230移动变电站供电设计.docx

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230移动变电站供电设计

-230临时变电站供电设计

编制单位：

机电科

编制人：

杨廷勤

编制日期：

2012年8月21日

-203临时变电站供电设计

为确保我矿井下采煤、掘进等生产工作的有序进行和生产接续需要，经矿生产调度会研究决定，需在-203水平安设一座-203临时变电站。

为保证供电安全可靠和矿井安全生产，结合现场实际情况，按照要求，特制定-203临时变电供电设计：

第一章变压器容量的选择

1、为了正确地设计-203移动变电站供电系统，首先对-203临时变电站设计供电负荷情况进行统计。

表1：

-203临时变电站设计供电负荷统计表

地点

负荷名称

每台电动机工作额定容量（KW）

工作

电动机

台数

设备

总容量（KW）

额定电压（V）

cosФ

-266

轨道下山

调度绞车

40

1

40

660

0.86

-203

溜子道

SGB-420/40Z型刮板输送机

40

1

40

660

0.87

-203

溜子道

SGB-420/40Z型刮板输送机

40

1

40

660

0.87

五部皮带

STD800-55

55

1

55

660

0.86

-380

临时泵房

MD85-45×6型离心式排水泵

110

1

110

660

0.81

2、变压器容量的计算公式:

Sb=∑PN

（1）

式中：

Sb—所计算的电力负荷的总视在功率，KVA；

∑PN—由变压器供电的每一台用电设备的额定功率之和（不包括备用设备），KW；

cosф—由变压器供电的用电设备的加权平均功率因数；

Kr—需用系数，按单体支架各用电设备无一定顺序启动的一般机组工作面选取。

Kr=0.286+0.714

（2）

式中：

Ps—最大电动机的功率，KW

因-203临时变电站选用KBSGZY—400/6/0.69型变压器一台向设备供电，根据表2炮采工作面（缓倾斜煤层）的需用系数Kr=0.4～0.5,平均功率因数cosф=0.6，则按式

（1）计算电力负荷总视在功率

S=∑PN

式中∑PN为-203临时变电站设计用电设备额定功率之和（不包括备用）即∑PN=40+40+40+55+110=285KW，Kr取0.5，将以上数值代入公式

S=285

=237.5KVA

负荷率β=237.5/400=71.3%，故选用KBSGZY—400/6/0.69型变压器能够满足要求。

表2：

井下用电设备的需用系数及平均功率因数表

井下负荷名称

Kr

cosф

备注

综采工作面

0.7

Kr可按

式

（2）计算

一般机械化工作面

0.6～0.7

炮采工作面（缓倾斜煤层）

炮采工作面（急倾斜煤层）

0.4～0.5

0.6

掘金工作面

0.3～0.4

0.6

架线电机车

0.45～0.65

0.9

蓄电池电机车

0.8

0.9

输送机

0.5

0.7

井底车场

无主排水设备

0.6～0.7

0.7

有主排水设备

取计算功率

第二章：

电缆截面的选择

（一）选择电缆截面必须满足的条件

1、电缆的正常工作负荷电流等于或小于电缆允许持续电流。

2、对距-203临时变电站最远的-380临时泵房MD85-45×6型离心式多级排水泵起动时，应保证电动机能够正常起动。

3、正常运行时，电动机的端电压不低于额定电压的7%—10%，由于用电设备一般属于间歇性负荷，允许在正常运动时的电压可略低一些，一般电缆截面取决于起动情况。

4、电缆末端的最小二相短路电流应大于馈电开关整定电流值的1.5倍。

（二）、电缆实际工作电流的计算

Pmax=Kr﹒∑PN（3）

式中:

Pmax—干线电缆所供负荷的计算功率，KW；

Kr—需用系数；

∑PN—干线电缆所供的电动机额定功率之和，KW。

干线电缆中通过的工作电流：

Ig=

（4）

式中：

UN—电网额定电压，V；

cosφ—平均功率因数，见表1

1、按式（4）计算供电-266轨道下山调度绞车的干线电缆工作电流，已知UN=660V，Kr=0.5,cosφ=0.6,∑PN=40KW,将数据代入公式得

IW=

=29.2A＜113A

因此，运输巷选用MY-3×25+1×10型电缆能够满足要求。

2、按式（4）计算供电-203溜子道第一部刮板输送机电动机的干线电缆工作电流，已知UN=660V，Kr=0.5,cosφ=0.6,∑PN=40KW,将数据代入公式得

IW=

=29.2A＜113A

因此，运输巷选用MY-3×25+1×10型电缆能够满足要求。

3、按式（4）计算供电-203溜子道第二部刮板输送机电动机的干线电缆工作电流，已知UN=660V，Kr=0.5,cosφ=0.6,∑PN=40KW,将数据代入公式得

IW=

=29.2A＜113A

因此，运输巷选用MY-3×25+1×10型电缆能够满足要求。

4、按式（4）计算供电五部胶带输送机电动机的干线电缆工作电流，已知UN=660V，Kr=0.5,cosφ=0.6,∑PN=55KW,将数据代入公式得

IW=

=40.1A＜138A

因此，运输巷选用MY-3×35+1×16型电缆能够满足要求。

5、按式（4）计算供电五部胶带输送机电动机的干线电缆工作电流，已知UN=660V，Kr=0.5,cosφ=0.6,∑PN=110KW,将数据代入公式得

IW=

=80.2A＜138A

因此，运输巷选用MY-3×35+1×10型电缆能够满足要求。

（三）按正常运行时允许电压损失校验电缆截面

井下低压电网的总电压损失应由三部分组成，即：

变压器的电压损失，干线电线的电压损失和支线电缆所产生的电压损失，因此井下低压电网的总电压损失便可按下式进行计算

∑△U=△Ub+△U1+△U2（5）

式中：

∑△U——供电系统的总电压损失，V；

△Ub——变压器中的电压损失，V；

△U1——干线电缆中的电压损失，V；

△U2——支线电缆中的电压损失，V；

1、变压器的电压损失

Sb=237.5KVA

Pb=237.5×0.6=142.5KW

Qb

=190KVar

△Ub

=22.1v

式中：

Rb—变压器的每相线圈电阻值，Ω；

Xb—变压器的的每相线圈电抗值，Ω。

2、干线电压中的电压损失

（1）、供电-266轨道下山调度绞车电动机的干线电压中的电压损失

供电线路选用选用3×25+1×10电缆长度260m

Δug1=

=

=13.1V

（2）、供电-203溜子道第一部刮板输送机电动机的干线电压中的电压损失

供电线路选用选用3×25+1×10电缆长度100m

Δug2=

=

=5.1V

（3）、供电-203溜子道第二部刮板输送机电动机的干线电压中的电压损失

供电线路选用选用3×25+1×10电缆长度160m

Δug3=

=

=8.1V

（4）、供电五部胶带输送机电动机的干线电压中的电压损失

供电线路选用选用3×35+1×16电缆长度380m

Δug4=

=

=18.7V

（5）、供电-380临时泵房MD85-45×6型离心式多级泵电动机的干线电压中的电压损失

供电线路选用选用3×70+1×25电缆长度400m

Δug5=

=

=19.7V

3、支线电压中的电压损失

（1）、供电-266轨道下山调度绞车电动机的支线电压中的电压损失

供电线路选用选用3×25+1×10电缆长度3m

△Uz1

=0.2V

（2）、供电-203溜子道第一部刮板输送机电动机的支线电压中的电压损失

供电线路选用选用3×25+1×10电缆长度10m

△Uz2

=0.5V

（3）、供电-203溜子道第二部刮板输送机电动机的支线电压中的电压损失

供电线路选用选用3×25+1×10电缆长度10m

△Uz3

=0.5V

（4）、供电五部胶带输送机电动机的支线电压中的电压损失

供电线路选用选用3×10+1×6电缆长度10m

△Uz4

=1.7V

（5）、供电-380临时泵房MD85-45×6型离心式多级泵电动机的支线电压中的电压损失

供电线路选用选用3×50+1×16电缆长度30m

△Uz5

=2.1V

4、供电系统的总电压损失

（1）、供电-266轨道下山调度绞车电动机总电压损失

∑△U=△Ub+△Ug1+△z1=22.1+13.1+0.2=35.4V＜63V

故选用电缆符合要求。

（2）、供电-203溜子道第一部刮板输送机电动机总电压损失

∑△U=△Ub+△Ug2+△z2=21.+5.1+0.5=27.7V＜63V

故所选电缆满足要求。

（3）、供电-203溜子道第二部刮板输送机电动机总电压损失

∑△U=△Ub+△Ug2+△z2=221.+8.1+0.5=30.7V＜63V

故所选电缆满足要求。

故所选电缆满足要求。

（4）、供电五部胶带输送机电动机总电压损失

∑△U=△Ub+△Ug2+△z2=221.+18.7+1.7=42.5V＜63V

故所选电缆满足要求。

（5）、供电-380临时泵房MD85-45×6型离心式多级排水泵电动机总电压损失

∑△U=△Ub+△Ug2+△z2=22.1+19.7+2.1=43.9＜63V

故所选电缆满足要求。

第三章：

供电系统图

附.图1：

-203临时变电站供电系统设计图

第四章：

设备计算整定、灵敏度校验

1、KBSGZY-400/6/0.69型变压器二次侧出口端的短路电流Id1计算

变压器的二次电压690V，容量400KVA按50MVA计算，系统电抗Xx=0.0095Ω,6kv电缆35mm2L=0.3km,Ro=0.612Ω/km,Xo=0.064Ω/km；电缆电阻Rg=0.612×0.3=0.1836Ω，电抗Xg=0.064×0.3=0.0192Ω；变压器电阻Rb=0.009Ω,电抗Xb=0.0532Ω。

∑R=Rg/Kb2+Rb=0.1836/8.72+0.009=0.01239Ω

∑X=Xx+Xg/kb2+Xb=0.0095+0.0192/8.72+0.0532=0.06296Ω

Id1

（2）

=

=5376A

2、馈电开关过流、短路保护整定

（1）、1#、2#馈电开关过流、短路保护整定

Pe=40KW,Ue=660V，Ie=46A

过流整定：

Iz1≥Ie=50A

短路整定：

Iz2=400A

（2）、3#、4#馈电开关过流、短路保护整定

Pe=40KW,Ue=660V，Ie=46A

过流整定：

Iz1≥Ie=60A

短路整定：

Iz2=600A

（3）、5#、6#馈电开关过流、短路保护整定

Pe=40KW,Ue=660V，Ie=46A

过流整定：

Iz1≥Ie=60A

短路整定：

Iz2=600A

（4）、7#、8#、9#馈电开关过流、短路保护整定

Pe=110KW,Ue=660V，Ie=126.5A

过流整定：

Iz1≥Ie=130A

短路整定：

Iz2=800A

（5）、10#、11#馈电开关过流、短路保护整定

Pe=55KW,Ue=660V，Ie=63.3A

过流整定：

Iz1≥Ie=70A

短路整定：

Iz2=400A

（6）、12#馈电开关过流、短路保护整定

Pe=110+40+40+40+55=285KW,Ue=660V，Ie=287.5A

过流整定：

Iz1≥Ie=300A

短路整定：

Iz2=1000A

3、真空启动器过流整定、校验

（1）、1#真空启动器过流整定、校验

Pe=40KW,Ue=660V，Ie=46A

过流整定：

Iz1≤Ie=45A短路保护整定：

Iz2=8Ie=360A

校验：

Id1/Iz2=5376÷360=14.9﹥1.2

（2）、2#真空启动器过流整定、校验

Pe=40KW,Ue=660V，Ie=46A

过流整定：

Iz1≤Ie=45A短路保护整定：

Iz2=8Ie=360A

校验：

Id1/Iz2=5376÷360=14.9﹥1.2

（3）、3#真空启动器过流整定、校验

Pe=40KW,Ue=660V，Ie=46A

过流整定：

Iz1≤Ie=45A短路保护整定：

Iz2=8Ie=360A

校验：

Id1/Iz2=5376÷360=14.9﹥1.2

（4）、4#真空启动器过流整定、校验

Pe=110KW,Ue=660V，Ie=126.5A

过流整定：

Iz1≤Ie=120A短路保护整定：

Iz2=8Ie=960A

校验：

Id1/Iz2=5376÷960=5.6﹥1.2

（5）、5#真空启动器过流整定、校验

Pe=55KW,Ue=660V，Ie=63.3A

过流整定：

Iz1≤Ie=60A短路保护整定：

Iz2=8Ie=960A

校验：

Id1/Iz2=5376÷960=5.6﹥1.2

4、照明信号、煤电钻综保的整定值，原边为3-5A，副边为10-15A即可。

第五章：

按短路电流校验电缆的热稳定性

I∞（3）=1.15Id1

（2）=1.15×5376=6182.4A

Smin=I∞（3）

=6182.4×

=21.3mm2＜35mm2

式中：

Smin—电缆的最小横截面积，mm2；

I∞（3）—三相短路电流稳态值,A；

tf—短路电流的假想时间，s，取tf=0.25s；

C—电缆的热稳定系数，根据查表可得知电缆芯线绝缘材料为橡胶（导体材质为铜，短路最高允许温度为200℃时），取C=145。

由上述计算可见，电缆最小的热稳定截面积为21.3mm2,小于所选截面35mm2，故该电缆的热稳定要求能够满足。