畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書井下采區(qū)供電設(shè)計(jì)

1、江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書井下采區(qū)供電設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 專業(yè)名稱： 礦 山 機(jī) 電 班 級(jí)： 學(xué) 制： 三 年 學(xué)歷層次： 專 科 指導(dǎo)教師： 賀 建 華 論文（設(shè)計(jì)）提交日期：2011年6月 日論文（設(shè)計(jì)）答辯日期：2011年6月 日二一一年六月目錄一、 工作面概述.2二、 主要設(shè)備選型1、 采煤機(jī).32、 運(yùn)輸機(jī).33、 乳化液泵.34、 轉(zhuǎn)載機(jī).35、 破摔機(jī).36、 乳化液泵站.37、 噴霧泵.3三、 供電設(shè)計(jì)1、 供電方案42、 電壓等級(jí)選擇53、 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)6四、 供電計(jì)算及電器設(shè)備選擇（一） 移動(dòng)變電站選擇.9（二） 電纜類型選擇.11（三） 電纜截面的選擇及校驗(yàn)11（四）

2、開關(guān)選擇與保護(hù)整定24（五） 短路校驗(yàn)267215工作面概況與設(shè)備選型配置一、工作面概述：7215工作面走向長(zhǎng)度1580米，機(jī)巷為機(jī)軌合一巷，沒(méi)有布置軌道巷。二、工作面設(shè)備選型配置情況工作面配置mg400/940-wd采煤機(jī)一臺(tái)，sgz800/800運(yùn)輸機(jī)一臺(tái)，szz830/200轉(zhuǎn)載機(jī)一臺(tái)，drw-400/31.5乳化液泵二臺(tái)，plm-1500破碎機(jī)一臺(tái)，bpw320/63噴霧泵二臺(tái)，機(jī)巷配置二臺(tái)dsj-100/100/2125皮帶機(jī)二臺(tái)。主要設(shè)備選型序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)數(shù)量電機(jī)功率（kw）額定電壓（v）1采煤機(jī)mg400/940-wd194033002運(yùn)輸機(jī)sgz800/800124003

3、3003乳化液泵drw-400/31.52225033004轉(zhuǎn)載機(jī)szz830/200120011405破碎機(jī)plm-1500116011406噴霧泵bpw320/6.3224511407皮帶機(jī)dsj-100/100/21252221251140合計(jì)3190第一章、 供電計(jì)設(shè)計(jì)及電纜的選擇 （一）、移動(dòng)變電站選擇 1、移動(dòng)變電站 按照規(guī)程要求，采煤機(jī)必須能夠停止工作面官辦運(yùn)輸機(jī)，為了控制方便，采煤機(jī)與運(yùn)輸機(jī)、乳化液泵由一臺(tái)移動(dòng)變電站供電，其總負(fù)荷 =940+2400+2250=2240kw 變壓器容量計(jì)算 (此式由工礦企業(yè)供電設(shè)計(jì)手冊(cè)p348頁(yè) 10-3-3式得) =式中：-又變壓器供電的用電

4、設(shè)備的需用系數(shù)； cosw*m-由變壓器供電的用電設(shè)備的加權(quán)平均功率因數(shù)，取0.75。依據(jù)以上計(jì)算，選用一臺(tái)kbsgzy-2000/6/1.2kv的移動(dòng)變電站，變壓器容量滿足要求。2、移動(dòng)變電站移動(dòng)變電站供轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、乳化液泵、噴霧泵其總負(fù)荷=160+132+=982kw變壓器容量的計(jì)算：式中：-變壓器供電的用電設(shè)備的需用系數(shù)； cosw*m-由變壓器供電的用電設(shè)備的加權(quán)平均功率因數(shù)，取0.75。 依據(jù)以上計(jì)算，選用一臺(tái)kbsgzy-1000/6/1.2kv的移動(dòng)變電站，變壓器容量滿足要求。 （二）、電纜截面的選擇及校驗(yàn) （1）6kv高壓電纜 根據(jù)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，1#變壓器總裝機(jī)功率2240kw

5、: 6kv回路總電流 式中：-需用系數(shù)， -加權(quán)平均功率因數(shù)，取0.7按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面： 選擇銅芯電纜，允許長(zhǎng)時(shí)通過(guò)電流318a. 其中采區(qū)變電所至配電點(diǎn)選用myjv22-8.7/6-395交聯(lián)聚氯乙烯鎧裝電纜，長(zhǎng)度約1480m。配電點(diǎn)至移動(dòng)列車選用myptj-+6kv橡套電纜，長(zhǎng)度100m。 按允許電壓損失校驗(yàn) 井下雙回路供電，中央變電所分段運(yùn)行，其中一回路主要供綜采工作面，從采區(qū)變電所至移動(dòng)變電站10kv電纜總長(zhǎng)度電纜實(shí)際長(zhǎng)度計(jì)算： l=由（工礦企業(yè)供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書第189頁(yè)3-9式得）式中：l-電纜的實(shí)際長(zhǎng)度-電纜敷設(shè)路徑的長(zhǎng)度，m-電纜增長(zhǎng)系數(shù)，立井井筒中敷設(shè)的電纜取1.02；其他

6、地點(diǎn)：橡套電纜取1.1，鎧裝電纜取1.05由題給條件及采區(qū)巷道布置圖中各設(shè)備放置位置可得采區(qū)變電所到移動(dòng)變電站高壓電纜長(zhǎng)度。l=（1580-100）1.1=14801.1米=1.628km截面積95電纜總電阻r=電纜電抗x=平均功率因數(shù)取0.7；電纜末端電壓損失+=200.15（ +）=126.07v電壓損失率符合要求（2）、高壓3300各回路電纜 采煤機(jī)電纜 采煤機(jī)功率940kw,正常工作電流按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面按允許長(zhǎng)時(shí)工作電流選擇：選1條電纜，允許長(zhǎng)期通過(guò)電流205a選用分相屏蔽的5芯阻燃橡套電纜長(zhǎng)度約170米；采煤機(jī)電纜 運(yùn)輸機(jī)功率2400kw,正常工作電流按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面按允

7、許長(zhǎng)時(shí)工作電流選擇：選1條電纜，允許長(zhǎng)期通過(guò)電流205a選用分相屏蔽的5芯阻燃橡套電纜長(zhǎng)度約170米； 乳化液泵功率2250kw,正常工作電流按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面按允許長(zhǎng)時(shí)工作電流選擇：選1條電纜，允許長(zhǎng)期通過(guò)電流170a選用分相屏蔽的5芯阻燃橡套電纜長(zhǎng)度約170米；按電壓損失校驗(yàn)：變壓器電壓損失kbsgzy-2000kva移動(dòng)變電站技術(shù)參數(shù)：相對(duì)阻抗壓降：(由工礦企業(yè)供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書184頁(yè)表3-9得)二次功率損耗：變壓器二次電阻 電阻壓降百分?jǐn)?shù)變壓器電抗壓降百分?jǐn)?shù)變壓器電抗0.244變壓器電壓損失按采煤機(jī)與工作面刮板運(yùn)輸機(jī)、乳化液泵正常運(yùn)行時(shí)的電流計(jì)算采煤機(jī)工作面電流;刮板運(yùn)輸機(jī)工作電流；

8、乳化液泵工作電流總電流143.9+122.47+76.5=342.87a 計(jì)算(+)=（+）=93.26v電纜總電阻（工礦企業(yè)供電教材第167頁(yè)表7-14得）電纜電抗平均功率因數(shù)取0.8；=0.6電纜電壓損失+= (+)=9.47v總電壓損失率 按啟動(dòng)電壓校驗(yàn)采煤機(jī)最小啟動(dòng)電壓采煤機(jī)啟動(dòng)時(shí)，工作電流采煤機(jī)啟動(dòng)前刮板運(yùn)輸機(jī)工作電流122.47a運(yùn)行設(shè)備總電流133.6+122.47=256.07a變壓器電壓損失（因電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的功率因數(shù)較低，各電機(jī)電流在變壓器上的電壓損失用矢量計(jì)算）運(yùn)行設(shè)備在變壓器上產(chǎn)生的電壓損失（+）=256.07（0.0013680.8+0.2440.6）=65.37v運(yùn)行設(shè)

9、備在電纜上產(chǎn)生的電壓損失+=256.07 (+)=16.85v總電壓損失+16.85=82.22v啟動(dòng)時(shí)最低電壓3300-82.22=3217.78v2437.2v 可保證電機(jī)正常啟動(dòng)同理計(jì)算運(yùn)輸機(jī)、乳化液泵啟動(dòng)電壓也符合要求。（二）轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、噴霧泵、皮帶機(jī)電纜2#變壓器總裝機(jī)功率950kw: 6kv回路總電流 式中：-需用系數(shù)， -加權(quán)平均功率因數(shù)，取0.7按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面：選擇銅芯電纜，允許長(zhǎng)時(shí)通過(guò)電流170a. 其中采區(qū)變電所至移動(dòng)變電站選用myjv22-8.7/6-325交聯(lián)聚氯乙烯鎧裝電纜，長(zhǎng)度約1480m。配電點(diǎn)至移動(dòng)列車選用myptj-+6kv橡套電纜，長(zhǎng)度100m。

10、 按允許電壓損失校驗(yàn) 井下雙回路供電，中央變電所分段運(yùn)行，其中一回路主要供綜采工作面，從采區(qū)變電所至移動(dòng)變電站10kv電纜總長(zhǎng)度電纜實(shí)際長(zhǎng)度計(jì)算： l=由（工礦企業(yè)供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書第189頁(yè)3-9式得）式中：l-電纜的實(shí)際長(zhǎng)度-電纜敷設(shè)路徑的長(zhǎng)度，m-電纜增長(zhǎng)系數(shù)，立井井筒中敷設(shè)的電纜取1.02；其他地點(diǎn)：橡套電纜取1.1，鎧裝電纜取1.05由題給條件及采區(qū)巷道布置圖中各設(shè)備放置位置可得采區(qū)變電所到移動(dòng)變電站高壓電纜長(zhǎng)度。l=（1580-100）1.1=14801.1米=1.628km截面積電纜總電阻r=電纜電抗x=平均功率因數(shù)取0.7；電纜末端電壓損失+=41.22（ +）=25.96v電壓損

11、失率符合要求（2）、低壓1140各回路電纜 轉(zhuǎn)載機(jī)電纜 轉(zhuǎn)載機(jī)功率200kw,正常工作電流按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面按允許長(zhǎng)時(shí)工作電流選擇：選1條電纜，允許長(zhǎng)期通過(guò)電流170a選用分相屏蔽的5芯阻燃橡套電纜長(zhǎng)度約170米； 破碎機(jī)電纜 破碎機(jī)功率160kw,正常工作電流按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面按允許長(zhǎng)時(shí)工作電流選擇：選1條電纜，允許長(zhǎng)期通過(guò)電流135a選用分相屏蔽的5芯阻燃橡套電纜長(zhǎng)度約170米；噴霧泵電纜 噴霧泵功率90kw,正常工作電流按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面按允許長(zhǎng)時(shí)工作電流選擇：選1條電纜，允許長(zhǎng)期通過(guò)電流110a選用分相屏蔽的5芯阻燃橡套電纜長(zhǎng)度約170米；皮帶機(jī)電纜 皮帶機(jī)功率22125k

12、w,正常工作電流按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面按允許長(zhǎng)時(shí)工作電流選擇：選1條電纜，允許長(zhǎng)期通過(guò)電流270a選用分相屏蔽的5芯阻燃橡套電纜長(zhǎng)度約170米；按電壓損失校驗(yàn)：變壓器電壓損失kbsgzy-2000kva移動(dòng)變電站技術(shù)參數(shù)：相對(duì)阻抗壓降： (由工礦企業(yè)供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書184頁(yè)表3-9得)二次功率損耗：變壓器二次電阻 電阻壓降百分?jǐn)?shù)變壓器電抗壓降百分?jǐn)?shù)變壓器電抗變壓器電壓損失按轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)與皮帶機(jī)、噴霧泵正常運(yùn)行時(shí)的電流計(jì)算轉(zhuǎn)載機(jī)工作電流;破碎機(jī)工作電流；噴霧泵工作電流；皮帶機(jī)工作電流總電流101.29+81.034+45.8+253.23=481.068a 計(jì)算(+)=（+）=51.79v電纜總

13、電阻（工礦企業(yè)供電教材第167頁(yè)表7-14得）電纜電抗平均功率因數(shù)取0.8；=0.6電纜電壓損失+= (+)=31.66v總電壓損失率 按啟動(dòng)電壓校驗(yàn)轉(zhuǎn)載機(jī)的最小啟動(dòng)電壓轉(zhuǎn)載機(jī)啟動(dòng)時(shí)，工作電流轉(zhuǎn)載機(jī)啟動(dòng)時(shí)破碎機(jī)電流噴霧泵電流；皮帶機(jī)電流運(yùn)行設(shè)備總電流66.6+81.03+45.8+253.23=446.66a變壓器電壓損失（因電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的功率因數(shù)較低，各電機(jī)電流在變壓器上的電壓損失用矢量計(jì)算）運(yùn)行設(shè)備在變壓器上產(chǎn)生的電壓損失（+）=446.66（+）=25.93v運(yùn)行設(shè)備在電纜上產(chǎn)生的電壓損失+=446.66 (+)=29.583v總電壓損失啟動(dòng)時(shí)最低電壓114055.513=1084.487

14、v841.95v 可保證電機(jī)正常啟動(dòng)同理計(jì)算破碎機(jī)、噴霧泵、皮帶機(jī)啟動(dòng)電壓也符合要求。電纜表序號(hào)型號(hào)長(zhǎng)度用途1-8.7/6-1628m2+100m3170m采煤機(jī)41628m運(yùn)輸機(jī)6100m轉(zhuǎn)載機(jī)7-0.66/1.2-+200m乳化泵、8170m皮帶機(jī)9100m噴霧泵10100破碎機(jī)第二章高壓配電裝置選擇煤礦井下設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定中規(guī)定：井下用電移動(dòng)變電站，動(dòng)力變壓器側(cè)應(yīng)有短路，過(guò)負(fù)荷和無(wú)壓釋放保護(hù)：供給移動(dòng)變電站的高壓饋電線還應(yīng)有電纜監(jiān)視保護(hù)。bgp-6、gbp3-6、bgp6-6型高壓隔爆配電箱均符合要求，考慮到運(yùn)行，維護(hù)方便，使用安全可靠，我們選用bgp6-6型真空斷路器的隔爆配電箱。4.1.

15、1kbsgzy2000/6型移動(dòng)變電站高壓配電箱選擇配電裝置額定電壓：選定為6kv配電裝置額定電流應(yīng)大于移動(dòng)變電站的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流；移動(dòng)變電站最大長(zhǎng)時(shí)工作電流即額定電流為：式中， -變壓器額定容量，kva-變壓器變壓側(cè)額定電壓，kv移動(dòng)變電站額定電流為：選bgp66/200型隔爆真空配電箱同樣的方法算出：kbsgzy2000/6型移動(dòng)變電站高壓配電箱為bgp66/200型隔爆真空配電箱kbsgzy1000/6型移動(dòng)變電站高壓配電箱為bgp66/100型隔爆真空配電箱4.2低壓電器設(shè)備選擇4.2.1原則遵循煤礦安全規(guī)程，采區(qū)巷道及采掘工作面的低壓開關(guān)和電器設(shè)備，一律為隔爆型、本質(zhì)安全型和隔爆兼

16、本質(zhì)安全型的。這里，低壓開關(guān)包括自動(dòng)饋電開關(guān)、磁力啟動(dòng)器、手動(dòng)開關(guān)及組合開關(guān)等。低壓電器設(shè)備的具體選擇原則如下所述。（一）用電設(shè)備的額定電壓應(yīng)與其所在電網(wǎng)等級(jí)相符。開關(guān)的額定電流應(yīng)大于或等于用電設(shè)備的實(shí)際工作電流。（二）作饋電用的總開關(guān)或分路開關(guān)，應(yīng)優(yōu)先選用bkd1等真空隔爆型饋電開關(guān)，也可選用經(jīng)過(guò)真空化改造的dw80系列自動(dòng)饋電開關(guān)。（三）對(duì)綜合機(jī)械化采區(qū)和高檔普采工作面，均需配備保護(hù)齊全的660v和1140v成套電器設(shè)備。（四）直接控制電機(jī)或其它動(dòng)力設(shè)備的開關(guān)，應(yīng)選用隔爆型磁力啟動(dòng)器，其具體結(jié)構(gòu)、型號(hào)應(yīng)分別根據(jù)工作機(jī)械及控制方式，依下述原則定：（1）對(duì)需要遠(yuǎn)方控制的生產(chǎn)機(jī)械，如采煤機(jī)、截煤

17、機(jī)、裝巖機(jī)、輸送機(jī)等，可選用bqd10、qz83、dqbs、dqbzh、qjz等型號(hào)的磁力啟動(dòng)器。其中qz83系列磁力啟動(dòng)器一定要用經(jīng)過(guò)真空改造的產(chǎn)品。（2）對(duì)不經(jīng)常遠(yuǎn)方控制或不經(jīng)常啟動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械，如局部通風(fēng)機(jī)、照明設(shè)備等，應(yīng)選用qss81系列或ch-15(16)型熔斷器的開關(guān)作短路保護(hù)用。（3）對(duì)需經(jīng)常進(jìn)行遠(yuǎn)方控制正、反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械，例如刨煤機(jī)、回柱絞車、調(diào)度絞車等，應(yīng)選用bqd10-80ndz(k)a、qz83-80n型等可逆磁力啟動(dòng)器。（4）對(duì)需集中聯(lián)鎖控制的機(jī)械，如輸送機(jī)、采煤機(jī)組與可彎曲刮板輸送機(jī)等應(yīng)選用bqd10、qz83型等磁力啟動(dòng)器。（5）對(duì)向電鉆、照明設(shè)備供電的開關(guān)，一般選用

18、bz80-2.5或ksgz-4(或2.2)型等變壓器綜合裝置，也可選用qss1及ch-15(16)系列的手動(dòng)開關(guān)。（6）開關(guān)電器的繼電保護(hù)裝置，應(yīng)與電網(wǎng)和生產(chǎn)機(jī)械的要求相符，具體選用原則為：采區(qū)變電所的總低壓開關(guān)，應(yīng)設(shè)有短路、過(guò)負(fù)荷和漏電保護(hù)裝置，或至少要裝設(shè)漏電及短路保護(hù)裝置。變電所內(nèi)的分路開關(guān)及配電點(diǎn)的總開關(guān)，除需有短路、過(guò)載保護(hù)外，還應(yīng)設(shè)有漏電閉鎖或選擇性檢漏保護(hù)裝置（包含人工接地分流裝置）。向綜合機(jī)械化采煤工作面饋電的移動(dòng)變電站的低壓饋電開關(guān)，應(yīng)除有短路過(guò)負(fù)荷保護(hù)外，還應(yīng)設(shè)有漏電閉鎖和漏電保護(hù)裝置。直接控制電動(dòng)機(jī)的各種啟動(dòng)器，一般均應(yīng)具有短路過(guò)負(fù)荷、斷相的保護(hù)裝置，而對(duì)直接控制與保護(hù)采

19、煤機(jī)組等大型設(shè)備的啟動(dòng)器，還要有電器閉鎖和漏電保護(hù)裝置。井下低壓真空開關(guān)，應(yīng)有過(guò)電流保護(hù)。各類低壓開關(guān)的接線喇叭的數(shù)目，要求滿足電網(wǎng)接線的需求，而他們的出口內(nèi)徑，則需要與所用電纜的外徑相適配。4.2.2選擇實(shí)例以采煤機(jī)為例，根據(jù)采煤機(jī)的額定電流164.5a，額定電壓3300v，確定選用ke3002型礦用組合開關(guān)，其也可以作為磁力啟動(dòng)器，其額定電壓為3.3kv，額定電流為450a因450a164.5a，滿足要求。干式變壓器總饋電開關(guān)的選擇 初選kbz-200/660型開關(guān)。由于，故滿足條件。開關(guān)本身具有漏電和短路保護(hù)功能，不用再設(shè)檢漏繼電器。各分路開關(guān)的選擇乳化液泵站的饋電開關(guān)選擇初選一臺(tái)bkd

20、14002/660f型礦用隔爆型真空自動(dòng)饋電開關(guān)，其余分路開關(guān)及磁力啟動(dòng)器選擇結(jié)果見(jiàn)表4-1表4-1：各開關(guān)選擇結(jié)果表開關(guān)代號(hào)開關(guān)型號(hào)開關(guān)負(fù)荷開關(guān)代號(hào)開關(guān)型號(hào)qa3kbz-200/660干式變壓器分饋電開關(guān)sm1qbz60nsm2qbz60nsm1ke3002450/3300組合開關(guān)/啟動(dòng)器采煤機(jī)sm3qbz60sm2ke3002450/3300啟動(dòng)器運(yùn)輸機(jī)sm4qbz60sm3ke3002450/3300啟動(dòng)器乳化液泵站sm5qbz60sm4qjz160噴霧泵sm6qbz60sm5qjz160轉(zhuǎn)載機(jī)sm7qbz60sm6qjz160破碎機(jī)sm8qbz60nsm7qjz300皮帶機(jī)sm9qbz60n第三章 短路計(jì)算5.1短路回路阻抗的計(jì)算對(duì)所選配電箱，其斷流容量為200mva是國(guó)內(nèi)最大容量無(wú)疑比設(shè)備安裝處短路容量大。5.1.1