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供电设计 一、设计说明 1、利用21112底板抽放巷车场630KVA生产用电变压器及-81配电点200KVA风机专用变压器、500KVA生产用电变压器分三路进行供电，200KVA主扇风机专用变压器、500KVA备扇风机专用变压器二次侧为660V电压，630KVA生产专用电变压器二次侧为1140V电压，实现“三专两闭锁”模式。 （1）第一路：-81m配电点200KVA风机专用变压器→-81m车场→副暗斜井→21112底板抽放巷车场配电点主风机。供电距离100m。 （2）第二路：-81m配电点500KVA移动变压器→-81m车场→副暗斜井→21112底板抽放巷车场配电点备风机。供电距离100m。 （3）第三路：21112底板抽放巷630KVA移动变压器→21112底板抽放巷车场→副暗斜井→-81m车场→-81西车场→21112轨道上山→21112运输顺槽→21112综采工作面切眼→掘进工作面。供电最长距离1600m。 2、瓦斯断电仪应保证供电可靠、安全的前提下，以最经济、最简单、最合理的使用方式分配电能，并尽量采用新设备、新技术。供风系统采用一台主扇、一台备扇的供风方式，主、备扇之间相互倒台闭锁。 二、设计计算 （一）变压器选择： 计算公式： SB＝∑PN×KX/COSφ SB：变压器的计算容量，单位KVA。 ∑PN：参与计算的全部电动机额定容量之和，单位KW。 KX：需用系数KX＝0.5。 COSφ：加权平均功率因数，取0.7。 1、21112回风顺槽里段工作面生产总负荷为337KW,需用系数KX取0.5,加权平均功率因数COSφ取0.7。 表5-8-1 21112回风顺槽里段掘进负荷统计 表5-8-2 21112回风顺槽里段局部通风机统计 21112回风顺槽里段电源来自21112底板抽放巷车场630KVA移动变压器所带总负荷额定功率 =337，需用系数KX=0.5、加权平均功率因数取0.7。 视在功率计算：Se= = 0.5×337/0.7=240.7KVA 21112底板抽放巷车场移动变压器容量为630KVA>240.7KVA 故现有KBSGZY-630/6移动变压器可满足供电要求。 (二)电缆的选择 计算公式及参数: 电缆线路最大工作电流计算公式：IB= （A） 电压损失计算公式：△U= （V） 1、21112回风顺槽里段主风机低压电缆的选择和校核 ①按通过长期最大电流选择 IB= = =30×1000/（ ×660×0.7）=37.5A 查表经济电流密度为IJ=2.5A/㎜2 则电缆截面S= IB/IJ=37.5/2.5=15㎜2 经查表MY3×16+1×10mm2型橡套电缆长时允许电流为85A >37.5A，故主风机供电线路选择MY3×16+1×10 mm2型橡套电缆，长100米。 ②按电缆的电压损失校核 ⊿U= =1×30×100×1000/(42.5×16×660)=6.7V 允许电压损失7％，⊿U=660×7％=46.2 V 6.7V﹤46.2V,所以21112综采工作面切眼主风机回路电压损失满足规定。（备用风机和主扇风机选用电缆型号、长度相同） 2、生产用电低压电缆的选择 （1）馈电至21112运输顺槽刮板输送机处干线电缆的选择 所带负荷：337KW 供电距离：1600米 ①、按通过长期最大电流选择 = =0.5×337×1000/（ ×1140×0.7）=121.9A 查表经济电流密度为IJ=2.25A/㎜2 则电缆截面S=IB/IJ=121.9/2.25=54.2㎜2 经查表MYP3×70+1×25 mm2型橡套电缆长时允许电流为215A>121.9A，故该电缆选取MYP3×70+1×25mm2型橡套电缆共计900米。 ②按电缆的电压损失校核 ⊿U= =0.5×337×1600×1000/(42.5×70×1140)=44.7V 允许电压损失7％ ⊿U=1140×7％=79.8V＞44.7V满足要求。 故选用MYP3×70＋1×25 mm2电缆900米。 （3）顺槽刮板输送机干线电缆的选择 所带负荷：330KW ①按通过长期最大电流选择 = =0.5×330×1000/( ×1140×0.7)=119.3A 查表经济电流密度为IJ=2.25A/㎜2 则电缆截面S= IB/IJ=119.3/2.25=53.1㎜2 经查表MYP×70+1×25 mm2型橡套电缆长时允许电流为215A>119.3A，故该选取MYP×70+1×25mm2型橡套电缆500m。 ②按电缆的电压损失校核 ⊿U= =0.5×330×500×1000/(42.5×70×1140)=24.3V 允许电压损失取7％ ⊿U=1140×7％=79.8V＞（44.7V+24.3V）=69V,所以该电缆电压损失满足规定。 （4）综采切眼一部刮板输送机至综采切眼二部刮板输送机干线电缆的选择 所带负荷：195KW ①按通过长期最大电流选择 = =0.5×195×1000/( ×1140×0.7)=70.5A 查表经济电流密度为IJ=2.25A/㎜2 则电缆截面S= IB/IJ=70.5/2.25=31.4㎜2 经查表MYP×50+1×16 mm2型橡套电缆长时允许电流为173A>70.5A，故该选取MYP×50+1×16mm2型橡套电缆120m。 ②按电缆的电压损失校核 ⊿U= =0.5×195×120×1000/(42.5×50×1140)=4.8V 允许电压损失取7％ ⊿U=1140×7％=79.8V＞（44.7V+24.3V+4.8V）=73.8V,所以该电缆电压损失满足规定。 （5）综采切眼二部刮板输送机至回风顺槽无极绳绞车干线电缆的选择 所带负荷：115KW ①按通过长期最大电流选择 = =0.5×115×1000/( ×1140×0.7)=41.6A 查表经济电流密度为IJ=2.25A/㎜2 则电缆截面S= IB/IJ=41.6/2.25=18.4㎜2 经查表MYP×25+1×10 mm2型橡套电缆长时允许电流为113A>41.6A，故该选取MYP×25+1×10mm2型橡套电缆80m。 ②按电缆的电压损失校核 ⊿U= =0.5×115×80×1000/(42.5×25×1140)=2.1V 允许电压损失取7％ ⊿U=1140×7％=79.8V＞（44.7V+24.3V+4.8V+2.1V）=75.9V,所以该电缆电压损失满足规定。 （6）回风顺槽无极绳绞车至皮带输送机干线电缆的选择 所带负荷：40KW ①按通过长期最大电流选择 = =0.5×40×1000/( ×1140×0.7)=14.5A 查表经济电流密度为IJ=2.25A/㎜2 则电缆截面S= IB/IJ=14.5/2.25=6.4㎜2 经查表MYP×16+1×10 mm2型橡套电缆长时允许电流为85A>14.6A，故该选取MYP×16+1×10mm2型橡套电缆80m。 ②按电缆的电压损失校核 ⊿U= =0.5×40×80×1000/(42.5×16×1140)=2.1V 允许电压损失取7％ ⊿U=1140×7％=79.8V＞（75.9V+2.1V）=78V,所以该电缆电压损失满足规定。 （三）短路计算 表5-8-3 变压器参数 表5-8-4 电缆阻抗参数 1、KBSGZY-630/6/1.2移动变压器的二次侧短路计算：中央变电所母线电压U1=6.3Kv S=50MVA,系统电抗： = = 0.7938 （系统容量按50MVA计算） 平地变电所至移变处高压电缆的阻抗为： R1=0.14＋0.2904＋0.1528=0.5868Ω X1=0.023＋0.05＋0.0608=0.1338Ω 高压侧阻抗为： R高=0＋0.5868=0.5868Ω X高=0.7938＋0.1338=0.9276Ω 折算到移动变压器二次侧后的阻抗为 R2=R高/K2T=0.5868/(6.3/1.2)2=0.0213Ω X2=X高/ K2T =0.9279/(6.3/1.2)2=0.034Ω KBSGZY-630/6/1.2移动变压器的电抗、阻抗计算： 阻抗：ZT=UZ％U22N.T/100SN.T=5×1.22/100×0.63=0.114Ω 电阻：RT=△PN.TU2N.T/ S2N.T=0.004×1.22/0.632=0.0145Ω 电抗：XT2= ZT2- RT2 XT=0.113Ω UZ％:变压器阻抗电压百分数。 U22N.T:变压器二次侧额定电压，KV。 SN.T:变压器额定容量，MVA。 △PN.T:变压器的短路损耗，MW。 ①则变压器二次侧总阻抗为： R总=0.0213+0.0145=0.0358Ω X总=0.034+0.113=0.147Ω 变压器二次侧两相短路电流 = =3767A ②001#馈电开关处短路电流的计算 R=0.0213+0.0145＋0.0684＋0.228＋0.232=0.5642Ω X=0.034+0.113＋0.0146＋0.0486＋0.018=0.2282Ω 短路电流Id3= =6232A 2、主局部通风机线路短路电流的计算 KBSGZY-200/6/0.69移动变压器的二次侧短路计算：中央变电所母线电压U1=6.3Kv S=50MVA,系统电抗：XX = = 0.7938Ω（系统容量按50MVA计算） 平地变电所至移变处高压电缆的阻抗为： R1=0.238＋0.2904＋0.1528=0.6812Ω X1=0.039＋0.05＋0.0608=0.1498Ω 高压侧阻抗为： R高=0＋0.6812=0.6812Ω X高=0. 7938＋0.1498=0.9436Ω 折算到移动变压器二次侧后的阻抗为 R2=R高/K2T=0.6812/(6.3/0.69)2=0.00817Ω X2=X高/ K2T =0.9436/(6.3/0.69)2=0.01132Ω KBSGZY-200/6/0.69移动变压器的电抗、阻抗计算： 阻抗：ZT=UZ％U22N.T/100SN.T=4×0.692/100×0.5=0.038Ω 电阻：RT=△PN.TU2N.T/ S2N.T=0.00155×0.692/0.52=0.00295Ω 电抗：XT2= ZT2- RT2 XT=0.037Ω UZ％:变压器阻抗电压百分数。 U22N.T:变压器二次侧额定电压，KV。 SN.T:变压器额定容量，MVA。 △PN.T:变压器的短路损耗，MW。 ①02#馈电开关处短路电流的计算 R=0.00817＋0.00295=0.01112Ω X=0.01132＋0.037=0.04832Ω 短路电流Id4= =6658A ②主扇风机处短路电流的计算 R=0.00817＋0.00295＋0.116=0.127Ω X=0.01132＋0.037＋0.009=0.05732Ω 短路电流Id5= =2368A 3、备用局部通风机线路短路电流的计算 KBSGZY-500/6/0.69移动变压器的二次侧短路计算：中央变电所母线电压U1=6Kv S=50MVA,系统电抗：XX= =0.7938Ω（系统容量按50MVA计算） 平地变电所至移变处高压电缆的阻抗为： R1=0.238＋0.2904＋0.1528=0.6812Ω X1=0.039＋0.05＋0.0608=0.1498Ω 高压侧阻抗为： R高=0＋0.6812=0.6812Ω X高=0. 7938＋0.1498=0.9436Ω 折算到移动变压器二次侧后的阻抗为 R2=R高/K2T=0.6812/(6.3/0.69)2=0.00817Ω X2=X高/ K2T =0.9436/(6.3/0.69)2=0.01132Ω KBSGZY-500/6/0.69移动变压器的电抗、阻抗计算： 阻抗：ZT=UZ％U22N.T/100SN.T=4×0.692/100×0.5=0.038Ω 电阻：RT=△PN.TU2N.T/ S2N.T=0.0031×0.692/0.52=0.0059Ω 电抗：XT2= ZT2- RT2 XT=0.037Ω UZ％:变压器阻抗电压百分数。 U22N.T:变压器二次侧额定电压，KV。 SN.T:变压器额定容量，MVA。 △PN.T:变压器的短路损耗，MW。 ①馈电开关处短路电流的计算 R=0.00817＋0.0059=0.014Ω X=0.01132＋0.037=0.04832Ω 短路电流Id6= =6559A ②备扇风机处短路电流的计算 R=0.00817＋0.0059＋0.116=0.13Ω X=0.01132＋0.037＋0.009=0.05732Ω 短路电流Id7= =2322A 4、生产电源干线短路电流Id的计算 MYP3×70+1×25型屏蔽电缆长度 1300m Id= = 708A 三、开关保护整定 1、001#主风机馈电开关（KBZ20-200）整定 额定功率：P e=30KW 过载整定计算： Iz= PN ×1.15 =30×1.15=35A，过载整定为35A 短路保护整定: Iz1=8×Iz=8×35=280A ，短路保护整定为280A 灵敏度校验： Id2/ Iz1=2368/280=8.4>1.5，所以合格 2、002#电源馈电开关（KBZ-400）整定 负载功率：Pe=337KW 过载整定计算： Iz= PN ×0.68 ×0.9=337×0.68×0.9=210A ，过载整定为210A 短路保护整定: Iz1=8×Iz=8×210=1680A，短路保护整定为1680A 灵敏度校验： Id2/ Iz1=6232/1680=3.7>1.5，所以合格 3、003#主、备用风机启动器(QBZ-80SF)整定 P e=30KW 过载整定计算： Iz=PN×1.15=30×1.15=34.5A ,过载整定35A 短路保护整定: Iz1=8×Iz=8×35=280A，短路保护整定为280A 灵敏度校验： Id2/ Iz1=2030/280=7.25>1.5，所以合格 4、004#刮板输送机开关 (QBZ-80/1140)整定 额定功率：Pe=40W 过载整定计算： Iz= PN×0.68=40×0.68=27.2，过载整定为28A 5、005#潜水泵开关（QJZ-60）的整定 Pe=37KW 过载整定计算： Iz= PN ×0.68=37×0.68=25.16A，过载整定26A 6、006#无极绳绞车电源开关（QBZ-120）整定 额定功率：Pe=75W 过载整定计算： Iz= PN ×0.68=75×0.68=51A，过载整定51A 表5-9-1 21112回风顺槽里段掘进工作面各开关过载保护整定 附图5-8-1：供电系统图 | 
