煤矿51201综采工作面继电保护整定计算书1_综采工作面整定计算书

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51201综采工作面供电系统

继电保护整定计算书

整定计算人:姜敬

上湾综采队 2007年2月

51201综采工作面供电系统继电保护整定计算书

一、概况:

51201综采工作面供电系统由盘区变电所10KV电源供至移变列车的移动变压器,移动变压器有三类:10KV/3300V,10KV/1140V和10KV/660V,其中照明系有1140V/127V和660/127V两种类型,具体见51201综采工作面供电系统图和51201工作面660V供电系统图。

二、短路电流的计算:

1、KBSGZY-200变压器二次出口端的短路电流Id1(2)计算 变压器二次电压690V,容量200KVA,系统短路容量按50MVA计算,系统电抗Xx=0.0095Ω;10KV电缆电缆型号VJV22-10KV 3×185,其长度Lg=5.8km;查表得其电阻和电抗为:R0=0.114Ω/km,X0=0.08Ω/km。

则高压电缆的电阻、电抗为: Rg= R0×Lg=0.114×5.8=0.6612Ω; Xg= X0×Lg=0.08×5.8=0.464Ω;

查表的KBSGZY-200变压器的电阻、电抗为: Rb1=0.024Ω,Xb1=0.1053Ω;

∑R= Rg/Kb12+Rb1=0.6612/14.492+0.024=0.02715Ω;

∑X=Xx+ Xg/Kb12+Xb1=0.0095+0.464/14.492+0.1053=0.117Ω;(以上两式中的Kb1为变压器的变比,Kb1=10/0.69=14.49)Id1(2)=Ue/2((∑R)2+(∑X)2)1/2=690/2(0.027152+0.1172)1/2=2872A。

2、660V系统最远点短路电流Id2(2)计算

由供电系统图可知,U-3×16+1×10电缆100米,U-3×6+1×4电缆850米,查表得其电阻和电抗为:R16=1.37Ω/km,X16=0.09Ω/km,R6=3.69Ω/km,X6=0.095Ω/km。

则电缆的电阻、电抗为:

R21= R16×L16=1.37×0.1=0.137Ω; X21= X16×L16=0.09×0.1=0.009Ω; R22= R6×L6=3.69×0.85=1.845Ω; X22= X6×L6=0.095×0.85=0.08075Ω;

∑R1=∑R +R21+R22=0.02715+0.137+1.845=2.00915Ω; ∑X1=∑X +X21+X22=0.117+0.009+0.08075=0.25975Ω; Id2(2)=Ue/2((∑R1)2+(∑X1)2)1/2=690/2(2.009152+0.259752)1/2=170A。

3、660V系统80N开关控制的JD-11.4处的短路电流Id3(2)计算 由供电系统图可知,U-3×16+1×10电缆120米,其电阻和电抗为:R16=1.37Ω/km,X16=0.09Ω/km。

则电缆的电阻、电抗为:

R31= R16×L16=1.37×0.12=0.1644Ω; X31= X16×L16=0.09×0.12=0.0108Ω; ∑R2=∑R +R3 =0.02715+0.1644=0.19155Ω; ∑X2=∑X +X31 =0.117+0.0108=0.1278Ω;

Id3(2)=Ue/2((∑R2)2+(∑X2)2)1/2=690/2(0.191552+0.12782)1/2=1498A。

4、KBSGZY-2000变压器二次出口端的短路电流Id4(2)计算 变压器二次电压1200V,容量2000KVA,系统短路容量按50MVA计算,系统电抗Xx=0.0288Ω;变压器电阻、电抗计算:

查变压器的铭牌知阻抗电压Ud%=5.13,短路损耗ΔP=14000W,变压器二次额定电流I2e=962A 变压器电阻:

Rb2=ΔP/3I2e2=14000/(3×9622)=0.00504Ω;变压器的阻抗:

Zb2=Ud%/100·U2e/31/2 I2e=(5.13/100)×1200/(31/2×962)=0.03695Ω;变压器的电抗:

Xb2=((Zb22Rb32))1/2=(0.200292-0.026462)1/2=0.19853Ω; ∑R7= Rg/Kb32+Rb3=0.6612/3.032+0.02646=0.09848Ω; ∑X7=Xx+ Xg/Kb32+Xb3=0.2178+0.464/3.032+0.19853=0.46687Ω(以上两式中的Kb3为变压器的变比,Kb3=10/3.3=3.03)Id8(2)=U2e/2((∑R7)2+(∑X7)2)1/2=3300/2(0.098482+0.466872)1/2

=3458A。

7、AMPCONTR3000KVA变压器二次出口端的短路电流Id9(2)计算

变压器二次电压3400V,容量3000KVA,系统短路容量按50MVA计算,系统电抗Xx=Ue2/Sd=34002/(50×106)=0.2312Ω;变压器电阻、电抗计算:

查变压器的铭牌知阻抗电压Ud%=4.03,短路损耗ΔP=10300W,变压器二次额定电流I2e=509A 变压器电阻: Rb4=ΔP/3I2e2=10300/(3×5092)=0.01325Ω;变压器的阻抗:

Zb4=Ud%/100·U2e/31/2 I2e=(4.03/100)×3400/(31/2×509)=0.15542Ω;变压器的电抗:

Xb4=((Zb42-Rb42))1/2=(0.155422-0.013252)1/2=0.15485Ω; ∑R8= Rg/Kb42+Rb4=0.6612/2.942+0.01325=0.08975Ω; ∑X8=Xx+ Xg/Kb42+Xb4=0.2312+0.464/2.942+0.15542=0.4403Ω(以上两式中的Kb4为变压器的变比,Kb4=10/3.4=2.94)Id9(2)=U2e/2((∑R8)2+(∑X8)2)1/2=3400/2(0.089752+0.44032)1/2

=3783A。

8、3300V系统最远点短路电流Id10(2)、Id11(2)计算

选择采煤机、刮板机机尾电机为两个不同的最远点,由供电系统图可知,其电缆分别为307S-3×150+1×70+3×10电缆550米,307S-3×70+1×50+3×6电缆550米,查表得其电阻和电抗为:R150=0.125Ω/km,X150=0.06Ω/km,R70=0.277Ω/km,X6=0.06Ω/km。

则电缆的电阻、电抗为:

R91= R150×L150=0.125×0.55=0.06875Ω; X91= X150×L150=0.06×0.55=0.033Ω; R101= R70×L70ˊ=0.277×0.55=0.15235Ω; X101= X70×L70ˊ=0.06×0.55=0.033Ω; ∑R9=∑R7 +R91 =0.09848+0.06875=0.16723Ω; ∑X9=∑X7 +X91 =0.46687+0.033=0.49987Ω; Id10(2)=U2e/2((∑R9)2+(∑X9)2)1/2=3300/2(0.167232+0.499872)1/2

=3130A。

∑R10=∑R8 +R101 =0.08975+0.15235=0.2421Ω; ∑X10=∑X8 +X101 =0.4403+0.033=0.4733Ω;

Id11(2)=U2e/2((∑R10)2+(∑X10)2)1/2=3400/2(0.24212+0.47332)1/2

=3198A。

9、127V系统短路值Id12(2)、Id13(2)、Id14(2)、Id15(2)计算 照明综保最远点采用U-3×4+1×4电缆600米,U-3×2.5+1×2.5电缆250米,照明综保为1140V/133V,根据上述电缆查表其换算长度为1000米,其最远点两相短路电流为Id12(2)=10A。

照明综保最近点采用U-3×4+1×4电缆300米,U-3×2.5+1×2.5电缆250米,照明综保为1140V/133V,根据上述电缆查表其换算长度为700米,其两相短路电流为Id13(2)=14A。

单轨吊和联巷照明综保U-3×2.5+1×2.5电缆200米,照明综保为660V/133V,根据上述电缆查表其换算长度为328米,其两相短路电流为Id14(2)=30A。

煤电钻综保最远点采用UZ-3×4+1×4电缆600米,煤电钻综保为660V/133V,根据上述电缆查表其换算长度为600米,其最远点两相短路电流为Id15(2)=16A。

10、拉移变绞车最远点短路值Id16(2)计算

采用KBSGZY-500移动变压器供电,其电缆采用UCPQ-3×50+1×10电缆500米,U-3×6+1×6电缆7米,二次额定电压690V,查表其换算长度为580米,查表得最远点短路值Id16(2)=1225A。

三、整定校验:

1、660V系统整定

660V系统绞车额定电流13.11A,水泵额定电流3.45A,风机额定电流2.53A,两台综保额定电流3.5A/台,所以变压器开关整定IZ1=13.1+3.45×3+2.53+3.5×2=32.98A 由于变压器低压侧开关最低整定为315A的0.2倍,所以其过载整定值为IZ1=315×0.2=63A。

短路整定IZ2=13.1×8+3.45×3+2.53+3.5×2=124.68A,取315A的1倍,即IZ2=315A。

校验灵敏度系数:Id1(2)/ IZ2=2872/315=9.1>1.5;

Id2(2)/ IZ2=170/315=0.541.5;

经过上述灵敏度校验可见,变压器开关不能对660V系统最远点短路进行保护。

QC83-80N开关熔体选择:IR=IQe/2.5=13.1×6/2.5=31.44A 取IR=30A 校验灵敏度系数:Id3(2)/ IR=1498/30=49.9>7; 满足灵敏度要求。

2、1140V系统整定

1140V系统乳化液泵额定电流为190A,喷雾泵额定电流为90A,增压泵电机额定电流为2A,综保额定电流2A/台,泵站工作状态是3台乳化液泵和、1台喷雾泵、3台增压泵长时工作,所以变压器开关整定IZ1=190×3+90+2×4+2×3=674A 因此变压器低压侧开关整定为1000A的0.7倍,所以其过载整定值为IZ1=1000×0.7=700A。

短路整定IZ2=190×8+190×2+90+2×4+2×3=2004A,取1000A的3倍,即IZ2=3000A。

变压器高压侧开关整定为700/8.33=84A,选择200A的0.6倍,所以其过载整定值为IZ3=200×0.6=120A。

短路整定IZ4=3000/8.33=360A,取200A的2倍,即IZ4=400A。校验灵敏度系数:Id4(2)/ IZ2=8158/3000=2.7>1.5

Id5(2)/ IZ2=7009/3000=2.3>1.5; Id6(2)/ IZ2=6648/3000=2.2>1.5; Id7(2)/ IZ2=2415/3000=0.8

Id4(2)/ Kb2 IZ4=8158/(8.33×400)=2.4>1.5;

经过上述灵敏度校验可见,变压器开关不能对1140V系统增压泵短路进行保护,由它的控制开关进行保护。

组合开关的整定:

组合开关的每个驱动器控制一台电机,其过载整定按额定电流整定,短路整定按额定电流的8倍整定。

校验灵敏度系数:Id5(2)/ IZ2=7009/(8×190)=4.6>1.5

Id6(2)/ IZ2=6648/(8×90)=9.2>1.5; Id7(2)/ IZ2=2415/(8×5)=60.4>1.5; 满足灵敏度要求。

3、3300V系统整定

采煤机截割电机额定电流161A/台,破碎机电机额定电流26A,牵引电机额定电流144A/台,泵电机额定电流40A。

刮板机电机额定电流167A/台,破碎机电机额定电流80A,转载机电机额定电流80A。

3150KVA变压器低压侧开关整定IZ1=161×2+(144×2+40)/5.74+26+80+80=565A 因此变压器低压侧开关整定为630A的1倍,所以其过载整定值为IZ1=630×1=630A。

短路整定IZ2=161×8+161+(144×2+40)/5.74+26+80+80=1692A,取630A的3倍,即IZ2=1890A。

变压器高压侧开关整定为630/3.03=208A,选择400A的0.6倍,所以其过载整定值为IZ3=400×0.6=240A。

短路整定IZ4=1890/3.03=624A,取400A的2倍,即IZ4=800A。校验灵敏度系数:Id8(2)/ IZ2=3458/1890=1.8>1.5

Id10(2)/ IZ2=3130/1890=1.66>1.5;

Id8(2)/ Kb2 IZ4=3458/(3.03×800)=1.4

开关低压侧满足灵敏度要求。开关高压侧不满足灵敏度要求。

3000KVA变压器低压侧开关整定IZ1=167×3=501A 因此变压器低压侧其过载整定值为IZ1=500A。短路整定IZ2=167×8+167×2=1670A,取500A的4倍,即IZ2=2000A。

变压器高压侧开关整定为500/2.94=170A,所以其过载整定值为IZ3=170A。

短路整定IZ4=2000/2.94=680A,取170A的4倍,即IZ4=680A。校验灵敏度系数:Id9(2)/ IZ2=3783/2000=1.9>1.5

Id11(2)/ IZ2=3198/2000=1.6>1.5;

Id8(2)/ Kb2 IZ4=3783/(2.94×680)=1.9>1.5;

满足灵敏度要求。组合开关的整定:

组合开关的采煤机驱动器控制采煤机,其余每个驱动器控制一台电机,其过载整定按额定电流整定,采煤机短路整定按一台截割电机起动电流和其余电机额定电流之和整定,其整定值IZ2=161×8+161+(144×2+40)/5.74+26=1532A,其倍数为1532/405=3.78,取4倍,其余驱动器短路整定按额定电流的8倍整定。

校验灵敏度系数:Id10(2)/ IZ2=3130/(4×405)=1.9>1.5

Id11(2)/ IZ2=3198/(8×177)=2.3>1.5;

满足灵敏度要求。

4、127V系统整定

每台照明综保负荷为照明灯13盏,每灯70W,每灯电流0.6A,总电流Ie=13×0.6=7.8A。

1140/133V照明综保熔体选择IR=1.2×Ie/Kb=1.2×7.8/8.57=1.1A 选择熔体IR1=2A。

660/133V照明综保熔体选择IR=1.2×Ie/Kb=1.2×7.8/4.96=1.9A 选择熔体IR2=2A。

煤电钻综保熔体选择IR=1.2×IQe/2.5Kb=1.2×6.8×6/(2.5×4.96)=3.95A 选择熔体IR3=5A。

校验灵敏度系数:Id12(2)/Kb IR1=10/(8.57×2)=0.58

Id13(2)/ Kb IR1=14/(8.57×2)=0.82

不满足灵敏度要求。

5、拉移变绞车开关整定

拉移变绞车额定电流为Ie=25.3A,起动电流IQe=6Ie=6×25.3=151.8A。

熔体选择IR=IQe/2.5=151.8/2.5=60.7A 选择熔体IR=60A 校验灵敏度系数:Id16(2)/ IR=1225/60=20.4>7;满足灵敏度要求。

四、按起动条件检验电缆截面:

1、660V系统:

按最远点水泵起动时的电压损失检验电缆截面。

水泵起动时的最小起动电压UQzx=Ue(k/α)1/2=660×(0.6/2.5)1/2=323V。

(式中k是最小起动转矩MQzx与其额定转矩的比值Me,α是额定电压下的起动转矩MQe与其额定转矩的比值Me)

水泵在最小起动电压下的起动电流:IQ=IQeUQzx/ Ue=6×3×1.15×323/660=10A。

水泵电机起动时的功率因数取cosΦQ=0.4 起动时电缆中的电压损失:ΔURQ=1.732 IQLRcosΦQ/γsR=1.732×10×100×0.4/(42.5×16)+ 1.732×10×850×0.4/(42.5×6)=24V 起动时其它电机运行在电缆中的电压损失:

其它电机的总电流ΣIe=13.1+3.45×2+2.53+3.5×2=29.53A。加权平均功率因数cosΦpj=0.7。

起动时干线电缆中的电流:IGQ=((IQcosΦQ+ΣIe cosΦpj)2+(IQsinΦQ+ΣIe sinΦpj)2)1/2=((10×0.4+29.53×0.7)2+(10×0.92+29.53×0.71)2)1/2=38.97A。

起动时干线电缆中的功率因数:cosΦGQ=(IQcosΦQ+ΣIe cosΦpj)/ IGQ=(10×0.4+29.53×0.7)/38.97=0.27 起动时干线电缆中的电压损失:ΔUGQ=1.732 IGQLGcosΦGQ/γsK=1.732×38.97×100×0.27/(42.5×16)=2.8V KBSGZY-200变压器的Ud%=4.2%,Ur%=0.75%,IBQ= IGQ=38.97,cosΦBQ=cosΦGQ=

0.27,IBe=SBe/1.732UBe=200×103/(1.732×690)=167A

起动时变压器的电压损失: ΔubQ%= IBQ(Ur%osΦBQ+ Ud%sinΦBQ)/ IBe=38.97(0.75×0.27+4.2×0.96)/167=0.98 ΔUBQ=UBeΔubQ%/100=690×0.98/100=6.8V 起动时总的电压损失:

ΣΔUQ=ΔURQ+ΔUGQ+ΔUBQ=24+2.8+6.8=33.6V 因为UBe-ΣΔUQ=690-33.6=656.4V>323V,所以满足了电动机的起动条件,所以选用的电缆截面满足水泵起动条件的要求。

按调度绞车起动时的电压损失检验电缆截面。

绞车起动时的最小起动电压UQzx=Ue(k/α)1/2=660×(1.2/2.5)1/2=457V。

(式中k是最小起动转矩MQzx与其额定转矩的比值Me,α是额定电压下的起动转矩MQe与其额定转矩的比值Me)

水泵在最小起动电压下的起动电流:IQ=IQeUQzx/ Ue=6×11.4×1.15×457/660=54.5A。

绞车电机起动时的功率因数取cosΦQ=0.4 起动时电缆中的电压损失:ΔURQ1=1.732 IQLRcosΦQ/γsR=1.732×54.5×120×0.4/(42.5×16)=6.7V 起动时总的电压损失:

ΣΔUQ=ΔURQ+ΔURQ1+ΔUBQ=24+6.7+6.8=37.5V 因为UBe-ΣΔUQ=690-37.5=652.5V>457V,所以满足了电动机的起动条件,所以选用的电缆截面满足绞车起动条件的要求。

按拉移变绞车起动时的电压损失检验电缆截面。绞车起动时的最小起动电压UQzx=Ue(k/α)1/2=660×(1.2/2.5)1/2=457V。

(式中k是最小起动转矩MQzx与其额定转矩的比值Me,α是额定电压下的起动转矩MQe与其额定转矩的比值Me)

水泵在最小起动电压下的起动电流:IQ=IQeUQzx/ Ue=6×22×1.15×457/660=105A。

绞车电机起动时的功率因数取cosΦQ=0.4 起动时电缆中的电压损失:ΔURQ2=1.732 IQLRcosΦQ/γsR=1.732×105×500×0.4/(42.5×50)=17V KBSGZY-500变压器的Ud%=4.5%,Ur%=0.71%,IBQ= IQ=151.8,cosΦBQ= cosΦQ =0.4,IBe=SBe/1.732UBe=500×103/(1.732×690)=418A

起动时变压器的电压损失:

ΔubQ%= IBQ(Ur%osΦBQ+ Ud%sinΦBQ)/ IBe=151.8(0.71×0.4+4.5×0.7)/418=1.25 ΔUBQ=UBeΔubQ%/100=690×1.25/100=8.6V 起动时总的电压损失:

ΣΔUQ=ΔURQ2+ΔUBQ=17+8.6=25.6V 因为UBe-ΣΔUQ=690-25.6=664.4V>457V,所以满足了电动机的起动条件,所以选用的电缆截面满足绞车起动条件的要求。

2、1140V系统:

按最远点3#喷雾泵起动时的电压损失检验电缆截面。

3#喷雾泵起动时的最小起动电压UQzx=Ue(k/α)1/2=1140×(0.6/2.5)1/2=558V。

(式中k是最小起动转矩MQzx与其额定转矩的比值Me,α是额定电压下的起动转矩MQe与其额定转矩的比值Me)

3#喷雾泵在最小起动电压下的起动电流:IQ=IQeUQzx/ Ue=6×90×558/1140=264A。

3#喷雾泵电机起动时的功率因数取cosΦQ=0.4 起动时电缆中的电压损失:ΔURQ=1.732 IQLRcosΦQ/γsR=1.732×264×65×0.4/(42.5×50)=5.6V 起动时其它电机运行在电缆中的电压损失:

其它电机的总电流ΣIe=190×3+90×2+2×4+2×3=764A 加权平均功率因数cosΦpj=0.7。

起动时干线电缆中的电流:IGQ=((IQcosΦQ+ΣIe cosΦpj)2+(IQsinΦQ+ΣIe sinΦpj)2)1/2=((264×0.4+764×0.7)2+(264×0.92+764×0.71)2)1/2=1013A。

起动时干线电缆中的功率因数:cosΦGQ=(IQcosΦQ+ΣIe cosΦpj)/ IGQ=(264×0.4+764×0.7)/1013=0.63 起动时干线电缆中的电压损失:ΔUGQ=1.732 IGQLGcosΦGQ/γsK=1.732×1013×120×0.63/(42.5×95)=32.9V KBSGZY-2000变压器的Ud%=5.13%,Ur%=0.7%,IBQ= IGQ=1013,cosΦBQ=cosΦGQ=

0.63,IBe=SBe/1.732UBe=2000×103/(1.732×1200)=962A

起动时变压器的电压损失: ΔubQ%= IBQ(Ur%osΦBQ+ Ud%sinΦBQ)/ IBe=1013(0.7×0.63+5.13×0.71)/962=4.3 ΔUBQ=UBeΔubQ%/100=1200×4.3/100=51.6V 起动时总的电压损失:

ΣΔUQ=ΔURQ+ΔUGQ+ΔUBQ=5.6+32.9+51.6=90.1V 因为UBe-ΣΔUQ=1200-90.1=1109.9V>558V,所以满足了电动机的起动条件,所以选用的电缆截面满足3#喷雾泵起动条件的要求。

按乳化液泵起动时的电压损失检验电缆截面。

乳化液泵起动时的最小起动电压UQzx=Ue(k/α)1/2=1140×(0.6/2.5)1/2=558V。

(式中k是最小起动转矩MQzx与其额定转矩的比值Me,α是额定电压下的起动转矩MQe与其额定转矩的比值Me)

乳化液泵在最小起动电压下的起动电流:IQ=IQeUQzx/ Ue=6×190×558/1140=349A。

乳化液泵电机起动时的功率因数取cosΦQ=0.4 起动时电缆中的电压损失:ΔURQ=1.732 IQLRcosΦQ/γsR=1.732×349×50×0.4/(42.5×50)=5.7V 起动时其它电机运行在电缆中的电压损失:

其它电机的总电流ΣIe=190×2+90×2+2×4+2×3=574A 加权平均功率因数cosΦpj=0.7。

起动时干线电缆中的电流:IGQ=((IQcosΦQ+ΣIe cosΦpj)2+(IQsinΦQ+ΣIe sinΦpj)2)1/2=((349×0.4+574×0.7)2+(349×0.92+574×0.71)2)1/2=908A。

起动时干线电缆中的功率因数:cosΦGQ=(IQcosΦQ+ΣIe cosΦpj)/ IGQ=(349×0.4+574×0.7)/908=0.6 起动时干线电缆中的电压损失:ΔUGQ=1.732 IGQLGcosΦGQ/γsK=1.732×908×120×0.6/(42.5×95)=28V 起动时变压器的电压损失:

ΔubQ%= IBQ(Ur%osΦBQ+ Ud%sinΦBQ)/ IBe=908(0.7×0.63+5.13×0.71)/962=3.9 ΔUBQ=UBeΔubQ%/100=1200×3.9/100=46.8V 起动时总的电压损失:

ΣΔUQ=ΔURQ+ΔUGQ+ΔUBQ=5.7+28+46.8=80.5V 因为UBe-ΣΔUQ=1200-80.5=1119.5V>558V,所以满足了电动机的起动条件,所以选用的电缆截面满足乳化液泵起动条件的要求。

按增压泵起动时的电压损失检验电缆截面。

增压泵起动时的最小起动电压UQzx=Ue(k/α)1/2=1140×(0.6/2.5)1/2=558V。

(式中k是最小起动转矩MQzx与其额定转矩的比值Me,α是额定电压下的起动转矩MQe与其额定转矩的比值Me)

增压泵在最小起动电压下的起动电流:IQ=IQeUQzx/ Ue=6×2×558/1140=6A。

增压泵电机起动时的功率因数取cosΦQ=0.4 起动时电缆中的电压损失:ΔURQ=1.732 IQLRcosΦQ/γsR=1.732×6×50×0.4/(42.5×6)=0.8V 起动时其它电机运行在电缆中的电压损失:

其它电机的总电流ΣIe=190×3+90×3+2×4+2×2=852A 加权平均功率因数cosΦpj=0.7。

起动时干线电缆中的电流:IGQ=((IQcosΦQ+ΣIe cosΦpj)2+(IQsinΦQ+ΣIe sinΦ

21/22))=(6×0.4+852×0.7)+(6×0.92+852×pj0.71)2)1/2=855A。

起动时干线电缆中的功率因数:cosΦGQ=(IQcosΦQ+ΣIe cosΦpj)/ IGQ=(6×0.4+852×0.7)/855=0.7 起动时干线电缆中的电压损失:ΔUGQ=1.732 IGQLGcosΦGQ/γsK=1.732×855×120×0.7/(42.5×95)=30.8V 起动时变压器的电压损失:

ΔubQ%= IBQ(Ur%osΦBQ+ Ud%sinΦBQ)/ IBe=855(0.7×0.63+5.13×0.71)/962=3.6 ΔUBQ=UBeΔubQ%/100=1200×3.6/100=43.2V 起动时总的电压损失:

ΣΔUQ=ΔURQ+ΔUGQ+ΔUBQ=0.8+30.8+43.2=74.8V 因为UBe-ΣΔUQ=1200-74.8=1125.2V>558V,所以满足了电动机的起动条件,所以选用的电缆截面满足增压泵起动条件的要求。

3、3300V系统:

按采煤机截割电机起动时的电压损失检验电缆截面。

截割电机起动时的最小起动电压UQzx=Ue(k/α)1/2=3300×(1.65/2.31)1/2=2789V。

(式中k是最小起动转矩MQzx与其额定转矩的比值Me,α是额定电压下的起动转矩MQe与其额定转矩的比值Me)

截割电机在最小起动电压下的起动电流:IQ=IQeUQzx/ Ue=6.1×161×2789/3300=830A。

截割电机起动时的功率因数取cosΦQ=0.4 起动时电缆中的电压损失:ΔURQ=1.732 IQLRcosΦQ/γsR=1.732×830×10×0.4/(42.5×70)=1.9V 起动时其它电机运行在307S-3×150电缆中的电压损失: 其它电机的总电流ΣIe=161+(144×2+40)/5.74+26=244A 加权平均功率因数cosΦpj=0.7。

起动时307S-3×150电缆中的电流:IGQ=((IQcosΦQ+ΣIe cosΦpj)2+(IQsinΦQ+ΣIe sinΦpj)2)1/2=((830×0.4+244×0.7)2+(830×0.92+244×0.71)2)1/2=1063A。

起动时307S-3×150电缆中的功率因数:cosΦGQ=(IQcosΦQ+ΣIe cosΦpj)/ IGQ=(830×0.4+244×0.7)/1063=0.47 起动时307S-3×150电缆中的电压损失:ΔUGQ=1.732 IGQLGcosΦGQ/γsK=1.732×1063×550×0.47/(42.5×150)=74.7V 起动时其它电机运行在331PWA-3×150电缆中的电压损失: 其它电机的总电流ΣIe1=161+(144×2+40)/5.74+26+80+80=404A 加权平均功率因数cosΦpj=0.7。

起动时331PWA-3×150电缆中的电流:IGQ1=((IQcosΦQ+ΣIe1 cosΦpj)2+(IQsinΦQ+ΣIe1 sinΦpj)2)1/2=((830×0.4+404×0.7)2+(830×0.92+404×0.71)2)1/2=1217A。

起动时331PWA-3×150电缆中的功率因数:cosΦGQ1=(IQcosΦQ+ΣIe1 cosΦpj)/ IGQ1=(830×0.4+404×0.7)/1217=0.5 起动时331PWA-3×150电缆中的电压损失:ΔUGQ1=1.732 IGQ1LGcosΦGQ1/γsK=1.732×1217×30×0.5/(42.5×150)=5V KBSGZY-3150变压器的Ud%=5.54%,Ur%=0.7%,IBQ= IGQ1=1217,cosΦBQ=cosΦGQ1=

0.5,IBe=SBe/1.732UBe=3150×103/(1.732×3450)=527A

起动时变压器的电压损失:

ΔubQ%= IBQ(Ur%osΦBQ+ Ud%sinΦBQ)/ IBe=1217(0.7×0.5+5.54×0.866)/527=11.9 ΔUBQ=UBeΔubQ%/100=3450×11.9/100=410.6V 起动时总的电压损失:

ΣΔUQ=ΔURQ+ΔUGQ+ΔUGQ +ΔUBQ=1.9+74.7+5+410.6 =492.2V 因为UBe-ΣΔUQ=3450-492.2=2957.8V>2789V,所以满足了电动机的起动条件,所以选用的电缆截面满足要求。

按刮板机机尾电机起动时的电压损失检验电缆截面。

刮板机机尾电机起动时的最小起动电压UQzx=Ue(k/α)1/2=3300×(1/4)1/2=1650V。

(式中k是最小起动转矩MQzx与其额定转矩的比值Me,α是额定电压下的起动转矩MQe与其额定转矩的比值Me)

刮板机机尾电机在最小起动电压下的起动电流:IQ=IQeUQzx/ Ue=9×167×1650/3300=751.5A。

刮板机机尾电机起动时的功率因数取cosΦQ=0.4 起动时电缆中的电压损失:ΔURQ=1.732 IQLRcosΦQ/γsR=1.732×751.5×550×0.4/(42.5×70)=96.3V 起动时其它电机运行在331PWA-3×150电缆中的电压损失: 其它电机的总电流ΣIe=167×2=334A 加权平均功率因数cosΦpj=0.7。

起动时331PWA-3×150电缆中的电流:IGQ=((IQcosΦQ+ΣIe cosΦpj)2+(IQsinΦQ+ΣIe sinΦpj)2)1/2=((751.5×0.4+334×0.7)2+(751.5×0.92+334×0.71)2)1/2=1071A。

起动时331PWA-3×150电缆中的功率因数:cosΦGQ=(IQcosΦQ+ΣIe cosΦpj)/ IGQ1=(751.5×0.4+334×0.7)/1071=0.5 起动时331PWA-3×150电缆中的电压损失:ΔUGQ=1.732 IGQLGcosΦGQ/γsK=1.732×1071×60×0.5/(42.5×150)=8.7V KBSGZY-3150变压器的Ud%=4.03%,Ur%=0.7%,IBQ= IGQ1=1071,cosΦBQ=cosΦGQ=

0.5,IBe=SBe/1.732UBe=3000×103/(1.732×3450)=502A

起动时变压器的电压损失:

ΔubQ%= IBQ(Ur%osΦBQ+ Ud%sinΦBQ)/ IBe=1071(0.7×0.5+4.03×0.866)/502=8.2 ΔUBQ=UBeΔubQ%/100=3450×8.2/100=282.9V 起动时总的电压损失:

ΣΔUQ=ΔURQ+ΔUGQ+ΔUBQ=96.3+8.7+282.9=387.9V 因为UBe-ΣΔUQ=3450-387.9=3062.1V>1650V,所以满足了电动机的起动条件,所以选用的电缆截面满足要求。

五、结论:

通过以上的整定计算可知,51201综采工作面供电系统中,660V供电系统和127V供电系统远点短路保护不能满足要求,需要加以改进供电方式,1140V和3300V供电系统无论从继电保护还是起动条件均能满足供电的可靠性。

参考书目:《煤矿井下供电的三大保护细则》(合订本)煤炭工业出版社

《煤矿电工学》(煤矿机电专业用)煤炭工业出版社 刘用中 段浩钧 编 《神东煤炭分公司引进设备主要技术特征参考手册》(第六分册)神东煤炭分公司设备管理中心

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