陽光供電設(shè)計(jì)

1、第一章 綜采工作面供電概述及原始資料綜采工作面供電設(shè)備的選型包括主變壓器的選型、采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定、低壓電纜的選擇和低壓開關(guān)的選擇。相關(guān)計(jì)算有負(fù)荷容量和負(fù)荷電流的計(jì)算、低壓損失的計(jì)算、短路電流的計(jì)算和過流保護(hù)的整定計(jì)算。第一節(jié) 綜采工作面供電概述綜采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。隨著煤炭工業(yè)的現(xiàn)代化，綜采

2、工作面機(jī)械化程度越來越高，機(jī)電設(shè)備的單機(jī)容量和工作面總?cè)萘慷加辛撕艽蟮脑黾?。以采煤機(jī)為例從70年代初期的150KW左右，增加到現(xiàn)在的3752KV，目前國外采煤機(jī)單機(jī)功率已超過1000KW；綜采工作面總?cè)萘恳矎膸装偾咴黾拥?0003000KW。由于機(jī)械化程度的提高，加快了工作面的推進(jìn)速度，這就要求采區(qū)走向長度加長，從而使供電距離增大，給供電帶來了新的問題。因?yàn)樵谝欢ǖ墓ぷ麟妷合拢斔凸β试酱?，電網(wǎng)的電壓損失也就越大，電動(dòng)機(jī)的端電壓越低，這將影響用電設(shè)備的正常工作。解決的辦法有：增大電纜截面，但有一定限制，因?yàn)殡娎|截面過大，不便移動(dòng)和敷設(shè)，而且也不經(jīng)濟(jì)；采用移動(dòng)變壓站使高壓電深入到工作面順槽來縮

3、短低壓供電距離，可使電壓質(zhì)量得到較大的提高；提高用電設(shè)備的電壓等級也是一個(gè)提高電壓質(zhì)量的相當(dāng)有效的措施。目前我國綜采 工作面用電設(shè)備的電壓等級已提高到1140V，而且還將繼續(xù)提高。第二節(jié) 綜采工作面供電設(shè)計(jì)所需原始資料在進(jìn)行井下綜采工作面供電設(shè)計(jì)時(shí)，首先收集以下原始資料，作為設(shè)計(jì)的依據(jù)： 1、綜采工作面主要條件 平均煤層4m，工作面長度135m，走向長度1850m，傾斜長度1100m，平均傾角為10。采用一次采全高采煤工藝，可采最高煤層厚度5.0m，工作面采用雙翼開采布置方式。 礦井井下高壓采用6KW，由運(yùn)輸大巷（回風(fēng)大巷）中央向綜采工作面供電，采區(qū)變電所6KW得電源來源于地面高壓變電所，采用

4、ZQD22型號的橡套軟電纜供電，電纜長度為315m。變電所高壓設(shè)備采用BGP9L10型高壓隔爆開關(guān)。2、設(shè)備選用采煤機(jī)選用的是MXA-300/4.5型采煤機(jī)，其額定功率為300KW, 額定電壓為1140KV。工作面刮板輸送機(jī)采用的是SGZ730/320型號的輸送機(jī)，額定功率為320KW，額定電壓為1140KV。3、工作面移動(dòng)變電站及配電點(diǎn)位置的確定工作面電源為6KV，來自井上變電所。根據(jù)用電設(shè)備的容量與布置，采用1140V和660V電壓等級供電。照明及保護(hù)控制電壓均為127V。移動(dòng)變電站一般設(shè)置在工作面平巷，距工作面150m300m，工作面推進(jìn)100m200m，變電站向前移動(dòng)一次，使綜采工作面

5、的電壓供電距離不超過500m，移動(dòng)變電站的設(shè)置原則是靠近負(fù)荷中心，同時(shí)考慮安全性和經(jīng)濟(jì)性。為保證安全，采煤工作面配電點(diǎn)一般設(shè)在距工作面50m70m處的巷道中，掘進(jìn)工作面配電點(diǎn)距掘進(jìn)頭80m100m，一般掘進(jìn)設(shè)備的電纜長度至配電點(diǎn)以下不超過100m為宜。工作面設(shè)備的控制開關(guān)應(yīng)放在工作面配電點(diǎn)，采用遠(yuǎn)方控制第三節(jié) 綜采工作面的供電系統(tǒng)圖經(jīng)上述設(shè)計(jì)的綜采工作面主要由高壓供電系統(tǒng)、變電系統(tǒng)盒低壓配電系統(tǒng)三部分組成，根據(jù)所選的電器設(shè)備、電力負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)及有關(guān)的數(shù)據(jù)的計(jì)算，最終確定了以下的綜采工作面供電系統(tǒng)圖。見下圖第二章 綜采工作面電力負(fù)荷計(jì)算及主變壓器的選擇第一節(jié) 綜采工作面供電設(shè)備選擇一、供電設(shè)備的選

6、型原則1、符合煤礦安全規(guī)程供電設(shè)計(jì)規(guī)定。2、各種供電設(shè)備的額定電壓與所在線路上的額定電壓一致，電纜的額定電壓應(yīng)等于或略大于所在線路的額定電壓。3、設(shè)備的額定電流或長時(shí)允許負(fù)荷電流應(yīng)等于或略大于工作中通過的長時(shí)負(fù)荷電流。4、開關(guān)電器的分?jǐn)嗄芰?yīng)等于或大于所通過的最大三相短路電流。5、電纜主芯線截面應(yīng)等于或大于三相短路電流的熱穩(wěn)定截面。6、綜采工作面供電應(yīng)采用移動(dòng)變電站。7、井下照明及電鉆用電電壓為127V。8、BGP6系列礦用隔爆型高壓真空配電裝置有A、B、C、D四種結(jié)構(gòu)，分別用于：兩個(gè)電源進(jìn)線、一個(gè)電源進(jìn)線、僅用于聯(lián)合使用、僅用于單臺(tái)使用，其高度都為1190mm。9、高壓電源電纜應(yīng)選用監(jiān)視型雙

7、屏蔽橡套電纜，型號為UYPJ3.6/ 6,其芯線為細(xì)銅絲絞合而成。10、低壓電纜一律采用銅芯橡套軟電纜，采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)的供電電纜應(yīng)選用雙屏蔽型。二、供電設(shè)備的準(zhǔn)備在進(jìn)行井下采區(qū)供電設(shè)計(jì)時(shí)，必須首先收集以下原始資料，作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。1、礦井的瓦斯等級，采區(qū)煤層走向、傾角、煤層厚度、煤質(zhì)硬度、頂?shù)装迩闆r、支護(hù)方式。2、采區(qū)巷道布置，采區(qū)區(qū)段數(shù)目、區(qū)段長度、走向長度、采煤工作面長度、采煤工作面數(shù)目、巷道斷面尺寸。3、采煤方法，煤、矸、材料的運(yùn)輸方式，通風(fēng)方式。4、采區(qū)機(jī)械設(shè)備的布置，各用電設(shè)備的詳細(xì)技術(shù)特征。5、電源情況，了解采區(qū)附近現(xiàn)有變電所及中央變電所的分布情況，供電距離、供電能力及高壓母線

8、上的短路容量等情況。6、采區(qū)年產(chǎn)量、月產(chǎn)量、年工作時(shí)數(shù)、電氣設(shè)備的價(jià)格、當(dāng)?shù)仉妰r(jià)、硐室開拓費(fèi)用、職工人數(shù)及平均工資等資料此外，在做井下采區(qū)供電設(shè)計(jì)時(shí)還需要下述資料：煤礦安全規(guī)程、煤礦工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范、煤礦井下供電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定、礦井低壓電網(wǎng)短路保護(hù)裝置整定細(xì)則、煤礦電工手冊第二分冊下、各類有關(guān)的電氣設(shè)備產(chǎn)品樣本及有關(guān)參考資料。第二節(jié) 變電所負(fù)荷統(tǒng)計(jì)一、綜采工作面設(shè)備選擇綜采工作面的配套設(shè)備主要有：（1）采煤機(jī)組一臺(tái)（2）刮板輸送機(jī)一臺(tái)（3）帶式輸送機(jī)一臺(tái)（4）轉(zhuǎn)載機(jī)一臺(tái)（5）破碎機(jī)一臺(tái)（6）液壓自移支架，所用乳化液泵一臺(tái)二、變電所負(fù)荷統(tǒng)計(jì)變壓器的額定容量按照所帶負(fù)荷確定。故應(yīng)將變壓器所帶負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)

9、，統(tǒng)計(jì)時(shí)應(yīng)以每一條供電干線為單元進(jìn)行分組（分組應(yīng)考慮電壓等級、生產(chǎn)環(huán)節(jié)、安裝地點(diǎn)和電纜敷設(shè)電路線等因素），每一條供電干線、每一臺(tái)移動(dòng)變電所或變壓器都應(yīng)統(tǒng)計(jì)出它們的負(fù)荷，以便在后面的設(shè)計(jì)計(jì)算中查詢。統(tǒng)計(jì)后可求出每組總的額定功率，具體統(tǒng)計(jì)如下表所示：變電所負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表負(fù)荷名稱設(shè)備臺(tái)數(shù)電動(dòng)機(jī)需用系數(shù)同時(shí)系數(shù)加權(quán)平均功率因數(shù)計(jì)算負(fù)荷變壓器負(fù)荷容量額定功率(KW)額定電流(A)額定電壓(V)額定功率PN (KW)計(jì)算功率 Pca (KW)采煤841.000.91036963899刮板輸送機(jī)1320571140帶式輸送機(jī)175661140轉(zhuǎn)載機(jī)11601161140破碎機(jī)11106

10、61140乳化液泵站16218.41140總計(jì)61027361.41140由于實(shí)際負(fù)荷的不確定性，需用系數(shù)很難準(zhǔn)確算出，一般采用概率的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)列表給出，煤礦井下不用電設(shè)備及場所的需用系數(shù)見下表所示：序號名稱需用系數(shù)平均功率因素1綜采工作面按式計(jì)算0.72一般機(jī)采工作面（緩傾斜煤層）按式計(jì)算0.60.73炮采工作面（緩傾斜煤層）0.40.50.64炮采工作面（急傾斜煤層）0.50.60.75非掘進(jìn)機(jī)的掘金工作面0.30.40.66有掘進(jìn)機(jī)的掘金工作面0.50.60.77架線電機(jī)車整流根據(jù)計(jì)算0.80.98蓄電池電機(jī)車充電0.80.80.859輸送機(jī)0.60.70.710井底車廠（不包括主

11、排水泵）0.60.70.7其中：綜合機(jī)械化采煤工作面所帶負(fù)荷的額定功率之和為：PN = 3002 + 402 + 20 + 201 + 62= 963 KW綜合機(jī)械化采煤工作面需用系數(shù)計(jì)算：Kde = 0.4+ = 0.4 + = 0.84式中 PNmax 所代表負(fù)荷中容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定功率， PN 所代表負(fù)荷的額定功率之和，根據(jù)需用系數(shù)即可求出成組負(fù)荷，稱之為計(jì)算負(fù)荷 ，其計(jì)算式為：Pca = Kde PN = 0.84（700+201+62）KW= 808.92 KW式中 Pca 成組負(fù)荷的計(jì)算功率，Kde 該組負(fù)荷的需用系數(shù)。變壓器容量計(jì)算及選擇：1、采區(qū)變電所變壓器計(jì)算容量ST

12、= = = 898.8KVA式中 Pca 變壓器所帶各組設(shè)備計(jì)算功率之和，KW cosTwm 變壓器加權(quán)平均功率因數(shù)。因?yàn)?STN ST = 898.8KVA，據(jù)表查得，選用了KBSG-1000 / 6型礦用隔爆型干式變壓器一臺(tái)，其額定容量為：STN = 1000 KVA第三章 采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定擬定綜采工作面供電系統(tǒng)，就是擬定綜采工作面供電系統(tǒng)的結(jié)線，確定變電所內(nèi)高低壓開關(guān)、輸電線路及控制開關(guān)的數(shù)量。一、擬定供電系統(tǒng)的原則擬定供電系統(tǒng)的基本原則就是保證供電的安全、可靠、電壓質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)，具體要求如下1、在保證供電安全可靠的前提下，力求所用的開關(guān)、啟動(dòng)器和電纜等最少。2、原則上1臺(tái)啟動(dòng)器只控制1

13、臺(tái)用電設(shè)備；1臺(tái)高壓配電箱只控制1臺(tái)變壓器。當(dāng)高壓配電箱或低壓啟動(dòng)器有3臺(tái)及以上時(shí)，應(yīng)設(shè)置進(jìn)線開關(guān)；綜采工作面為雙電源供電時(shí)，應(yīng)設(shè)置2臺(tái)進(jìn)線高壓配電箱。3、當(dāng)綜采工作面變電所的動(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，原則上一臺(tái)變壓器負(fù)擔(dān)一個(gè)工作面的用電設(shè)備，且變壓器最好不并聯(lián)運(yùn)行。4、由工作面配電點(diǎn)到各用電設(shè)備宜采用輻射式供電，上山及運(yùn)輸平巷的輸送機(jī)宜采用干線式供電；供電線路應(yīng)走最短的路線，但應(yīng)注意采煤工作面（機(jī)采除外）不應(yīng)敷設(shè)電纜，溜放煤、矸、材料的溜道嚴(yán)禁敷設(shè)電纜，并盡量避免回頭供電。5、大容量設(shè)備的啟動(dòng)器應(yīng)靠近配電點(diǎn)的進(jìn)線端，以減少啟動(dòng)器間電纜的截面。6、低瓦斯礦井掘進(jìn)工作面的局部

14、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，或與采煤工作面分開供電。二、移動(dòng)變電站位置的確定按照煤礦井下供電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定第條規(guī)定：采用移動(dòng)變電站向采區(qū)供電時(shí)，向回采工作面供電的移動(dòng)變電站位置，一般距工作面100150m。當(dāng)下一工作面尚未回采，其回風(fēng)巷已經(jīng)掘進(jìn)完畢，可將上工作面的移動(dòng)變電站設(shè)置在下一工作面的回風(fēng)巷道內(nèi)，經(jīng)過聯(lián)絡(luò)巷道、運(yùn)輸巷道向工作面供電。低沼氣礦井的回采工作面移動(dòng)變壓站，可設(shè)置在該回風(fēng)巷道內(nèi)。移動(dòng)變電站配電點(diǎn)布置及配電示意圖見下圖：第四章 采區(qū)低壓電纜選型第一節(jié) 低壓電纜的選擇原則電纜的選擇原則(1) 按煤礦安全規(guī)程要求，選擇煤礦用阻燃電纜。(2) 電纜的電壓等級必須大于

15、或等于電網(wǎng)的實(shí)際工作電壓。(3) 向移動(dòng)變電站供電的高壓電纜應(yīng)采用高壓屏蔽電纜。(4) 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。(5) 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7%。(6) 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。(7) 電纜應(yīng)滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求。(8) 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。第二節(jié) 電纜型號的確定根據(jù)煤礦安全規(guī)程要求及采區(qū)電氣設(shè)備電壓等級確定低壓電纜型號如下：(1) 變電所高壓電源及高壓開關(guān)之間的聯(lián)臺(tái)線選用MYJV22-3120型交聯(lián)聚乙絕

16、緣電力電纜(2) 工作面機(jī)組、工作面刮板輸送機(jī)的負(fù)荷線及移動(dòng)變電站到控制開關(guān)之間的電纜選用MCPT-370+335/3E型電纜.(3) 綜采工作面其它設(shè)備，如轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、綜掘機(jī)等電壓為1140V的電氣設(shè)備的電源線及負(fù)荷線選用MCP-0.66/1.14系列電纜(4) 采掘工作面其它電壓為660V的電氣設(shè)備均選用MY-0.38/0.66系列的電纜.(5) 信號、照明等電壓為127V的電氣設(shè)備均選用MZ-0.3/0.5型電纜。各段電纜的具體選用如下表所示采區(qū)電纜選用表序號電纜用途電纜型號電纜長度(米)長期負(fù)荷電流(A)實(shí)際負(fù)荷電流(A)1變電所高壓電源MYJV22-312021210333270

17、.78250.512機(jī)組負(fù)荷線MCPT3.3-370+335/3E+56350+30215204.85綜采溜子尾機(jī)高速負(fù)荷線MCPT3.3-370+335/3E+56350+30215896綜采溜子尾機(jī)低速負(fù)荷線MCPT3.3-350+335/3E+56350+30173617綜采轉(zhuǎn)載機(jī)負(fù)荷線MCP0.66/1.14-370+116+36120+102151768綜采破碎機(jī)負(fù)荷線MCP0.66/1.14-350+116+36150+101731739綜采乳化泵負(fù)荷線MYP0.66/1.14-350+1257+12+1717317310綜采皮帶電源線MY0.38/0.66-370+1252402

18、1516411綜采皮帶電站電源線MYPT3.6/6-335+116620260236.412綜采皮帶道下部低壓電源線MY0.38/0.66-370+12538021573.213綜采機(jī)組電站電源線MYPT3.6/6-335+116920138182.1814綜采皮帶低壓電源線MY0.38/0.66-370+125計(jì)510215121.2415綜采料道電源線MY0.38/0.66-370+125計(jì)89021553.4216生產(chǎn)準(zhǔn)備面電站電源線MYPT3.6/6-335+11686013820.2417工作面電站電源線MYPT3.6/6-335+11627013825.3618工作面雙風(fēng)機(jī)電源線M

19、Y0.38/0.66-335+11629013817.619工作面低壓電源線MY0.38/0.66-370+125880215230.55第五章 綜采工作面電網(wǎng)短路電流的計(jì)算及開關(guān)的選擇第一節(jié) 短路回路阻抗計(jì)算1、變壓器的電阻、電抗計(jì)算 RT = = = 0.009 XT = = 0.079 2、干線電纜電阻、電抗計(jì)算Rms = r0 Lms = 1.180.1950.315 = 0.072 Xms = x0 Lms = 0.070.315= 0.022 3、支線電纜電阻、電抗計(jì)算Rbl = r0 Lbl = 1.180.2930.525 = 0.182 Xbl = x0 Lbl = 0.070.525= 0.037 短路回路的總電阻、電抗計(jì)算 R = RT + Rbl + Rms = 0.009 + 0.072 + 0.182 = 0.263 X = XT + Xbl + Xms = 0.079 + 0.022 + 0.037= 0.138 第二節(jié) 短路電流的計(jì)算一、兩相短路電流的計(jì)算 利用公式計(jì)算短路電流，其實(shí)質(zhì)是歐姆定律的應(yīng)用。 兩相短路電流計(jì)算的公式：I(2)s = = = 2020 A式中 I(2)s-兩相短路電流，A; U2N.T-短路點(diǎn)所在電網(wǎng)的平均線電壓（為電網(wǎng)額定電壓的1.05倍），V; R-短路回路內(nèi)一相電阻值的總和，；X -短路回路內(nèi)一相電抗值的總和，；二