袁一中央立井延伸工程供電設計

【摘 要】為了確保袁一中央立井延伸施工供電符合相關規定，特編制此供電設計，以保證安全供電。設計依據：（1）<<煤礦安全規程>>。（2）<<煤礦電工手冊>>第二、三分冊（<<礦井供電>>部分）。（3）<<礦井低壓電網短路保護裝置整定細則>>。（4）<<礦井保護接地裝置安裝、檢查、測定工作細則>>。（5）相關設備技術資料。

【關鍵詞】開關選擇；電纜選擇；變壓器選擇；供電系統

0.概述

袁一中央立井延伸設計深度為 74 米，為炮掘方式掘進。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。最大負荷為四臺回柱絞車同時啟動。

根據現場施工要求，所使用的機電設備如下：

（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）調度絞車1臺（25KW）。

1.動力供電設計

1.1動力供電系統設計如下

（1）臨時變電所干線使用3×352mm 高壓電纜進行供電。

（2）低壓饋電開關選用選擇性漏電保護型真空饋電開關。

（3）過流、接地、漏電保護符合〈〈整定細則〉〉的要求。

1.2動力負荷統計如下

根據施工情況，負荷統計如下：

施工最大負荷：∑Pe1=75+25+4=104kW

∑Pe2=18.5×8=148kW

其它負荷：∑Pe3=10kW

KBSG干式變壓器最大動力∑Pe=∑Pe1+∑Pe2+∑Pe3=262kW

∑Ie=280.7A

2.設備選型與容量校驗

2.1高壓配電箱的選擇

長時負荷電流：

Ig=

公式參數說明：

Kx—— 需用系數。

Pe——高壓配電箱所帶的設備額定功率之和，kW。

cosΦ平均功率因數的余弦值。

sinΦ平均功率因數的正弦值。

η平均效率。

一<1> 01（PBG-50/6）：

長時負荷電流：

Ig=

=280.7×0.5×1000/1.732×6000×0.8×0.95

= 17.8（A）

依據以上計算結果，PBG-50/6高爆開關，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：設備總負荷依據以上計算結果，

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

（1）按長時允許負荷電流選擇電纜截面。

長時負荷電流：

Ig=

Ig：長時工作負荷電流

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（《工礦企業供電》表6-12）。

礦井下變電所至延伸井臨時變電所01#高爆開關選擇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）按經濟電流密度校驗 Aj=Ig/Jj。

電纜MYJV22-3×35，Aj=Ig/Jj=17.8/2.5=7.12mm2<35mm2 滿足要求。

（3）按熱穩定性校驗電纜截面。

變電所6KV母線上最大短路容量取50MVA，其最大三相穩態短路電流為： 50×1000/6.3/1.732=4582A

Amin=I/C

式中C：熱穩定系數為165 tj：短路電流的假想時間為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饋電開關至3-1#QBZ-80開關。

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饋電開關至回柱絞車（同4）

3.3負荷線的選擇

橡套電纜的選擇查表可知，為滿足主提升絞車運行要求，選擇35 mm2電纜作為主電源，查表可知其長時工作允許電流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，最大負荷為4臺回柱絞車同時啟動，額定電流為40.45A，故35mm2滿足要求。

4.動力低壓系統電壓損失校驗

4.1移動變壓站電壓損失

查干式變壓器技術手冊，可知KBSG-315/6干式變壓器主要技術參數為：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

變壓器電壓百分數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—電纜材料的導電系數，20℃時銅取53

4.3由于支線較短，負荷較小，電壓損失可忽略

故電壓損失計算為：

ΔU=ΔUb+ΔUg1

=4.5+3.045=9.19V<63V 電壓損失校驗合格。

4.4允許損失電壓△UY=690-660×95%=63V

兩相短路電流采用查表法，各短路點的選擇見附圖。

5.高、低壓開關的選擇及整定校驗

5.1饋電開關1-1#KBZ-200

過載整定：Iz≥Σie1=80A，取80A

最大設備的額定啟動電流：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1-2#KBZ-200

過載整定：Iz≥Σie2= 19.8×4=79.2A，取80A

最大設備的額定啟動電流：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1-3#KBZ-200

過載整定：Iz≥Σie3=26.7+10.5=37.2A，取40A

最大設備的額定啟動電流：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1#KBZ-400

過載整定：Iz≥Σie4=80+10.5+4.2= 94.7A，取100A

最大設備的額定啟動電流：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：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1-6#KBZ-200過載整定為80A，短路整定取560A

5.6 01#高爆開關整定

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QBZ-80：整定為20A

調度絞車開關QBZ-80：整定為30A

照明綜保5-1#、5-2#ZBZ-4.0：整定為5A

6.供電系統圖

7.結語

在臨時鑿井期間，合理選配施工設備和設計供電系統，保證礦井建設順利進行，提前或縮短了建設工期，取得了較好的經濟效益。

【參考文獻】

[1]周勵志編.實用電工計算手冊.遼寧科學技術出版社.

[2]煤礦電工手冊.第二分冊礦井供電下.煤炭工業出版社.