大隆礦東二采區(qū)變電所設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、目錄 0 前言.1 1 變電所基本情況.2 1.1 采區(qū)自然情況.2 1.2 采區(qū)情況.2 1.3 采區(qū)供電方式的選擇.2 1.4 采區(qū)變電所位置的確定原則.3 1.5 采區(qū)供電對電能的要求.3 1.5.1 電壓允許偏差.3 1.5.2 三相電壓不平衡.3 1.5.3 電網(wǎng)頻率.4 1.5.4 波形.4 1.6 采區(qū)變電站位置的確定.4 1.7 采區(qū)工作面配電點位置的確定.4 2 負(fù)荷分組及每組變壓器的選擇.7 2.1 變壓器選擇計算方法.7 2.2 負(fù)荷分組及變壓器選擇.8 2.2.1 1 號變壓器 b1 移動變電站的選擇 .8 2.2.2 2 號變壓器 b2 移動變電站的選擇 .8 2.2

2、.3 3 號變壓器 b3 移動變電站的選擇 .8 2.2.4 4 號變壓器 b4 移動變電站的選擇 .9 3 電纜選擇.10 3.1 電纜選擇原則.10 3.1.1 電纜類型選擇原則.10 3.1.2 電纜安裝及長度計算.10 3.1.3 電纜長度計算宜符合下列規(guī)定.11 3.1.4 電纜截面選擇.11 3.1.5 井下高壓電纜截面選擇方法.12 3.1.6 低壓電纜選擇原則.13 3.2 高壓電纜的選擇：（6000v）.14 3.2.1 n1 向移動變電站 b1、b2、b3、b4 供電選用電纜選擇.14 3.3 低壓電纜的選擇：（1140v）.18 3.3.1 b1 變電站所帶設(shè)備電纜選擇

3、.18 3.3.2 b2 變電站所帶設(shè)備電纜選擇 .22 3.3.3 b3 變電站所帶設(shè)備電纜選擇 .25 3.4 低壓電纜的選擇：（660v）.28 4 低壓開關(guān)的選擇.29 4.1 低壓開關(guān)的選擇的依據(jù).29 4.2 各個負(fù)荷組開關(guān)的選擇.29 5 短路電流的計算.31 5.1 b1 供電系統(tǒng)的短路電流計算 .31 5.1.1 系統(tǒng)電源及各段電纜電阻、電抗值計算.31 5.1.2 各短路點計算.32 5.2 b2 供電系統(tǒng)的短路電流計算 .35 5.2.1 移動變電站及各段電纜電阻、電抗值計算.35 5.2.2 各短路點計算.36 5.3 b3 供電系統(tǒng)的短路電流計算 .38 5.3.1

4、移動變電站及各段電纜電阻、電抗值計算.38 5.3.2 各個短路點計算.39 5.4 b4 供電系統(tǒng)的短路電流計算 .41 5.4.1 移動變電站及各段電纜電阻、電抗值計算.41 5.4.2 各個短路點計算.42 6 過電流保護(hù)裝置整定計算.47 6.1 對過流保護(hù)意義及要求.47 6.2 高壓配電箱過流保護(hù)裝置的整定.47 6.3 移動變電站高壓開關(guān)箱、低壓保護(hù)箱的整定.48 6.3.1 b1 移動變電站高壓側(cè)開關(guān)箱的整定 .48 6.3.2 b1 移動變電站低壓保護(hù)箱過流保護(hù)整定 .49 6.3.3 b2 移動變電站高壓側(cè)開關(guān)箱的整定 .50 6.3.4 b2 移動變電站低壓保護(hù)箱過流保護(hù)

5、整定 .51 6.3.5 b3 移動變電站高壓側(cè)開關(guān)箱的整定 .52 6.3.6 b3 移動變電站低壓饋電開關(guān)過流保護(hù)整定 .53 6.3.7 b4 移動變電站高壓側(cè)開關(guān)箱的整定 .54 6.3.8 b4 移動變電站低壓保護(hù)箱過流保護(hù)整定 .55 6.4 低壓饋電開關(guān)過流保護(hù)裝置的整定.56 6.4.1 采煤機電機啟動保護(hù)裝置的整定.56 6.4.2 轉(zhuǎn)載機高速電機啟動保護(hù)裝置的整定.56 7 安全技術(shù)措施及接地保護(hù).59 7.1 供電系統(tǒng)安全技術(shù)措施.59 7.2 保護(hù)接地系統(tǒng).59 8 技術(shù)經(jīng)濟分析.62 9 結(jié)論.63 致謝.64 參考文獻(xiàn).65 附錄 a 譯文.66 附錄 b 外文文獻(xiàn)

6、 .75 0 前言 采區(qū)變電所是采區(qū)的供電樞紐，它接受井下中央變電站送來的高壓電能，變成低壓 電能后再分配給采掘工作面配電點或用電設(shè)備，即采區(qū)變電所-工作面供配電方式。隨著 采煤機械化特別是綜合機械化工作面的大量出現(xiàn)，采區(qū)供電容量大大增加，傳統(tǒng)的采區(qū) 供電方式已不能滿足要求，因此出現(xiàn)了采區(qū)配電所將 6-10kv 高壓電能送到靠近用電負(fù)荷 的移動變電站后變成低壓，再送至配電點或用電設(shè)備的供電方式，即采區(qū)配電點-移動變 電站-工作面配電點供電方式。為了供電的安全，通常都是以雙回路供電，因此對于采區(qū) 的電氣設(shè)備的選型和對電纜的選擇都是非常重要的，在確定電氣設(shè)備后，要對各種配電 開關(guān)進(jìn)行整定計算，對電

7、纜選定后，要對它的距離進(jìn)行確定，對電纜支線的電壓損失和 各負(fù)荷電纜的電壓損失進(jìn)行計算。對各種保護(hù)的靈敏度校驗是否合格，所以采區(qū)變電所 是相當(dāng)復(fù)雜的，要經(jīng)過嚴(yán)格的選擇和布局，才能完成一個完整的采區(qū)變電所1。 1 變電所基本情況 1.1 采區(qū)自然情況 1）井田位置：大隆井田位于遼寧省鐵嶺市鐵法礦區(qū)，鐵法煤田的中部。 2）井田概況：大隆礦井田面積 14.52km，地質(zhì)儲量 238285kt，可采儲量 171586 kt，煤層傾角 4-6 度，開采條件比較好，煤質(zhì)好，為低硫低磷長焰煤和氣煤。 1.2 采區(qū)情況 1）東二采區(qū)東翼開拓的 5330 工作面為綜放工作面。 2）根據(jù)東二采區(qū)設(shè)計和煤層賦存條件及

8、瓦斯情況，為保證安全生產(chǎn)和有利于生產(chǎn)管 理，決定本面采用走向長壁采煤法，采用綜采放頂采煤工藝開采。 3）5330 工作面運煤設(shè)備及途徑： 本工作面采用 mg300/700-wd 采煤機割煤，通過前部刮板運輸機 sgz-764/800 運煤以 及工作面后部放頂煤經(jīng)由后部刮板運輸機進(jìn)入轉(zhuǎn)載機，經(jīng)由破碎機 plm-1800 破碎szz- 764/315 轉(zhuǎn)載機dsp-1080 運順皮帶東二采區(qū)東翼皮帶道 1.2 米皮帶東二采區(qū)皮帶 道 1.2 米皮帶東二采區(qū)集中皮帶北翼皮帶運輸大巷皮帶卸載站主井地面選煤 廠。 4）料運輸采用設(shè)備、途徑： 回順運料：-650 大巷151 材料道東二采區(qū)軌道下山東二采區(qū)

9、東翼軌道5330 回順。 運順運料：-650 大巷151 材料道東二采區(qū)軌道東二采區(qū)東翼皮帶道5330 運 順。 5）通風(fēng)方式：采抽式通風(fēng)方式。 通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)：副井入風(fēng)-650 北翼入風(fēng)石門東二采區(qū)材料大巷東二采區(qū)軌道（153 皮帶道）東二采區(qū)東翼皮帶道5330 綜放面運輸順槽5330 綜放工作面5330 綜放面 回風(fēng)順槽5330 回風(fēng)道東二采區(qū)東翼專用回風(fēng)下山東二采區(qū)專用回風(fēng)道北翼集中 回風(fēng)道北翼改造回風(fēng)道（320 米上山）-515 回風(fēng)大巷北風(fēng)井地面。通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)總 長度為 4565 米。 6）工作面走向長度：460 米；工作面長度 160 米。設(shè)計可采儲量：50 萬噸 7）工作面瓦斯情況：高瓦斯

10、工作面，絕對瓦斯涌出量為：45.5 m3/min。 1.3 采區(qū)供電方式的選擇 現(xiàn)今煤礦采區(qū)存在兩種供電方式，分別是采區(qū)變電所工作面配電點供電方式和 采區(qū)變電所移動變電站工作面配電點供電方式。它們分別的特點如下。 采區(qū)變電所工作面配電點供電方式的特點：以低壓向全采區(qū)負(fù)荷供電，比較安 全。但是由于所用電纜、開關(guān)較多，供電系統(tǒng)相對復(fù)雜，且電能和電壓損失較大，同時， 低壓電纜長，供電容量受到限制。 采區(qū)變電所移動變電站工作面配電點供電方式的特點：由于高壓深入工作 面，簡化了低壓供電系統(tǒng)，縮短了低壓供電距離，減少了電能損耗，保證了供電質(zhì)量， 滿足了正常運轉(zhuǎn)行業(yè)啟動需要。低壓供電系統(tǒng)簡化使電網(wǎng)的安全可靠

11、程度增加，減少了 電纜截面面積和低壓開關(guān)數(shù)量。且移動變電站可根據(jù)需要在軌道上移動或固定，不需要 造變電所硐室2。 綜合以上兩種供電方式的特點，我選擇了采區(qū)變電所移動變電站工作面配 電點供電方式。并采用一個高壓配電裝置和四臺移動變電站聯(lián)合向全采取供電。 1.4 采區(qū)變電所位置的確定原則 1）位于負(fù)荷中心，并保證向采區(qū)內(nèi)最遠(yuǎn)距離、最大容量設(shè)備供電。 2）一個采區(qū)盡量采用一個采區(qū)變電所位置。 3）盡量設(shè)在頂?shù)装宸€(wěn)定、無淋水的地點。 4）通風(fēng)、運輸方便。 1.5 采區(qū)供電對電能的要求 1.5.1 電壓允許偏差 電壓質(zhì)量供電電壓允許偏差 （gb 12325-90）規(guī)定電力系統(tǒng)在正常運行條件下，用 戶受電

12、端供電電壓允許偏差值為： 1）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%。 2）低壓照明用戶為+5%-10%。 1.5.2 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)公共連接點正常運行方式 下不平衡允許值為 2%，短時間不得超過 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)正常運行方式下有余負(fù)序分量而引起的 pcc 點連接點的電壓不平衡度能 滿足規(guī)定的要求。 1.5.3 電網(wǎng)頻率 電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率允許偏差 （gb/t 15543-1995）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，偏差

13、值可放寬到+5%hz-5%hz，標(biāo)準(zhǔn)中沒有說 明容量。 大小的界限的電網(wǎng)容量在 300 萬 kw 以上者為 0.2hz；電網(wǎng)容量在 300 萬 kw 以下 者為 0.5hz3。 1.5.4 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 和分配過程中不應(yīng)該使波形發(fā)生期變，還應(yīng)該注意負(fù)荷中諧波源（整流裝置等）的影響， 必要時采取一定措施消除諧波的影響。 1.6 采區(qū)變電站位置的確定 對于移動變電站，按照通常選取的布置方法和工作現(xiàn)場的實際情況，選擇設(shè)置在運 輸巷內(nèi)，且在輸送機側(cè)敷設(shè)供移動變電站專用軌道，并將其設(shè)在距工作面 100-150m 處。 1.7 采區(qū)工作面配

14、電點位置的確定 根據(jù)采區(qū)具體的開采情況，首先對題目給定的負(fù)荷做全面分析，從中了解其設(shè)備名 稱、數(shù)量、每臺設(shè)備的電氣性能，并了解它們在采區(qū)的分布情況及相互關(guān)系，然后在確 定負(fù)荷分組的前提下，將每個配電點設(shè)置在靠近負(fù)荷組中心的地方，方便電能的輸送和 電纜成本的節(jié)約?？煽啃允呛饬侩娔苜|(zhì)量的一個重要指標(biāo)，必須保證供電的可靠性。 表 1-1 工作面用電負(fù)荷統(tǒng)計表 tab.1-1 working face in a statistical table of electrical load 設(shè) 備 名 稱 設(shè) 備 型 號 額 定 功 率 /kw 額 定 電 壓 /v 額 定 電 流 /a 起動電 流 /a

15、電 機 臺 數(shù) 使 用 地 點 采煤機mg300/700-wd7001140480133355330 工作面 轉(zhuǎn)載機szz764/315315/1601140204/152122415330 運順 1#噴霧泵bpr315/6.34511403018015330 運順 1#乳化液泵wrb200/31.512511407750115330 運順 前部運輸機sgz764/800400/2001140251/172150625330 運順 3#乳化液泵brw200/31.51251140775011 5330 運順 破碎機plm-180016011409753415330 運順 后部運輸機sgz764

16、/800400/2001140251/172150625330 運順 2#乳化液泵brw200/31.512511407750115330 運順 2#噴霧泵bpr315/6.34511403018015330 運順 皮帶運輸機dsp10802*16011402*97116425330 運順 皮帶信號zbz8-4.041140515330 運順 皮帶張緊4114053015330 運順 回柱絞車jh-20226602714635330 運順 設(shè) 備 名 稱 設(shè) 備 型 號 額 定 功 率 /kw 額 定 電 壓 /v 額 定 電 流 /a 起動電 流 /a 電 機 臺 數(shù) 使 用 地 點 絞車信

17、號 綜保 zbz8-4.04660515330 運順 回柱絞車jh-20226602714635330 回順 絞車信號 綜保 zbz8-4.0466052 5330 回順 刮板輸送機55660603561 5330 回順 皮帶機55660603561 5330 回順 皮帶張緊46605301 5330 回順 2 負(fù)荷分組及每組變壓器的選擇 2.1 變壓器選擇計算方法 每個回采工作面的電力負(fù)荷，可按下列公式計算： （2- cos den ca kp s 1） 綜采、綜掘工作面需要系數(shù)可按下式計算： （2- max 0.40.6 de n p k p =+ 2） 一般機采工作面需要系數(shù)可按下式計算

18、： （2- max 0.2860.714 de n p k p =+ 3） 式中 sca-工作面的電力負(fù)荷視在功率(kva)； p n-工作面用電設(shè)備額定功率之和(kw)； -工作面的電力負(fù)荷的平均功率因數(shù)，見表 2-1；cos kx-需要系數(shù)，見表 2-1； pd-最大一臺(套)電動機功率(kw)。 表 2-1 需要系數(shù)及平均功率因數(shù) tab.2-1 demand coefficient and average power factor 序號名稱需要系數(shù) kx 平均功率因數(shù) cos 1綜采工作面按式(2-2) 計算0.7 2一般機采工作面按式(2-3) 計算0.60.7 3炮采工作面(緩傾斜

19、煤層)0.40.50.6 4炮采工作面(急傾斜煤 層)0.50.60.7 5非掘進(jìn)機的掘進(jìn)工作面0.30.40.6 6掘進(jìn)機的掘進(jìn)工作面按式(2-2)計算0.60.7 7架線電機車整流0.450.650.80.9 8蓄電池電機車充電0.80.80.85 9運輸機0.60.70.7 10井底車場(不包含主排水泵)0.60.70.7 2.2 負(fù)荷分組及變壓器選擇 根據(jù) 2.1 所列方法及表 1-1 中所列各個負(fù)荷的數(shù)據(jù)，計算各個數(shù)據(jù)。 2.2.1 1 號變壓器 b1 移動變電站的選擇 需用系數(shù)： （2- 318.5 0.40.6=0.56 1185 de k= 4） 查表：cos=0.7 b1 移

20、動變電站向采煤機、轉(zhuǎn)載機、1#乳化液泵、1#噴霧泵供電，負(fù)荷計算容量為： （2- 0.56 1185 948 cos0.7 den ca kp skva 5） 根據(jù)以上計算結(jié)果，b1 變壓器選用容量為 1250kva，型號為：kbsgzy-1250/6 變 壓器，額定電壓 6000/1140v 滿足要求。 2.2.2 2 號變壓器 b2 移動變電站的選擇 需用系數(shù)： （2- 400 =0.4+0.6=0.62 1085 de k 6） 查表：cos=0.7 b2 移動變電站向前部運輸機、破碎機、3#乳化液泵供電，負(fù)荷計算容量為： （2- 0.62 1085 961 cos0.7 den ca

21、kp skva 7） 根據(jù)以上計算結(jié)果，b2 變壓器選用容量為 1250kva，型號為：kbsgzy-1250/6 變 壓器，額定電壓 6000/1140v 滿足要求。 2.2.3 3 號變壓器 b3 移動變電站的選擇 需用系數(shù)： （2- 400 0.40.60.58 1298 de k 8） 查表：cos=0.7 b3 移動變電站向后部運輸機、2#乳化液泵、2#噴霧泵、皮帶運輸機等供電，負(fù)荷計 算容量為： （2- 0.58 1298 1075 cos0.7 den ca kp skva 9） 根據(jù)以上計算結(jié)果，b3 變壓器選用容量為 1250kva，型號為：kbsgzy-1250/6 變 壓

22、器，額定電壓 6000/1140v 滿足要求。 2.2.4 4 號變壓器 b4 移動變電站的選擇 需用系數(shù)： （2- max 55 0.2860.7140.2860.7140.43 258 de n p k p 10） 查表：cos=0.6 wm b4 移動變電站向回柱絞車、調(diào)度絞車等供電，負(fù)荷計算容量為： （2- 0.43 258 185 cos0.6 den ca kp skva 11） 根據(jù)以上計算結(jié)果，b4 變壓器選用容量為 630kva，型號為：kbsgzy-315/6 變壓 器，額定電壓 6000/660v 滿足要求。 3 電纜選擇 3.1 電纜選擇原則 3.1.1 電纜類型選擇原

23、則 1）下井電纜必須選用有煤礦礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志的阻燃電纜。電纜應(yīng)采用銅芯，嚴(yán)禁 采用鋁包電纜。 2）在立井井筒、鉆孔套管或傾角為 45 及以上井巷中敷設(shè)的下井電纜，應(yīng)采用聚氯 乙烯絕緣粗鋼絲鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜、交聯(lián)聚乙烯絕緣粗鋼絲鎧裝聚氯乙烯護(hù)套 電纜。 3）在水平巷道或傾角在 45 以下井巷中敷設(shè)的電纜，應(yīng)采用聚氯乙烯絕緣鋼帶或細(xì) 鋼絲鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜、交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶或細(xì)鋼絲鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電纜。 4）移動變電站的電源電纜，應(yīng)采用高柔性和高強度的礦用監(jiān)視型屏蔽橡套電纜。 5）井底車場及大巷的電纜選擇，必須符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)煤礦用阻燃電纜執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) mt818 的規(guī)定4。 3.1

24、.2 電纜安裝及長度計算 1）在總回風(fēng)巷和專用回風(fēng)巷中不應(yīng)敷設(shè)電纜。在有機械提升的進(jìn)風(fēng) 斜巷(不包括帶 式輸送機上、下山)和使用木支架的立井井筒中敷設(shè)電纜時，必須有可靠的安全保護(hù)措施。 溜放煤、矸、材料的溜道中嚴(yán)禁敷設(shè)電纜。 2）無軌膠輪車運輸?shù)木埠拖锏纼?nèi)不宜敷設(shè)電纜。當(dāng)需要敷設(shè)時，電纜應(yīng)敷設(shè)在高 于運輸設(shè)備的井筒和巷道的上部。 3）下井電纜宜敷設(shè)在副立井井筒內(nèi)，并應(yīng)安裝在維修方便的位置。斜井及平硐應(yīng)敷 設(shè)在人行道側(cè)。當(dāng)條件限制必須由主井敷設(shè)電纜時，在箕斗提升的立井中的電纜水平段 應(yīng)有防止箕斗落煤砸傷電纜的措施，垂直段可不設(shè)置防護(hù)裝置。 4）立井下井電纜在井口井徑處應(yīng)預(yù)留電纜溝(洞)，并應(yīng)有

25、防止地面水 從電纜溝(洞) 灌入井下的措施。 5）安裝下井電纜用的固定支架或電纜掛鉤，應(yīng)按前后期兩者中電纜 的最多根數(shù)考 慮，并宜留有 12 回路備用位置。 6）立井下井電纜支架，宜固定在井壁上，支架間距不應(yīng)超過 6m，斜井、平硐及大 巷中的電纜懸掛點的間距不應(yīng)超過 3m。 7）電纜在立井井筒中不應(yīng)有接頭。若井筒太深必須有接頭時，應(yīng)將接頭設(shè)在地面或 井下中間水平巷道內(nèi)(或井筒壁龕內(nèi))，且不應(yīng)使接頭受力。 每一接頭處宜留 810m 的余 量。 8）沿鉆孔敷設(shè)的電纜必須綁緊在受力的鋼絲繩上，鉆孔內(nèi)必須加裝 套管，套管內(nèi) 徑不應(yīng)小于電纜外徑的 2 倍。 9）風(fēng)管或水管上不應(yīng)懸掛電纜，不得遭受淋水。電

26、纜上嚴(yán)禁懸掛任何物體。電纜與 壓風(fēng)管、水管在巷道同一側(cè)敷設(shè)時，電纜必須敷設(shè)在風(fēng)管、 水管上方，二者并應(yīng)保持 0.3m 以上的距離。在有瓦斯抽放管路的巷道內(nèi)， 電纜必須與瓦斯抽放管路分掛在巷道兩 側(cè)。 10）井筒和巷道內(nèi)的通信、信號和控制電纜應(yīng)與電力電纜分掛在巷道 兩側(cè)，如受條 件所限需布置在同一側(cè)時，在井筒內(nèi)，上述弱電電纜應(yīng)敷設(shè)在電力電纜 0.3m 以外的地方； 在巷道內(nèi)，上述弱電電纜應(yīng)敷設(shè)在電力電纜 0.1m 以上的地方。 11）高、低壓電力電纜在巷道內(nèi)同一側(cè)敷設(shè)時，高、低壓電纜之間的距離應(yīng)大于 0.1m。高壓電纜之間、低壓電纜之間的距離不得小于 0.05m。 3.1.3 電纜長度計算宜符合

27、下列規(guī)定 1）立井井筒中按電纜所經(jīng)井筒深度的 1.02 倍計取，斜井按電纜所經(jīng)井筒斜長的 1.05 倍計取； 2）地面及井下鎧裝電纜按所經(jīng)路徑的 1.05 倍計取，橡套電纜按所經(jīng)路徑的 1.081.10 倍計?。?3）每根電纜兩端各留 810m 余量； 4）若有接頭應(yīng)按本規(guī)范第 4.2.5 條規(guī)定確定； 5）上述長度之和，應(yīng)為一根電纜的計算長度。 3.1.4 電纜截面選擇 主排水泵由井下主(中央)變電所供電時，下井電纜截面選擇應(yīng)符合 下列規(guī)定： 1）取礦井最大涌水量時井下的總負(fù)荷(計算負(fù)荷，下同)，按一回路不送電，以安全 載流量選擇電纜截面； 2）取礦井正常涌水量時井下的總負(fù)荷，按全部下井電纜

28、送電，以經(jīng)濟電流密度選擇 電纜截面；經(jīng)濟電流密度的年最大負(fù)荷利用小時數(shù)，一般按礦井最大負(fù)荷實際工作小時 數(shù)計算。當(dāng)排水負(fù)荷大于井下其余負(fù)荷時，取水泵年運行小時數(shù)計算； 3）按電力系統(tǒng)最大運行方式下，下井電纜首端即地面變電所母線(如下井回路接有電 抗器時，應(yīng)為電抗器的負(fù)荷端)發(fā)生三相短路時的熱穩(wěn)定性要求選擇電纜截面； 4）取上述三者中截面最大者作為下井電纜截面，并應(yīng)按正常涌水量時全部下井電纜 送電及最大涌水量時一回路不送電，分別校驗電壓損失。 5）主排水泵不由井下主(中央)變電所供電時，下井電纜截面選擇應(yīng)符 合下列規(guī)定： 按一回路不送電，其余回路擔(dān)負(fù)井下其供電范圍內(nèi)總負(fù)荷的供電，以安全載流量選擇

29、電 纜截面5。 3.1.5 井下高壓電纜截面選擇方法 1）按經(jīng)濟電流密度選擇電纜截面 所謂經(jīng)濟截面，是指按降低電能損耗、線路投資、節(jié)約有色金屬等因素，綜合確定 出的符合總經(jīng)濟利益的導(dǎo)線截面。與經(jīng)濟截面相應(yīng)的電流密度，叫經(jīng)濟電流密度6。 按經(jīng)濟電流密度選擇電纜截面的計算公式為 （3- m ax e ed = n i a j 1） 式中 ae-按經(jīng)濟電流密度選擇的電纜截面，mm； -正常運行時，通過電纜的最大長時負(fù)荷電流，當(dāng)線路并列運行時，它是指不 max i 考慮一條線路故障時的最大負(fù)荷電流,a -經(jīng)濟電流密度，a/ mm; ed j n-正常運行時，同時并聯(lián)工作的電纜條數(shù)。 2）按長期允許載流

30、量選擇電纜截面 當(dāng)電纜中有電流流過時，必然會使其發(fā)熱，并且在導(dǎo)線的溫度超過其能承受的極限 值時，就會使其加速老化，使用壽命縮短或迅速損壞，從而造成漏電或短路事故。為反 映導(dǎo)線在確定的環(huán)境溫度下，不同界面導(dǎo)線承載電流的能力，對它們都規(guī)定了長時允許 通過的最大電流值7。 按長時允許電流選擇電纜截面時，應(yīng)滿足下式： （3- p ca kii 2） 式中 -環(huán)境溫度為+25時，電纜的允許載流量； p i k-環(huán)境溫度不同于+25時，載流量的校正系數(shù)； -通過電纜的最大長時工作電流,a. ca i 3）按短路電流熱穩(wěn)定性校驗電纜截面 4） 按允許電壓損失校驗電纜截面 3.1.6 低壓電纜選擇原則 （1）

31、型號選擇原則 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）對向采煤機、刨煤機等供電的，電壓等級為 380v、660v，可選用 mc-0.38/0.66 型采煤機橡套軟電纜或 mcp-0.38/0.66 型采煤機屏蔽橡套軟電纜；對 1140v 采掘工作面， 必須采用 mcp-0.66/1.14 型采煤機屏蔽橡套軟電纜或 mcpq-0.66/1.14 型采煤機用屏蔽橡 套軟電纜。 2）對無特殊要求的一般礦井，可選用 my-0.38/0.66 型礦用移動橡套軟電纜或 myp- 0.38/0.66、myp-0.66/1.14 型礦用移動屏蔽橡套軟電纜向工作面其他電氣設(shè)備供電。

32、 3）電纜用于采區(qū)和工作面時，一律應(yīng)選銅芯的，嚴(yán)禁使用鋁芯的。 4）采區(qū)電纜固定敷設(shè)時，可采用鎧裝聚氯乙烯絕緣銅芯電纜或礦用橡套電纜。 （2）低壓電纜芯線數(shù)的確定 為防觸電，井下各用電設(shè)備的外殼均應(yīng)接地，以形成良好的保護(hù)接地網(wǎng)。因此，除 鎧裝電纜可利用其鉛包外皮接地外，其他電纜均應(yīng)具有一條單獨的接地芯線。 各種電纜的芯線數(shù)，隨其使用情況不同，可按下述原則確定： 1）鎧裝動力電纜只有 3 條輸送電能的主芯線。 2）對移動設(shè)備供電的橡套電纜，其芯線數(shù)可按后述兩種情況分別予以考慮：第一， 對一般移動設(shè)備，如輸送機、回柱絞車等，因它們的控制按鈕不在工作機械上，故通常 可另設(shè)控制電纜，此時其供電電纜可選

33、 4 芯的，其中 3 芯作為向電動機供電的主芯線， 另一芯線作接地用；第二，對采煤機組、裝巖機等移動設(shè)備，因它們的控制按鈕裝在工 作機械上，故一般選 6 芯電纜作動力、接地、控制用，有時也可視具體需要，選 7-11 芯 的。 （3）低壓電纜主芯線截面的確定 原則: 1）電纜正常工作負(fù)荷電流（計算值）應(yīng)等于或小于電纜的長時允許載流量。 2）在正常運行時，低壓電纜最遠(yuǎn)端的電壓，不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的規(guī)定值。 3）電纜的機械強度應(yīng)符合用電設(shè)備使用場合的要求。 4）對距離最遠(yuǎn)、容量最大的電動機，在重載情況下，應(yīng)保證其啟動端電壓不低于額 定值得 75%，以便確保磁力啟動器有足夠的西河電壓8。 3.2 高

34、壓電纜的選擇：（6000v） 3.2.1 n1 向移動變電站 b1、b2、b3、b4 供電選用電纜選擇 1）按經(jīng)濟電流密度選擇主截面： 需用系數(shù)： （3-1185 1085 12982583826 n pkw 3） max 318.5pkw （3- 318.5 0.40.60.45 3826 de k 4） cos=0.7 （3- 3 3 10 0.45 3826 10 236.7 1.732 6000 0.73cos den ca nwm kp ia u 5） 查表：取電力電纜經(jīng)濟電流密度 ，n=1， 2 2.25/ ed ja mm 則經(jīng)濟截面為 （3- ca e ed i a j 6）

35、（3- 2 236.7 105 2.25 e amm 7） 表 3-1 myptj-3.6/6 型礦用移動金屬屏蔽監(jiān)視型軟電纜的規(guī)格 tab.3-1 myptj-3.6/6 mine mobile metal shielded flexible cable for monitoring specifications myptj-3.6/6 心數(shù)標(biāo)稱截面/mm 動力線心地線心監(jiān)視線心 325316/332.5 335316/332.5 350316/332.5 370325/332.5 395335/332.5 3120335/332.5 3150350/332.5 表 3-2 礦用移動類橡套軟

36、電纜的載流量 tab3-2 mine mobile cabtyre cable 標(biāo)稱截面 /mm 載流量/a 標(biāo)稱截面 /mm 長時允許載流量/a 2.52835135 43750170 64670205 106395250 1685120295 25110150320 根據(jù)表 3-1 和 3-2 選擇型號為 myptj-3 120+3 50/3+3 2.5 高壓橡套電纜，長度 l1=1600m。 2）按長時最大允許負(fù)荷電流校驗： 查表 myptj-3120+3 50/3+3 2.5 型電纜的長時最大允許負(fù)荷電流a 滿足 295 g i 要求。 3）按允許電壓損失校驗電纜截面： 表 3-3 礦

37、用電纜的單位長度有效值和電抗 tab.3-3 cable for mine rms and reactance 截面/mm電 纜 類 型 阻抗 z0/ /k m 4610162535507095120 電阻 r0 5.53.6932.1591.3690.86380.61600.44840.31510.2301 礦 用 低 壓 橡 套 電 纜 電抗 x0 0.1010.0950.0920.0900.0880.0840.0810.0780.075 電阻 r0 1.2870.8240.5880.4120.2940.2170.192 6 k v 銅 芯 電 纜 電抗 x0 0.0940.0850.07

38、80.0750.0720.0690.068 查表：myptj-3 120+3 50/3+3 2.5 型電纜 0 0. 192/rkw 0 0. 068/xkw 取負(fù)荷的功率因數(shù)：cos=0.7 則 tan=1.02 （3- 00 3232 3826 1.6 (tan ) 100%(0.1920.068 1.02)0.044 10106000 ca n pl urx u 8） （3-%0.044 100%4.4%7%u 9） 所選 myptj-3 120+3 50/3+3 2.5 型電纜，滿足要求。 表 3-4 電力用戶供電電壓允許變化范圍 tab.3-4 power user power su

39、pply voltage range 線路額定電壓 n u 電壓允許變化范圍 35kv 及以下 5 n u 10kv 及以下 7 n u 低壓照明 -10-+5 n u n u 4）按熱穩(wěn)定條件校驗電纜截面： 短路熱穩(wěn)定校驗。滿足熱穩(wěn)定條件的最小電纜截面 amin： （3- min ph ss t ai c 10） 式中 -通過電纜的最大短路電流，ka； ss i c-電纜芯線的熱穩(wěn)定系數(shù)，銅芯橡套絕緣電纜最高允許溫度 200時的 c 值為 145； -假想時間 ph t =+0.05=0.1s+0.1s+0.05=0.25s ph t sc t br t 式中-短路保護(hù)動作時間，井下高壓配電

40、裝置速斷動作時間100ms=0.1s，取 sc t sc t =0.1s； sc t -開關(guān)動作時間，真空斷路器分閘時間=0.1s； br t br t 0.05-考慮短路電流非周期分量影響增加的時間。 電纜首端三相最大短路電流： （3- 3 50 10 4582 336.3 s ss av s ia u 11） 電纜最小熱穩(wěn)定截面： （3- 22 min 0.25 458215.8120 145 ph ss t aimmmm c 12） 滿足熱穩(wěn)定要求。 3.3 低壓電纜的選擇：（1140v） 3.3.1 b1 變電站所帶設(shè)備電纜選擇 1）b1 移動變電站至 a1.qjz-1600/1140

41、-8 路開關(guān)（供工作面采煤機、轉(zhuǎn)載機、1#乳 化液泵、1#噴霧泵）干線電纜選擇： 按長期允許負(fù)荷電流選擇電纜截面: 需用系數(shù)：由公式（2-4）可得 cos=0.7=0.56 de k 1185 n pkw max 318.5pkw （3- 3 3 10 0.56 1185 10 480.1 1.732 1140 0.73cos den ca n kp ia u 13） 根據(jù)計算結(jié)果選用 myp-3 95+1 25 橡套電纜，長時工作電流為 250a 長度為 2 30 米，根據(jù)機械強度要求，滿足供電要求。 2）采煤機支線電纜的選擇：因采煤機是三臺電機和一臺行走變壓器工作，正常運行 電流按 cos

42、=0.850.56 de k （3- 3 3 10 0.56 700 10 233.6 1.732 1140 0.853cos den ca nwm kp ia u 14） 采煤機負(fù)荷電纜選用：mcp-395+125+325/3 屏蔽加強型千伏級橡套軟電纜，長時 工作電流為 250a。長度 600 米。 按電纜的機械強度符合用電設(shè)備使用場所的要求選擇截面。符合供電要求，即選用 加強型千伏級橡套軟電纜。 表 3-5 0.66/1.14kv 及以下移動軟電纜的規(guī)格 tab.3-5 below 0.66/1.14kv and mobile flexible cable specifications

43、心數(shù)標(biāo)稱截面/mm 型號 動力線心地線心 my-0.38/0.663414 myp-0.38/0.663616 310110 316110 325116 335116 350116 370125 395125 3120135 myp-0.66/1.14 3150150 表 3-6 mcp-0.66/1.14 采煤機軟電纜的規(guī)格 tab.3-6 mcp-0.66/1.14 coal mining machine soft cable specifications mcp-0.66/1.14 心數(shù)標(biāo)稱截面/mm 動力線心地線心控制線心 32516- 33516310/3 350110316/3 3

44、70116325/3 395125325/3 3120125335/3 3150135350/3 3）轉(zhuǎn)載機機支線電纜的選擇： 轉(zhuǎn)載機額定工作電流為 204a，選用 myp-395+125 電纜長時工作電流為 250a，長 度 400 米。 4）1#乳化泵支線電纜的選擇： 乳化泵電動機的長時工作電流為 77a，選用 myp-325+116 電纜的長時工作電流為 110a，40 米即可。 5）1#噴霧泵支線電纜的選擇： 噴霧泵電動機的長時工作電流為 30a，選用 myp-36+16 電纜的長時工作電流為 46a，60 米即可。 6）b1 供電網(wǎng)絡(luò)電壓損失： 按正常運行時計算網(wǎng)絡(luò)電壓損失，校驗電纜

45、截面 選用 kbsgzy-1250/6 變壓器 %1 . 4 d uwpd7200 變壓器額定負(fù)荷壓降的百分?jǐn)?shù)： （3-% 10 d r d p u s 15） （3-%576 . 0 101250 7200 % r u 16） 變壓器額定負(fù)荷時電抗壓降的百分?jǐn)?shù)： （3- 22 % xdr uuu 17） （3-%06 . 4 576. 01 . 4% 22 x u 18） cos0.7 pj sin0.71 pj 變壓器的負(fù)荷系數(shù): （3- 2 es ee i is 19） （3-948 . 0 1250 1185 20） 變壓器電壓損失的百分?jǐn)?shù) （3-%cos%sin brpjxpj uu

46、u 21） （3-%11 . 3 )71. 006 . 4 7 . 0576 . 0 (948 . 0 % b u 22） 變壓器電壓損失值為 （3- 2 % % 100 b be u uu 23） （3-vub32.37 100 11. 3 1200% 24） 干線電纜的電壓損失:因干線較短 30 米且雙線并列壓降可不計。 采煤機電纜的電壓損失： （3- 11 3 1 1 10 bbnsc bn b aur lp u 25） 取 0.94 1b （3- 3 1 1 11 10700 600 1000 97 42.5 1140 95 0.94 nb b scnbb p l uv r u a 2

47、6） 向采煤機供電線路的電壓損失為： （3- 1 % bb uuu 27） 滿足供電要求8。37.3297134.3139.8uvv 按啟動電流計算網(wǎng)絡(luò)的電壓損失效驗電纜截面 按采煤機啟動時的電壓損失效驗,對 b1 移動變電站供電線路按容量最大供電距離最遠(yuǎn) 的用電設(shè)備: 電動機最小啟動電壓為： （3- in q qme q k uu a 28） 取=1.2 =2.5 q k q a （3- min 1.2 1200831 2.5 q uv 29） 啟動時工作機械支路電壓損失： 電動機實際啟動電流： （3- m i n 831 1333923 1200 q qeq e u iia u 30） （

48、3- z qq zq ra i u 3 10cos3 31） 取 cos=0.25 q （3- 1.732 923 0.25 1000 98.97 42.5 95 zq uv 32） 啟動時變壓器的電壓損失： 啟動時流過變壓器的電壓損失： （3- 22 )sinsin()coscos( pjiqqpjiqqbq iiiii 33） =轉(zhuǎn)載機、1#乳化泵、1#噴霧泵的額定工作電流之和 i i （3- 22 (923 0.25311 0.7)(923 0.97311 0.71)1202.8 bq ia 34） 啟動時變壓器負(fù)荷功率因數(shù): （3- coscos 923 0.25311 0.7 cos

49、0.26 923791 qqipj bq qg ii ii 35） 啟動時變壓器的電壓損失： （3- 1202.8 %(% cos% sin)(0.576 0.264.06 0.98)8.26% 601 bq bqrxbq be i uuu i 36） （3- 100 bq bqbe u uu 37） （3- 8.26 120099.12 100 bq uv 38） mg300/700-wd 型采煤機啟動時的電壓損失： （3-98.9799.12198.09 zqbq uuv 39） 198.091200-831=369v 故滿足啟動要求。 3.3.2 b2 變電站所帶設(shè)備電纜選擇 1）b2

50、移動變電站至運順 a2.qjz-1600/1140-8 路開關(guān)（工作面前運輸機、破碎機、 3#乳化液泵）干線電纜選擇： 按長期允許負(fù)荷電流選擇電纜截面: 需用系數(shù)： kwpn1085 kwp400 max 有公式（2-6）可得 cos=0.70.62 de k （3- 3 3 10 0.62 1085 10 486.7 1.732 1140 0.73cos den ca nwm kp ia u 40） 根據(jù)計算結(jié)果選用 myp-3 95+1 25 橡套電纜，長時工作電流為 250a 長度為 2 30 米，根據(jù)機械強度要求，滿足供電要求9。 2）工作面前運輸機支線電纜的選擇： 根據(jù)長期允許負(fù)荷電

51、流 cos=0.8562 . 0 de k （3- 3 3 10 0.62 400 10 147.8 1.732 1140 0.853cos den ca nwm kp ia u 41） 向單臺電動機供電的電纜實際工作電流可取電動機額定電流選擇： 下電機低速電纜 myp-3 70+1 25,長度 430 米。 下電機高速電纜 myp-3 95+1 25,長度 430 米。 上電機低速電纜 myp-3 70+1 25,長度 450 米。 上電機高速電纜 myp-3 95+1 25,長度 450 米。 95mm電纜的長時額定電流為 250a，70mm電纜的長時額定電流為 205a，滿足供電 要求。

52、 3）破碎機支線電纜的選擇： 破碎機電動機的長時工作電流為 97a，選用 myp-325+116 電纜的長時工作電流為 110a，400 米即可。 4）3#乳化泵支線電纜的選擇： 乳化泵電動機的長時工作電流為 77a，選用 myp-316+110 電纜的長時工作電流為 85a，40 米即可。 5）b2 供電網(wǎng)絡(luò)電壓損失： 按正常運行時計算網(wǎng)絡(luò)電壓損失，校驗電纜截面 選用 kbsgzy-1250/6 變壓器 %1 . 4 d uwpd7200 變壓器額定負(fù)荷壓降的百分?jǐn)?shù)：由公式（3-15）可得 （3- 7200 %0.576% 1250 10 r u 42） 變壓器額定負(fù)荷時電抗壓降的百分?jǐn)?shù)：由

53、公式（3-17）可得 （3-%06 . 4 576. 01 . 4% 22 x u 43） cos0.7 pj sin0.71 pj 變壓器的負(fù)荷系數(shù):由公式（3-19）得 （3- 1085 0.87 1250 44） 變壓器電壓損失的百分?jǐn)?shù)由公式（3-21）可得 （3-%9 . 2)71. 006 . 4 7 . 0576 . 0 (87 . 0 % b u 45） 變壓器電壓損失值由公式（3-23）可得 （3-vub 8 . 34 100 9 . 2 1200% 46） 干線電纜的電壓損失:因干線較短 30 米且雙線并列壓降可不計。 工作面前運輸機上電機供電電纜的電壓損失：由公式（3-25

54、）可得 取 0.94 1b （3- 3 1 1 11 10400 450 1000 56 42.5 1140 70 0.94 nb b scnbb p l uv r u a 47） 向工作面前運輸機上電機供電線路的電壓損失為：由公式（3-27）可得 滿足供電要求。34.85690.8139.8uvv 按啟動電流計算網(wǎng)絡(luò)的電壓損失效驗電纜截面 按工作面前運輸機啟動時的電壓損失效驗,對 b2 移動變電站供電線路按容量最大供電 距離最遠(yuǎn)的用電設(shè)備:（工作面前運輸機上電機校驗） 電動機最小啟動電壓為：由公式（3-28）可得，取=1.2 =2.5 q k q a （3- min 1.2 1200831

55、2.5 q uv 48） 啟動時工作機械支路電壓損失： 電動機實際啟動電流： （3- m i n . q qeq e u iia u 49） 由公式（3-31）可得 取 cos=0.25 q （3- 1.732 1042.9 0.25 1000 111.8 42.5 95 zq uv 50） 啟動時變壓器的電壓損失： 啟動時流過變壓器的電壓損失：有公式（3-33）可得 =工作面前運輸機下電機、破碎機和 3#乳化泵的額定工作電流之和 i i （3- 22 (1042.9 0.25425 0.7)(1042.9 0.97425 0.71)1427.1 bq ia 51） 啟動時變壓器負(fù)荷功率因數(shù):

56、 （3- coscos 1042.9 0.25425 0.7 cos0.32 1042.9676 qqipj bq qg ii ii 52） 啟動時變壓器的電壓損失： 1427.1 %(% cos% sin)(0.576 0.324.06 0.95)9.6% 601 bq bqrxbq be i uuu i （3- 53） 由公式（3-37）可得 （3- 9.6 1200115.2 100 bq uv 54） sgz764/800(36s)型刮板運輸機機啟動時的電壓損失： （3-111.8 115.2227 zqbq uuv 55） 2271200-831=369v 故滿足啟動要求。 3.3.

57、3 b3 變電站所帶設(shè)備電纜選擇 1）b3 移動變電站至運順 a3、a4.qjz-1600/1140-8 路開關(guān)（供工作面后運輸機、2# 乳化液泵、2#噴霧泵等）干線電纜選擇： 按長期允許負(fù)荷電流選擇電纜截面: 需用系數(shù)： 978 n pkw kwp400 max 由公式（2-8）可得 cos=0.70.64 de k （3- 3 3 10 0.64 978 10 452.9 1.732 1140 0.73cos den ca nwm kp ia u 56） 根據(jù)計算結(jié)果選用 myp-3 95+1 25 橡套電纜，長時工作電流為 250a 長度為 2 30 米，通向 qjz-1600/1140

58、-8 隔爆兼本質(zhì)安全型磁力起動器，根據(jù)機械強度要求，滿足供電 要求。 2）工作面后運輸機支線電纜的選擇： 根據(jù)長期允許負(fù)荷電流 cos=0.8558 . 0 de k （3- 3 3 10 0.58 400 10 138 1.732 1140 0.853cos den ca nwm kp ia u 57） 向單臺電動機供電的電纜實際工作電流可取電動機額定電流選擇： 下電機高速電纜 myp-3 95+1 25,長度 250 米。 下電機低速電纜 myp-3 70+1 25,長度 250 米。 上電機高速電纜 myp-3 95+1 25,長度 450 米。 上電機低速電纜 myp-3 70+1 2

59、5,長度 450 米。 myp-3 95 電纜的長時額定電流為 250a，myp-3 70 電纜的長時額定電流為 205a， 電動機的額定電流是 172/251a 滿足供電要求。 3）皮帶運輸機支線電纜選擇： 皮帶運輸機的長時工作電流為 194a,兩臺電機選用電纜 myp-3 70+1 25,長度 350 米。 電纜的長時額定電流為 205a;滿足供電要求。 4）2#乳化泵支線電纜的選擇： 乳化泵電動機的長時工作電流為 77a，選用 myp-316+110 電纜的長時工作電流為 85a，40 米即可。 5）2#噴霧泵支線電纜的選擇： 乳化泵電動機的長時工作電流為 30a，選用 myp-36+1

60、6 電纜的長時工作電流為 46a，60 米即可。 6）b3 供電網(wǎng)絡(luò)電壓損失： 按正常運行時計算網(wǎng)絡(luò)電壓損失，校驗電纜截面 選用 kbsgzy-1250/6 變壓器 %1 . 4 d uwpd7200 變壓器額定負(fù)荷壓降的百分?jǐn)?shù)：由公式（3-15）可得 （3-%576 . 0 101250 7200 % r u 58） 變壓器額定負(fù)荷時電抗壓降的百分?jǐn)?shù)：由公式（3-17）可得 （3-%06 . 4 576. 01 . 4% 22 x u 59） ，cos0.7 pj sin0.71 pj 變壓器的負(fù)荷系數(shù):由公式（3-19）可得 （3-03 . 1 1250 1298 60） 變壓器電壓損失的