礦山機電綜合實踐報告專業(yè)畢業(yè)論文

1、礦山機電專業(yè)綜合實踐報告山西機電職業(yè)技術學院礦山機電專業(yè)畢業(yè)綜合實踐報告班 級： 礦機1003 學 號： 10270132 姓 名： 韋建強 指導教師： 張廣紅 電子電氣工程系二一三年 三月 二十六 日前 言此畢業(yè)綜合實踐報告主要涉及到實習工作中接觸的供電系統(tǒng)及利用所學的煤礦供電知識，在指導老師的辛勤指導下完成，第一部分主要介紹了馬軍峪煤焦有限公司，供電系統(tǒng)概述及擬定。第二部分重點對短路電流計算、負荷的計算與無功功率的補償、繼電保護。第三部分電器設備的選擇、變電所布置及其它。以及通過實習自己的一些感受。由于所學知識有限，技術資源缺乏，實踐經(jīng)驗不足，設計中不能避免存在許多錯誤和不足之處，如某些設

2、備可能已經(jīng)過時等等，敬請老師指教摘 要供電系統(tǒng)可靠性直接體現(xiàn)供電系統(tǒng)負載的供電能力,加強供電可靠性的技術管理工作,不斷提高可靠性指標是供電系統(tǒng)永恒的主題,是系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的重要保證。本論文是在煤礦實習的基礎上完成的。通過對馬軍峪煤礦的實地考察，結合該礦現(xiàn)有生產(chǎn)水平和未來發(fā)展前景，在原有供電系統(tǒng)的基礎上根據(jù)煤炭生產(chǎn)行業(yè)的有關規(guī)定進一步規(guī)范和完善。馬軍峪煤礦系120萬噸煤礦，供電系統(tǒng)設計內(nèi)容包括：地面變電所設計、井下供電設計、短路電流計算、地面及井下高低壓設備選擇、保護裝置、地面及井下接地等。本設計主供電系統(tǒng)由來自不同地方的兩路35kV線路供電，經(jīng)主變壓器變?yōu)?0kV，由單母分段的接線方式分別向

3、地面和井下供電。根據(jù)煤礦供電系統(tǒng)特點，本設計系統(tǒng)主線路均以最大運行方式進行整定，并以此對線路及其設備進行選擇。馬軍峪煤礦35kV供電系統(tǒng)包括井上供電系統(tǒng)和井下供電系統(tǒng)兩個部分。為保證供電的安全、可靠，又考慮馬軍峪煤礦服務的年限，從經(jīng)濟和技術兩個方面對本礦進行整體設計，以達到滿足對馬軍峪煤礦供電的合理性。關鍵詞：馬軍峪煤礦 35KV 供電 設備選擇目 錄山西馬軍峪煤焦有限公司概況··················&#

4、183;·······5第一章 概述········································81.1礦井簡

5、介········································81.2采區(qū)變電所及配電點位置的確定·······

6、;················8第二章 負荷計算與無功補償··························102.1用電設備功率的確定···&

7、#183;···························102.2需用系數(shù)法計算負荷····················

8、;···········102.3單相用電設備的計算負荷····························122.4變電所總負荷的計算······

9、;·························132.5功率因數(shù)的提高·······················

10、;············132.6主變壓器的選擇與無功功率補償·······················16第三章 采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定·········&

11、#183;················183.1井下電壓等級的確定·······························

12、;··183.2采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定·································18第四章 短路電流的計算··········&#

13、183;···················204.1短路電流的計算····························&#

14、183;······204.2計算短路電流的目的································204.3三相短路電流的計算方法······&#

15、183;······················214.4短路電流計算·························

16、83;···········234.5礦用電氣設備整定值································30第五章 繼電保護··

17、83;·································335.1變電所繼電保護的配置情況·············

18、3;·············335.2主變壓器的繼電保護·······························33第六章 電氣設備的選擇·&

19、#183;····························396.1按使用場所選擇電氣設備的類型··················

20、······396.2高壓配電箱的選擇································396.3低壓電氣設備的選擇·······

21、83;······················406.4低壓電氣設備電氣參數(shù)的選擇·······················41第七章 接地保

22、護···································427.1地面變電所保護接地網(wǎng)············&#

23、183;···············427.2井下保護接地網(wǎng)································&#

24、183;42第八章 總結·······································45附錄1【我的師傅】附錄2【崗位認識】參考文獻山西馬軍峪煤焦有限公司概況山西馬軍峪煤焦有限公司是常平集團控

25、股的煤炭主體企業(yè)之一。山西常平集團有限公司是一家以鋼鐵為龍頭，煤礦、鐵礦、焦化、煤氣發(fā)電為配套，房地產(chǎn)、旅游為補充的綜合性大型民營企業(yè)。2010年實現(xiàn)產(chǎn)值52億元，上繳國家稅金2.47億元，企業(yè)連續(xù)十年入圍全國民營企業(yè)500強，全國成長企業(yè)100強，全省工業(yè)企業(yè)30強。常平集團有限公司位于壺關縣常平經(jīng)濟開發(fā)區(qū)境內(nèi)。董事長兼總經(jīng)理陳忠孝是全國政協(xié)委員、全國工商聯(lián)執(zhí)委，并先后榮獲“全國勞動模范”、“全國優(yōu)秀鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)家”、“優(yōu)秀中國特色社會主義建設者”、“中國光彩事業(yè)獎章”、“中國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)十大新聞人物”、“中國農(nóng)村新聞人物”、“全國首屆百名慈善人物”等榮譽稱號。山西馬軍峪煤焦有限公司位于沁源縣聰子峪

26、鄉(xiāng)三義村，注冊資本5260.5萬元，資產(chǎn)總額28億元，擁有井田面積36.8km2，保有儲量2.14億噸。公司現(xiàn)有兩對生產(chǎn)井（山西馬軍峪煤焦有限公司、山西馬軍峪曙光煤業(yè)有限公司）、一對基建井（山西馬軍峪常信煤業(yè)有限公司），共有員工1200余人。2010年生產(chǎn)原煤98.05萬噸，實現(xiàn)銷售收入47281萬元，上交利稅10617萬元，是沁源縣重點原煤生產(chǎn)企業(yè)、利稅大戶，連年榮獲縣委、縣政府授予的“模范單位”、“紅旗單位”、“明星企業(yè)”等稱號。2008年度被市委、市政府評為“市級平安企業(yè)”；被市經(jīng)濟委員會、市企業(yè)聯(lián)合會、市企業(yè)家協(xié)會聯(lián)合授予“市優(yōu)秀企業(yè)”榮譽稱號；被省煤炭學會授予“山西省煤炭綜合利用先進

27、集體”榮譽稱號；企業(yè)被評為“2009年度長治市推進工業(yè)新型化60強企業(yè)”。公司在2009年資源整合中被確立為沁源縣八大煤炭主體企業(yè)之一，產(chǎn)能達300萬噸/年。公司所屬馬軍峪煤礦、曙光煤業(yè)采煤方法全部為綜合機械化，主采煤層為9+10#。目前已分別領取了90-120萬噸/年和30-60萬噸/年煤炭生產(chǎn)許可證與安全生產(chǎn)許可證，正在按程序申領主體安全生產(chǎn)許可證。常信煤業(yè)120萬噸/年改擴建工程為沁源縣“十二五”規(guī)劃重點項目工程。該項目工程已于今年七月十一日開工建設，成立了以董事長陳忠孝為首的項目指揮部，礦主要負責人及機構設置已基本到位。目前已完成投資3000萬元，“四通一平”全部實現(xiàn)，4個井筒已開鑿，

28、預計2013年可竣工投產(chǎn)，屆時公司可達到年產(chǎn)原煤300萬噸，實現(xiàn)銷售額15億元，實現(xiàn)利稅7億元，為沁源縣轉型跨越發(fā)展做出更大貢獻。山西馬軍峪曙光煤業(yè)有限公司是山西馬軍峪煤焦有限公司的下屬企業(yè)之一，始建于1994年。經(jīng)2009年資源整合重組后，生產(chǎn)能力由原來的30萬噸/年提升為60萬噸/年，井田面積由原來的3.677km2增為6.9457km2，批準開采煤層為1-11號，現(xiàn)采9+10號煤層，保有儲量3888.3萬噸，礦井開拓方式為斜井開拓，共有三個斜井筒。主井斜長284.8m,傾角14.50,擔負全礦井的提煤任務；副井斜長122.3m,傾角180，采用單鉤串車提升，擔負礦井排矸、下料等輔助提升任

29、務；回風井斜長132m,傾角180，為礦井的專用回風井。礦井通風方式為中央并列抽出式，選用FBCDZ-NO18A型對旋式風機，風機額定通風能力為1560-5160m3,現(xiàn)礦井用風總量為3540m3/min。根據(jù)上級有關要求，我公司2009年對井巷采煤方法進行了升級改造，實現(xiàn)了綜合機械化采煤。2010年瓦斯等級鑒定為高瓦斯礦井，公司投資700萬元建立永久瓦斯抽放系統(tǒng)并投入正常使用，抽采達標。我公司以科學發(fā)展觀為統(tǒng)領，嚴格按照礦井質量標準化要求，著力以創(chuàng)建本質安全型礦井，以年底達省二級標準化礦井為目標，實施精細化管理。我礦“六大系統(tǒng)”建設情況，除緊急避險系統(tǒng)正在籌劃中外，其余五大系統(tǒng)均己升級改造完

30、畢，現(xiàn)已基本正常運行。我礦正在努力為主體企業(yè)的轉型發(fā)展、跨越發(fā)展發(fā)揮積極的作用。山西馬軍峪常信煤業(yè)有限公司是經(jīng)山西省煤礦企業(yè)兼并重組整合工作領導組辦公室晉煤重組辦發(fā)200982號文關于長治市沁源縣煤礦企業(yè)兼并重組整合方案（部分）的批復批準的兼并重組整合煤礦。整合后礦井名稱為山西馬軍峪常信煤業(yè)有限公司，批準生產(chǎn)能力為120萬噸/年，批準開采111號煤層，井田面積為16.7578km2，保有地質儲量10677萬噸。根據(jù)省煤炭規(guī)劃設計院得規(guī)劃設計，常信煤業(yè)120萬噸/年擴建項目在沁源縣赤石橋鄉(xiāng)胡家莊村選定的工業(yè)廣場內(nèi)，重建開鑿四個井筒即主斜井、副斜井、回風斜井、行人斜井，采用綜合機械化采煤方法，該項

31、目總投資97256.09萬元，建設工期為2.5年。目前我礦已完成礦井首采區(qū)三維地震勘探報告和整合礦井地質報告、礦井瓦斯涌出預測報告，礦井初步設計于6月13日已通過專家評審。其它如環(huán)境影響評價報告、煤礦資源開發(fā)利用方案、礦井瓦斯抽采工程初步設計、土地復墾方案等已與相關資質單位簽訂合同，各項報告正在同步進行?！八耐ㄒ黄健惫ぷ饕讶驿侀_，并完成了對施工隊的考察工作，運煤專線全長共5km，正在緊張有序的修筑中，35kv變電所立項審批。截止目前礦井已成立項目指揮部，預計今年八月份可取得開工報告，年底力爭完成四個井筒總計約2500米的建設任務，2013年可實現(xiàn)竣工投產(chǎn)。山西馬軍峪煤焦有限公司是經(jīng)上級部門批

32、復建設的現(xiàn)代化礦井，2005年10月馬軍峪煤礦90萬噸開工建設，經(jīng)過近4年的艱苦努力，到2009年5月份，各主要工程基本完工。2010年元月份順利通過投產(chǎn)竣工驗收，截至目前已生產(chǎn)原煤約120萬噸，各系統(tǒng)運行狀況良好。 2009年11月馬軍峪煤礦完成了資源整合，礦井能力提升為120萬噸/年，截止目前“六證”已全部到位，批準開采1#-11#號煤層，批準井田面積為13.0855 km2，地質儲量為8300萬噸。現(xiàn)主采9+10#煤，煤厚2.0米左右，2#煤因煤層厚度不穩(wěn)定，在0.3-0.6米厚，現(xiàn)未回采。我礦現(xiàn)有職工586人，管理人員63人，一個綜采隊74人，一個綜掘隊共101人，二個開拓隊96人，機

33、電隊57人，運行隊113人，預備隊22人，瓦檢隊36人，瓦斯抽放隊24人，井下作業(yè)全部實行“三八”制。第一章 概述1.1礦井簡介馬軍峪煤礦地處太岳山東麓，山西省中南部，長治市西北部，東鄰沁縣，南接屯留、安澤、古縣，西連霍州、靈石，北靠介休、平遙,系晉中、晉南、晉東南的交界處。馬軍峪煤礦四面環(huán)山，西北高而東南低，海拔最高2523米，最低939米，平均海拔1400米左右。本礦井煤炭可通過汽車運往該裝車站裝火車運往全國各地，礦區(qū)交通便利。1.2采區(qū)變電所及配電點位置的確定1.2.1采區(qū)變電所位置的確定1、盡量位于負荷中心，以減少低壓線路長度和電壓損失，保證采區(qū)設備的供電質量。2、每個采區(qū)最好只設一個

34、變電所，對整個采區(qū)和掘進工作面供電，并且盡量不遷移或少遷移變電所，減少變電所硐室的開拓費用。如一個變電所不能滿足要求時，可在下一區(qū)段增設變電所，初期向掘進供電，后期向回采供電。3、變電所內(nèi)要求通風良好，溫度不得超過附近巷道溫度5。4、設備運輸要方便，便于電纜進出，地質條件好，頂?shù)装宸€(wěn)定，無淋水。分析上述四項要求可見，后兩個要求容易滿足，但前兩個要求相互矛盾因此，在確定采區(qū)變電所的位置時，應全面分析，綜合考慮。一般先根據(jù)后兩個要求確定變電所的位置范圍，然后再根據(jù)前兩個要求確定變電所的位置。在確定變電所的位置時，一般要列出幾種可行方案，進行技術經(jīng)濟比較后擇優(yōu)選用。方案比較應列表表示。1.2.2按后

35、兩個要求確定采區(qū)變電所的位置時，可根據(jù)下列原則確定：1、采區(qū)變電所的位置一般設在上(下)山的運輸斜巷和軌道斜巷的橫貫內(nèi)，或在甩車場附近的巷道內(nèi)。當采用礦用一般型變壓器時，不得設在回風巷或工作面進風順槽內(nèi)。2、在多煤層的采區(qū)中，各分層是否分別設置或集中設置變電所，應經(jīng)過技術經(jīng)濟比較后決定。3、當附近變電所不能滿足大巷掘進供電要求時，可利用大巷橫貫巷道設置掘進變電所。如大巷為單巷而無橫貫巷道利用時，可采用移動變電站。1.2.3移動變電站位置的確定1、采用移動變電站供電的條件隨著采掘機械化的發(fā)展，工作面的電氣設備多、容量大，工作面走向長，如仍采用固定的采區(qū)變電所供電，既不經(jīng)濟，又滿足不了電壓質量的要

36、求。因此，屬下列情況的采區(qū)供電宜采用移動變電站(1)綜采工作面的供電。(2)普采工作面由采區(qū)固定變電所供電困難或不經(jīng)濟時。(3)大巷單巷掘進附近無變電所可利用時。2、移動變電站位置的確定移動變電站的位置一般按下列原則確定：(1)向回采工作面供電的移動變電站位置，一般設在距工作面100 m150 m的巷道中。(2)當下一個工作面尚未開采，而其回風巷已經(jīng)掘進完畢，可將上工作面的移動變電站設置在下一個工作面的回風巷內(nèi)，經(jīng)過聯(lián)絡巷、運輸巷向上工作面供電。(3)低瓦斯礦井的回采工作面移動變電站，可設置在該回采工作面的回風巷內(nèi)。1.2.4工作面配電點位置的確定。1、回采工作面配電點一般設在距工作面50m-

37、70m處的巷道中。2、掘進工作面配電點距掘進頭80m-100m，一般配電點至掘進設備的電纜長度以不超過100m為宜。3、在電纜分叉點應設有配電點，此配電點在巷道交匯處附近。4、壓入式局部扇風機和啟動裝置必須安裝在進風巷道中，距回風口不得小于10m。第二章 負荷計算與無功補償負荷計算是為電氣設備、輸電導線選擇，繼電保護裝置整定提供重要的計算依據(jù)。2.1用電設備功率的確定1、長時連續(xù)工作制用電設備：（補：解釋：熱平衡、30分鐘、導體通過電流達到穩(wěn)定溫升的時間大約為（34），為發(fā)熱時間常數(shù)。 10min。（34）大約就是30min。）銘牌值。舉例：礦山通風機、壓風機、照明燈負荷功率：等于銘牌下的額定

38、功率2、短時工作制用電設備：（補：解釋：運行時間短，停歇時間長。容量小可不考慮；容量大的適當考慮。舉例：絞車、電動車負荷性質.）3、斷續(xù)周期工作制用電設備：（1）斷續(xù)周期工作制：周期性地時而工作，時而停歇，如此反復運行，工作周期一般不超過10分鐘。（2）舉例:吊車、電焊機。（3）負荷持續(xù)率：為一個工作周期內(nèi)時間與工作周期的百分比,用“”,即。（4）斷續(xù)周期工作制設備的額定容量（銘牌功率）PN，是對應于某一標準負荷持續(xù)率n的。 電焊機：2.2需用系數(shù)法計算負荷需用系數(shù)：用電設備的實際負荷總容量與其額定總容量的百分比值。同時系數(shù)、負荷系數(shù)、線路效率、設備效率。1、單臺用電設備的需用系數(shù)：2、成組用

39、電設備的需用系數(shù)： 加權平均效率3、單臺用電設備的計算負荷4、成組用電設備的計算負荷 煤礦各組用電設備的需用系數(shù)和加權平均功率因數(shù)煤礦各組用電設備的需用系數(shù)和加權平均功率因數(shù)用電設備名稱需用系數(shù)kd功率因數(shù)cosø備注壓風機房主電動機0.80.850.80.85同步機時一般cosø為0.9超前斜井膠帶提升機0.750.7地面綜合運輸0.70.7絞車房輔助設備0.70.7主、副井提升輔助設備0.70.7局扇風機輔助設備0.50.7空氣壓縮機輔助設備0.750.8機修廠0.350.400.60.65礦燈房0.70.7變電所所用電0.70.7地面建筑內(nèi)部照明0.851高壓水銀燈與

40、日光燈cosø取0.6工業(yè)廣場外部區(qū)間照明0.91主通風機房輔助電動機0.350.50.7多臺風門絞車不同時工作污水泵站0.70.75架空索道0.60.7副井井口0.50.6臟煤處理系統(tǒng)0.60.7地面小負荷0.650.7采區(qū)無機組緩傾斜工作面0.40.60.6綜采工作面cosø取0.7；有掘進機時kd=0.5；cosø=0.60.7有機組緩傾斜工作面0.60.750.60.7急緩傾斜工作面0.60.650.60.7煤巷掘進工作面0.30.40.6井下運輸輸送機和絞車0.60.70.7日光燈cosø=0.62.3單相用電設備的計算負荷3.3.1負荷盡量對

41、稱；單相設備總容量15%按三相平衡負荷。1、如果單相設備容量超過三相設備容量15%時，則應將單相設備容量換算為等效三相設備容量，再與三相設備容量相加。2、確定計算負荷的目的：選擇設備和線路。3、計算負荷：最大負荷相有功負荷的3倍作為等效三相有功負荷，以滿足安全運行的要求。（1）單相設備接于相電壓時的負荷計算計算負荷：最大負荷相的計算負荷的3倍作為等效三相計算負荷，以滿足安全運行的要求。（2）單相設備接于線電壓時的負荷計算計算負荷：最大負荷線的計算負荷的倍作為等效三相計算負荷，以滿足安全運行的要求。（3）單相設備分別接于線電壓和相電壓時的負荷計算2.3.2步驟：1、線相折算。2、各相相加。3、最

42、大相乘以3。2.4變電所總負荷的計算2.4.1計算原則：1、按逐級計算法確定計算負荷：末首?？紤]同時系數(shù)、線路損耗、變壓器損耗。2、分組原則：按生產(chǎn)環(huán)節(jié)、設置地點分。3、分組計算：負荷系數(shù)原則按需用系數(shù)法確定計算負荷總容量、需用系數(shù) 3.4.2小結： 1電設備容量的確定,長時、短時斷續(xù)工作周期設備2需用系數(shù)法:定義、用電設備的負荷計算.3變電所總負荷的計算:統(tǒng)計原則,函數(shù)計算原則,分組原則,最大負荷計算原則2.5功率因數(shù)的提高2.5.1本課主要講提高功率因數(shù)的目的、意義及方法，并聯(lián)補償電容器的選擇及接線方法。提高功率因數(shù)的意義：1、提高電力系統(tǒng)的供電能力2、減少供電網(wǎng)絡中的電壓損失，提高供電質

43、量。3、降低供電網(wǎng)絡中的功率損耗。4、降低企業(yè)產(chǎn)品的成本電費的收取方法：“兩部電價制”：基本電價、電度電價（包括調(diào)整電價）。COS大于等于0.9 獎，低于此值罰。3.5.2提高功率因數(shù)的方法1、提高負荷的自然功率因數(shù)：1選、2調(diào)、3換。（1）選：正確的選擇、合理的使用電動機和變壓器，在條件允許的條件下，盡量選擇鼠籠型電動機。避免：空載、輕載運行。（2）調(diào)：合理選擇變壓器的容量，盡量空載、輕載運行。（3）換：更換設備為節(jié)能設備，對大容量，長時工作的礦井通風機采用同步電動機，使其工作在過激狀態(tài)。2、人工補償提高功率因數(shù)引入：當COS0.9時，采用人工補償法來提高功率因數(shù)，廣泛采用并聯(lián)電容器進行補償

44、。2.5.3電容器的選擇1、電容器無功容量的計算圖31Qc=Pi(tanANTtanac)2、電容器（柜）臺數(shù)的確定需電容器臺數(shù)：式2-10：每相所需電容器臺數(shù)：取其相等或稍大的偶數(shù)，因為變電所采用單母線分段式結線。3、電容器的補償方式和聯(lián)接方式電容器的補償方式（1）單獨就地補償方式：接線、優(yōu)缺點、適用對象。（2）分散補償方式：接線、優(yōu)缺點、適用對象。（3）集中補償方式：接線、優(yōu)缺點、適用對象：610kV 大中型煤礦主要補償方式，如：平煤各礦電容器的聯(lián)接方式（1）三角形接法：優(yōu)缺點（2）星形接法：優(yōu)缺點或Y（雙Y） 優(yōu)選，因為容量為Y的1/3且電壓低，放電1分鐘，殘壓50V以下。1000V以上

45、的電容器應采用電壓互感器放電。電容器放電回路中不得裝設熔斷器或開關，以免放電回路斷開，危及人身安全。2.6主變壓器的選擇與無功功率補償主變壓器的選擇，容量一般按照變電所建成后510年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮遠期1020年的負荷發(fā)展。具體就是根據(jù)變電所帶的負荷性質和電網(wǎng)結構來確定主變的容量。對于馬軍峪每棵煤礦，應考慮當一臺主變停運時，其余變壓器容量在計算過負荷能力后的允許的時間內(nèi)，保證用戶的一、二級負荷。所以，礦山主變壓器一般選用兩臺，以保證對一二類負荷供電的可制性。當選用兩臺主變壓器時，每臺變壓器的容量為：Sb =式中：Ksh事故時負荷保證系數(shù)，根據(jù)礦井一、二級負荷所得比例決定，一般可取0.

46、81總降壓站人工補償后的功率因數(shù)，按要求一般取0.9以上。2.6.1變電所6KV母線的計算負荷礦井的負荷經(jīng)計算將變電所所供電的各種用電設備和用戶的設備容量，需用系數(shù)，功率因數(shù)，有功及無功負荷等數(shù)據(jù)都統(tǒng)計出來了，負荷經(jīng)計表中最大連續(xù)負荷來以同時系數(shù)KS，就得到計算負荷。統(tǒng)計得到有功最大連續(xù)在5000千瓦以下時，KS取0.9，在5000千瓦以上時，KS取0.85，無功最大連續(xù)負荷則對應取0.95和0.9計算后的即6千伏母線的計算負荷。此礦壓變電所，折算到6KV的功率為：Pca=Pca+Pr=7916.8+36.8=7953.6kwQca=Qca+Qr=5972.6+132.58=6105.18kv

47、ar對于有功Pca=7953.6kw>5000kw,取ks=0.85；對于無功Qca=6105.18kw>5000kw,取ks=0.9。由此得到全礦區(qū)總計算負荷：有功功率：Pca=0.85×7953.6=6760.56kw無功功率：視在功率：功率因數(shù)：2.6.2無功功率補償用6kv母線計算符合按要求選擇電力電容器進行無功功率補償，一般補償后6KV母線的功率因數(shù)應達到0.9以上。礦井設備的自然功率因數(shù)值，通常小于電力部門的規(guī)定，礦井的功率因數(shù)一般應提高到0.9以上。在煤礦企業(yè)中，最常采用的無功功率補償是裝靜電電容器，它具有投資省，有功功率損失小，因是單個容量所組成的靜止電容

48、，故它的維護方便，事故范圍小等優(yōu)點。根據(jù)已知的礦井用電符合的自然功率因數(shù)和預備提高到的功率因數(shù)的數(shù)值，靜電電容器補償容量按下式計算： 或 式中Qc靜電電容器的補償容量，千乏；第三章 采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定3.1井下電壓等級的確定井下各級配電電壓和各種電氣設備的額定屯壓等級應符合下列要求：1、高壓不應超過10kV，一般為6kV。2、低壓不應超過1140V。炮采工作面一般采用660V，高檔普采和綜采根據(jù)具體情況和采用的機械設備可采用660V或1140V。井低車場一般采用660V。手持電氣設備、固定照明采用127V，亦可采用220V。3.2采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定3.2.1高壓供電系統(tǒng)的擬定1、電源回路數(shù)的確

49、定供綜合機械化采煤的采區(qū)變電所及有下山排水設備的采區(qū)變電所,應采用雙電源進線。一般的采區(qū)變電所,應采用單電源進線。2、高壓開關的配置(1)單電源進線的采區(qū)變電所，當變壓器不超過兩臺且無高壓出線時，可不設電源進線開關；當變壓器超過兩臺或有高壓出線時，應設置進線開關。(2)雙電源進線的采區(qū)變電所，應設置電源進線開關。當其經(jīng)常為一回路供電，一回路備用時，母線可不分段；當兩回路電源同時供電時，母線應分段并設聯(lián)絡開關，正常分列運行。(3)采區(qū)變電所的高壓饋出線，宜用專用的開關柜。3.2.2低壓供電系統(tǒng)的擬定在擬定供電系統(tǒng)時，應將采區(qū)內(nèi)的用電設備按電壓等級、生產(chǎn)環(huán)節(jié)和安裝地點分組，各組盡量分開供電。在用電

50、設備分組時，還應考慮到各組用電負荷的大小、巷道布置情況和電纜敷設的路線。各組用電負荷不能過大，以保證受電端的電壓質量。巷道有分叉點時，應裝有開關或電纜接線盒。確定電纜的敷設路線時，應注意回采工作面(機采除外)、軌道上下山等處不應敷設電纜，溜放煤、矸、材料的溜道中嚴禁敷設電纜。在具體擬定供電系統(tǒng)時還應考慮以下原則：1、在保證供電安全可靠的前提下，力求所用的開關、啟動器和電纜等設備最少。2、原則上一臺啟動器只控制一臺設備。3、當采區(qū)變電所的動力變壓器多于一臺時，應合理分配變壓器的負荷，原則上一臺變壓器負擔一個工作面的用電設備。4、變壓器最好不并聯(lián)運行。5、由工作面配電點到各用電設備宜采用輻射式供電

51、，上山及順槽的輸送機宜采用干線式供電。6、供電線路應走最短的路線，并盡量避免回頭供電。7、如配電點距電源供電點較近或啟動器數(shù)量少于三臺時，一般不設配電點進線自動饋電開關。8、大容量設備的啟動器應靠近配電點的進線端，以減小啟動器間電纜的截面。9、低瓦斯礦井掘進工作面的局部通風機，可采用裝有選擇性漏電保護裝置的供電線路供電，或采用掘進與采煤工作面分開供電。10、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，掘進工作面的局部通風機都應實行三專(專用變壓器、專用開關、專用線路)供電。11、局部通風機與掘進工作面的電氣設備，必須裝有風電閉鎖裝置。瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯

52、(二氧化碳)突出礦井中的所有掘進工作面應裝設兩閉鎖(風電閉鎖、瓦斯電閉鎖)設施。因此，為了實現(xiàn)風電閉鎖，在掘進工作面的供電線路上應設一臺閉鎖用的磁力啟動器。12、局部通風機無論在工作面或交接班時，都不準停風。因此要在專用變壓器與采區(qū)變電所內(nèi)其他任意一臺變壓器之間加設聯(lián)絡開關。平時斷開，在試驗局部通風機線路的漏電保護時，合上聯(lián)絡開關，以防局部通風機停電。 13、采區(qū)變電所、上山絞車房、裝車站及綜采工作面應設照明燈。 井下中央變電所、采區(qū)變屯所的電源進線以及變電所的供配電系統(tǒng)，當有多種可行方案時，應經(jīng)過技術經(jīng)濟比較后擇優(yōu)選擇。第四章 短路電流的計算4.1短路電流的計算供電系統(tǒng)中可能發(fā)生的故障類型比

53、較多，但常見的，而且危害較大的故障就是短路。所謂短路，是指供電系統(tǒng)中不等電位的導電部分在電氣上被短接時的總稱。根據(jù)短接的情況不同，可將短路分為如下圖所示的幾種。在短路電流計算時，對于三相對稱短路一般采用計算曲線法；對于不對稱短路，則采用對稱分量法。 三相短路 兩相短路 兩相接地短路 大接地電流系統(tǒng)中的單相接地短路小接地電中的單相接地短路圖4-1 五種短路方式任何一種短路都有可能擴大而造成三相短路。因為短路后所產(chǎn)生的電弧，會迅速破壞相間絕緣，而形成三相短路，在電纜網(wǎng)路中更為常見。由于煤礦供電系統(tǒng)大都為小接地電流系統(tǒng)，且大都距大發(fā)電廠較遠，故單相短路電流值一般都小于三相短路電流值，而兩相短路電流值

54、也比三相短路電流值小，因此在本設計的短路電流計算中，以三相短路電流為重點進行計算。4.2計算短路電流的目的發(fā)生短路故障后，短路回路中將出現(xiàn)數(shù)值很大的短路電流。在煤礦供電系統(tǒng)中，短路電流要比額定電流大幾十倍甚至幾百倍，通?？蛇_數(shù)千安。這樣大的電流通過電氣設備和導線必然要產(chǎn)生很大的電動力，并使載流體溫度急劇上升而損壞設備。同時短路點電壓將降為零，在短路點附近，電壓也要相應地顯著下降，造成這些地方的供電中斷或嚴重影響電動機工作。在發(fā)生接地短路時所出現(xiàn)的不對稱短路電流，還將對與架空線平行敷設的通訊線路產(chǎn)生干擾。更危險的是當短路點離發(fā)電廠很近，而且短路的持續(xù)時間較長時可能造成發(fā)電機失去同步，而使整個電力

55、系統(tǒng)的運行解體，這是最嚴重的后果。為了防止發(fā)生短路所造成的危害及限制故障范圍的擴大，需要進行系列的計算及采取相應措施。以保證供電系統(tǒng)在正?；蚬收系那闆r下，做到安全、可靠又經(jīng)濟。掌握短路電流的計算方法很重要。綜上所述，計算短路電流的目的，可歸納為下列幾點：1、作為系統(tǒng)主接線方案比較的項目之一，以便判斷哪種主接線方式更能保障供電的安全和可靠，然后再決定系統(tǒng)的主要運行方式。2、作為校驗電氣設備的依據(jù)，以便確定所選的設備，在發(fā)生短路故障時是否會被損壞。3、正確地選擇和校驗限制短路電流所需的設備，以確保電氣設備不被短路電流損壞。4、確定選擇和校驗繼電保護裝置所需的各種參數(shù)。5、根據(jù)故障的實際情況，進行故

56、障分析，找出事故的發(fā)生原因。4.3三相短路電流的計算方法三相短路電流的計算方法總體有精確計算法和近似估算法兩種，我這里采用的是近似估算法。4.3.1電源為無限容量時的短路電流計算當電源為無限容量時，即認為在短路過程中，電源的電壓維持不變。也就是說電源的電阻和電抗均為零。但實際上電源的容量和阻抗總有一定數(shù)值，因此，當電源的阻抗不超過短路回路總阻抗(或計算電抗)的5一10時，就可以忽略電源的阻抗。如果以供電電源為基準的電抗標么值大于或等于3，即計算電抗標么值X*3時，可以認為短路電流周期分量在整個短路過程中保持不變，也就是短路電流不衰減，其短路電流計算方法與電源為無限容量時的短路電流計算方法相同。

57、具體的計算步驟如下：1、根據(jù)供電系統(tǒng)繪制等值電路圖，一般稱為“計算系統(tǒng)圖”，要求在圍上標出各元件的參數(shù)，并標出各短路點的位置(短路點應根據(jù)計算短路電流的目的決定)。對較復雜的網(wǎng)絡，還要根據(jù)計算要求依次繪制出簡化的等值圖，在圖上和計算過程中，電抗標么值可直接用編號表示，省略電抗標么值的符號。分子表示某元件電抗的編號，分母為其標么值的大小。2、確定基準容量和基準電壓，并根據(jù)公式?jīng)Q定基準電流值。3、求出系統(tǒng)各元件的標么基準電抗，并將計算結果標注在等值圖上。4、按等值圖各元件電抗的連接情況，求出由電源到短路點的總電抗X*。5、按歐姆定律求短路電流標么值：由于電源是無限容量的，所以電源電壓始終保持恒定，

58、故短路電流標么值I*可按下式直接求出：I*1X*S*式中I*、S*分別為短路電流標幺值和短路容量標么值。而且短路后各種時間的短路電流標么值與短路容量標么值都相等，即I*I0.2*I*S*S0.2*S*6、求短路容量和短路電流。為了向供電設汁提供所需的資料，應確定下列幾種短路電流和短路容量：A、求出當 t0時的短路電流I和短路容量S；B、求出當t0.2s時的短路電流I0.2和短路容量S0.2；C、求出當t時的穩(wěn)定短路電流I，和穩(wěn)定短路容量S。II0.2II*×Ib（kA） SS0.2S= I*×Sb（kA）ikr=2.55 I（kA） ; Ikm=1.52 I（kA）（ikr

59、計算短路電流沖擊值；Ikm短路全電流最大有效值）4.3.2電源為有限容量是的短路電流計算電源為有限容量時短路電流的計算方法，與電源為無限容量的短路電流計算方法的區(qū)別在于：因為當電源為有限容量時，電源的阻抗就不能忽略。在短路過程中，由于電流增加很多倍，勢必造成電源端的電壓下降，使短路電流周期分量衰減，從而形成短路后不同時刻的短路電流值不相等，使計算工作更為復雜。對此情況一般都采用計算曲線（也稱運算曲線）的方法，求得短路電流。具體計算步驟：1、根據(jù)已知資料給定的供電系統(tǒng)及各元件的參數(shù)，繪制計算系統(tǒng)圖，標出短路點位置，對較復雜的網(wǎng)絡，還要根據(jù)計算的要求依次繪制簡化的等值圖。2、選取基準值。3、分別求

60、得各元件的標么基準電抗，并將它標在等值圖上。4、由等值圖逐步地求出各短路點的總電抗標么值X*。5、當我們所選的基準容量與電源（不論分組的或等值的）的總額定容量不相同時，必須將總電抗標么值換算成以電源總額定容量為基準的計算電抗X*' ，X*' =X*。6、根據(jù)計算電抗X*'的數(shù)值，去查與電源相應的計算曲線，從中得出不同時間的短路電流標么值，I*、I0.2*和I*。4.4短路電流計算本設計供電系統(tǒng)引線一個電源S1（西馬房3km引線）為無限大容量，另一個電源S2（原有回路1km）的總額定容量為791MVA，它在35kV母線上的短路容量為275MVA，兩條線路同時送電，兩臺變壓

61、器并聯(lián)運行。為了使計算方便、迅速，先將等值電路中各元件電抗進行編號，把編號的號碼寫在等值圖上。而且在書寫電抗標么值的符號時，均省略標么值“*”的符號，例如本來應為編號后改為，進步又可省略改寫成。本設計中的短路計算均按此法表示。計算過程如下：1、選取基準容量=100MVA選取短路點所在母線的平均電壓為基準電壓，如圖4-2所示。圖4-2 短路電流計算系統(tǒng)圖即：計算K1點短路時，選取Ub1=37kV；計算K2、K3、K5、K7、K9點短路時，選取Ub2=10.5kV；計算K4、K10點短路時，選取Ub3=0.69kV；計算K6、K8點短路時，選取Ub4=0.4kV。2、計算各元件的電抗標么值：X1=

62、0（由于該電源為無限大容量，其電抗很小，這里忽略不計）X2=100/275=0.363X3=0.087（=0.4/km為35kV單導線每公里架空線電抗）圖4-3等值電路圖X4=0.029;X5=X6=5.2（=6.5為1250kVA變壓器短路電壓百分數(shù)）X7=X11=0.036（=0.08/km為10kV每公里下井電纜電抗）X8=X12=10（=4為400kVA變壓器短路電壓百分數(shù)）X9=X10=25（=4為160kVA變壓器短路電壓百分數(shù)）3、求各短路點的回路總阻抗：（1）K1點的短路回路總阻抗X13= X1+X3=0.088； X14= X2+X4=0.392X13的計算電抗：X14

63、9;= X14×=0.392×（791/100）=3.1（2）K2點的短路回路總阻抗X15=5.2/2=2.6; X16=0.072; X17=X15+X16=2.672則分布系數(shù)：C1=X16/X13= X14/（X13+ X14）=0.8167C2= X16/X14=X13/（X13+ X14）=0.1833而各支路的轉移電抗為：X18=X17/C1=3.272;X19=X17/C2=14.577最后求出各支路的計算電抗第一分支路：由于電源S1是無限容量的，不必再求計算電抗。第二分支路：計算電抗X19'=X19×=115.304（3）K3點的短路回路總

64、阻抗:X20=X18+X7=3.308（4）K4點的短路回路總阻抗:X21=X8+X20=13.308（5）K5點的短路回路總阻抗由于此變壓器的進線電纜很短，故可忽略不計，此時X22=X18=3.272（6）K6點的短路回路總阻抗:X23=X9+X22=28.272（7）K7點的短路回路總阻抗由于此變壓器的進線電纜很短，故可忽略不計，此時X24=X19=14.577計算電抗X24'= X24×=115.304（8）K8點的短路回路總阻抗:X25=X10+X24=39.577計算電抗X25'=X25×=313.054（9）K9點的短路回路總阻抗:X26=X11

65、+X19=14.613計算電抗X26'=X26×=115.589（10）K10點的短路回路總阻抗:X27=X12+X26=24.613計算電抗X27'=X27×=194.6894、求各短路點的短路參數(shù)(1）K1點的短路參數(shù)電源1提供的電源參數(shù):=1/X13=1/0.088=11.364II0.2I×Ib1=11.364×=11.364×=17.733(kA)SS0.2S=×Sb=11.364×100=1136.4(MVA)=2.55 I=45.219(kA)( 為短路沖擊電流)=1.52 I=26.954(k

66、A)( 為全電流最大有效值)電源2提供的電源參數(shù)=1/ X14=1/3.1=0.323(計算電抗>3)II0.2I×=0.323×=3.987(kA)SS0.2S=×S2=0.323×791=255.493(MVA)=2.55 I=10.167(kA)； =1.52 I=6.06(kA)短路點K1的短路參數(shù)，應分別為兩個電源提供的數(shù)據(jù)之和Ik1I0.2*k1I*k117.733+3.987=21.72(kA)Sk1S0.2*k1S*k1=1136.4+255.493=1391.893(MVA)=45.219+10.167=55.386(kA)=26

67、.954+6.06=33.014(kA)(2）K2點的短路參數(shù)電源1提供的電源參數(shù)=1/X18=1/3.272=0.306II0.2I×=0.306×=1.683(kA)SS0.2S=×Sb=0.306×100=30.6(MVA)=2.55I=4.292(kA)；=1.52I=2.558(kA)電源2提供的電源參數(shù)=1/ X19=1/115.304=0.009(計算電抗>3)II0.2I×=0.009×=0.391(kA)SS0.2S=×S2=0.009×791=7.119(MVA)=2.55I=0.997(

68、kA); =1.52I=0.594(kA)短路點K2的短路參數(shù)，應分別為兩個電源提供的數(shù)據(jù)之和Ik2I0.2*k2I*k21.683+0.391=2.074(kA)Sk2S0.2*k2S*k2=30.6+7.119=37.719(MVA)=4.292+0.997=5.289(kA);=2.558+0.594=3.152(kA)(3）K3點的短路參數(shù)由于10.5kV側為單母分段運行，K3、K4、K5、K6只有電源1提供的電源，且它是無限大容量,不必查曲線表。其短路參數(shù)=1/X20=1/3.308=0.302Ik3I0.2*k3I*k3× =0.302× =1.66(kA)Sk

69、3S0.2*k3S*k3=×Sb =0.302 ×100=30.2(MVA)=2.55 Ik3=4.233(kA); =1.52 Ik3=2.523(kA)（4）K4點的短路參數(shù)=1/X21=1/13.308=0.075Ik4I0.2*k4I*k4×=0.075×=6.276(kA)Sk4S0.2*k4S*k4=×Sb =0.075×100=7.5(MVA)=2.55 Ik4=16(kA); =1.52 Ik4=9.54(kA)（5）K5點的短路參數(shù)=1/X22=1/3.272=0.306Ik5I0.2*k5I*k5× =0

70、.306× =1.683(kA)Sk5S0.2*k5S*k5=×Sb =0.306×100=30.6(MVA)=2.55 Ik5=4.292 (kA); =1.52 Ik5=2.558 (kA)（6）K6點的短路參數(shù)=1/X23=1/28.272=0.035Ik6I0.2*k6I*k6× =0.035× =5.052(kA)Sk6S0.2*k6S*k6=×Sb =0.035×100=3.5(MVA)=2.55 Ik6=12.883(kA); =1.52 Ik6=7.679(kA)（7）K7點的短路參數(shù)=1/ X24'= 1/115.304=0.009Ik7I0.2*k7I*k7× =0.009× =0.391(kA)Sk7S0.2*k7S*k7=×S2 =0.009×