煤矿采区变电所供电设计

XXXX煤矿采区变电所设计设计：审核：批准：二0一三年二月五日一、概况-400西变电所位于-520水平上平台，负责-350水平变电所、西五采区、-520水平的供电，-350水平变电所负责西四采区和西三采区的供电；西五采区现有一个掘进工作面，一个采煤工作面，-520水平现有一个掘进工作面；各采区采掘均分开供电，并实行“三专两闭锁”，掘进工作面均采用双风机双电源，采区变电所设在大巷进风流中，高压供电电压为6kv，采区用电设备电压为660v，信号照明电压为127v。

二、采区设备负荷统计1、-350水平变电所负荷统计2、西五采区负荷统计1、采煤设备负荷统计表2、掘进设备负荷统计表3、掘进风机负荷统计表3、-520水平负荷统计三、高压电缆截面确定（1）-400西变电所电缆截面按设计规定，初选MYJV22-3×35交联聚氯乙烯干式高压电缆，其主芯线截面A=35mm2。

电缆长度为实际敷设距离1900m的1.05倍，为1995m。

①按照长时允许电流校验高压电缆截面查表得这类电缆在25°的环境中的长时允许负荷电流为I g=148A，pjpj e xeg U k P I ηcos 3∑=∑eP ——高压电缆所带的设备额定功率之和,kw ； x k ——需用系数；计算取0.5；e U ——高压电缆额定电压(V), 6000v ；pj cos ——加权平均功率因数， 0.6；pj η——加权平均效率，0.8-0.9； A U k P I pjpj e xeg 1365.61760.550.90.661.7320.51.1521ηcos 3∑==××××==注：负荷统计中，包括三台水泵电机的负荷。

I g =136A<148A,故所选电缆能够满足长时工作发热需要。

②按照经济电流密度校验高压电缆截面24.6025.2136mm j I A n ===＞253mm 查表经济电流密度: 225.2mm A J =所选电缆截面略小，不够经济，但能满足使用要求。

③按照热稳定校验高压电缆截面Ct IA f d)3(min =min A ——电缆短路时热稳定要求的最小截面，2mm ；)3(d I ——三相最大稳态短路电流，A ；选用6KV 系统平均电压为MVA S kv V s av 50,3.64==；353-22×MYJV电缆长度为1995m ；系统电源电抗：Ω7938.0503.6224===s av syS V X 高压电缆阻抗：353-22×MYJV高压电缆km r /Ω612.00=，km x /Ω064.00=Ω13.0995.1064.00=×==L x X w ； Ω2.1995.1612.00=×==L r R w ；Ω5.129.285.044.1)13.07938.0()2.1()()(2222==+=++=++=w syw X XR Z短路电流：)(24255.13630033)3(1A zV I av s =×==)(210024252323)3()2(1A I I s d =×==热稳定校验：查表得,4.93,25.0==C s t j2)3(1min 98.12≥mm Ct IA j d =×35322×MYJV电缆符合要求。

④按允许电压损失校验高压电缆截面()tan 10%Δ2X R UpL U eg g +=P ——高压电缆所带的负荷计算功率kw ；∑e x P K P =;∑eP ——高压电缆带的所有设备额定功率之和，kw ； x K ——需用系数，计算和选取方法同前；tan——电网平均功率因数对应的正切值；1cos 1tan 2=eU ——高压额定电压kV 6；R ，X ——所选高压电缆的每公里电阻和电抗()kM /Ω；g L ——高压电缆长度km 。

()()%04.30.72392.40.08190.6423603.15170.780.1050.642610995.155.760tan 10%Δ22=×=+=×+××=+=）（X R UpL U eg g ,符合要求。

-400变电所至-400西变电所高压电缆选MYJV 22-3×35交联聚氯乙烯干式高压电缆。

（2）-350采区变电所电缆截面按设计规定，初选MYJV 22-3×35交联聚氯乙烯干式高压电缆，其主芯线截面A=35mm 2。

电缆长度为实际敷设距离1150m 的1.05倍，为1200m 。

①按照长时允许电流校验高压电缆截面查表得这类电缆在25°的环境中的长时允许负荷电流为I g =148A ，pjpj e xeg U k P I ηcos 3∑=∑eP ——高压电缆所带的设备额定功率之和,kw ； x k ——需用系数；计算取0.5；e U ——高压电缆额定电压(V), 6000v ；pj cos ——加权平均功率因数， 0.6；pj η——加权平均效率，0.8-0.9； A U k P I pjpj e xeg 625.613460.90.661.7320.5692ηcos 3∑==××××==I g =62A<148A,故所选电缆能够满足长时工作发热需要。

②按照经济电流密度校验高压电缆截面22825.262mm j I A n ===<253mm 查表经济电流密度: 225.2mm A J =所选电缆截面能满足使用要求。

③按照热稳定校验高压电缆截面Ct IA f d)3(min =min A ——电缆短路时热稳定要求的最小截面，2mm ；)3(d I ——三相最大稳态短路电流，A ；选用6KV 系统平均电压为MVA S kv V s av 50,3.64==；353-22×MYJV电缆长度为1200m ；系统电源电抗：Ω7938.0503.6224===s av syS V X 高压电缆阻抗：353-22×MYJV高压电缆km r /Ω612.00=，km x /Ω064.00=Ω0768.02.1064.00=×==L x X w ； Ω7344.02.1612.00=×==L r R w ；Ω19.141.18706.054.0)0768.07938.0()7344.0()()(2222==+=++=++=w sy w X X R Z短路电流：)(305719.13630033)3(1A zV I av s =×==)(264730572323)3()2(1A I I s d =×==热稳定校验：查表得,4.93,25.0==C s t j2)3(1min 4.16≥mm Ct IA j d =×35322×MYJV电缆符合要求。

④按允许电压损失校验高压电缆截面()tan 10%Δ2X R UpL U eg g +=P ——高压电缆所带的负荷计算功率kw ；∑e x P K P =;∑eP ——高压电缆带的所有设备额定功率之和，kw ； x K ——需用系数，计算和选取方法同前；tan——电网平均功率因数对应的正切值；1cos 1tan 2=eU ——高压额定电压kV 6；R ，X ——所选高压电缆的每公里电阻和电抗()kM /Ω；g L ——高压电缆长度km 。

()()%83.00.723915.10.08190.6423602.4150.780.1050.6426102.1346tan 10%Δ22=×=+=×+××=+=）（X R UpL U eg g ,符合要求。

-400西变电所至-350水平变电所高压电缆选MYJV 22-3×35交联聚氯乙烯干式高压电缆。

四、变压器容量及台数确定1、西五采区变压器容量及台数确定 （1）采煤变压器容量及台数确定KVA p P K S jeXB 8165.07.1045.0φcos ∑=×==式中：∑e P ——采煤用变压器供电所有电机额定容量之和 X K ——需用系数，查表选X K =0.5j p φcos ——加权平均功率因数，查表选j p φcos =0.65根据计算结果，选KBSG-315/6变压器一台。

（2）掘进变压器容量及台数确定KVA p P K S jeXB 736.05.1094.0φcos ∑=×==式中：∑e P ——掘进用变压器供电所有电机额定容量之和 X K ——需用系数，查表选X K =0.4j p φcos ——加权平均功率因数，查表选j p φcos =0.6根据计算结果，选KBSG-315/6变压器一台。

（3）掘进局扇变压器容量及台数确定KVA p P S jeB 556.033φcos ∑===式中：∑e P ——所有局扇电机额定容量之和j p φcos ——加权平均功率因数，查表选j p φcos =0.6根据计算结果，选KBSG-315/6变压器一台。

2、-520水平掘进变压器容量及台数确定KVA p P K S jeXB 1286.09.1914.0φcos ∑=×==式中：∑e P ——掘进用变压器供电所有电机额定容量之和 X K ——需用系数，查表选X K =0.4j p φcos ——加权平均功率因数，查表选j p φcos =0.6根据计算结果，选KBSG-315/6变压器一台。

3、水泵变压器容量及台数确定根据选型设计，选用132Kw 水泵3台，一台工作、一台备用、一台检修，配MD155-30×6水泵根据最大涌水量时两台水泵工作电流： （1）最大涌水量时两台水泵工作电流： F max =2×1.15×P e =2×1.15×132=303.6A （2）变压器容量315.5KV A 303.6633=××=××=I V S根据计算结果，选用一台KBSG-500/6变压器，接两台水泵，另一台水泵接-520掘进变压器。

五、低压电缆型号及其截面选择1、西五采区采煤干线电缆型号及其截面选择 （1）最大长时工作电流A U S I NB ca 7166.03813=×==（2）按长时允许电流初选截面矿用橡套软电缆载流量表选择3×35+1×16电缆，查表得其长时允许电流为138A ，符合要求。

（3）电缆截面的校验查表得KBSG-315/6变压器负载损耗W P N 2300Δ=，阻抗电压%4=s u ，%73.0=r u ，%933.3=x u ，65.0cos=T，69.0sin=TNT ca NT ca T S S I I K ,2,-10==10T K -—变压器的负荷系数,ca TS —变压器的计算功率A KVNS —变压器的额定功率A KVNP ∆—变压器短路损耗Su —变压器阻抗压降百分数26.031581,2,-10====NT ca NT ca T S S I I K %83.018827.326.0%100)71377.24745.0(26.0%100)69.0933.365.073.0(26.0%100)sincos (Δ10=×=×+×=××+××=×+=TX TR T T u u K V掘进变压器的电压损失为V V V V N T T 5.510066083.0100ΔΔ2=×=×=损 低压干线电压损失()tan 10%Δ002X R U pLU e+=P ——电缆所带的负荷计算功率kw ；∑e x P K P =∑eP ——电缆带的所有设备额定功率之和，kw ； x K ——需用系数，计算和选取方法同前；tan——平均功率因数对应的正切值； eU ——低压电缆线路的额定电压；0R ，X ——电缆每公里电阻和电抗()kM /Ω；L ——电缆长度km 。