大興煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)采區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

1、 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院本 科 畢 業(yè) 論 文（2013屆）題 目 大興煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)電動(dòng)力與信息工程 專業(yè)班級(jí) 工業(yè)工程（2） 學(xué)生姓名 xxx 指導(dǎo)教師 xxx 教務(wù)處制2013年5月1日大興煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)共38頁(yè)圖紙共1張說(shuō)明書共0頁(yè)完成日期：2013年5月1日答辯日期：2013年5月9日摘要 通過(guò)煤礦礦井供電系統(tǒng)工作面選定的配套機(jī)械設(shè)備，正確選擇配套的電氣設(shè)備，以保證綜采設(shè)備能夠正常地投入運(yùn)行。煤礦礦井供電系統(tǒng)工作面供電是否安全、可靠、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理，將直接關(guān)系到人身、礦井和設(shè)備的安全及采區(qū)生產(chǎn)的正常進(jìn)行。由于煤礦井下工作環(huán)境十分惡劣，因此在供電上除采取可

2、靠的防止人身觸電危險(xiǎn)的措施外，還必須正確地選擇電氣設(shè)備的類型及參數(shù)，并采用合理的供電、控制和保護(hù)系統(tǒng)，加強(qiáng)對(duì)電氣設(shè)備的維護(hù)和檢修，以確保電氣設(shè)備的安全運(yùn)行和防止瓦斯、煤塵爆炸。煤礦礦井供電系統(tǒng)工作面供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，遵循煤礦企業(yè)對(duì)供電的基本要求及煤礦井下供電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定。根據(jù)工作面用電設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，對(duì)移動(dòng)變電站進(jìn)行選擇計(jì)算、高壓低壓電纜進(jìn)行選擇計(jì)算、高壓低壓開(kāi)關(guān)進(jìn)行選擇、短路計(jì)算及繼電保護(hù)裝置進(jìn)行整定。關(guān)鍵詞：綜合機(jī)械化采煤；負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算；設(shè)備選型；移動(dòng)變電站 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄緒論11 采區(qū)供電系統(tǒng)及變電所位置的確定21.1 采區(qū)變電所位置的確定21.2 電壓等級(jí)的確定21.

3、3 采區(qū)負(fù)荷計(jì)算及變壓器、臺(tái)數(shù)的確定22 變壓器的選擇42.1 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)42.2 變壓器的選擇53 供電系統(tǒng)的擬定84 高壓電纜的選擇94.1 高壓電纜選擇原則94.2 高壓電纜計(jì)算115 低壓電纜的選擇155.1 電纜的選擇原則155.2 上山絞車低壓電纜選擇155.3 對(duì)掘進(jìn)工作面配電點(diǎn)干線電纜進(jìn)行選擇195.4 對(duì)第一炮采工作面干線電纜選擇205.5 對(duì)第二炮采工作面干線電纜選擇226 采區(qū)高低壓開(kāi)關(guān)的選擇236.1 選擇按照下列一般原則進(jìn)行236.2 采區(qū)選擇的隔爆型高壓配電箱246.3 采區(qū)低壓開(kāi)關(guān)選擇及保護(hù)裝置整定24結(jié)論35致謝36參考文獻(xiàn)37附錄a3838緒論 全礦概貌1) 地

4、質(zhì)儲(chǔ)量600萬(wàn)噸；2) 礦井生產(chǎn)能力：設(shè)計(jì)能力12萬(wàn)t/年，實(shí)際數(shù)11萬(wàn)t/年；3) 年工作日：300天，日工作小時(shí)：14小時(shí)；4) 礦井電壓等級(jí)及供電情況：該礦井供電電源進(jìn)線采用雙回路電源電壓為35kv，變電所內(nèi)設(shè)有630kva,10/6.3變壓器兩臺(tái)和400kva，10/0.4變壓器兩臺(tái)，承擔(dān)井下和地面低壓用電負(fù)荷。用兩條高壓電纜下井，電壓等級(jí)均為6kv，經(jīng)中央變電所供給采區(qū)變電所。采區(qū)資料采區(qū)設(shè)計(jì)年產(chǎn)量6萬(wàn)噸，水平標(biāo)高從+830至+755，下山道兩條，一條軌道下山，一條人行下山，傾角為25；分4個(gè)區(qū)段開(kāi)采，方式為炮采，區(qū)段高20-30m。整個(gè)采區(qū)現(xiàn)為一掘兩采。表1-1 采區(qū)電氣設(shè)備技術(shù)特

5、征采區(qū)設(shè)備額定容量pe(kw)額定電壓uc(v)額定電流ie(a)額定起動(dòng)電流iqe (a)功率因數(shù)cos效率j臺(tái)數(shù)設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)上山絞車jt1600/12241103801212420.860.931照明1.2127煤電鉆mz2-121.21279540.790.7952回柱絞車yb3160m-41166014.5870.840.8852噴漿機(jī)yb112m-446605.0830.50.800.851局部扇風(fēng)機(jī)bky60-446604.732.90.800.856耙斗裝巖機(jī)ybb-10-41166012.172.60.750.801充電機(jī)kgca10-90/4016660210.750.8

6、831 采區(qū)供電系統(tǒng)及變電所位置的確定1.1 采區(qū)變電所位置的確定根據(jù)采區(qū)變電所位置確定原則，采區(qū)變電所位置選擇要依靠低壓供電電壓，供電距離，采煤方法，采區(qū)巷道布置方式，采煤機(jī)械化程度和機(jī)械組容量大小等因素確定。1.2 電壓等級(jí)的確定根據(jù)本采區(qū)提供的數(shù)據(jù)電壓等級(jí)分為兩種，一種是660v,另一種是380v。1.3 采區(qū)負(fù)荷計(jì)算及變壓器、臺(tái)數(shù)的確定根據(jù)機(jī)械設(shè)備位置、功率電壓及供電情況把用電設(shè)備分成三組。具體的分組情況見(jiàn)下表1-1、表1-2、表1-3。表1-1 1號(hào)變壓器供電設(shè)備設(shè)備名稱臺(tái)數(shù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定容量pe（kva）額定電壓/v額定電流/a額定功率因數(shù)上山絞車1jt1600/122411038

7、01210.86照明1.2127表1-2 2號(hào)變壓器供電設(shè)備設(shè)備名稱臺(tái)數(shù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定容量pe（kva）額定電壓/v額定電流/a額定功率因數(shù)煤電鉆2mz2-121.212790.79回柱絞車2yb3160m-41166014.50.84噴漿機(jī)1yb112m-446605.080.80耙斗裝巖機(jī)1ybb-10-41166012.10.75充電機(jī)3kgca10-90/4016660210.75表1-3 3號(hào)變壓器供電設(shè)備表設(shè)備名稱臺(tái)數(shù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定容量pe（kva）額定電壓/v額定電流/a額定功率因數(shù)局部扇風(fēng)機(jī)6bky60-446604.70.80根據(jù)電壓等級(jí)設(shè)備情況選用三臺(tái)變壓器，第一臺(tái)變壓器供

8、上山絞車和照明使用，第兩臺(tái)變壓器供煤電鉆、回柱絞車、噴漿機(jī)、耙斗裝巖機(jī)、充電機(jī)使用，第三臺(tái)供局部扇風(fēng)機(jī)使用。2 變壓器的選擇2.1 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)按各組用電要求，采區(qū)用電設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)采用需用系數(shù)法。該計(jì)算方法是借助一些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，由各用電設(shè)備的額定功率求取一組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。一組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷容量為式： (2-1)式中：s-一組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，kw；-具有相同需用系數(shù)的一組用電設(shè)備額定功率之和，kw；-需用系數(shù)；-一組用電設(shè)備的加權(quán)平均功率因數(shù)，即各用電設(shè)備的額定功率與額定功率因數(shù)的乘積之和與他們總功率之比，按下式求得。 （2-2）由于該采區(qū)為炮采工作面用電設(shè)備的需用系數(shù)可按下式計(jì)算。0.

9、286+ 0.714 （2-3）式中：- 一組設(shè)備中容量最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定功率，kw。礦井及采區(qū)其它用電負(fù)荷的需用系數(shù)和加權(quán)平均功率因數(shù)見(jiàn)表2-1：表2-1 礦井用電負(fù)荷計(jì)算需用系數(shù)和加權(quán)平均功率因數(shù)用 電 設(shè) 備需用系數(shù)加權(quán)平均功率因數(shù)采煤工作面 綜合機(jī)械化工作面自移支架 一般機(jī)械化工作面單機(jī)支架 一般機(jī)械化工作面傾斜機(jī)采面 緩傾斜煤層炮采工作面急傾斜煤層炮采工作面 0.4 + 0.6 p/p0.286 + 0.714 p/p0.60.750.40.50.50.60.70.60.70.60.70.60.7掘井工作面采用掘井機(jī)不采用掘井機(jī)的0.50.30.40.60.70.6井下運(yùn)輸 蓄電池電

10、機(jī)車 其他運(yùn)輸設(shè)備如輸送機(jī)、絞車等 架線電機(jī)車0.80.50.50.650.90.70.9井底車場(chǎng) 有主排水設(shè)備 無(wú)主排水設(shè)備0.60.70.750.80.70.82.2 變壓器的選擇通常情況下，采區(qū)變電所采用多臺(tái)變壓器方可滿足供電要求。變壓器容量應(yīng)根據(jù)設(shè)備的布置、電壓等級(jí)，確定幾個(gè)分組方案，分別求出各方案下的各組計(jì)算容量，初選變壓器的額定容量及臺(tái)數(shù)，確定最優(yōu)分組方案。變壓器的額定容量應(yīng)大于等于一組負(fù)荷的計(jì)算容量，即： （2-4）1號(hào)變壓器選擇 1號(hào)移變壓器擬向上山絞車，照明，負(fù)荷計(jì)算容量為：選用1臺(tái)ksj-180/6/0.4變壓器用于上山絞車及照明供電，變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2-2。表22 變壓

11、器技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定電壓（v）額定容量se(kva)阻抗電壓（）損耗（w）線圈阻抗（）重量（kg）參考價(jià)格 /元一次二次udurux空載短路rxksj-180/6/0.460004001804.52.273.8883030700.02670.04612004萬(wàn)2號(hào)變壓器選擇2號(hào)變壓器擬向2個(gè)炮采面1個(gè)掘進(jìn)面供電，負(fù)荷計(jì)算容量為：0.286+ 0.7140.286+ 0.7140.41=45.94kva選用1臺(tái)ksj-100/6/0.693變壓器用于2個(gè)炮采面1個(gè)掘進(jìn)面供電，變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2-3。表23 變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定電壓（v）額定容量se(kva)阻抗電壓（）損耗（w）線圈阻抗（）重

12、量（kg）參考價(jià)格 /元一次二次udurux空載短路rxksj-100/6/0.69360006601004.52.53.7449018750.1590.2369503.1萬(wàn)3號(hào)變壓器的選擇3號(hào)變壓器擬向6臺(tái)局部扇風(fēng)機(jī)供電，負(fù)荷計(jì)算容量為：0.286+ 0.7140.286+ 0.7140.405= 12.15kva選用1臺(tái)ksj-50/6/0.693變壓器用于局部扇風(fēng)機(jī)，變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)2-4。表24 變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定電壓（v）額定容量se(kva)阻抗電壓（）損耗（w）線圈阻抗（）重量（kg）參考價(jià)格 /元一次二次udurux空載短路rxksj-50/6/0.693600066050

13、4.52.833.542508500.4460.5626502.5萬(wàn)3 供電系統(tǒng)的擬定本采區(qū)一共有2個(gè)炮采工作面，1個(gè)掘進(jìn)工作面及一個(gè)絞車硐室，設(shè)立4個(gè)配電點(diǎn)，2個(gè)炮采工作面各一個(gè)配電點(diǎn)，掘進(jìn)工作面一個(gè)配電點(diǎn)，絞車硐室一個(gè)配電點(diǎn)。擬定原則：1 在保證供電安全可靠的前提下，力求減少電纜的根數(shù)和長(zhǎng)度，盡量避免回頭供電；功率相對(duì)較大，宜采用單獨(dú)電纜供電。2 工作面配電點(diǎn)到各用電設(shè)備宜采用輻射式線路供電工作面配電點(diǎn)最大容量電動(dòng)機(jī)用的起動(dòng)器應(yīng)靠近配電點(diǎn)進(jìn)線，以減少起動(dòng)器間連接電纜的截面。3 低沼氣礦井、掘進(jìn)工作面與回采工作面的電氣設(shè)備應(yīng)分開(kāi)供電，局部扇風(fēng)機(jī)實(shí)行風(fēng)電沼氣閉鎖，沼氣噴出區(qū)域、高壓沼氣礦井、煤

14、與沼氣突出礦井中，所有掘進(jìn)工作面的局扇機(jī)械裝設(shè)三專（專用變壓器、專用開(kāi)關(guān)、專用線路）二閉鎖設(shè)施即風(fēng)、電、沼氣閉鎖。4 在保證供電安全可靠的前提下，力求所用的開(kāi)關(guān)、起動(dòng)器和電纜等設(shè)備最少。5 原則上一臺(tái)起動(dòng)器只控制一臺(tái)低壓設(shè)備；一臺(tái)高壓配電箱只控制一個(gè)變壓器。6 采區(qū)變電所的動(dòng)力變壓器多于一臺(tái)時(shí)，應(yīng)合理分配變壓器的負(fù)荷，且變壓器最好不并聯(lián)運(yùn)行。7 由工作面配電點(diǎn)到各用電設(shè)備宜采用輻射式供電，上山及順槽的輸送機(jī)宜采用干線式供電；供電線路應(yīng)走最短的路線，并盡量避免回頭供電。8 低瓦斯礦井掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)，可采用裝有選擇性漏電保護(hù)裝置的供電線路供電，或采用掘進(jìn)與采煤工作面分開(kāi)供電。9 瓦斯噴出區(qū)

15、域、高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中，掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)都應(yīng)實(shí)行三專(專用變壓器、專用開(kāi)關(guān)、專用線路)供電。10 局部通風(fēng)機(jī)與掘進(jìn)工作面的電氣設(shè)備，必須裝有風(fēng)電閉鎖裝置。瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中的所有掘進(jìn)工作面應(yīng)裝設(shè)兩閉鎖(風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖)設(shè)施。因此，在掘進(jìn)工作面的供電線路上應(yīng)設(shè)一臺(tái)閉鎖用的磁力起動(dòng)器，或?qū)Ｓ玫娘L(fēng)電閉鎖裝置。4 高壓電纜的選擇4.1 高壓電纜選擇原則（1）向采區(qū)變電所供電的高壓電纜，可以采用鋁芯電纜，其他地點(diǎn)必須采用銅芯電纜，井下嚴(yán)禁使用鋁包電纜，電纜應(yīng)帶有供保護(hù)接地用的足夠的截面的導(dǎo)體。其主芯線截面的確定，通常按

16、經(jīng)濟(jì)電流密度初選，按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流校驗(yàn)，按允許電壓損失校驗(yàn)，按電纜線路電源端最大三相短路電流校驗(yàn)熱穩(wěn)定。1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選電纜截面 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜主截面： （4-1）式中：-經(jīng)濟(jì)截面， ；-正常運(yùn)行時(shí)，通過(guò)電纜的最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流，當(dāng)兩條電纜并聯(lián)運(yùn)行時(shí)應(yīng)考慮一條線路故障時(shí)的最大負(fù)荷電流，a；-經(jīng)濟(jì)電流密度，a/，經(jīng)濟(jì)電流密度取2.25；2）按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流校驗(yàn) 由于運(yùn)行中電纜的電流超過(guò)長(zhǎng)期允許電流時(shí)，電纜芯線的電阻產(chǎn)生的熱量就會(huì)超過(guò)允許值，加速絕緣老化，從而造成漏電或短路事故。通常電纜允許電流是以環(huán)境溫度25、最高允許工作溫度65時(shí)的值確定的，當(dāng)環(huán)境溫度不等于25時(shí)，應(yīng)乘以修正系數(shù)

17、，不同環(huán)境溫度下的電纜載流量修正系數(shù)見(jiàn)表4-1：表4-1 不同環(huán)境溫度下的電纜載流量修正系數(shù)電纜芯線實(shí)際工作溫度/51015202530354045修正系數(shù)1.221.171.121.061.00.940.870.790.71供電線路工作最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流的計(jì)算如下，向一臺(tái)變壓器供電時(shí)，取變電器一次側(cè)額定電流： （4-2）式中：-變壓器額定容量，kva；-變壓器高壓側(cè)額定電壓，v；-變壓器高壓側(cè)額定電流，a；向兩臺(tái)變壓器供電時(shí)，最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流為兩臺(tái)電壓器高壓側(cè)額定電流之和，即： + （4-3） （4-4）式中： -折算至電壓器高壓側(cè)最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流，a；-由移變壓器供電的各用電設(shè)備額定功率總和

18、，kw；-用電設(shè)備額定電壓，v；-變壓器的變化； -用電負(fù)荷加權(quán)平均功率因數(shù)。3）按短路電流熱穩(wěn)定校驗(yàn)電纜截面 為確保最大短路電流通過(guò)時(shí)電纜絕緣受熱不被老化，高壓電纜所選主芯線截面應(yīng)大于等于最小熱穩(wěn)定截面的要求。最小熱穩(wěn)定截面計(jì)算如下。 （4-5） （4-6）式中： -電纜的最小熱穩(wěn)截面，；-通過(guò)電纜的最大短路電流，a；-短路電流的持續(xù)時(shí)間，取井下高壓配電裝置斷路器跳閘時(shí)間，約為0.25秒。c-電纜芯線熱穩(wěn)定系數(shù)，見(jiàn)表4-2。表4-2 10kv及以下電纜的熱穩(wěn)定系數(shù)芯線絕緣材料短路允許溫度/鋁線銅線120150200120150200230橡膠聚乙烯交聯(lián)聚乙烯75635387701008710

19、09580120100145141注：電纜線路中間有壓接接頭時(shí)，最高允許溫度為150，鍋焊接頭時(shí)為120。4） 按允許電壓損失校驗(yàn)電纜截面 電壓損失是指線路首末兩端電壓的數(shù)值差，用表示。對(duì)于10kv及以下高壓電纜線路電壓損失率，我國(guó)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)為7%，在計(jì)算電壓損失時(shí)，其長(zhǎng)度應(yīng)從地面變電所至移動(dòng)變電站進(jìn)線處。電壓損失計(jì)算公式為： ()100% （4-7）式中： -電纜線路電壓損失率，%；-通過(guò)電流的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流，a；-分別為電纜所帶負(fù)荷的功率因數(shù)和對(duì)應(yīng)的正切值；p-負(fù)荷有功功率，w；-電纜線路的額定電壓，v；-電纜長(zhǎng)度，km；,-分別為電纜線路單位長(zhǎng)度的電阻和阻抗 ，可由表4-3求取。表4-

20、3 礦用1kv橡套電纜單位長(zhǎng)度電阻和阻抗 單位：相阻抗電纜型號(hào)截面 /2.546101625355070電阻mz、mzpmy、umc、mcp8.835.394.663.131.831.851.161.250.7320.7940.5220.5790.3800.4160.267電抗0.1010.0950.0920.0900.0880.0840.081注：表中的數(shù)值為20時(shí)的值，換算到65的電阻值為1.184.2 高壓電纜計(jì)算按照上述的計(jì)算方法，選擇采區(qū)變電所高壓電纜，計(jì)算如下所示：(1) 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇主截面計(jì)算采區(qū)變電所總負(fù)荷電流為式中：-采區(qū)工作面所有用電設(shè)備額定功率之和；-需用系數(shù)，=0

21、.286+ 0.714=0.286+ 0.714=0.639；-加權(quán)平均功率因數(shù)，取0.60； 取電力電纜經(jīng)濟(jì)電流密度=2.25a/ ，則：選型號(hào)為vv-6-316高壓電纜，長(zhǎng)度l=800m。(2) 按長(zhǎng)時(shí)最大允許負(fù)荷電流校驗(yàn)，查表得vv-6-316型電纜的長(zhǎng)時(shí)最大允許負(fù)荷電流73a,滿足要求。(3) 按熱穩(wěn)定條件校驗(yàn)電纜截面，電纜首段三相最大短路電流：=4588mm16mm滿足熱穩(wěn)定要求。(4) 按允許電壓損失校驗(yàn)電纜截面查表得vv-6-316型電纜r=1.16/km，x=0.09/km。取負(fù)荷的功率因數(shù)，,。=0.63%7%所選vv-6-316型電纜能夠滿足供電的要求。1號(hào)變壓器高壓電纜選

22、擇(1) 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇主截面計(jì)算1號(hào)變壓器總負(fù)荷電流為：= =12.32a式中：-采區(qū)工作面所有用電設(shè)備額定功率之和；-需用系數(shù)，=0.99；-加權(quán)平均功率因數(shù)，取0.86； 取電力電纜經(jīng)濟(jì)電流密度=2.25a/ ，則：=5.48選型號(hào)為vv-6-316高壓電纜，長(zhǎng)度l=6m(2) 按長(zhǎng)時(shí)最大允許負(fù)荷電流校驗(yàn) 查表得vv-6-316型電纜的長(zhǎng)時(shí)最大允許負(fù)荷電流73a,滿足要求。經(jīng)效驗(yàn)各項(xiàng)均滿足要求。2號(hào)變壓器高壓電纜選擇(1) 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇主截面計(jì)算2號(hào)變壓器總負(fù)荷電流為：= =4.76a式中：-采區(qū)工作面所有用電設(shè)備額定功率之和；-需用系數(shù)，=0.41；-加權(quán)平均功率因數(shù)，取0.

23、65； 取電力電纜經(jīng)濟(jì)電流密度=2.25a/ ，則：=2.12選型號(hào)為vv-6-316高壓電纜，長(zhǎng)度l=8m。(2) 按長(zhǎng)時(shí)最大允許負(fù)荷電流校驗(yàn)查表得vv-6-316型電纜的長(zhǎng)時(shí)最大允許負(fù)荷電流73a,滿足要求。經(jīng)效驗(yàn)各項(xiàng)均滿足要求。3號(hào)變壓器高壓電纜選擇(1) 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇主截面計(jì)算3號(hào)變壓器總負(fù)荷電流為= =1.17a式中：-采區(qū)工作面所有用電設(shè)備額定功率之和；-需用系數(shù)，=0.405；-加權(quán)平均功率因數(shù)，取0.80； 取電力電纜經(jīng)濟(jì)電流密度=2.25a/，則：=0.52選型號(hào)為vv-6-310高壓電纜，長(zhǎng)度l=10m。(2) 按長(zhǎng)時(shí)最大允許負(fù)荷電流校驗(yàn)，查表得vv-6-316型電纜

24、的長(zhǎng)時(shí)最大允許負(fù)荷電流50a,滿足要求。經(jīng)效驗(yàn)各項(xiàng)均滿足要求。5 低壓電纜的選擇5.1 電纜的選擇原則(1) 按煤礦安全規(guī)程要求，選擇煤礦用阻燃電纜。(2) 電纜的電壓等級(jí)必須大于或等于電網(wǎng)的實(shí)際工作電壓。(3) 電纜實(shí)際運(yùn)行電流必須小于或等于電纜允許的載流量。(4) 正常運(yùn)行時(shí)電纜網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際電壓損失必須小于或等于允許的電壓損失，不超過(guò)7%。(5)距電源最遠(yuǎn)、容量最大的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)端電壓不低于該設(shè)備允許的最小啟動(dòng)電壓和保證電磁啟動(dòng)器有足夠的吸合電壓。(6) 電纜應(yīng)滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求。(7) 在電纜線路發(fā)生短路故障時(shí)應(yīng)滿足熱穩(wěn)定性的要求。對(duì)不同用電設(shè)備要求：電纜機(jī)械強(qiáng)度的允許截面見(jiàn)

25、表5-1。表5-1 井下機(jī)電設(shè)備滿足按機(jī)械強(qiáng)度要求的電纜最小截面用 電 設(shè) 備 名 稱要求最小截面/各種采煤機(jī)帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)小功率刮板輸送機(jī)安全回柱絞車、裝巖機(jī)調(diào)度絞車、照明干線手持式煤電站50952550102516254646表5-2 各電纜截面的長(zhǎng)時(shí)允許電流ip值主芯線截面mm24610162535507095長(zhǎng)期允許電流a364664851131731982152605.2 上山絞車低壓電纜選擇（1）按長(zhǎng)時(shí)最大工作電流選擇，對(duì)于電纜向一臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電時(shí)，流過(guò)電纜的長(zhǎng)時(shí)最大工作電流為電動(dòng)機(jī)的額定電流=121a式中：-線路長(zhǎng)時(shí)最大工作電流，a:-電動(dòng)機(jī)的額定電流，a，查表的=

26、121a: (2)電纜主芯線截面的選擇，選擇要求為 （5-1）式中：k-不同環(huán)境溫度修正系數(shù)；-環(huán)境溫度為25時(shí)，電纜長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流，a；按強(qiáng)度和長(zhǎng)期允許通過(guò)電流查表5-1,5-2，選用u-1000-335+110，長(zhǎng)度l=80m。按允許電壓損失效驗(yàn)電纜主截面表5-3 煤礦井下不同電網(wǎng)電壓下正常與最大允許電壓損失值見(jiàn)額定電壓/v變壓器副邊額定電壓/v正常運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)負(fù)偏移5%/v個(gè)別情況下電動(dòng)機(jī)最大負(fù)偏移10%/v電動(dòng)機(jī)運(yùn)行最小端電壓允許電壓損失電動(dòng)機(jī)運(yùn)行最小端電壓允許電壓損失1273806601140330013340069312003465121361627108331351239631

27、1733011434259410262970195899174495采區(qū)低壓電網(wǎng)電壓損失分布如下圖所示。總電壓損失通常由三部分組成，即變壓器電壓損失、供電干線電壓損失、支線電壓損失。線路實(shí)際總電壓損失應(yīng)小于或等于允許電壓損失，即 （5-2）1）電纜支線電纜電壓損失，支線電纜電壓損失為 （5-3）式中：-支線電纜電壓損失，v；-支線電纜工作電流，通常取電動(dòng)機(jī)的額定電流，a；-支線電纜電阻，電抗值，；-電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，取電動(dòng)機(jī)額定功率因數(shù)；-功率因數(shù)角對(duì)應(yīng)的正弦值。2）變壓器電壓損失，變壓器的電壓器損失與計(jì)算電纜線路的電壓損失相同，只是由于變壓器繞組的電抗較大，不能忽略，按式計(jì)算： （5-4）式

28、中：-變壓器的電壓損失，v；-電壓器的負(fù)荷電流，a;按計(jì)算負(fù)荷求值；-電壓器的功率因數(shù)，取所帶負(fù)荷的加權(quán)平均功率因數(shù)；-功率因數(shù)家偶的正弦值；-分別是變壓器每相繞組的電阻、電阻值，。3）干線電纜電壓損失計(jì)算，為了便于計(jì)算，干線允許電壓損失是在選擇了供電距離最遠(yuǎn)，負(fù)荷最大支線電纜，并在計(jì)算出奇電壓損失和變壓器的電壓損失的基礎(chǔ)上求的，由此值計(jì)算選擇干線電纜的截面。干線上允許的電壓損失為 （5-5）滿足電壓損失要求的干線電纜計(jì)算截面為 （5-6）式中：-干線電纜允許電壓損失，v；-干線電纜供電的所有電動(dòng)機(jī)額定功率，kw；-變壓器所帶負(fù)荷的需用系數(shù)；-干線電纜的長(zhǎng)度，m；-電纜材料的電導(dǎo)系數(shù)m/()，

29、對(duì)銅芯軟電纜取42.5（芯線溫度為65）；-干線電纜截面，mm。選擇大于或等于計(jì)算的標(biāo)稱截面的煤礦用阻燃型橡套電纜。（4）按啟動(dòng)條件效驗(yàn)電纜主截面 鼠籠型電動(dòng)機(jī)，其啟動(dòng)電流可達(dá)47倍額定電流，對(duì)于大容量的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)照成較大的電壓損失，當(dāng)電壓損失超過(guò)規(guī)定值時(shí)，將使電動(dòng)機(jī)因端電壓過(guò)低而無(wú)法啟動(dòng)，根據(jù)煤礦井下供電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定，被啟動(dòng)條件效驗(yàn)電纜主截面以工作面容量最大，供電距離最遠(yuǎn)的電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)，其他工作過(guò)機(jī)械在正常工作為條件，對(duì)正在啟動(dòng)時(shí)的電動(dòng)機(jī)端電壓不低于額定電壓的75%進(jìn)行效驗(yàn)。啟動(dòng)時(shí)允許電壓損失 大容量電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，線路允許電壓損失為： （5-7）電氣設(shè)備語(yǔ)允許最小啟動(dòng)電壓為：= （5-8）

30、當(dāng)電網(wǎng)電壓為660v時(shí)，啟動(dòng)時(shí)的允許電壓損失=198v，最小允許啟動(dòng)電壓為495v：電網(wǎng)電壓為380v，啟動(dòng)時(shí)的允許電壓損失=115v，最小允許啟動(dòng)電壓為285v。對(duì)上山絞車u-1000-335+110，長(zhǎng)度l=80m的低壓電纜進(jìn)行效驗(yàn)。1）按電壓損失效驗(yàn)電纜電壓損失計(jì)算： = =8.86v變壓器電壓損失： = =6.88v總電壓損失=8.86v+6.88v=15.74v39v 滿足要求。2）按啟動(dòng)條件效驗(yàn)查表可得啟動(dòng)電流為是額定工作電流的2倍故總的電壓損失為額定工作電壓損失的2倍，啟動(dòng)時(shí)電壓損失為15.742=31.48a1.5d62010167d2918.8（4）ksj-100/6/0.6

31、93變壓器中個(gè)開(kāi)關(guān)的整定見(jiàn)下表6-4表6-4 ksj-100/6/0.693變壓器中個(gè)開(kāi)關(guān)的整定序號(hào)開(kāi)關(guān)型號(hào)保護(hù)方式整定值備注1dw80-200過(guò)電流繼電器2002dw80-200過(guò)電流繼電器1003dw80-200過(guò)電流繼電器1204dw80-200過(guò)電流繼電器1205dw80-200過(guò)電流繼電器1006dw80-200過(guò)電流繼電器1007qc83-80熔斷器408qc83-80熔斷器409qss81-40熔斷器2010dw80-200過(guò)電流繼電器12011qc83-80熔斷器4012qc83-80熔斷器4013bz80-2.5熔斷器614dw80-200過(guò)電流繼電器12015qc83-80

32、熔斷器4016qc83-80熔斷器4017bz80-2.5熔斷器6(5)ksj-100/6/0.693變壓器供電系統(tǒng)圖圖6-2 ksj-100/6/0.693變壓器供電系統(tǒng)圖(6)低壓開(kāi)關(guān)整定及靈敏度效驗(yàn)開(kāi)關(guān)整定：此開(kāi)關(guān)為dw80-200防爆饋電開(kāi)關(guān)，保護(hù)方式為過(guò)電流繼電器，保護(hù)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)，即式中：-整定電流，a；-容量最大起動(dòng)機(jī)電流，a；-其余電動(dòng)機(jī)的額定電流之和，a。本開(kāi)關(guān)保護(hù)的電動(dòng)機(jī)為110kw回柱電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流最大，。=83.6a故,，取，其余各開(kāi)關(guān)整定見(jiàn)表6-5。按短路電流效驗(yàn)：1）系統(tǒng)電抗：2）電壓電纜主抗值，查表vv-6-3,800m，電纜電阻值每公里0.0164，電抗每公里0

33、.08。r=x=0.000773）電壓器的電阻值和電抗值查表的， 。4）短路電流計(jì)算以d為例，查表，20m，電阻值0.732，電抗值0.088。r=，x=，650m，電阻值1.16 ，電抗值0.09。r=，x=，100m, 電阻值1.83 ，電抗值0.092。計(jì)算d點(diǎn)一相總電阻總電抗：短路電流為.靈敏度效驗(yàn)，合格。其余各點(diǎn)短路電流值及靈敏度見(jiàn)表6-5表6-5 短路電流值及靈敏度短路點(diǎn)兩項(xiàng)短路電流值a開(kāi)關(guān)保護(hù)整定值a靈敏系數(shù)d1148.25200d1129.610011.291.5d111.751209.31.5d1067.41208.81.5d348.8408.77d343.6408.67d2

34、43.82012.197d295.6407.397d352.4408.817d48.7568.17d295.3407.387d342.6408.57d46.567.757(7) ksj-50/6/0.693變壓器中個(gè)開(kāi)關(guān)的整定見(jiàn)下表6-6。表6-6 ksj-50/6/0.693變壓器中個(gè)開(kāi)關(guān)的整定見(jiàn)序號(hào)開(kāi)關(guān)型號(hào)保護(hù)方式整定值備注1dw80-200過(guò)電流6027qss81-40熔斷器15813qc83-80熔斷器15(8) ksj-50/6/0.693變壓器供電系統(tǒng)圖 圖6-3 ksj-50/6/0.693變壓器供電系統(tǒng)圖(9) 低壓開(kāi)關(guān)整定及靈敏度效驗(yàn)開(kāi)關(guān)整定：1）1#開(kāi)關(guān)整定，此開(kāi)關(guān)為防爆饋

35、電開(kāi)關(guān)，此開(kāi)關(guān)的保護(hù)裝置為過(guò)電流繼電器，取。2）2#開(kāi)關(guān)整定，此開(kāi)關(guān)為防暴磁力啟動(dòng)器，此開(kāi)關(guān)的保護(hù)裝置為熔斷器，=13.16a,取。余下開(kāi)關(guān)整定都是15a。按短路電流效驗(yàn)系統(tǒng)電抗及高壓電纜電阻，電抗如下所算：，。變壓器電阻電抗查表的,。3) 計(jì)算短路電流以d短路點(diǎn)為例，查表,500m,，,20m，。計(jì)算d點(diǎn)一項(xiàng)總電阻和總電抗：短路電流：。靈敏度效驗(yàn)，合格。其余各點(diǎn)短路電流值及靈敏度見(jiàn)表6-7表6-7 短路電流值及靈敏度短路點(diǎn)兩項(xiàng)短路電流值開(kāi)關(guān)保護(hù)整定值靈敏系數(shù)d1450.3607.517d2385.91525.737d3255.71517.057d4355.61523.717d5248.415

36、16.567d6293.91519.597d72201514.677(10)高壓配電箱的整定1）電壓器二次出現(xiàn)端短路電流的整定ksj-180/6/0.4型變壓器二次出現(xiàn)端短路電流的整定0.5220.005=0.042430.0095+0.00077+0.046+0.05662ksj-100/6/0.69型變壓器二次出現(xiàn)端短路電流的整定：0.0095+0.00077+0.236+0.088ksj-50/6/0.69型變壓器二次出現(xiàn)端短路電流的整定：0.0095+0.00077+0.562+0.0922）高壓配電箱的整定ksj-180/6/0.4型變壓器一次側(cè)的 50a 整定計(jì)算：=2.1a式中：

37、-由變壓器供電，容量最大的電動(dòng)機(jī)，額定啟動(dòng)電流；-其余電動(dòng)機(jī)額定電流之和；整定值取。靈敏度效驗(yàn)：，合格。其余兩臺(tái)整定高爆開(kāi)關(guān)整定如下表6-8表6-8 隔爆配電箱整定計(jì)算一覽編號(hào)變壓器型號(hào)隔爆配電箱型號(hào)整定值變壓器二次端兩項(xiàng)短路電流；a靈敏系數(shù),1ksj-180/6/0.4pb52826.733.771.52ksj-100/6/0.693pb71138.923.091.53ksj-50/6/0.693pb5466.22.671.5結(jié)論本設(shè)計(jì)是根據(jù)大興煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)采區(qū)供電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)主要包括了采區(qū)負(fù)荷計(jì)算、供電系統(tǒng)的確定，采區(qū)高低壓電纜的選擇和電氣設(shè)備的選擇與整定，

38、該采區(qū)設(shè)計(jì)充分做到了安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理，滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的需要，此設(shè)計(jì)得到礦里機(jī)電科的肯定。通過(guò)設(shè)計(jì)讓我對(duì)礦山供電系統(tǒng)有了更加深入的了解，讓我學(xué)會(huì)應(yīng)用煤礦供電理論知識(shí)具體解決井下供電的技術(shù)問(wèn)題，讓我能熟練的查閱技術(shù)資料和各種文獻(xiàn)，培養(yǎng)了設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算、選型及繪圖能力，掌握了采區(qū)的設(shè)計(jì)步驟及采區(qū)設(shè)備的選型、整定及校驗(yàn)，掌握了井下的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策及礦井安全的基本知識(shí)，讓我增強(qiáng)了事業(yè)心和責(zé)任感，樹(shù)立了為煤炭事業(yè)服務(wù)的專業(yè)思想，對(duì)我以后走向工作崗位，有很大的幫助，今后還要掌握更多更好更全面的礦山專業(yè)知識(shí)，才能更好的為礦山服務(wù)。致謝本課題是在孟慶春教授的悉心指導(dǎo)和親切關(guān)懷下完成的。從最初論文的選題到最終的

39、審閱定稿都凝聚了徐老師大量的心血。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，高深的學(xué)術(shù)水平，科學(xué)的思維方法永遠(yuǎn)是我學(xué)習(xí)的榜樣，此向他致以衷心的感謝。感謝機(jī)電系老師，給予了我物質(zhì)上的資助和精神上的鼓勵(lì)，使我得以順利完成學(xué)業(yè)。感謝在百忙之中評(píng)閱論文及參加答辯的專家和評(píng)委。再次真誠(chéng)地感謝所有在我讀書期間幫助過(guò)我的老師、同學(xué)、和朋友們！參考文獻(xiàn)1 李榮生，李虎偉.礦山供電技術(shù)m.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.109139.2 郭雨.礦山供電m.北京：煤炭工業(yè)出版社，2008.29134.3 jaycumt,礦井保護(hù)接地裝置的安裝檢查測(cè)定工作細(xì)則j.安全管理安全檢查，2010,1(1)：23.4 中華人民共和國(guó)煤炭工業(yè)部.煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護(hù)裝置的整定細(xì)則m.第237號(hào).煤炭工業(yè)出版社，1998.5111.5 煤礦安全規(guī)程讀本編委會(huì).煤礦安全規(guī)程讀本.北京：煤炭工業(yè)出版社，2001.6 張宏勛等.煤礦電工