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