采礦畢業(yè)設(shè)計(jì)--采區(qū)供電設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　采區(qū)供電設(shè)計(jì)目錄</b></p><p>　　第一節(jié)采區(qū)變電所布局和供電系統(tǒng)的擬定…………………1</p><p>　　一、采區(qū)變電所位置的選擇…………………………………....2</p><p>　　工作面配電點(diǎn)的位置及設(shè)備布置及系統(tǒng)圖……….…..2</p><p>　　采區(qū)變電所硐室的

2、設(shè)備布置……………………….......3</p><p>　　采區(qū)供電系統(tǒng)擬定的原則………………………….......3</p><p>　　向綜采工作面的選擇和供電特點(diǎn)………………….…..4</p><p>　　第二節(jié)采區(qū)供電計(jì)算………………………………….…....4</p><p>　　采區(qū)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及移動變電站的選擇………………….

3、..5</p><p>　　二、負(fù)荷電纜的選擇…………………………………………....6</p><p>　　第三節(jié)低壓控制電器的選擇……………………………...….9</p><p>　　第四節(jié)保護(hù)裝置的整定計(jì)算……………………………..….10</p><p>　　第五節(jié)對采區(qū)高壓配電裝置的保護(hù)整定………………..…12</p>

4、;<p>　　總結(jié)………………………………………………………….….14</p><p><b>　　采區(qū)供電設(shè)計(jì)</b></p><p>　　采區(qū)供電是否安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理，將直接關(guān)系到人身安全和礦井生產(chǎn)。在開拓系統(tǒng)、采煤方法及采區(qū)生產(chǎn)機(jī)械確定之后，需要進(jìn)行采區(qū)供電計(jì)算.其主要內(nèi)容包括:負(fù)荷計(jì)算、選擇動力變壓器或移動式變電站的容量、型號并確定臺數(shù)、供電

5、系統(tǒng)的擬定、電纜線路的計(jì)算、開關(guān)設(shè)備的選擇,以及整定保護(hù)的計(jì)算。對于上述涉及的計(jì)算內(nèi)容必須滿足以下兩個(gè)方面提出的要求:一、要保證供電的安全和經(jīng)濟(jì)合理。二、要保證供電的質(zhì)量和可靠性。</p><p>　　對于采區(qū)供電，由于煤礦供電的特殊性和井下電氣設(shè)備的工作環(huán)境惡劣，為此，對供電的布局和正確選擇電器設(shè)備，提出很高的要求，以便加強(qiáng)電器設(shè)備的維護(hù)和檢修，最后收集各開關(guān)，各移動變電站的資料和變電所內(nèi)的布局對系統(tǒng)進(jìn)一步的了

6、解，對各種低壓、高壓開關(guān)的了解。</p><p>　　第一節(jié)采區(qū)變電所布局和供電局系統(tǒng)的擬定 </p><p>　　一、采區(qū)變電所位置的選擇</p><p>　　對于采區(qū)變電所的位置是由供電局電壓等級，采煤方法，采區(qū)巷道布置方式和工作面機(jī)械化程序等因素決定的，所以選擇變電所位置時(shí)應(yīng)滿足以下條件選擇：</p><p>

7、;　　1、通風(fēng)良好，頂板，底板穩(wěn)定，并避免淋水；</p><p>　　2、進(jìn)出線和運(yùn)輸設(shè)備方便；</p><p>　　3、盡量位于負(fù)荷中心；</p><p>　　4、最好用一個(gè)變電所向采區(qū)供電；</p><p>　　二、工作面配電點(diǎn)的位置及設(shè)備布置及供電系統(tǒng)</p><p>　　1、工作面設(shè)備布置（后附1）</p

8、><p>　　2、工作面的供電系統(tǒng)和系統(tǒng)圖</p><p>　　主要設(shè)備如下：1、MXA-510/4.5型雙滾筒采煤機(jī)容量為1020KW。</p><p>　　2、工作面的SGZ-730/500型可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)容量為1050KW</p><p>　　3、SZ2-730/110型轉(zhuǎn)載機(jī)，容量為250KW。</p><p>

9、　　4、下順槽DSP-1080/200型帶式運(yùn)輸機(jī)，容量為630KW</p><p>　　5、2PS1000型破碎機(jī)：容量為200KW。</p><p>　　6、XRB型乳化液泵站，容量為840KW，3臺。</p><p>　　7、XPB250/100型噴霧站容量為150KW，2臺。</p><p>　　8、KSGZY-（10）型礦用移動變電

10、站，共4臺，設(shè)在下順槽，每臺容量為1600KVA。順槽皮帶的移變?nèi)萘繛?000KVA。</p><p>　　9、BSKC9215組合開關(guān)。</p><p>　　10、QJZ-400型饋電開關(guān)。</p><p>　　11、DW80-350饋電開關(guān)</p><p>　　12、TK200型通迅信號裝置。</p><p>　　

11、13、系統(tǒng)圖如下：（后附2）</p><p>　　三、采區(qū)變電所硐室的設(shè)備布置。</p><p>　　采區(qū)變電所內(nèi)的主要設(shè)備有：BPG50-O2型高壓隔爆開關(guān)，移動式干式變壓器，照明綜保和饋電開關(guān)。</p><p>　　采區(qū)變電所的設(shè)備布置</p><p>　　采區(qū)變電所的主要設(shè)備有：動力變壓器（移動式）、高壓配電裝置（選用礦用隔爆型高壓配電

12、柜）照明用的干式變壓器。變電所內(nèi)的設(shè)備，通常是把高壓設(shè)備集中布置在一側(cè)，低壓（照明）布置在另一側(cè)，布置如下（主要以高壓爆炸開關(guān)供電為主）</p><p>　　四、采區(qū)供電系統(tǒng)擬定的原則</p><p>　　采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定要在可靠，經(jīng)濟(jì)合理的前擔(dān)下，力求系統(tǒng)簡單，操作靈活，便于檢修，其原則如下：</p><p>　　在保證供電可靠前提下，力求所用的設(shè)備最省。<

13、;/p><p>　　原則上一臺起動器只控制一臺設(shè)備。</p><p>　　對于從變電所向各配電點(diǎn)式供電時(shí)，可采用輻射式供電式。</p><p>　　五、向綜采工作面供電的選擇和供電特點(diǎn)：</p><p>　　1、現(xiàn)在所設(shè)計(jì)的是由11#采區(qū)變電所以10KV直接向綜采工作面中的采煤機(jī)、三機(jī)和順槽膠帶機(jī)供電，主要采用的是KBSG-ZY-1600/10K

14、V/3.KV供電。</p><p>　　2、綜采供電的特點(diǎn)是： </p><p>　?。?）用電設(shè)備容量大。綜采工作面主要生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備有：采煤機(jī)、可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)、工作面液壓支架、轉(zhuǎn)載機(jī)、帶式運(yùn)輸機(jī)等。</p><p>　　電壓高。由于綜采工作面的用電容量大，為了提高電網(wǎng)輸送功率的能力，確保正常

15、工作電壓和大容量電動機(jī)最低機(jī)動電壓（電動機(jī)的單機(jī)容量為1020KW，共有前后兩臺總?cè)萘繛?040KW）必須提高供電電壓（供電電壓為3300V）或（1140V）。</p><p><b>　　采用移動變電站</b></p><p>　　把電器設(shè)備組裝在平車上，便于移動，以適應(yīng)綜采快速推進(jìn)的需要，同時(shí)由10KV高壓輸送到綜采工作面，縮短了低壓電網(wǎng)絡(luò)供電的距離，因而減少了電

16、壓損失。</p><p>　　保護(hù)裝置完善。由于供電電壓高，電氣設(shè)備較多，必須提高供電的安全性，故設(shè)置比較完善的保護(hù)裝置和指示裝置，臺短路、過負(fù)荷、斷相、欠壓、漏電閉鎖和漏電保護(hù)等，并且有電壓，電流故障指示等裝置。</p><p>　　采用屏蔽電纜。主要是提高供電的安全性。</p><p>　　設(shè)置必要的信號通迅系統(tǒng)。為保證工作人員的人身安全，設(shè)置了起動預(yù)報(bào)信號，事

17、故報(bào)警信號，為了便于指揮生產(chǎn)及工作人員相互聯(lián)系設(shè)置了通迅裝置（主要是井下用對講機(jī)）。</p><p>　　第二節(jié) 采區(qū)供電計(jì)算</p><p>　　采區(qū)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及移動變電站的選擇</p><p>　　由于綜合機(jī)械化采煤，綜采工作面的采、裝、運(yùn)、支護(hù)和控制全部機(jī)械化，它與一般機(jī)采相比，大大的提高了產(chǎn)量和勞動生產(chǎn)效率。根據(jù)主采區(qū)開拓，開采方法，系統(tǒng)的運(yùn)行方式，負(fù)荷分

18、配原則等，首先確定每臺移變所擔(dān)負(fù)的負(fù)荷。每臺移變的負(fù)荷計(jì)算方法，主要計(jì)算的是移變的變壓器選擇，因?yàn)楣╇姺謩e由高爆向三臺移變供電所以要計(jì)算變壓器的選擇，如公式：</p><p><b>　　S=</b></p><p>　　第一臺移動變電站的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)。取Kx=0.7 cos=0.65</p><p>　　根據(jù)公式: Sbf===1098.46&

19、lt;/p><p>　　因?yàn)橹灰慌_帶動采煤機(jī),而采煤機(jī)的總功率為1020KW,所以變壓器的總功率為1600KVA</p><p>　　第二臺移動變電站的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)為:取取Kx=0.7 cos=0.65</p><p>　　Sbf===1130.8</p><p>　　因?yàn)橹粠庸伟鍣C(jī)機(jī)頭和機(jī)尾總功率為1050KW,所以變壓器的總功率選擇為1600K

20、VA。</p><p>　　第三臺移變站的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)為：</p><p><b>　　根據(jù)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)：</b></p><p>　　Kx=0.7 cos=0.65</p><p>　　Sbf===1227.7KVA</p><p>　　故先一臺容量為1600KVA的移變型號為KBSGZY-1600/1

21、0/1140</p><p><b>　　負(fù)荷電纜的選擇：</b></p><p>　　確定電纜的型號，因?yàn)椴蓞^(qū)供電為3300V和1140V，所以設(shè)備使用的電纜必須帶有分相屏蔽的橡膠絕緣屏蔽電纜。</p><p><b>　　電纜長度的確定。</b></p><p>　　因?yàn)槭褂昧讼鹉z電纜所以按公式

22、確定長度L=1.1</p><p>　　根據(jù)采煤機(jī)為另一配電點(diǎn)根據(jù)公式:</p><p>　　Lg1=(200+200+160+2181-119)*1.1=2300mm</p><p>　　配電點(diǎn)至采煤機(jī)組的支線長度</p><p>　　Lz11=(160+199)*1.1=350mm</p><p>　　(2)第二配

23、電點(diǎn)膠帶輸送機(jī)支線長度</p><p>　　Lg2=(50+50+50+240-50)*1.1=429mm</p><p>　　Lz22=50*1.1=55m,實(shí)際50m</p><p>　　(3)第三配電點(diǎn),三機(jī)使用移變支線長度</p><p>　　Lg3=(200+200+180+2181-110)*1.1=2300m</p>

24、<p>　　配電點(diǎn)至三機(jī)的支線長度:Lz33=100*1.1=110m</p><p>　　電纜芯線數(shù)目確定：因?yàn)樯a(chǎn)機(jī)械的電動機(jī)采用遠(yuǎn)方控制，所以選用6芯電纜。</p><p>　　電纜截面選擇的原則應(yīng)滿足下列條件：</p><p>　?。?）電纜正常工作時(shí)的實(shí)際溫升不應(yīng)超過電纜絕緣的最高溫升</p><p>　　即：電纜的正

25、常工作電流應(yīng)等于或小于電纜允許的持續(xù)電流。</p><p>　　（2）正常運(yùn)行時(shí)，電動機(jī)的端電壓不得低于其額定電壓的95%，所以正常運(yùn)行時(shí)的電纜線路的實(shí)際電壓損失必須小于或等于線路系統(tǒng)所允許的電壓損失</p><p>　?。?）離電源最遠(yuǎn)，容量最大的電動機(jī)起動時(shí)，必須保證電動機(jī)的最低起動電壓和起動器，最小吸合電壓要求</p><p>　?。?）對于電動機(jī)供電的支線橡

26、膠電纜應(yīng)滿足機(jī)械強(qiáng)度要求最小截面。</p><p>　　（5）對于采區(qū)電纜短路時(shí)的熱穩(wěn)定，要考慮到真空接觸器的額定電流應(yīng)與電纜和截面相配合，如果配合不好，可能導(dǎo)致真空管被擊穿或?qū)е码娎|過熱。</p><p>　　5、電纜截面的選擇及步驟：</p><p>　　5．1．1選擇采煤機(jī)用的主要橡膠電纜(含屏蔽層)按正常工作時(shí)允許電壓損失確定電纜截面,按長時(shí)間允許負(fù)荷電流進(jìn)

27、行計(jì)算檢驗(yàn)。</p><p>　　5．1．2計(jì)算移動變電站的電壓損失</p><p>　　因?yàn)橐谱冋镜男吞枮長BSGZY/10KV/3.3KV R6=0.0286</p><p><b>　　Xb=0.061</b></p><p>　　該電站只供給采煤機(jī),用電設(shè)備額定容量為1600KVA</p>

28、<p>　　cos=0.65 則有tg=tgarccos0.65=1.1169</p><p>　　所以pbs=1600*0.7=1120KW</p><p>　　Qbs=pbstg=120*1.169=1309.28KVar</p><p><b>　　根據(jù)公式得:</b></p><p><

29、b>　　=23.7V</b></p><p>　　5．1．3計(jì)算支線電費(fèi)電壓損失</p><p>　　采煤機(jī)支線電源容量最大的一條支線,其電壓損失為</p><p>　　5．1．4計(jì)算干線線電壓損失:</p><p>　　U8=Uy-Ub-Uz=60-75-23.7-11.7=39.6v</p><p&g

30、t;　　5．1．5計(jì)算干線電纜截面</p><p>　　采煤機(jī)的總功率為1020KW</p><p><b>　　根據(jù)公式得出</b></p><p>　　S==63.5mm2</p><p>　　根據(jù)計(jì)算截面為63.5mm2 所以選擇標(biāo)準(zhǔn)截面為70 mm2 橡套電纜型號為UGSD-3*70+3*25/3+3*25&l

31、t;/p><p>　　5．2．1選擇三機(jī)用的主線電纜(含屏蔽層)要在正常工作時(shí)允許電壓損失,確定電纜截面,按長時(shí)間允許負(fù)荷電流進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　5．2．2計(jì)算移動變電站的電壓損失</p><p>　　因?yàn)橐谱兊男吞枮镵BSGZY/10KV/1140KV Rb=0.0286</p><p>　　Xb=0.061 該電站只供

32、給三機(jī)，用電設(shè)備額定容量為1600KVA</p><p>　　取cos=0.65 則tg=tgarccos0.65=1.1169</p><p>　　所以pbs=1600*0.7=1120KW</p><p>　　Qbs=pbstg=120*1.169=1309.28KVar</p><p><b>　　=49.9V</

33、b></p><p>　　5．2．3計(jì)算支線電纜截面</p><p>　　因?yàn)樵摳删€路輸出實(shí)際有功功率為:</p><p>　　Pgs=315*2+60+525*2+700+250+75+280*2+200+400=3425KW</p><p>　　根據(jù)公式: S==65.9mm2</p><p>　　根據(jù)計(jì)算得

34、截面為65.9 mm2</p><p>　　所以選擇標(biāo)準(zhǔn)截面為70 mm2的橡套電纜型號為UGSP-3*70+3*25/3+3*25橡套高壓電纜。</p><p>　　第三節(jié)低壓控制電器的選擇</p><p>　　根據(jù)采區(qū)工作環(huán)境，高、低壓控制開關(guān)一律用礦用防爆型。</p><p>　　開關(guān)的額定電壓和額定電流要大于或等于電網(wǎng)的額定電壓和被控

35、線路和最大負(fù)荷電流。</p><p>　　開關(guān)電器的切斷電流不應(yīng)不小于通過它的最大短路電流Id。</p><p>　　開關(guān)的構(gòu)造應(yīng)滿足工作機(jī)械對控制的要求。</p><p>　　40KW及以上，起動頻繁的控制電氣設(shè)備，應(yīng)使用真空接觸器。</p><p>　　第四節(jié)保護(hù)裝置的整定計(jì)算</p><p>　　煤礦井下一旦發(fā)生

36、短路故障，不僅可能損壞電器設(shè)備，而且也有引起瓦斯或煤塵爆炸的可能，其后果不堪設(shè)想。因此，如果有短路故障點(diǎn),必須迅速的切除故障點(diǎn)的電源，井下各段保護(hù)裝置都是瞬時(shí)動作的。</p><p>　　采區(qū)生產(chǎn)機(jī)械發(fā)生過負(fù)荷現(xiàn)象是常見的，應(yīng)設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。為了充分利用電動機(jī)的過負(fù)荷能力和躲過電動機(jī)的起動時(shí)間允許過負(fù)荷帶有一小段延時(shí)，動作于跳閘。</p><p>　　當(dāng)電動機(jī)斷相運(yùn)行時(shí)，斷線的一相電流為零，

37、其它兩相電流增大，引起電動機(jī)溫升過高，可能導(dǎo)致絕橡損壞或中間短路。為此，對斷相應(yīng)設(shè)相應(yīng)的保護(hù)，以保證電動機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　采煤機(jī)的組合開關(guān)整定</p><p>　　1、機(jī)組BSKC9215開關(guān)整定計(jì)算</p><p>　　過載保護(hù)，該開關(guān)用JRO60-3型熱過電器保護(hù)，采用7號熱元件，其動作電流整定 14-18-22額定電流為22根據(jù)電動機(jī)的額定

38、電流和600/5的變化，所以其動作電流整定值為Idz==17</p><p><b>　　短路保護(hù):Ire=</b></p><p>　　2、對于三機(jī)中的乳化泵開關(guān)選用BKD16-400/1140V真空開關(guān)和饋電的整定計(jì)算</p><p>　　2．1選擇主刮板機(jī)機(jī)頭機(jī)尾的組合開關(guān)整定</p><p>　　組全BSKC92

39、15開關(guān)整定計(jì)算</p><p>　　過載保護(hù),該開關(guān)用JR-00型熱電器保護(hù),采用7號熱元件,其動作電流整定范圍JRO-20/30 動作電流為30A,根據(jù)電動機(jī)的整定電流和200/5的變化,所以其動作電流整定值為;</p><p><b>　　Idz= </b></p><p>　　短路保護(hù):Ire==156A</p>&l

40、t;p>　　3、各開關(guān)的整定計(jì)算</p><p>　　3．1開關(guān)的整定計(jì)算 開關(guān)選用的是QJZ-400/1140型真空開關(guān),其額定電流為400A，額定電壓為1140V</p><p>　　其過載保護(hù)選用CGP-6型綜合保護(hù)進(jìn)行保護(hù),其過載保護(hù)為中間繼電器保護(hù),其動作值為1.0-3.0 根據(jù)電動機(jī)的額定電流和160/5的變化,其動作值整定為</p><p>&

41、lt;b>　　Idz==8.75</b></p><p>　　短路保護(hù)該開關(guān)用RTO-400/400型熔斷器根據(jù)公式:</p><p><b>　　Ire=</b></p><p>　　故選用額定電流為150A的熔件。</p><p><b>　　饋電開關(guān)的整定為：</b><

42、/p><p>　　因?yàn)殡妱訖C(jī)的電流為400A，所以根據(jù)電動機(jī)的起動最大電流，取值為額定電流的4-7倍，所以起動電流為2800A，所以饋電開關(guān)整定為3000A </p><p><b>　　2轉(zhuǎn)載機(jī)的饋電整定</b></p><p>　　因?yàn)檗D(zhuǎn)載機(jī)的額定功率為250KW所以根據(jù)電動機(jī)的起動最大電流取值為額定電流的4-7倍，所以起動電流為3500A所以

43、整定3600A</p><p>　　第五節(jié)對采區(qū)高壓配電裝置的保護(hù)整定</p><p>　　并于進(jìn)線柜的保護(hù)整定：取Zminx=3.428</p><p>　　1、10KV = </p><p>　　線路阻抗：ZXL=0.08*21=0.168</p><p>　　連斷：Idmin(37)=55/3.428=16

44、04A</p><p>　　Idmin(27)=13.89A</p><p>　　IdZJ=Kk= =17.4A</p><p><b>　　取IdZJ=18A</b></p><p>　　過流整定及延時(shí)整定：</p><p>　　按采煤機(jī)組：1020KV起動進(jìn)行整定計(jì)算：</p>

45、<p><b>　　Iq1=</b></p><p><b>　　基本負(fù)荷:</b></p><p><b>　　P綜=1020KW</b></p><p>　　I=1020/*10.5*0.87=182A</p><p><b>　　Ideg=</

46、b></p><p><b>　　T=0.5S</b></p><p>　　經(jīng)過以上整定它的速斷，過流，A延時(shí)經(jīng)過測定完全可以延用所設(shè)計(jì)綜采采煤機(jī)組的安全運(yùn)行。</p><p><b>　　關(guān)于三機(jī)進(jìn)線整定</b></p><p>　　Zminx=3.428</p><p&

47、gt;<b>　　根據(jù)10KV</b></p><p>　　線路阻抗：ZXL=0.08*21=0.168</p><p>　　連斷Adman=55/3.428=1604A</p><p>　　Idmin(27)=13.89A</p><p>　　Adze=Kk= =17.4A</p><p>　

48、　所以取Idzj=18A</p><p>　　過流整定及延時(shí)整定：</p><p><b>　　Iq1=</b></p><p><b>　　基本負(fù)荷:</b></p><p>　　P綜=315*2+60+575*2+200+250+75+280*2+200+400=3425KW</p>

49、<p>　　I=3425/*10.5*0.87=235A</p><p><b>　　Ideg=</b></p><p><b>　　T=0.5S</b></p><p>　　經(jīng)過以上整定它的連斷,過流A延時(shí)經(jīng)過測定完全可以延用三機(jī)所有設(shè)備的安全運(yùn)行。</p><p><b>

50、;　　總結(jié):</b></p><p>　　對于采區(qū)供電，由于煤礦供電的特殊性和井下電氣設(shè)備的工作環(huán)境惡劣，為此，對供電的布局和正確選擇電器設(shè)備，提出很高的要求，以便加強(qiáng)電器設(shè)備的維護(hù)和檢修，滿足礦井生產(chǎn)的需要。經(jīng)過對采區(qū)變電供電的擬定,了解了供電要以保護(hù)人身的的安全和供電的要求,進(jìn)行了采區(qū)高壓低、壓電纜選用和高、低壓的整定計(jì)算,本設(shè)計(jì)只是有選擇性的計(jì)算了一部分,通過計(jì)算，加深了對各開關(guān)，移動變電站的了