采区变电所设计说明书1

设计说明书

一、采区供电设计的原始资料

（一）采区巷道及其设备布置

1、“3603”采区巷道及设备平面布置图（附后）

2、“3603”采区立面图（附后）

3、本矿井属煤与瓦斯突出矿井，采区倾角35°，工作面长度350m。

（二）采煤方法：

走向长壁区内后退，放炮落煤，使用单体液压支柱。

（三）主要运输设备

3-3区-140m中巷采用6台520/30型刮板输送机运输及一台皮带机联合运输，-190m机巷采用3台520/30型刮板输送机及1台520/30型双电机刮板输送机运输。

（四）电压等级及主要电气设备

-100m水平变电所及-200m水平变电所分别配出线电压为6KV，采区用电设备电压为660V，煤电钻及照明电压为127V，“3603”区机械设备配备表及“3603”区电气设备技术特征表如下：

“3603”采区机械设备配备表

依照采区变电所位置确定原则，由于该区域负荷大、距离远。经分析确定：分别-100m 3-1区设置“3603”上分段采区变电所及在-200m一石门处设置“3603”下分段采区变电所。

三、采区负荷计算及变压器容量、台数确定

按需用系数法计算变压器容量及台数。

1、主变压器容量

（1）、-100m 3-3区变电所

取Kx=0.4，cospj=0.7

∑Pe=30×6+37×2+7.5×2+2.5×2+3×18.5+22

=352KW

根据计算结果选KBSG-T-250/6型变压器一台。

风机专用变压器容量

取Kx=0.4，cospj=0.7

∑Pe=2×22=44KW

根据计算结果选KBSG-T-100/6型变压器一台。

（2）、-200m一石门变电所

取Kx=0.4，cospj=0.7

∑Pe=30×5+11.4×1+2.5

=163.9KW

根据计算结果选KBSG-T-250/6型变压器一台。

风机专用变压器容量

取Kx=0.4，cospj=0.7

∑Pe=2×22=44KW

根据计算结果选KBSG-T-100/6型变压器一台。

四、采区供电系统的确定

按照采区供电系统拟定原则确定“3603”采区供电系统图（附后）。

五、采区低压网路计算

（一）电缆型号的确定

根据采区供电电压、工作条件、敷设地点及有关规定，电缆型号确定如下：

1、来自-100m变电所的高压电缆选择ZLQ20-6型铜芯油侵铠装电力电缆。

2、来自-200m变电所的高压电缆选择YJLV22-6/10型交联聚乙烯绝缘电力电缆。

3、变电所内及向各供电区域的低压电缆选用UY-0.38/0.66型矿用移动橡套软电缆。

4、向煤电钻供电选用UZ-0.5型矿用电钻电缆。

（二）电缆长度确定

1、-100m变电所至3-1区变电所高压电缆长度

Lz=αLx=1.05×410=430.5m    取440m

2、-200m变电所至“3603”采区变电所高压电缆长度

Lz=αLx=1.05×735=771.75m    取780m

2、全部低压电缆长度计算结果见供电系统图

（三）低压电缆截面的选择

1、支线电缆截面的选择

根据设备所需的机械强度选择，结果见供电系统图。

2、干线电缆截面的选择

1）250/6型变压器供电范围

变压器的电压损失，根据△Ub（%）=β（uRCOSφb+UxSinφb）（%）及得△UB=25.5V

(1)-140m溜子道

该溜子道共有3台溜子、2台皮带、1台回柱机及1台煤电钻，供电计算图如下：

根据公式：可计算三种负荷的支线电压损失分别为：溜子3.5V，回柱机1.2V，煤电钻0.78V。则干线允许电压损失为63-3.5-25.5=34V。

假定干线采用均匀截面，根据公式：

≈51mm2    

选用UY-0.38/0.66-3×70+1×25电缆，至回柱机选用UY-0.38/0.66-3×25+1×16电缆，至电煤钻选用UY-0.38/0.66-3×16+1×10电缆。

（2）-190m溜子道

该巷道共有5台溜子、1台内齿轮、1台煤电钻,供电计算图如下：

假定干线采用均匀截面，根据公式：

取△Ugy=5%Ue=34.5 V

A≈22mm2

选用UY-0.38/0.66-3×35+1×16电缆。

（3）-140m抽放巷

该巷道有1台对旋风机及2台钻机，可计算出A≈24mm2

选用UY-0.38/0.66-3×35+1×16电缆。

（4）-190m抽放巷

该巷道有2台钻机，可计算出A≈18mm2

选用UY-0.38/0.66-3×35+1×16电缆。

（5）-100m风巷

根据公式：可计算出回柱机支线电压损失为0.61V，则干线允许电压损失为

△Ugy=63-△UB-△Uz=63-21.15-0.61=41.24V

则干线电缆截面为

选用UY-0.38/0.66-3×35+1×16电缆。

（6）乳化泵专用线路

根据公式：可计算出乳化泵支线电压损失为0.6V，则干线允许电压损失为

△Ugy=63-△UB-△Uz=63-21.15-0.6=41.25V

则干线电缆截面为

选用UY-0.38/0.66-3×35+1×16电缆。

2）100/6型变压器供电范围

供电计算图如下：

变压器的电压损失，根据△Ub（%）=β（uRCOSφb+UxSinφb）（%）及得△UB=16.75V

根据公式：可计算出耙斗机支线电压损失为0.57V，则干线允许电压损失为

△Ugy=63-△UB-△Uz=63-16.75-0.57=45.68V

则干线电缆截面为（选择距离最远540m处风机计算）

选用UY-0.38/0.66-3×25+1×16电缆。

3、按长期允许负荷电流校验

(1)-140m溜子道

根据公式及KIp≥In可以得出所选电缆满足要求。其中Kx=0.4，∑Pe=162.7KW，K=1，Ip=215A。可得出满足要求的结论。经过计算全部符合要求。

4、按起动条件校验

(1)-140m溜子道

①选择4号溜子起动时计算，电动机最小起动电压为

②支路电压损失

根据公式计算出△UzQ=0.78V

③干线电压损失

根据公式计算出△UgQ=33.47V

④变压器电压损失

根据公式及计算出△UBQ=41.03V

⑤总电压损失

∑△UQ=0.78+33.47+41.03=75.28V

则U2e-∑△UQ=660-75.28=584.72V>UQmin=493.9V

经过计算包括100/6变压器供电系统在内的全部满足要求。

六、高压电缆截面的选择

（一）电缆长度

L=780m 

（二）电缆截面选择

1、负荷计算

根据公式

则持续电流

2、按经济电流密度选择电缆截面

根据公式

考虑南面区域都要由该电缆供电，故选择YJV22-6/10-3×35型高压电缆。

3、长时允许负荷电流校验电缆截面

查手册得：YJV22-6/10-3×35电缆最高温度90℃，长期允许电流138A，则KIp=138A>Im=23.941A，符合要求。

4、允许短路电流法校验电缆截面

查资料YJV22-6/10-3×35电缆取tj=0.25s，Id(3)=4.22KA。Isc=10.97KA< Id(3)=4.22KA,符合要求。

5、电压损失校验电缆截面

查手册得：YJV22-6/10-3×35电缆的R0=1.03Ω/Km，X0=0.0Ω/Km，∑Pe=435.4KW，根据公式=1.03%<5%，符合要求。

选择YJV22-6/10-3×35电缆符合要求。

七、高低压开关的选择

1、低压开关的选择

根据供电电压等级、长期工作电流及相关要求，选择各类低压开关见供电系统图。

2、高压开关的选择

选择结果如下：

八、低压电网短路电流计算和保护装置的整定

（一）KBSG-250/6型变压器供电系统中各开关的整定

1、按正常情况整定开关的动作值

2、按短路电流校验

1）系统电抗

每相系统电抗为

2）高压电缆的阻抗值

查资料YJV22-6/10-3×35 780m电缆折算至690V每公里0.0127Ω/Km.相。

R=0.0127×0.78=0.009906Ω

Ω

3）变压器电阻及电抗值

RBr=0.019872Ω

XBr=0.0749Ω

4）短路电流计算

计算结果如下表

3、校验熔体的额定电流与电缆截面的配合

4、熔断器与分断能力校验

根据计算可以得出符合要求。

5、开关喇叭口与电缆外径配合

符合要求。

（二）KBSG-100/6型变压器供电系统中各开关的整定

1、按正常情况整定开关的动作值

2、按短路电流校验

1）系统电抗

每相系统电抗为

2）高压电缆的阻抗值

查资料YJV22-6/10-3×35 780m电缆折算至690V每公里0.0127Ω/Km.相。

R=0.0127×0.78=0.009906Ω

Ω

3）变压器电阻及电抗值

RBr=0.048Ω

XBr=0.1860Ω

4）短路电流计算

计算结果如下表

熔体的额定电流与电缆截面的配合、熔断器与分断能力校验、开关喇叭口与电缆外径配合均符合要求。

九、高压配电装置的整定

1、KBSG-250/6型变压器一次侧高压配电装置整定计算

变压器二次侧出线端短路电流为：4021A

根据公式

取Ig=5A

灵敏系数校验

符合要求。

2、KBSG-100/6型变压器一次侧高压配电装置整定计算

变压器二次侧出线端短路电流为：4817.4A

根据公式

取Ig=5A

灵敏系数校验

符合要求。

东林煤矿 “3603”采区变电所

设计说明书

机电副总：任正双

机 动 科：袁万宇

设    计：吴 飞

东林煤矿机动科

2008年10月