采掘工作面供电设计标准规范

采掘供电设计标准
一、设计依据
1、煤矿平安规程
2、煤矿供电设计手册
3、煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细那么
4、煤矿井下低压检漏保护装置的安装、运行、维护与检修细那么
5、煤矿井下保护接地装置的安装、检查、测定工作细那么
6、供电设计软件
二、设计要求
1、采掘工作面主要排水地点〔涌水量30m3及以上〕及有地质钻场的排水设备、局部通风机必须实现双回路供电.
2、掘进工作面瓦斯异常区域的局部通风机应采用三专〔专用变压器、专用开关、专用线路〕供电,高瓦斯及突出矿井推广采用双三专供电.使用局部通风机供风的地点必须实行风电闭锁,保证停风后切断停风区内全部非本质平安型电气设备的电源.使用2台局部通风机供风的,2台局部通风机都必须同时实现风电闭锁,保证当正常运转的局部通风机停止运转或停风后能切断停风区域内全部本质平安型电气设备的电源.
3、采掘供电不能混用,应分开供电.
4、煤巷掘进工作面风机配电点原那么上设置在车场风门外侧.
三、供电计算范例
1、负荷统计与变压器选择
1.1负荷统计计算
变压器负荷统计表
公式参数说明：
Kx ——需用系数；
cos "pj ——平均功率因数； cos"-——额定功率因数； P max 最大一台电动机功率,kW ； Sb ——变压器需用容量,kV-A ；
EPe ——变压器所带设备额定功率之和,kW ； Pd ——变压器短路损耗,W ； Se ——变压器额定容量,kV-A ； Ue2 ——变压器二次侧额定电压,V ； Uz ——变压器阻抗压降；
1.2 变压器的选择
根据供电系统的拟订原那么,变压器的选择原理如下: 1.2.1 变压器T1：
将Kx 值和cosepj 值代入得 选用KBSGZY-XX/6/0.693型号符合要求. 1.2.2 变压器T2：
K
x
0.4 + 0.6X
P
max
cosepj
E(PjXcose e i)
EPi
Sb
K x XEP
e cos"pj
P max :0.4 + 0.6XT — 工P
e
E (Pi Xcose e i) EPi
A cosepj = B
将Kx 值和cosepj 值代入得
选用KBSGZY-XX/6/0.693型号符合要求.
P Y (1)适用一般机组工作面Kx= 0.286 + 0.714X -[煤矿电工手册(矿井供电下10-3-2)] EP
e
2、设备选型计算
2.1高压配电箱的选择
公式参数说明：
Kx ——需用系数；
EPe ——高压配电箱所带的设备额定功率之和,kW ； Up 平均电压,V ；
U e ——高压配电箱额定电压,V ； cos "pj ——平均功率因数； n pj 加权平均效率； S s 系统短路容量,MV ・A ；
I ss ——高压配电箱出口处短路电流,A ； Its 热稳定电流,A ； tph 假想时间,s ；
t ts ——高压配电箱热稳定时间,s ；
一般筛选高压配电箱的条件：额定电流三计算的长时负荷电流；额定热稳定电流三
S
b = K
xXEP e
cos"
(2)适用机械化采煤工作面Kx= 0.4 + 0.6X
P
max
元
[煤矿电工手册(矿井供电下10-3-3)]
(3)cos@pj= E (Pi X cos @ e i)
EPi [煤矿综采实用电工技术(3-3-3)]
(4) Sb= K x XEP e
cos epj [煤矿电工手册(矿井供电下10-3-1)]
计算的热稳定电流；额定断流容量三计算的容量. <1> D1： £PeXKxX103
\''3XUeXcos^pjXn p j
3、上下压电缆选择和校验
3.1 高压电缆选择和校验
Kx ——需用系数；
EPe ——高压电缆所带的设备额定功率之和,kW ； Ue ——高压电缆额定电压,V ； n pj 加权平均效率；
Ij ——经济电流密度,A/mm
2
；
C 热稳定系数；
tj ——短路电流作用的假想时间,s ； n ——同时工作的电缆根数； Lg 电缆长度(km).
Id
(3)max
三相最大稳态短路电流,A ；
cos "pj ——平均功率因数；
tan@ ——平均功率因数对应的正切值,tan" …白- - 1 cos 2
"
Ri, Xi ——电缆的每公里电阻和电抗(Q/km)；
<1> C1：
_EPeXKxX103
①Ig=-[煤矿综采使用电工技术(3-5)]
g
\i3XUeXcos^p jXn p j 长时负荷电流：Ig
长时负荷电流：Ig
EPeXKxX103
\；3XUeXcos"p jXn p j [综采技术手册(下p1461)]
电压损失百分数：^Ug%
KxXEPeXLg ..
=~ X (Ri + Xitan")
Ue 2
X10
£PeXKxX103
\'3XUeXcos^p jXn p j
电压损失百分数：4Ug% =
KxX ^PeXLg
X(Ri + Xitan") Ue 2
X10
电压损失百分数正常情况下不得超过5%,故障状态下不超过10%.(参考［综采技术手册］) ⑴ I _£PeXKxX103
g
3XUeX cos @pjXQpj
KxXyPeXLg
FX 〕X (Ri + Xi*) ［煤矿电工手册(矿井供电下10-5-6)］
3.2 低压电缆选择和校验
Kx ——需用系数；
Sb ——选择变电站时计算的需用容量,kV-A ； Se ——选择的变电站额定容量,kV-A ； Ue ——电动机的额定电压,V ； U e2 —— 变电站二次侧电压,V ； Uel ——低压电缆线路的额定电压,V ； △Ub ——变电站电压损失绝对值,V ； U r ——变电站电阻压降,%； Ux ——变电站电抗压降,%; ne ——电动机的额定效率； cos^e ——电动机的额定功率因数； cosepj —— 选择变电站时的加权平均功率； sin^pj = \ 1-cos 2
epj ;
tan"——平均功率因数对应的正切值； P e ——电动机的额定功率,kW ；
EPe ——电缆带的所有设备额定功率之和,kW ； R 0,X0 ——电缆的每公里电阻和电抗(Q/km)；
L ——电缆长度(km). (1)变电站编号：T1
<2> C2：
长时负荷电流：Ig
(2) AU g %_
<1>变电站电压损失计算:
Sb /、
△Ub = a X (Urcos ^pj + U x sinepj)XU e 2 se
<2>电缆电压损失：
P e X103
长时负荷电流：1
g = KxX 】"eXneXie 电缆电压损失:
“ KxXEPeXL /,、
△U = ；X (R 0 + X 0tan")%XU el
U el 2
X10
(2)变电站编号：T2 <1>变电站电压损失计算：
Sb /、
△Ub = -X (Urcos ^pj + U x sinepj)XU e 2
Se
<2>电缆电压损失:： 长时负荷电流：1
g3毛号^ 电缆电压损失:
人 KxXEPeXL /,、
△U = ；X (R 0 + X 0tan")%XU el
U el 2
X10
一. Sb
(1)AUb= —X (U r cos^pj + Uxsin@pj)XUe2 [综采技术手册(下 p1462)] Se
KxXEPeXL
(4) △U= 一Ee —X(R0 + X0tan@)%XUel [煤矿电工手册(矿井供电下 10-5-6)] U e l 2
X10
4、短路电流计算
4.1 高压短路电流的计算
(1)短路点：d1
E (Xi XLi)
电缆电抗：Xg = i 一-
(2)I g = KxXE
PeX103
\'3XUeX neX cos e e
[煤矿综采连使用电工技术(3-19)]
(3)I g = KxXE
PeX103
\,13XUeXn p jXcos^p j
[煤矿综采连实用电工技术(3-21)]
1000
最大运行方式下母线短路容量：Ss.max = 50(MV-A)
最大运行方式下系统电抗：Xs.max = 产一 =-63吟 =0.7938(Q)
Ss.max 50X106
最大运行方式下总阻抗：Zmax = \：'Rg 2 + (Xs.max + Xg)2
最大运行方式下三相短路电流：Id (3)
max = Lp —
'
3 XZ
max
最大运行方式下二相短路电流：Id (2)
max =^XId (3)max 2 最大运行方式下短路容量：Sd.max = \''3XI d (3)max XU p X10-6 最小运行方式下母线短路容量：Ss.min = 40(MV-A)
最小运行方式下系统电抗：Xs.min = 产一 ="63吟 =0.9922( Q)
Ss.min 40X106
最小运行方式下总阻抗：Zmin = \：'Rg 2 + (Xs.min + Xg)2
最小运行方式下短路容量：Sd.min = \「XId ⑶minXUpX10-6
X k %XU r
①纪不F [工业与民用配电设计手册(第三版P 128)]
Id (2) =¥XId⑶[综采技术手册(下P1444)] 乙
③Sd= \/3XId ⑶XUpX10-6 [综采技术手册(下P1445)]
4.2 低压短路电流的计算
最小运行方式下三相短路电流：Id (3)
min
3XZ
min
最小运行方式下二相短路电流：Id (2)
min
=^3XId (3)
m
in
电缆电阻：Rg
£ (RiXLi) 1000
②Id (3)
=
\''3XZ,
变电站编号：T2
一,P d XU e22 直流电阻：Rt = d ；2 Se 2
U 7XU e22
门c
变电站电抗：Xt = -\ (一S^)2 - Rt 2
总电抗：EX = %
+
J g
+ X t
+ X d
Kb 2
总电阻：ER = —g + Rt + Rd Kb 2
三相短路电流：Id (3)
= —一।
3X E E X 2 + ER 2
二相短路电流：Id (2)
=#xi d ⑶
2
,、PdXUe22
….一 (l)Rt =
d
；[煤矿电工手册(矿井供电下第十三章)]
Se 2
U 7XU e22
c c (< e
)2
- Rt 2
[煤矿电工手册(矿井供电下第十三章)]
S e
5、整定保护
5.1多组合开关整定保护
公式参数说明：
Ig.zd ——过载保护电流,原那么略大于限制电机的长时最大负荷电流或略小于限制电机
的额定电流；正常的值就等于限制电动机的额定电流,A ；
(2)Xt =
(3) Id ⑶
」2e
X 13X E EX 2 + ER 2
[煤矿电工手册(矿井供电下第十三章)]
Is.zd ——短路保护电流,大于或者等于最大启动电流,A ； Ike ——熔体额定电流,A ；
Ieq ——变压器二次测所有电机的额定电流之和,A ； ng ——过载保护整定倍数； ns ——短路保护整定倍数； Kr ——灵敏系数；
I d (2)
——最小二相短路电流(保护短路的电流),A ；
<1> GS1
过载保护电流：Ig.zd = Ie 短路保护电流：Is.zd > Ieq
过载保护电流选取值：ngXIke 短路保护电流选取值：nsXIke
由于Kr 2 1.5,所以满足要求.
6、设备列表
6.1 电缆列表
6.2 开关列表
过载保护整定倍数：ng
短路保护整定倍数：
Ig.zd Ike Is.zd Ike
灵敏系数：K r
Id ⑵
n
s X Ike
6.3电动机列表。