电工课程设计---采区供电系统设计

课程设计说明书题目：采区供电系统设计学号：姓名：班级：指导老师：目录一、概述............................................ - 1 -二、采区变电所变压器的选择.......................... - 1 -三、高压电缆的选择.................................. - 3 -四、高压配电装置的选择.............................. - 5 -（一）高压总进线配电装置的选择................... - 5 - （二）各分路高压配电装置的选择................... - 6 -五、所变及移动变电站低压馈电开关的选择.............. - 6 -六、各分馈开关出线干线橡套电缆的选择................ - 6 -七、高低压开关的整定值的计算....................... - 11 -（一）低压馈电开关整定值的计算.................. - 11 - （二）高压配电装置整定值的计算.................. - 12 -八、供电系统图中所标各短路点的两相短路电流 ......... - 14 -九、设计采区供电系统线路图......................... - 16 -十、设计小结.................................. - 18 -采区供电系统设计一、概述焦作矿区某煤矿随着开采深度的进一步加深，为延长矿井的使用服务年限，现准备开采六号煤层。

根据该煤矿井田的布置，将井田范围内的六号煤层分为两个采区，即C16和C26采区。

该矿生产技术部门已经把C26采区的工作面设计完成。

现根据开采设计对C26区的供电系统进行设计。

采区供电计算在开拓系统、采煤方法及采区生产机械确定之后才能进行。

在进行计算时，根据巷道布置、采区变电所的位置及采区机械设备的分布来设计采区供电系统。

并在此基础上，选择变压器的容量及型号，并确定其台数；选择采区供电电缆，计算短路电流；选择开关及对各种保护装置进行整定计算。

二、采区变电所变压器的选择采区变压器的选择包括选择变压器容量、型号及确定台数；变压器的需用容量选择过大会造成浪费，过小会使变压器过负荷运行。

在设计中通常使用下列公式来确定变压器的需用容量S B.J :w PJ PJ tf e BJ ηηφcos K K P ∑S ××××=式中:S B.J ----变压器的计算需用容量;(KV A)ΣP e -----联接到变压器的用电设备的总额定容量;(KW)K f ----负荷率.即用电设备的实际负荷与其额定负荷之比;对采区来说,一般取0.7～0.8,此处取0.75K t -----同时率;即采区同时运转的用电设备额定容量之和与全部用电设备额定容量之和的比值,此值通常小于1,一般取0.8～0.9,此处取0.80COSΦP.J -电动机的加权平均功率因数,一般可取0.8～0.9,此处取0.80 ηp.J -----电动机的加权平均效率, 一般可取0.8～0.9,此处取0.85 ηw -----低压电网效率,此值通常取0.8～0.95,此处取0.92 C16采区总的供电负荷见表一于是92.085.08.08.075.01295S BJ ××××==1242(KV A)考虑到C216作面走向长达1300M,从采区变电所低压供电的干线电缆长达1600M,干线电缆的电压损失较大,无法保证供电质量。

因此拟在C116工作面机巷设置移动变电站给C116工作面机巷及附近的所有机电设备供电。

C216作面机巷移动变电站所带的负荷见表二表一 C26区供电负荷统计表表二 C216作面机巷移动变电站所带的负荷统计表设备名称 型号 台数 额定功率 工作负荷安装负荷 排水泵 125D25×8 3 75KW 150KW 225KW 胶带输送机 DP1040/800 3 90KW 270KW 270KW 胶带输送机 DP340/800 2 40KW 80KW 80KW 乳化液泵 RB80/200 4 37KW 74KW 148KW 刮板输送机 SGW-40T 11 55KW 605KW 605KW 局部通风机 JBT-52 2 22/11KW 33KW 33KW 调度绞车 JD-25 1 25KW 25KW 25KW 调度绞车 JD-11.4 2 11.4KW 22.8KW 22.8KW 潜水泵 BQK-1 7 4KW 28KW 28KW 煤电钻 MZ-12 9 1.2KW 7.2KW 10.8KW 合计 44 1295KW 1447.6KW设备名称 型号 台数 额定功率 工作负荷 安装负荷 胶带输送机 DP1040/800 1 90KW 90KW 90KW 胶带输送机 DP340/800 2 40KW 80KW 80KW 刮板输送机 SGW-40T 5/1 55/40KW 310KW 310KW 局部通风机 JBT-52 1 11KW 11KW 11KW 耙斗机 P-15B 1 11KW 11KW 11KW 调度绞车 JD-11.4 1 11.4KW 11.4KW 11.4KW 潜水泵 BQK-I 4 4KW 16KW 16KW 煤电钻 MZ-12 3 1.2KW 3.6KW 3.6KW 合计 18 533KW 533KW1.C216机巷移动变电站所需容量的计算 :W PJ PJ tf e BJ ηηφcos K K P ΣS ××××=)K V A (2.47792.085.08.08.07.0533=××××=2.C26变电所的变压器所需容量:WPJ PJ tf e BJ ηηφcos K K P ΣS ××××=)K V A (9.73092.085.08.08.075.0762=××××=根据以上计算及磁窑堡煤矿现有变压器的情况, C116工作面机巷移动变电站可选用一台KBSGZY-500/6/0.69型移动变电站; C26电所的变压器可选用两台KS7-400/6/0.69型矿用变压器。

三、高压电缆的选择C26区变电所的高压电源由老井井下中央变电所引出, C16采区变电所距离老井井下中央变电所650M,考虑到两个变电所内电缆敷设的长度,高压电缆的总长度L GYL GY =1.1L SH =1.1×650=715(M)按经济电流密度选择高压电缆截面：Jn I A ×=式中：A----电缆截面，mm 2I---正常负荷时，井下总的持续工作电流，An-----不考虑入井电缆损坏时，同时工作电缆的根数，C26正常时为一根高压电缆供电；J-----经济电流密度，A/mm 2表三 电力电缆经济电流密度正常负荷时，井下总的持续工作电流In:eBJ ax m U 3S I =式中： ax m I ------线路的长时间最大工作电流,AB J S ------高压电缆所带用电设备的额定功率之和计算的需用容量C16采区S B.J =1242KWe U -----------高压额定电压, U e =6.3KV3.6732.11242I ax m ×=)(8.113A 于是按经济电流密度选择的高压电缆最小截面A minJI A axm min =年最大负荷利用时（h ）经济电流密度（A/mm 2）铜芯电缆铝芯电缆 钢芯铝铰裸导线 1000～3000 2.5 1.93 1.65 3000～5000 2.25 1.73 1.15 5000以上 21.540.9=5.28.113=52.45（mm 2）根据以上计算,C16采区的高压电源电缆可选择主芯线截面为50 mm 2的YJV 22－3×50型交联聚乙烯高压电缆;四、高压配电装置的选择高压配电装置电气参数选择应符合下列条件: 1.按正常条件选择额定电压和额定电流:井下高压配电装置的额定电压Ue,应与井下高压网络的额定电压等级相符,即设备的额定电压不应小于其装设处的额定电压。

根据磁窑堡井下高压网络为6KV 的额定电压,C26变电所内的高压配电装置额定电压Ue 应与其相符,即Ue=6KV;2.井下高压配电装置的额定电流Ie,不应小于其所控制的设备的或线路的长时间最大工作电流Imax,即Ie≥Imax ;3.动稳定校验:设备的额定切断电流i m 应大于或等于三相短路电流的冲击值i d (3)即i m ≥i d (3);（一）高压总进线配电装置的选择从上面的计算,高压总进线配电装置通过的最大长时间工作电流I max =113.8A,根据磁窑堡煤矿井下在用高压配电装置的情况,C16采区可选用BGP 40-6型高压配电装置;BGP 40-6型高压配电装置的主要技术指标:1.额定电压6KV;最高工作电压7.2KV;2.额定电流:50、100、200、300、400、500、630A;3.额定短路开断电流12.5KA(有效值);额定短路关合电流31.5KA(峰值); 额定动稳定电流31.5KA(峰值); 额定热稳定电流12.5KA(有效值);4. 额定热稳定时间2S;（二）各分路高压配电装置的选择为保证高压配电装置的互换性, 各分路高压配电装置可选择与高压总进线配电装置相同的BGP 40-6型高压配电装置。

五、所变及移动变电站低压馈电开关的选择所变及移动变电站低压馈电开关的具体选择原则:1.用电设备的额定电压应与其所在电网的电压等级相符;开关的额定电流应大于或等于用电设备的实际电流。

2.作馈电的总开关或分路开关,应选用DW80系列自动馈电开关;3.采区变电所的总低压开关,应设有短路.过负荷和漏电保护装置;4.变电所内的分路开关,除需有短路、过载保护外,还应设有漏电闭锁或选择性检漏保护装置;5.开关的接线喇叭咀的数目,要满足电网接线的需求,而它们的出口内径则要与所用电缆的外径相适配;考虑到磁窑堡煤矿现所用的低压馈电开关,尤其是井下变电所内的馈电开关全部是DW80-350型,为保证设备的互换性,因此C26变电所内的及C216动变电站处的所有低压馈电开关全部选用DW80-350型 。

六、各分馈开关出线干线橡套电缆的选择1.011#、012#、013#、014#、022#、032#馈电开关由于干线供电距离较短,且所带负荷均不大,因此直接根据橡套电缆按机械强度要求的最小截面进行选择;(具体见供电系统图)2.024#馈电开关出线干线电缆截面的选择①、变压器按所带负荷计算的所需容量pj eX BJ φcos P ΣK S ×=6.05.50645.0×==380(kvA)式中:X K -----需用率.缓倾斜煤层炮采取0.45pj φcos --加权平均功率因数,取0.6e P ∑ =132＋145＋112＋117＋0.5=506.5KW②、计算变压器的负荷率:K fB =S B.J /S B.E=380/400=0.95 ③、变压器的负荷电流:I B = K fB ×I B.2e =0.95×334.7 =318(A) 式中:I B.2e ------变压器的二次侧额定电流.查变压器产品目录得,KS7-400/6变压器为334.7A④、变压器的电压损失ΔU B 为: ΔU B = 3 I B （R B cosΦB ＋X B sinΦB ）=1.732×318(0.0173×0.65＋0.0476×0.76)=550.776×(0.011245＋0.036176)=550.776×0.047421=26.12(v) 式中:R B 、X B -----KS7-400/6/0.69变压器的阻抗,R B =0.0173Ω、X B =0.0476cosΦB ----变压器的功率因数,取0.65 ⑤、支线电缆的电压损失ΔU Z 为:dz e 3z e f Z ηS U r 10L P K U Δ××××××=9.016660531000100378.0××××××=)V (87.5=式中 f K ---------负荷率,单台设备取为0.8e P --------用电设备的额定功率,工作面上巷只有乳化液泵功率最大,Pe=37KWz L --------支线电缆的长度,取100米r ---------铜的电导率,为53 e U --------用电设备的额定电压,为660伏z S --------支线电缆的主芯线截面,取16mm 2dη--------电动机的效率,取0.9⑥、干线电缆允许的电压损失ΔU g :=ΔU y －ΔU B －ΔU z －ΔU g1 =63－26.12－5.87－9 =22.01(V)式中ΔU y -----额定电压660V 时,允许的电压损失为63VΔU g1----六号石门车场至C16下山变的的一段干线电缆的电压损失 ΔU g1= K x ΣP e L g ×103/（rU e S g1）=0.45×117×300×1000/(53×660×50) =9(V)⑦、按干线电缆允许的电压损失gU ∆计算所需最小截面g Sge 3g e X g U ΔU r 10L P ΣK S ××××=01.226605310001100)55117(45.0××××+×==39.9(mm 2) ⑧、干线电缆的长时工作电流I gI g =ΣP e ×103/( 3 U e COSφp.j ) =62×1000/(1.732×660×0.6) =90.4(A)根据以上计算可选择主芯线截面为50 mm 2的U-1000 3×50 型的矿用橡套电缆(载流量173A)作为C116风巷的干线电缆。