2022年某煤矿供电系统方案设计书计算示例 .pdf
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1、某煤矿供电系统设计计算示例一、供电系统的拟定1、地面主供电线路(详见供电系统图)根据煤矿规程第四百四十一条规定,结合五一煤矿的实际情况,现拟定矿井供电线路为两条,一是由永安变电站向五一煤矿地面配电室输送的6KV 供电线路;二是由元门坝变电站向五一煤矿地面配电室输送的6KV供电线路。2、矿井主供电线路详见供电系统图)根据煤矿规程第四百四十一条规定,结合五一煤矿的实际情况,现拟定矿井供电线路为两条,第一条:采用ZLQ50mm2 铠装电缆从地面10KV站向+510 中央变电所供 6000V电源,电缆长度为1200m 。第二条:采用ZLQ35mm2 铠装电缆从地面10KV站向+350 中央变电所供 6
2、000V电源,电缆长度为1700m 。第三条:采用ZLQ35mm2 铠装电缆从地面10KV站向+200 中央变电所供6000V 电源,电缆长度为2200m ;从 +200 中央变电所采用VUZ35mm2 铠装电缆向南翼采区变电所供6000V 电源,电缆长度为2300m 。2、联络电缆供电情况:+510 水平中央变电所与+350 水平中央变电所联络供电采用ZLQ35mm2 铠装电缆,电缆长度为500m ;+350 水平中央变电所与+200 水平中央变电所的联络供电采用ZLQ35mm2 铠装电缆,电缆长精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1
3、 页,共 24 页度为 500m 。二、各中央变电所变压器容量的计算1、+510中央变电所变压容量的计算P510= PeKx Cospj 其中Pe=P1+P2+P3 ,P1=130KW 为 2m绞车负荷;P2=75KW 为 1.2m人车负荷;P3=30KW 为照明等其它负荷。则Pe=130+75+30=255KW;Kx=0.7,Cospj=0.7 P510=235 0.70.7=235KVA 180KVA 。由于考虑到 1.2m 绞车是专提升人员用,故该变电所采用两台变压器分别向2m 绞车和1.2m 绞车供电。即一台180KVA 和一台100KVA的变压器。因此完全能够满足生产需要。2、目前
4、+350水平中央变电所变压器容量的计算P350前=PeKx Cospj 其中Pe=P1+P2+P3+P4+P5,P1=250KW 为 D280 435 的主排水泵负荷;P2=155KW 为 150D30 7 排水泵的负荷;P3=130KW 为压风机负荷;P4=110KW 为 1.6m人车负荷;P5=15 2=30KW 为充电设备及照明等其它负荷;则精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 24 页Pe=250+155+130+110+30=675KW;Kx=0.85,Cos pj=0.8 P350前=6750.850.8 =717
5、.8KVA 。由于该中央变电所,目前有比较多的大容量设备,因此,选用三变压器,两台320KVA和一台 200KVA的变压器。其中一台320KVA的变压器供 200D43 5 的水泵 250KW 电动机的电;另一台320KVA的变压器供压风机130KW和 1.6m 人车130KW电动机的电;一台200KVA的变压器供两台150D30 7 的水泵 155KW 电动机的电,两台水泵一台排水,一台备用。3、南翼投产后 +350中央变电所变压器的容量计算由于南翼投产后两台压风机已搬至南翼采区变电所,因此,+350中央变电所的负荷发生变化,其变化后的情况如下:P350后=PeKx Cospj 其中Pe=P
6、1+P2+P3+P4,P1=250KW 为 D280 435 的主排水泵负荷;P2=155KW 为 150D30 7 的排水泵负荷;P3=110KW1.6m 人车负荷;P4=15 2=30KW 为充电设备及照明等其它负荷;则Pe=250+155+110+30=545KW;Kx=0.85,Cos pj=0.8 P350后=5450.850.8 =579KVA 。由于该中央变电所有比较多的大容量设备,而且又有主排水设精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 24 页备,因此,选用两台320KVA变压器。其中一台320KVA的变压器供2
7、00D43 5 的水泵 250KW电动机的电;另一台320KVA的变压器供1.6m 人车 110KW 电动机的电和两台150D30 7 的水泵 155KW 电动机的电;两台水泵一台排水,一台备用。4、+200水平中央变电所变压器容量的计算P200= PeKx Cospj 其中Pe=P1+P2+P3 ,P1=250KW 为 D280 435 的主排水泵负荷;P2=155KW 为 150D30 7 的排水泵负荷;P3=70KW 为充电设备及照明等其它负荷;则Pe=250+155+70=475KW;Kx=0.85,Cos pj=0.8 P200=475 0.850.8=504.7KVA 。由于该中央
8、变电所担负着南翼主排水任务。因此,选用两台315KVA变压器,其中一台315KVA的变压器供200D43 5 的水泵250KW 电动机的电;另一台315KVA的变压器供两台150D30 7 的水泵 155KW 电动机的电,两台水泵一台排水,一台备用。5、南翼采区变电所变压器容量的计算P南翼=PeKx Cospj 其中Pe=P1+P2+P3+P4+P5+P6,P1=130KW 为压风机负荷;P2=40 2=80KW 为两个采煤工作面40 型电刮板运输机的负荷;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 24 页P3=30 2=60KW
9、 为两个采煤工作面泵站的负荷;P4=17 2=34KW 为两个掘进碛头装岩机的负荷;P5=25 2=50KW 为两个掘进碛头内齿轮绞车的负荷;P6=70KW为各工作面和掘进碛头的干变、水泵、煤电钻、局扇以及硐室照明等其它负荷;则Pe=130+88+60+34+50+70=432KW;Kx=0.7,Cospj=0.8 P南翼=4320.7 0.8 P南翼 =378KVA 。由于该采区变电所担负着南翼主生产任务。因此,选用一台320KVA变压器和一台180KVA的变压器, 320KVA的变压器供压风机及充电设备的电; 180KVA的变压器供两个掘进碛头和采煤工作面所有设备的电。三、按经济电流密度校
10、验各主输电电缆载面1、+510中央变电所主输电电缆截面的校验、+510中央变所两台压器无功功率的计算Q510=Q1+Q2 Q1=I0% Pe100+ux% Pe(PPe)2100 式中: I0%=6,Pe=180 ,ux%=4.5,P=130 Q1=6 180100+4.5180(130180)2100 =10.8+4.225 =15.025 Q2=I0% Pe100+ux% Pe(PPe)2100 式中: I0%=6,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 24 页Pe=100 ,ux%=4.5,P=75 Q2=6 10010
11、0+4.5100(75100)2100 =6+2.53 =8.53 Q510=Q1+Q2 =15.025+8.53 =23.56( 千乏) 、计算 +510中央变电所的最大长时负荷电流Ig510= (P5102+Q5102 ) ( 3 U ) 式中 :P510=235KW ,Q510=23.56千乏, U=6 Ig510 = (2352+23.562) (3 6) =236 10.39=22.7(A) 、按经济电流密度校验电缆截面S510=Ig510Jn 式中:Ig510=22.7A ,Jn =1.15 S510=22.71.15=19.7(A) 根据计算电流19.7A 查电工手册可选取电缆截
12、面为10mm2电缆,允许电流为65A,而现使用的电缆截面为50mm2 ,允许电流为135A,能继续使用,但不经济。2、目前 +350中央变电所主输电电缆截面的校验精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 24 页、+350中央变所三台压器无功功率的计算Q350前=Q1+Q2+Q3 Q1=I0% Pe100+ux% Pe(PPe)2100 式中: I0%=5.5,Pe=320,ux%=4.5 ,P=310 Q1=5.5320100+4.5320(310320)2100 =17.6+13.5 =31.1 Q2=I0% Pe100+ux
13、% Pe(PPe)2100 式中: I0%=5.5,Pe=320,ux%=4.5 ,P=260 Q2=5.5320100+4.5320(260320)2100 =17.6+13.5 =31.1 Q3=I0% Pe100+ux% Pe(PPe)2100 式中: I0%=5.5,Pe=200,ux%=4.5 ,P=185 Q3=5.5200100+4.5200(185200)2100 =11+7.7 =18.7 Q350前=Q1+Q2+Q3 =31.1+31.1+18.7 =80.9( 千乏) 、计算目前 +350中央变电所的最大长时负荷电流Ig350 前=(P350 前 2+Q350前 2 )
14、(3 U ) 式中:P350 前精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 24 页=717.8KW ,Q350前=80.9 千乏, U=6 P3=70KW 为充电设备及照明等其它负荷;则Pe=250+155+70=475KW;Kx=0.85,Cos pj=0.8 P200=475 0.850.8=504.7KVA 。由于该中央变电所担负着南翼主排水任务。因此,选用两台315KVA变压器,其中一台315KVA的变压器供200D43 5 的水泵250KW 电动机的电;另一台315KVA的变压器供两台150D30 7 的水泵 155KW
15、 电动机的电,两台水泵一台排水,一台备用。5、南翼采区变电所变压器容量的计算P南翼=PeKx Cospj 其中Pe=P1+P2+P3+P4+P5+P6,P1=130KW 为压风机负荷;P2=40 2=80KW 为两个采煤工作面40 型电刮板运输机的负荷;P3=30 2=60KW 为两个采煤工作面泵站的负荷;P4=17 2=34KW 为两个掘进碛头装岩机的负荷;P5=25 2=50KW 为两个掘进碛头内齿轮绞车的负荷;P6=70KW为各工作面和掘进碛头的干变、水泵、煤电钻、局扇以及硐室照明等其它负荷;则Pe=130+88+60+34+50+70=432KW;Kx=0.7,Cospj=0.8 精选
16、学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 24 页P南翼=4320.7 0.8 P南翼 =378KVA 。由于该采区变电所担负着南翼主生产任务。因此,选用一台320KVA变压器和一台180KVA的变压器, 320KVA的变压器供压风机及充电设备的电; 180KVA的变压器供两个掘进碛头和采煤工作面所有设备的电。三、按经济电流密度校验各主输电电缆载面1、+510中央变电所主输电电缆截面的校验、+510中央变所两台压器无功功率的计算Q510=Q1+Q2 Q1=I0% Pe100+ux% Pe(PPe)2100 式中: I0%=6,Pe=1
17、80 ,ux%=4.5,P=130 Q1=6 180100+4.5180(130180)2100 =10.8+4.225 =15.025 Q2=I0% Pe100+ux% Pe(PPe)2100 式中: I0%=6,Pe=100 ,ux%=4.5,P=75 Q2=6 100100+4.5100(75100)2100 =6+2.53 =8.53 Q510=Q1+Q2 =15.025+8.53 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 24 页=23.56( 千乏) 、计算 +510中央变电所的最大长时负荷电流Ig510= (P510
18、2+Q5102 ) ( 3 U ) 式中 :P510=235KW ,Q510=23.56千乏, U=6 Ig510 = (2352+23.562) (3 6) =236 10.39=22.7(A) 、按经济电流密度校验电缆截面S510=Ig510Jn 式中:Ig510=22.7A ,Jn =1.15 S510=22.71.15=19.7(A) 根据计算电流19.7A 查电工手册可选取电缆截面为10mm2电缆,允许电流为65A,而现使用的电缆截面为50mm2 ,允许电流为135A,能继续使用,但不经济。2、目前 +350中央变电所主输电电缆截面的校验、+350中央变所三台压器无功功率的计算Q35
19、0前=Q1+Q2+Q3 Q1=I0% Pe100+ux% Pe(PPe)2100 式中: I0%=5.5,Pe=320,ux%=4.5 ,P=310 Q1=5.5320100+4.5320(310320)2100 =17.6+13.5 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 24 页=31.1 Q2=I0% Pe100+ux% Pe(PPe)2100 式中: I0%=5.5,Pe=320,ux%=4.5 ,P=260 Q2=5.5320100+4.5320(260320)2100 =17.6+13.5 =31.1 Q3=I0%
20、 Pe100+ux% Pe(PPe)2100 式中: I0%=5.5,Pe=200,ux%=4.5 ,P=185 Q3=5.5200100+4.5200(185200)2100 =11+7.7 =18.7 Q350前=Q1+Q2+Q3 =31.1+31.1+18.7 =80.9( 千乏) 、计算目前 +350中央变电所的最大长时负荷电流Ig350 前=(P350 前 2+Q350前 2 ) (3 U ) 式中:P350 前=717.8KW ,Q350前=80.9 千乏, U=6 Q200=51.1千乏,U=6,Ig 南=36.6 Ig200=(5042+51.12) (3 6)+36.6 =8
21、5.3(A) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 24 页、按经济电流密度校验电缆截面S200=Ig200Jn 式中:Ig200=Ig200+Ig南=48.7+36.6=85.3A ,Jn =1.15 S200=85.31.15=74.2(A) 根据计算电流74.2A 查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆,允许电流为95A,而现使用的电缆截面为35mm2 ,允许电流为105A,能继续使用 , 但不经济。6、按经济电流密度校验 +510 与+350 联洛电缆的载面、根据 +510或+350水平的经济电流密度校验联络电缆截
22、面若因向 +510 或+350 主供电电缆任何一路出现电缆故障时,启用联络电缆,这时联络电缆则担分别任+510或+350水平的负荷。根 据 计 算电 流Ig510= 22.7A; Ig350前=69.5A ;Ig350后=65A ;查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆,其长时允许电流为 95A;而现使用的联络电缆截面为35mm2 ,其长时允许电流为105A;因此,现使用ZLQ35mm2 铠装联络电缆符合供电要求,可以继续使用,但不经济。、根据经济电流密度校验+510、+350主输电电缆的截面若因向 +510 或+350 主供电电缆任何一路出现电缆故障时,启用联络电缆,这时任何路主输电电缆就
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