大隆矿东二采区变电所设计毕业设计

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1、目录0 前言.11 变电所基本情况.21.1 采区自然情况.21.2 采区情况.21.3 采区供电方式的选择.21.4 采区变电所位置的确定原则.31.5 采区供电对电能的要求.31.5.1 电压允许偏差.31.5.2 三相电压不平衡.31.5.3 电网频率.41.5.4 波形.41.6 采区变电站位置的确定.41.7 采区工作面配电点位置的确定.42 负荷分组及每组变压器的选择.72.1 变压器选择计算方法.72.2 负荷分组及变压器选择.82.2.1 1 号变压器 B1 移动变电站的选择 .82.2.2 2 号变压器 B2 移动变电站的选择 .82.2.3 3 号变压器 B3 移动变电站的

2、选择 .82.2.4 4 号变压器 B4 移动变电站的选择 .93 电缆选择.103.1 电缆选择原则.103.1.1 电缆类型选择原则.103.1.2 电缆安装及长度计算.103.1.3 电缆长度计算宜符合下列规定.113.1.4 电缆截面选择.113.1.5 井下高压电缆截面选择方法.123.1.6 低压电缆选择原则.133.2 高压电缆的选择：（6000V）.143.2.1 N1 向移动变电站 B1、B2、B3、B4 供电选用电缆选择.143.3 低压电缆的选择：（1140V）.183.3.1 B1 变电站所带设备电缆选择 .183.3.2 B2 变电站所带设备电缆选择 .223.3.3

3、 B3 变电站所带设备电缆选择 .253.4 低压电缆的选择：（660V）.284 低压开关的选择.294.1 低压开关的选择的依据.294.2 各个负荷组开关的选择.295 短路电流的计算.315.1 B1 供电系统的短路电流计算 .315.1.1 系统电源及各段电缆电阻、电抗值计算.315.1.2 各短路点计算.325.2 B2 供电系统的短路电流计算 .355.2.1 移动变电站及各段电缆电阻、电抗值计算.355.2.2 各短路点计算.365.3 B3 供电系统的短路电流计算 .385.3.1 移动变电站及各段电缆电阻、电抗值计算.385.3.2 各个短路点计算.395.4 B4 供电系

4、统的短路电流计算 .415.4.1 移动变电站及各段电缆电阻、电抗值计算.415.4.2 各个短路点计算.426 过电流保护装置整定计算.476.1 对过流保护意义及要求.476.2 高压配电箱过流保护装置的整定.476.3 移动变电站高压开关箱、低压保护箱的整定.486.3.1 B1 移动变电站高压侧开关箱的整定 .486.3.2 B1 移动变电站低压保护箱过流保护整定 .496.3.3 B2 移动变电站高压侧开关箱的整定 .506.3.4 B2 移动变电站低压保护箱过流保护整定 .516.3.5 B3 移动变电站高压侧开关箱的整定 .526.3.6 B3 移动变电站低压馈电开关过流保护整定

5、 .536.3.7 B4 移动变电站高压侧开关箱的整定 .546.3.8 B4 移动变电站低压保护箱过流保护整定 .556.4 低压馈电开关过流保护装置的整定.566.4.1 采煤机电机启动保护装置的整定.566.4.2 转载机高速电机启动保护装置的整定.567 安全技术措施及接地保护.597.1 供电系统安全技术措施.597.2 保护接地系统.598 技术经济分析.629 结论.63致谢.64参考文献.65附录 A 译文.66附录 B 外文文献 .7500 前言采区变电所是采区的供电枢纽，它接受井下中央变电站送来的高压电能，变成低压电能后再分配给采掘工作面配电点或用电设备，即采区变电所-工作

6、面供配电方式。随着采煤机械化特别是综合机械化工作面的大量出现，采区供电容量大大增加，传统的采区供电方式已不能满足要求，因此出现了采区配电所将 6-10KV 高压电能送到靠近用电负荷的移动变电站后变成低压，再送至配电点或用电设备的供电方式，即采区配电点-移动变电站-工作面配电点供电方式。为了供电的安全，通常都是以双回路供电，因此对于采区的电气设备的选型和对电缆的选择都是非常重要的，在确定电气设备后，要对各种配电开关进行整定计算，对电缆选定后，要对它的距离进行确定，对电缆支线的电压损失和各负荷电缆的电压损失进行计算。对各种保护的灵敏度校验是否合格，所以采区变电所是相当复杂的，要经过严格的选择和布局

7、，才能完成一个完整的采区变电所1。11 变电所基本情况1.1 采区自然情况1）井田位置：大隆井田位于辽宁省铁岭市铁法矿区，铁法煤田的中部。2）井田概况：大隆矿井田面积 14.52Km，地质储量 238285Kt，可采储量 171586 Kt，煤层倾角 4-6 度，开采条件比较好，煤质好，为低硫低磷长焰煤和气煤。1.2 采区情况1）东二采区东翼开拓的 5330 工作面为综放工作面。2）根据东二采区设计和煤层赋存条件及瓦斯情况，为保证安全生产和有利于生产管理，决定本面采用走向长壁采煤法，采用综采放顶采煤工艺开采。3）5330 工作面运煤设备及途径：本工作面采用 MG300/700-WD 采煤机割煤

8、，通过前部刮板运输机 SGZ-764/800 运煤以及工作面后部放顶煤经由后部刮板运输机进入转载机，经由破碎机 PLM-1800 破碎SZZ-764/315 转载机DSP-1080 运顺皮带东二采区东翼皮带道 1.2 米皮带东二采区皮带道 1.2 米皮带东二采区集中皮带北翼皮带运输大巷皮带卸载站主井地面选煤厂。4）料运输采用设备、途径：回顺运料：-650 大巷151 材料道东二采区轨道下山东二采区东翼轨道5330回顺。运顺运料：-650 大巷151 材料道东二采区轨道东二采区东翼皮带道5330 运顺。5）通风方式：采抽式通风方式。通风网络：副井入风-650 北翼入风石门东二采区材料大巷东二采区

9、轨道（153皮带道）东二采区东翼皮带道5330 综放面运输顺槽5330 综放工作面5330 综放面回风顺槽5330 回风道东二采区东翼专用回风下山东二采区专用回风道北翼集中回风道北翼改造回风道（320 米上山）-515 回风大巷北风井地面。通风网络总长度为 4565 米。6）工作面走向长度：460 米；工作面长度 160 米。设计可采储量：50 万吨7）工作面瓦斯情况：高瓦斯工作面，绝对瓦斯涌出量为：45.5 m3/min。21.3 采区供电方式的选择现今煤矿采区存在两种供电方式，分别是采区变电所工作面配电点供电方式和采区变电所移动变电站工作面配电点供电方式。它们分别的特点如下。采区变电所工作

10、面配电点供电方式的特点：以低压向全采区负荷供电，比较安全。但是由于所用电缆、开关较多，供电系统相对复杂，且电能和电压损失较大，同时，低压电缆长，供电容量受到限制。采区变电所移动变电站工作面配电点供电方式的特点：由于高压深入工作面，简化了低压供电系统，缩短了低压供电距离，减少了电能损耗，保证了供电质量，满足了正常运转行业启动需要。低压供电系统简化使电网的安全可靠程度增加，减少了电缆截面面积和低压开关数量。且移动变电站可根据需要在轨道上移动或固定，不需要造变电所硐室2。综合以上两种供电方式的特点，我选择了采区变电所移动变电站工作面配电点供电方式。并采用一个高压配电装置和四台移动变电站联合向全采取供

11、电。1.4 采区变电所位置的确定原则1）位于负荷中心，并保证向采区内最远距离、最大容量设备供电。2）一个采区尽量采用一个采区变电所位置。3）尽量设在顶底板稳定、无淋水的地点。4）通风、运输方便。1.5 采区供电对电能的要求1.5.1 电压允许偏差 电压质量供电电压允许偏差 （GB 12325-90）规定电力系统在正常运行条件下，用户受电端供电电压允许偏差值为： 1）10kv 及以上高压供电和低压电力用户的电压允许偏差为用户额定电压的+7%-7%。 2）低压照明用户为+5%-10%。1.5.2 三相电压不平衡根据电能质量三相电压允许不平衡度规定：电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡允许值为 2

12、%，短时间不得超过 4%。在采区变电所供电情况下，交流额定频率为 50Hz 电力系统正常运行方式下有余负序分量而引起的 pcc 点连接点的电压不平衡度能3满足规定的要求。1.5.3 电网频率电能质量电力系统频率允许偏差 （GB/T 15543-1995）中规定：电力系统频率偏差允许值为 0.2Hz，当系统容量较小时，偏差值可放宽到+5%Hz-5%Hz，标准中没有说明容量。大小的界限的电网容量在 300 万 KW 以上者为 0.2Hz；电网容量在 300 万 KW 以下者为 0.5Hz3。1.5.4 波形正常情况下，要求电力系统的供电电压（或电流）的波形为正弦波，在电能的输送和分配过程中不应该使

13、波形发生期变，还应该注意负荷中谐波源（整流装置等）的影响，必要时采取一定措施消除谐波的影响。1.6 采区变电站位置的确定对于移动变电站，按照通常选取的布置方法和工作现场的实际情况，选择设置在运输巷内，且在输送机侧敷设供移动变电站专用轨道，并将其设在距工作面 100-150m 处。1.7 采区工作面配电点位置的确定根据采区具体的开采情况，首先对题目给定的负荷做全面分析，从中了解其设备名称、数量、每台设备的电气性能，并了解它们在采区的分布情况及相互关系，然后在确定负荷分组的前提下，将每个配电点设置在靠近负荷组中心的地方，方便电能的输送和电缆成本的节约。可靠性是衡量电能质量的一个重要指标，必须保证供

14、电的可靠性。4表 1-1 工作面用电负荷统计表Tab.1-1 Working face in a statistical table of electrical load设 备名 称设 备型 号额 定功 率/KW额 定电 压/V额 定电 流/A起动电 流/A电 机台 数使 用地 点采煤机MG300/700-WD7001140480133355330 工作面转载机SZZ764/315315/1601140204/152122415330 运顺1#喷雾泵BPR315/6.34511403018015330 运顺1#乳化液泵WRB200/31.512511407750115330 运顺前部运输机SG

15、Z764/800400/2001140251/172150625330 运顺3#乳化液泵BRW200/31.51251140775011 5330 运顺破碎机PLM-180016011409753415330 运顺后部运输机SGZ764/800400/2001140251/172150625330 运顺2#乳化液泵BRW200/31.512511407750115330 运顺2#喷雾泵BPR315/6.34511403018015330 运顺皮带运输机DSP10802*16011402*97116425330 运顺皮带信号ZBZ8-4.041140515330 运顺皮带张紧4114053015

16、330 运顺回柱绞车JH-20226602714635330 运顺5设 备名 称设 备型 号额 定功 率/KW额 定电 压/V额 定电 流/A起动电 流/A电 机台 数使 用地 点绞车信号综保ZBZ8-4.04660515330 运顺回柱绞车JH-20226602714635330 回顺绞车信号综保ZBZ8-4.04660525330 回顺刮板输送机556606035615330 回顺皮带机556606035615330 回顺皮带张紧466053015330 回顺62 负荷分组及每组变压器的选择2.1 变压器选择计算方法每个回采工作面的电力负荷，可按下列公式计算： （2-cosdeNcaKPS

17、1）综采、综掘工作面需要系数可按下式计算： （2-max0.40.6deNPKP=+2）一般机采工作面需要系数可按下式计算： （2-max0.2860.714deNPKP=+3）式中 Sca-工作面的电力负荷视在功率(kVA)；P N-工作面用电设备额定功率之和(kW)；-工作面的电力负荷的平均功率因数，见表 2-1；cosKx-需要系数，见表 2-1；Pd-最大一台(套)电动机功率(kW)。 表 2-1 需要系数及平均功率因数Tab.2-1 Demand coefficient and average power factor序号名称需要系数 Kx平均功率因数cos1综采工作面按式(2-2)

18、 计算0.72一般机采工作面按式(2-3) 计算0.60.73炮采工作面(缓倾斜煤层)0.40.50.64炮采工作面(急倾斜煤 层)0.50.60.75非掘进机的掘进工作面0.30.40.66掘进机的掘进工作面按式(2-2)计算0.60.77架线电机车整流0.450.650.80.978蓄电池电机车充电0.80.80.859运输机0.60.70.710井底车场(不包含主排水泵)0.60.70.72.2 负荷分组及变压器选择根据 2.1 所列方法及表 1-1 中所列各个负荷的数据，计算各个数据。2.2.1 1 号变压器 B1 移动变电站的选择需用系数： （2-318.50.40.6=0.5611

19、85deK=4） 查表：cos=0.7B1 移动变电站向采煤机、转载机、1#乳化液泵、1#喷雾泵供电，负荷计算容量为： （2-0.56 1185948cos0.7deNcaKPSKVA5）根据以上计算结果，B1 变压器选用容量为 1250KVA，型号为：KBSGZY-1250/6 变压器，额定电压 6000/1140V 满足要求。2.2.2 2 号变压器 B2 移动变电站的选择需用系数： （2-400=0.4+0.6=0.621085deK6）查表：cos=0.7B2 移动变电站向前部运输机、破碎机、3#乳化液泵供电，负荷计算容量为： （2-0.62 1085961cos0.7deNcaKPS

20、KVA7）根据以上计算结果，B2 变压器选用容量为 1250KVA，型号为：KBSGZY-1250/6 变压器，额定电压 6000/1140V 满足要求。2.2.3 3 号变压器 B3 移动变电站的选择需用系数： 8 （2-4000.40.60.581298deK8） 查表：cos=0.7B3 移动变电站向后部运输机、2#乳化液泵、2#喷雾泵、皮带运输机等供电，负荷计算容量为： （2-0.58 12981075cos0.7deNcaKPSKVA9）根据以上计算结果，B3 变压器选用容量为 1250KVA，型号为：KBSGZY-1250/6 变压器，额定电压 6000/1140V 满足要求。2.

21、2.4 4 号变压器 B4 移动变电站的选择需用系数： （2-max550.2860.7140.2860.7140.43258deNPKP10） 查表：cos=0.6wmB4 移动变电站向回柱绞车、调度绞车等供电，负荷计算容量为： （2-0.43 258185cos0.6deNcaKPSKVA11）根据以上计算结果，B4 变压器选用容量为 630KVA，型号为：KBSGZY-315/6 变压器，额定电压 6000/660V 满足要求。93 电缆选择3.1 电缆选择原则3.1.1 电缆类型选择原则1）下井电缆必须选用有煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。电缆应采用铜芯，严禁采用铝包电缆。 2）在立井

22、井筒、钻孔套管或倾角为 45 及以上井巷中敷设的下井电缆，应采用聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电缆。 3）在水平巷道或倾角在 45 以下井巷中敷设的电缆，应采用聚氯乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电缆。 4）移动变电站的电源电缆，应采用高柔性和高强度的矿用监视型屏蔽橡套电缆。 5）井底车场及大巷的电缆选择，必须符合国家现行标准煤矿用阻燃电缆执行标准MT818 的规定4。3.1.2 电缆安装及长度计算1）在总回风巷和专用回风巷中不应敷设电缆。在有机械提升的进风 斜巷(不包括带式输送机上、下山

23、)和使用木支架的立井井筒中敷设电缆时，必须有可靠的安全保护措施。溜放煤、矸、材料的溜道中严禁敷设电缆。2）无轨胶轮车运输的井筒和巷道内不宜敷设电缆。当需要敷设时，电缆应敷设在高于运输设备的井筒和巷道的上部。3）下井电缆宜敷设在副立井井筒内，并应安装在维修方便的位置。斜井及平硐应敷设在人行道侧。当条件限制必须由主井敷设电缆时，在箕斗提升的立井中的电缆水平段应有防止箕斗落煤砸伤电缆的措施，垂直段可不设置防护装置。4）立井下井电缆在井口井径处应预留电缆沟(洞)，并应有防止地面水 从电缆沟(洞)灌入井下的措施。 5）安装下井电缆用的固定支架或电缆挂钩，应按前后期两者中电缆 的最多根数考虑，并宜留有 1

24、2 回路备用位置。6）立井下井电缆支架，宜固定在井壁上，支架间距不应超过 6m，斜井、平硐及大巷中的电缆悬挂点的间距不应超过 3m。107）电缆在立井井筒中不应有接头。若井筒太深必须有接头时，应将接头设在地面或井下中间水平巷道内(或井筒壁龛内)，且不应使接头受力。 每一接头处宜留 810m 的余量。 8）沿钻孔敷设的电缆必须绑紧在受力的钢丝绳上，钻孔内必须加装 套管，套管内径不应小于电缆外径的 2 倍。9）风管或水管上不应悬挂电缆，不得遭受淋水。电缆上严禁悬挂任何物体。电缆与压风管、水管在巷道同一侧敷设时，电缆必须敷设在风管、 水管上方，二者并应保持0.3m 以上的距离。在有瓦斯抽放管路的巷道

25、内， 电缆必须与瓦斯抽放管路分挂在巷道两侧。 10）井筒和巷道内的通信、信号和控制电缆应与电力电缆分挂在巷道 两侧，如受条件所限需布置在同一侧时，在井筒内，上述弱电电缆应敷设在电力电缆 0.3m 以外的地方；在巷道内，上述弱电电缆应敷设在电力电缆 0.1m 以上的地方。11）高、低压电力电缆在巷道内同一侧敷设时，高、低压电缆之间的距离应大于0.1m。高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于 0.05m。 3.1.3 电缆长度计算宜符合下列规定1）立井井筒中按电缆所经井筒深度的 1.02 倍计取，斜井按电缆所经井筒斜长的1.05 倍计取；2）地面及井下铠装电缆按所经路径的 1.05 倍计取，橡套

26、电缆按所经路径的1.081.10 倍计取；3）每根电缆两端各留 810m 余量；4）若有接头应按本规范第 4.2.5 条规定确定；5）上述长度之和，应为一根电缆的计算长度。 3.1.4 电缆截面选择 主排水泵由井下主(中央)变电所供电时，下井电缆截面选择应符合 下列规定：1）取矿井最大涌水量时井下的总负荷(计算负荷，下同)，按一回路不送电，以安全载流量选择电缆截面；2）取矿井正常涌水量时井下的总负荷，按全部下井电缆送电，以经济电流密度选择电缆截面；经济电流密度的年最大负荷利用小时数，一般按矿井最大负荷实际工作小时数计算。当排水负荷大于井下其余负荷时，取水泵年运行小时数计算；113）按电力系统最

27、大运行方式下，下井电缆首端即地面变电所母线(如下井回路接有电抗器时，应为电抗器的负荷端)发生三相短路时的热稳定性要求选择电缆截面；4）取上述三者中截面最大者作为下井电缆截面，并应按正常涌水量时全部下井电缆送电及最大涌水量时一回路不送电，分别校验电压损失。5）主排水泵不由井下主(中央)变电所供电时，下井电缆截面选择应符 合下列规定：按一回路不送电，其余回路担负井下其供电范围内总负荷的供电，以安全载流量选择电缆截面5。3.1.5 井下高压电缆截面选择方法 1）按经济电流密度选择电缆截面 所谓经济截面，是指按降低电能损耗、线路投资、节约有色金属等因素，综合确定出的符合总经济利益的导线截面。与经济截面

28、相应的电流密度，叫经济电流密度6。按经济电流密度选择电缆截面的计算公式为 （3-m axeed=nIAJ1）式中 Ae-按经济电流密度选择的电缆截面，mm；-正常运行时，通过电缆的最大长时负荷电流，当线路并列运行时，它是指不maxI考虑一条线路故障时的最大负荷电流,A-经济电流密度，A/ mm;edJn-正常运行时，同时并联工作的电缆条数。 2）按长期允许载流量选择电缆截面 当电缆中有电流流过时，必然会使其发热，并且在导线的温度超过其能承受的极限值时，就会使其加速老化，使用寿命缩短或迅速损坏，从而造成漏电或短路事故。为反映导线在确定的环境温度下，不同界面导线承载电流的能力，对它们都规定了长时允

29、许通过的最大电流值7。按长时允许电流选择电缆截面时，应满足下式： （3-pcaKII2）式中 12-环境温度为+25时，电缆的允许载流量；PIK-环境温度不同于+25时，载流量的校正系数；-通过电缆的最大长时工作电流,A.caI 3）按短路电流热稳定性校验电缆截面 4） 按允许电压损失校验电缆截面3.1.6 低压电缆选择原则（1）型号选择原则根据煤矿安全规程要求及采区电气设备电压等级确定低压电缆型号如下：1）对向采煤机、刨煤机等供电的，电压等级为 380V、660V，可选用 MC-0.38/0.66型采煤机橡套软电缆或 MCP-0.38/0.66 型采煤机屏蔽橡套软电缆；对 1140V 采掘工

30、作面，必须采用 MCP-0.66/1.14 型采煤机屏蔽橡套软电缆或 MCPQ-0.66/1.14 型采煤机用屏蔽橡套软电缆。2）对无特殊要求的一般矿井，可选用 MY-0.38/0.66 型矿用移动橡套软电缆或 MYP-0.38/0.66、MYP-0.66/1.14 型矿用移动屏蔽橡套软电缆向工作面其他电气设备供电。3）电缆用于采区和工作面时，一律应选铜芯的，严禁使用铝芯的。4）采区电缆固定敷设时，可采用铠装聚氯乙烯绝缘铜芯电缆或矿用橡套电缆。（2）低压电缆芯线数的确定为防触电，井下各用电设备的外壳均应接地，以形成良好的保护接地网。因此，除铠装电缆可利用其铅包外皮接地外，其他电缆均应具有一条单

31、独的接地芯线。各种电缆的芯线数，随其使用情况不同，可按下述原则确定：1）铠装动力电缆只有 3 条输送电能的主芯线。2）对移动设备供电的橡套电缆，其芯线数可按后述两种情况分别予以考虑：第一，对一般移动设备，如输送机、回柱绞车等，因它们的控制按钮不在工作机械上，故通常可另设控制电缆，此时其供电电缆可选 4 芯的，其中 3 芯作为向电动机供电的主芯线，另一芯线作接地用；第二，对采煤机组、装岩机等移动设备，因它们的控制按钮装在工作机械上，故一般选 6 芯电缆作动力、接地、控制用，有时也可视具体需要，选 7-11 芯的。（3）低压电缆主芯线截面的确定原则:1）电缆正常工作负荷电流（计算值）应等于或小于电

32、缆的长时允许载流量。132）在正常运行时，低压电缆最远端的电压，不应低于电网额定电压的规定值。3）电缆的机械强度应符合用电设备使用场合的要求。4）对距离最远、容量最大的电动机，在重载情况下，应保证其启动端电压不低于额定值得 75%，以便确保磁力启动器有足够的西河电压8。 3.2 高压电缆的选择：（6000V）3.2.1 N1 向移动变电站 B1、B2、B3、B4 供电选用电缆选择1）按经济电流密度选择主截面：需用系数： （3-1185 1085 12982583826NPKW3）max318.5PKW （3-318.50.40.60.453826deK4） cos=0.7 （3-33100.4

33、5 3826 10236.71.732 6000 0.73cosdeNcaNwmKPIAU5）查表：取电力电缆经济电流密度 ，n=1，22.25/edJA mm则经济截面为 （3-caeedIAJ6） （3-2236.71052.25eAmm7）表 3-1 MYPTJ-3.6/6 型矿用移动金属屏蔽监视型软电缆的规格Tab.3-1 MYPTJ-3.6/6 mine mobile metal shielded flexible cable for monitoring specificationsMYPTJ-3.6/6心数标称截面/mm动力线心地线心监视线心14325316/332.533531

34、6/332.5350316/332.5370325/332.5395335/332.53120335/332.53150350/332.5表 3-2 矿用移动类橡套软电缆的载流量Tab3-2 Mine mobile cabtyre cable标称截面/mm 载流量/A标称截面/mm长时允许载流量/A2.528351354375017064670205106395250168512029525110150320根据表 3-1 和 3-2 选择型号为 MYPTJ-3 120+3 50/3+3 2.5 高压橡套电缆，长度L1=1600m。2）按长时最大允许负荷电流校验：查表 MYPTJ-3120+3

35、 50/3+3 2.5 型电缆的长时最大允许负荷电流A 满足 295gI要求。 3）按允许电压损失校验电缆截面：15表 3-3 矿用电缆的单位长度有效值和电抗Tab.3-3 Cable for mine RMS and reactance截面/mm电缆类型阻抗Z0/KM4610162535507095120电阻R05.53.6932.1591.3690.86380.61600.44840.31510.2301矿用低压橡套电缆电抗X00.1010.0950.0920.0900.0880.0840.0810.0780.075电阻R01.2870.8240.5880.4120.2940.2170.1

36、926KV铜芯电缆电抗X00.0940.0850.0780.0750.0720.0690.068查表：MYPTJ-3 120+3 50/3+3 2.5 型电缆 00. 192/RKW00. 068/XKW取负荷的功率因数：cos=0.7 则 tan=1.02 （3-0032323826 1.6(tan ) 100%(0.1920.068 1.02)0.04410106000caNPLURXU8） （3-%0.044 100%4.4%7%U9） 所选 MYPTJ-3 120+3 50/3+3 2.5 型电缆，满足要求。16表 3-4 电力用户供电电压允许变化范围Tab.3-4 Power use

37、r power supply voltage range线路额定电压NU电压允许变化范围35KV 及以下5NU10KV 及以下7NU低压照明-10-+5NUNU 4）按热稳定条件校验电缆截面：短路热稳定校验。满足热稳定条件的最小电缆截面 Amin： （3-minphsstAIC10）式中 -通过电缆的最大短路电流，KA；ssI C-电缆芯线的热稳定系数，铜芯橡套绝缘电缆最高允许温度 200时的 C值为 145； -假想时间pht =+0.05=0.1s+0.1s+0.05=0.25sphtsctbrt式中-短路保护动作时间，井下高压配电装置速断动作时间100ms=0.1s，取sctsct=0.

38、1s；sct -开关动作时间，真空断路器分闸时间=0.1s；brtbrt 0.05-考虑短路电流非周期分量影响增加的时间。电缆首端三相最大短路电流： （3-350 104582336.3sssavSIAU11）电缆最小热稳定截面： （3-22min0.25458215.8120145phsstAImmmmC12）满足热稳定要求。173.3 低压电缆的选择：（1140V）3.3.1 B1 变电站所带设备电缆选择1）B1 移动变电站至 A1.QJZ-1600/1140-8 路开关（供工作面采煤机、转载机、1#乳化液泵、1#喷雾泵）干线电缆选择：按长期允许负荷电流选择电缆截面:需用系数：由公式（2-

39、4）可得 cos=0.7=0.56deK 1185NPKWmax318.5PKW （3-33100.56 1185 10480.11.732 1140 0.73cosdeNcaNKPIAU13）根据计算结果选用 MYP-3 95+1 25 橡套电缆，长时工作电流为 250A 长度为 2 30米，根据机械强度要求，满足供电要求。2）采煤机支线电缆的选择：因采煤机是三台电机和一台行走变压器工作，正常运行电流按 cos=0.850.56deK （3-33100.56 700 10233.61.732 1140 0.853cosdeNcaNwmKPIAU14）采煤机负荷电缆选用：MCP-395+125

40、+325/3 屏蔽加强型千伏级橡套软电缆，长时工作电流为 250A。长度 600 米。按电缆的机械强度符合用电设备使用场所的要求选择截面。符合供电要求，即选用加强型千伏级橡套软电缆。18表 3-5 0.66/1.14KV 及以下移动软电缆的规格Tab.3-5 Below 0.66/1.14KV and mobile flexible cable specifications心数标称截面/mm型号动力线心地线心MY-0.38/0.663414MYP-0.38/0.6636163101103161103251163351163501163701253951253120135MYP-0.66/1.1

41、43150150表 3-6 MCP-0.66/1.14 采煤机软电缆的规格Tab.3-6 MCP-0.66/1.14 coal mining machine soft cable specificationsMCP-0.66/1.14心数标称截面/mm 动力线心地线心控制线心32516-33516310/3350110316/3370116325/3395125325/33120125335/33150135350/33）转载机机支线电缆的选择：转载机额定工作电流为 204A，选用 MYP-395+125 电缆长时工作电流为 250A，长度 400 米。4）1#乳化泵支线电缆的选择：19乳化泵

42、电动机的长时工作电流为 77A，选用 MYP-325+116 电缆的长时工作电流为110A，40 米即可。5）1#喷雾泵支线电缆的选择：喷雾泵电动机的长时工作电流为 30A，选用 MYP-36+16 电缆的长时工作电流为46A，60 米即可。6）B1 供电网络电压损失：按正常运行时计算网络电压损失，校验电缆截面 选用 KBSGZY-1250/6 变压器 %1 . 4dUWPd7200变压器额定负荷压降的百分数： （3-%10drdPUS15） （3-%576. 01012507200%rU16）变压器额定负荷时电抗压降的百分数： （3-22%xdrUUU17） （3-%06. 4576. 01

43、 . 4%22xU18） cos0.7pjsin0.71pj变压器的负荷系数: （3-2eseeIIS19） （3-948. 01250118520）变压器电压损失的百分数 20 （3-%cos%sinBrpjxpjUUU21） （3-%11. 3)71. 006. 47 . 0576. 0(948. 0%BU22）变压器电压损失值为 （3-2%100BBeUUU23） （3-VUB32.3710011. 31200%24） 干线电缆的电压损失:因干线较短 30 米且双线并列压降可不计。 采煤机电缆的电压损失： （3-1131110bbNscbNbAUrLPU25） 取 0.941b （3-3

44、111110700 600 10009742.5 1140 95 0.94NbbscNbbP LUVr U A26）向采煤机供电线路的电压损失为： （3-1%bBUUU27） 满足供电要求8。37.3297134.3139.8UVV 按启动电流计算网络的电压损失效验电缆截面按采煤机启动时的电压损失效验,对 B1 移动变电站供电线路按容量最大供电距离最远的用电设备:电动机最小启动电压为： （3-inQQmeQKUUa28）21取=1.2 =2.5QKQa （3-min1.212008312.5QUV29）启动时工作机械支路电压损失：电动机实际启动电流： （3-m i n8311333923120

45、0QQeQeUIIAU30） （3-ZQQzQrAIU310cos331）取 cos=0.25 Q （3-1.732 923 0.25 100098.9742.5 95zQUV32） 启动时变压器的电压损失：启动时流过变压器的电压损失： （3-22)sinsin()coscos(PJiQQPJiQQbQIIIII33）=转载机、1#乳化泵、1#喷雾泵的额定工作电流之和iI （3-22(923 0.25311 0.7)(923 0.97311 0.71)1202.8bQIA34）启动时变压器负荷功率因数: （3-coscos923 0.25311 0.7cos0.26923791QQiPJbQQ

46、gIIII35）启动时变压器的电压损失： （3-1202.8%(% cos% sin)(0.576 0.264.06 0.98)8.26%601bQbQrxbQbeIUUUI2236） （3-100bQbQbeUUU37） （3-8.26120099.12100bQUV38）MG300/700-WD 型采煤机启动时的电压损失： （3-98.9799.12198.09zQbQUUV39） 198.091200-831=369V 故满足启动要求。3.3.2 B2 变电站所带设备电缆选择1）B2 移动变电站至运顺 A2.QJZ-1600/1140-8 路开关（工作面前运输机、破碎机、3#乳化液泵）干

47、线电缆选择：按长期允许负荷电流选择电缆截面:需用系数： KWPN1085KWP400max有公式（2-6）可得 cos=0.70.62deK （3-33100.62 1085 10486.71.732 1140 0.73cosdeNcaNwmKPIAU40）根据计算结果选用 MYP-3 95+1 25 橡套电缆，长时工作电流为 250A 长度为 2 30米，根据机械强度要求，满足供电要求9。2）工作面前运输机支线电缆的选择：根据长期允许负荷电流 cos=0.8562. 0deK （3-33100.62 400 10147.81.732 1140 0.853cosdeNcaNwmKPIAU41）

48、向单台电动机供电的电缆实际工作电流可取电动机额定电流选择：下电机低速电缆 MYP-3 70+1 25,长度 430 米。下电机高速电缆 MYP-3 95+1 25,长度 430 米。23上电机低速电缆 MYP-3 70+1 25,长度 450 米。上电机高速电缆 MYP-3 95+1 25,长度 450 米。95mm电缆的长时额定电流为 250A，70mm电缆的长时额定电流为 205A，满足供电要求。3）破碎机支线电缆的选择：破碎机电动机的长时工作电流为 97A，选用 MYP-325+116 电缆的长时工作电流为110A，400 米即可。4）3#乳化泵支线电缆的选择：乳化泵电动机的长时工作电流

49、为 77A，选用 MYP-316+110 电缆的长时工作电流为85A，40 米即可。 5）B2 供电网络电压损失：按正常运行时计算网络电压损失，校验电缆截面选用 KBSGZY-1250/6 变压器 %1 . 4dUWPd7200变压器额定负荷压降的百分数：由公式（3-15）可得 （3-7200%0.576%1250 10rU42）变压器额定负荷时电抗压降的百分数：由公式（3-17）可得 （3-%06. 4576. 01 . 4%22xU43） cos0.7pjsin0.71pj变压器的负荷系数:由公式（3-19）得 （3-10850.87125044）变压器电压损失的百分数由公式（3-21）可

50、得 （3-%9 . 2)71. 006. 47 . 0576. 0(87. 0%BU45）变压器电压损失值由公式（3-23）可得24 （3-VUB8 .341009 . 21200%46）干线电缆的电压损失:因干线较短 30 米且双线并列压降可不计。工作面前运输机上电机供电电缆的电压损失：由公式（3-25）可得取 0.941b （3-3111110400 450 10005642.5 1140 70 0.94NbbscNbbP LUVr U A47）向工作面前运输机上电机供电线路的电压损失为：由公式（3-27）可得 满足供电要求。34.85690.8139.8UVV按启动电流计算网络的电压损失

51、效验电缆截面按工作面前运输机启动时的电压损失效验,对 B2 移动变电站供电线路按容量最大供电距离最远的用电设备:（工作面前运输机上电机校验）电动机最小启动电压为：由公式（3-28）可得，取=1.2 =2.5QKQa （3-min1.212008312.5QUV48）启动时工作机械支路电压损失：电动机实际启动电流： （3- m i n.QQeQeUIIAU49）由公式（3-31）可得 取 cos=0.25Q （3-1.732 1042.9 0.25 1000111.842.5 95zQUV50）启动时变压器的电压损失：启动时流过变压器的电压损失：有公式（3-33）可得=工作面前运输机下电机、破碎

52、机和 3#乳化泵的额定工作电流之和iI25 （3-22(1042.9 0.25425 0.7)(1042.9 0.97425 0.71)1427.1bQIA51）启动时变压器负荷功率因数: （3-coscos1042.9 0.25425 0.7cos0.321042.9676QQiPJbQQgIIII52）启动时变压器的电压损失： 1427.1%(% cos% sin)(0.576 0.324.06 0.95)9.6%601bQbQrxbQbeIUUUI （3-53）由公式（3-37）可得 （3-9.61200115.2100bQUV54）SGZ764/800(36S)型刮板运输机机启动时的电

53、压损失： （3-111.8 115.2227zQbQUUV55）2271200-831=369V 故满足启动要求。3.3.3 B3 变电站所带设备电缆选择 1）B3 移动变电站至运顺 A3、A4.QJZ-1600/1140-8 路开关（供工作面后运输机、2#乳化液泵、2#喷雾泵等）干线电缆选择：按长期允许负荷电流选择电缆截面:需用系数： 978NPKWKWP400max由公式（2-8）可得 cos=0.70.64deK （3-33100.64 978 10452.91.732 1140 0.73cosdeNcaNwmKPIAU56）根据计算结果选用 MYP-3 95+1 25 橡套电缆，长时工

54、作电流为 250A 长度为 2 30米，通向 QJZ-1600/1140-8 隔爆兼本质安全型磁力起动器，根据机械强度要求，满足供电26要求。 2）工作面后运输机支线电缆的选择：根据长期允许负荷电流 cos=0.8558. 0deK （3-33100.58 400 101381.732 1140 0.853cosdeNcaNwmKPIAU57）向单台电动机供电的电缆实际工作电流可取电动机额定电流选择：下电机高速电缆 MYP-3 95+1 25,长度 250 米。下电机低速电缆 MYP-3 70+1 25,长度 250 米。上电机高速电缆 MYP-3 95+1 25,长度 450 米。上电机低速

55、电缆 MYP-3 70+1 25,长度 450 米。MYP-3 95 电缆的长时额定电流为 250A，MYP-3 70 电缆的长时额定电流为 205A，电动机的额定电流是 172/251A 满足供电要求。3）皮带运输机支线电缆选择：皮带运输机的长时工作电流为 194A,两台电机选用电缆 MYP-3 70+1 25,长度 350 米。电缆的长时额定电流为 205A;满足供电要求。4）2#乳化泵支线电缆的选择：乳化泵电动机的长时工作电流为 77A，选用 MYP-316+110 电缆的长时工作电流为85A，40 米即可。5）2#喷雾泵支线电缆的选择：乳化泵电动机的长时工作电流为 30A，选用 MYP

56、-36+16 电缆的长时工作电流为46A，60 米即可。 6）B3 供电网络电压损失：按正常运行时计算网络电压损失，校验电缆截面选用 KBSGZY-1250/6 变压器 %1 . 4dUWPd7200变压器额定负荷压降的百分数：由公式（3-15）可得 （3-%576. 01012507200%rU58）27变压器额定负荷时电抗压降的百分数：由公式（3-17）可得 （3-%06. 4576. 01 . 4%22xU59），cos0.7pjsin0.71pj变压器的负荷系数:由公式（3-19）可得 （3-03. 11250129860）变压器电压损失的百分数由公式（3-21）可得 （3-%38.

57、3)71. 006. 47 . 0576. 0(03. 1%BU61）变压器电压损失值为由公式（3-23）可得 （3-VUB56.4010038. 31200%62）干线电缆的电压损失:因干线较短 30 米且双线并列压降可不计。工作面后运输机上电机供电电缆的电压损失：有公式（3-25）可得 取 0.941b （3-3111110400 450 100056.542.5 1140 70 0.94NbbscNbbP LUVr U A63）向工作面后运输机上电机供电线路的电压损失为：由公式（3-27） 满足供电要求。40.5656.597.06117UVV按启动电流计算网络的电压损失效验电缆截面按工

58、作面后运输机启动时的电压损失效验,对 B3 移动变电站供电线路按容量最大供电距离最远的用电设备:（工作面后运输机上电机校验）电动机最小启动电压为：由公式（3-28）可得 取=1.2 =2.5QKQa （3-min1.212008312.5QUV64）启动时工作机械支路电压损失：28电动机实际启动电流： （3-min83115061042.91200QQeQeUIIAU65）有公式（3-31）可得 取 cos=0.25Q （3-1.732 1042.9 0.25 1000111.842.5 95zQUV66）启动时变压器的电压损失：启动时流过变压器的电压损失：有公式（3-33）可得=工作面前运输

59、机下电机机、2#乳化泵 2#喷雾泵等的额定工作电流之和iI （3-22(1042.9 0.25562 0.7)(1042.9 0.97562 0.71)1554.9bQIA67）启动时变压器负荷功率因数: （3-coscos1042.9 0.25562 0.7cos0.351042.9813QQiPJbQQgIIII68）启动时变压器的电压损失： 1554.9%(% cos% sin)(0.576 0.354.06 0.93)10.29%601bQbQrxbQbeIUUUI （3-69）有公式（3-15）可得 （3-10.291200123.48100bQUV70）SGZ764/800(69S

60、)型刮板运输机机启动时的电压损失： （3-111.8 123.48235.28zQbQUUV71）235.281200-831=369V 故满足启动要求。293.4 低压电缆的选择：（660V）1）B4 移动变电站供运顺回顺干线电缆所带设备少、容量小，所以电缆选择如下：2）变电站至运顺低压馈电总开关的电缆选择 MYP-370+125-30m，电缆的额定电流为 205A，符合要求。3）运顺低压馈电开关到绞车磁力起动器的电缆选择 MYP-370+125-150m,电缆的额定电流为 205A，符合要求。4）每台回柱绞车磁力起动器之间选用电缆 MYP-316+110-3m，额定电流为 85A，符合要求

61、。5）变电站到回顺低压馈电总开关选择电缆 MYP-370+125-360m，电缆的额定电流为 205A，符合要求。6）回顺低压馈电总开关到刮板输送机、皮带机、皮带张紧的电缆选择为 MYP-370+125-300m，电缆的额定电流为 205A，符合要求10。304 低压开关的选择4.1 低压开关的选择的依据 根据煤矿安全规程的规定，并满足采煤工作面电力变压器电动机及馈电线路的正常运行及继电保护的条件进行选择。1）5330 工作面供电电压为 1140V 和 660V，所选用低压开关额定电压为 1140V 和660V 两个等级。2）开关的额定电流按电气设备长期工作电流来确定。3）660V 低压馈电总

62、开关及分岐开关选用 KBZ-400 系列，具有短路过流及漏电和漏电闭锁保护欠压保护。1140V 低压分路开关选用 KBZ-630 具有短路过流及漏电和漏电闭锁保护欠压保护。4）控制额定电压 660V 电动机的开关选用 QBZ 系列真空磁力启动器，660V 系列动力联锁开关选用 QJZ-300 真空磁力启动器，保护齐全具有短路、过载、及漏电闭锁保护。5）调度绞车等设备，使用 QBZ-80NF，QBZ-120NF，QBZ-200NF 系列真空可逆转启动器。6）信号、照明选用综合保护装置：具有过流、短路、及漏电，绝缘监视和漏电闭锁保护。7）移动变电站低压开关具有过负荷短路，欠电压，过电压，漏电和漏电

63、闭锁保护功能。8）选用额定电压为 1140V，额定电流为 400A 的 QJZ-1600/1140V-6 路和 QJZ-1600/1140V-8 路组合真空磁力启动器分别控制工作面采煤机，工作面运输机、转载机、破碎机、乳化泵等设备。9）综采工作面选用的低压电气设备一律为隔爆型，本质安全型或隔爆兼本质安全型。 10）各类低压开关的按线喇叭口的数目，要满足电网接线的要求，喇叭口和内径要与所用电缆外径相适应。 11）低压配电开关的分断能力应大于被保护线路三相短路电流11。4.2 各个负荷组开关的选择 1）变电站 B1、B2、B3 所对应的负荷组各个设备所用开关都选择 QJZ-1600/1140V-8

64、31组个真空磁力起动器，各个设备接入不同的端口。起动器总电流为 1600A，每支路最大电流为 450A，符合要求，这种起动器可以控制双速电机，还可以控制双回路双速电动机，灭弧能力强，具有过载、短路、断相漏电闭锁、欠压等保护功能。 2）变电站 B3，皮带机所用之路选用 KBZ-400 型真空隔爆馈电开关，皮带机所用起动器为 QBZ-400 型隔爆真空磁力起动器，B3、B4 皮带信号采用 ZBZ-4.0 矿用隔爆型真空照明信号综合保护装置。所选设备额定电流都符合要求。3）变电站 B4，运顺支路和回顺支路选用 KBZ-400 型矿用真空隔爆馈电开关，回柱绞车选用 QBZ-60 型隔爆真空磁力起动器，

65、绞车信号选用 ZBZ-4.0 矿用隔爆型真空照明信号综合保护装置。刮板输送机和皮带机选用 QBZ-80 型隔爆真空磁力起动器。符合要求。325 短路电流的计算 由于短路后电路阻抗比正常运行时电路阻抗小得多，所以短路电流比正常电流一般都要大几十倍甚至几百倍。这样大的短路电流对供电系统及电气设备会造成很大的危害。例如，强大的短路电流所铲铲的热和电动力效应会使电气设备受到破坏；短路点的电弧可能烧毁电气设备；短路点附近的电压显著降低，使供电受到严重影响或被迫中断12。 根据井下低压电网短路保护装置整定细则对变压器的末端进行最小短路电流计算，以校验保护装置的灵敏系数并根据公式计算变压器最近点的最大短路电

66、流，321.15( )ddIIA校验馈电开关的分断能力。B1、B2、B3、B4 选 6KV 系统的平均电压,1140V 系统平均电压KVUav3 . 61，660V 系统平均电压。KVUav2 . 12KVUav69. 025.1 B1 供电系统的短路电流计算5.1.1 系统电源及各段电缆电阻、电抗值计算 1）系统电源阻抗： （5-1226.30.793850avsySUXS1）2）高压电缆阻抗：查表得 MYPTJ-3 120+3 50/3+3 2.5 高压橡套电缆1w 。00.192/Rkm00.068/Xkm （5-1010.192 1.60.3072WRr L2） （5-1010.068 1.60.1088WXx L3）3）高压侧系统电抗、电缆阻抗折算至移动变电站二次侧 （5-211221.2()0.3072 ()0.01116.3 avwwavURRU4） （5-211221.2() ()(0.79380.1088) ()0.03276.3 avwsywavUXXXU5）334）移动变电站的阻抗：移动变电站 KBSGZY-1250/6/1.2KV，负载损耗，7200NPw短路电