井下中央变电所供电及开关整定计算书.doc

1、钜盛集团张家沟煤业有限公司- 1 -井下中央变电所供电及开关整定计算书机运科目录第一节 负荷统计及移动变电站选择 - 1 -第二节 移动变电站高压开关的选择 - 4 -第三节 高压电缆截面选择校验 - 5 -钜盛集团张家沟煤业有限公司- 2 -第四节 按长时负荷电流选择低压电缆截面 - 6 -第五节 按机械强度要求校验电缆截面 - 9 -第六节 按允许电压损失校验电缆截面 - 9 -第七节 短路电流计算 - 13 -第八节 低压开关型号的确定 - 14 -第九开关整定与校验： - 15 -第十节漏电保护装置和接地保护的确定 - 20 -钜盛集团张家沟煤业有限公司- 3 -第一节 负荷统计及移动

2、变电站选择1、移动变电站的选取:ZGYB-001、ZGYB-002、ZGYB-003 移动变电站负荷统计：供电设备及地点 用电设备 额定功率（kW） 额定电压（V）下山胶带电机 315 1140KBSGZY-2000/10Y移变（ZGYB-003)下山胶带电机 315 1140合计功率： 2315=630KW1#主排水泵 90 6602#主排水泵 90 6603#主排水泵 90 660扇热风机 53KW=15KW 660照明综保 4KVA 660避难硐室 4KVA 660清煤斜巷水泵 7.5 660KBSGZY-500/10Y移变（ZGYB-001)清煤斜巷给煤机 5.5 660合计功率： 3

3、90+15+4+4+7.5+5.5=306KW主排水泵 90 660主排水泵 90 660主排水泵 90 660KBSGZY-500/10Y移变（ZGYB-002)矿用隔爆热水器 3 660合计功率： 390+3=273KW钜盛集团张家沟煤业有限公司- 4 -2106 工作面 2705 10000/33002105 掘进工作面 447 10000/11402105 局部通风机 60 10000/11402106 运顺机头 2315KW=630 10000/1140采区水泵 3200KW=600 10000/1140采区水泵房绞车 11.4 10000/1140采区变电所2105 辅助供电 24

4、KVA 10000/660/127合计功率： 4461.4KWZGYB-001 移变计算电力负荷总视在功率S=P N KVAosrCK式中 S所计算的电力负荷总的视在功率 KVA ；P N参加计算的所有用电设备额定功率之和 KW；Cos参加计算的电力负荷的平均功率因数；Kr-需用系数。Kr按下式进行选择Kr=0.4+0.6 NSP式中 P S最大电机的功率数 KW ；P N其他参加计算的用电设备额定功率之和 KW；则 K r =0.4+0.6 =0.583069根据煤矿供电设计与继电器保护整定计算示例井下各钜盛集团张家沟煤业有限公司- 5 -种用电设备的需用系数及平均功率因素综采工作面平均功率

5、因素值 ：Cos 取 0.7 Kr取 0.58电力负荷总视在功率为S=306 =254KVA7.058根据计算负荷，选用 KBSGZY-500/10Y 矿用隔爆型移动变电站 1台符合要求。ZGYB-002 移变计算电力负荷总视在功率S=P N KVAosrCK式中 S所计算的电力负荷总的视在功率 KVA ；P N参加计算的所有用电设备额定功率之和 KW；Cos参加计算的电力负荷的平均功率因数；Kr-需用系数。Kr按下式进行选择Kr=0.4+0.6 NSP式中 P S最大电机的功率数 KW ；P N其他参加计算的用电设备额定功率之和 KW；则 K r =0.4+0.6 =0.5927390根据煤

6、矿供电设计与继电器保护整定计算示例井下各钜盛集团张家沟煤业有限公司- 6 -种用电设备的需用系数及平均功率因素综采工作面平均功率因素值 ：Cos 取 0.7 Kr取 0.59电力负荷总视在功率为S=273 =230KVA7.059根据计算负荷，选用 KBSGZY-500/10Y 矿用隔爆型移动变电站 1台符合要求。ZGYB-003 移变计算电力负荷总视在功率S=P N KVAosrCK式中 S所计算的电力负荷总的视在功率 KVA ；P N参加计算的所有用电设备额定功率之和 KW；Cos参加计算的电力负荷的平均功率因数；Kr-需用系数。Kr按下式进行选择Kr=0.4+0.6 NSP式中 P S最

7、大电机的功率数 KW ；P N其他参加计算的用电设备额定功率之和 KW；则 K r =0.4+0.6 =0.763015根据煤矿供电设计与继电器保护整定计算示例井下各种用电设备的需用系数及平均功率因素综采工作面平均功率因素值 钜盛集团张家沟煤业有限公司- 7 -：Cos 取 0.7 Kr取 0.6电力负荷总视在功率为S=630 =630KVA7.0根据计算负荷，选用 KBSGZY-2000/10Y 矿用隔爆型移动变电站1 台符合要求。第 2 第 中央变电所移动变电站高压开关的选择ZGK-006 高开的选择：（1） 、配电装置额定电压：选定为 10KV。（2） 、高压配电装置额定电流应大于变压器

8、的最大长时工作电流。变压器最大长时工作电流即额定电流 Ie为Ie= Ve3S式中 S e变压器额定容量，KVA ；Ve变压器高压侧额定电压，KV。p=254kwZGK-006 移变高压开关的选择高压侧额定电流为 Ie= =Ve3SA180K6W高开额定电流 100负荷侧额定电流 18A,符合要求。钜盛集团张家沟煤业有限公司- 8 -ZGK-004 高开的选择：（1） 、配电装置额定电压：选定为 10KV。（2） 、高压配电装置额定电流应大于变压器的最大长时工作电流。变压器最大长时工作电流即额定电流 Ie为Ie= Ve3S式中 S e变压器额定容量，KVA ；Ve变压器高压侧额定电压，KV。p=

9、254kwZGK-006 移变高压开关的选择高压侧额定电流为 Ie= =Ve3SA160K27W高开额定电流 100负荷侧额定电流 16A,符合要求。ZGK-002 高开的选择：（1） 、配电装置额定电压：选定为 10KV。（2） 、高压配电装置额定电流应大于变压器的最大长时工作电流。变压器最大长时工作电流即额定电流 Ie为Ie= Ve3S钜盛集团张家沟煤业有限公司- 9 -式中 S e变压器额定容量，KVA ；Ve变压器高压侧额定电压，KV。p=254kwZGK-006 移变高压开关的选择高压侧额定电流为 Ie= =Ve3SA4.3610K6W高开额定电流 100负荷侧额定电流 36.4A,

10、符合要求。ZGK-007 高开的选择：（1） 、配电装置额定电压：选定为 10KV,高开型号为 PBG-315/10Y（2） 、高压配电装置额定电流应大于变压器的最大长时工作电流。变压器最大长时工作电流即额定电流 Ie为Ie= Ve3S式中 S e变压器额定容量，KVA ；Ve变压器高压侧额定电压，KV。p=254kwZGK-006 移变高压开关的选择高压侧额定电流为 Ie= =Ve3SA25810K46.W高开额定电流 315258 负荷侧额定电流,符合要求。钜盛集团张家沟煤业有限公司- 10 -第三节 高压电缆截面选择校验按设计规定及矿用高压电缆选型，初选 MYPTJ 型矿用 10KV 铜

11、芯、橡套、双屏蔽电缆。1、供 ZGKB-002 移变高压电缆截面选择：1）按长时允许电流选电缆截面 )(13.95.08136cosU3KP0INg Apjjer 式中 P N参加计算的所有用电设备额定功率之和， KW；Kr-需用系数。Cos 参加计算的电力负荷的平均功率因数；pj参与计算的电力负荷加权效率根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得 95mm2 电缆为 283A 19.17A 满足要求。2）按允许电压损失校验U% =PLK=0.630.150.271=0.02% 7%高压电缆线路中的电压损失百分数。%UK 兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失百分数；查表得:0.502 电缆输送的有功功率，兆

12、瓦。P钜盛集团张家沟煤业有限公司- 11 -L 电缆长度， km。0.02%7%允许电压损失百分数。按电压损失校验，满足要求。2、供 ZGKB-004 移变高压电缆截面选择：1）按长时允许电流选电缆截面 )(7.195.0813627cosU3KP0INg Apjjer 式中 P N参加计算的所有用电设备额定功率之和， KW；Kr-需用系数。Cos 参加计算的电力负荷的平均功率因数；pj参与计算的电力负荷加权效率根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得 70mm2 电缆为 210A 11.7A 满足要求。2）按允许电压损失校验U% =PLK=0.270.020.35=0.002% 7%高压电缆线路

13、中的电压损失百分数。%UK 兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失百分数；查表得:0.502 电缆输送的有功功率，兆瓦。PL 电缆长度， km。0.002%7%允许电压损失百分数。按电压损失校验，满足要求。钜盛集团张家沟煤业有限公司- 12 -3、供 ZGKB-006 移变高压电缆截面选择：1）按长时允许电流选电缆截面 )(51.39.081365cosU3KP0INg Apjjer 式中 P N参加计算的所有用电设备额定功率之和， KW；Kr-需用系数。Cos 参加计算的电力负荷的平均功率因数；pj参与计算的电力负荷加权效率根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得 70mm2 电缆为 210A 13.51

14、A 满足要求。2）按允许电压损失校验U% =PLK=0.3150.020.35=0.002% 7%高压电缆线路中的电压损失百分数。%UK 兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失百分数；查表得:0.502 电缆输送的有功功率，兆瓦。PL 电缆长度， km。0.002%7%允许电压损失百分数。按电压损失校验，满足要求。4、ZGK-007 高开电缆截面选择：1）按长时允许电流选电缆截面钜盛集团张家沟煤业有限公司- 13 -)(4.1895.013640cosU3KP10INg Apjjer 式中 P N参加计算的所有用电设备额定功率之和， KW；Kr-高压电缆所带负荷需用系数。Cos 参加计算的电力负荷的平均

15、功率因数；pj参与计算的电力负荷加权效率根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得 120mm2 电缆为 331A 189.44A 满足要求。2）按允许电压损失校验 47.0).95.018.(01746.)tan(10%2e XRULPKgxg高压电缆线路中的电压损失百分数。Kx高压电缆所带负荷需要系数高压电缆所带负荷额定功率之和ePLg电缆长度Ue额定电压R高压电缆电阻/kmX高压电缆电抗/km平均功率因素角对应的正切值 =tan tan1cos0.47%7%允许电压损失百分数。钜盛集团张家沟煤业有限公司- 14 -4） 热稳定校验电缆截面设井下采区变电所 10kV 母线最大短路容量限制 200

16、MVA，最大三相稳态短路电流 AUsdI 15483102363 ）（Amin= = 70 mm295 mm2 120mmC()it 29.548m短路电流的假象时间，即热等效时间，取 0.25S;itC电缆热稳定系数，铜芯橡套电缆 C=93.4。热稳定校验电缆截面满足要求。综上所述 ZGYB13-16 供电线路均采用 MYPTJ-8.7/10Y /70mm和 MYPTJ-8.7/10Y/95mm与 MYPTJ-8.7/10Y/120mm交联聚乙烯绝缘电缆线，可以满足供电要求。第四节 按长时负荷电流选择低压电缆截面长时负荷电流要求电缆截面载流量大于等于电缆长时间负荷电流，电缆标号见拟定供电系统

17、图。1、下山胶带运输机电缆选择： cosU3KPINWer A208.1435式中 P N参加计算的所有用电设备额定功率之和Kr-需用系数。钜盛集团张家沟煤业有限公司- 15 -Cos参加计算的电力负荷的平均功率因数；根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得 95mm2 电缆为 260A 200A 满足要求。2、中央水泵房电缆选择： cosU31KPINWer A1738.0432根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得 95mm2 电缆为 260A 173A 满足要求。：负荷名称长时负荷电流（A）长时负荷电流要求最小截面（查表mm2）初选截面(mm2) 备注中央水泵房电机 182 70 95下山胶带

18、运输机电机 209 70 95照明综保 2.2 2.5 4综上所述工作面采用电缆均能符合煤矿供电设计与继电保护整定计算要求，符合安全生产需求。第五节 按允许电压损失校验电缆截面（1）变压器电压损失计算：KBSGZY-500/10Y 变压器损失计算：钜盛集团张家沟煤业有限公司- 16 -ZGKB-001 变压器电压损失计算 允许电压损失 e2xeb )sincos(UUSpjpjr = （0.7%0.70+3.9%0.7141）1140=0.36（0.00266+0.043）50361140=23VZGKB-002 变压器电压损失计算 允许电压损失 e2xeb )sincos(UUSpjpjr

19、= （0.7%0.70+3.9%0.7141）1140=0.36（0.00266+0.043）502731140=22VZGKB-003 变压器电压损失计算 允许电压损失 e2xeb )sincos(UUSpjpjr = （0.38%0.70+5.99%0.7141）1140=0.36（0.00266+0.043）20631140=16.38V采区水泵房低压电缆电压损失计算： 由于干线长度较短电压损失忽略 最远支线负荷电缆电压损失= =23V)tan(0g XRULPeg ）（ 02.175.23.014.27式中， 干线电压损失，Vbllg低压电缆的长度 km干线电路的额定电压 KVeP电缆

20、所带负荷计算功率R0干线电缆每千米电阻X0干线电缆每千米电抗钜盛集团张家沟煤业有限公司- 17 -双回路供电另外一趟计算方式同理，忽略计算。经校验电缆均符合要求第六节 短路电流计算两相短路电流计算值见下表一 母线段 短路电 流计算（1）元件电抗的计算。10KV 高压供电系统，在计算短路电流时忽略回路中各元件的电阻。1）系统折算电抗（ ）50.21min.in. dpjdSUX2）高压电缆折算阻抗查表得，MYPTJ 8.07/10 3185 500 米高压电缆 Ri=0.118（）/km,Xi=0.087/km。 ）（ 059.18.0i1gLRin ）（ 43.057.i1gXin3）移动变电

21、站阻抗查技术参数，得，KBSGZY-500/10/1.14kV 移动变电站，阻抗电压u%=4%,负载损耗 P N=3500W。Rb= )(018.54.3022e SUZb= )(.1%e2u12.08.0b RX短路点名称 两相短路电流（A)变压器二次侧 10249掘进机 2897探水钻 2535胶带运输机 4655钜盛集团张家沟煤业有限公司- 18 -4）ZGKB-001 移动变电站二次出线端处短路点短路电流： )(01821.509 bgRK）（ 4.2.43sbgbXX )(150.018.269(2pj)( ARUId ZGYB-002 变压器输出点推导方法同理，计算忽略。 ）（中

22、央 水 泵 157.089.610)237(.10niLiRniiX1 )(.96.掘 进 机 )(164.057.0.3.871gdbRK )(26.93.82. dbgbsXX ）（掘 进 机 ARUpjId 8716.04.2)( 其实地点两相短路电流计算方式同上。 )(465)2(AId胶 带 运 输 机 3)(探 水 钻第七节 低压开关型号的确定根据额定电压、额定电流及使用环境选择隔爆型磁力启动器、低压馈电开关如下表编号 名称 型号 负荷名称 数量1211006 矿用隔爆兼本质安 KJZ16- 掘进机、刮板运输机、 1钜盛集团张家沟煤业有限公司- 19 -全型馈电开关 630/114

23、0(V) 湿式除尘风机13061574 矿用隔爆兼本质安全型馈电开关KJZ16-400/1140(V)运输及探水钻部分馈电开关 113061576 矿用隔爆真空馈电开关KBZ-400/1140(V)水泵与探水钻专用馈电开关 112052760 矿用隔爆真空馈电开关KBZ-200/1140(V) 潜水泵专用馈电开关 113061676 矿用隔爆兼本质安 全型馈电开关 KJZ16-400/1140(V) 运输部分专用馈电开 关 113010034 矿用隔爆型照明综 保ZBZ-4.0/1140/127(V)皮带保护装置、激光指向仪供电 1ZGFJQD-021矿用隔爆型风机开关QBZ-280ASF/1

24、140(V)2105 工作面局部通风机开关 108040542 矿用隔爆真空起动 开关 QBZ-120/1140(V) 刮板运输机开关 10706012 矿用隔爆真空起动 开关 QBZ-120/1140(V) 工作面水泵开关 1150013 矿用隔爆真空起动 开关 QBZ-120/1140(V) 工作面探水钻开关 1150625 矿用隔爆真空起动 开关 QBZ-120/1140(V) 潜水泵开关 112121488 矿用隔爆兼本质安 全型软起动开关 QJR-400/1140(V) 胶带运输机软起动开 关 112121463 矿用隔爆兼本质安 全型软起动开关 QJR-400/1140(V) 胶带

25、运输机软起动开 关 111081718 矿用隔爆真空起动 开关 QBZ-80N/1140(V) 皮带涨紧电机开关 1050401373矿用隔爆真空起动开关QBZ-120/1140(V) 皮带涨紧油缸开关 1第八节开关整定与校验：KJZ16-630/1140(v)馈电开关整定电流验算单钜盛集团张家沟煤业有限公司- 20 -1）过载保护装置的动作电流nZ = 整定到 1.4 倍(最小 0.2 倍）符合要求。SNQIKx4.12302）短路保护整定：7212=1484A 符合要求ZcI63)按最小两相短路电流较验灵敏系数灵敏系数 满足要求。（ 规 定 标 准 ） 5.1021489)2(CdSIK开

26、关整定电流验算单2016 年 4 月 3 日编号 12121488 型号 QJR-400/1140(V) 填表人 高永平负荷名称 胶带运输机 安装地点 2105 回风顺槽工作面负荷情况最大负荷起动电流210（A）其它负荷额定电流之和30（A)开关整定值(A)整定倍数过负荷 29.9 23 0.8短路保 - - 322 7负荷名称2105 工作面掘进机及附属设备 安装地点 2105 回风顺槽负荷情况最大负荷起动电流1218（ A）与其它负荷额定电流之和216（A)I开关整定 值300(A) 整定倍数过负荷 216 39 140 0.8短路保护 1484 - 1400 7短路点 )2(mindI结

27、论短路电流 ZC-d1 5.1014897)2( CSIK合格钜盛集团张家沟煤业有限公司- 21 -护短路点 )2(mindI结论短路电流 胶带运输机最远端最小两相电流 5.108465)2( CSIK合格1）过载保护装置的动作电流nZ = =0.8 整定到额定电流 0.8 倍(最小 0.2 倍）符合要求。SNQIKx3022）短路保护整定：623=322A(最低 2 倍）符合要求。ZcI3)按最小两相短路电流较验灵敏系数灵敏系数 满足要求。（ 规 定 标 准 倍 数 ） 5.108425)2(CdSIK编号：13010034 照明综保开关整定电流验算单2016 年 9 月 3 日编号 ZGZ

28、M-021 照明综保 型号 ZBZ-4.0M 填表人 高永平负荷名称 照明 安装地点 2106 运输顺槽机头负荷情况最大负荷起动电流（A）其它负荷额定电流之和（A)一次侧熔体(A)二次侧熔体(A)熔体选择 2.3 1 2短路点 )2(mindI 结论短路电流 ZC-d6 K= =35.54196.473.105)2( RbdK合格照明综保型号为 ZBZ-4.0M 电压：133V 容量：4KVA 照明额定功率：20W 数量：10 盏1）照明综保一次侧熔断器的选择IR= =0.3A 取 1A。2.1964.12NbIK钜盛集团张家沟煤业有限公司- 22 -2) 灵敏系数K= =35.54196.4

29、732.105)2( RbdK3）照明综保二次侧熔断器的选择IRI N=1.2A 取 2A。经校验选用熔体符合保护要求。式中： -熔体选择(A)RKb-变压器的变比IN-所带负荷额定电流 (A)Id(2)-被保护电缆干线或支线距变压器最远点的两相短路电流(A)-Y/接线变压器二次测两相短路电流折算到一次侧时的系数，当3/接线时此系数取 1。QBZ-120 起动器整定电流验算单2016 年 9 月 3 日编号 150625 型号 QBZ-120/1140(V) 填表人 高永平负荷名称 小水泵开关 安装地点 2105 回风顺槽负荷情况 最大负荷起动电流 35（A）其它负荷额定电流之和0（A)开关整

30、定值(A)整定倍数过负荷 0 5 1短路保护 - - _ _短路点 )2(mindI结论短路电流ZC-d4 4.735)2(CSIK合格1）过载保护装置的动作电流=8A 满足要求NZI2）短路保护整定：8Iz=810=80A 取 80A 满足要求gzdsII.3)按最小两相短路电流较验灵敏系数钜盛集团张家沟煤业有限公司- 23 -灵敏系数 =20.11.2,满足要求90186)2(CdSIK其它开关整定计算方式同上。局部风机起动开关整定电流验算单2016 年 9 月 3 日编号 ZGFJ022 型号QBZ-280ASF/1140(V) 填表人 高永平负荷名称 采煤机 安装地点 2105 回风顺

31、槽工作面负荷情况最大负荷起动电流140（A）其它负荷额定电流之和20（A)开关整定值20(A)整定倍数1 倍过负荷 20 20 20 1短路保护 - - 140 7短路点 )2(mindI结论短路电流 ZC-d14 1.57.31405)2(CSIK合格1）过载保护装置的动作电流nZ = =0.26 整定到 0.3 倍(最小 0.2 倍）SNQIKx350.1292）短路保护整定：（A)407ZcI整定到 7 倍(最低 3 倍）32014sNCIn整定值 Ic=720=140（A）3)按最小两相短路电流较验灵敏系数灵敏系数 1.5,满足要求71.34052)(CdSIK其它开关计算方式同上。钜盛集团张家沟煤业有限公司- 24 -漏电保护装置和接地保护的确定1. 配电点局部接地极选用的是：直径为 1.2 寸,长度为 1.5 米的镀锌钢管制成，且管上钻有 20 个直径为 5mm 的透孔，并垂直埋入底板；局部接地线选用的是截面不小于 25mm2的铜线；局部接地极应设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿处。2.接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过 2。3.漏电保护为移动变电站低压侧保护箱自带的漏电保护装置。