采区供电系统中各电气设备的设计矿山机电毕业论文.doc

第 1 页 共 20 页 目录目录 前前 言言.3 设计原始资料设计原始资料.4 一、全矿概貌.4 二、采区资料.4 第一章第一章 一般规定一般规定.5 第一章第一章 采区变电所的变压器选择采区变电所的变压器选择.5 一、采区负荷计算.5 二、变压器容量计算.5 三、变压器的型号、容量、台数的确定.6 第二章第二章 采区变电所及工作面配电所位置的确定采区变电所及工作面配电所位置的确定.7 一、采区变电所位置.7 二、工作面配电点的位置.7 第三章第三章 采区供电电缆的确定采区供电电缆的确定.8 一、拟定原则.8 二、按照采区供电系统的拟定原则确定供电系统图.8 第四章第四章 采区高低压电缆的选择采区高低压电缆的选择.10 一、选择原则.17 二、选择步骤.17 三、电缆长度的确定.10 四、电缆型号的确定.10 五、电缆选择原则.10 六、低压电缆截面的选择.10 七、采区电缆热稳定校验.14 第六章第六章 采区低压控制电器的选择采区低压控制电器的选择.19 一、电器选择按照下列一般原则进行.19 二、据已选定的电缆截面、长度来选择开关、起动器容量及整定计算.19 第七章第七章 低压保护装置的选择和整定低压保护装置的选择和整定.21 一、低压电网短路保护装置整定细则规定.21 二、保护装置的整定与校验.21 第八章第八章 高压配电箱的选择和整定高压配电箱的选择和整定.26 一、高压配电箱的选择原则.26 二、高压配电箱的选择.26 三、高压配电箱的整定和灵敏度的校验.27 第九章第九章 井下漏电保护装置的选择井下漏电保护装置的选择.28 一、井下漏电保护装置的作用.28 二、漏电保护装置的选择.28 三、井下检漏保护装置的整定.28 第 2 页 共 20 页 第十章第十章 井下保护接地系统井下保护接地系统.29 结束语结束语.31 参考文献参考文献.32 第 3 页 共 20 页 摘要摘要 对于采区供电，由于煤矿供电的特殊性和井下电气设备的工作环境恶劣，为此， 对供电的布局和正确选择电器设备，提出很高的要求，以便加强电器设备的维护和 检修，满足矿井生产的需要。

采区供电通常以相对固定的采区变电所，是通过放射 式电缆网向用电比较集中的配电点供电，而为了供电的安全，通常都是要以双回路 供电，因此对于采区供电，要对采区的采高、电气设备的选型和对电缆的选择都是 非常重要的，在确定了电气设备后，要对各种配电开关进行整定计算，对电缆选定 后，要对它的距离进行确定，所以对电缆支线的电压损失和各负荷电缆的电压损失 进行计算对各种保护的灵敏度校验是否合格，所以采区供电是一种复杂的供电， 要经过严格的选择和供电的布局，才能最终形成一个完整的采区供电 关键词：关键词：矿貌矿貌 矿区矿区 变电变电 电缆电缆 第 4 页 共 20 页 前前 言言 本设计分为三大部分，第一部分为原始资料，第二部分为设计过程，第三部分 为参考资料，书中着重讲述采区供电系统中各电气设备的设计过程，如高压配电箱、 变压器电缆的选择方法，并对其的整定及校验，书中详细叙述了电缆及设备的选 择原则，井下供电系统采取各种保护的重要性，简明易懂 本设计方案符合《煤矿安全规程》 、 《煤矿工业设计规范》 ，坚持从实际出发、 联系理论知识，在设计过程中，通过各方面的考虑，选用新型产品，应用新技术， 满足供电的可靠性、安全性、经济性及技术合理性。

第 5 页 共 20 页 矿山机电设计资料矿山机电设计资料 1、全矿概貌、全矿概貌 1.1、地质储量 1000 万吨； 1.2、矿井生产能力：设计能力 100 万 t/年，实际数 105 万 t/年； 1.3、年工作日：300 天，日工作小时：24 小时； 1.4、矿井电压等级及供电情况：该矿井供电电源进线采用双回路电源电压为 35KV，变电所内设有 630KVA,10/6.3 变压器两台和 400KVA，10/0.4 变压器两台， 承担井下和地面低压用电负荷用两条高压电缆下井，电压等级均为 6KV，经中央 变电所供给采区变电所 2、采区资料、采区资料 2.1 采区概况： 采区设计年产量 6 万吨，水平标高从+830 至+755，下山道两条，一条轨道下 山，一条人行下山，倾角为 25°；分 4 个区段开采，方式为炮采，区段高 20- 30m整个采区现为一掘两采 2.2 支护方法： 掘进点向上山，石门及全岩巷道，以锚喷为主，工作面采用木支护 2.3 煤炭运输系统： 工作面落煤经溜槽到 1T 矿车，由电车运至井底车场，将煤到入漏煤眼，最后 由皮带拉到地面 2.4 采区通风： 新鲜风流由+730 副斜井进风――+755 运输大巷――轨道上山――采区工作 面――采区回风巷――人行上山――+825 回风平峒――+875 抽风机房。

2.5 电压等级及主要设备： 井下中央变电所的配出电压为 6KV，采区主要用电设备采用 660V 电压，煤电 钻和照明采用 127V 电压，主要设备见采区负荷统计表 3 3、一般规定、一般规定 3.1 所有工种在进行作业前，都必须对所使用的工具、机具进行一 次详细检查，对工作环境设备运转情况等情况都应进行检查 第 6 页 共 20 页 3.2 作业使用的工具、机具若不完好或承载能力不够均应及时更换， 或采取措施后，方可使用 3.3 作业环境围岩顶帮有零皮、浮矸等必须用长柄工具进行处理 作业过程可能触及的运转设备或带电设施应将设备停止运转、停电或 采取遮挡措施 3.4 作业人员在作业过程中，工作位置应保证不发生意外，不伤害 自己、又不伤及他人 3.5 坚持作业过程中的自保、互保、联保、全保制度 3.6 所有作业人员必须做到持证上岗 3.7 所有作业人员，入井必须佩带自救器、矿灯、安全帽，严禁携 带烟火等易燃、易爆品，严禁酒后入井 4 4、、采区变电所的变压器选择采区变电所的变压器选择 4.1、采区负荷计算、采区负荷计算 根据巷道、生产机械的布置情况，查《煤矿井下供电设计指导书》和《矿井供 电》 ，查找有关技术数据，列出采区电气设备技术特征如表 1-1 所示。

表 1-1 采区电气设备技术特征 采区设备 设备名称设备型号 额定 容量 Pe (KW) 额定 电压 Uc(V) 额定 电流 Ie(A) 额定起动 电流 IQe (A) 功率因数 cosφ 效率 ηj 台数 上山绞车JT1600/12241103801212420.860.931 照明1.2127 煤电钻MZ2-121.21279540.790.7952 回柱绞车YB3160M-41166014.5870.840.8852 喷浆机YB112M-446605.0830.50.800.851 局部扇风机BKY60-446604.732.90.800.856 耙斗装岩机Ybb-10-41166012.172.60.750.801 第 7 页 共 20 页 充电机KGCA10-90/4016660210.750.883 4.2 变压器容量计算变压器容量计算 1.+830 水平绞车变电所变压器容量： ST1 =∑Pe1×Kx×Kc /cosφpj =111.2×0.4×1/0.6 =74.13 KVA 式中：cosφpj ——加权平均功率因素，根据《煤矿井下供电设计指导》 （以 下简称《设指》 ）表 1-2 查倾斜炮采工作面，取 cosφpj =0.6； Kx——需要系数，参见《设指》表 1-2，取 Kx=0.4； Kc——采区重合系数，供一个工作面时取 1，供两个工作面时取 0.95， 供三个工作面时取 0.9，此处取 1； ∑Pe1——+830 绞车电动机与照明的额定容量之和； ∑Pe1＝110+1.2=111.2 kw 2.+830 水平采区变电所变压器容量: ST2 =∑Pe2×Kx×Kc/cosφpj =111.4×0.4×0.9/0.6 =66.84 KVA 式中：cosφpj ——加权平均功率因素，根据《煤矿井下供电设计指 导》表 1-2 查倾斜炮采工作面，取 cosφpj =0.6； Kx ——需要系数，参见《设指》表 1-2，取 Kx=0.4； ∑Pe2 ——由+830 水平采区变电所供电的+805、+775、+755 水平的所有电动机额定容量之和； ∑Pe2＝4×6+11×2+1.2×2+16×3+4+11=111.4 kw 4.3 变压器的型号、容量、台数的确定变压器的型号、容量、台数的确定 根据 SteSt原则，查《煤矿井下供电的三大保护细则》表 3-1 选型号为 KS9- 100/6/0.4 变压器一台，用于绞车与照明的供电，选型号为 KS9-100/6/0.69 变压 器一台,用于三个工作面设备的供电。

其技术特征如表 1-2 所示 表 1－2 变压器技术数据 额定电压 （V） 阻抗电压（％）损耗（W）线圈阻抗（Ω） 型号 一次二次 额定 容量 Se (KVA) UdUrUx空载短路RX 重量 （KG ） 参 考 价 格 /元 KS9- 100/6 6000 400/ 690 10041.453.732801450 0.0233/ 0.0690 0.0597/ 0.1775 2500 4 万 第 8 页 共 20 页 5、、 采区变电所及工作面配电所位置的确定采区变电所及工作面配电所位置的确定 5.1 采区变电所位置采区变电所位置 根据采区变电所位置确定原则，采区变电所位置选择要依靠低压供电电压，供 电距离，采煤方法，采区巷道布置方式，采煤机械化程度和机械组容量大小等因素 确定 5.2 工作面配电点的位置工作面配电点的位置 在工作面附近巷道中设置控制开关和起动器，由这些装置构成的整体就是工作 面配电点它随工作面的推进定期移动 根据掘进配电点至掘进设备的电缆长度，设立： P1 配电点：含春第二变电所→人行上山→+825 采区变电所→+830 绞车峒室； P2 配电点：+825 采区变电所→+805 水平采区配电点； P3 配电点：+825 采区变电所→+775 水平采区配电点； P4 配电点：+825 采区变电所→+755 水平运输巷掘进配电点。

6、采区供电电缆的确定、采区供电电缆的确定 6.1 拟定原则拟定原则 采区供电电缆是根据采区机械设备配置图拟定，应符合安全、经济、操作灵 活、系统简单、保护完善、便于检修等项要求 原则如下： 1）保证供电可靠，力求减少使用开关、起动器、使用电缆的数量应最少 原则上一台起动器控制一台设备 2）采区变电所动力变压器多于一台时，应合理分配变压器负荷，通常一 台变压器担负一个工作面用电设备 3）变压器最好不并联运行 4）采煤机宜采用单独电缆供电，工作面配电点到各用电设备宜采用辐射 式供电上山及顺槽输送机宜采用干线式供电 5）配电点起动器在三台以下，一般不设配电点进线自动馈电开关 6）工作面配电点最大容量电动机用的起动器应靠近配电点进线，以减少 起动器间连接电缆的截面 7）供电系统尽量减少回头供电 8）低沼气矿井、掘进工作面与回采工作面的电气设备应分开供电，局部 扇风机实行风电沼气闭锁，沼气喷出区域、高压沼气矿井、煤与沼气突出矿井中， 所有掘进工作面的局扇机械装设三专（专用变压器、专用开关、专用线路）二闭锁 第 9 页 共 20 页 设施即风、电、沼气闭锁 6.2 按照采区供电系统的拟定原则确定供电系统图按照采区供电系统的拟定原则确定供电系统图 采区变电所供电系统拟定图如附图 1 所示。

M ΩΩΩΩΩ ΩΩΩΩΩΩ MM MMMM M M M ΩΩΩΩΩ MMM 第 10 页 共 20 页 7、采区低压电缆的选择、采区低压电缆的选择 7.1 电缆长度的确定电缆长度的确定 根据采区平面布置图和采区剖面图可知：人行上山倾角为 25° 以计算上山绞车的电缆长度为例： 从剖面图可知+825 采区变电所到+830 水平上山绞车硐室的距离为 50m 考虑实际施工电缆垂度，取其长度为理论长度的 1.05 倍 则实际长度为：Ls=L×1.05=52.。