.7Kj - 需用系数取 0.75Sbj =23210.750.7=2487(KVA)根据上述计算结果和工作面实际负荷分配,选择 1 台 KBSGZY-1600/6/1.2KV型移动变电站和 1 台 KBSGZY-1000/6/1.2KV 型移动变电站。具体负荷分配见附后图。7#、8#移动变电站总视在功率为: S bj=24

7、87KVA7#移动变电站总负荷：Pe=1226KW S bj=12260.750.7=1313.5KVA负荷率：=1313.5160010082.098#移动变电站总负荷：Pe=675KW S bj=6750.750.7=723KVA负荷率：=723100010072.3（2） 、东部胶带运输机负荷计算Pe=（160+160+25*2+10）*2=760KW按下式计算电力负荷总视在工功率:6Sbj= PeK jCOS j 式中： S bj - 指移动变电站的计算容量(KVA)pe - 指设备的额定功率之和 (KW)COS j- 指综放工作面设备的平均功率因数 取 0.7Kr - 需用系数, 取

8、 0.75Sbj =7600.750.7=814 (KVA)根据计算结果和工作面实际负荷分配,选择 1 台 KBGZY-630/6/1.2KV 型移动变电站和一台 KBGZY-500/6/1.2KV 型移动变电站。4#移动变电站总负荷为: Pe=380KW S bj=407KVA负荷率：=40763010064.63#移动变电站总负荷为: Pe=380KW S bj=407KVA负荷率：=40750010081.4(3)、东部综采工作面运巷 2#皮带电机、辅排水、皮带张紧车、信号、拉列电绞车等辅助设备负荷计算Pe=160*2+25*4+4*2+40+18.5+11.4=497.5KW按下式计算

9、电力负荷总视在工功率:Sbj= PeK jCOS j 式中： S bj - 指移动变电站的计算容量(KVA)pe - 指设备的额定功率之和 (KW)COS j- 指综放工作面设备的平均功率因数 取 0.7Kr - 需用系数 0.75Sbj =497.90.750.7=533.46KVA根据计算结果和工作面实际负荷分配,选择 1 台 KBGZY-630/6/1.2KV 型移动变电站。9#移动变电站总负荷为: Pe=497.9KW S bj=533.46KVA7负荷率：=533.4663010084.7(4)、掘进工作面运巷及辅切排水等辅助设备负荷计算Pe=30+30+30+30+90+45+45

10、+45+30+30=405KW按下式计算电力负荷总视在工功率:Sbj= PeK jCOSj 式中： S bj - 指移动变电站的计算容量(KVA)pe - 指设备的额定功率之和 (KW)COS j- 指综放工作面设备的平均功率因数 取 0.7Kr - 需用系数 0.75Sbj =4050.750.7=434KVA根据计算结果和工作面实际负荷分配,选择 1 台 KBGZY-630/6/1.2KV 型移动变电站。6#移动变电站总负荷为: Pe=405KW S bj=434KVA负荷率：=43463010069(5)、掘进工作面风巷绞车、排水负荷计算Pe=45+75+45+45+45=255KW按下

11、式计算电力负荷总视在工功率:Sbj= PeKjCOS j 式中： S bj - 指移动变电站的计算容量(KVA)pe - 指设备的额定功率之和 (KW)COS j- 指综放工作面设备的平均功率因数 取 0.7Kr - 需用系数 0.75Sbj =2550.750.7=273KVA根据计算结果和工作面实际负荷分配,选择 1 台 KBSG-315/6/1.2KV 型干式变8压器。5#移动变电站总负荷为: Pe=255KW S bj=273KVA负荷率：=27331510086.7(6)、东部采区变电所变压器负荷计算6.1 Pe=4+75+11.4*2+40+55+25=221.8KW按下式计算电力

12、负荷总视在工功率:S= PeK jCOS j 式中： S bj - 指移动变电站的计算容量(KVA)pe - 指设备的额定功率之和 (KW)COS j- 指综放工作面设备的平均功率因数 取 0.7Kr - 需用系数 0.75Sbj =221.80.750.7=237.6KVA根据计算结果和工作面实际负荷分配,选择 1 台 KBGZY-315/6/0.69KV 型干式变压器。1#干式变压器总负荷为: Pe=221.8KW S bj=237.6KVA负荷率：=237.631510075.46.2 Pe=30KW按下式计算电力负荷总视在工功率:S= PeK jCOS j 式中： S bj - 指移动

13、变电站的计算容量(KVA)pe - 指设备的额定功率之和 (KW)COS j- 指综放工作面设备的平均功率因数 取 0.7Kr - 需用系数 0.75Sbj =300.750.7=32.1KVA根据计算结果和工作面实际负荷分配,选择 1 台 KBSG-100/6/0.69KV 型干式9变压器。10#干式变压器总负荷为: Pe=30KW S bj=32.1VA负荷率：=32.110010032.16.3 Pe=30KW按下式计算电力负荷总视在工功率:S= PeK jCOS j 式中： S bj - 指移动变电站的计算容量(KVA)pe - 指设备的额定功率之和 (KW)COS j- 指综放工作面

14、设备的平均功率因数 取 0.7Kr - 需用系数 0.75Sbj =300.750.7=32.1KVA根据计算结果和工作面实际负荷分配,选择 1 台 KBSG-100/6/0.69KV 型干式变压器。2#干式变压器总负荷为: Pe=30KW S bj=32.1VA负荷率：=32.110010032.16.4 Pe=30KW+30KW按下式计算电力负荷总视在工功率:S= PeK jCOS j 式中： S bj - 指移动变电站的计算容量(KVA)pe - 指设备的额定功率之和 (KW)COS j- 指综放工作面设备的平均功率因数 取 0.7Kr - 需用系数 0.75Sbj =（30+30）0.

15、750.7=64.2KVA根据计算结果和工作面实际负荷分配,选择 1 台 KBSG-100/6/0.69KV 型干式变压器。1011#干式变压器总负荷为: Pe=60KW S bj=64.2VA负荷率：=64.210010064.2四、东部采区变电所计高低压电缆线路选择算4.1 东部采区变电所总负荷统计表:（表一）设备名称规格型号设备台数电机数每台电机额定量（KW）设备总额定容量 KW额定电压(KV)负荷系数额定功率因数costg有功功率KW移变 KBSGZY-1600 1 5160/110/200*2/5561226 1.14 0.75 0.7 1.02 920移变 KBSGZY-1000

16、1 5 160*2/315*2/45 995 1.14 0.75 0.7 1.02 746移变 KBSGZY-630 1 9160*2/25*3/18.5*2/75/4511.3 0.66 0.75 0.7 1.02 383移变 KBSGZY-315 1 3 110/4/75/18.5 207.5 0.66 0.75 0.7 1.02 156移变 KBSGZY-630 1 6160*2/25/11.4*2/4371.8 0.66 0.75 0.7 1.02 279移变 KBSGZY-630 1 10 30*6+90+45*3 405 0.66 0.75 0.7 1.02 304移变 KBSGZ

17、Y-500 1 5 160*2/25*2/10 380 0.66 0.75 0.7 1.02 285干变 KBSG-315 1 74/11.4*2/25/40/55/75221.8 0.66 0.75 0.7 1.02 166干变 KBSG-100 1 2 15*2 30 0.66 0.75 0.7 1.02 22.5干变 KBSG-100 1 2 15*2 30 0.66 0.75 0.7 1.02 22.5干变 KBSG-100 1 4 15*2/15*2 60 0.66 0.75 0.7 1.02 45合计 10 544378.44.2 电缆长度的确定：（表二）由公式 Ls=KL 11式

18、中： L- 巷道长度 K- 增长系数(橡套电缆取 1.1,铠装取 1.05) 4.3 电缆截面的选择校验:移动变电站高压电缆的选择(按最大负荷 7#、8#移变选，负荷率为 0.8，平均功率因数为 0.7 为例)a、按经济电流密度选择电缆截面：A=Im.nIed Im.n线路正常工作时的最大长时工作电流，AIed经济电流密度，A/ mm 2 （取 2.25 年工作小时为 3000-5000 时）故：I m.n =Ica=Pca1.732UnCOS j =1226*0.80.71.7326=134.8(A)A=134.82.25=59.9mm2故选 MYPTJ-3*50 型电缆 b、按电压损失校验

19、:高压配电线路的允许电压损失为 5%其允许电压损失：Uy=60005%=300V 移动变电站高压电缆正常工作时的电压损失为：U=L(Pr 0+Qx0)/ Un=1.33（12260.80.491+919.50.80.081）6=119.95V、介绍的计算方法为数学模型，用合肥明信煤矿供电计算、绘图与管理软件进行计算。井下短路电流计算分为两种方法来计算，对于可以查表得到计算结果的采用查表方法来计算，不能查表得到计算结果的利用计算方法计算短路电流；6KV 高压供电方式用计算方法计算短路电流。1 选择短路保护装置的整定电流时，需计算两相短路电流值，可公式计算：()22)2( XRUIed+=21/K

20、bXx式中 两相短路电流，A；)2(dI、 短路回路内一相电阻、电抗值总和，；R13根据三相短路容量计算的系统电抗xX矿用变压器的变压比。2bK高压电缆的电阻，电抗值, 1,R低压电缆的电阻，电抗值, 2（1）东部采区变电所最小运行方式的参数计算:东部采区变电所母线的短路容量(MVA):90.4106东部采区变电所母线系统电抗(): Xs=1.21944高压线路的平均电压(KV):6.3配电点名称: 东部本室干式变压器 短路点名称: 东部本室 315KVA 干式变压器变压器型号: KBSGZY-315/6/1.2 变压器容量(KVA): 315一次侧电压(KV): 6.3 二次侧平均电压(kV

21、): 1.2变压器折算到一次侧电阻(): 0.011475变压器折算到一次侧电抗(): 0.107389东部变电所至配电点第一段高压电缆型号: MYPTJ-3X50长度(km):0.01 每公里电阻():0.305 每公里电抗():0.089第一段高压线路电阻(): Rh1 = 0.21045 电抗(): Xh1 = 0.06141第一段高压线路总电抗(): Xz1 = Xs+Xh1 = 1.28085第一段高压线路总电阻(): Rz1 = 0.21045第一段高压线路总阻抗(): Rxf1 = Sqrt(xh1*xh1+rh1*rh1) = 1.29802第一段线路末三相短路电流(KA):I

22、d31 = up/(1.732(Sqrt(Rz1*Rz1+Xz1*Xz1) = 4.67046第一段线路末二相短路电流(KA):Id21 = 0.866*Id31 = 4.04462第一段线路末三相短路容量(MVA):Sd1 = 84.937变压器二次侧母线三相短路容量(MVA):Sd2 = 78.421614变压器二次侧折算到一次侧三相短路电流(KA):Id3 = 4.3122变压器二次侧折算到一次侧二相短路电流(KA):Id2 = 3.73436（2）配电点名称: 东部采煤运巷配电点 短路点名称: 东部运巷 1600 移变高压侧变压器型号: KBSGZY-1600/6/1.2 变压器容量(

23、KVA): 1600一次侧电压(KV): 6.3 二次侧平均电压(kV): 1.2一次侧电压(KV): 6.3 二次侧平均电压(kV): 1.2变压器折算到一次侧电阻(): 0.011475变压器折算到一次侧电抗(): 0.107389东部变电所至配电点第一段高压电缆型号: MYPTJ-3X50长度(km):0.12 每公里电阻():0.305 每公里电抗():0.089第一段高压线路电阻(): Rh1 = 0.21045 电抗(): Xh1 = 0.06141第一段高压线路总电抗(): Xz1 = Xs+Xh1 = 1.28085第一段高压线路总电阻(): Rz1 = 0.21045第一段高

24、压线路总阻抗(): Rxf1 = Sqrt(xh1*xh1+rh1*rh1) = 1.29802第一段线路末三相短路电流(KA):Id31 = up/(1.732(Sqrt(Rz1*Rz1+Xz1*Xz1) = 4.07205第一段线路末二相短路电流(KA):Id21 = 0.866*Id31 = 3.52639第一段线路末三相短路容量(MVA):Sd1 = 74.0542变压器二次侧母线三相短路容量(MVA):Sd2 = 65.3146变压器二次侧折算到一次侧三相短路电流(KA):Id3 = 3.59148变压器二次侧折算到一次侧二相短路电流(KA):15Id2 = 3.11022（3）配电

25、点名称: 东部采煤运巷 短路点名称:东部运巷 1000 移变高压侧变压器型号: KBSGZY-1600/6/1.2 变压器容量(KVA): 1000一次侧电压(KV): 6.3 二次侧平均电压(kV): 1.2一次侧电压(KV): 6.3 二次侧平均电压(kV): 1.2变压器折算到一次侧电阻(): 0.011475变压器折算到一次侧电抗(): 0.107389东部变电所至配电点第一段高压电缆型号: MYPTJ-3X50长度(km):0.12 每公里电阻():0.305 每公里电抗():0.089第一段高压线路电阻(): Rh1 = 0.21045 电抗(): Xh1 = 0.06141第一段

26、高压线路总电抗(): Xz1 = Xs+Xh1 = 1.28085第一段高压线路总电阻(): Rz1 = 0.21045第一段高压线路总阻抗(): Rxf1 = Sqrt(xh1*xh1+rh1*rh1) = 1.29802第一段线路末三相短路电流(KA):Id31 = up/(1.732(Sqrt(Rz1*Rz1+Xz1*Xz1) = 4.07205第一段线路末二相短路电流(KA):Id21 = 0.866*Id31 = 3.52639第一段线路末三相短路容量(MVA):Sd1 = 74.0542变压器二次侧母线三相短路容量(MVA):Sd2 = 65.3146变压器二次侧折算到一次侧三相短

27、路电流(KA):Id3 = 3.59148变压器二次侧折算到一次侧二相短路电流(KA):Id2 = 3.110222 查表法获得短路点短路电流值：六、东部采区变电所保护接地系统1、东部采区变电所保护接地系统的装设原则：16根据煤矿安全规程 矿山电力装置设计规范和矿井保护接地装置的安装、检查、测定工作细则的要求，东部采区变电所保护接地系统必须遵循以下原则：1）36V 以上的由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架等，都必须有保护接地。2)铠装电缆的金属铠装层、橡套电缆 的接地芯线等均须接地。3）所有需要接地的电气设备，均应通过其专用的连接导线直接与接地网或铠装电缆的金属铠装层、铅护

28、套相连接，禁止将几台设备串联接地，禁止将几个极地部分串联。4）每个装有电气设备的硐室和配电点应设置辅助接地母线。5）每个装有电气设备的硐室、每个（套）单独装设的高压电气设备、每个低压配电点、连接动力铠装电缆的每个接线盒都必须装设局部接地极。6）电缆的接地芯线，除用作监测接地回路外，不能兼作其他用途。2、东部采区变电所接地保护装置的安装和连接：1）高压馈电开关、干式变压器、综保、馈电开关必须装设主接地极和辅助接地极，干式变压器、综保、馈电开关的主、辅助接地极母线采用 550 的扁钢与接地极连接，搭接面积不小于 100 mm2。主、辅助接地极之间的间距不得小于5M。2）综保、干式变压器的高、低压侧

29、橡套电缆的接地芯线接到接线腔的接地端子上，馈电开关进出口的橡套电缆的接地芯线接到接线腔的接地端子上。设备外壳的接地螺钉用 50mm2的镀锌钢绞线并用铜线鼻压接后接到主接地母线；供检漏继电器试验用的辅助接地芯线应采用断面不小于 10mm2的矿用橡套电缆与辅助接地母线连接。3）高压电缆接线盒外壳的接地，应将接线盒上的接地螺钉和局部接地极用50 mm2镀锌钢绞线连接，4）高压电缆接线盒腔内的接地，橡套电缆应将专用接地芯线和接线盒内接地螺钉连接。5）高压开关的接地可直接将其外壳的接地螺钉接到接地母线上，橡套电缆17应将专用接地芯线和接线盒内接地螺钉连接，禁止把高压开关的底脚螺栓当作外壳的接地螺钉使用。

30、七、东部采区变电所电 缆 敷 设1、在水平巷道或倾角在 30以下的巷道中，电缆应用专用电缆钩按电压降序（监测监控线、通讯线、照明信号电缆、660V 动力电缆、1140V 动力电缆、10KV 电力电缆）自上而下依次悬挂在巷道人行道侧（监测监控线和电话线可同挂一钩），电缆应吊挂整齐，不得出现死弯、不相互交叉、不盘圈、不落地，电缆间距不小于 50mm。1） 严禁用铁丝吊挂电缆，沿巷电缆沟悬挂点间距均匀且不超过 1.6m；2） 沿皮带机道、溜子机道中敷设的电缆，悬挂高度最低点不得影响人员通行。用水平钩固定敷设在巷道顶部的电缆，最低点与人行路面垂直距离不小于1.9m，并保证在电缆坠落时不会落在运输机上；

31、固定敷设在巷帮的电缆，最上层电缆距离顶板 100mm-200mm，电缆钩最低点与人行路面垂直距离不小于 1.0m，并不得影响人员通行。3） 在轨道运输巷敷设的电缆，悬挂高度最低点与轨面竖直距离不小于2.6m；当运输轨道巷电缆敷设较多，巷帮空间不能满足要求时，必须用平钩将剩余电缆紧帖顶板悬挂。所有电缆的敷设必须保证在矿车掉道时电缆不受撞击、在电缆坠落时不落在轨道或运输机上。4）横跨运输轨道的电缆必须平行敷设，并采用平钩或桥架紧贴顶板吊挂。5）集中敷设的电缆必须用规格统一的电缆钩悬挂，电缆较多时须使用特制多钩。2、 穿墙电缆敷设应加装套管,并严密封堵管口。严禁将电缆从调节风窗和风门中穿过。3、 电

32、缆及其连接装置必须吊挂，电缆上严禁悬挂任何物件。1） 电缆及其连接装置不得悬挂在风、水管路上，不得遭受水淋，有淋水地18方必须采取遮盖、包裹等防护措施，灭尘洒水和冲洗巷道时，严禁冲洗电缆及其连接装置。2） 在有瓦斯抽放管路的巷道内，电缆（包括通信、信号电缆）必须与瓦斯抽放管路分挂在巷道两侧。3） 电缆与风管、水管在巷道同一侧敷设时，必须敷设在管路上方（电缆与管路不在同一竖直平面内时，不受此限制） ，并保持 0.3m 以上的距离。4、 在各掘进的风、运巷中，由于巷道成型问题，电缆敷设时，必须从配电点到工作面沿顶板打设锚杆绷起钢丝绳，每根锚杆间距为 40m（如遇到配电点到工作面拐弯时，须在拐角处打设锚杆） ，每隔 10m 设置一处吊点，锚杆露头为200mm，电缆与风管、水管在巷道同一侧敷设时，风管、水管必须离开巷道帮300mm 的距离，锚杆打设距巷道帮 200mm。5、敷设电缆必须有适当的松弛度，不可用其它拉紧装置硬拉硬拽。6、电缆应用挂钩悬挂，一个挂钩吊挂一根电缆，不得多根并用。