[畢業(yè)設(shè)計精品]采區(qū)變電所供電設(shè)計

1、xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 1 目錄目錄 前前 言言.3 設(shè)計原始資料設(shè)計原始資料.4 一、全礦概貌.4 二、采區(qū)資料.4 第一章第一章 采區(qū)變電所的變壓器選擇采區(qū)變電所的變壓器選擇.5 一、采區(qū)負(fù)荷計算.5 二、變壓器容量計算.5 三、變壓器的型號、容量、臺數(shù)的確定.6 第二章第二章 采區(qū)變電所及工作面配電所位置的確定采區(qū)變電所及工作面配電所位置的確定.7 一、采區(qū)變電所位置.7 二、工作面配電點(diǎn)的位置.7 第三章第三章 采區(qū)供電電纜的確定采區(qū)供電電纜的確定.8 一、擬定原則.8 二、按照采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定原則確定供電系統(tǒng)圖.8 第四章第四章 采區(qū)低壓電纜的選擇采區(qū)低壓電纜的選擇.10 一、

2、電纜長度的確定.10 二、電纜型號的確定.10 三、電纜選擇原則.10 四、低壓電纜截面的選擇.10 五、采區(qū)電纜熱穩(wěn)定校驗(yàn).14 第五章第五章 采區(qū)高壓電纜的選擇采區(qū)高壓電纜的選擇.17 一、選擇原則.17 二、選擇步驟.17 第六章第六章 采區(qū)低壓控制電器的選擇采區(qū)低壓控制電器的選擇.19 一、電器選擇按照下列一般原則進(jìn)行.19 二、據(jù)已選定的電纜截面、長度來選擇開關(guān)、起動器容量及整定計算.19 第七章第七章 低壓保護(hù)裝置的選擇和整定低壓保護(hù)裝置的選擇和整定.21 一、低壓電網(wǎng)短路保護(hù)裝置整定細(xì)則規(guī)定.21 二、保護(hù)裝置的整定與校驗(yàn).21 xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 2 第八章第八章 高壓

3、配電箱的選擇和整定高壓配電箱的選擇和整定.26 一、高壓配電箱的選擇原則.26 二、高壓配電箱的選擇.26 三、高壓配電箱的整定和靈敏度的校驗(yàn).27 第九章第九章 井下漏電保護(hù)裝置的選擇井下漏電保護(hù)裝置的選擇.28 一、井下漏電保護(hù)裝置的作用.28 二、漏電保護(hù)裝置的選擇.28 三、井下檢漏保護(hù)裝置的整定.28 第十章第十章 井下保護(hù)接地系統(tǒng)井下保護(hù)接地系統(tǒng).29 結(jié)束語結(jié)束語.31 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).32 xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 3 前前 言言 在即將畢業(yè)之際，根據(jù)教學(xué)大綱安排，完成畢業(yè)論文及設(shè)計、做好畢業(yè)答辯工作， 我到了福建省天湖山能源實(shí)業(yè)有限公司天湖巖礦參加畢業(yè)實(shí)習(xí)。 此次實(shí)習(xí)任務(wù)

4、，除了對該煤礦作業(yè)過程及對礦井各設(shè)備的了解，還須收集礦井原 始資料，并以其為依據(jù)，對礦井采區(qū)作供電系統(tǒng)的設(shè)計。 本設(shè)計分為三大部分，第一部分為原始資料，第二部分為設(shè)計過程，第三部分為 參考資料，書中著重講述采區(qū)供電系統(tǒng)中各電氣設(shè)備的設(shè)計過程，如高壓配電箱、變 壓器。電纜的選擇方法，并對其的整定及校驗(yàn)，書中詳細(xì)敘述了電纜及設(shè)備的選擇原 則，井下供電系統(tǒng)采取各種保護(hù)的重要性，簡明易懂。 本設(shè)計方案符合煤礦安全規(guī)程 、 煤礦工業(yè)設(shè)計規(guī)范 ，堅持從實(shí)際出發(fā)、聯(lián)系 理論知識，在設(shè)計過程中，通過各方面的考慮，選用新型產(chǎn)品，應(yīng)用新技術(shù)，滿足供 電的可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)合理性。 通過設(shè)計，讓我了解了礦

5、山的概況,了解了煤礦供電系統(tǒng)運(yùn)行和供電設(shè)備管理情 況和煤礦生產(chǎn)管理的基本知識，使自己具有一定的理論知識的同時，又具有較強(qiáng)的實(shí) 際操作能力及解決實(shí)際工程問題的能力，根據(jù)新采區(qū)的實(shí)際情況，在老師和單位技術(shù) 員的指導(dǎo)下，并深入生產(chǎn)現(xiàn)場，查閱了有關(guān)設(shè)計資料、規(guī)程、規(guī)定、規(guī)范。聽取并收 錄了現(xiàn)場許多技術(shù)員的意見及經(jīng)驗(yàn)，對采區(qū)所需設(shè)備的型號及供電線路等進(jìn)行設(shè)計計 算。 本次設(shè)計承李斌勛老師的指導(dǎo)及天湖巖礦機(jī)電副礦長林金強(qiáng)的大力支持，在此表 示深深的謝意！ 編者編者 20112011 年年 5 5 月月 xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 4 設(shè)計原始資料設(shè)計原始資料 一、全礦概貌一、全礦概貌 1、地質(zhì)儲量 600

6、 萬噸； 2、礦井生產(chǎn)能力：設(shè)計能力 12 萬 t/年，實(shí)際數(shù) 11 萬 t/年； 3、年工作日：300 天，日工作小時：14 小時； 4、礦井電壓等級及供電情況：該礦井供電電源進(jìn)線采用雙回路電源電壓為 35kv，變電 所內(nèi)設(shè)有 630kva,10/6.3 變壓器兩臺和 400kva，10/0.4 變壓器兩臺，承擔(dān)井下和地面 低壓用電負(fù)荷。用兩條高壓電纜下井，電壓等級均為 6kv，經(jīng)中央變電所供給采區(qū)變電 所。 二、采區(qū)資料二、采區(qū)資料 1. 采區(qū)概況： 采區(qū)設(shè)計年產(chǎn)量 6 萬噸，水平標(biāo)高從+830 至+755，下山道兩條，一條軌道下山， 一條人行下山，傾角為 25；分 4 個區(qū)段開采，方式為

7、炮采，區(qū)段高 20-30m。整個采 區(qū)現(xiàn)為一掘兩采。 2. 支護(hù)方法： 掘進(jìn)點(diǎn)向上山，石門及全巖巷道，以錨噴為主，工作面采用木支護(hù)。 3. 煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)： 工作面落煤經(jīng)溜槽到 1t 礦車，由電瓶車運(yùn)至井底車場，再由絞車提到+830 車場， 最后由電機(jī)車?yán)降孛妗?5. 采區(qū)通風(fēng)： 新鮮風(fēng)流由+730 副斜井進(jìn)風(fēng)+755 運(yùn)輸大巷軌道上山采區(qū)工作面 采區(qū)回風(fēng)巷人行上山+825 回風(fēng)平峒+875 抽風(fēng)機(jī)房。 6. 電壓等級及主要設(shè)備： 井下中央變電所的配出電壓為 6kv，采區(qū)主要用電設(shè)備采用 660v 電壓，煤電鉆和 照明采用 127v 電壓，主要設(shè)備見采區(qū)負(fù)荷統(tǒng)計表。 xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院

8、 5 第一章第一章 采區(qū)變電所的變壓器選擇采區(qū)變電所的變壓器選擇 一、采區(qū)負(fù)荷計算一、采區(qū)負(fù)荷計算 根據(jù)巷道、生產(chǎn)機(jī)械的布置情況，查煤礦井下供電設(shè)計指導(dǎo)書和礦井供電 ， 查找有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，列出采區(qū)電氣設(shè)備技術(shù)特征如表 1-1 所示。 表 1-1 采區(qū)電氣設(shè)備技術(shù)特征 采區(qū)設(shè)備 設(shè)備名稱設(shè)備型號 額定 容量 pe (kw) 額定 電壓 uc(v) 額定 電流 ie(a) 額定起動 電流 iqe (a) 功率因數(shù) cos 效率 j 臺數(shù) 上山絞車jt1600/12241103801212420.860.931 照明1.2127 煤電鉆mz2-121.21279540.790.7952 回柱絞車yb

9、3160m-41166014.5870.840.8852 噴漿機(jī)yb112m-446605.0830.50.800.851 局部扇風(fēng)機(jī)bky60-446604.732.90.800.856 耙斗裝巖機(jī)ybb-10-41166012.172.60.750.801 充電機(jī)kgca10-90/4016660210.750.883 二、變壓器容量計算二、變壓器容量計算 1.+830 水平絞車變電所變壓器容量： st1 =pe1kxkc /cospj =111.20.41/0.6 =74.13 kva 式中：cospj 加權(quán)平均功率因素，根據(jù)煤礦井下供電設(shè)計指導(dǎo) （以下簡稱 設(shè)指 ）表 1-2 查傾斜炮

10、采工作面，取 cospj =0.6； kx需要系數(shù)，參見設(shè)指表 1-2，取 kx=0.4； kc采區(qū)重合系數(shù)，供一個工作面時取 1，供兩個工作面時取 0.95，供三個 工作面時取 0.9，此處取 1； pe1+830 絞車電動機(jī)與照明的額定容量之和； pe1110+1.2=111.2 kw 2.+830 水平采區(qū)變電所變壓器容量: st2 =pe2kxkc/cospj =111.40.40.9/0.6 =66.84 kva xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 6 式中：cospj 加權(quán)平均功率因素，根據(jù)煤礦井下供電設(shè)計指導(dǎo)表 1- 2 查傾斜炮采工作面，取 cospj =0.6； kx需要系數(shù)，參見設(shè)

11、指表 1-2，取 kx=0.4； pe2由+830 水平采區(qū)變電所供電的+805、+775、+755 水平的 所有電動機(jī)額定容量之和； pe246+112+1.22+163+4+11=111.4 kw 三、變壓器的型號、容量、臺數(shù)的確定三、變壓器的型號、容量、臺數(shù)的確定 根據(jù) stest原則，查煤礦井下供電的三大保護(hù)細(xì)則表 3-1 選型號為 ks9- 100/6/0.4 變壓器一臺，用于絞車與照明的供電，選型號為 ks9-100/6/0.69 變壓器 一臺,用于三個工作面設(shè)備的供電。其技術(shù)特征如表 1-2 所示。 表 12 變壓器技術(shù)數(shù)據(jù) 額定電壓 （v） 阻抗電壓（）損耗（w）線圈阻抗（）

12、型號 一次二次 額定 容量 se (kva) udurux空載短路 rx 重量 （kg ） 參 考 價 格 /元 ks9- 100/6 6000 400/ 690 10041.453.732801450 0.0233/ 0.0690 0.0597/ 0.1775 2500 4 萬 xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 7 第二章第二章 采區(qū)變電所及工作面配電所位置的確定采區(qū)變電所及工作面配電所位置的確定 一、采區(qū)變電所位置一、采區(qū)變電所位置 根據(jù)采區(qū)變電所位置確定原則，采區(qū)變電所位置選擇要依靠低壓供電電壓，供電 距離，采煤方法，采區(qū)巷道布置方式，采煤機(jī)械化程度和機(jī)械組容量大小等因素確定。 二、工作面配電

13、點(diǎn)的位置二、工作面配電點(diǎn)的位置 在工作面附近巷道中設(shè)置控制開關(guān)和起動器，由這些裝置構(gòu)成的整體就是工作面 配電點(diǎn)。它隨工作面的推進(jìn)定期移動。 根據(jù)掘進(jìn)配電點(diǎn)至掘進(jìn)設(shè)備的電纜長度，設(shè)立： p1 配電點(diǎn)：含春第二變電所人行上山+825 采區(qū)變電所+830 絞車峒室； p2 配電點(diǎn)：+825 采區(qū)變電所+805 水平采區(qū)配電點(diǎn)； p3 配電點(diǎn)：+825 采區(qū)變電所+775 水平采區(qū)配電點(diǎn)； p4 配電點(diǎn)：+825 采區(qū)變電所+755 水平運(yùn)輸巷掘進(jìn)配電點(diǎn)。 xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 8 第三章第三章 采區(qū)供電電纜的確定采區(qū)供電電纜的確定 一、擬定原則一、擬定原則 采區(qū)供電電纜是根據(jù)采區(qū)機(jī)械設(shè)備配置圖

14、擬定，應(yīng)符合安全、經(jīng)濟(jì)、操作靈活、 系統(tǒng)簡單、保護(hù)完善、便于檢修等項(xiàng)要求。 原則如下： 1）保證供電可靠，力求減少使用開關(guān)、起動器、使用電纜的數(shù)量應(yīng)最少。 原則上一臺起動器控制一臺設(shè)備。 2）采區(qū)變電所動力變壓器多于一臺時，應(yīng)合理分配變壓器負(fù)荷，通常一臺變壓器 擔(dān)負(fù)一個工作面用電設(shè)備。 3）變壓器最好不并聯(lián)運(yùn)行。 4）采煤機(jī)宜采用單獨(dú)電纜供電，工作面配電點(diǎn)到各用電設(shè)備宜采用輻射式供電上 山及順槽輸送機(jī)宜采用干線式供電。 5）配電點(diǎn)起動器在三臺以下，一般不設(shè)配電點(diǎn)進(jìn)線自動饋電開關(guān)。 6）工作面配電點(diǎn)最大容量電動機(jī)用的起動器應(yīng)靠近配電點(diǎn)進(jìn)線，以減少起動器間 連接電纜的截面。 7）供電系統(tǒng)盡量減少回

15、頭供電。 8）低沼氣礦井、掘進(jìn)工作面與回采工作面的電氣設(shè)備應(yīng)分開供電，局部扇風(fēng)機(jī)實(shí) 行風(fēng)電沼氣閉鎖，沼氣噴出區(qū)域、高壓沼氣礦井、煤與沼氣突出礦井中，所有 掘進(jìn)工作面的局扇機(jī)械裝設(shè)三專（專用變壓器、專用開關(guān)、專用線路）二閉鎖 設(shè)施即風(fēng)、電、沼氣閉鎖。 二、按照采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定原則確定供電系統(tǒng)圖二、按照采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定原則確定供電系統(tǒng)圖 采區(qū)變電所供電系統(tǒng)擬定圖如附圖 1 所示。 xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 9 m mm mmmm m m m mmm xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 10 附圖 1 第四章第四章 采區(qū)低壓電纜的選擇采區(qū)低壓電纜的選擇 一、電纜長度的確定一、電纜長度的確定 根據(jù)采區(qū)平

16、面布置圖和采區(qū)剖面圖可知：人行上山傾角為 25。 以計算上山絞車的電纜長度為例： 從剖面圖可知+825 采區(qū)變電所到+830 水平上山絞車硐室的距離為 50m。 考慮實(shí)際施工電纜垂度，取其長度為理論長度的 1.05 倍 則實(shí)際長度為：ls=l1.05=52.5 m，取 55 m. 同理 其他電纜長度亦可計算出來，如附圖 1 所示。 二、電纜型號的確定二、電纜型號的確定 礦用電纜型號應(yīng)符合煤礦安全規(guī)程規(guī)定，所有井下低壓電纜勻采用 my 型。 三、電纜選擇原則三、電纜選擇原則 1） 、在正常工作時電纜芯線的實(shí)際溫升不得超過絕緣所允許的溫升，否則電纜將因 過熱而縮短其使用壽命或迅速損壞。橡套電纜允許

17、溫升是 65，鎧裝電纜允許溫 升是 80，電纜芯線的時間溫升決定它所流過的負(fù)荷電流，因此，為保證電纜的 正常運(yùn)行，必須保證實(shí)際流過電纜的最大長時工作電流不得超過它所允許的負(fù)荷電 流。 2） 、正常運(yùn)行時，電纜網(wǎng)路的實(shí)際電壓損失必須不大于網(wǎng)路所允許的電壓損失。為 保證電動機(jī)的正常運(yùn)行，其端電壓不得低于額定電壓的 95%，否則電動機(jī)等電氣設(shè) 備將因電壓過低而燒毀。所以被選定的電纜必須保證其電壓損失不超過允許值。 3） 、距離電源最遠(yuǎn)，容量最大的電動機(jī)起動時，因起動電流過大而造成電壓損失也 最大。因此，必須校驗(yàn)大容量電動機(jī)起動大，是否能保證其他用電設(shè)備所必須的最 低電壓。即進(jìn)行起動條件校驗(yàn)。 4）

18、、電纜的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)滿足要求，特別是對移動設(shè)備供電的電纜。采區(qū)常移動的橡 套電纜支線的截面選擇一般按機(jī)械強(qiáng)度要求的最小截面選取時即可，不必進(jìn)行其他 項(xiàng)目的校驗(yàn)。對于干線電纜，則必須首先按允許電流及起動條件進(jìn)行校驗(yàn)。 5)、對于低壓電纜，由于低壓網(wǎng)路短路電流較小，按上述方法選擇的電纜截面的熱 穩(wěn)定性均能滿足其要求，因此可不必再進(jìn)行短路時的熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 四、低壓電纜截面的選擇四、低壓電纜截面的選擇 1.移動支線電纜截面 采區(qū)常移動的電纜支線的截面選擇時考慮有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按設(shè) 指表 2-23 初選支線電纜截面即可.具體如附圖 1 所示。 2.干線電纜截面的選擇： 由于干線線路長,電流大,電

19、壓損失是主要矛盾,所以干線電纜截面按電壓損失 xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 11 計算。 采區(qū)變電所供電擬定圖如附圖 1 所示。 (1) +755 水平巖巷掘進(jìn)配電點(diǎn) 根據(jù)uz值的取值原則,選取配電點(diǎn)中線路最長,電動機(jī)額定功率最大的支線 來計算。 1) .根據(jù)設(shè)指表 2-23,11kw 耙斗裝巖機(jī)初選電纜為 my 316+16 100m, 用負(fù)荷矩電壓損失計算支線電纜電壓損失： uz% = kfpelzk% =11110010-30.333 =0.366 式中： uz%支線電纜中電壓損失百分比； kf負(fù)荷系數(shù),取 kf=1； pe電動機(jī)額定功率,kw； lz支線電纜實(shí)際長度,km； k%千瓦公里

20、負(fù)荷電壓損失百分?jǐn)?shù), 查設(shè)指表 2-28,取 k%=0.333 uz =uz%ue/100 =0.366660/100 =2.4 v 式中： uz支線電纜中電壓損失,v； 2) .變壓器電壓損失為： ub% =(ur%cospj+ux%sinpj) = 0.67(1.450.6+3.730.8) =2.58 式中：ub%變壓器電壓損失百分比； 變壓器的負(fù)荷系數(shù), =stj1/se=66.84/100=0.67； se變壓器額定容量,kva； stj1變壓器二次側(cè)實(shí)際負(fù)荷容量之和,kva. stj1=66.84 kva； ur%變壓器額定負(fù)荷時電阻壓降百分?jǐn)?shù), 查表 1-2,取 ur%=1.45

21、； ux%變壓器額定負(fù)荷時電抗壓降百分?jǐn)?shù), 查表 1-2,取 ux%=3.73； cospj加權(quán)平均功率因數(shù), 查設(shè)指表 1-2,取 cospj =0.6, sinpj=0.8； ub =ub%u2e/100=2.58660/100=17.03 v xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 12 3) .干線電纜允許電壓損失為: ugy =uy-uz-ub =63-2.4-17.03 =43.57 v 式中：ugy干線電纜中允許電壓損失,v； uy允許電壓損失,v, 查設(shè)指表 2-33, ue=660v 時, uy=63v； uz支線電纜中電壓損失,v； ub變壓器中電壓損失,v； 4) .干線電纜截面確定

22、 agy = kxpelgy103/(uerugypj) =0.739650103/(66042.543.570.85) =17.1 mm2 式中：agy干線電纜截面積, mm2； kx需用系數(shù)，取 kx=0.7； pe干線電纜所帶負(fù)荷額定功率之和,kw, pe=42+11+4+16=39 kw； lgy干線電纜實(shí)際長度,m； r電纜導(dǎo)體芯線的電導(dǎo)率, m/(mm2)取 r=42.5mm2； ugy干線電纜中最大允許電壓損失,v； pj加權(quán)平均效率,pj=（160.88+40.85+110.8+420.85） /39=0.85； 根據(jù)計算選擇干線電纜為 my 325 +110 650m (2)

23、+775 水平采區(qū)配電點(diǎn)的干線電纜： 1) .支線電纜電壓損失： uz% = kfpelzk% =11115010-30.211 xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 13 =0.35 式中：k%查設(shè)指表 2-28,取 k%=0.211 uz =uz%ue/100 =0.35660/100 =2.31 v 2) .干線電纜允許電壓損失為： ugy =uy-uz-ub =63-2.31-17.03 =43.66 v 3) .干線電纜截面確定： agy = kxpelgy103/(uerugypj) =0.736.2600103/(66042.543.660.87) =14.3 mm2 式中：pe干線電纜所

24、帶負(fù)荷額定功率之和,kw, pe=42+11+1.2+16=36.2 kw； pj 加權(quán)平均效率， pj=(420.85+110.885+1.20.795+160.88)/36.2=0.8 7 根據(jù)計算選擇干線電纜為 my 325+110 600m (3) +805 水平采區(qū)配電點(diǎn)的干線電纜： 由于+805 水平與+775 水平的設(shè)備完全相同，故兩者的干線電纜允許電壓損 失相同，均為 43.66 v. agy = kxpelgy103/(uerugypj) =0.736.2520103/(66042.543.660.87) =12.4 mm2 根據(jù)計算選擇干線電纜為 my 325+110 52

25、0m xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 14 (4) +830 絞車房供電計算圖如圖 4-1 所示。 圖 4-1 +830 絞車房供電計算圖 向 110kw 絞車供電的電纜截面的選擇： 根據(jù)所選用 ks9-100/6 型變壓器, 查表 1-2 得, ur%=1.45,ux%=3.73； 變壓器的電壓損失為： ut%=(st/se)(ur%cospj+ux%sinpj) =(74.13/100)(1.450.6+3.730.8) =2.86 ut =ut%u2e/100 =2.86400/100 =11.44 v 絞車支線電纜允許電壓損失： ugy=uy-ub=39-11.44=27.56 v 式中：

26、uy 允許電壓損失，v,查設(shè)指表 2- 33，ue=380v 時uy =39 v. 絞車支線電纜截面確定： agy = kxpelgy103/(uerugypj) =0.711055103/(38042.527.560.8) =11.9 mm2 根據(jù)計算選用 my 350+116 55m 型電纜. 五、采區(qū)電纜熱穩(wěn)定校驗(yàn)五、采區(qū)電纜熱穩(wěn)定校驗(yàn) 按起動條件校驗(yàn)電纜截面： 11kw 回柱絞車是較大負(fù)荷起動，也是采區(qū)中容量最大、供電距離較遠(yuǎn)的用 xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 15 電設(shè)備，選擇的電纜截面需要按起動條件進(jìn)行校驗(yàn)。 1) 電動機(jī)最小起動電壓： uqmin= ue = 660 1.2 2.5

27、 =457.26v error!error! referencereference sourcesource notnot found.found.式中: ue 電動機(jī)額定電壓,v； kq 電動機(jī)最小允許起動轉(zhuǎn)矩 mqmin 與額定轉(zhuǎn)矩 me之比值. 查設(shè)指 表 2-38,取 kq=1.2； aq電動機(jī)額定電壓下的起動轉(zhuǎn)矩 meq與額定轉(zhuǎn)矩 me之比值,由電動機(jī)技 術(shù)數(shù)據(jù)表查得,礦用隔爆電動機(jī) aq=error!error! nono bookmarkbookmark namename given.given. 2.5。 2) . 起動時工作機(jī)械支路電纜中的電壓損失： uzq=（iqlzcos

28、q103）/（raz） 3 =（60.30.150.55103）/(42.525) 3 =8.11 v 式中: cosq電動機(jī)起動時的功率因數(shù)，估取 cos=0.55,sin=0.84； r 支線電纜芯線導(dǎo)體的電導(dǎo)率,m/(mm2)； az支線電纜的芯線截面, mm2； lz支線電纜實(shí)際長度.km； iq電動機(jī)實(shí)際起動電流,a； iq=iequqmin/ue=87457.26/660=60.3a； 式中: ieq 電動機(jī)在額定電壓下的起動電流,a； uqmin 電動機(jī)最小起動電壓,v; ue 電動機(jī)額定電壓,v； 3)、 起動時干線電纜中的電壓損失： ugq=（igqlgcosgq103）/（

29、rag） 3 =(102.70.60.57103)/(42.525) 3 =57.3 v 式中: r 干線電纜芯線導(dǎo)體的電導(dǎo)率,m/(mm2)； lg 干線電纜實(shí)際長度,km； ag干線電纜的芯線截面, mm2； cosgq干線電纜在起動條件下的功率因數(shù), cosgq =(iqcosq+iicospj)/igq =(60.30.55+42.20.6)/102.7 =0.57 xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 16 igq干線電纜中實(shí)際實(shí)際起動電流,a； igq= (iq cosq + ii cospj)2+ (iq sinq + ii sinpj)2 = (60.3 0.55 + 42.2 0.6)

30、2+ (60.3 0.84 + 42.2 0.8)2 =102.7 a 中: ii其余電動機(jī)正常工作電流，a； ii =pe/（uepjcospj） 3 =（25.2103）/(6600.870.6) 3 =42.2 a 4) . 起動時變壓器的電壓損失： ubq% = (ibq/ibe)( ur% cosbq+ux%sinbq ) =(102.7/113)(1.450.57+3.730.82) =3.53 ubq =ubq%ube/100 =6903.53/100 =24.36 v 式中: ibq起動時變壓器的負(fù)荷電流,a； ibe 變壓器負(fù)荷額定電流,a； ube變壓器負(fù)荷側(cè)額定電壓,v；

31、 cosbq起動時變壓器負(fù)荷功率因數(shù)； 5) . 起動狀態(tài)下供電系統(tǒng)中總的電壓損失： uq =uzq + ugq + ubq =8.11+57.3+24.36 =89.77 v 6) .檢驗(yàn)條件： u2e-uq =690-89.77=600.23v457.26v 又因?yàn)?600.23v 相對于額定電壓的百分?jǐn)?shù)為 600.23/660100%=90.9%，超過磁力 起動器吸合線圈要求的電壓。所以檢驗(yàn)結(jié)果可以認(rèn)為選用 25mm2的橡套電纜滿足了起 動條件。 xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 17 第五章第五章 采區(qū)高壓電纜的選擇采區(qū)高壓電纜的選擇 一、選擇原則一、選擇原則 1、按經(jīng)濟(jì)電流密度計算選定電纜

32、截面，對于輸送容量較大，年最大負(fù)荷利用的小時數(shù) 較高的高壓電纜尤其應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度對其截面進(jìn)行計算。 2、按最大持續(xù)負(fù)荷電流校驗(yàn)電纜截面，如果向單臺設(shè)備供電時，則可按設(shè)備的額定電 流校驗(yàn)電纜截面。 3、按系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時發(fā)生的三相短路電流校驗(yàn)電纜的熱穩(wěn)定性，一般在電纜首端 選定短路點(diǎn)。井下主變電所饋出線的最小截面，如果采用的鋁芯電纜時，應(yīng)該不小于 50mm2 。 4、按正常負(fù)荷及有一條井下電纜發(fā)生故障時，分別校驗(yàn)電纜的電纜的電壓損失。 5、固定敷設(shè)的高壓電纜型號按以下原則確定： 1）在立井井筒或傾角 45及其以上的井筒內(nèi)，應(yīng)采用鋼絲鎧裝不滴流鉛包紙絕緣電纜， 鋼絲鎧裝交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，鋼絲

33、鎧裝聚氯乙稀絕緣電纜或鋼絲鎧裝鉛包紙絕緣 電纜。 2）在水平巷道或傾角 45以下的井巷內(nèi)，采用鋼帶鎧裝不滴流鉛包紙絕緣電纜，鋼帶 鎧裝聚氯乙稀絕緣電纜或鋼帶鎧裝鉛包紙絕緣電纜。 3）在進(jìn)風(fēng)斜井，井底車場及其附近，主變電所至采區(qū)變電所之間的電纜，可以采用鉛 芯電纜，其它地點(diǎn)必須采用銅芯電纜。 6、移動變電站應(yīng)采用監(jiān)視型屏蔽橡膠電纜。 二、選擇步驟二、選擇步驟 1、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面: a1=in/nj =7.2/12.25 =3.2 mm2 式中： a電纜的計算截面, mm2； in電纜中正常負(fù)荷時持續(xù)電流，in=sb1/(ue) =74.13/( 6) 33 =7.2a； xxx 物理

34、與機(jī)電工程學(xué)院 18 n同時工作的電纜根數(shù)，n=1； j經(jīng)濟(jì)電流密度，a/mm2,見設(shè)指表 2-18，銅芯電纜取 j=2.25 a/mm2； a2 =in/nj =6.43/12.25 =2.86 mm2 式中：in電纜中正常負(fù)荷時持續(xù)電流，in=sb2/(ue) =66.84/( 6) 33 =6.43 a； 由設(shè)指表 2-9 查取電纜型號為：myjv22-6000 335 1000m 2、校驗(yàn)方法： （1） 、按持續(xù)允許電流校驗(yàn)電纜截面： kip=(60.345 180.9)aia=7.2a 式中： ip環(huán)境溫度為 25 度時電纜允許載流量,a,由設(shè)指表 2-8 查取 ip=135； k環(huán)

35、境溫度不同時載流量的校正系數(shù),由設(shè)指表 2-6 查取： 0.447k1.34； ia持續(xù)工作電流, ia= sb1/(ue) =74.13/(6) =7.2a ； 33 kip =(60.345 180.9)aia,符合要求。 （2）電纜短路時的熱穩(wěn)定條件檢驗(yàn)電纜截面,取短路點(diǎn)在電纜首端,取井下主變 電所容量為 50mva,則 id（3） = sd/(up) 3 =(50103)/( 6.3) 3 =4582.1 a amin = (id（3）)/c tj =(4582.1)/159 0.25 =14.41mm2a1=35 mm2 符合要求。 式中： amin電纜最小截面, mm2； id（3

36、）主變電所母線最大運(yùn)行方式時的短路電流,a； tj短路電流作用假想時間,s；對井下開關(guān)取 0.25s； c 熱穩(wěn)定系數(shù), 由設(shè)指表 2-10 查取 c=159； (3)、按電壓損失校驗(yàn)電纜截面： u% =kpl/1000 xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 19 =1.836111.21/1000 =0.2%7% 故滿足要求。 式中： u%電纜電纜中電壓損失的百分?jǐn)?shù)； k兆瓦公里負(fù)荷矩電纜中電壓損失百分?jǐn)?shù), 由設(shè)指表 2-15 查取 6kv 銅芯電纜兆瓦公里負(fù)荷矩電纜中電壓損失 k=1.836； p電纜輸送的有功功率； 7%允許電壓損失百分?jǐn)?shù)； 因此所選 myjv22-6000 335 的高壓電纜符合

37、要求。 第六章第六章 采區(qū)低壓控制電器的選擇采區(qū)低壓控制電器的選擇 一、電器選擇按照下列一般原則進(jìn)行一、電器選擇按照下列一般原則進(jìn)行 1）按環(huán)境要求，采區(qū)一律選用隔爆型或隔爆兼本質(zhì)安全型電器。 2）按電器額定參數(shù)選擇 （1） 低壓控制電器的額定電流要大于或等于用電設(shè)備的持續(xù)工作電流，其額定電 壓也應(yīng)與電網(wǎng)的額定電壓相符合。 （2） 控制電器的分?jǐn)嗄芰?，電流?yīng)不小于通過它的最大三相短路電流。 3）工作機(jī)械對控制的要求選擇 (1) 工作線路總開關(guān)和分路開關(guān)一般選用自動饋電開關(guān)，如新系列的 kbz 型自動 饋電開關(guān)。 (2) 不需要遠(yuǎn)方控制或經(jīng)常起動的設(shè)備，如照明變壓器，一般選用手動起動器， 如 q

38、jc 型等。 (3) 需要遠(yuǎn)方控制，程控或頻繁起動的機(jī)械，如采煤機(jī)、裝巖機(jī)、輸送機(jī)等一般 選用 qjc 系列，dqbh 型磁力起動器或新系列隔爆型磁力起動器等。 (4) 需要經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)控制的機(jī)械，如回柱絞車、調(diào)度絞車等，一般選用 qc8380n 型或新系列可逆磁力起動器等。 4）開關(guān)電器的保護(hù)裝置，要適應(yīng)電網(wǎng)和工作機(jī)械的保護(hù)要求： （1） 變壓器二次的總開關(guān)要有過電流和漏電保護(hù)。 （2） 變電所內(nèi)各分路的配出開關(guān)及各配電點(diǎn)的進(jìn)線開關(guān)要有過電流保護(hù)。 （3） 大型采掘機(jī)械，如采煤機(jī)組、掘進(jìn)機(jī)組等需要短路保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)，有條 件的增設(shè)漏電閉鎖保護(hù)。 （4） 一般小型機(jī)械，如電鉆、局扇、回柱絞車

39、及小功率輸送機(jī)等需要有短路保護(hù) 和斷相保護(hù)。 5）開關(guān)電器接線口的數(shù)目要滿足回路和控制回路接線的要求，其內(nèi)徑應(yīng)與電纜外徑相 適應(yīng)。 二、據(jù)已選定的電纜截面、長度來選擇開關(guān)、起動器容量及整定計算二、據(jù)已選定的電纜截面、長度來選擇開關(guān)、起動器容量及整定計算 1、計算開關(guān)的工作電流 ig（以 110kw 的上山絞車的控制開關(guān)為例） ig （kfpe103）/（uecosee） 3 xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 20 （0.8110103）/（6600.860.93） 3 167.17a 其余開關(guān)的工作電流如表 61 所示。 2、開關(guān)的選擇結(jié)果： 根據(jù) ig、ue，查煤礦電工手冊礦井供電 下表 11-1

40、-17 選 110kw 上山絞車的控 制開關(guān)選 kbz200 饋電開關(guān)一臺。 11kw 的裝巖機(jī)控制開關(guān)的選擇： ig（kfpe103）/（uecosee） 3 （0.811103）/（6600.750.80） 3 =12.83 a 根據(jù) ig、ue，查煤礦電工手冊礦井供電 下表 11-1-1 選 qjc-60 型磁力起動 器一臺。 1.2kw 煤電鉆控制開關(guān)的選擇： s =pe/cose =1.2/0.79 =1.52kva 根據(jù) s7 ， 符合要求。 式中：id(2) 被保護(hù)線路末端最小兩相短路電流，a； 7靈敏度系數(shù)，可參考工礦企業(yè)供電設(shè)計指導(dǎo)書表 3-39； idz所選熔體的額定電流，

41、a。 xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 24 其余各開關(guān)短路點(diǎn)、短路電流及靈敏度校驗(yàn)，如附圖 2 和表 7-1 所示。 xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 25 附圖 2 m mm mmmm m m m mmm xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 26 表 7-1 供電系統(tǒng)中各點(diǎn)短路電流值及靈敏度校驗(yàn)表 短路點(diǎn)兩相短路電流（a）開關(guān)保護(hù)整定值（a）靈敏系數(shù) b1 2595 b2 1623 g1538 繼電器 100a 5.361.5 g2572 繼電器 100a 5.721.5 g3636 繼電器 100a 6.361.5 z12192 繼電器 200a 10.961.5 z2161.68 熔斷器 15a 10.7

42、84 z3490.26 熔斷器 20a 24.517 z4348.24 熔斷器 20a 17.417 z5525.11 熔斷器 40a 13.137 z6580.47 熔斷器 60a 9.677 z767.43 熔斷器 15a 4.504 z8497 熔斷器 60a 8.287 z9420.75 熔斷器 20a 21.047 z10453.04 熔斷器 40a 11.337 z11315.49 熔斷器 20a 15.777 z12428.59 熔斷器 20a 21.437 z13450.44 熔斷器 20a 22.527 z14327.34 熔斷器 20a 16.377 z15480.08 熔

43、斷器 40a 127 z16526.24 熔斷器 60a 8.777 z1763.36 熔斷器 15a 4.224 xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 27 第八章第八章 高壓配電箱的選擇和整定高壓配電箱的選擇和整定 一、高壓配電箱的選擇原則一、高壓配電箱的選擇原則 1、配電裝置的額定電壓應(yīng)符合井下高壓網(wǎng)絡(luò)的額定電壓等級。 2、配電裝置的額定開斷電流應(yīng)不小于其母線上的三相短路電流。 3、配電裝置的額定電流應(yīng)不小于所控設(shè)備的額定電流。 4、動作穩(wěn)定性應(yīng)滿足母線上最大三相短路電流的要求。 二、高壓配電箱的選擇二、高壓配電箱的選擇 1、t1負(fù)荷長期工作電流： in=sn/(ue) 3 =74.13/(6)

44、3 =7.13 a useux=6kv iseig=7.13a ssesd(3)=50mva 式中： sn受控制負(fù)荷的計算容量，kva ue電網(wǎng)額定電壓，kv use高壓開關(guān)額定電壓，kv ise高壓開關(guān)額定電流，ka sse 高壓開關(guān)銘牌上標(biāo)示的額定斷流容量，kva 根據(jù)以上這些計算結(jié)果，按煤礦安全規(guī)程的規(guī)定選用，查設(shè)指表 2-62， 選擇高壓配電箱型號為 pb3-6ga，其技術(shù)數(shù)據(jù)如表 8-1 所示。 2、t2負(fù)荷長期工作電流： in=sn/(ue) 3 =66.84/(6) 3 =6.43 a useux=6kv iseig=10.37a ssesd(3)=50mva 根據(jù)以上這些計算結(jié)

45、果，按煤礦安全規(guī)程的規(guī)定選用，查設(shè)指表 2-62，選擇 高壓配電箱型號為 pb3-6ga，其技術(shù)數(shù)據(jù)如表 8-1 所示。 表 8-1 高壓配電箱技術(shù)數(shù)據(jù)表 極限通過電流 （kva） 型號 額定電壓 （kv） 最高工作 電壓 （kv） 額定電流 （a） 斷流容量 （mva） 額定斷流電 流（ka） 峰值有效值 10s 熱穩(wěn) 定電流 （ka） pb3-6 ga66.920201.924.812.780.50 xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 28 三、高壓配電箱的整定和靈敏度的校驗(yàn)三、高壓配電箱的整定和靈敏度的校驗(yàn) 1、t1的整定 idz =(1.21.4) （iqd +ie）/(ktki) =1.3(

46、660+2.4)/(9.110) =9.46 a 查設(shè)指表 2-83，取 idz=10a； 式中： ki電流互感器的變流比，ki=50/5=10； 1.21.4可靠系數(shù)； kt變壓比，kt=6300/690=9.1。 靈敏度校驗(yàn)： id(2)= 2299a km = id(2)/(ktkiidz) =2299/(9.11010) =2.531.5 符合要求。 2、t2的整定 idz=(1.21.4) （iqd +ie）/(ktki) =1.3(37.95+49.2)/(9.1 10) =1.25 a 查設(shè)指表 2-83，取 idz=5a 靈敏度校驗(yàn)： id(2)= 3750a km = id(

47、2)/(ktkiidz) =3750/(9.1105) =8.241.5 符合要求。 xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 29 第九章第九章 井下漏電保護(hù)裝置的選擇井下漏電保護(hù)裝置的選擇 一、井下漏電保護(hù)裝置的作用一、井下漏電保護(hù)裝置的作用 1、工作電表經(jīng)常監(jiān)視電網(wǎng)的絕緣電阻，以便進(jìn)行預(yù)防性維修。 2、接地絕緣電阻降低到危險值或人觸及一相導(dǎo)體，或電網(wǎng)一相接地時，能很快的 使自動開關(guān)跳閘，切斷電源，防止觸電或漏電事故。 3、當(dāng)人觸及電網(wǎng)一相時，可以補(bǔ)償人身的電容電流，從而減少通過人體的電流， 降低觸電危險性。當(dāng)電網(wǎng)一相接地時，也可以減少接地故障電流，防止瓦斯、煤層爆 炸。 二、漏電保護(hù)裝置的選擇二、漏電保護(hù)裝置的選擇 由于選用 kbz 型饋電開關(guān)，其自帶漏電保護(hù)，無需再外設(shè)檢漏繼電器。 三、井下檢漏保護(hù)裝置的整定三、井下檢漏保護(hù)裝置的整定 檢漏繼電器動作電阻值，是根據(jù)保護(hù)人身觸電的安全確定的。人觸電安全電 流規(guī)定為 30ma，在不考慮電網(wǎng)電容情況下，通過人體的電流根據(jù)下式計算，即 in3uq/3rn+r 在給定電網(wǎng)電壓下，人體電流 30ma 計算，則可確定出允許的電網(wǎng)最低對地絕 緣電阻值 rmin，以井下 660v