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文檔簡介
說明
此供電整定方案依據中華人民共和國煤炭工業部制定煤炭工業
出版社出版的《煤獷井下供電的三大保護細則》一書。
一、設備選用
(一)、掘進機
3105輔運順槽掘進機采用EBZ-230/1140型懸臂式掘進機,佳木斯煤機有限
責任公司。1臺截割電動機,功率230kW,額定電壓1140V,額定電流125A;1
臺油泵電機,功率90KW,額定電壓1140V,額定電流53A;
(二)膠帶機
3105輔運順槽共計安裝1部膠帶機。
一部膠帶機采用DSJ80/63/l*55可伸縮帶式輸送機,帶面寬800mm,最大
運輸長度1000m,功率55kW,額定電壓660V,額定電流60A。
(三)通風機
3105輔運順槽掘進工作面采用2臺通風機電源引自311采區變電所10#高爆
風機專用,都采用FBDNO8.O-2*55/66O型對旋通風機,一使用一備用,風量
435-885m3/min,風壓8480-1280Pa,功率2*55kW,額定電流120A。
二、負荷統計表
根據用電設備電壓等級、設備的布置位置,工作面擬選用2臺干式變壓器,
按干式變壓器進行負荷統計。
1#干式變壓器
電機額定功率額定電壓額定電流
設備名稱型號電機型號
數量/KW/V/a
掘進機EBZ-230YBK-4-33113311140210
小結功率EPN合計331KW
2#干式變壓器
電
設備電動機額額定額定
型號動機
名稱型號定功/kW電壓/V電流/A
數
一部DSJ80/63/1
DSB-551556675
膠帶機*55
水泵BQS-30-457.5/NS21566017
小
功率EPN合計92KW
結
三、變壓容量選型
負荷需用系數:K=0.4+0.6*(i-i)
計算負荷:(1-2)
s=K、
COS(p,
式中:cos。——工作面電力負荷的平均功率因數。附表1T
?pj
-------最大一臺(套)電機功率,kW;
S----------工作面的電力負荷視在功率,kV.A;
£p-----工作面用電設備額定功率之和,kW;
-------需用系數,附表1T;
Kx
附表
序號名稱需要系數K,平均功率因數COS0
TPJ
1綜采工作面按(1T)計算0.7
掘進機的掘進工
按(-1)計算0.6-0.7
2作面
邪掘進機掘進的
0.3-0.40.6
3工作面
根據現有設備擬選:1#變壓器:500KVA
2#變壓器:500KVA
1#變壓器選型效驗:
K=0.4+0.6xP^?_
ATEP,
=0.4+0.6*230/331
=0.82
查表1一2,cos69取0.7
?pi
YP
cos(77.
?PJ
=0.82*331/0.7
=386.3
Se>S500386.3滿足要求。
2#變壓器選型效驗:
K=0.4+().6X^^L
ARZP,
=0.4+0.6*55/63
=0.92
查表1-2,cos。取0.7
EPe
s=K、"
COS(77
?PJ
=0.92*63/0.7
-83.1
Se>S200>83.1滿足要求。
附表「2
年最大利用負荷小時數/h經濟電流密度/(A/mn?)
1000-30002.50
3000-50002.25
5000以上2.00
按熱穩定性效驗電纜截面:
電纜首端(即饋出變電所母線)在系統最大運行方式下發生三相
短路時,應滿足熱穩定要求。
r_Sd.max
A
CLminxd.max。
式中:Ze-----最大三相穩態短路電流,A;
C---------電纜芯線熱穩定系數,電纜有中間接頭93.4.
無中間接頭159;
tf---------短路電流作用的假想時間,0.25S;
-------電纜短路時熱穩定要求的最小截面,mm,S
77.------平均電壓,6.3/10.5kV;
JPJ
系統最大運行方式下,電纜首端發生三相短路
d.max
時的短路容量,MV.A;
按允許電壓損失效驗電纜截面:
高壓系統的電壓損失按照《全國供用電規則》的規定,在正常情
況下不超過7%,故障狀態下不超過10%。
△U%二1"Z:L三+*tanJ)
glOt/;
式中:Lg-------------高壓電纜長度,km;
Ue-------------平均電壓,kv;
R,X--------------高壓電纜每千米電阻和電抗,Q/km
tan。------------電網平均功率因數對應的正切值;
L高壓電纜最大長時額定電流:
500kVA
/7/=18.18+46.18=64.36A
2.電纜截面效驗:
井下溫度按25℃計算,/二1。
2.V
MYPTJ-8.7/10kV3*70+3*25/3+3*2.5,長時載流量為:205A
1邛小
64.36<205x1,滿足要求。
3.經濟電流電纜截面效驗:
=46.36/2.25-20.60
70>20.60,滿足要求。
4.按熱穩定性效驗電纜截面:
314采區變所母線處短路容量:145.6MV.A
S/max
j
Lrf.max
=145.6*1071.732/10.5
二8006A
A=T3&
ZJlminL(I.nux。
=8006^^
93.4
=42.85
70>42.85,滿足要求。
5.按允許電壓損失效驗電纜截面:
314采區變所母線處電壓損失:0.934%
△[J%=K-Z尸彳,十Xian,)
,10(/:
=0.82*331*0.8(0.315+0.072*1.02)/10*102
=0.61%
總電壓損失:0.934%+0.61%=1.544%<7%,滿足要求。
風專電纜根據動力電纜分析后,不在驗算必然滿足要求。
五、低壓電纜選型
電纜初選,見系統圖:
1向單臺或兩臺電動機供電時,長時負荷電流可以取單臺或兩臺電
機的額定電流之和。(電機功率與實際負荷匹配)
2、向三臺及以上電動機供電的電纜:
K-ZPRO'
厄xcos%”
按允許電壓降損失選擇電纜:
一般止常運行時電動機的端電壓不超過額定值的5%,特殊情況及個
別電機供電受限情況下許電壓損失不超過額定電壓的-8%-10虬見表
電壓/V允許電壓損失/V
380△U=400-0.9*380=58
660△U=690-0.9*660=99
1140△01200-0,9*1140=174
3300△U=3450-0,9*3300=480
掘進供電設計中,除水泵、噴漿等外,其他控制在5%范圍內。
整個回路的電壓損失:由變壓器的電壓損失、干線電纜電壓損失、支
線電纜電壓損失構成。
變壓器的電壓損失百分數:
△U〃%唾(U,xcos(ppj+USIN(pp)
Ur=>^0-5.%____
u"u〉ui
變壓器絕對電壓損失:
式中:cos(p材——選擇變壓器時的加權平均功率因數;
SlN(pj----加權平均功率因數對應正弦值;
------變壓器在額定負荷下內部電阻上壓降的百分數;
ur
------變壓器在額定負荷下內部電抗上壓降的百分數;
UX
S--------選擇變壓器時計算的需用容量,kv.A;
-------選擇的變壓器額定容量,kV.A;
se
支線電纜電壓降:
pX[
△U.=u(R+Xtan0)
式中:L--------------支線電纜長度,km;
p------------------電機額定功率,kW;
--------------電機的額定電壓,kV;
JJe
R,X--------------支線電纜每千米電阻和電抗,Q/km
tan。-------------電機額定功率因數對應的正切值;
干線電纜電壓降:
:KxZ尸X4.0+xtan6)
式中:tan。-------------線路平均功率因數對應的正切值;
p--------------電纜所帶負荷總功率,kW;
啟動電壓降:用全阻抗等效計算法
1、變壓器供電給單臺電機啟動
2、變壓器供電給多臺電機,一臺或多臺同時啟動
a.電動機實際啟動電流
J一l力
“NEK+EX?
式中:ER/£X-----------啟動回路中總電阻和電抗。
b、電機啟動時的電阻和電抗
IL.
q=電
Rq=ZqXCOS(p,
X“=Z“xsin%
一般情況,啟動電流為額定電流的4-6倍。啟動功率因數一般為
0.3-0.6o此處數據要根據電機手冊提供數據,無數據時自行估算。
c、變壓器的電阻和電抗
Rb~S;
Z產U1%x%&
0bV/d§
XqEzi-Ri
式中:-----------變壓器的空載損耗,W;
U:/。----------變壓器阻抗百分比;
d、電動機啟動時的電壓損失
△Uq=&L》RxCOS(pj£xxSiN(p)
在計算電阻與電抗、串聯/并聯要引入電導、電納、導納的公式
電組與電抗,串聯加和。回路并聯,要把并聯回路求得個回路的電
導和電納,求和后,計算出導納,在轉換為電抗。
電導G=&,電納B=工
導納:Y=心+4=|
1.掘進機回路低壓電纜長時負荷電流:
J—心加岡。
1,1Gxqxcos。
=0.82*331*1071.732/1140/0.7/0.85
=179.6A
掘進機電纜選用MYP-O.66/1.14kV3*95-1*25皿2計劃敷設1000米
額定載流量:260Ao電纜溫度按25℃計算:
260>179.6滿足要求。
2.掘進機回路低壓電纜允許電壓降:
變壓器的電壓降:
△U〃%得(U,xcos。Ju§lN(p)
\p
S10Se
UxZu'ui
IJ=也%=3500/10/500=0.7%
Ur
^Se
。「也=,4%2-0.7%、3.95%
=*U,xcos(ppj+U§IN(Pp)
Je
=331/500(0.7%*0.7+3.95%*0,714%)
=2.19%
=2.19%*1140
二25V
支線電纜的電壓損失:
px1
△U一='*(R+Xtan。)
e
=331*0.1*(0.315+0.078*1.02)/1.14
=11.5V
無干線電纜,總電壓損失:25+11.5=36.5>174V滿足要求。
3.掘進機回路低壓電纜啟動電壓降:
僅效驗最遠,最不利回路。其他會不再效驗。
掘進機截割電機200KW、啟動電流6倍、啟動功率因數0.5
7=-^^=1140/1.732/141*6=0.82
Rq=xcos(p,=0.82x0.5=0.41
X勺=xsin0,=0.82x0.866=0.71
電導:Z-=£_=o.41/0.82/0.82=0.61
Z
電納:R=X_=o.71/0.82/0.82=1.058
z
其他電機正常工作時的電阻和電抗
a、油泵電機90KW、功率因數取0.85
7=-^^=1140/1.732/60=10.97
R=Zxcos(p=10.97x0.85=9.32
X=Zxsin夕=10.97x0.52=5.70
電導:G=^_=9.32/IO.97/10.97=0.078
電納:B=2C=5.70/10.97/10.97=0.048
z
b、電滾筒11KW、功率因數取0.85
Z=-^-=1140/1.732/7.4=88.95
R=Zxcos^=88.95x0.85-75.61
X=zxsinQ=88.95x0.52=46.25
電導:6=旦二75.61/88,95/88.95=0.0095
Z
電納:R=2_=46.25/88.95/88.95=0.05899
z
并聯后
電導:G=l.058+0.078+0.0095=0.698
電納:B=l.058+0.048+0.0059=1.112
導納:YJ=JO.698,1.112,=L313
電阻:R=生=0.698/1.313/1.313=0.405
Y~
電抗:Y二旦=1.112/1.313/1.313=0.645
/Y~
c、100米電纜MYP-O.66/1.14kV3*70+l*25mm2
電阻:0.315Q/km;電抗:0.078Q/km
電纜電阻:0.0315電纜電抗:0.0078
綜掘機與電纜串聯后的總電阻:0.0315+0.405=0.41
總電抗;0.007840.645=0.65
總阻抗:VO.652+0.41M.77
掘進機啟動時變壓器輸出電流:
T=——,U*==1200/1.732/0.77=902.3A
口用EK+EX?
并聯回路實際電壓
U=V3I*Z=1.732*902.3*0.76=1188V
掘進機實際電流:
I=U/V3Z=1188/0.9841/1.732=657.83
k、掘進機實際電壓:
U=V3IZ=1.732*657.83*0.82=932.75>855
滿足啟動要求。
4.其他回路低壓電纜效驗:
a、長時負荷電流
支線回路電纜,最大回路55KW電機,額定電流60A
電纜選用MYP-0.66/L14kv3*25+1*16,載流量113A,滿足要求。
干線回路電纜
7#變壓器至27#饋電,MYP-O.66/1.14kv3*50+1*25載流量173A。
1臺皮帶機電機,2*55KW,額定電流2*65.滿足要求。
8#變壓器至28#饋電,根據上面驗算必然滿足要求。
MYP-O.66/1.14kv3*95+1*35載流量260A
j二K/ZP/IO'_0.84x446
=251滿足要求。
"小3.xcos(pX41-732x1.14x0.7x0.9
b、允許電壓降
7#變壓器電壓降:
△U〃%*U尸COScpjUSIN(p)
U=^-°/o
s呻
uDui
TJ=^-%=3500/10/500=0.7%
1(S
a=Ju>ui=j4%、0.7%w392%
MJ"。=coscppj+UHNcp》
De
=305/315(0.79%*0.7+3.92%*0.714%)
=3.25%
△Ub=AU//U2e
=3.2596*1140
=37.05V
7#變壓器至腰巷膠帶機26#磁力啟動器干線電纜,支線電纜18米可
以忽略不計。
二KXL(R+*tan0)="88*157.5*().604(()38+008]x102)
*U,1.14
=33.97
總電壓降:37.5+33.97=71.04<174,滿足要求
六、高壓電纜短路電流
本計算采用有名值
系統電抗的計算:
Y二,
X"Sd
式中:平均電壓,6.3/10.5kV;
UPj
Sd上級母線的短路容量,MV.A;
1、系統電抗的計算:
T,22
V7572
=!±A=10I5_=O.
&Sd145.6
2、動力回路電纜的阻抗
R=0.315*0.8=0.921
X=0.078*0.8=0.211
風機專線
R=0.42*2.3=0.966
X=0.075*2.3=0.1725
3、末端短路電路:
動力回路:-%=]0.5/V(0.211+0.7572)2+0.92171.732=4536
ldGz
/j=732/2*4563=3951
風專回路:/二%=10.5/7(0.1725+0.7572)2+0.96671.732=4521
ldV3Z
/:=*/了1.732/2*4563=3915
七、低壓電纜短路電流
高壓電纜的阻抗折算至低壓側
R.
R,=
K:
式中:Ki------變壓器的變壓比;
二次側總電抗息電抗
R1=%+Rb+R
Kb
XL義胃+X〃+x
Kb
式中:K\------變壓器的變壓比;
Rh-------變壓器的電阻;
Xb------變壓器的電抗;
500KVA變壓器出口二次側短路電流:
△Px/7;
R,=—r^=2500x1.2x1.2/1.7327315/315=0.02094
6FSe
10(/;
Z產U*X^£=4%XX1200X1200/315/1000=0.1829
Xq=』Z:-Ri=5).1829—0.02094'=0.1816
R
Rf=4+Rh+R=0.291/8.33/8.33+0.0209=0.025141
Kb
v+v
Xd='r"+X/,+X=(0.06984+0.7572)/8.33/8.33+0.1816=0.1936
Kb
3=g=]200/J3J(0.0251412+0.19362)=3549
ldGz
/"包/:=3516*1.732/2=3044
500KVA變壓器出口二次側短路電流:
R,=—=5100x1.2x1.2/1.732/8OO/800=0.011475
1077;
Zb=U:/ox=4%xxl200xl200/800/1000=0.072
Se
Xq=Jzi-R:=JO.O722-O.O114752=0-071079
R,+R,+R=0.921/8.33/8.33+0.011475=0.024748
x,十x”
Xd=+X/X=(0.211+0.7572)/8.33/8.33+0.071079=0.014097
Ki
^L=1200/V3V(0.0247482+0.0140972)=7811
V3Z
*1>7811*1.732/2=6764
a
a、掘進機回路末端的短路電流為:按最遠敷設的距離計算
1250米MYP-0.66/1.14Kv3*95+l*35mm2
總電阻為:0.24375
總電抗為:0.095
折算后的總電阻:0.024748+0.24375=0.268498
總電抗:0.014097+0.095=0.1807176
3=2=1200/434(0.0684982+0.18071762)=1855
idGz
I:瀉/>1855*1.732/2=1606
其他回路不在一一計算,見系統圖。
八、高壓/低壓整定值
高爆開關的額定電流大于變壓器的額定電路,滿足需求。
分斷能力高爆開關1250KA大于三相短路電流,滿足要求。
開關的動/熱穩定性不在效驗。
同理低壓開關不在說明。
1、高爆開關的整定值計算:
速斷保護整定方法:
a、負荷整定,按微機式保護
,1二K》Ie
lop~—E—
b、線路整定,最小方式下變壓器二次側發生二相短路時流過一次側
的電流并有1.5倍的靈敏度系數
"L
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