[畢業(yè)設(shè)計(jì)精品]采區(qū)變電所供電設(shè)計(jì)

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(jì)原始資料設(shè)計(jì)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(jì)算.5二、變壓器容量計(jì)算.5三、變壓器的型號(hào)、容量、臺(tái)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、電纜長(zhǎng)度的確定.10二、電纜型號(hào)

2、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(zhǎng)度來(lái)選擇開關(guān)、起動(dòng)器容量及整定計(jì)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).21xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 2 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.26一、高壓配電箱

3、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(yǔ)結(jié)束語(yǔ).31參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).32xxx 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(jì)、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)，除了對(duì)該煤礦作業(yè)過(guò)程及對(duì)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(duì)礦井采

4、區(qū)作供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)分為三大部分，第一部分為原始資料，第二部分為設(shè)計(jì)過(guò)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(jì)過(guò)程，如高壓配電箱、變壓器。電纜的選擇方法，并對(duì)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(jiǎn)明易懂。本設(shè)計(jì)方案符合煤礦安全規(guī)程 、 煤礦工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范 ，堅(jiān)持從實(shí)際出發(fā)、聯(lián)系理論知識(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)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(guò)設(shè)計(jì)，讓我了解了礦山的概況,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(shí)，使自己具有一定的理論知識(shí)的同時(shí)

5、，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(chǎng)，查閱了有關(guān)設(shè)計(jì)資料、規(guī)程、規(guī)定、規(guī)范。聽取并收錄了現(xiàn)場(chǎng)許多技術(shù)員的意見及經(jīng)驗(yàn)，對(duì)采區(qū)所需設(shè)備的型號(hào)及供電線路等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。本次設(shè)計(jì)承李斌勛老師的指導(dǎo)及天湖巖礦機(jī)電副礦長(zhǎng)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(jì)原始資料設(shè)計(jì)原始資料一、全礦概貌一、全礦概貌1、地質(zhì)儲(chǔ)量 600 萬(wàn)噸；2、礦井生產(chǎn)能力：設(shè)計(jì)能力 12 萬(wàn) t/年，實(shí)際數(shù) 11 萬(wàn) t/年；3、年工作日：300 天，日工作小時(shí)：14 小

6、時(shí)；4、礦井電壓等級(jí)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(tái)和 400kva，10/0.4 變壓器兩臺(tái)，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(jí)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(jì)年產(chǎn)量 6 萬(wàn)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(gè)區(qū)段開采，方式為炮采，區(qū)段高 20-30m。整個(gè)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)：

7、 工作面落煤經(jīng)溜槽到 1t 礦車，由電瓶車運(yùn)至井底車場(chǎng)，再由絞車提到+830 車場(chǎng)，最后由電機(jī)車?yán)降孛妗?. 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(jí)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(jì)表。xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 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(jì)算一、采區(qū)負(fù)荷計(jì)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(jì)指導(dǎo)書和礦井供電 ，查找有

8、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(hào)額定容量pe(kw)額定電壓uc(v)額定電流ie(a)額定起動(dòng)電流iqe (a)功率因數(shù)cos效率j臺(tái)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yb3160m-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.

9、172.60.750.801充電機(jī)kgca10-90/4016660210.750.883二、變壓器容量計(jì)算二、變壓器容量計(jì)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(jì)指導(dǎo) （以下簡(jiǎn)稱設(shè)指 ）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)指表 1-2，取 kx=0.4；kc采區(qū)重合系數(shù)，供一個(gè)工作面時(shí)取 1，供兩個(gè)工作面時(shí)取 0.95，供三個(gè)工作面時(shí)取 0.9，此處取 1；pe1+830 絞車電動(dòng)機(jī)與照明的額定容量之和；pe1

10、110+1.2=111.2 kw2.+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 kvaxxx 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(jì)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)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(dòng)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(hào)、容量、臺(tái)數(shù)的確定三、變壓器的型號(hào)、容量、臺(tái)數(shù)的確定根據(jù) st

11、est原則，查煤礦井下供電的三大保護(hù)細(xì)則表 3-1 選型號(hào)為 ks9-100/6/0.4 變壓器一臺(tái)，用于絞車與照明的供電，選型號(hào)為 ks9-100/6/0.69 變壓器一臺(tái),用于三個(gè)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（）型號(hào)一次二次額定容量se(kva)udurux空載短路rx重量（kg）參考價(jià)格 /元ks9-100/66000400/69010041.453.7328014500.0233/0.06900.0597/0.177525004萬(wàn)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

12、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(dòng)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(dòng)。根據(jù)掘進(jìn)配電點(diǎn)至掘進(jìn)設(shè)備的電纜長(zhǎng)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

13、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)備配置圖擬定，應(yīng)符合安全、經(jīng)濟(jì)、操作靈活、系統(tǒng)簡(jiǎn)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(dòng)器、使用電纜的數(shù)量應(yīng)最少。原則上一臺(tái)起動(dòng)器控制一臺(tái)設(shè)備。2）采區(qū)變電所動(dòng)力變壓器多于一臺(tái)時(shí)，應(yīng)合理分配變壓器負(fù)荷，通常一臺(tái)變壓器擔(dān)負(fù)一個(gè)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

14、輸送機(jī)宜采用干線式供電。5）配電點(diǎn)起動(dòng)器在三臺(tái)以下，一般不設(shè)配電點(diǎn)進(jìn)線自動(dòng)饋電開關(guān)。6）工作面配電點(diǎn)最大容量電動(dòng)機(jī)用的起動(dòng)器應(yīng)靠近配電點(diǎn)進(jìn)線，以減少起動(dòng)器間連接電纜的截面。7）供電系統(tǒng)盡量減少回頭供電。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 mm

15、mmmmmmmmmmmxxx 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(zhǎng)度的確定一、電纜長(zhǎng)度的確定根據(jù)采區(qū)平面布置圖和采區(qū)剖面圖可知：人行上山傾角為 25。以計(jì)算上山絞車的電纜長(zhǎng)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(zhǎng)度為理論長(zhǎng)度的 1.05 倍則實(shí)際長(zhǎng)度為：ls=l1.05=52.5 m，取 55 m.同理 其他電纜長(zhǎng)度亦可計(jì)算出來(lái)，如附圖 1 所示。二、電纜型號(hào)的確定二、電纜型號(hào)的確定 礦用電纜型號(hào)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

16、擇原則三、電纜選擇原則1） 、在正常工作時(shí)電纜芯線的實(shí)際溫升不得超過(guò)絕緣所允許的溫升，否則電纜將因過(guò)熱而縮短其使用壽命或迅速損壞。橡套電纜允許溫升是 65，鎧裝電纜允許溫升是 80，電纜芯線的時(shí)間溫升決定它所流過(guò)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(guò)電纜的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流不得超過(guò)它所允許的負(fù)荷電流。2） 、正常運(yùn)行時(shí)，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(dòng)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(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備將因電壓過(guò)低而燒毀。所以被選定的電纜必須保證其電壓損失不超過(guò)允許值。3） 、距離電源最遠(yuǎn)，容量最大的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，因起動(dòng)電流過(guò)大

17、而造成電壓損失也最大。因此，必須校驗(yàn)大容量電動(dòng)機(jī)起動(dòng)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(dòng)條件校驗(yàn)。4） 、電纜的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)滿足要求，特別是對(duì)移動(dòng)設(shè)備供電的電纜。采區(qū)常移動(dòng)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(shí)即可，不必進(jìn)行其他項(xiàng)目的校驗(yàn)。對(duì)于干線電纜，則必須首先按允許電流及起動(dòng)條件進(jìn)行校驗(yàn)。5)、對(duì)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(shí)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(dòng)支線電纜截面 采區(qū)常移動(dòng)的電纜支線的截面選擇時(shí)考慮有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按設(shè)指表

18、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(zhǎng),電流大,電壓損失是主要矛盾,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(jì)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(zhǎng),電動(dòng)機(jī)額定功率最大的支線來(lái)計(jì)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(jì)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 k

19、f=1；pe電動(dòng)機(jī)額定功率,kw；lz支線電纜實(shí)際長(zhǎng)度,km；k%千瓦公里負(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(shí)電

20、阻壓降百分?jǐn)?shù), 查表 1-2,取 ur%=1.45；ux%變壓器額定負(fù)荷時(shí)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 vxxx 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(shí), uy=63v；uz支線電纜中電壓損失,v；ub變壓器中電壓損失,v

21、；4) .干線電纜截面確定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(zhǎng)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(jì)算選擇干線電纜為 my 325 +110 650m(2

22、)+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%=11115010-30.211xxx 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%=0.211uz =uz%ue/100=0.35660/100=2.31 v2) .干線電纜允許電壓損失為：ugy =uy-uz-ub=63-2.31-17.03=43.66 v3) .干線電纜截面確定：agy = kxpelgy103/(uerugypj)=0.736.2600103/(66042.543.660.87)=14.3 mm2式中：pe干線電纜所帶負(fù)荷額定功率之和,kw, pe

23、=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=0.87根據(jù)計(jì)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(jì)算選擇干線電纜為 my 325+110 520mxxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 14 (4) +83

24、0 絞車房供電計(jì)算圖如圖 4-1 所示。圖 4-1 +830 絞車房供電計(jì)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) =2.86ut =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：uy 允許電壓損失，v,查設(shè)指表 2-33，ue=380v 時(shí)uy =

25、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(jì)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(dòng)條件校驗(yàn)電纜截面：11kw 回柱絞車是較大負(fù)荷起動(dòng)，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(dòng)條件進(jìn)行校驗(yàn)。 1) 電動(dòng)機(jī)最小起動(dòng)電壓：uqmin= ue = 6601.22.5 =457.26verror!error! referencereference sources

26、ource notnot found.found.式中: ue 電動(dòng)機(jī)額定電壓,v； kq 電動(dòng)機(jī)最小允許起動(dòng)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(dòng)機(jī)額定電壓下的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 meq與額定轉(zhuǎn)矩 me之比值,由電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表查得,礦用隔爆電動(dòng)機(jī) aq=error!error! nono bookmarkbookmark namename given.given. 2.5。2) . 起動(dòng)時(shí)工作機(jī)械支路電纜中的電壓損失： uzq=（iqlzcosq103）/（raz）3 =（60.30.150.55103）/(42.525)3 =8.11 v式中:

27、cosq電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)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(zhǎng)度.km；iq電動(dòng)機(jī)實(shí)際起動(dòng)電流,a；iq=iequqmin/ue=87457.26/660=60.3a； 式中: ieq 電動(dòng)機(jī)在額定電壓下的起動(dòng)電流,a；uqmin 電動(dòng)機(jī)最小起動(dòng)電壓,v;ue 電動(dòng)機(jī)額定電壓,v； 3)、 起動(dòng)時(shí)干線電纜中的電壓損失： ugq=（igqlgcosgq103）/（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

28、/(mm2)； lg 干線電纜實(shí)際長(zhǎng)度,km；ag干線電纜的芯線截面, mm2；cosgq干線電纜在起動(dòng)條件下的功率因數(shù),cosgq =(iqcosq+iicospj)/igq =(60.30.55+42.20.6)/102.7 =0.57xxx 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(dòng)電流,a；igq=(iq cosq + ii cospj)2+ (iq sinq + ii sinpj)2 =(60.3 0.55 + 42.2 0.6)2+ (60.3 0.84 + 42.2 0.8)2 =102.7 a中: ii其余電動(dòng)機(jī)正常工作電流，a；ii =pe/（uepjcospj）

29、3 =（25.2103）/(6600.870.6)3 =42.2 a4) . 起動(dòng)時(shí)變壓器的電壓損失： ubq% = (ibq/ibe)( ur% cosbq+ux%sinbq ) =(102.7/113)(1.450.57+3.730.82) =3.53ubq =ubq%ube/100=6903.53/100=24.36 v式中: ibq起動(dòng)時(shí)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；cosbq起動(dòng)時(shí)變壓器負(fù)荷功率因數(shù)；5) . 起動(dòng)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 =89.7

30、7 v6) .檢驗(yàn)條件：u2e-uq =690-89.77=600.23v457.26v又因?yàn)?600.23v 相對(duì)于額定電壓的百分?jǐn)?shù)為 600.23/660100%=90.9%，超過(guò)磁力起動(dòng)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(dòng)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(jì)算選定電纜截面，對(duì)于輸送容量較大，年最大負(fù)荷利用的小時(shí)數(shù)較高的高壓電纜尤其應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度對(duì)其截面進(jìn)行計(jì)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(tái)設(shè)備供電時(shí)，則可按設(shè)備的額定電流校驗(yàn)電纜截

31、面。3、按系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)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(shí)，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(shí)，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(hào)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(chǎng)及其附近，主

32、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(dòng)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(jì)算截面, mm2；in電纜中正常負(fù)荷時(shí)持續(xù)電流，in=sb1/(ue) =74.13/( 6) 33=7.2a；xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 18 n同時(shí)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(shí)持續(xù)電流，

33、in=sb2/(ue) =66.84/( 6) 33=6.43 a；由設(shè)指表 2-9 查取電纜型號(hào)為：myjv22-6000 335 1000m2、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(shí)電纜允許載流量,a,由設(shè)指表 2-8 查取 ip=135；k環(huán)境溫度不同時(shí)載流量的校正系數(shù),由設(shè)指表 2-6 查?。?.447k1.34；ia持續(xù)工作電流, ia= sb1/(ue) =74.13/(6) =7.2a ；33kip =(60.345 180.9)aia,符合要求。 （2）電纜短路時(shí)的熱穩(wěn)定條件檢驗(yàn)

34、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）)/ctj =(4582.1)/1590.25 =14.41mm2a1=35 mm2 符合要求。式中： amin電纜最小截面, mm2；id（3）主變電所母線最大運(yùn)行方式時(shí)的短路電流,a；tj短路電流作用假想時(shí)間,s；對(duì)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/1000xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 19 =1.836111.21

35、/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

36、網(wǎng)的額定電壓相符合。（2） 控制電器的分?jǐn)嗄芰Γ娏鲬?yīng)不小于通過(guò)它的最大三相短路電流。3）工作機(jī)械對(duì)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(dòng)饋電開關(guān)，如新系列的 kbz 型自動(dòng)饋電開關(guān)。(2) 不需要遠(yuǎn)方控制或經(jīng)常起動(dòng)的設(shè)備，如照明變壓器，一般選用手動(dòng)起動(dòng)器，如 qjc 型等。(3) 需要遠(yuǎn)方控制，程控或頻繁起動(dòng)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(dòng)器或新系列隔爆型磁力起動(dòng)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(dòng)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

37、護(hù)要求：（1） 變壓器二次的總開關(guān)要有過(guò)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(guò)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(guò)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(zhǎng)度來(lái)選擇開關(guān)、起動(dòng)器容量及整定計(jì)算二、據(jù)已選定的電纜截面、長(zhǎng)度來(lái)選擇開關(guān)、起動(dòng)器容量及整定計(jì)算1、計(jì)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 （kfpe1

38、03）/（uecosee）3xxx 物理與機(jī)電工程學(xué)院 20 （0.8110103）/（6600.860.93）3167.17a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(cè)礦井供電 下表 11-1-17 選 110kw 上山絞車的控制開關(guān)選 kbz200 饋電開關(guān)一臺(tái)。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(cè)礦井供電 下表 11-1-1 選 qjc-60 型磁力起動(dòng)器一臺(tái)。1.2kw 煤電鉆控制開關(guān)的選擇：s =p

39、e/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(jì)指導(dǎo)書表 3-39； idz所選熔體的額定電流，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 2mmmmmmmmmmmmmxxx 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 2595b2 1623g1538繼電器 100a5.361.5g25

40、72繼電器 100a5.721.5g3636繼電器 100a6.361.5z12192繼電器 200a10.961.5z2161.68熔斷器 15a10.784z3490.26熔斷器 20a24.517z4348.24熔斷器 20a17.417z5525.11熔斷器 40a13.137z6580.47熔斷器 60a9.677z767.43熔斷器 15a4.504z8497熔斷器 60a8.287z9420.75熔斷器 20a21.047z10453.04熔斷器 40a11.337z11315.49熔斷器 20a15.777z12428.59熔斷器 20a21.437z13450.44熔斷器 2

41、0a22.527z14327.34熔斷器 20a16.377z15480.08熔斷器 40a127z16526.24熔斷器 60a8.777z1763.36熔斷器 15a4.224xxx 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(jí)。 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(dòng)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(zhǎng)期

42、工作電流： in=sn/(ue)3 =74.13/(6)3 =7.13 a useux=6kv iseig=7.13a ssesd(3)=50mva 式中： sn受控制負(fù)荷的計(jì)算容量，kvaue電網(wǎng)額定電壓，kvuse高壓開關(guān)額定電壓，kv ise高壓開關(guān)額定電流，kasse 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(jì)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(hào)為 pb3-6ga，其技術(shù)數(shù)據(jù)如表 8-1 所示。 2、t2負(fù)荷長(zhǎng)期工作電流： in=sn/(ue)3 =66.84/(6)3 =6.43 a useux=6kv iseig=10.37a ss

43、esd(3)=50mva 根據(jù)以上這些計(jì)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(hào)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(guò)電流（kva）型號(hào)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 ga66.920201.924.812.780.50xxx 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(66

44、0+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(2)/(ktk

45、iidz) =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(xiǎn)值或人觸及一相導(dǎo)體，或電網(wǎng)一相接地時(shí)，能很快的使自動(dòng)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(shí)，可以補(bǔ)償人身的電容電流，從而減少通過(guò)人體的電流，降低觸電危險(xiǎn)性。當(dāng)電網(wǎng)一相接地時(shí)，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(wú)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(dòng)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(guò)人體的電流根據(jù)下式計(jì)算，即in3uq/3rn+r在給定電網(wǎng)電壓下，人體電流 30ma 計(jì)算，則可確定出允許的電網(wǎng)最低對(duì)地絕緣電阻值 rmin，以井下 660v 電網(wǎng)為例