袁一中央立井延伸工程供電設(shè)計(jì)
2015-04-29 00:00:00李國強(qiáng)
【摘 要】為了確保袁一中央立井延伸施工供電符合相關(guān)規(guī)定，特編制此供電設(shè)計(jì)，以保證安全供電。設(shè)計(jì)依據(jù)：（1）<<煤礦安全規(guī)程>>。（2）<<煤礦電工手冊>>第二、三分冊（<<礦井供電>>部分）。（3）<<礦井低壓電網(wǎng)短路保護(hù)裝置整定細(xì)則>>。（4）<<礦井保護(hù)接地裝置安裝、檢查、測定工作細(xì)則>>。（5）相關(guān)設(shè)備技術(shù)資料。
【關(guān)鍵詞】開關(guān)選擇；電纜選擇；變壓器選擇；供電系統(tǒng)
0.概述
袁一中央立井延伸設(shè)計(jì)深度為 74 米，為炮掘方式掘進(jìn)。提升選用JTPB-1.2×1.0/27型低壓變頻防爆絞車，電壓等級660V，功率為 75 KW。吊盤、大模懸掛采用10T回柱絞車共八臺，每臺功率18.5KW。最大負(fù)荷為四臺回柱絞車同時(shí)啟動。
根據(jù)現(xiàn)場施工要求，所使用的機(jī)電設(shè)備如下：
（1）JTPB-1.2×1.0/27低壓變頻絞車1臺（75+1.5KW）。
（2）JSDB-10雙速多用絞車8臺（18.5KW×8）。
（3）JH-8回柱絞車1臺（11KW）。
（4）調(diào)度絞車1臺（25KW）。
1.動力供電設(shè)計(jì)
1.1動力供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下
（1）臨時(shí)變電所干線使用3×352mm 高壓電纜進(jìn)行供電。
（2）低壓饋電開關(guān)選用選擇性漏電保護(hù)型真空饋電開關(guān)。
（3）過流、接地、漏電保護(hù)符合〈〈整定細(xì)則〉〉的要求。
1.2動力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如下
根據(jù)施工情況，負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如下：
施工最大負(fù)荷：∑Pe1=75+25+4=104kW
∑Pe2=18.5×8=148kW
其它負(fù)荷：∑Pe3=10kW
KBSG干式變壓器最大動力∑Pe=∑Pe1+∑Pe2+∑Pe3=262kW
∑Ie=280.7A
2.設(shè)備選型與容量校驗(yàn)
2.1高壓配電箱的選擇
長時(shí)負(fù)荷電流：
Ig=
公式參數(shù)說明：
Kx—— 需用系數(shù)。
Pe——高壓配電箱所帶的設(shè)備額定功率之和，kW。
cosΦ平均功率因數(shù)的余弦值。
sinΦ平均功率因數(shù)的正弦值。
η平均效率。
一<1> 01（PBG-50/6）：
長時(shí)負(fù)荷電流：
Ig=
=280.7×0.5×1000/1.732×6000×0.8×0.95
= 17.8（A）
依據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，PBG-50/6高爆開關(guān)，其額定容量50A>17.8A，滿足供電要求。
2.2移動變壓器的選擇
∑Pe=280.7kW
Sb=Kx×∑P/COSΦ=0.5×280.7/0.8=175.4kVA
其中：Kx取0.5 COSΦ取0.8
∑P：設(shè)備總負(fù)荷依據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，
Se=315kVA>175.4kVA 使用干式變壓器KBSG-315/6合格。
3.動力電纜的選擇
3.1高壓電纜的選擇及效驗(yàn)
（1）按長時(shí)允許負(fù)荷電流選擇電纜截面。
長時(shí)負(fù)荷電流：
Ig=
Ig：長時(shí)工作負(fù)荷電流
其中：Kx取0.5，COSΦ取0.8
按長期允許載流量選擇電纜截面 查（《工礦企業(yè)供電》表6-12）。
礦井下變電所至延伸井臨時(shí)變電所01#高爆開關(guān)選擇MYJV22-3×35高壓電纜400米。
Ig1=Kx×ΣPe×103/（1.732×Ue×COSΦ×η）
=0.5×280.7×103/（1.732×6000×0.8×0.95） =17.8（A）
選擇電纜MYJV22-3×35，IY=151A﹥17.8A ，可滿足供電要求。
（2）按經(jīng)濟(jì)電流密度校驗(yàn) Aj=Ig/Jj。
電纜MYJV22-3×35，Aj=Ig/Jj=17.8/2.5=7.12mm2<35mm2 滿足要求。
（3）按熱穩(wěn)定性校驗(yàn)電纜截面。
變電所6KV母線上最大短路容量取50MVA，其最大三相穩(wěn)態(tài)短路電流為： 50×1000/6.3/1.732=4582A
Amin=I/C
式中C：熱穩(wěn)定系數(shù)為165 tj：短路電流的假想時(shí)間為0.7秒
則Amin=I/C=4582×/165=23.2mm2
故選擇 35mm2高壓電纜能滿足要求。
3.2低壓電纜的選擇
（1）KBSG-315干式變壓器至1#KBZ-400饋電開關(guān)電纜。
Ig1=∑Pe×Kx/×Ue×COSΦ
=（280.7×0.5）/（×0.66×0.8）=153.4A。
選擇MYP-0.66/1.14KV 3×70+1×25 橡套電纜Iy=215A>153.4A合格
（2）1-1#KBZ-200饋電開關(guān)至1.2米絞車房
Ig2=∑Pe×Kx/×Ue×COSΦ
=75×0.5/（×0.66×0.8）=41A
選擇MYP-0.66/1.14KV 3×35+1×16橡套電纜Iy=138A>41A合格
（3）1-3#KBZ-200饋電開關(guān)至3-1#QBZ-80開關(guān)。
Ig3=∑Pe×Kx/×Ue×COSΦ
=25×0.5/（×0.66×0.8）=13.67A
選擇MYP-0.66/1.14KV 3×35+1×16橡套電纜Iy=138A>13.67A合格
（4）1-2#KBZ-200饋電開關(guān)至回柱絞車。
Ig4=∑Pe×Kx/×Ue×COSΦ
=18.5×4×0.5/（×0.66×0.8）=40.45A
選擇MYP-0.66/1.14KV 3×35+1×16橡套電纜Iy=138A>40.45A合格
（5）1-6#KBZ-200饋電開關(guān)至回柱絞車（同4）
3.3負(fù)荷線的選擇
橡套電纜的選擇查表可知，為滿足主提升絞車運(yùn)行要求，選擇35 mm2電纜作為主電源，查表可知其長時(shí)工作允許電流138A，其額定電流為41A，故35mm2滿足要求；為滿足吊盤的起降選擇35mm2電纜作為回柱絞車主電源，最大負(fù)荷為4臺回柱絞車同時(shí)啟動，額定電流為40.45A，故35mm2滿足要求。
4.動力低壓系統(tǒng)電壓損失校驗(yàn)
4.1移動變壓站電壓損失
查干式變壓器技術(shù)手冊，可知KBSG-315/6干式變壓器主要技術(shù)參數(shù)為：空載損耗1.1KW，短路損耗ΔP=2.15KW，阻抗壓降百分值Ud%=4
變壓器繞組電阻壓降百分值（%）：Ur%=ΔP/10 Se=2150/10×315=0.68
變壓器繞組電抗壓降百分值（%）：Ux%===3.94
Sb=175.4KVA
β=Sb/Se=175.4/315=0.56
變壓器電壓百分?jǐn)?shù)ΔUb%=β（Ur%×COSΦ+Ux%×SINΦ）
=0.56×（0.68×0.8+3.94×0.6）
=0.72
ΔUb=ΔUb%×Ue/100
=0.72×660/100
=4.75V
其中：SINΦ=0.6 ，COSΦ=0.8
4.2最遠(yuǎn)端干線電壓損失
ΔUg1=∑〔Kx×∑P×L×103/（r×Ue×Sg）〕
=0.5×75×50×103/（53×660×35）+0.5×74×20×103/（53 ×660×35）+ 0.5×74×20×103/（53×660×35）+0.5×25×30×103/（53×660×35）
=1.531V+0.604V+0.604V+0.306V=3.045V
Kx取0.5；Pe—負(fù)荷額定功率，kW。
Sg—電纜截面，mm2；L—電纜長度，m。
r—電纜材料的導(dǎo)電系數(shù)，20℃時(shí)銅取53
4.3由于支線較短，負(fù)荷較小，電壓損失可忽略
故電壓損失計(jì)算為：
ΔU=ΔUb+ΔUg1
=4.5+3.045=9.19V<63V 電壓損失校驗(yàn)合格。
4.4允許損失電壓△UY=690-660×95%=63V
兩相短路電流采用查表法，各短路點(diǎn)的選擇見附圖。
5.高、低壓開關(guān)的選擇及整定校驗(yàn)
5.1饋電開關(guān)1-1#KBZ-200
過載整定：Iz≥Σie1=80A，取80A
最大設(shè)備的額定啟動電流：IQe=6Ie=6×80=480A
短路整定：Idz≥IQe+Σie1=480+80
=560A，取14倍，560A
5.2饋電開關(guān)1-2#KBZ-200
過載整定：Iz≥Σie2= 19.8×4=79.2A，取80A
最大設(shè)備的額定啟動電流：IQe=6Ie=6×19.8×4=475.2A
短路整定：Idz≥IQe+Σie2=475.2+79.2
=554.4A 取14倍，560A
5.3饋電開關(guān)1-3#KBZ-200
過載整定：Iz≥Σie3=26.7+10.5=37.2A，取40A
最大設(shè)備的額定啟動電流：IQe=6Ie=6×26.7=160.2A
短路整定：Idz≥IQe+Σie3=160.2+40
=200.2A， 取6倍，240A
5.4饋電開關(guān)1#KBZ-400
過載整定：Iz≥Σie4=80+10.5+4.2= 94.7A，取100A
最大設(shè)備的額定啟動電流：IQe=6Ie=6×19.8×4=475.2A
短路整定：Idz≥IQe+Σie3=475.2+100
=575.2A， 取8倍，640A
靈敏度效驗(yàn)：Kl=Id1（2）/Iz=4189/560=7.48>1.5
K2=Id2（2）/Iz=4483/560=8>1.5
K3=Id3（2）/Iz=4483/240=18.67>1.5
K4=Id5（2）/Iz=4771/640=7.45>1.5滿足供電要求。
5.5同理饋電開關(guān)1-6#KBZ-200過載整定為80A，短路整定取560A
5.6 01#高爆開關(guān)整定
過載整定：Iz=S/6/1.732=30.3A 取最小值30
短路整定 取3倍，90A
靈敏度：K1=4771÷90÷8.7=6.1>1.2，滿足供電要求。
5.7回柱絞車開關(guān)QBZ-80：整定為20A
調(diào)度絞車開關(guān)QBZ-80：整定為30A
照明綜保5-1#、5-2#ZBZ-4.0：整定為5A
6.供電系統(tǒng)圖
7.結(jié)語
在臨時(shí)鑿井期間，合理選配施工設(shè)備和設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)，保證礦井建設(shè)順利進(jìn)行，提前或縮短了建設(shè)工期，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
【參考文獻(xiàn)】
[1]周勵(lì)志編.實(shí)用電工計(jì)算手冊.遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.
[2]煤礦電工手冊.第二分冊礦井供電下.煤炭工業(yè)出版社.
