4106小采工作面供电设计一、已知资料：4106采面设计运输巷302.7m,材料巷295.6m,切眼80m,采煤方法为走向长壁后退式一次采全高。

二、设备选型根据设计4106运输巷、材料巷需要安装SGB-620/40T功率55KW 刮板运输机3台(4106运输巷1台，4106切眼1台，4106材料巷1台)，FBDNo6.0/2*11KW局部扇风机2台(运输巷1台，材料巷1台），22KW电滚筒胶带输送机2台(运输巷1台，材料巷1台），动力馈电开关选用KBZ-400型智能馈电开关2台，实现风电闭锁和瓦斯电闭锁，并保证灵敏可靠，采用KBSGZY-500/10型移动变电站一台为4106采面供电，电压等级660V。

二、工作面设备布置如附图4106工作面供电系统负荷计算：1. 电压等级：由中央变电所3＃高压配电装置控制经过MYJV22-10KV-3*35/500米高压电缆送来高压10kV到KBSGZY-500/10移动变电站，经过移动变电站分别向胶带输送机，刮板运输机、等设备供电，所有用电设备电压等级均为660V，2. 负荷统计:根据用电设备电压等级、设备的安装位置，拟选用1台500KVA 移动变电站供电，负荷统计见下表。

4106采面供电负荷统计表三、变电站容量验算：根据供电系统的拟定原则，拟选择1台500KVA 移动变电站为整个采面供电。

KBSGZY-500/10移动变电站容量验算KBSGZY-500/10变电站拟向刮板输送机（3*55kw ），胶带输送机（2*22kw ）供电，变压器的容量计算值为KVA p k s djN de ca 2.27356.02091cos =⨯==∑ϕ 56.0209556.04.06.04.0max =⨯+=+=∑Nde P P Kwm ϕcos 加权平均功率因数，取0.85。

max P 为最大一台电动机功率55kW 。

故选取KBSGZY-500/10变电站，额定容量为 500kVA ＞273.2kVA ，满足供电的要求。

四、 供电系统的拟定及高压电缆选择 1. 高压电缆选择（1）型号的确定，向移动变电站供电的10kV 高压电缆选用MYJV22-10kV 电缆。

向移动变电站供电的总负荷电流：A U P K I I djN N de ca 34.107.0100003102096.0cos 31033max =⨯⨯⨯⨯=⨯⋅==∑ϕ de K —需用系数，56.0209556.04.06.04.0max =⨯+=+=∑Nde P P K ；取0.6；wm ϕcos —加权平均功率因数，取0.7； N U =10000V —额定电压。

（2）按经济电流密度初选主截面： 其经济截面为：2max 6.425.234.10mm J I A ed e ===经济电流密度查表，取ed J =2.25A/mm 2。

最后选高压电缆的长度500m ， 其型号可选现有MYJV22-10/3×35型，所用电缆截面偏大，热稳定校验和电压损失校验均能通过时，满足使用要求。

（3）按长时最大允许负荷电流校验查表得MYJV22-10/3×35型电缆的长时最大允许负荷电流I p =165A 。

长时最大负荷电流ca I =10.34A 。

ca I =10.34A ＜p I =165A ，满足要求。

（4）按热稳定条件校验电缆截面97.514125.03.1684min =⨯==Ct I A ph ssmm 2＜35mm 2，满足热稳定要求。

式中 A U s I tu ss 3.1684123103533ar =⨯⨯== 。

考虑电缆入口处发生短路时，其值最大，也就是最不利的情况。

（5）按允许电压损失校验电缆截面MYJV22-10/3×35型电缆查表得，74.0cos =ϕ时，35mm 2 铜芯电缆的每兆瓦公里负荷矩的电压降为：K=1.17%。

按公式：ΔU1=KPL试中 Ｋ—每兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失的百分数，其数值可查表Ｐ—电缆输送的有功功率，MW L —电缆线路长度，ＫＭΔU1=KPL ＝1.17%×0.209×0.5=0.12% 则总压降：0.12%<10%。

所选MYJV22-10/3×35型高压电缆能够满供电的要求。

五、 低压电缆截面的选择 1．低压电缆型号的确定选择的低压电缆要符合《煤矿安全规程》的规定。

根据电压等级、使用保户环境、机械的工作情况等确定电缆的型号。

向乳化液泵、刮板输送机等供电电缆选MY 型。

2. 按长时最大负荷电流与电缆的机械强度初选低压电缆截面 长时负荷电流取电动机额定电流，见负荷统计表。

也可以用下面公式计算：NN N N N ca U P I I ηϕcos 3103⨯== 各电缆截面初选结果列在下表中。

3. 按允许电压损失和起动条件校验电缆主截面《煤矿井下供电设计技术规定》条规定“对距离最远、容量最大的电动机（如采煤机、工作面输送机等），在重载情况下应保证起动，如采掘机械无实际最小起动力矩数据时，可按电动机起动时的端电压不低于额定电压的75%校验。

正常运行时电动机的端电压允许偏移额定电压的±5%，个别特别远的电动机允许偏移（-8% ）- （-10%）。

不同电网电压下的正常与最大允许电压损失表移动变电站供电系统 （1）正常运行时的电压损失 ① 变压器的电压损失查表得KSGZY-500/10， 10000/660V 移动变电站负载损耗 ∆P N =4950W ，阻抗电压u%=5.5%，计算移动变电站每相电阻、电抗值。

00236.0100069.0495022222=⨯=∆=N NN T S U P R Ω 02618.01010006901005.5%3222=⨯⨯==N NT S U u Z Ω 026.000236.002618.02222=-=-=T T T R Z X Ω移动变电站其低压侧负荷电流wmN N de ca T U P K I ϕcos 3103⨯∑=⋅A 17.18585.06903102099.03=⨯⨯⨯⨯= 根据实际工作情况，估计需用系数为0.9；加权平均功率因数取负荷统计时的值，为0..85。

)sin cos (3T T T T ca T T X R I U ϕϕ+=∆⋅()V 13.55426.0026.084.000236.017.1853=⨯+⨯⨯⨯=变压器的功率因数，取加权平均功率因数0.84。

即84.0cos cos ==dj T ϕϕ，5426.0cos 1sin 2=-=ϕϕT② 向皮带机、刮板机供电干线电缆的电缆电压损失：bl bl N sc bl N bl A U L P U ηγ31210⨯=∆⋅V 92.794.0506605.42105002093=⨯⨯⨯⨯⨯= 向工作面刮板机供电电缆电压损失bl bl N sc bl N bl A U L P U ηγ31310⨯=∆⋅V 09.294.0506605.421050553=⨯⨯⨯⨯⨯= ③正常运行时电压损失校验向工作面刮板机供电的总电压损失V U U U U l l T 14.1509.292.713.51312=++=∆+∆+∆=∆--V ＜V U p 66=∆，满足对刮板机供电的要求。

2、皮带机供电电缆电压损失向皮带机供电干线电缆的电缆电压损失：bl bl N sc bl N bl A U L P U ηγ3810⨯=∆⋅V 19.194.0356605.421050223=⨯⨯⨯⨯⨯= 正常运行时电压损失校验向皮带机供电的总电压损失V U U U U l l T 24.1419.192.713.5108=++=∆+∆+∆=∆--V ＜V U p 66=∆，满足对皮带机供电的要求。

六、供电系统短路电流计算1. 计算依据——《电力工程电气设计手册》，电气一次部分；——《电力系统设计手册》；——《中小型热电联产工程设计手册》；——《工业与民用配电设计手册》，第三版；2. 设置条件2.1. 短路冲击系数冲击系数选择方式——自动计算冲击系数 Kp = 1.0102.2. 电动机平均反馈电流设置是否考虑——否3. 节点阻抗矩阵3.1. 低压电网短路点系统阻抗因为低压电网的系统阻抗Zk=系统电阻R+j系统电抗X，所以低压电网的复数系统阻抗矩阵Z|nn|为：经过节点导纳法，得到各短路点系统阻抗：#1短路点——#1分支——高压侧系统#1Z k = (4.778+0.100) + j(47.785+0.010)3.2. 低压电网短路点相零阻抗(相保阻抗)由于低压电网必须考虑相零阻抗(相保阻抗)Zphp，而相零阻抗(相保阻抗)Zphp=相零电阻(相保电阻)Rphp+j相零电抗(相保电抗)Xphp，所以复数相零阻抗(相保阻抗)矩阵Zphp|nn|为：经过节点导纳法，得到各短路点相零阻抗(相保阻抗)： #1短路点——#1分支——高压侧系统#1Z php = (3.186+0.001) + j(31.857+0.000)4. #1短路点计算4.1. #1分支——高压侧系统#14.1.1. 具体条件1. 分支名称高压侧系统#12. 分支电路元件具体元件排列：3,2,13. 短路点阻抗Z k = (4.778+0.100) + j(47.785+0.010)Z php = (3.186+0.001) + j(31.857+0.000)4.1.2. 三相短路电流1. 短路点系统阻抗Z k = √(R k2 + X k2 ) = √((4.778+0.100)2 +(47.785+0.010)2 ) = 200.3912. 三相短路电流(kA)I" = (1.05Un/√3) / Z k = (1.05×660.000/√3) / 200.391 = 1.9974.1.3. 两相短路电流两相短路电流(kA)I2 = 0.866I" = 0.866×1.997 = 1.7294.1.4. 单相短路电流1. 短路点相零阻抗(相保阻抗)Z php = √(R php2 + X php2 ) = √((3.186+0.001)2 +(31.857+0.000)2 ) = 541.1632. 单相短路电流Id = (Un/√3) / Z php = (660.000/√3) / 541.163 = 0.7044.1.5. 冲击电流1. 短路冲击系数 Kp= 1.0102. 衰减时间常数 Xk/Rk= 0.4843. 短路冲击电流i p = (√2)KpI" + i异 = (√2)×1.010×1.997 + 0.000 = 2.8524. 短路全电流最大有效值I p = I"(√(1+2(Kp-1)2)) + I异 = 1.997×(√(1+2(1.010-1)2 )) + 0.000 = 1.9974.2. 小计1. 三相短路电流#1短路点三相短路电流I"= 1.997 = 1.9972. 两相短路电流#1短路点两相短路电流I2= 1.729 = 1.7293. 单相短路电流#1短路点单相短路电流Id= 0.704 = 0.7044. 冲击电流#1短路点短路冲击电流ip= 2.852 = 2.852#1短路点短路全电流最大有效值Ip= 1.997 = 1.997七、供电电阻计算1．计算依据《工业与民用配电设计手册》第三版、《火力发电厂厂用电设计技术规定DL/T 5153-2002》中华人民共和国电力行业标准DL/T 5222－2005《导体和电器选择设计技术规定》、《电力工程电气设计手册》2．电路元件的阻抗参数计算已知条件:高压侧系统阻抗名称高压侧系统#1变压器低压测标称电压 Un=0.66(kv)电压系数 C=1.05短路容量 Ss"=10(MVA)正序、负序阻抗计算:系统电阻 R=0.1×X=4.778(mΩ)系统电抗 X=0.995×C×C×Un×Un/Ss"×1000=47.785(mΩ) 相保电阻 Rphp=2/3×R=3.186(mΩ)相保电抗 Xphp=2/3×X=31.857(mΩ)【低压变压器】已知条件:变压器名称低压变压器#1变压器电压 10/0.69(KV)阻抗电压 4%变压器容量 500(KVA)变压器型号 KBSGZY-500/10连接方式 D,yn11正序、负序阻抗计算:变压器电阻 R=0.1(mΩ)变压器电抗 X=0.01(mΩ)变压器相保电阻 Rphp=0.001(mΩ)变压器相保电抗 Xphp=0.0001(mΩ)【低压线路】已知条件:低压线路名称低压线路#1线路长度 500(m)设计手册中，环境温度为20℃；因此建议：考虑环境影响因素系数。