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采区供电计算及设备选择校验 I、供电系统的确定 一、确定原则采区供电系统是根据采区机械设备布置图拟定的，应符合安全、经济、操作可靠、保护齐全、便于捡修等项要求。其原则如下 1．保证供电可靠，力求减少使用开关、起动器、使用电缆的数量应最少，原则上一台起动器控制一台设备。 2．采区变电所动力变压器超过一台以上时，应合理分配变压器负荷，通常一台变压器负担一个工作面用电设备。 3．变压器最好不并联运行。 4．配电点电气保护设备应齐全、灵敏可靠，分断能力满足负荷要求。 5．工作面配电点最大容量电动机用的起动器应靠近配电点进线以减小起动器之间连接电缆的截面。 6．供电系统尽量减少回头供电，系统设置要合理。 7．本设计根据供电系统的拟定原则和设备布置图的特点，采用干线式供电。 二、本系统用电设备负荷例表计算 地点 机组 设备 名称 设备组号 系数 额定功率 额定电压 效率 cosφ 左六电变电所 水泵 压风机 150D-305 MVF-10/7 2 2 110KW2 55KW2 0.69V 0.69V 0.89 0.89 0.86 0.86 14层左六电 201 风机 DBKJ-11 1 11KW 0.69V 0.89 0.86 14层右六电 202 风机 DBKJ-11 1 11KW 0.69V 0.89 0.86 合计 6 352KW Ⅱ供电设备的选择及校验 一、 变压器容量、台数、型号的确定 1、变压器容量计算 依据公式SB∑PCKX/cosΦdi（2-1） 式中SB变压器的计算需用容量KVA ∑PC连接到变压器总计用电设备的额定容量KW KX需用系数查负荷计算所用系数表KX0.4 cosΦdi加权平均功率因数，查负荷计算所用系数表cosΦdi0.6（掘进工作面） 代入得SB3520.4/0.6234.67KW 2、变压器的选择 根据计算结果，选用一台KS9-250KVA/6KV或SC8-260/6矿用隔爆型变压器便能满足要求。但现有一台KS9-315KVA/6KV矿用隔爆型变压器正在使用，所以不在改用变压器。 3、变压器的主要技术参数 变压器 型号 容量 KVA 额定电压KV 额定电流 A 损耗W 阻抗电压U1 空载电压U2 连接组标志 高压 低压 高压 低压 空载 短路 KS9-315/6 315 6 0.69 30. 8 260 1600 6070 4.09 1.9 Y/Y-12 二、 低压电缆的选择 1、选择原则 ① 选择电缆型号要符合煤矿安全规程规定。 ② 在正常工作时，电缆芯线的实际温升不得超过绝缘所允许的最高温升，为此，流过芯线的实际最大长时工作电流小于或等于所允许的负荷电流（橡套电缆允许温升是65℃，铠装电缆允许温升是80℃）； ③ 正常时电缆网络的实际电压损失不得大于网络所允许的电压损失， ④ 电缆的机械强度必须满足要求，对于干线电缆，必须首先按长期允许电流选择，然后再按允许电压损失计算校验电缆截面； ⑤ 对于低压电缆，由于低压网络短路电流较小，按上述方法选择的电缆截面热稳定性和电动力稳定性均能满足要求，因此，不必再进行短路时的热稳定校验。 2、电缆型号的确定 ① 干线电缆采用不延燃橡套电缆； ② 移动式和手动式电气设备使用专用的不延燃橡套电缆； ③ 固定敷设的照明、通讯、信号和控制用的电缆，为不延燃橡套电缆或矿用塑料电缆，非固定敷设的采用不延燃橡套电缆。 3、电缆长度的确定根据拟定的供电系统，确定系统中各段的电缆长度。在确定电缆长度时，固定橡套电缆按10余量考虑；铠装电缆按5余量考虑；移动设备用的橡套电缆的长度，除应按实际使用长度选取外，必须增加一段机头部分的活动长度，约3～5米左右。 4,电缆截面的确定;①电缆的正常工作负荷电流必须等于或小于电缆持续电流； ②正常运行时，电动机的端电压不低于额定电压的5～10； ③电缆末端的最小两相短路电流大于馈电开关整定电流的1.5倍； ④ 对橡套电缆需要考虑电缆机械强度要求的最小截面。 5、电缆芯线数的确定 ①动力用橡套电缆选用四芯； ②当控制按钮不装在工作机械上，采用四芯电缆； ③橡套电缆的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼作其他用途。 6、电缆截面选择计算 ①按持续允许电流选择电缆的截面。 a.矿用橡套电缆载流量如下表 主芯线截面mm2 4 6 10 16 25 35 50 70 长期允许电流A 36 46 64 85 113 138 173 215 b.电动机供电电流计算向单台或两台电动机供电的电流计算，其实际工作电流可取电动机额定电流或两台电动机额定电流之和；向三台或三台以上电动机供电时，其干线电缆的工作电流应根据这些电动机的计算容量来求得电缆的工作电流，计算公式如下 IgΣPeKx103 /31/2cosΦdiUe 式中Ig干线电缆的工作电流A ΣPe配电点供电的电动机额定功率之和352kw Kx需用系数，取0.4 Ue电网额定线电压V，Uc660V cosΦdi电动机的加权平均功率因数0.6 代入Ig3520.41000/6600.6 205.29A c. 动力电缆截面的选择上述计算结果也是流过1号线的实际工作电流。为满足两相短路电流继电保护的要求，选用U370＋116规格的橡套电缆即为合格。 同理流过2、3、4号线的实际工作电流分别为220.58312.83A、3300.583192.46A;12.83A，根据计算结果，为满足 两相短路电流继电器保护的要求分别选用335110、U370116、U335110规格的橡套电缆即为合格。 d.电器设备负荷线电缆的选择①流过5号线、6号线的实际工作电流为Ig111.1512.65A，根据计算结果按机械强度选用U31618规格的橡套电缆，满足允许电流的要求 同理7、8号线选用U335110、U31618规格的橡套电缆满足持续允许电流的要求。②按运行时的电压损失确定电缆截面电压损失有三部分组成，即变压器的电压损失ΔUb，干线电线的电压损失ΔUc，支线电缆的电压损失ΔUz。电压总损失 ΣΔUΔUbΔUcΔUz， 660伏供电系统中允许电压损失 ΔUyUbe-Udy690-6600.9563V a.变压器的电压损失计算 ΔUb（）SB/Se（URcosΦdi UxsinΦdi）（） 式中 ΔUb变压器的计算容量，SB234.67KVA； Se变压器的二次额定容量，Se315KVA； Ube变压器的二次电压，Ube690V； UR变压器的电阻压降百分数查表UR1.9； Ux变压器的阻抗压降百分数查表Ux4.09， 当cosΦdi0.6时，则sinΦdi0.8，代入得 ΔUb（）234.67/315（1.90.64.090.8）（） 0.745（1.143.272）3.3 将变压器电压损失的百分数值化为电压损失ΔUb为 b.干线电缆中的电压损失值计算 依据公式ΔUcΣPcKxLK（）Uc/100 式中ΔUc主干线电缆电压损失V ΣPc配电点供电的电机额定功率之和，ΣPc352KW L主干线电缆实际长度KM，L0.015KM Kx需用系数，掘进工作面取Kx0.4 K每千瓦一公里负荷矩的电压损失系数，按选用电缆截面70mm2与网络额定电压Uc660V，cosΦdi0.6，查K0.087， 代入得ΔUc3520.40.0150.087660/100 1.213V c.支线电缆中的电压损失计算 依据公式ΔUzΣPzKxLK（）Uc/100 式中ΔUc支线电缆电压损失V Pz支线电机实际功率之和，Pz22KW L支线电缆长度，L0.21KM Kx需用系数，掘进工作面取Kx0.4 K每千瓦一公里负荷矩的电压损失系数，按选用电缆截面35mm2与网络额定电压Uc660V，cosΦdi0.6，查K0.155， 代入得ΔUz220.40.0210.155660/100 1.89V d.供电系统的电压损失值计算 按前述 ΣΔUΔUbΔUcΔUz22.681.2131.8925.78V＜63V 总的电压损失值小于供电系统允许电压损失值，故选用的电缆是合格的。 三 低压开关的选择 1、选择原则根据煤矿安全规程规定，各种不同类型的矿用低压开关，应按沼气等级和有无煤尘爆炸危险及其使用地点的通风条件来确定使用范围。 ①矿用一般型开关适用于无沼气和煤尘爆炸危险的矿井和无沼气突出的井底车场及主要进风巷道中。矿用增安型开关适用于和煤尘爆炸危险的矿井进风巷道和通风良好的硐室中。 ②矿用隔爆型开关适用在有沼气突出矿井的任何地点和有沼气及煤尘爆炸危险的矿井的采区进风巷道、回风巷道以及掘进工作面，矿用本质安全型和矿用隔爆兼本质安全型开关的应用范围同矿用隔爆型开关。 ③选用矿用低压开关时，其额定电压必须大于或等于被控制线路的额定电压，其额定电流要大于或等于被控制线路的负荷长期最大实际工作电流，同时应根据控制线路需要选定过流保护继电器的整定电流值。 ④矿用低压防爆开关的接线喇叭口数目及内径要符合受控制线路所选用电缆的条数及外径要求，一个喇叭口上允许接一条电缆。 ⑤ 矿用低压防爆开关使用地点的海拔高度不得超过1000M，环境温度不得超过35℃，环境相对湿度不得大于953，垂直面斜度不得大于15，同时在周 围介质中不得有使重金属腐蚀和绝缘损坏的气体存在，不得有水及其他液体侵入。6,应选用先进真空型;具有过载、短路、欠压,失压、漏电检测、漏电闭锁功能 的开关。 2.低压开关型号的确定①低压矿用防爆型真空馈电开关型号的确定及技术数据a.根据矿用防爆开关选择原则，采区工作面配电点作为低压配送电线路，选用型号为KBZ系列；b.主要技术数据表; 型号 额定电压V 额定电流A 过流继电器额定电流A 过流继电器 整定电流A 极限分断能力A KBZ-400 660 400 400 400，600，1200 7500 KBZ-200 660 200 200 200，300，600 7500 ②低压防爆型磁力起动器的确定及技术数据a.型号确定根据矿用防爆开关选择原则和受控机械的操作要求，，此选用型号为QBZ-80、QBZ-120、QBZ-200；b.主要技术数据表 型号 额定 电流A 额定 电压V 控制 项目 主线路控制保护 名称 型号 极限分断能力A 隔离开关分断能力A QBZ-80 80 660 起动 停止 电子 保护 JDB80G 2500 320 QBZ-120 120 660 起动 停止 电子 保护 JDB120G 2500 360 QBZ-200 200 660 起动 停止 电子 保护 JDB200G 4500 600 四 低压电缆及低压开关的校验 1 低压电缆短路电流的计算低压电网短路电流计算短路电流的大小是计算过电流保护装置的一个重要依据，利用图表法计算两相短路电流的步骤①选择短路点 每一个开关保护范围内最远的地方是短路电流最小的地方,是保护装置可靠动作点;②根据阻抗相等的原则,将不同截面电缆换算成同一截面,求得各段电缆的换算 长度,根据换算长度查表求得两相短路电流值。③两相短路电流表 短路点 电缆截面及长度 换算长度 总换算长度 M KS9-315电压660V 两相短路电流值A 截面mm2 长度M Kn Ln d0 0 4870 d1 70 15 0.724 7 35 210 1.43 300 35 10 1.43 14 16 10 3.12 31 352 1708 d2 70 15 0.724 7 70 15 0.724 7 35 10 1.43 14 16 10 3.12 31 59 3920 2 低压开关继电器保护装置的整定校验 ① 保护装置的整定要求a.选择性好保护装置动作时，保证只切断故障部分的电路，其他部分仍能正常工作。b.动作可靠电动机起动或正在运行时保护装置不 能误动作，当电动机或线路发生短路或过负荷时，保护装置可靠动作。c.动作灵敏在保护范围内发生最小两相短路电流时，保护装置可靠动作。 ②熔 断器选用原则a.熔断器的额定电压与电网的额定电压相符，一般等于或稍大于电网的额定电压；b.熔断器的额定电流要大于或等于所有负荷的最大长时电流， 在一定额定电压的熔断器中，可以装设几种额定电流不同的熔体。c.熔体额定电流的选择要保证当保护范围出现最小两相短路电流时很快熔断，而负荷中超过电动 机最大起动电流时不会熔断。③低压开关过电流继电器的整定a.单台电动机按下式计算IZ≥IQe式中IZ过电流继电器动作电流整定值A，IQe电动机额定起动电流A；b.同时起动多台电动机按下式计算IZ≥ΣIQe，式中ΣIQe同时起动多台电动机额定起动电流之和A；c.多台电动机时，可按下式计算IZIQeΣIe，式中IQe容量最大的电动机额定起动电流或几台电动机额定同时起动电流之和A，ΣIe其余电动机额定电流之和A；d.灵敏度校验KsId（2）/Iz≥1.5，式中Id（2）保护范围内的最小两相短路电流A，1.5灵敏度系数。 ④ 电流脱扣器保护装置的整定及校验（1）KBZ-400动力控制馈电开关整定Iz11025521.15404.8A，取600A，校验 Ks3920/6006.5≥1.5合格。开关（2） ，KBZ-200动力控制馈电开关整定Iz221.15250.60A，取200A，校验Ks1708/2008.54≥1.5合格。 ⑤JDB- 80G、120G电子保护器的整定及校验开关（4）QBZ-80整定Iz111.1512.65A，取15A，校验 Ks1708/15113.87≥1.5合格。开关（3）QBZ-120，整定Iz551.1563.25A，取100A，校验Ks3920 /10039.2≥1.5合格。 ⑥熔断器保护装置的整定及校验 a.保护支线电缆时，鼠笼型电动机熔体额定电流为IRIQC/1.8～2.5。式中IQC被保护电动机的额定启动电流A，对于经常启动或重载启动时取2.0； b.按最小两相短路电流进行校验Ks Id（2）/Iz≥4～7式中Id（2）被保护电缆干线或支线距变压器最远端的两相短路电流。IR选用熔体的额定电流A；4～7为保证熔体及熔断器的系数，当电压为660V时，熔体额定电流为100A以下时，系数取7；熔体额定电流为125A时，系数取6.4；熔体额定电流为160A时，系数取5；熔体额定电流为200A时，系数取4。 c.开关（3），QBZ120控制压风机 IRIQC/1.8～2.5192.5/2.096.25A，100A以下取7。 校验Ks Id（2）/Iz3920/10039.2＞7合格。 经过验算，全部满足要求。