《变电所供电设计》doc版.docx

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《变电所供电设计》doc版煤矿机电专业毕业论文785水平采区变电所供电设计一、785水平采区变电所供电概况785水平采区变电所6kv高压供电，电源取自725水平中央变电所6KV不同母线侧高压开关。

根据采区巷道布置，要使采区变电所能顺利的通过运输平巷向整个采区（采煤工作面）进行供电。

在回风上山和运输上山联络巷处，低压供电距离合理，并且不必移动采区变电所就能对8101采区的采煤、8102掘进及回采等进行供电。

所以把采区变电所布置在回风上山和运输上山联络巷处。

二、785水平采区变电所供电系统的拟定

（一）、785水平采区变电所高压供电电源回路数的确定785水平采区变电所供电的2趟6KV电源，取自725中央变电所不同母线侧的高压开关。

（二）、拟定采区供电系统的原则1、采区高压供电系统的拟定原则

（1）、双电源进线的采区变电所，应设置电源进线开关；

（2）、采区变电所的高压馈出线宜用专用的开关。

2、采区低压供电系统的拟定原则

（1）、在保证供电安全可靠的前提下，力求所用的设备最省；

（2）、原则上一台起动器只能控制一台设备；（3）、当采区变电所动力变压器超过一台时，应合理分配变压器负荷；（4）、变压器最好不要并联运行；（5）、从变电所向各配电点或配电点到用电设备采用辐射式供电，上山及顺槽运输机采用干线式供电；（6）、工作点配电点最大容量电动机的起动器应靠近配电点进线；（7）、电系统应尽量避免回头供电；（8）、区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中，掘进工作面的局部通风机组都应实行三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电；（9）、局部通风机和掘进工作面中的电气设备必须装有风电闭锁装置。

在瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中的所有掘进工作面应装设两闭锁（风电闭锁、瓦斯电闭锁）实施。

（三）、785水平采区变电所主要出线概况1、785皮带巷胶带运输机、运巷辅助设备（绞车、水泵等）由设立在785胶带顺槽车场处的移动变电站供电，该配电点高压电源取自785采区变电所5#高压开关。

2、8101综采工作面风巷辅助设备（绞车、水泵等）电源由设立在8101回风顺槽车场处的移动变电站供电，该配电点高压电源取785采区变电所6#高压开关。

3、8101综采工作面的采煤机、大溜运输机、破碎机、装载机、乳化液泵站、喷雾泵等设备由设立在8101胶带顺槽的移动变电站供电。

移动变电站高压电源引自785采区变电所10#高压开关。

785采区变电所供电系统详见附后供电系统图。

三、785水平采区变电所负荷统计与变压器选择

（一）、785采区变电所负责8101综采工作面生产、8102掘进、785轨道巷运输、排水、胶带巷运输等。

整个785采区变电所共使用7台移动变电站和3台干式变压器。

其中：

1、8101综采工作面运巷使用的三台移动变电站,均安设在距工作面切眼150米处的电气列车上；主要负责8101运巷2#皮带往里至工作面切眼大型电气设备的供电。

2、两台移动变电站安设在785胶带顺槽车场,主要负责785胶带巷皮带、排水泵、绞车及8101运巷1#皮带机的供电。

3、其余两台移动变电站分别设在8101风巷巷口及8102运巷巷口。

4、785采区变电所夲室内设有变压器3台，两台为风机专用变压器，一台为夲室低压和照明变压器及变电所外辅助运输绞车供电。

（二）、负荷统计：

见785采区变电所总负荷统计表（表一）1、变压器容量计算及选择：

（1）、8101工作面1140V系统供电总负荷∑Pe=556+315*2+110+160+200*2+45+100+320=2321KW按下式计算电力负荷总视在功率:

Sbj=∑Pe×Kr÷COSΦj式中：

Sbj---指移动变电站的计算容量（KVA）∑pe---指设备的额定功率之和（KW）COSΦj--指综放工作面设备的平均功率因数取0.7Kr---需用系数取0.75Sbj=2321×0.75÷0.7=2487（KVA）根据上述计算结果和工作面实际负荷分配,选择1台KBSGZY-1600/6/1.2KV型移动变电站和1台KBSGZY-1000/6/1.2KV型移动变电站。

具体负荷分配见附后图。

7#、8#移动变电站总视在功率为:

Sbj=2487KVA7#移动变电站总负荷：

∑Pe=1226KWSbj=1226×0.75÷0.7=1313.5KVA负荷率：

β=1313.5÷1600×100％＝82.09％8#移动变电站总负荷：

∑Pe=675KWSbj=675×0.75÷0.7=723KVA负荷率：

β=723÷1000×100％＝72.3％

（2）、785胶带运输机负荷计算∑Pe=（160+160+25*2+10）*2=760KW按下式计算电力负荷总视在工功率:

Sbj=∑Pe×Kr÷COSΦj式中：

Sbj---指移动变电站的计算容量（KVA）∑pe---指设备的额定功率之和（KW）COSΦj--指综放工作面设备的平均功率因数取0.7Kr---需用系数,取0.75Sbj=760×0.75÷0.7=814（KVA）根据计算结果和工作面实际负荷分配,选择1台KBGZY-630/6/1.2KV型移动变电站和一台KBGZY-500/6/1.2KV型移动变电站。

4#移动变电站总负荷为:

∑Pe=380KWSbj=407KVA负荷率：

β=407÷630×100％＝64.6％3#移动变电站总负荷为:

∑Pe=380KWSbj=407KVA负荷率：

β=407÷500×100％＝81.4％（3）、8101工作面运巷2#皮带电机、辅排水、皮带张紧车、信号、拉列电绞车等辅助设备负荷计算∑Pe=160*2+25*4+4*2+40+18.5+11.4=497.5KW按下式计算电力负荷总视在工功率:

Sbj=∑Pe×Kr÷COSΦj式中：

Sbj---指移动变电站的计算容量（KVA）∑pe---指设备的额定功率之和（KW）COSΦj--指综放工作面设备的平均功率因数取0.7Kr---需用系数0.75Sbj=497.9×0.75÷0.7=533.46KVA根据计算结果和工作面实际负荷分配,选择1台KBGZY-630/6/1.2KV型移动变电站。

9#移动变电站总负荷为:

∑Pe=497.9KWSbj=533.46KVA负荷率：

β=533.46÷630×100％＝84.7％（4）、8102掘进工作面运巷及辅切排水等辅助设备负荷计算∑Pe=30+30+30+30+90+45+45+45+30+30=405KW按下式计算电力负荷总视在工功率:

Sbj=∑Pe×Kr÷COSΦj式中：

Sbj---指移动变电站的计算容量（KVA）∑pe---指设备的额定功率之和（KW）COSΦj--指综放工作面设备的平均功率因数取0.7Kr---需用系数0.75Sbj=405×0.75÷0.7=434KVA根据计算结果和工作面实际负荷分配,选择1台KBGZY-630/6/1.2KV型移动变电站。

11#移动变电站总负荷为:

∑Pe=405KWSbj=434KVA负荷率：

β=434÷630×100％＝69％（5）、8101工作面风巷绞车、排水负荷计算∑Pe=45+75+45+45+45=255KW按下式计算电力负荷总视在工功率:

Sbj=∑Pe×Kr÷COSΦj式中：

Sbj---指移动变电站的计算容量（KVA）∑pe---指设备的额定功率之和（KW）COSΦj--指综放工作面设备的平均功率因数取0.7Kr---需用系数0.75Sbj=255×0.75÷0.7=273KVA根据计算结果和工作面实际负荷分配,选择1台KBSG-315/6/1.2KV型干式变压器。

5#移动变电站总负荷为:

∑Pe=255KWSbj=273KVA负荷率：

β=273÷315×100％＝86.7％（6）、785采区变电所变压器负荷计算6.1∑Pe=4+75+11.4*2+40+55+25=221.8KW按下式计算电力负荷总视在工功率:

S=∑Pe×Kr÷COSΦj式中：

Sbj---指移动变电站的计算容量（KVA）∑pe---指设备的额定功率之和（KW）COSΦj--指综放工作面设备的平均功率因数取0.7Kr---需用系数0.75Sbj=221.8×0.75÷0.7=237.6KVA根据计算结果和工作面实际负荷分配,选择1台KBGZY-315/6/0.69KV型干式变压器。

1#干式变压器总负荷为:

∑Pe=221.8KWSbj=237.6KVA负荷率：

β=237.6÷315×100％＝75.4％6.2∑Pe=30KW按下式计算电力负荷总视在工功率:

S=∑Pe×Kr÷COSΦj式中：

Sbj---指移动变电站的计算容量（KVA）∑pe---指设备的额定功率之和（KW）COSΦj--指综放工作面设备的平均功率因数取0.7Kr---需用系数0.75Sbj=30×0.75÷0.7=32.1KVA根据计算结果和工作面实际负荷分配,选择1台KBSG-100/6/0.69KV型干式变压器。

10#干式变压器总负荷为:

∑Pe=30KWSbj=32.1VA负荷率：

β=32.1÷100×100％＝32.1％6.3∑Pe=30KW按下式计算电力负荷总视在工功率:

S=∑Pe×Kr÷COSΦj式中：

Sbj---指移动变电站的计算容量（KVA）∑pe---指设备的额定功率之和（KW）COSΦj--指综放工作面设备的平均功率因数取0.7Kr---需用系数0.75Sbj=30×0.75÷0.7=32.1KVA根据计算结果和工作面实际负荷分配,选择1台KBSG-100/6/0.69KV型干式变压器。

2#干式变压器总负荷为:

∑Pe=30KWSbj=32.1VA负荷率：

β=32.1÷100×100％＝32.1％四、785水平采区变电所计高低压电缆线路选择算4.1785采区变电所总负荷统计表:

（表一）设备名称规格型号设备台数电机数每台电机额定量（KW）设备总额定容量KW额定电压（KV）负荷系数额定功率因数cosφtgφ有功功率KW移变KBSGZY-160015160/110/200*2/55612261.140.750.71.02920移变KBSGZY-100015160*2/315*2/459951.140.750.71.02746移变KBSGZY-63019160*2/25*3/18.5*2/75/4511.30.660.750.71.02383移变KBSGZY-31513110/4/75/18.5207.50.660.750.71.02156移变KBSGZY-63016160*2/25/11.4*2/4371.80.660.750.71.02279移变KBSGZY-63011030*6+90+45*34050.660.750.71.02304移变KBSGZY-50015160*2/25*2/103800.660.750.71.02285干变KBSG-315174/11.4*2/25/40/55/75221.80.660.750.71.02166干变KBSG-1001215*2300.660.750.71.0222.5干变KBSG-1001215*2300.660.750.71.0222.5合计10544378.44.2电缆长度的确定：

（表二）由公式Ls=K×L线路名称1#干变2#干变3#移变4#移变5#移变7#移变8#移变9#移变10#干变11#移变线路长度（m）1116.5220165330133113421320221650式中：

L---巷道长度K---增长系数（橡套电缆取1.1,铠装取1.05）4.3电缆截面的选择校验:

移动变电站高压电缆的选择（按最大负荷7#、8#移变选，负荷率为0.8，平均功率因数为0.7为例）a、按经济电流密度选择电缆截面：

A=Im.n÷IedIm.n——线路正常工作时的最大长时工作电流，AIed——经济电流密度，A/mm2（取2.25年工作小时为3000--5000时）故：

Im.n=Ica=Pca÷1.732÷Un÷COSΦj=1226*0.8÷0.7÷1.732÷6=134.8（A）A=134.8÷2.25=59.9mm2故选MYPTJ-3*50型电缆b、按电压损失校验:

高压配电线路的允许电压损失为5%其允许电压损失：

△Uy=6000×5%=300V移动变电站高压电缆正常工作时的电压损失为：

△U=L（Pr0+Qx0）/Un=1.33×（1226×0.8×0.491+919.5×0.8×0.081）÷6=119.95V>、>介绍的计算方法为数学模型，用合肥明信煤矿供电计算、绘图与管理软件进行计算。

井下短路电流计算分为两种方法来计算，对于可以查表得到计算结果的采用查表方法来计算，不能查表得到计算结果的利用计算方法计算短路电流；6KV高压供电方式用计算方法计算短路电流。

1选择短路保护装置的整定电流时，需计算两相短路电流值，可公式计算：

式中——两相短路电流，A；、——短路回路内一相电阻、电抗值总和，Ω；——根据三相短路容量计算的系统电抗——矿用变压器的变压比。

——高压电缆的电阻，电抗值,Ω——低压电缆的电阻，电抗值,Ω

（1）785采区变电所最小运行方式的参数计算:

785采区变电所母线的短路容量（MVA）:

90.4106785采区变电所母线系统电抗（Ω）:

Xs=1.21944高压线路的平均电压（KV）:

6.3配电点名称:

785本室干式变压器短路点名称:

785本室315KVA干式变压器变压器型号:

KBSGZY-315/6/1.2变压器容量（KVA）:

315一次侧电压（KV）:

6.3二次侧平均电压（kV）:

1.2变压器折算到一次侧电阻（Ω）:

0.011475变压器折算到一次侧电抗（Ω）:

0.107389785变电所至配电点第一段高压电缆型号:

MYPTJ-3X50长度（km）:

0.01每公里电阻（Ω）:

0.305每公里电抗（Ω）:

0.089第一段高压线路电阻（Ω）:

Rh1=0.21045电抗（Ω）:

Xh1=0.06141第一段高压线路总电抗（Ω）:

Xz1=Xs+Xh1=1.28085第一段高压线路总电阻（Ω）:

Rz1=0.21045第一段高压线路总阻抗（Ω）:

Rxf1=Sqrt（xh1*xh1+rh1*rh1）=1.29802第一段线路末三相短路电流（KA）:

Id31=up/（1.732（Sqrt（Rz1*Rz1+Xz1*Xz1）））=4.67046第一段线路末二相短路电流（KA）:

Id21=0.866*Id31=4.04462第一段线路末三相短路容量（MVA）:

Sd1=84.937变压器二次侧母线三相短路容量（MVA）:

Sd2=78.4216变压器二次侧折算到一次侧三相短路电流（KA）:

Id3=4.3122变压器二次侧折算到一次侧二相短路电流（KA）:

Id2=3.73436

（2）配电点名称:

8101运巷短路点名称:

8101运巷1600移变高压侧变压器型号:

KBSGZY-1600/6/1.2变压器容量（KVA）:

1600一次侧电压（KV）:

6.3二次侧平均电压（kV）:

1.2一次侧电压（KV）:

6.3二次侧平均电压（kV）:

1.2变压器折算到一次侧电阻（Ω）:

0.011475变压器折算到一次侧电抗（Ω）:

0.107389785变电所至配电点第一段高压电缆型号:

MYPTJ-3X50长度（km）:

0.12每公里电阻（Ω）:

0.305每公里电抗（Ω）:

0.089第一段高压线路电阻（Ω）:

Rh1=0.21045电抗（Ω）:

Xh1=0.06141第一段高压线路总电抗（Ω）:

Xz1=Xs+Xh1=1.28085第一段高压线路总电阻（Ω）:

Rz1=0.21045第一段高压线路总阻抗（Ω）:

Rxf1=Sqrt（xh1*xh1+rh1*rh1）=1.29802第一段线路末三相短路电流（KA）:

Id31=up/（1.732（Sqrt（Rz1*Rz1+Xz1*Xz1）））=4.07205第一段线路末二相短路电流（KA）:

Id21=0.866*Id31=3.52639第一段线路末三相短路容量（MVA）:

Sd1=74.0542变压器二次侧母线三相短路容量（MVA）:

Sd2=65.3146变压器二次侧折算到一次侧三相短路电流（KA）:

Id3=3.59148变压器二次侧折算到一次侧二相短路电流（KA）:

Id2=3.11022（3）配电点名称:

8101运巷短路点名称:

8101运巷1000移变高压侧变压器型号:

KBSGZY-1600/6/1.2变压器容量（KVA）:

1000一次侧电压（KV）:

6.3二次侧平均电压（kV）:

1.2一次侧电压（KV）:

6.3二次侧平均电压（kV）:

1.2变压器折算到一次侧电阻（Ω）:

0.011475变压器折算到一次侧电抗（Ω）:

0.107389785变电所至配电点第一段高压电缆型号:

MYPTJ-3X50长度（km）:

0.12每公里电阻（Ω）:

0.305每公里电抗（Ω）:

0.089第一段高压线路电阻（Ω）:

Rh1=0.21045电抗（Ω）:

Xh1=0.06141第一段高压线路总电抗（Ω）:

Xz1=Xs+Xh1=1.28085第一段高压线路总电阻（Ω）:

Rz1=0.21045第一段高压线路总阻抗（Ω）:

Rxf1=Sqrt（xh1*xh1+rh1*rh1）=1.29802第一段线路末三相短路电流（KA）:

Id31=up/（1.732（Sqrt（Rz1*Rz1+Xz1*Xz1）））=4.07205第一段线路末二相短路电流（KA）:

Id21=0.866*Id31=3.52639第一段线路末三相短路容量（MVA）:

Sd1=74.0542变压器二次侧母线三相短路容量（MVA）:

Sd2=65.3146变压器二次侧折算到一次侧三相短路电流（KA）:

Id3=3.59148变压器二次侧折算到一次侧二相短路电流（KA）:

Id2=3.110222查表法获得短路点短路电流值：

六、785水平采区变电所保护接地系统1、785采区变电所保护接地系统的装设原则：

根据《煤矿安全规程》《矿山电力装置设计规范》和《矿井保护接地装置的安装、检查、测定工作细则》的要求，785采区变电所保护接地系统必须遵循以下原则：

1）36V以上的由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架等，都必须有保护接地。

2）铠装电缆的金属铠装层、橡套电缆的接地芯线等均须接地。

3）所有需要接地的电气设备，均应通过其专用的连接导线直接与接地网或铠装电缆的金属铠装层、铅护套相连接，禁止将几台设备串联接地，禁止将几个极地部分串联。

4）每个装有电气设备的硐室和配电点应设置辅助接地母线。

5）每个装有电气设备的硐室、每个（套）单独装设的高压电气设备、每个低压配电点、连接动力铠装电缆的每个接线盒都必须装设局部接地极。

6）电缆的接地芯线，除用作监测接地回路外，不能兼作其他用途。

2、785采区变电所接地保护装置的安装和连接：

1）高压馈电开关、干式变压器、综保、馈电开关必须装设主接地极和辅助接地极，干式变压器、综保、馈电开关的主、辅助接地极母线采用5×50的扁钢与接地极连接，搭接面积不小于100mm2。

主、辅助接地极之间的间距不得小于5M。

2）综保、干式变压器的高、低压侧橡套电缆的接地芯线接到接线腔的接地端子上，馈电开关进出口的橡套电缆的接地芯线接到接线腔的接地端子上。

设备外壳的接地螺钉用50mm2的镀锌钢绞线并用铜线鼻压接后接到主接地母线；供检漏继电器试验用的辅助接地芯线应采用断面不小于10mm2的矿用橡套电缆与辅助接地母线连接。

3）高压电缆接线盒外壳的接地，应将接线盒上的接地螺钉和局部接地极用50mm2镀锌钢绞线连接，4）高压电缆接线盒腔内的接地，橡套电缆应将专用接地芯线和接线盒内接地螺钉连接。

5）高压开关的接地可直接将其外壳的接地螺钉接到接地母线上，橡套电缆应将专用接地芯线和接线盒内接地螺钉连接，禁止把高压开关的底脚螺栓当作外壳的接地螺钉使用。

七、785水平采区变电所布置设置在785胶带大巷的采区变电所，周围20米范围内全部喷浆。

硐室放置13台高压开关、三台干式变压器、九台馈电开关、两台综合照明保护，硐室内放置的电气设备距煤墙距离不得少于800mm。

785采区变电所应按要求配备消防用具。

在采区变电所内两侧距电气设备不小于3米的区域分别装设局部接地极和辅助接地极，接地极实行挂牌管理。

所有移动电气设备必须全部上架摆放，且开关架的尺寸、大小必须与电气设备相符合，开关架的统一高度为300mm。

开关周围文明生产必须合格，不能有任何杂物。

各类电气设备、配电点必须粘贴和悬挂各类标志牌和警示牌，且警示牌和标志牌必须与实际相符。

现场应悬挂供电系统图，且绘制标准规范，与实际相符。

风电、瓦斯电闭锁齐全可靠。

八、785水平采区变电所电缆敷设1、在水平巷道或倾角在30°以下的巷道中，电缆应用专用电缆钩按电压降序（监测监控线、通讯线、照明信号电缆、660V动力电缆、1140V动力电缆、10KV电力电缆）自上而下依次悬挂在巷道人行道侧（监测监控线和电话线可同挂一钩），电缆应吊挂整齐，不得出现死弯、不相互交叉、不盘圈、不落地，电缆间距不小于50mm。

1）严禁用铁丝吊挂电缆，沿巷电缆沟悬挂点间距均匀且不超过1.6m；2）沿皮带机道、溜子机道中敷设的电缆，悬挂高度最低点不得影响人员通行。

用水平钩固定敷设在巷道顶部的电缆，最低点与人行路面垂直距离不小于1.9m，并保证在电缆坠落时不会落在运输机上；固定敷设在巷帮的电缆，最上层电缆距离顶板100mm-200mm，电缆钩最低点与人行路面垂直距离不小于1.0m，并不得影响人员通行。

3）在轨道运输巷敷设的电缆，悬挂高度最低点与轨面竖直距离不小于2.6m；当运输轨道巷电缆敷设较多，巷帮空间不能满足要求时，必须用平钩将剩余电缆紧帖顶板悬挂。

所有电缆的敷设必须保证在矿车掉道时电缆不受撞击、在电缆坠落时不落在轨道或运输机上。

4）横跨运输轨道的电缆必须平行敷设，并采用平钩或桥架紧贴顶板吊挂。

5）集中敷设的电缆必须用规格统一的电缆钩悬挂，电缆较多时须使用特制多钩。

2、穿墙电缆敷设应加装