2303供电系统图整定计算书.docx

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2303供电系统图整定计算书

2303大采高工作面供电系统

整定计算书

机电副总：

机电科长：

审核：

计算人：

杜亚玲

编制单位：

寺河矿机电科

编制时间：

2303大采高工作面供电系统整定计算书

一、6KV干线电缆选型计算

1、电缆选型

根据我矿实际供电要求与负荷大小进行6KV电缆选型。

（1）东区集中变电所5#高压开关至电缆三通间采用MYPTJ3.6/63*95+3*25/3+3*2.5型高压电缆L1=1150米；电缆三通至东二集中运输巷胶带机与3301出煤通道胶带机用移变间采用MYPTJ3.6/63*95+3*25/3+3*2.5型高压电缆L2=10米；电缆三通至东二集中皮带巷胶带机用移变处电缆三通间采用MYPTJ3.6/63*50+3*16/3+3*2.5型高压电缆L3=5米；东二集中皮带巷胶带机用移变处电缆三通至东二集中皮带巷胶带机用移变间采用MYPTJ3.6/63*50+3*16/3+3*2.5型高压电缆L4=10米；东二集中皮带巷胶带机用移变处电缆三通至2303顺槽皮带巷胶带机用移变间采用MYPTJ3.6/63*50+3*16/3+3*2.5型高压电缆L5=1400米。

（2）东区集中变电所4#高压开关至电缆三通间采用MYPTJ3.6/63*95+3*25/3+3*2.5型高压电缆L6=3350米；电缆三通至喷雾泵与乳化液泵用移变间采用MYPTJ3.6/63*95+3*25/3+3*2.5型高压电缆L7=10米；电缆三通至采煤机用移变间采用MYPTJ3.6/63*95+3*25/3+3*2.5型高压电缆L8=5米。

（3）东区集中变电所11#高压开关至电缆三通间采用MYPTJ3.6/63*95+3*25/3+3*2.5型高压电缆L9=3350米；电缆三通至工作面输送机用移变间采用MYPTJ3.6/63*95+3*25/3+3*2.5型高压电缆L10=10米；电缆三通至破碎机与转载机用移变间采用MYPTJ3.6/63*95+3*25/3+3*2.5型高压电缆L11=5米。

2、6KV干线电缆电压损失计算

由于电缆的电抗值较小，故在计算电压损失时，只考虑电缆电阻的影响，对电缆电抗值忽略不计。

（1）分析2303工作面供电系统图，5#高压开关供电回路中2303顺槽胶带机用3#移变电压损失最大。

东二集中运输巷胶带机与3301出煤通道胶带机用移变高压侧电流为I1，该移变所带负荷可能同时运行的最大负荷为P1。

P1=1075KW

I1=P1/（1.732Ue）=1075/（1.732*6）=103A

东二集中皮带巷胶带机移变高压侧电流为I2，该移变所带负荷可能同时运行的最大负荷为P2。

P2=827.5KW

I2=P2/（1.732Ue）=827.5/（1.732*6）=79.6A

2303顺槽皮带巷胶带机移变高压侧电流为I3，该移变所带负荷可能同时运行的最大负荷为P3。

P3=831.5KW

I3=P3/（1.732Ue）=831.5/（1.732*6）=80A

查高压系统参数表中高压电缆的电阻值表，得：

MYPTJ3.6/63*95+3*25/3+3*2.5型6KV高压电缆电阻为0.226欧姆/千米；

MYPTJ3.6/63*50+3*16/3+3*2.5型6KV高压电缆电阻为0.429欧姆/千米；

因此，该6KV干线电缆最大电压损失为△U1，

△U1=1.732〔（I1+I2+I3）*L1*0.226+（I2+I3）*L3*0.429+I3*L5*0.429〕cosθ*n

=171.7V

其中：

cosθ为功率因数，n为效率，取cosθ*n为0.85。

（2）分析2303工作面供电系统图，4#高压开关供电回路中采煤机用5#移变电压损失最大。

喷雾泵与乳化液泵用移变高压侧电流为I1，该移变所带负荷可能同时运行的最大负荷为P1。

P1=529KW

I1=P1/（1.732Ue）=529/（1.732*6）=50.9A

采煤机用移变高压侧电流为I2，该移变所带负荷可能同时运行的最大负荷为P2。

P2=1815

I2=P2/（1.732Ue）=1815/（1.732*6）=174.65A

查高压系统参数表中高压电缆的电阻值表，得：

MYPTJ3.6/63*95+3*25/3+3*2.5型6KV高压电缆电阻为0.226欧姆/千米；

因此，该6KV干线电缆最大电压损失为△U2，

△U2=1.732〔（I1+I2）*L6*0.226+I2*L8*0.226〕cosθ*n

=251.68V

其中：

cosθ为功率因数，n为效率，取cosθ*n为0.85。

（3）分析2303工作面供电系统图，11#高压开关供电回路中工作面输送机用6#移变电压损失最大。

工作面输送机用移变高压侧电流为I1，该移变所带负荷可能同时运行的最大负荷为P1。

P1=1400KW

I1=P1/（1.732Ue）=1400/（1.732*6）=134.7A

转载机与破碎机用移变高压侧电流为I2，该移变所带负荷可能同时运行的最大负荷为P2。

P2=630KW

I2=P2/（1.732Ue）=630/（1.732*6）=60.6A

查高压系统参数表中高压电缆的电阻值表，得：

MYPTJ3.6/63*95+3*25/3+3*2.5型6KV高压电缆电阻为0.226欧姆/千米；

因此，该6KV干线电缆最大电压损失为△U3，

△U3=1.732〔（I1+I2）*L9*0.226+I1*L10*0.226〕cosθ*n

=218.1V

其中：

cosθ为功率因数，n为效率，取cosθ*n为0.85。

3、采取措施

（1）东区集中变电所5#高压开关至负荷处最大电压损失为△U1=171.7V，

△U1%=（△U1/Ue）*100%=（171.7/6000）*100%=2.86%≤5%

电缆选用符合使用要求。

（2）东区集中变电所4#高压开关至负荷处最大电压损失为△U2=251.68V，

△U2%=（△U2/Ue）*100%=（251.68/6000）*100%=4.19%≤5%

电缆选用符合使用要求。

（3）东区集中变电所11#高压开关至负荷处最大电压损失为△U3=218.1V，

△U3%=（△U3/Ue）*100%=（218.1/6000）*100%=3.64%≤5%

电缆选用符合使用要求。

考虑到采煤机起动时要求电压不小于3450V，因此需校验采煤机用变压器输出电压能否满足采煤机起动要求。

东区集中变电所4#高压开关至采煤机移变间线路电压损失为△U2=251.68V

变压器输出电压Uout=（Ue-△U2）/（6/3.45）=3305.3V

根据实际情况考虑，在采煤机用变压器输出抽侧进行调节至+5%，则有变压器输出电压为：

Uout’=〔（Ue-△U2）/（6/3.45）〕*105%=3470.5V

满足采煤机起动要求。

二、最小两相短路电流计算

1、东二集中运输巷胶带机与3301出煤通道胶带机用移变所带负荷，以东二集中运输巷卷带电机处短路电流为最小两相短路电流。

从KBSGZY-1250-6/1.2移变至东二集中运输巷卷带电机处有MYP3*95+1*25型电缆280米，MYP3*16+1*10型电缆75米。

根据《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》中表6《电缆长度换算表》，换算为MYP3*50+1*16型电缆374米，查表16《KBSGZY型移动变电站用变压器二次侧电压1200V两相短路电流计算表》，得出最小两相短路电流为Id1

（2）≮2800A。

2、东二集中皮带巷胶带机用移变所带负荷，以东二集中皮带巷卷带电机处短路电流为最小两相短路电流。

从KBSGZY-1000-6/1.2移变至东二集中皮带巷卷带电机处有MYP3*95+1*25型电缆100米，MYP3*16+1*10型电缆75米。

根据《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》中表6《电缆长度换算表》，换算为MYP3*50+1*16型电缆279米，查表16《KBSGZY型移动变电站用变压器二次侧电压1200V两相短路电流计算表》，得出最小两相短路电流为Id2

（2）≮3364A。

3、2303顺槽皮带巷胶带机用移变所带负荷，以备用抽排风机开关处短路电流为最小两相短路电流。

从KBSGZY-1000-6/1.2移变至靠工作面里18.5KW绞车开关处有MYP3*35+1*16型电缆1120米，MYP3*25+1*16型电缆10米，MYP3*16+1*10型电缆150米。

根据《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》中表6《电缆长度换算表》，换算为MYP3*50+1*16型电缆2005米，查表16《KBSGZY型移动变电站用变压器二次侧电压1200V两相短路电流计算表》，得出最小两相短路电流为Id3

（2）≮630A。

从KBSGZY-1000-6/1.2移变至顺槽皮带巷卷带电机处有MYP3*95+1*25型电缆220米，MYP3*16+1*10型电缆75米。

根据《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》中表6《电缆长度换算表》，换算为MYP3*50+1*16型电缆343米，查表16《KBSGZY型移动变电站用变压器二次侧电压1200V两相短路电流计算表》，得出两相短路电流为Id4

（2）≮2950A。

4、工作面泵站用移变所带负荷，以4#乳化液泵站电机处短路电流为最小两相短路电流。

从KBSGZY-1000-6/1.2移变至4#乳化液泵站电机处有MYP3*95+1*25型电缆26米，MYP3*70+1*25型电缆60米。

根据《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》中表6《电缆长度换算表》，换算为MYP3*50+1*16型电缆52米，查表16《KBSGZY型移动变电站用变压器二次侧电压1200V两相短路电流计算表》，得出最小两相短路电流为Id5

（2）≮5800A。

5、采煤机电机处短路电流计算

由公式：

Id

（2）=

R=R1/Kb2+Rb+R2

X=Xx+X1/Kb2+Xb+X2

其中：

Ue=3450V,Kb=1.74

查表得：

Xx=0.2380

查KBSGZY-2000-6/3.45移动变电站技术参数得：

Rb=0.0113欧姆，Xb=0.0324欧姆。

6KV高压电缆的电阻、电抗值，查表得：

3*95mm26KV高压铜芯电缆：

R1’=0.217欧姆/千米

X1’=0.069欧姆/千米

3*120mm2低压铜芯电缆的电阻、电抗值，查表得：

R2’=0.164欧姆/千米

X2’=0.072欧姆/千米

因此，短路回路中一相电阻、电抗值的总和为：

R=R1/Kb2+Rb+R2=（0.217*3.355）/（1.742）+0.0113+0.164*0.45=0.326（欧姆）

X=Xx+X1/Kb2+Xb+X2=0.2380+（0.069*3.355）/（1.742）+0.0324+0.072*0.45

=0.379（欧姆）

两相短路电流为：

Id6

（2）=

=3451A

6、工作面输送机侧电机处短路电流计算

由公式：

Id

（2）=‌‌‌

R=R1/Kb2+Rb+R2

X=Xx+X1/Kb2+Xb+X2

其中：

Ue=3450V,Kb=1.74

查表得：

Xx=0.2380

查KBSGZY-2000-6/3.45移动变电站技术参数得：

Rb=0.0113欧姆，Xb=0.0324欧姆。

6KV高压电缆的电阻、电抗值，查表得：

3*95mm26KV高压铜芯电缆：

R1’=0.217欧姆/千米

X1’=0.069欧姆/千米

3*70mm2低压铜芯电缆的电阻、电抗值，查表得：

R2’=0.277欧姆/千米

X2’=0.075欧姆/千米

因此，短路回路中一相电阻、电抗值的总和为：

R=R1/Kb2+Rb+R2=（0.217*3.36）/（1.742）+0.0113+0.277*0.44=0.374（欧姆）

X=Xx+X1/Kb2+Xb+X2=0.2380+（0.069*3.36）/（1.742）+0.0324+0.075*0.44

=0.380（欧姆）

两相短路电流为：

Id7

（2）=

=3235A

7、工作面转载机、破碎机用移变所带负荷，以转载机电机处短路电流为最小两相短路电流。

从KBSGZY-1000-6/1.2移变至转载机电机处有MYP3*70+1*25型电缆425米。

根据《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》中表6《电缆长度换算表》，换算为MYP3*50+1*16型电缆310米，查表16《KBSGZY型移动变电站用变压器二次侧电压1200V两相短路电流计算表》，得出最小两相短路电流为Id8

（2）≮3100A。

三、移动变电站与低压开关整定

1、1#移变及其负荷低压开关整定

1#移变（东二集中运输巷胶带机与3301出煤通道胶带机用）高压侧采用平阳煤矿机械厂GKDZ-200/6矿用隔爆型高压真空开关，额定电流200A；低压侧采用平阳煤矿机械厂KDZ-630/1140矿用隔爆型真空馈电开关，额定电流630A。

（1）低压侧整定：

低压侧负荷最大总电流：

Ie=Pe/（1.732*Ue*cosθ*n）=1075000/（1.732*1200*0.85）

=608A

Ie/630=0.965，考虑到实际使用负荷大小，长延时过载整定Izg=0.9Ie=567A

考虑到躲过容量最大的电动机起动电流，短路瞬时整定：

Izd=3Ie=1890A

灵敏度系数校验：

Id1

（2）/Izd=2800/1890=1.48≥1.2

（2）高压侧整定：

变压器容量为1250KVA

通过计算：

Ie=Pe/（1.732*Ue）=1250000/（1.732*6）

=120A

Ie/200=0.6，因此，高压侧长延时过载整定：

0.6Ie=120A

短路瞬时整定：

3Ie=600A

（3）1#移变负荷低压开关整定

（3-1）东二集中运输巷胶带机负荷开关采用长治海通开关厂产HT11L1-400Z/1140型组合开关，各电机按额定功率进行整定如下：

负荷名称

额定功率Pe

额定电流Ie

过流整定

短路整定

备注

胶带机驱动电机1

400KW

256A

260A

8Ie

闸电机1

1KW

0.6A

热继电器保护

空气开关

胶带机驱动电机2

400KW

备用

闸电机2

1KW

0.6A

热继电器保护

空气开关

张紧绞车电机

18.5KW

11.8A

120A（*10）

8Ie

保护插件

张紧油泵电机

3KW

1.9A

热继电器保护

空气开关

卷带电机

22KW

14A

140A（*10）

80Ie

除铁器开关

30KW

19.5A

20A

QBZ-80D

照明综保

120W

0.6A（二次侧）

二次侧熔断器保护

IR=1A

（3-2）西北煤机厂的400/200KW双速刮板输送机开关采用两台BQD23-315/1140型磁力起动器，低速Ie低=128A，过流整定为：

Izg低=128A，高速Ie高=256A，过流整定为：

Izg高=256A。

短路保护整定为：

Izd低=8Ie低，Izd高=8Ie高（保护器自整定）

（3-3）3301出煤通道胶带机负荷开关采用长治海通开关厂产HT11L1-400Z/1140型组合开关，各电机按额定功率进行整定如下：

负荷名称

额定功率Pe

额定电流Ie

过流整定

短路整定

备注

胶带机驱动电机1

400KW

256A

260A

8Ie

闸电机1

1KW

0.6A

热继电器保护

空气开关

胶带机驱动电机2

400KW

备用

闸电机2

1KW

0.6A

热继电器保护

空气开关

张紧绞车电机

18.5KW

11.8A

120A（*10）

8Ie

保护插件

张紧油泵电机

3KW

1.9A

热继电器保护

空气开关

卷带电机

22KW

14A

140A（*10）

80Ie

照明综保

180W

1A（二次侧）

二次侧熔断器保护

IR=1A

2、2#移变及其负荷低压开关整定

（1）2#移变（东二集中皮带巷胶带机用）低压整定：

2#移变高压侧采用平阳煤矿机械厂GKDZ-200/6矿用隔爆型高压真空开关，额定电流200A；低压侧采用平阳煤矿机械厂KDZ-630/1140矿用隔爆型真空馈电开关，额定电流630A。

低压侧负荷最大总电流：

Ie=Pe/（1.732*Ue*cosθ*n）=827500/（1.732*1200*0.85）

=468A

Ie/630=0.743，考虑到实际使用负荷大小，长延时过载整定Izg=0.8Ie=504A

考虑到躲过容量最大的电动机起动电流，短路瞬时整定：

Izd=3Ie=1890A

灵敏度系数校验：

Id1

（2）/Izd=3364/1890=1.78≥1.2

（2）高压侧整定：

变压器容量为1000KVA

通过计算：

Ie=Pe/（1.732*Ue）=1000000/（1.732*6）

=96.2A

Ie/200=0.481，因此，高压侧长延时过载整定：

0.5Ie=100A

短路瞬时整定：

3Ie=600A

（3）2#移变负荷低压开关整定

东二集中皮带巷胶带机负荷开关采用长治海通开关厂产HT11L1-400Z/1140型组合开关，各电机按额定功率进行整定如下：

负荷名称

额定功率Pe

额定电流Ie

过流整定

短路整定

备注

胶带机驱动电机1

400KW

256A

260A

8Ie

闸电机1

1KW

0.6A

热继电器保护

空气开关

胶带机驱动电机2

400KW

256A

260A

8Ie

闸电机2

1KW

0.6A

热继电器保护

空气开关

张紧绞车电机

18.5KW

11.8A

120A（*10）

8Ie

保护插件

张紧油泵电机

3KW

1.9A

热继电器保护

空气开关

卷带电机

22KW

14A

140A（*10）

80Ie

照明综保

900W

4.8A（二次侧）

二次侧熔断器保护

IR=6A

3、3#移变及其负荷低压开关整定

（1）3#移变（工作面顺槽皮带巷胶带机用）低压整定：

3#移变高压侧采用平阳煤矿机械厂GKDZ-200/6矿用隔爆型高压真空开关，额定电流200A；低压侧采用平阳煤矿机械厂KDZ-630/1140矿用隔爆型真空馈电开关，额定电流630A。

低压侧负荷最大总电流：

Ie=Pe/（1.732*Ue*cosθ*n）=831500/（1.732*1200*0.85）

=471A

Ie/630=0.748，考虑到实际使用负荷大小，长延时过载整定Izg=0.8Ie=504A

考虑到躲过容量最大的电动机起动电流，短路瞬时整定：

Izd=3Ie=1890A

灵敏度系数校验：

Id1

（2）/Izd=3000/1890=1.59≥1.2

（2）高压侧整定：

变压器容量为1000KVA

通过计算：

Ie=Pe/（1.732*Ue）=1000000/（1.732*6）=96.2A

Ie/200=0.481，因此，高压侧长延时过载整定：

0.5Ie=100A

短路瞬时整定：

3Ie=600A

（3）3#移变负荷低压开关整定

（3-1）靠工作面里18.5KW绞车开关处短路电流为最小两相短路电流Id3

（2）=630A，采用线路中分馈电开关进行保护，过流整定为Iz=25A（该馈电开关根据负荷大小进行整定），灵敏度系数校验：

Id3

（2）/（8Iz）=630/（8*25）=3.15≥1.2

（3-2）18.5KW绞车开关采用QBZ-80D/1140V磁力起动器，Ie=12A，

过流整定为：

Iz=12A

（3-3）工作面顺槽皮带巷胶带机负荷开关采用长治海通开关厂产HT11L1-400Z/1140型组合开关，各电机按额定功率进行整定如下：

负荷名称

额定功率Pe

额定电流Ie

过流整定

短路整定

备注

胶带机驱动电机1

400KW

256A

260A

8Ie

闸电机1

1KW

0.6A

热继电器保护

空气开关

胶带机驱动电机2

400KW

256A

260A

8Ie

闸电机2

1KW

0.6A

热继电器保护

空气开关

张紧绞车电机

18.5KW

11.8A

120A（*10）

8Ie

保护插件

张紧油泵电机

3KW

1.9A

热继电器保护

空气开关

卷带电机

22KW

14A

140A（*10）

80Ie

照明综保

750W

4A（二次侧）

二次侧熔断器保护

IR=5A

4、4#移变及其负荷低压开关整定

（1）4#移变（乳化液泵与喷雾泵用）低压整定：

4#移变高压侧采用平阳煤矿机械厂GKDZ-200/6矿用隔爆型高压真空开关，额定电流200A；低压侧采用平阳煤矿机械厂KDZ-630/1140矿用隔爆型真空馈电开关，额定电流500A。

低压侧负荷最大总电流：

Ie=Pe/（1.732*Ue*cosθ*n）=529000/（1.732*1200*0.85）

=299A

Ie/500=0.598，考虑到实际使用负荷大小，长延时过载整定Izg=0.6Ie=300A

考虑到躲过容量最大的电动机起动电流，短路瞬时整定：

Izd=3Ie=1500A

灵敏度系数校验：

Id1

（2）/Izd=5800/1500=3.87≥1.2

（2）高压侧整定：

变压器容量为1000KVA

通过计算：

Ie=Pe/（1.732*Ue）=1000000/（1.732*6）

=96.2A

Ie/200=0.481，因此，高压侧长延时过载整定：

0.5Ie=100A

短路瞬时整定：

3Ie=600A

（3）4#移变负荷低压开关整定

喷雾泵开关采用BQD23-315/1140型磁力起动器，每台喷雾泵额定功率Pe=125KW，额定电流Ie=80A，过流整定为：

Iz=80A，短路整定为：

8Ie（保护器自整定）

乳化液泵开关采用BQD23-315/1140型磁力起动器，每台乳化液泵额定功率Pe=250KW，额定电流Ie=160A，过流整定为：

Iz=160A，短路整定为：

8Ie（保护器自整定）

照明综保负荷的额定功率为910W，采用二次侧熔断器保护，二次负荷的额定电流为Ie=4.87A，由公式：

IR=1.2Ie，选取二次侧熔断器IR=6A。

5、5#移变及其负荷低压开关整定

（1）5#移变（采煤机用）低压整定：

低压侧采用赛特PBE3004开关，450A，3300V三路输出。

低压侧负荷最大总电流：

Ie=Pe/（1.732*Ue*cosθ*n）=1815000/（1.732*3300*0.85）

=375A

Ie/450=0.83，考虑到实际使用负荷大小，长延时过载整定Izg=0.8Ie=360A

考虑到躲过容量最大的电动机起动电流，短路瞬时整定：

Izd=4Ie=1800A

灵敏度系数校验：

Id6

（2）/Izd=4159/1800=2.31≥1.2

（2）5#移变（采煤机用）高压整定：

高压侧采用平阳煤矿机械厂的GKDZ-200/6型高压开关，额定电流为315A。