礦山電工課程設(shè)計

1、 礦山電工課程設(shè)計 -采區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計單位：能源學(xué)院班級： 指導(dǎo)教師：上官璇峰 目 錄一 前言.1二 設(shè)計步驟及過程1 煤礦采區(qū)概況 .22 采區(qū)負荷統(tǒng)計.33 采區(qū)變壓器選擇.44 采區(qū)變電所和工作面配電點的確定.55 采區(qū)供電系統(tǒng)圖.66 采區(qū)低壓電纜截面計算.77 采區(qū)低壓電氣設(shè)備的選擇.138 采區(qū)電氣整定保護計算.14三 設(shè)計小結(jié).16四 參考文獻.16煤礦采區(qū)供電課程設(shè)計一前 言煤礦采區(qū)供電設(shè)計是每一位采礦專業(yè)學(xué)生的必修課。在老師的指導(dǎo)下，我們希望通過本次課程設(shè)計，掌握煤礦采區(qū)供電設(shè)計的步驟及過程。設(shè)計簡介：1. 課程名稱：礦山電工 2. 設(shè)計項目：采區(qū)供電設(shè)計 班 級 ：08采礦

2、人才5班3. 指導(dǎo)老師：上官璇峰 學(xué)生姓名： 4. 設(shè)計地點：河南理工大學(xué) 5. 設(shè)計日期：2009年12月14日-2009年12月20日二設(shè)計步驟及過程1、煤礦采區(qū)概況：本采區(qū)為緩沖傾斜煤層，高瓦斯，傾角為26°，煤層2.0 m，采區(qū)分為兩個區(qū)段，區(qū)段垂高70 m，兩翼布置工作面，走向長度為400 m；工作面采用長壁式炮采人工扒煤方式，順槽使用可彎曲刮扳運輸機，計劃5臺17型SGB17刮扳機，工作面使用單體支柱支護。采區(qū)共為4個工作面，采掘接替為一采一準(zhǔn)。上山開采，采區(qū)設(shè)有軌道運輸上山、溜煤上山和回風(fēng)上山。采區(qū)設(shè)備布置如下圖：1乳化泵XRB2，30KW 2SGB-17刮扳機，17K

3、W3電煤鉆，1.2KW 4回柱絞車JH-5，8.5KW5局扇JKB-52-2，5.5KW 6裝載機，11KW7上山1.2 m絞車JTKB1.2-55KW采區(qū)負荷統(tǒng)計：采區(qū)負荷統(tǒng)計表使用地點設(shè)備名稱型號規(guī)格安裝臺數(shù)額定功率電壓（v）采煤工作面機巷乳化液壓泵XRB30130660采煤工作面機巷刮板運輸機SGB17517/臺660采煤工作面機巷電煤鉆DS1.211.2127工作回風(fēng)巷電煤鉆DS1.211.2127工作回風(fēng)巷回柱絞車JH518660掘進工作面局扇JBT52-215.5660掘進工作面裝載機111660掘進工作面電煤鉆DS1.211.2127上山絞車房1.2m絞車JTKB1.2/1155

4、660經(jīng)統(tǒng)計本采區(qū)的總負荷為：pei=198.1KW3、采區(qū)變壓器選擇：根據(jù)上述采區(qū)負荷統(tǒng)計，采用需用系數(shù)法進行變壓器容量計算：式中-計算容量（KVA）-采區(qū)負荷總和K設(shè)備負荷需用系數(shù)，取0.7-設(shè)備加權(quán)平均功率固數(shù)，取0.75代入計算得：=*0.7=184.89KVA根據(jù)上式計算，變壓器的計算容量為184.89 ，查礦用變壓器目錄：初選變壓器為KS7200/6/0.69型變壓器，數(shù)量一臺，變壓器容量為200 ，符合要求。4、采區(qū)變電所和工作面配電點的確定:一、 采區(qū)變電所的確定：方案一：根據(jù)采區(qū)的開采布置（采區(qū)分為兩個區(qū)段，區(qū)段垂高70 m，兩翼布置工作面，走向長度為400 m）；考慮到工作

5、面的負荷情況和供電距離，宜把采區(qū)變電所設(shè)置在采區(qū)中部，這樣低壓供電距離縮短，可以保證電壓降符合要求。方案二：采區(qū)變電所可設(shè)置為移動變電所，這樣低壓供電距離縮短，可以保證電壓降符合要求。以上兩種方案均符合要求，本次設(shè)計選方案一。二、 工作面配電點的確定:采煤工作面的乳化液壓泵、刮扳運輸機等的用電設(shè)備其配電點設(shè)機巷聯(lián)絡(luò)巷進風(fēng)處，設(shè)置斷路開關(guān)。采煤工作面回風(fēng)巷斷路開關(guān)設(shè)上山絞車房。掘進工作面斷路開關(guān)距當(dāng)頭約100 m。5.采區(qū)供電系統(tǒng)圖6、 采區(qū)低壓電纜線路的選擇與計算一)、選擇電纜應(yīng)滿足的條件1)、電纜實際流進的長時工作電流必須小于或等于他所允許的載流量。2)、正常運行的電纜網(wǎng)路的實際電壓損失必須

6、小于或等于網(wǎng)路所允許的電壓損失。3)、電纜的機械強度必須滿足要求。二)、電纜型號與長度1)、采區(qū)變電所至工作面等配電點干線電纜選用U型礦用橡套電纜。2)、工作點移動電纜選用VF型礦用阻然電纜。3)、電煤鉆選用UZ型專用電纜。4)、電纜長度按LS=KL計算K為增加系數(shù),取1.1三)、電纜干線截面計算(選擇)與效驗以供電系統(tǒng)圖所示,按工作電流必須小于或等于電纜長時允許電流計算:即Ig Iy1)、送工作面干線電纜其工作電流按下式:=式中-干線電纜的工作電流（A）P計算功率（kw）P= -需用系數(shù)，取0.8-供電線路額定功率之和Ve額定電壓（V）-電機加權(quán)平均功率因數(shù)，一般取0.7P=0.8*（30+

7、5*17+1.2） =0.8*116.2=92.96(KW)所以=查電纜長時允許電流表:16(mm)2為85A ，25(mm)2 為113A,35(mm)2為138A故選干線電纜為U3×35+1×10電纜,符合要求。順槽運輸巷分段干線為:干線1: P=0.8×(5×17+1.2)=107.75(KW)干線1使用U3×25+1×10電纜，符合要求。同理可得：煤礦采區(qū)供電課程設(shè)計 干線2使用U3×25+1×10電纜，符合要求。干線3使用U3×25+1×10電纜，符合要求。 干線4使用U3×

8、25+1×10電纜，符合要求。干線5使用U3×25+1×10電纜，符合要求。干線6：P=0.8×1.2=0.96(KW)干線6使用U3×2.5+1×2.5電纜，符合要求。干線7：P=0.8×(1.2+8.5)=7.76（KW）干線7使用U3×16+1×6電纜，符合要求。按正常允許電壓損失效驗:采用圖表法計算電壓損失,即用每KW負荷矩電壓損失K(%)值以實際負荷與電纜長度,求出其電壓損失UL(%),并滿足線路允許的電壓損失Uy(%)即UL(%)Uy(%)UL(%)線路實際電壓損失百分?jǐn)?shù)Uy(%)線路允許電壓

9、損失百分?jǐn)?shù)，取送工作面總干線電纜其電壓損失為UL總(%)=PLK（%）煤礦采區(qū)供電課程設(shè)計 UL總總干線末端電壓損失百份數(shù)P干線負荷（KW）L干線長度（KM）K（%）不同電纜截面時單位負荷矩電壓損失值，查35mm2電纜為0.174（%）U總（%）=100.8（KW）×0.1（KM）×0.174（%）=1.75（%）符合要求。依次計算：干線1：Ul1(%)=95.9×0.13×0.356=4.12(%)干線2：Ul2(%)=78.9×0.05×0.356=1.36(%)干線3：Ul3(%)=61.9×0.06×0.3

10、56=1.38(%)干線4：Ul4(%)=44.9×0.08×0.356=1.24(%)干線5：Ul4(%)=27.9×0.06×0.356=0.54(%)干線6：Ul5(%)=10.9×0.15×0.356=0.58(%)干線7：Ul5(%)=9.7×0.5×0.356=1.72(%)計算結(jié)果均符合要求，即 UL(%)Uy(%)2）、送掘進工作面電纜：按上述計算結(jié)果與校驗方法電纜工作電流P=0.8×（5.5+1.2+11）=14.16(KW)查Iy: 3×16+1×6 電纜為85A符

11、合滿足IgIy 條件，考慮到電壓降，故選U3×16+1×6。校驗：同前方法，UL（%）=PLK（%）UL （%）=（11+1.2+5.5）×0.5×0.359=4.3(%) 5%符合要求。3）送上山絞車房電纜：截面選擇計算方法同上P=55(KW)查電纜長時允許負荷電流表3×25（mm）2為113A故符合IgIy校驗：同前方法，煤礦采區(qū)供電課程設(shè)計 11UL （%）=PLK（%）=68.75×0.2×0.237（%）=2.4（%）5（%）符合并滿足要求。4）變電所聯(lián)絡(luò)電纜：截面選擇計算方法同上P=0.8×199.6=

12、159.8 (KW)查電纜長時允許負荷電流表3×50（mm）2為173A故符合IgIy校驗：同前方法，UL （%）=PLK（%）=159.8×0.03×0.237（%）=1.136（%）5（%）符合并滿足要求。電纜選擇一覽表電纜使用地點型號規(guī)格長度（m）電纜長時允許使用電流(A)線路工作電流（A）線路電壓損失（%）采區(qū)變電所聯(lián)系U3*50+1*16301731681.13變電所至采煤工作面U3*35+1*161101381161.75工作面運輸巷g1U3*25+1*161301381164.12工作面運輸巷g2U3*25+1*1650138871.36工作面運輸巷

13、g3U3*25+1*1060113571.38工作面運輸巷g4U3*25+1*1080113351.2工作面運輸巷g5U3*25+1*1060113200.54工作面運輸巷g6U3*16+1*61508550.58工作面運輸巷g7U3*16+1*62008550.62變電所至絞車房U3*25+1*620011368.752.4變電所至掘進工作面U3*16+1*615085304.37、采區(qū)低壓電氣設(shè)備的選擇按照采掘機械設(shè)備配置情況，應(yīng)選擇安全、經(jīng)濟、合理的電氣控制設(shè)備，依據(jù)“安全規(guī)程”教課書等要求，具體選擇如下表：使用地點電器名稱型號數(shù)量用途變電所高壓防爆開關(guān)BGP-61高壓進線聯(lián)變電所變壓器

14、KS-200/0.691供電變電所饋電開關(guān)BW80-3501低開總開關(guān)變電所檢漏繼電器JY821漏電保護變電所饋電開關(guān)DW80-2004分路總開關(guān)變電所千變KSG2.51照明上山絞車房防爆開關(guān)QC83-2251進線總開關(guān)上山絞車房防爆開關(guān)QC83-2251上山絞車用上山絞車房防爆開關(guān)QC83-801送回風(fēng)斷路上山絞車房千變KSG2.51照明信號用采煤機巷饋電開關(guān)DW80-2001進線開關(guān)采煤機巷防爆開關(guān)QC83-1001控制乳化泵采煤機巷防爆開關(guān)QC83-805控制刮板機采煤機巷防爆開關(guān)綜合保護1電煤鉆采煤回風(fēng)巷防爆開關(guān)QC81-601控制回柱絞車掘進工作面防爆開關(guān)QC83-801控制局扇掘進

15、工作面饋電開關(guān)DW80-2001進線開關(guān)掘進工作面防爆開關(guān)QC83-801裝載機掘進工作面防爆開關(guān)綜合保護1電煤鉆8、電氣整定保護計算為了用電設(shè)備、電氣的安全，各主要開關(guān)都要進行整定計算。保護整定計算就是分別分級計算各種過流狀態(tài)下，開關(guān)均應(yīng)起到保護作用。保護整定計算依據(jù)課本公式按單臺（支線），多臺干線）逐一計算。變電所DW80-300總開關(guān)的整定計算：IZ=IQmax+Ie式中IZ各級開關(guān)的整定計算電流（A）IQmax線路中最大一臺電機的起動電流Ie線路中其他電機額定電流之和IQ單臺電機的起動電流 IQ=57 IeIe電機額定電流（A）變電所BGP30-6型高壓防爆開關(guān)的整定計算：式中IZ開關(guān)的整定計算電流（A）IG線路中電機額定電流之和變壓器的變比i電流互感器變比 =247.5/（8.69*5） =5.7A同理可得其余開關(guān)整定電流，見表：地點開關(guān)型號用途整定計算整定值（A）變電所BGP30-6送變壓器10變電所BW80-300總開關(guān)600變電所BW80-200送絞車房400變電所BW80-200送機巷400變電所QX83-100送掘進100絞車房QC83-225絞車控制400機巷DW80-200斷路300機巷QC80-100控制乳化泵200機巷QC80-80刮板機控制開關(guān)100機巷QC83-80斷路