绪
第章 原始资料
第二章 采区负荷计算
第三章 确定采区供电系统
第四章 进出线截面选择
第五章 短路电流计算
第六章 高低压开关选择校验
第七章 继电保护选择整定
第八章 结束语参考文献
绪
设计题目 采区供电设计
设计容求
煤矿采区供电设计师位采矿工程专业学生必修课老师指导希通次课程设计掌握煤矿采区供电设计步骤程
根原始资料设计该矿采区供电系统
采区供电计算开拓系统采煤方法采区生产机械确定进行进行计算时根巷道布置采区变电位置采区机械设备分布设计采区供电系统基础选择变压器容量型号确定台数选择采区供电电缆计算短路电流选择开关
种保护装置进行整定计算
第章 原始资料
1该矿低沼气低涌水量矿井年产量30万吨煤层南北走倾角12度(北高南低)立井开拓井深120米煤质中硬厚度18米顶低板中等稳定
2采区中间山开采采区分三区段区段总长度345米工作面长100米东翼走长度400米采国产80机组采煤煤巷掘进放炮落煤皮带机运输西翼走长度280米炮采工作面
3井中央变电配出电压6KV配出开关断流容量50MVA山巷道部距离1600米采区电设备电压660V煤电钻明电压127V
4采煤方法长臂退式普通机采炮采两班出煤班检修日产量1000吨采区服务年限2年
5采区巷道设备布置见图1
6采区电设备负荷统计见表1
图11采区巷道布置设备布置图
图
表12采区电设备负荷统计表
第二章 采区负荷计算
负荷分组
根煤矿安全规程规定低沼气矿井中掘进工作面回采工作面电器设备应该分开供电该采区普通机采工作面炮采工作面两掘进头轨道山运输山组成根规定采区分机械采煤组炮采采煤组掘进组三组
二负荷统计
1机械采煤组
电器设备:MLQ180型采煤机容量80KWSGW44A型机采运输机容量22KWSGW40型槽刮板运输机容量40KWJD114型调度绞车容量114KWJH217型回柱绞车容量17KWMZ212型煤电钻容量12KW
总负荷:N 80+2×22+4×40+114+2×17+2×12
3318KW
需系数Kde0286+0715PmaxN
0286+0714×046
加权均功率数cos wm065
该组电设备计算负荷Sca23481KW
2炮采采煤组
电器设备:SGWf22炮采面运输机容量22KWSPJ800槽运输机容量30KWJTB1200型山绞车容量55KWJD114型调度绞车容量114KWJH217型回柱绞车容量17KWMZ212型煤电钻容量12KW明负荷4KW
总负荷:N 22+30+55+114+2×17+2×12+4
1612KW
需系数Kde04~05取Kde04
加权均功率数cos wm06
该组电设备计算负荷Sca13433KW
3掘进组
电器设备:JBT522型掘进局扇容量11KWSDJ150型山皮带容量75KWMZ212型煤电钻容量12KWSPJ800掘进皮带机容量30KW
总负荷:N 2×11+2×75+4×12+2×30
2368KW
需系数Kde04
加权均功率数cos wm 06
该组电设备计算负荷Sca15787KW
三变压器选型
根三组负荷统计变压器进行选型
1机械采煤组
电设备计算负荷Sca23481KW
选择KSGB3156069型防爆干式变压器
2炮采采煤组
电设备计算负荷Sca13433KW
选择KSGB2006069型防爆干式变压器
3掘进组
电设备计算负荷Sca15787KW
选择KSGB2006069型防爆干式变压器
三台变压器技术数见表31
控制负荷名称
型号
额定电流A
额定电压 kv
额定断流容量MVA
KSGB315
BPG2650
50
6
100
KSGB200
BPG2650
50
6
100
KSGB200
BPG2650
50
6
100
变电总线开关
BPG26100
100
6
100
第三章 确定采区供电系统
采区变电位置选择原:
1)采区变电位负荷中心保证采区远距离容量设备供电
2)顶底板稳定淋水
3)通风良运输方便方
4)少变电全采区供电原
二变电位置确定:
采区变电位置体两方案:方案Ⅰ:采区变电全采区供电方案Ⅱ采区变电先设两位置分采区开采前期开采期想全采区供电
第方案处设变电全采区供电设Ⅰ处较理想(接负荷中心)额定电压660V采区设备总容量7638KW采煤机功率80KW查容量采煤机供电距离表知截面积35mm
2低压电缆时干线供电距离890m截面积50mm2低压电缆时干线供电距离970m实际Ⅰ点第段巷距离725m第工作面长100m采区翼走长度400m回采工作面配电点工作面推进50~70m移动次限距离50m计电缆变电出线长度20m橡套电缆应实际长10系数低压干线电缆实际供电距离L(20+725+40050)×11486m<890m满足采煤机起动电压求第方案采
第二方案采区变电先设两位置分采区开采前期开采期想全采区供电减少供电距离降低电压损耗需开硐室加投资
选择第方案采区变电全采区供电距第工作面725m出开掘硐室设置采区变电
三配电电位置设定
根采区巷道机械配备示意图采区供电系统设置六配电点满足求配电点具体布置:
1) 机采工作面运输槽距工作面70m处
2) 机采轨道槽距工作面70m处
3) 炮采工作面距工作面50m处
4) 炮采工作面距工作面50m处
5) 东翼掘进巷距端头80m处
6) 西翼掘进巷距端头80m处
第四章 进出线截面选择
高压电缆选择
1选择原:
济电流密度选择电缆截面
长期允许载流选择电缆截面
述原该采区高压电缆进行选型
1) 电缆型号:ZQ20铜芯油浸纸绝缘铅包钢带铠装电缆
2) 电缆截面:I总691允许负荷选择长时允许电流A〉691A电缆根矿山电工表67铠装电缆允许符合电流表选择310mm2316mm2电缆310mm2长时允许电流仅70A选择316mm2电缆
3) 电缆长度:
根表11软电缆取01富余系数式:
电缆长度L(1600+1725+50)×11
1914m
4) 电缆进行校验
参煤矿电工手册表1034中间接头电缆承受三相短路稳态电流相应6KV短路容量表:316mm2电缆满足热稳定电压损失查表法查煤矿电工手册表1036COS0716mm2公里负荷电压损失391
该长度电缆电压损失ΔV391×1914×(0254+0134+0158)409
国规定电缆线路电压损失标准:10KV线路7该截面满足求
二低压电缆选择
1选择原
低压电缆型号电压登记符合煤矿安全规程前提根实际点设备求电缆途敷设场等情况加确定
1) 井采煤机组截煤机组回柱绞车调度绞车电钻工作面
运输机装岩机装煤机局扇等常移动工作机械
类机械供电电缆律采轻便易弯曲非延燃橡胶套电缆
具体选择:
(1) 采煤机刨煤机等供电应该选专移动型电缆电网电压660V时选UCP100(UC1000)系列电网电压1140V时必须选带分相屏蔽橡胶绝缘专电缆选UCPQUPQ系列
(2) 综合机械化工作面必须选屏蔽电缆
(3) 煤电钻供电应选UZ500系列电钻专电缆
(4) 特殊求般矿井选UUP系列电缆工作面辅助设备常移动电器设备供电
(5) 述种电缆语采区工作面时律应选铜芯严禁铝芯电缆
2) 660V380V固定半固定设备()山绞车(
山巷运输机选铠装铅包纸绝缘铜芯电缆铠装聚氯乙烯绝缘铜芯电缆矿橡胶套电缆
3)沼气进风斜井硐新鲜风流井底车场低沼气矿砌碹回风斜井选铝芯电缆井变(配)电高低压电缆选铝芯时采铝铜芯电缆时需衔接处铜铝度接头应常加检查
4)采区般选黄麻外皮ZQ 20型铜芯油浸纸绝缘铅包铠装电缆水泥支柱砌碹通风良巷道外
2电缆型号进行选择
根述原结合11供电系统图实际选低压电缆型号:
1 干线电缆
ZQ20型铜芯油浸纸绝缘铅包铠装电缆:山绞车山皮带
U型:余均采
2支线电缆
UCP型:采煤机工作面运输机
U型UP型:山绞车山皮带调度绞车等工作面辅助设备
UZ型:煤电钻供电
三低压电缆长度芯数确定
1电缆长度
电缆实际长度应该式进行计算
LcaKinLwa
式中 Lca——电缆实际长度m
Lwa——电缆敷设路径长度m
Kin——增长系数橡套电缆11铠装电缆105
1)机械采煤组
采区变电机采工作面电缆长度:
L工作面 KinLw
(20+725+330)×11
465m
采区变电机采运输槽电缆长度:
L运输槽 KinLw
(20+725+100)×11
212m
采区变电机采轨道槽电缆长度:
L轨道槽 KinLw
(20+725+100+330)×11
465m
2)普采面组
采区变电绞车房电缆长度:
L工作面 KinLw
(20+725+100+20)×105
224m
采区变电普采运输槽电缆长度:
L运输槽 KinLw
(20+725+190)×11
311m
采区变电普采轨道槽电缆长度:
L轨道槽 KinLw
(20+725+100+190)×11
427m
2)掘进组
采区变电山皮带运输机电缆长度:
L山运输机 KinLw
(20+725+100+20)×105
224m
采区变电普采运输槽电缆长度:
L KinLw
(20+725+100)×105
197m
采区变电山底部电缆长度:
L山 KinLw
(20+725+100)×11
207m
山底部东翼掘进头电缆长度:
L东翼掘进头 KinLw
320×11
350m
山底部西翼掘进头电缆长度:
L西翼掘进头 KinLw
200×11
220m
二电缆芯数确定
1确定原:
铠装动力电缆三条输送电芯线
移动设备供电橡套电缆芯线树木分两种情况:
1) 般移动设备运输机回柱绞车等控制钮
工作机械通常设控制电缆时供电电缆选四芯中三芯作想电动机供电芯线芯线做接
2) 采煤机组装岩机等移动设备控制钮装工作机械
般选六芯电缆做动力接控制
2参原采取供电电缆芯数确定:
铠装橡套均三芯
支线橡套橡套均四芯中采煤机采六芯
干线橡套橡套均四芯
二低压电缆芯线截面确定
1选择原
电缆正常工作符合电流(计算值)应等电缆长时允许载流量
正常工作运行时低压电缆远端电压应低电网额定电压规定值根煤矿井供电设计技术规定正常运行时电动机两端电压允许偏移额定电压5特远电机运输偏移8~10
电缆机械强度应符合电设备场合求
距离远容量电动机重载情况应保证启动端电压低额定值75确保磁力启动器足够吸合电压选择低压电缆截面时应启动条件加校验
选择电缆截面必须保护装置适配短路时应具足够热稳定性
2截面确定
1)支线电缆截面
工作面配电点移动机械支线应满足机械强度求允许载流量加校验支线截面选择见表
支线电缆截面表
序号
设备名称
型号规格
容量 (单台) (KV)
电缆型号规格
长时工作电流A
允许载流量A
机械强度选择
温度升高选择
1
采煤机
MLQ180
80
UCPQ10003×35+1×6+4×4
UCPQ10003×35+1×6+4×4
91
138
2
机采工作面运输机
SGW44
22
UCPQ10003×25+1×10
UCPQ10003×25+1×10
26
113
3
槽运输机
SGW40A
40
U
UP1003×10+1×16
45
64
4
炮采工作面运输机
SGW22
22
U1003×16+1×6
U10003×16+1×6
26
85
5
槽皮带机
SPJ800
30
UP10003×10+1×10
33
64
6
山皮带机
SDJ150
75
ZQ2010003×25
82
125
7
山绞车
JTB1200
55
ZQ2010003×16
60
95
8
煤电钻
MZ212
12
UZ5003×4+1×4
UZ5003×4+1×4
6
36
9
掘进局扇
JBT522
11
UP10003×4+1×4
13
36
10
调度绞车
JD114
114
U10003×4+1×4
U10003×4+1×4
14
36
11
回柱绞车
JH217
17
U10003×10+1×6
U10003×10+1×6
21
64
12
掘进皮带机
SPJ800
30
U10003×6+1×6
33
46
采区固定半固定设备供电支线电缆短加常移动工作条件较选择截面时满足电压损失机械强度准允许负荷选择高压电缆样
2采区变电配电点干线电缆截面选择
(1) 干线电缆负荷电流
Ica
式中 Ica——长时工作电流 A
——电动机额定功率KW
Kde——电动机负荷系数
Vn——电动机额定电压V
cos——电动机功率数
机采组:
轨道槽干线:Ica
机采组线:Ica
运输槽干线:Ica
普采组:
轨道槽干线:Ica
运输槽干线:Ica
掘进组:
皮带运输山:Ica
东翼掘进工作头:Ica
西翼掘进工作头:Ica
(2) 干线电缆截面选择
正常工作时负荷电流供电距离长线路电压损失相较突出应允许电压损失选择截面长时允许流量校验
1)确定变压器电机间允许电压损失UP
正常运行时电缆网路末路端电压低额定电压95原式计算网路中电压损失
ΔUP U2N095 VN
式中 ΔUP——网路中允许电压损失V
U2N——变压器二次侧额定电压V
VN——低压电网额定电压V
ΔUP U2N095 VN69009566063V
2)变压器电压损失UT
ΔUTIcat(RTcos+XTsinT)
Icat
RT
XT
式中 ΔUT ——变压器电压损失V
Icat ——变压器午计算电流值A(需系数法求)
cos——变压器功率数等相应负荷加权均功率数查矿山电工学表——2
sinT——变压器规律数角应正弦值
RT XT取值查关表
机采组
变压器型号KSGB3156069
Icat20541A
RT0011
XT006
ΔUTIcat(RTcos+XTsinT)
20541 (001106+00608)
194V
炮采组
变压器型号KSGB2006069
Icat1175 A
RT0019
XT0093
ΔUTIcat(RTcos+XTsinT)
1175 (001906+00908)
180V
掘进组
变压器型号KSGB2006069
Icat1381A
RT0019
XT0093
ΔUTIcat(RTcos+XTsinT)
1381 (001906+009308)
2114V
3)支线电压损失UTL(70mm2电缆Xbl<
机组支线:ΔUTL1IbLRbLcosbl
IbL
91
164V
轨道槽回柱绞车支线:ΔUTL2IbLRbLcosbl
IbL
21
55V
中r425mm()芯线高允许温度65oC时
A35mm2
允许电压损失选干线电缆
ΔUI
A
I
运输槽干线
ΔUΔUPΔUTΔUb
632104164252V
A577A
选标准截面70mm2查表知工作电流215A
I10965(mm2)
215A〉10965A满足求
轨道槽干线:
ΔUΔUPΔUTΔUb
63210455361V
A1574A
选标准截面25mm2查表知工作电流113A〉41A
I4196(mm2)
113A〉41A满足求
槽运输机干线:
ΔUΔUPΔUT
6321044196V
A
382(mm2)
选标准截面50mm2查表知工作电流173A
I140(mm2)
第五章 短路电流计算
1配电装置电气参数选择应该符合条件
(1)设备额定电压应该装设出额定电压
(2)配电装置额定电流IN应控制设备线路长时间工作电流IcaINIca
Ica
1KSGB3156069型防爆干式变压器配电箱选择
(1)配电装置额定电压:选定6KV
(2)配电装置额定电流应变电站长时工作电流
变压器工作电流额定电流I
式中SNT——变压器额定容量KVA
VN——变压器高压侧额定电压KV
变电站额定电流
I1303A
根矿山电工课程设计手册附表7选择BPG2650型真空高压防爆配电箱
2KSGB2006069型防爆干式变压器配电箱选择
(1)配电装置额定电压:选定6KV
(2)配电装置额定电流应变电站长时工作电流
变压器工作电流额定电流I
式中SNT——变压器额定容量KVA
VN——变压器高压侧额定电压KV
变电站额定电流
I21925A
根矿山电工课程设计手册附表7选择BPG2650型真空高压防爆配电箱
(3)采区变电总高压配电箱选
I总 I1+ 2I2306+2×1925691A
根矿山电工课程设计手册附表7选择BPG26100型真空高压防爆配电箱
(4)短路验算
选高压配电箱短流容量均50MVA国井变电母线短路容量均限制50MVA满足求
采区变电高压配电箱选择结果
控制负荷名称
型号
额定电流A
额定电压 kv
额定断流容量MVA
KSGB315
BPG2650
50
6
100
KSGB200
BPG2650
50
6
100
KSGB200
BPG2650
50
6
100
变电总线开关
BPG26100
100
6
100
第六章 高低压开关选择校验
遵循煤矿安全规程采区巷道布置急采掘工作面低压开关电器设备律隔爆型质安全型隔爆兼质安全型里低压开关包括动馈电开关磁力启动器手动开关组合开关等低压电器设备选择具体原:
1)电设备额定电压应电网电压等级相符开关额定电流应等电设备实际工作电流
2)作馈电总开关分路开关应该选DW80系列DWKB30系列动馈电开关
3)综合机械化开采区高档普采工作面军需配备保护齐全660V1140V成套电器设备
4)直接控制电动机动力设备开关应该选隔爆型磁力启动器具体结构型号分 工作面机械控制方式述原确定:
需远方控制生产机械采煤机截煤机装岩机输送机等均应QC83QC810QCS83QCKB30DQBH等型系磁力启动器选取选DQZBH系列真空磁力启动器
需常远方控制常启动生产机械局扇明设备等应选QSS81系列CH15型带熔断器开关作短路保护选QAKB30型插销式手动起动器带热脱口器进行载短路保护
需常进行远方控制正反转生产机械刨煤机回柱绞车调度绞车等应选QC8380NQC815N新系列QCKB3012N系列等逆磁力启动器
需集中连锁控制机械输送机采煤机组弯曲刮板运输机等应选QC83QC810QC815等系列磁力启动器
电钻明设备供电开关般应该选BZ8025KSGZ4(25)型变压器综合装置选QS81CH15型系列手动开关
开关继电保护装置应电网生产设备相符具体求:
第采区变电总低压开关应设短路负荷漏电保护装置少装设漏电短路保护装置
第二变电分路开关陪电点总开关需短路负荷漏电保护装置应该设漏电闭锁选择性查漏保护装置(包含工分流装置)
第三综合机械化采煤工作面馈电移动变电站低压馈电开关应短路符合保护外应设漏电闭锁漏电保护装置
第四直接控制电动机种起动电器般均具短路负荷断相保护装置直接控制保护采煤机组等型设备启动器电闭锁漏电保护装置
第五井低压真空开关应该电保护装置
第六类低压开关接线喇叭口数目满足电网接线求出口口径电缆外径相适配
根原
变压器总馈电开关DW81350F
分路开关配电点馈电开关 DW80200
配电点磁力启动器
采煤机QC83225
工作面运输槽 QC83225
工作面轨道槽 QC8380
调度绞车 QC8380N
第七章 继电保护选择整定
根保护装置确定短路点然算出短路点短路电流次类开关(总开关分路总开关电动机控制开关电钻明控制开关等)中保护装置进行整定(计算整定值两相短路电流校验保护装置灵敏度)
电动机保护
电流继电电器限热继电器电磁元件列情况分进行整定计算
1单台电动机
IaINst
式中 Ia——电流继电电器动作电流整定值A
INst——电动机额定启动电流A
某型采掘机械设备处低压电网末端电动机功率较启动电压损失较实际启动电流低额定启动电流测出计算出电动机实际启动电流式子式中INst应实际启动电流进行计算样降低电流继电器整合电流值短路障时够动作整定值应略实际启动电流值防止开关误动
2时起动台电动机
IaINst
式中 ——时启动台电动机额定电流A
3时起动台电动机
IaINst+
式中 ——根生产工艺程出现电流时电动机额定起动电流A
——已运转全部电动机额定电流A
根述计算初步确定整合电流值应保护范围末端两相短路电流进行校验合格方
Ks
式中 IK(2)——电动机端子两相短路电流A
1. 5——灵敏系数
二配电线路(干线)确定
电流继电器电流脱扣器动作电流值式进行整合计算
IaINst+
式中 ——起动电流台电动机额定起动电流A数台电动机时起动工作机械总起动电流单台起动时起动电流应台时起动电动机额定起动电流
——余电动机额定电流A
灵敏度校验:
原应考虑级备保护灵敏度校验应级保护范围末端两相短路电流计算具体求:
Ks
式中 IK(2)——级保护范围末端两相短路电流A
1.5——灵敏系数
Ia——电流脱扣器动作电流实际整合值A
三 变压器保护
二次侧总动馈电开关流脱扣器动作电流整定值式估算:
Ia(4~5)INTC
式中 INTC——变压器低压侧额定电流A
4~5——考虑电动机起动系数
灵敏度校验:
原应考虑配出线路电流保护装置起备保护作式进行校验:
Ks
式中 IK(2)——级保护范围末端两相短路电流A
Ia——电流脱扣器实际整定电流值A
八结束语参考文献
学相互帮助时完成次电工课程设计采区供电煤矿供电特殊性井电气设备工作环境恶劣供电布局正确选择电器设备提出高求便加强电器设备维护检修满足矿井生产需采区变电供电设计解供电保护身安全供电求进行采区高压低压电缆选高低压整定计算设计选择性计算部分通计算加深开关移动变电站解采区供电项复杂供电系统严格选择供电布局终形成完整采区供电
通次设计进步解煤矿采区供电设计必须煤矿采区实际情况出发规程中关规定考虑济效益符合求
次设计思想中突出合理二字次设计达预期目受益匪浅
参考文献
1 顾永辉等编 煤矿电工手册
2 赖昌干等编 矿山电工学
3 王显政等编 煤矿安全规程
4 文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
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