采区供电设计培训教案

采区供电设计培 训 教 案

矿井供电电压等级

按照规定，矿井供电系统选用的电压等级有：

 (1)35kV--矿井地面变电所变电电压。

 (2)10kV或6 kV--井下高压配电电压和高压电动机的额定电压。

 (3)3kV或1 140V--综合机械化采煤工作面电气设备的额定电压。

 (4)660V--井下低压电网的配电电压。

 (5)380V--地面和小型矿井井下低压电网的配电电压。

 (6)220V--地面和井下新鲜风流大巷的照明电压。

 (7)127V--照明、信号、手持式电气设备、电话的最高限额电压。   

 (8)36 V--井下没备控制回路的电压。

 (9)直流250 V、550 V--直流架线电机车常用额定电压。

目前，我国井下供电方式主要有：干线式、辐射式、混合式、移动变电站四种。

井下各配电电压和各种电气设备的额定电压等级如下；

高压不应超过10000V；

低压不应超过1140V

照明、手持式电气设备的额定电压和电话、信号装置的额定供电电压，都不  应超过127V；

远距离控制线路的额定电压不应超过36V。

井下低压网络的标准电压等级及其相应的平均电压为：

标准电压／V  127  380  660  1140  3300  6000

平均电压／V  133  400  690  1200  3460  6300

对采煤工作面的供电方式一般应遵循下述原则：

ａ．对综采工作面的用电设备应采用1140V及以上电压供电，且在工作面的回风巷或进风巷设置移动变电站。

ｂ．对普采工作面尽可能采用1140V电压供电，在技术条件允许的情况下，可由采区变电所直接供电。也可在工作面回风巷或进风巷设置移动变电站。

ｃ．对炮采工作面，除特殊情况外，一般不设置移动变电站，可采用1140V或660V电压供电。如果需要，也可同时采用两种电压供电。

负荷统计

①设备布置图

在全面分析用电设备的前提下，画出采区机电设备布置图或绘在采区巷道布置图上。

为了清楚起见，图中有关机电设备标出1、2、3、4等序号，在图外则应注明相应序号所代表的机电设备名称。

采区负荷统计表

在采区机电设备布置图的基础上，作出采区负荷统计表。

采区用电设备负荷统计表(示例)

供电系统图的绘制

根据前述的计算及原则，进行供电系统图的绘制。最后将绘制的系统图以插图的形式附于说明书中。

实际负荷分组计算

采区的负荷计算采用需用系数法，用需用系数法求取计算负荷的基本公式为：

ST=

式中：ST ——一组用电设备的计算负荷，                      kVA；

 ΣPe ——具有相同需用系数的一组用电设备的额定负荷(功率)之和(不包括备用设备)，kW；

Kx——需用系数(见附表)；

cosψ——一组用电设备的加权平均功率因数。

综采工作面的需用系数，可按照下面的经验公式进行计算

kx ＝0.4＋0.6

如为一般机组采煤，金属个体支架的工作面可按下式计算需用系数。

kx＝0.286 ＋0.714

采区动力变压器的选择

根据上式计算得出的分组负荷容量进行变压器型号选择，最终选择出的变压器容量应大于该组用电设备的计算负荷。SN > ST

移动变电站的选择

移动变电站的选择，包括位置选择及设备选型。

移动变电站的位置选择，一般放在工作面的上、下风巷内。应主要考虑下述三方面：

①所处巷道内便于运输、顶底板条件良好、无淋水。

②尽量靠近大的用电设备，有条件的情况下，尽可能与液压泵站联合布置。

③距离采区变电所尽可能近，以减少高压电缆长度。

长时允许电流选择低压电缆截面

公式Ig=

电压损失

变压器工作的电压损失

式中S变压器的实际负荷KVA

Se变压器的容量KVA

Ur变压器绕组的电阻压降百分比

Ur%=           

Ux变压器绕组的电抗压降百分比

Ux%=

线路的电压损失

 △UL=Ig·L1(RL1 COS+XL1Sin)

总的电压损失

   △U=△UB+△UL

短路点的短路电流

Id (2)

ΣR=RB+RL

ΣX=XB+XL

开关整定与校验

 Iz≥IQe+KxΣIe

K=                        >1.5

供电设计步骤

供电设计目的

设备布置图、供电系统图

负荷统计

变压器选择

电缆的选择

短路点的短路电流

开关整定与校验

Ⅱ467机联巷供电设计为例

一、设计说明：

在Ⅱ467机巷放置三台630KVA移变，6KV高压来自246下部变电所，1#移变1140V供转载机、破碎机，2#移变660V供2×110皮带机和Ⅱ467机巷2×75皮带机和75KW链板机，3#移变660V供2467机联巷2×75皮带机和2466机巷150皮带机和两部75KW链板机等设备。

二、附： Ⅱ467机巷供电系统图（1140V、660V）、设备布置图

三、负荷统计

四、变压器选择

1#变压器验算

        变压器的计算容量   ST=

        式中Kx =1

                COSΨ取0.7

        ΣPe各电机额定功率之和ΣPe=310KW

         ST=1×310/0.85=365KVA

        选用KBSGZY-630/6 6/0.69KV移动变电站一台， 满足要求。

2#变压器验算

变压器的计算容量   ST=

   

   式中Kx =0.4+0.6×220/527.5=0.65

            COSΨ取0.7

    ΣPe各电机额定功率之和ΣPe=527.5KW

     ST=0.65×527.5/0.7=489KVA

    选用KBSGZY-630/6 6/0.69KV移动变电站一台， 满足要求。

3#变压器验算

变压器的计算容量   ST=

   

    式中Kx =0.4+0.6×150/421.5=0.61

           COSΨ取0.7

      ΣPe各电机额定功率之和ΣPe=421.5KW

         ST=0.61×421.5/0.7=418KVA

     选用KBSGZY-630/6 6/0.69KV移动变电站一台， 满足要求。

电缆的选择

1、高压电缆选型计算

按长时允许工作电流进行电缆截面选择

     Ig=

按经济电流密度选择电缆截面

选择MYPJT-3.6/6.-3*95+3*35/3+3*4型电缆其允许载流量为335A大于121A。

按电缆的热稳定性检验电缆截面

按电压损失校验电缆截面

满足要求。

根据长时工作电流选择低压电缆

3、正常工作的电压损失

1）1#变压器电压损失

正常工作时变压器的电压损失

式中：S----变压器的实际负荷KVA；

             Se----变压器的额定容量KVA；

         Ur%---变压器绕组的电阻压降百分比；

Ur%=       =            =0.73

 Ux----变压器绕组的电抗压降百分比。

Ux%=                    =                          =5.5

变压器的电压损失

变压器的电压损失压器的电压损失

2#  、3#变压器电压损失同上

电缆线路的电压损失

△UL1=       Ig·L1(RL1 COSψ+XL1Sinψ)

=      ×200×0.12（0.23×0.12×0.7+0.075×0.12×0.714）

=1.1V

1#变压器电压损失：

△U=△UB1+△UL1 =26+1.1=27.1 < （1190-0.9×1140）=164V

短路点的短路电流

d1    点Id1（2） =                          

=1200/0.282=4255A

 ΣR=RB1+RL1 =0.0167+0.12×0.23=0.044Ω

    ΣX=XB1+XL1 =0.1246+0.12×0.075=0.134Ω

1#照明综保：

 Id1（2） =                                 =133/6.66=20.0A

ΣR=(0.0056+0.6×0.315/2)*(133/690)2

+0.19+0.3×10.42=3.320Ω

ΣX=(0.0415+0.6×0.078/2)*(133/690)2+0.25=0.252Ω

开关整定

开关（1）Ie = 200A

Iz≥IQe +Kx∑Ie =800+80=880A 

取Iz=1000A

K=             =4255/1000=4.3>1.5   

   满足要求

1#照明综保开关

                     =0.1  取Ir=2A

K8=         =        =10 > 4       满足要求