煤礦礦山機(jī)電畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告采區(qū)供電設(shè)計(jì)

1、 采區(qū)供電設(shè)計(jì)目錄第一節(jié)采區(qū)變電所布局和供電系統(tǒng)的擬定1一、采區(qū)變電所位置的選擇.2一、 工作面配電點(diǎn)的位置及設(shè)備布置及系統(tǒng)圖.2二、 采區(qū)變電所硐室的設(shè)備布置.3三、 采區(qū)供電系統(tǒng)擬定的原則.3四、 向綜采工作面的選擇和供電特點(diǎn).4第二節(jié)采區(qū)供電計(jì)算.4采區(qū)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及移動(dòng)變電站的選擇.5二、負(fù)荷電纜的選擇.6第三節(jié)低壓控制電器的選擇.9第四節(jié)保護(hù)裝置的整定計(jì)算.10第五節(jié)對(duì)采區(qū)高壓配電裝置的保護(hù)整定.12總結(jié).14采區(qū)供電設(shè)計(jì) 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(kāi)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(dòng)力變

2、壓器或移動(dòng)式變電站的容量、型號(hào)并確定臺(tái)數(shù)、供電系統(tǒng)的擬定、電纜線路的計(jì)算、開(kāi)關(guān)設(shè)備的選擇,以及整定保護(hù)的計(jì)算。對(duì)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。 對(duì)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(duì)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(kāi)關(guān)，各移動(dòng)變電站的資料和變電所內(nèi)的布局對(duì)系統(tǒng)進(jìn)一步的了解，對(duì)各種低壓、高壓開(kāi)關(guān)的了解。 第一節(jié)采區(qū)變電所布局和供電局系統(tǒng)的擬定 一、采區(qū)變電所位置的選擇對(duì)于采區(qū)變電所的位置是由供電局電壓等級(jí)，采煤方法，采區(qū)巷道布

3、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：1、通風(fēng)良好，頂板，底板穩(wěn)定，并避免淋水；2、進(jìn)出線和運(yùn)輸設(shè)備方便；3、盡量位于負(fù)荷中心；4、最好用一個(gè)變電所向采區(qū)供電；二、工作面配電點(diǎn)的位置及設(shè)備布置及供電系統(tǒng)1、工作面設(shè)備布置（后附1）2、工作面的供電系統(tǒng)和系統(tǒng)圖主要設(shè)備如下：1、MXA-510/4.5型雙滾筒采煤機(jī)容量為1020KW。2、工作面的SGZ-730/500型可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)容量為1050KW3、SZ2-730/110型轉(zhuǎn)載機(jī)，容量為250KW。4、下順槽DSP-1080/200型帶式運(yùn)輸機(jī)，容量為630KW5、2PS1000型破碎機(jī)：容量為200

4、KW。6、XRB型乳化液泵站，容量為840KW，3臺(tái)。7、XPB250/100型噴霧站容量為150KW，2臺(tái)。8、KSGZY-（10）型礦用移動(dòng)變電站，共4臺(tái)，設(shè)在下順槽，每臺(tái)容量為1600KVA。順槽皮帶的移變?nèi)萘繛?000KVA。9、BSKC9215組合開(kāi)關(guān)。10、QJZ-400型饋電開(kāi)關(guān)。11、DW80-350饋電開(kāi)關(guān)12、TK200型通迅信號(hào)裝置。13、系統(tǒng)圖如下：（后附2）三、采區(qū)變電所硐室的設(shè)備布置。采區(qū)變電所內(nèi)的主要設(shè)備有：BPG50-O2型高壓隔爆開(kāi)關(guān)，移動(dòng)式干式變壓器，照明綜保和饋電開(kāi)關(guān)。采區(qū)變電所的設(shè)備布置采區(qū)變電所的主要設(shè)備有：動(dòng)力變壓器（移動(dòng)式）、高壓配電裝置（選用礦用

5、隔爆型高壓配電柜）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(kāi)關(guān)供電為主）四、采區(qū)供電系統(tǒng)擬定的原則 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(jiǎn)單，操作靈活，便于檢修，其原則如下：1、 在保證供電可靠前提下，力求所用的設(shè)備最省。2、 原則上一臺(tái)起動(dòng)器只控制一臺(tái)設(shè)備。3、 對(duì)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。五、向綜采工作面供電的選擇和供電特點(diǎn)：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-1600/10KV/3.

6、KV供電。2、綜采供電的特點(diǎn)是： （1）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。（2） 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，確保正常工作電壓和大容量電動(dòng)機(jī)最低機(jī)動(dòng)電壓（電動(dòng)機(jī)的單機(jī)容量為1020KW，共有前后兩臺(tái)總?cè)萘繛?040KW）必須提高供電電壓（供電電壓為3300V）或（1140V）。（3） 采用移動(dòng)變電站把電器設(shè)備組裝在平車(chē)上，便于移動(dòng)，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，因而減少了電壓損失。（4） 保護(hù)裝置完善。由于供電電壓高，電氣設(shè)

7、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(tái)短路、過(guò)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。（5） 采用屏蔽電纜。主要是提高供電的安全性。（6） 設(shè)置必要的信號(hào)通迅系統(tǒng)。為保證工作人員的人身安全，設(shè)置了起動(dòng)預(yù)報(bào)信號(hào)，事故報(bào)警信號(hào)，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(duì)講機(jī)）。第二節(jié) 采區(qū)供電計(jì)算采區(qū)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及移動(dòng)變電站的選擇由于綜合機(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(dòng)生產(chǎn)效率。根據(jù)主采區(qū)開(kāi)拓，開(kāi)采方法，系統(tǒng)的運(yùn)行方式，負(fù)荷分配原則等，首先確定每臺(tái)移變所

8、擔(dān)負(fù)的負(fù)荷。每臺(tái)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(tái)移變供電所以要計(jì)算變壓器的選擇，如公式： S=第一臺(tái)移動(dòng)變電站的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)。取Kx=0.7 cos=0.65根據(jù)公式: Sbf=1098.46因?yàn)橹灰慌_(tái)帶動(dòng)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第二臺(tái)移動(dòng)變電站的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)為:取取Kx=0.7 cos=0.65Sbf=1130.8因?yàn)橹粠?dòng)刮板機(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1600KVA。第三臺(tái)移變站的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)為：設(shè)備名稱(chēng)臺(tái)數(shù)電動(dòng)機(jī)額定功率（KW）額定電壓（V）破碎機(jī)12001140轉(zhuǎn)載機(jī)1250

9、1140噴霧泵22*751140乳化泵33*2801140根據(jù)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)：Kx=0.7 cos=0.65Sbf=1227.7KVA故先一臺(tái)容量為1600KVA的移變型號(hào)為KBSGZY-1600/10/1140負(fù)荷電纜的選擇：1、 確定電纜的型號(hào)，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。2、 電纜長(zhǎng)度的確定。因?yàn)槭褂昧讼鹉z電纜所以按公式確定長(zhǎng)度L=1.1根據(jù)采煤機(jī)為另一配電點(diǎn)根據(jù)公式:Lg1=(200+200+160+2181-119)*1.1=2300mm配電點(diǎn)至采煤機(jī)組的支線長(zhǎng)度Lz11=(160+199)*1.1=350mm(2)第二配電點(diǎn)

10、膠帶輸送機(jī)支線長(zhǎng)度Lg2=(50+50+50+240-50)*1.1=429mmLz22=50*1.1=55m,實(shí)際50m(3)第三配電點(diǎn),三機(jī)使用移變支線長(zhǎng)度Lg3=(200+200+180+2181-110)*1.1=2300m配電點(diǎn)至三機(jī)的支線長(zhǎng)度:Lz33=100*1.1=110m3、 電纜芯線數(shù)目確定：因?yàn)樯a(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)采用遠(yuǎn)方控制，所以選用6芯電纜。4、 電纜截面選擇的原則應(yīng)滿足下列條件：（1）電纜正常工作時(shí)的實(shí)際溫升不應(yīng)超過(guò)電纜絕緣的最高溫升即：電纜的正常工作電流應(yīng)等于或小于電纜允許的持續(xù)電流。（2）正常運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)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

11、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（3）離電源最遠(yuǎn)，容量最大的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，必須保證電動(dòng)機(jī)的最低起動(dòng)電壓和起動(dòng)器，最小吸合電壓要求（4）對(duì)于電動(dòng)機(jī)供電的支線橡膠電纜應(yīng)滿足機(jī)械強(qiáng)度要求最小截面。（5）對(duì)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(guò)熱。5、電纜截面的選擇及步驟：511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(zhǎng)時(shí)間允許負(fù)荷電流進(jìn)行計(jì)算檢驗(yàn)。512計(jì)算移動(dòng)變電站的電壓損失因?yàn)橐谱冋镜男吞?hào)為L(zhǎng)BSGZY/10KV/3.3KV R6=0.0286Xb=0.0

12、61該電站只供給采煤機(jī),用電設(shè)備額定容量為1600KVAcos=0.65 則有tg=tgarccos0.65=1.1169所以pbs=1600*0.7=1120KWQbs=pbstg=120*1.169=1309.28KVar根據(jù)公式得:=23.7V513計(jì)算支線電費(fèi)電壓損失采煤機(jī)支線電源容量最大的一條支線,其電壓損失為514計(jì)算干線線電壓損失:U8=Uy-Ub-Uz=60-75-23.7-11.7=39.6v515計(jì)算干線電纜截面采煤機(jī)的總功率為1020KW根據(jù)公式得出S=63.5mm2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(hào)為UGSD-3*70+3*25/

13、3+3*25521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(zhǎng)時(shí)間允許負(fù)荷電流進(jìn)行計(jì)算。522計(jì)算移動(dòng)變電站的電壓損失因?yàn)橐谱兊男吞?hào)為KBSGZY/10KV/1140KV Rb=0.0286Xb=0.061 該電站只供給三機(jī)，用電設(shè)備額定容量為1600KVA取cos=0.65 則tg=tgarccos0.65=1.1169所以pbs=1600*0.7=1120KWQbs=pbstg=120*1.169=1309.28KVar=49.9V523計(jì)算支線電纜截面因?yàn)樵摳删€路輸出實(shí)際有功功率為:Pgs=315*2+60+525*2+700+250+75+280*2+

14、200+400=3425KW根據(jù)公式: S=65.9mm2根據(jù)計(jì)算得截面為65.9 mm2所以選擇標(biāo)準(zhǔn)截面為70 mm2的橡套電纜型號(hào)為UGSP-3*70+3*25/3+3*25橡套高壓電纜。第三節(jié)低壓控制電器的選擇1 根據(jù)采區(qū)工作環(huán)境，高、低壓控制開(kāi)關(guān)一律用礦用防爆型。2 開(kāi)關(guān)的額定電壓和額定電流要大于或等于電網(wǎng)的額定電壓和被控線路和最大負(fù)荷電流。3 開(kāi)關(guān)電器的切斷電流不應(yīng)不小于通過(guò)它的最大短路電流Id。4 開(kāi)關(guān)的構(gòu)造應(yīng)滿足工作機(jī)械對(duì)控制的要求。5 40KW及以上，起動(dòng)頻繁的控制電氣設(shè)備，應(yīng)使用真空接觸器。第四節(jié)保護(hù)裝置的整定計(jì)算煤礦井下一旦發(fā)生短路故障，不僅可能損壞電器設(shè)備，而且也有引起瓦

15、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(dòng)作的。采區(qū)生產(chǎn)機(jī)械發(fā)生過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象是常見(jiàn)的，應(yīng)設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。為了充分利用電動(dòng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷能力和躲過(guò)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間允許過(guò)負(fù)荷帶有一小段延時(shí)，動(dòng)作于跳閘。當(dāng)電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行時(shí)，斷線的一相電流為零，其它兩相電流增大，引起電動(dòng)機(jī)溫升過(guò)高，可能導(dǎo)致絕橡損壞或中間短路。為此，對(duì)斷相應(yīng)設(shè)相應(yīng)的保護(hù)，以保證電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。采煤機(jī)的組合開(kāi)關(guān)整定1、機(jī)組BSKC9215開(kāi)關(guān)整定計(jì)算過(guò)載保護(hù)，該開(kāi)關(guān)用JRO60-3型熱過(guò)電器保護(hù)，采用7號(hào)熱元件，其動(dòng)作電流整定 14-18-22額定電流為22根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額

16、定電流和600/5的變化，所以其動(dòng)作電流整定值為Idz=17短路保護(hù):Ire=2、對(duì)于三機(jī)中的乳化泵開(kāi)關(guān)選用BKD16-400/1140V真空開(kāi)關(guān)和饋電的整定計(jì)算21選擇主刮板機(jī)機(jī)頭機(jī)尾的組合開(kāi)關(guān)整定組全BSKC9215開(kāi)關(guān)整定計(jì)算過(guò)載保護(hù),該開(kāi)關(guān)用JR-00型熱電器保護(hù),采用7號(hào)熱元件,其動(dòng)作電流整定范圍JRO-20/30 動(dòng)作電流為30A,根據(jù)電動(dòng)機(jī)的整定電流和200/5的變化,所以其動(dòng)作電流整定值為;Idz= 短路保護(hù):Ire=156A3、各開(kāi)關(guān)的整定計(jì)算31開(kāi)關(guān)的整定計(jì)算 開(kāi)關(guān)選用的是QJZ-400/1140型真空開(kāi)關(guān),其額定電流為400A，額定電壓為1140V其過(guò)載保護(hù)選用CGP-6

17、型綜合保護(hù)進(jìn)行保護(hù),其過(guò)載保護(hù)為中間繼電器保護(hù),其動(dòng)作值為1.0-3.0 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流和160/5的變化,其動(dòng)作值整定為Idz=8.75短路保護(hù)該開(kāi)關(guān)用RTO-400/400型熔斷器根據(jù)公式:Ire=故選用額定電流為150A的熔件。饋電開(kāi)關(guān)的整定為：因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的電流為400A，所以根據(jù)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)最大電流，取值為額定電流的4-7倍，所以起動(dòng)電流為2800A，所以饋電開(kāi)關(guān)整定為3000A 3 2轉(zhuǎn)載機(jī)的饋電整定因?yàn)檗D(zhuǎn)載機(jī)的額定功率為250KW所以根據(jù)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)最大電流取值為額定電流的4-7倍，所以起動(dòng)電流為3500A所以整定3600A第五節(jié)對(duì)采區(qū)高壓配電裝置的保護(hù)整定并于進(jìn)線柜的保護(hù)整

18、定：取Zminx=3.4281、10KV = 線路阻抗：ZXL=0.08*21=0.168連斷：Idmin(37)=55/3.428=1604A Idmin(27)=13.89A IdZJ=Kk= =17.4A取IdZJ=18A2、 過(guò)流整定及延時(shí)整定：（1） 按采煤機(jī)組：1020KV起動(dòng)進(jìn)行整定計(jì)算：Iq1=（2） 基本負(fù)荷:P綜=1020KW I=1020/*10.5*0.87=182AIdeg=T=0.5S經(jīng)過(guò)以上整定它的速斷，過(guò)流，A延時(shí)經(jīng)過(guò)測(cè)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。3、 關(guān)于三機(jī)進(jìn)線整定Zminx=3.428根據(jù)10KV線路阻抗：ZXL=0.08*21=0.168連斷Adman=55/3.428=1604A Idmin(27)=13.89A Adze=Kk= =17.4A所以取Idzj=18A過(guò)流整定及延時(shí)整定：Iq1=4、 基本負(fù)荷:P綜=315*2+60+575*2+200+250+75+280*2+200+400=3425KW I=3425/*10.