采區(qū)供電系統(tǒng)畢業(yè)論文.doc

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 采區(qū)供電系統(tǒng) 指導(dǎo)教師 院 系 機(jī)電一體化 班 級(jí) 11級(jí)2班 學(xué) 號(hào) 176110467 姓 名 前 言 三年的學(xué)習(xí)就要結(jié)束了，在學(xué)院的正確領(lǐng)導(dǎo)和老師的辛勤培育下，經(jīng)過(guò)三年的時(shí)間學(xué)完了礦山機(jī)電專(zhuān)業(yè)的各門(mén)課程，并經(jīng)過(guò)實(shí)習(xí)后，進(jìn)入了畢業(yè)設(shè)計(jì)、答辯階段。 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為井下采區(qū)供電系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是，在保證供電的可靠性和安全性及經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理性的前提下，根據(jù)煤礦安全規(guī)程及本礦井的客觀條件從實(shí)際出發(fā)，力求使系統(tǒng)簡(jiǎn)單，減少設(shè)備投資。 在設(shè)計(jì)中，除了參閱本專(zhuān)業(yè)教材礦山供電外，又參考了供電手冊(cè)第五冊(cè)、煤礦安全規(guī)程、中國(guó)工業(yè)產(chǎn)品大全、采區(qū)供電指導(dǎo)書(shū)等一些書(shū)籍。 在設(shè)計(jì)中，得到了各位指導(dǎo)教師的精心指導(dǎo)，同時(shí)實(shí)習(xí)的礦井的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、同行也給予了大力支持和幫助，在此深表感謝。 在此次設(shè)計(jì)中，可能出現(xiàn)錯(cuò)誤和不當(dāng)之處，誠(chéng)懇地希望各位領(lǐng)導(dǎo)和老師批評(píng)指正。 摘 要 本設(shè)計(jì)從實(shí)際出發(fā)進(jìn)行系統(tǒng)分析，除滿足一般設(shè)計(jì)規(guī)程及規(guī)范要求外，還滿足煤礦安全規(guī)程的具體要求和標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)變壓器選用礦用隔爆型干式變壓器和礦用隔爆型移動(dòng)變電站，高壓開(kāi)關(guān)與低壓饋電開(kāi)關(guān)都選用具有技術(shù)先進(jìn)的智能化綜合保護(hù)裝置的高壓防爆真空開(kāi)關(guān)和低壓礦用隔爆型真空饋電開(kāi)關(guān)，各種設(shè)備的開(kāi)關(guān)選用礦用隔爆型真空起動(dòng)器。高壓鎧裝電纜選用交聯(lián)聚乙烯絕緣聚乙烯護(hù)套電力電纜。通過(guò)短路電流、開(kāi)關(guān)繼電保護(hù)整定的計(jì)算和保護(hù)接地的確定，使其設(shè)計(jì)可靠性高、功能完善、組合靈活以及功耗低，保證采區(qū)供電安全、經(jīng)濟(jì)、高效平穩(wěn)運(yùn)行。 關(guān)鍵詞供電設(shè)計(jì) 選用 變壓器 開(kāi)關(guān) 電纜 目 錄1 采區(qū)變電所位置的確定 .11.1 采區(qū)供電對(duì)對(duì)電能的要求.11.2 費(fèi)用和環(huán)境要求12 擬定采區(qū)供電系統(tǒng)的原則22.1 采區(qū)高壓供電系統(tǒng)的擬定原則22.2 采區(qū)低壓供電系統(tǒng)的擬定原則23 采區(qū)的設(shè)備選型 .33.1 低壓電纜的選擇計(jì)算 .33.2 高壓電纜選型計(jì)算.123.3 采區(qū)高、低壓開(kāi)關(guān)的選擇144 采區(qū)接地保護(hù)措施 215 采區(qū)漏電保護(hù)措施 225.1 變壓器中性點(diǎn)不直接接地供電系統(tǒng)的漏電保護(hù)措施.225.2 對(duì)低壓電網(wǎng)漏電保護(hù)的要求.236 采區(qū)變電所的防火措施 23參考文獻(xiàn).24致謝.25 1 采區(qū)變電所位置的確定1.1采區(qū)供電對(duì)對(duì)電能的要求 1.1.1 電壓允許偏差 電壓偏差計(jì)算公式如下 電壓偏差=（額定電壓實(shí)際電壓）100%/額定電壓 電能質(zhì)量供電電壓允許偏差(GB 1232590)規(guī)定電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下,用戶受電端供電電壓允許偏差值為： （1）35KV及以上供電和對(duì)電壓有特殊要求的用戶為額定電壓的+5%-5% （2）10KV及以上高壓供電和低壓電力用戶的電壓允許偏差為用戶額定電壓的+7%-7% （3）低壓照明用戶為+5% -10%。 1.1.2 三相電壓不平衡 根據(jù)電能 質(zhì)量三相電壓允許不平衡度規(guī)定： 電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)正常運(yùn)行方式下不平衡度允許值為2%，短時(shí)間不得超過(guò)4%。在采區(qū)變電所供電情況下，交流額定頻率為50HZ電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式下由于負(fù)荷分量而引起的pcc點(diǎn)連接點(diǎn)的電壓不平衡度能滿足規(guī)定要求。 1.1.3 電網(wǎng)頻率 電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率允許偏差，GB/T 155431995中規(guī)定電力系統(tǒng)頻率偏差允許值為0.2HZ，當(dāng)系統(tǒng)容量較小時(shí)，偏差值可放寬到+5% HZ5% HZ，標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有說(shuō)明容量大小的界限的電網(wǎng)容量在300萬(wàn)KW以上者為0.2HZ；電網(wǎng)容量在300萬(wàn)KW以下者為0.5HZ。 1.1.4 波形 正常情況下，要求電力系統(tǒng)的供電電壓（或電流）的波形為正弦波，在電能的輸送和分配過(guò)程中不應(yīng)該使波形產(chǎn)生畸變，還應(yīng)注意負(fù)荷中諧波源（裝整流裝置等）的影響，必要時(shí)采取一定措施消除諧波的影響。 1.1.5 供電可靠性 供電可靠性是衡量電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，必須保證供電的可靠性。 1.2 費(fèi)用和環(huán)境要求 1采區(qū)變電所要便于對(duì)硐室的擴(kuò)大和設(shè)備的增加，同時(shí)便于體積較大的變壓器等設(shè)備直接通過(guò)運(yùn)輸上山運(yùn)到采區(qū)變電所硐室減少運(yùn)輸設(shè)備的費(fèi)用。在滿足費(fèi)用要求的同時(shí)還要滿足頂板堅(jiān)固，無(wú)淋水且通風(fēng)良好，保證變電所硐室內(nèi)的溫度不超過(guò)附近巷道5。 根據(jù)采區(qū)巷道布置，要使采區(qū)變電所能順利的通過(guò)運(yùn)輸平巷向整個(gè)采區(qū)的負(fù)荷中心（采煤工作面）進(jìn)行供電。在回風(fēng)上山和運(yùn)輸上山聯(lián)絡(luò)巷處，低壓供電距離合理，并且不必移動(dòng)采區(qū)變電所就能對(duì)采區(qū)的采煤、掘進(jìn)及回采等進(jìn)行供電。所以把采區(qū)變電所布置在回風(fēng)上山和運(yùn)輸上山聯(lián)絡(luò)巷處。 2 擬定采區(qū)供電系統(tǒng)的原則 2.1 采區(qū)高壓供電系統(tǒng)的擬定原則 （1）供綜采工作面的采區(qū)變（配）電所一般由兩回路電源線進(jìn)行供電，除綜采外，每個(gè)采區(qū)應(yīng)為一回路； （2）雙電源進(jìn)線的采區(qū)變電所，應(yīng)設(shè)置電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)； （3）采區(qū)變電所的高壓饋出線宜用專(zhuān)用的開(kāi)關(guān)柜。 2.2采區(qū)低壓供電系統(tǒng)的擬定原則 （1） 在保證供電安全可靠的前提下，力求所用的設(shè)備最??； （2） 原則上一臺(tái)啟動(dòng)器只能控制一臺(tái)設(shè)備； （3） 當(dāng)采區(qū)變電所動(dòng)力變壓器超過(guò)一臺(tái)時(shí)，應(yīng)合理分配變壓器負(fù)荷； （4） 變壓器最好不要并聯(lián)運(yùn)行； （5） 從變電所向各配電點(diǎn)或配電點(diǎn)到用電設(shè)備采用輻射式供電，上山及順槽運(yùn)輸機(jī)采用干線式供電； （6）工作面配電點(diǎn)最大容量電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)器應(yīng)靠近配電點(diǎn)進(jìn)線； （7）供電系統(tǒng)嚴(yán)禁回頭供電； （8）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(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)組都必須實(shí)行三專(zhuān)（專(zhuān)用變壓器、專(zhuān)用開(kāi)關(guān)、專(zhuān)用線路）供電； （9）局部通風(fēng)機(jī)和掘進(jìn)工作面中的 電氣設(shè)備必須裝有風(fēng)電閉鎖裝置。在瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井中的所有掘進(jìn)工作面應(yīng)裝設(shè)兩閉鎖（風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖）實(shí)施。 3 采區(qū)的設(shè)備選型 3.1 低壓電纜的選擇計(jì)算 3.1.1 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(jí)必須大于或等于電網(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(guò)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。3.1.2 電纜型號(hào)的確定 根據(jù)供電電壓、工作條件、敷設(shè)地點(diǎn)環(huán)境，確定電纜型號(hào)為: MYP、MY、MYJV22 和MYCP型。其中MYP型電纜用于額定電壓為1140V的設(shè)備，MYJV22型電纜用于高壓開(kāi)關(guān)至移變的電纜，MYCP用于采煤機(jī)組及工作面刮板運(yùn)輸機(jī)真空磁力啟動(dòng)器至電動(dòng)機(jī)的電纜其余所需電纜用MY型。 3.1.3 電纜長(zhǎng)度確定 由式 Lz=LX 式中: 系數(shù)橡套電纜取1.1鎧裝電纜取1.05 LX巷道實(shí)際長(zhǎng)度m 電纜長(zhǎng)度計(jì)算結(jié)果表 序號(hào)地點(diǎn) 巷道長(zhǎng)度（m） 選取電纜長(zhǎng)度(m) 電壓 備注 1Z1180200低壓橡套2Z2185200低壓橡套3Z3510低壓橡套4Z45560低壓橡套5Z53540低壓橡套6Z66570低壓橡套7Z790100低壓橡套8Z810501050低壓橡套9Z9180200低壓橡套10G1120130低壓鎧裝11G28590低壓鎧裝12G3150160低壓鎧裝3.1.4選擇支線電纜 （1）、由機(jī)械強(qiáng)度初定電纜截面 橡套電纜滿足機(jī)械強(qiáng)度的最小截面 用電設(shè)備名稱(chēng) 最小截面mm2 采煤機(jī)組 3550 可彎曲刮板輸送機(jī) 1635 一般輸送機(jī) 1025 回柱液壓絞車(chē) 1625 裝巖機(jī) 1625 調(diào)度絞車(chē) 46 局部風(fēng)機(jī) 46 煤電鉆 46 照明 2.54 查書(shū)得各電纜截面的長(zhǎng)時(shí)允許電流IP值如下 主芯線截面mm4610162535507095長(zhǎng)期允許電流A36466485113173198215260各支線電纜的實(shí)際長(zhǎng)時(shí)工作電流計(jì)算如下公式 In=( KxPe 10)/(1.732Uepjcospj ) 式中: In電纜中通過(guò)的實(shí)際工作電流A Kx需用系數(shù) Pe 電纜所帶負(fù)荷有功功率之和KW Ue 電網(wǎng)額定電壓V pj電動(dòng)機(jī)加權(quán)平均效率 cospj加權(quán)平均功率因數(shù) 1） 滿足采煤機(jī)組機(jī)械強(qiáng)度要求的截面初步截面確定為35 mm其IP=173A。 采煤機(jī)組電纜Z1當(dāng)中的實(shí)際長(zhǎng)時(shí)工作電流 Iz1=( KxPe 10)/(1.732Uepjcospj ) =0.660010/1.73211400.90.9 =112.5A Ip=173AIz1=112.5A 采煤機(jī)組初選電纜截面能夠滿足該支線的長(zhǎng)時(shí)實(shí)際工作電流的要求,所以采煤機(jī)組電纜截面取35 mm。 2）、滿足噴霧泵站機(jī)械強(qiáng)度要求的截面初步截面確定為6 mm其IP=85A。 噴霧泵站電纜Z2當(dāng)中的實(shí)際長(zhǎng)時(shí)工作電流 Iz2=( KxPe 10)/(1.732Uepjcospj ) =0.613010/1.73211400.90.9 =20.377A Ip=85AIz2=20.377A 噴霧泵站初選電纜截面能夠滿足該支線的長(zhǎng)時(shí)實(shí)際工作電流的要求,所以噴霧泵站電纜截面取6mm。 3）、滿足刮板輸送機(jī)機(jī)組機(jī)械強(qiáng)度要求的截面初步截面確定為16 mm其IP=85A。 刮板輸送機(jī)機(jī)組電纜Z3當(dāng)中的實(shí)際長(zhǎng)時(shí)工作電流 Iz2=( KxPe 10)/(1.732Uepjcospj ) =0.6526410/1.73211400.90.9 =107.2A IP=85AIz4=34.3A 乳化液泵站初選電纜截面能夠滿足該支線的長(zhǎng)時(shí)實(shí)際工作電流的要求,所以乳化液泵站電纜截面取16mm。 5）、滿足轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)組機(jī)械強(qiáng)度要求的截面初步截面確定為16 mm其IP=85A。 轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)組電纜Z5當(dāng)中的實(shí)際長(zhǎng)時(shí)工作電流 Iz5=( KxPe 10)/(1.732Uepjcospj ) =0.6113210/1.7326600.90.9 =86.9A IP=85AIz5=86.9A 轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)組初選電纜截面不能夠滿足該支線的長(zhǎng)時(shí)實(shí)際工作電流的要求,所以轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)組電纜要更大些截面取25 mm。6）、滿足順槽膠帶輸送機(jī)機(jī)組機(jī)械強(qiáng)度要求的截面初步截面確定為10 mm其IP=64A。 順槽膠帶輸送機(jī)機(jī)組電纜Z6當(dāng)中的實(shí)際長(zhǎng)時(shí)工作電流 Iz6=( KxPe 10)/(1.732Uepjcospj ) =0.7515010/1.7326600.90.9 =121.5A IP=64AIz6=121.5A 順槽膠帶輸送機(jī)機(jī)組初選電纜截面不能夠滿足該支線的長(zhǎng)時(shí)實(shí)際工作電流的要求,所以順槽膠帶輸送機(jī)機(jī)組電纜截面應(yīng)更大些取35 mm。 7）、滿足破碎機(jī)機(jī)組機(jī)械強(qiáng)度要求的截面初步截面確定為6 mm其IP=46A。 破碎機(jī)機(jī)組電纜Z7當(dāng)中的實(shí)際長(zhǎng)時(shí)工作電流 Iz7=( KxPe 10)/(1.732Uepjcospj ) =0.78510/1.7326600.90.9 =64.2A IP=46AIz8=16.6A 液壓安全絞車(chē)初選電纜截面能夠滿足該支線的長(zhǎng)時(shí)實(shí)際工作電流的要求,但是由于液壓安全絞車(chē)的供電距離較遠(yuǎn),所以液壓安全絞車(chē)電纜截面取25mm。 9）、滿足上山膠帶輸送機(jī)機(jī)組機(jī)械強(qiáng)度要求的截面初步截面確定為10mm其IP=64A。 上山膠帶輸送機(jī)機(jī)組電纜Z9當(dāng)中的實(shí)際長(zhǎng)時(shí)工作電流 Iz9=( KxPe 10)/(1.732Uepjcospj ) =0.7516010/1.7326600.90.9 =129.6A IP=64AIz2=129.6A 上山膠帶輸送機(jī)機(jī)組初選電纜截面不能夠滿足該支線的長(zhǎng)時(shí)實(shí)際工作電流的要求,所以上山膠帶輸送機(jī)機(jī)組電纜截面應(yīng)該更大取35 mm。 3.1.5 干線電纜的選擇 (1)、總電網(wǎng)的允許電壓損失 電壓等級(jí)為1140V的電壓允許損失 UP1=U2NT95%UN =120095%1140 =117V 式中U2NT變壓器二次側(cè)電壓 UN電纜上的電壓 電壓等級(jí)為660V的電壓允許損失 UP1=U2NT95%UN =69395%660 =66V 式中U2NT變壓器二次側(cè)電壓 UN電纜上的電壓 (2)各在線電的電壓損失 支線電纜的電壓損失按公式 Uz= (KfPeLz10)/(UeAxe)來(lái)計(jì)算。 式中Kf負(fù)荷系數(shù) Pe電纜所帶負(fù)荷KW Lz電纜實(shí)際長(zhǎng)度m Ue電網(wǎng)額定電壓V電纜導(dǎo)體芯線的電導(dǎo)率m/(.mm2) Ax電纜截面積mm2 e加權(quán)平均效率 采煤機(jī)組z1段電纜的電壓損失 Uz1= (KfPeLz10) /(UeAxe) =0.660020010/114048.6250.9 =57.7V 噴霧泵站z2段電纜的電壓損失 Uz2=( KfPeLz10)/(UeAxe) =0.61306010/114048.640.9 =0.55V 刮板輸送機(jī)z3段電纜的電壓損失 Uz3= (KfPeLz10)/(UeAxe) =0.6526420010/114048.6250.9 =27.5V 乳化液泵站z4段電纜的電壓損失 Uz4= (KfPeLz10) /(UeAxe) =0.61901010/114048.640.9 =2.75V 轉(zhuǎn)載機(jī)z5段電纜的電壓損失 Uz5= (KfPeLz10) /(UeAxe) =0.611324010/66048.6250.9 =4.5V 順槽膠帶輸送機(jī)z6段電纜的電壓損失 Uz6=(KfPeLz10)/(UeAxe) =0.751507010/66048.6350.9 =7.8V 破碎機(jī)z7段電纜的電壓損失 Uz7=(KfPeLz10)/(UeAxe) =0.78510010/66048.6160.9 =12.9V 液壓安全絞車(chē)z8段電纜的電壓損失 Uz8=(KfPeLz10)/(UeAxe) =0.72241010/66048.6250.9 =23.5V 上山膠帶輸送機(jī)z9段電纜的電壓損失 Uz9=(KfPeLz10)/(UeAxe) =0.7516020010/66048.6350.9 =23.7V (3)、計(jì)算變壓器的電壓損失 變壓器的電壓損失用 UB2%= SBUr%cospj+Ux%sinpj/Se UB2=UB2%U2NT 式中SB變壓器負(fù)載功率 Ur% 變壓器電阻壓降百分?jǐn)?shù) Ux%變壓器電抗壓降百分?jǐn)?shù) Se變壓器額定容量 U2NT變壓器二次側(cè)電壓 干式變壓器KBSGZY800/10/1.2 UB2%= SBUr%cospj+Ux%sinpj/Se =616.50.80.7+4.430.714100%800 =2.87% UB2 =2.87%1200=34.44V 干式變壓器KBSGZY500/10/1.2 UB2%= SBUr%cospj+Ux%sinpj/Se =315.311.080.7+4.830.714100%500 =2.65% UB2= 2.65%1200=31.8V 礦用KBSG500/10/0.693 UB2%= SBUr%cospj+Ux%sinpj/Se =3841.130.7+4.230.714100%500 =2.92% UB2= 2.92%693=20.23V (4)、干線電纜的電壓損失 干線電纜G1的電壓損失 UGMS=UP1UB2UZ =11734.44(41.21+2.75) =38.6V 干線電纜G2的電壓損失 UGMS=UP1UB2UZ =11731.8(27.5+0.55) =57.15V 干線電纜G3的電壓損失 UGMS=UP2UB2UZ =6631.8(4.5+7.8+12.9+8.7) =13.6V (5)、滿足電壓損失的最小截面 A=( Kf Pe LZ 10)/(UGMS Uee)式中Kf負(fù)荷系數(shù) Pe電纜所帶負(fù)荷KW LZ電纜實(shí)際長(zhǎng)度m Ue電網(wǎng)額定電壓V 電纜導(dǎo)體芯線的電導(dǎo)率m/(.mm2) UGMS干線電纜的電壓損失V e加權(quán)平均效率 滿足干線電纜G1電壓損失的最小截面 AG1=( Kf Pe LZ 10)/(UGMS Uee)=(0.763013010)/(38.6114048.60.9). =29.78所以滿足干線電纜G1電壓損失的最小截面為29.78滿足干線電纜G2電壓損失的最小截面 AG2=( Kf Pe LZ 10)/(UGMS Uee)=(0.73549010)/(31.8114048.60.9) =14.06 所以滿足干線電纜G2電壓損失的最小截面為14.06 滿足干線電纜G3電壓損失的最小截面 AG3=( Kf Pe LZ 10)/(UGMS Uee)=(0.73849010)/(13.666048.60.9) =61.6所以滿足干線電纜G3電壓損失的最小截面為61.6(6)、按長(zhǎng)時(shí)工作電流進(jìn)行校驗(yàn) 按長(zhǎng)時(shí)工作電流對(duì)G1電纜進(jìn)行校驗(yàn) Ica1=Kde PN 10/1.732UNcos =0.6616.510/1.73211400.9 =208.1A 查表得70電纜的長(zhǎng)時(shí)允許工作電流為215A,所以干線電纜G1的電纜截面取70。 按長(zhǎng)時(shí)工作電流對(duì)G2電纜進(jìn)行校驗(yàn) Ica2=KdePN10/1.732UNcos =0.7535410/1.73211400.7 =192.1A 查表得50電纜的長(zhǎng)時(shí)允許工作電流為198A,所以干線電纜G2的電纜截面取50。 按長(zhǎng)時(shí)工作電流對(duì)G3電纜進(jìn)行校驗(yàn) Ica3=KdePN10/1.732UNcos =0.4938410/1.7326600.7 =235A 查表得95電纜的長(zhǎng)時(shí)允許工作電流為260A,所以干線電纜G3的電纜截面取95。 最終選出各段電纜的截面如下 線路G1G2G3Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9主芯線截面mm70509535425425351625353.2 高壓電纜選型計(jì)算 將660V與1140V兩種電壓等級(jí)集中考慮,即先從14#層中央變電所用一根高壓電纜到東巷變電所,從東巷變電所再考慮電壓等級(jí)、分支送電給綜采設(shè)備。 （1） 按長(zhǎng)期允許載流量選擇電纜截面,查煤礦供電可知最大工作電流計(jì)算公式為IgS/3Ve 公式中：Ig指最大工作電流 S指307盤(pán)區(qū)綜采設(shè)備及其它輔助運(yùn)輸設(shè)備功率和,在上列綜采工作面負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表可知所有用電設(shè)備容量S1=1512.5KVA. 綜采1140V電壓等級(jí)的用電負(fù)荷容量S2=1207 Ve指輸電線路的電壓等級(jí)取Ve=6KV 將上列數(shù)據(jù)代入公式中可求得Ig1=145.5A, Ig2=116.1A 查煤礦供電付表5-5 70mm2銅芯塑料高壓鎧裝電纜的長(zhǎng)期允許載流量為本218A即70mm2的高壓電纜既可滿足307盤(pán)區(qū)所有用電設(shè)備最大工作流量。 50mm2銅芯鎧裝高壓電纜長(zhǎng)期允許截流量為148A即50mm2高壓電纜可滿足要求1140V電壓等級(jí)用電設(shè)備的最大工作電流。 （2） 按經(jīng)濟(jì)電流選擇電纜截面查煤礦供電按經(jīng)濟(jì)電流計(jì)算電纜截面的計(jì)算公式為：Sj= Ig/Ij 式中：Sj為計(jì)算電纜截面 Ig為最大工作電流 Ij為經(jīng)濟(jì)電流密度 在選取Ij的時(shí)候，根據(jù)煤礦實(shí)際三班作業(yè)狀況其中一班為檢修班，年工作日選為330天，日工作小時(shí)數(shù)小數(shù)取為12小時(shí)，則年工作小時(shí)數(shù)為3960，查表可知經(jīng)濟(jì)電流密度為2.25。 將上述數(shù)據(jù)帶入公式，可求得帶307盤(pán)區(qū)所有用電設(shè)備的計(jì)算電纜截面為：Sj145.5/2.2564mm2，如僅考慮1140V綜采設(shè)備電壓等級(jí)負(fù)荷計(jì)算電纜截面Sj2=51.6 mm2 在上述的計(jì)算過(guò)程，并未根據(jù)煤礦井下實(shí)際環(huán)境溫度考慮到進(jìn)行溫度校正，因煤礦井下實(shí)際最高溫度僅為14，而公式中提到的載流量是指環(huán)境溫度為25，最高允許溫度為65時(shí)的載流量， 因此有必要進(jìn)行溫度校正。 根據(jù)公式IyKwIyIg 式中KwQ1Q0/ Q1Q0 具體Q1指最高允許溫度65，Q0指環(huán)境實(shí)際溫度14，Q0指允許載流量對(duì)應(yīng)環(huán)境溫度取25。 Iy指電纜長(zhǎng)期允許載流量 Iy指校正后電纜實(shí)際可以載流量 Ig指最大工作電流。 將上述數(shù)據(jù)代入公式可求得50mm2電纜校正載流量 Iy1（6513/6525）148=1.3/1/2148=168A 168A的載流量已近似70mm2高壓電纜在環(huán)境溫度為25時(shí)的載流量。35mm2高壓電纜的校正載流量Iy2=1.14118=134.5A而134.5A的載流量近似為50mm2電纜的允許載流量。 總上考慮，選用50mm2的塑料鎧裝高壓電纜?？梢詽M足307盤(pán)區(qū)所有負(fù)載的供電需求。長(zhǎng)度考慮由14層中央變電所至東巷變電所，近似為L(zhǎng)4601.1506m。實(shí)際按560m考慮購(gòu)買(mǎi)。再?gòu)臇|巷變電所選用35 mm2的高壓電纜可滿足綜采設(shè)備1140A負(fù)荷的允許載流量長(zhǎng)度為東巷進(jìn)風(fēng)巷最里端，取為8851.1=973.5m，實(shí)際取為1000m。 （3）按允許電壓損失校驗(yàn)電纜截面,即可。查煤礦供電可知電壓損失計(jì)算公式為：UPL/ DSVe 式中 P有功功率KW實(shí)值為SCOS其中S為1512.5KVA。綜合功率因數(shù)COS取0.7。 L電纜長(zhǎng)度KM取560m。 D電纜的電導(dǎo)率，m/mm2 取值為486。 S電纜截面mm2 取值為50。 將上列數(shù)據(jù)代入公式中可求得： U11512.50.7560/48.6506 48.6V 所占額定電壓百分?jǐn)?shù) U1610340.61000.77 即電壓損失值完全低于允許610的電壓損失值符合要求。 如再考慮東巷變電所到提供1140V電壓等級(jí)的綜采工作面的電壓損失百分比可知： U212070.71000/48.635610001000.82 則由14層中央變電所至綜采工作面的總電壓損失 UU1+U21.59 可證明電壓損失完全滿足要求。 考慮到目前東巷變電所已有一段35mm2高壓供電電纜的現(xiàn)狀，直接再?gòu)?4層中央變電所布置一趟去綜采工作面的高壓電纜，即原有東巷變電室設(shè)施不變，仍具體負(fù)擔(dān)660V供電系統(tǒng)所有設(shè)施，而新鋪線路帶綜采工作面1140V電壓等級(jí)的用電負(fù)荷。 由以上分析計(jì)算可知，35mm2高壓電纜完全可滿足綜采1140V用電負(fù)荷的需求。下面僅對(duì)其電壓損失作簡(jiǎn)單計(jì)算： 48635610001001.3 即電壓損失完全滿足供電要求。 以上方案從經(jīng)濟(jì)價(jià)值考慮，35mm2電纜按300元考慮，50mm2按350元考慮原有35mm2電纜再利用。 方案一高壓電纜需求費(fèi)用： ￥1560350+450300+2000 196000+135000+2000 333000元 方案二需求費(fèi)用： ￥21560300468000元 具體高壓電纜方案請(qǐng)領(lǐng)導(dǎo)定奪。 3.3 采區(qū)高、低壓開(kāi)關(guān)的選擇 3.3.1開(kāi)關(guān)的選擇原則(1) 根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定,采區(qū)變電所選用礦用防爆型開(kāi)關(guān),井下采掘工作面應(yīng)選用礦用防爆型或增安型開(kāi)關(guān)。(2) 開(kāi)關(guān)的額定電壓必須大于或等于線路的實(shí)際工作電壓,額定電流要大于或等于被控線路的長(zhǎng)期負(fù)荷電流。 (3) 開(kāi)關(guān)的額定斷流容量不小于變電所母線上的實(shí)際短路容量。 (4) 礦用隔爆開(kāi)關(guān)的接線喇叭口數(shù)目及內(nèi)徑要符合被控線路的接線要求。 3.3.2 綜采工作面機(jī)組和刮板運(yùn)輸機(jī)控制開(kāi)關(guān)選用KE3002型開(kāi)關(guān),采區(qū)其它1140V設(shè)備的控制開(kāi)關(guān)選用QJZ系列礦用真空電磁起動(dòng)器,采區(qū)660V電氣設(shè)備開(kāi)關(guān)的控制開(kāi)關(guān)選用QJZ系列礦用真空電磁起動(dòng)器。 3.3.3 采區(qū)低壓饋電開(kāi)關(guān)選用KBZ-400和KBZ-200礦用真空饋電開(kāi)關(guān)。 3.3.4 移動(dòng)變電站低壓饋電開(kāi)關(guān)選用KBD1-500型真空饋電開(kāi)關(guān)。 3.3.5 變電所高壓開(kāi)關(guān)選用BGP9L-6G型高壓防爆真空開(kāi)關(guān)。 3.3.6 開(kāi)關(guān)的繼電保護(hù)應(yīng)符合電網(wǎng)和工作機(jī)械的要求 (1) 變電所低壓饋電開(kāi)關(guān)應(yīng)有過(guò)流、漏電和短路保護(hù)。 (2) 變電所配出分路開(kāi)關(guān)和配電點(diǎn)總開(kāi)關(guān)應(yīng)有過(guò)流保護(hù)。 (3) 保護(hù)工作機(jī)械的開(kāi)關(guān)應(yīng)有短路、過(guò)負(fù)荷、單相斷線、漏電閉鎖保護(hù)及遠(yuǎn)程控制裝置。 (4) 移動(dòng)變電站低壓饋電開(kāi)關(guān)應(yīng)有過(guò)負(fù)荷、短路、欠電壓和漏電閉鎖功能。 (5) 高壓控制設(shè)備應(yīng)具有短路、過(guò)負(fù)荷、接地和欠壓釋放保護(hù)。3.3.7 礦用低壓隔爆開(kāi)關(guān)選擇 （1）、選擇原則 1)礦用一般開(kāi)關(guān)適用于無(wú)沼氣和煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井和無(wú)沼氣突出的井底車(chē)場(chǎng)幾主要進(jìn)風(fēng)巷道中。礦用增安型開(kāi)關(guān)適用于有沼氣和煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井和無(wú)沼氣突出的井底車(chē)場(chǎng)幾主要進(jìn)風(fēng)巷道和通風(fēng)良好的硐室中。2)礦用隔爆型開(kāi)關(guān)可使用于沼氣突出礦井的任何地點(diǎn)及有沼氣和煤塵爆炸危險(xiǎn)礦井的采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷道以及采掘工作面。礦用本質(zhì)安全型和礦用隔爆兼本質(zhì)安全型開(kāi)關(guān)的應(yīng)用范圍同礦用隔爆型開(kāi)關(guān)。 3)在選用礦用低壓隔爆型開(kāi)關(guān)時(shí)，其額定電壓必須小于或等于被控制線路的額定電壓，其額定電流要大于或等于被控制線路的負(fù)荷長(zhǎng)期最大實(shí)際工作電流。同時(shí)應(yīng)根據(jù)控制線路需要選定過(guò)流保護(hù)繼電器的整定電流值。 4)礦用低壓開(kāi)關(guān)的接線喇叭口數(shù)目及內(nèi)徑要符合受控線路所選用的電纜的條數(shù)及內(nèi)徑要求。一個(gè)喇叭口只允許接一條電纜。 （2）、根據(jù)電纜的長(zhǎng)時(shí)工作電流選擇低壓開(kāi)關(guān)。 低壓隔爆開(kāi)關(guān)的選擇表 序號(hào)名稱(chēng)型號(hào)長(zhǎng)時(shí)工作電流A開(kāi)關(guān)型號(hào)電壓備注1滾筒采煤機(jī)MG300-W152QJZ-631511402刮板運(yùn)輸機(jī)SGZ-730/264133.711403轉(zhuǎn)載機(jī)ZYC-28115.411404帶式輸送機(jī)SDZ-150131.4QBZ-200660順槽5破碎機(jī)PEM9808574.3QJZ-6315 11406乳化液泵站MRB-125/3245.611407噴霧泵站XPB-250/5515.211408液壓絞車(chē)XAJ-2219.211409帶式輸送機(jī)SD-80X140QBZ-200660下山3.3.8、真空磁力起動(dòng)器的選擇 （1）、選擇原則1)磁力起動(dòng)器的額定電壓必須大于或等于受控電動(dòng)機(jī)的額定電壓,其額定電流應(yīng)大于或等于受控電動(dòng)機(jī)的最大工作電流。同時(shí)要根據(jù)過(guò)流保護(hù)需要對(duì)過(guò)流保護(hù)需要對(duì)過(guò)流繼電器選定適當(dāng)?shù)恼娏髦怠?2)磁力起動(dòng)器進(jìn)出線及控制線喇叭口內(nèi)徑必須符合連接電纜的最大外徑要求,并且一個(gè)喇叭口只能接一條電纜。 3)工作機(jī)械不要求帶負(fù)荷改變旋轉(zhuǎn)方向時(shí),可選用不可逆的磁力起動(dòng)器。 4)磁力起動(dòng)器必須具備良好的隔爆性能及可靠的過(guò)載和短路保護(hù)裝置。對(duì)使用環(huán)境的要求與隔爆自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)相同。 磁力起動(dòng)器的選擇表 序號(hào)名稱(chēng)型號(hào)長(zhǎng)時(shí)工作電流A起動(dòng)器型號(hào)電壓備注1滾筒采煤機(jī)MG300-W152QJZ-631511402刮板運(yùn)輸機(jī)SGZ-730/264133.711403乳化液泵站MRB-125/3245.611404帶式輸送機(jī)SDZ-150131.4QBZ-660/200660順槽5破碎機(jī)PEM9808574.3QJZ-631511406轉(zhuǎn)載機(jī)ZYC-28115.411407噴霧泵站XPB-250/5515.211408液壓絞車(chē)XAJ-2219.211409帶式輸送機(jī)SD-80X 140QBZ-660/200660下山3.3.9 高、低開(kāi)關(guān)的繼電保護(hù)整定計(jì)算 （1）、低壓開(kāi)關(guān)的繼電保護(hù)計(jì)算 1)、綜采工作面采煤機(jī)開(kāi)關(guān) IzIe=204.8A,Iz取210A。 式中 Iz過(guò)流繼電器動(dòng)作電流整定值A(chǔ) Ie電動(dòng)機(jī)額定起動(dòng)電流A。 保護(hù)靈敏度校驗(yàn) Ks=Id(2)/Iz1.5 Ks=Id(2)/Iz=Id24(2)/2108=2924/2108=1.711.5 滿足要求. 式中 Id(2)/Iz保護(hù)范圍內(nèi)最小兩相短路電流A 1.5靈敏系數(shù)。 (2)、綜采工作面刮板運(yùn)輸機(jī)開(kāi)關(guān) 1)、高速開(kāi)關(guān)的整定 IzIe=89A,Iz取90A。 保護(hù)靈敏度校驗(yàn) Ks=Id(2)/Iz=Id22(2)/908=1815/908=2.521.5 滿足要求.2)、低速開(kāi)關(guān)的整定 IzIe=61AIz取65A。 保護(hù)靈敏度校驗(yàn) Ks=Id(2)/Iz=Id22(2)/658=2924/658=3.491.5 滿足要求.3)、綜采工作面轉(zhuǎn)載機(jī)開(kāi)關(guān) a、高速開(kāi)關(guān)的整定 IzIe=248.5AIz取250A。 保護(hù)靈敏度校驗(yàn) Ks=Id(2)/Iz=Id22(2)/2508=3424/2508=1.7121.5 滿足要求.b、低速開(kāi)關(guān)的整定 IzIe=187.07 AIz取190A。 保護(hù)靈敏度校驗(yàn) Ks=Id(2)/Iz=Id24(2)/1908=3424/1908=2.251.5 滿足要求.4)、綜采工作面破碎機(jī)開(kāi)關(guān) IzIe=126AIz取130A。 保護(hù)靈敏度校驗(yàn) Ks=Id(2)/Iz=Id26(2)/1308=2996/1308=2.881.5 滿足要求.其它開(kāi)關(guān)整定計(jì)算方法同上。計(jì)算從略,見(jiàn)開(kāi)關(guān)繼電保護(hù)一覽表3-3。 表3-3 開(kāi)關(guān)選擇繼電保護(hù)整定一覽表 開(kāi)關(guān)名稱(chēng)或編號(hào) 開(kāi)關(guān)型號(hào)負(fù)荷容量(KW)負(fù)荷電流(A) 整定電流(A) 保護(hù)末端短路電流(A) 靈敏度 DZBY -I DT3DT5WGZB-HW2 1#高防開(kāi)關(guān) BGP9L-6G/4002928.3 239.09 0.8Ie/9Ie 一段電源 2#高防開(kāi)關(guān) BGP9L-6G/200000.4Ie/5Ie 備用 3#高防開(kāi)關(guān) BGP9L-6G/100263.34 0.4Ie/6Ie 5336(變壓器二次出口) 3.833 4#高防開(kāi)關(guān) BGP9L-6G/10034920.240.5Ie/3Ie 4125(變電站二次出口) 2.963 5#高防開(kāi)關(guān) BGP9L-6G/20093752.97 0.5Ie/3Ie 4565(變電站二次出口) 1.646#高防開(kāi)關(guān) BGP9L-6G/4001540 182.18 0.4Ie/6Ie 3990(變電站二次出口) 1.829 7#高防開(kāi)關(guān) BGP9L-6G/20032139.270.2Ie/3Ie 5063(變壓器二次出口) 3.043 8#高防開(kāi)關(guān) BGP9L-6G/4000.7Ie/8Ie 聯(lián)絡(luò) 9#高防開(kāi)關(guān) BGP9L-6G/4001400167.9 0.5Ie/6Ie 4524(變壓器二次出口) 2.074 10#高防開(kāi)關(guān) BGP9L-6G/20015018.40.2Ie/1.6Ie 5336(變壓器二次出口) 1.917 11#高防開(kāi)關(guān) BGP9L-6G/10032819.210.4Ie/4Ie 5336(變壓器二次出口) 3.834 12#高防開(kāi)關(guān) BGP9L-6G/200371.525.36 0.4Ie/1.6Ie 6950(變電站二次出口) 2.496 13#高防開(kāi)關(guān) BGP9L-6G/100106.36.260.2Ie/1.6Ie 5336(變壓器二次出口) 3.834 14#高防開(kāi)關(guān) BGP9L-6G/100151.940.2Ie/1.6Ie 5336(變壓器二次出口) 3.834 15#高防開(kāi)關(guān) BGP9L-6G/4002062.4 168.39 0.8Ie/9Ie 二段電源 1#饋電開(kāi)關(guān)KBZ-2001112.9200225011.252#饋電開(kāi)關(guān)KBZ-2001517.620015687.843#饋電開(kāi)關(guān)KBZ-4002630.540015683.924#饋電開(kāi)關(guān)KBZ-400321206.66400469511.745#饋電開(kāi)關(guān)KBZ-400328174.6640010252.566#饋電開(kāi)關(guān)KBZ-2007353.4220010255.137#饋電開(kāi)關(guān)KBZ-200255121.2420016338.178#饋電開(kāi)關(guān)KBZ-400106.356.9540019564.899#饋電開(kāi)關(guān)KBZ-20000200533626.6810#饋電開(kāi)關(guān)KBZ-200106.356.9520019569.7811#饋電開(kāi)關(guān)KBZ-4001517.640025106.2812#饋電開(kāi)關(guān)KBZ-20000200533626.6813#饋電開(kāi)關(guān)KBZ-2001517.6200251012.5514#饋電開(kāi)關(guān)KBZ-40015016440027426.86普掘II工作面 電站饋電開(kāi)關(guān) BKD1-400 371.5230.55 12002089 1.74 生產(chǎn)準(zhǔn)備面電站饋電開(kāi)關(guān) BKD1-400 349184.751200 19901.66 綜采二臺(tái)皮帶 電站饋電開(kāi)關(guān) BKD1-500 400236.42000 40152.01綜采三臺(tái)皮帶電站饋電開(kāi)關(guān) BKD1-500 400236.42000 40152.01綜采皮帶道電站饋電開(kāi)關(guān) BKD1-400 13773.2120019251.6綜采破碎機(jī)電站饋電開(kāi)關(guān) BKD1-500 600366150029961.99綜采轉(zhuǎn)載機(jī)電站饋電開(kāi)關(guān)BKD1-500600368.51500 34242.28 綜采機(jī)組電站饋電開(kāi)關(guān) XBD1-500/3.3940204.8500 1