侯甲煤礦采區(qū)供電設(shè)計(jì)說明書

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書太原理工大學(xué)晉城分院 畢業(yè)生姓名 ： 茹擁軍 專業(yè) ： 礦山機(jī)電 學(xué)號(hào) ： 指導(dǎo)教師 ： 王愛樂 所屬系（部） ： 礦山機(jī)電二九年八月太原理工大學(xué)晉城分院畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱書題目： 侯甲煤礦采區(qū)供電設(shè)計(jì)機(jī)電 系 礦山機(jī)電 專業(yè) 姓名 茹擁軍設(shè)計(jì)時(shí)間：2009 年 8 月 24日2009 年 10月 30 日評(píng)閱意見：成績(jī)：指導(dǎo)教師： （簽字）職 務(wù)：200月太原理工大學(xué)晉城分院畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯記錄卡專業(yè) 姓名答 辯 內(nèi) 容 成 績(jī) 評(píng) 定專業(yè)答辯組組長(zhǎng)： （簽名）200 年 月摘 要本論文是針對(duì)陽城縣侯甲煤礦采區(qū)的地質(zhì)條件，采煤方法，巷道布置以及采區(qū)機(jī)電設(shè)備容量，分布等情況而設(shè)計(jì)的采區(qū)供電

2、系統(tǒng)和采區(qū)設(shè)備布置案。鑒于本采區(qū)設(shè)備多、用電量大、采區(qū)范圍廣等原因，使用固定變電所依不能滿足要求。因此采用采區(qū)配電所移動(dòng)變電站工作面配電點(diǎn)方式。即將10KV 高壓送到靠近用電負(fù)荷的移動(dòng)變電站變成低壓，再傳送至配電點(diǎn)或用電設(shè)備的供電方式。該供電方式具有供電質(zhì)量高、電能損耗低、經(jīng)濟(jì)安全、便于檢修等優(yōu)點(diǎn)。本論文的主要內(nèi)容包括采區(qū)變電所位置的確定、采區(qū)設(shè)備負(fù)荷計(jì)算、移動(dòng)變電站的選擇、供電系統(tǒng)的擬定、高電壓電纜的選擇、高低壓電器設(shè)備的選擇及過流保護(hù)的整定。最后對(duì)DKZB-400/1140型低壓饋電開關(guān)的工作原理做了簡(jiǎn)要介紹。關(guān)鍵詞： 繼電器， 采區(qū)供電 ，設(shè)備選擇， 負(fù)荷計(jì)算 ，供電系統(tǒng)。目 錄摘 要

3、. i第一章 設(shè)計(jì)的原始資料及任務(wù)書 . 1第一節(jié) 設(shè)計(jì)的原始資料 . 1一 侯甲煤礦概況 . 1二 已知數(shù)據(jù)資料 . 1第二節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)書 . 3設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)如下 . 3第二章 采區(qū)變電所及配電位置的確定 . 5第一節(jié) 采區(qū)變電所位置的確定 . . 5一 采區(qū)變電所位置 . 5三 KBSGZY型礦用隔爆移動(dòng)變電站性能及技術(shù)參數(shù) . 5第二節(jié) 工作面配電點(diǎn)位置的確定 . 7工作面配電點(diǎn)的確定 . 7第三節(jié) 采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定 . 7一 擬定原則 . 7二 采區(qū)供電系統(tǒng)圖的擬定 . 8第三章 變壓器的選擇 . 9第一節(jié) 變壓器選擇 . 9一 選擇原則 . 9二 變電所容量的計(jì)算步驟 . 9第

4、二節(jié) 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及變電所容量選擇 . . 9一 負(fù)荷統(tǒng)計(jì) . 9第四章 高壓電纜的選擇 . 12第一節(jié) 下井主電纜的選擇 . .12選擇原則 . 12第二節(jié) 高壓電纜選擇 . .13一 型號(hào) . 13第五章 低壓電纜的選擇 . 17第一節(jié) 低壓支線電纜的選擇 .17一 低壓電纜型號(hào)的選擇 . 17二 低壓電纜長(zhǎng)度的選擇 . 17三 低壓電纜芯數(shù)的確定 . 19四 電纜主芯線界面的確定 . 20第二節(jié) 干線電纜截面選擇 . .23一 選擇和校驗(yàn)的方法和步驟 . 23二 干線電纜截面的選擇 . 27第六章 井下短路電流計(jì)算 . 31第一節(jié) 電流問題概述 .31一 短路電流 . 31二 計(jì)算條件 .

5、32三 簡(jiǎn)化計(jì)算法 . 32第二節(jié) 電流的計(jì)算 .33第七章 井下供電設(shè)備的選擇 . 36第一節(jié) 高壓配電裝置選擇 . .36一 選擇原則 . 36 二 配電裝置的選擇 . 38第二節(jié) 低壓電器選擇 . .40 一 選擇原則 . 40 二 移動(dòng)變電站總饋電開關(guān)的選擇 . 41三 各配電點(diǎn)磁力起動(dòng)器的選擇 . 41 第八章 過電流保護(hù)裝置整定計(jì)算 . 44第一節(jié) 過電流保護(hù)整定原則和步驟 . .44 第二節(jié) 采區(qū)低壓系統(tǒng)過保護(hù)裝置的整定 . .44一 轉(zhuǎn)載機(jī)支線開關(guān)過流保護(hù)的整定 . 45 二 皮帶機(jī)支線開關(guān)過流保護(hù)的整定 . 46 三 配電點(diǎn)總開關(guān)過流保護(hù)整定 . 46 第九章 井下保護(hù)接地系

6、統(tǒng) . 48 第十章 采區(qū)設(shè)備布置圖和供電站系統(tǒng)圖的繪制 . 50第十一章 DKZB-400/1140型隔爆真空自動(dòng)饋電開關(guān)原理圖繪制.51 一 電源環(huán)節(jié) . 51二 信號(hào)轉(zhuǎn)換和整定環(huán)節(jié) . 51 三 過載保護(hù) . 52 四 短路保護(hù) . 52 五 漏氣閉鎖及失壓保護(hù) . 53 六 過電壓吸收環(huán)節(jié) . 53 附錄 . 54附圖1 . 54 附圖2 . 1 附圖3 . 1 附表4 . 2 結(jié)論 . 3 參考文獻(xiàn) . 4 致謝 . 5iii第一章 設(shè)計(jì)的原始資料及任務(wù)書第一節(jié) 設(shè)計(jì)的原始資料一 侯甲煤礦概況侯甲煤礦位于山西省陽城縣北部的芹池鄉(xiāng)境內(nèi)，其地理位置為北緯35°372735

7、76;3904，東徑112°1808112°2004。距陽城縣城約22km 。晉（城）韓（城）公路從礦區(qū)西緣經(jīng)過，經(jīng)此公路往西可達(dá)沁水、侯馬等地，與南同蒲鐵路相接；往南可達(dá)陽城、晉城，與太焦鐵路相接。侯月鐵路在礦區(qū)東約15 km處通過，經(jīng)此鐵路既可與太焦鐵路和南同蒲鐵路相通，也可直達(dá)陽城電廠，交通十分便利。該礦井煤層埋藏深度達(dá)400713 m，井田內(nèi)主要含煤地層為山西組和太原組, 山西組含煤14層, 自上而下編號(hào)為1、2、3、4號(hào)煤層，含煤系數(shù)11.38-12.40%,其中3#煤層為主要可采煤層，位于本組下部, 也是本礦準(zhǔn)采煤層。3#煤層：厚4.5-5.81 m, 平均5.

8、2 m ，含一層夾矸，厚0.15m 左右，純煤厚4.505.71m ，平均5.14m 。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，全區(qū)穩(wěn)定可采。頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，局部細(xì)粒砂巖。底板為黑色泥巖。二 已知數(shù)據(jù)資料 侯甲的已知資料如下：1采區(qū)地面位置位于陽城縣侯甲村莊附近，礦區(qū)上部建有晉侯高速公路，地面無重大建筑物，地表均被第四系松散層覆蓋，地形總體趨勢(shì)北高南低。工作面傾向長(zhǎng)度1000m ，工作面長(zhǎng)度100m ，煤厚5.2m ，一次采全高。采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤方法，單翼開采，雙巷掘進(jìn)。三班出煤，一班檢修。2回采工作面采用一般型采煤機(jī)，并用ZJH1400/15/24液壓支架支護(hù)頂板。 3煤運(yùn)輸方式：工作面采用SGW-4

9、4A 刮板輸送機(jī)，SZQ-75轉(zhuǎn)載機(jī)，順槽采用800mm 的可伸縮皮帶機(jī)；集中運(yùn)輸巷采用帶寬為1000mm 的膠帶輸送機(jī)；輔助運(yùn)輸采用軌道1運(yùn)輸。4煤巷掘進(jìn)采用炮采掘進(jìn)。5礦井采區(qū)供電由地面變電站通過鉆孔由3趟YJV22-6鎧裝電纜向采區(qū)供電。 6采區(qū)用電設(shè)備數(shù)據(jù)表見表1-1。表1-1 采區(qū)設(shè)備數(shù)據(jù)表 2膠帶大巷掘進(jìn)頭 第二節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)如下 1緒論選題目的和意義，本設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容和所做的工作。 2采區(qū)變電所及工作面配電點(diǎn)位置的選擇根據(jù)采區(qū)地質(zhì)條件、采煤方法、巷道布置以及采區(qū)機(jī)電設(shè)備容量、分布情況等進(jìn)行確定。3采區(qū)用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及采區(qū)動(dòng)力變壓器的容量、型號(hào)和臺(tái)數(shù)的確定4擬定采區(qū)供

10、電系統(tǒng)圖5短路電流的計(jì)算，并選擇高壓配電裝置和高壓電纜 6選擇采區(qū)供電系統(tǒng)中的低壓開關(guān)、起動(dòng)器3 7選擇采區(qū)供電系統(tǒng)的低壓電纜 8二次回路方案 9保護(hù)裝置的整定 10結(jié)論11繪制采區(qū)供電系統(tǒng)圖采區(qū)變電所設(shè)備布置圖低壓饋電開關(guān)電路圖磁力起動(dòng)器電路圖4第二章 采區(qū)變電所及配電位置的確定第一節(jié) 采區(qū)變電所位置的確定一 采區(qū)變電所位置采區(qū)變電所位置選擇要依據(jù)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)機(jī)械化程度和機(jī)組容量大小等因素來確定。采區(qū)變電所的位置一般設(shè)在兩條采區(qū)上山之間，在特殊情況下，也可以設(shè)在其它合適的地方，采區(qū)變電所的位置應(yīng)遵循下述原則：1、應(yīng)盡量靠近采區(qū)用電設(shè)備的負(fù)荷中心；

11、2、頂?shù)装鍡l件好，且無淋水及地質(zhì)構(gòu)造影響；3、通風(fēng)條件好、設(shè)備運(yùn)輸方便，且進(jìn)出線易于敷設(shè)。根據(jù)礦井負(fù)荷分布，減小供電線路電壓損失，決定將采區(qū)變電所設(shè)置在設(shè)備集中地段的3101回采工作面對(duì)面的大巷聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)，距3101回采工作面進(jìn)風(fēng)順槽入口約10米，距3103絞帶運(yùn)輸巷入口約125米處的地段。由于該采區(qū)變電所有對(duì)局部通風(fēng)機(jī)供電電源，因此采用雙回路供電三 KBSGZY型礦用隔爆移動(dòng)變電站性能及技術(shù)參數(shù)KBSGZY-/6-10系列礦用隔爆移動(dòng)變電站（以下簡(jiǎn)稱移動(dòng)變電站）適用于有甲烷混合氣體和煤塵，且有爆炸危險(xiǎn)的礦井，額定頻率為50Hz ，一次電壓為6KV 或10KV ，中性點(diǎn)不接地的三相電力系統(tǒng)中運(yùn)行

12、，為煤礦井下的各種動(dòng)力設(shè)備和各種用電裝置提供電源。該系列產(chǎn)品有KBSGZY 和KBSGZY-1型兩種類型，由礦用隔爆型高壓負(fù)荷開關(guān)隔爆型干式變壓器低壓饋電開關(guān)三部分組成。具有漏電，漏電閉鎖，過載，短路，欠電等保護(hù)性能外，還有以下三種保護(hù)方法供用戶選擇。當(dāng)移動(dòng)變電站低壓供電發(fā)生過載，短路，漏電等故障時(shí)，靠切斷高壓真空配電裝置來保護(hù)，低壓側(cè)安裝配電保護(hù)箱產(chǎn)品特點(diǎn)：1、鐵芯采用高導(dǎo)磁優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片、接縫小、損耗低，噪音小。2、線圈層間、匝間采用美國(guó)杜邦公司NOMEX 410絕緣材料，H 級(jí)耐熱等級(jí)，可在180環(huán)境下長(zhǎng)期運(yùn)行。3、線圈真空浸漆，浸漬漆完全滲到線圈深層。160170烘燥固化，機(jī)械強(qiáng)度高。

13、4、器身采用變壓法真空干燥，器身表面覆蓋一層防潮暈漆，有良好的絕緣性能。5、殼體為長(zhǎng)方形大波紋結(jié)構(gòu)，箱蓋與箱沿有良好的隔爆面，超額分配能夠承受1MPa 的內(nèi)部壓力。6、該產(chǎn)品有良好的散熱性能和絕緣性能，可在高溫、高濕等較惡劣環(huán)境條件下正常運(yùn)行。7、移動(dòng)變電站由礦用隔爆型高壓真空配電裝置，高壓電纜連接器，礦用隔爆型移動(dòng)變電站用干式變壓器，礦用隔爆低壓保護(hù)箱組成，具有較完善的短路、過載、漏電，欠壓保護(hù)功能，高壓真空配電裝置與低壓開關(guān)之間具有電氣聯(lián)鎖，高壓真空配電裝置具有開蓋電氣連鎖和移動(dòng)變電站具有超溫報(bào)警功能。使用條件：1、海拔高度不超過1000m ；2、環(huán)境溫度： 最高氣溫+40 最高月平均溫度

14、+30最低氣溫-5 最高年平均氣溫+203、空氣相對(duì)濕度不超過95%（+25時(shí)）； 4、在有甲烷混合氣體和煤塵，且有爆炸危險(xiǎn)的礦井中；5、無強(qiáng)烈顛簸、震動(dòng)和與垂直面的傾斜度不超過15°的環(huán)境；6、無足以腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體和蒸汽；第二節(jié) 工作面配電點(diǎn)位置的確定工作面配電點(diǎn)的確定在工作面附近巷道中設(shè)置控制開關(guān)和啟動(dòng)器，由這些裝置構(gòu)成的整體就是工作面配電點(diǎn)。隨工作面的推進(jìn)定期移動(dòng)。工作面配電點(diǎn)接受由采區(qū)變電所或移動(dòng)變電站送來的低壓電能，通過控制開關(guān)磁力啟動(dòng)器，用軟電纜向回采或掘進(jìn)工作面的機(jī)電設(shè)備供電。同時(shí)，它還利用干式變壓器或煤電鉆變壓器綜合裝置，將電壓降為127V ，供電鉆照明和信

15、號(hào)等用。工作面配電點(diǎn)是低壓開關(guān)集中處，其經(jīng)常要隨工作面移動(dòng)的搬遷，故不設(shè)專用硐室?；夭晒ぷ髅媾潆婞c(diǎn)通常設(shè)在鄰近的運(yùn)輸平巷的槽龕內(nèi)或平巷的一側(cè)，距工作面5070m 。若非沼氣煤塵突出的礦井，機(jī)采工作面配電點(diǎn)可放在回風(fēng)巷內(nèi)，掘進(jìn)工作面配電點(diǎn)大多設(shè)在掘進(jìn)巷的一側(cè)，距掘進(jìn)工作面80100m 。對(duì)于本采區(qū)工作面配電點(diǎn)的具體位置為：回采工作面的配電點(diǎn)設(shè)在運(yùn)輸平巷內(nèi)，它與工作面相距50m ；回風(fēng)順槽配電點(diǎn)距工作面70m 掘進(jìn)工作面配電點(diǎn)有兩個(gè)，它們分別掘進(jìn)巷的一側(cè)掘進(jìn)頭分別為80m 120m 。保證供電可靠的前提下，力求所擬圖中所所使用的開關(guān)電纜等設(shè)備最省。盡可能在由一臺(tái)變壓器向一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)或工作面的機(jī)械供

16、電，以便縮小事故所一的停電范圍。第三節(jié) 采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定一 擬定原則1、保證供電可靠，力求減少使用的開關(guān)啟動(dòng)器，使用電纜的數(shù)量應(yīng)最少；2、原則上一臺(tái)啟動(dòng)器控制一臺(tái)設(shè)備；3、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)任一個(gè)工作面用電設(shè)備；4、變壓器最好不并聯(lián)運(yùn)行；5、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，上山及下順槽輸送機(jī)宜采用干線式供電；6、在對(duì)生產(chǎn)量較大的綜合機(jī)械化工作面或下山排水設(shè)備進(jìn)行低壓供電時(shí)，應(yīng)盡量采用雙回路高壓電源進(jìn)線及兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的變壓器，以提高供電的可靠性。 變壓器盡量采用分列運(yùn)行。7、配電點(diǎn)啟動(dòng)器在三臺(tái)以下，一般不

17、設(shè)配電點(diǎn)進(jìn)線自動(dòng)饋電開關(guān)；8、為了防止采用局扇通風(fēng)的工作面的沼氣爆炸事故，應(yīng)設(shè)置風(fēng)電閉鎖裝置；9、供電系統(tǒng)盡量減少回頭供電。二 采區(qū)供電系統(tǒng)圖的擬定參照上述原則，初步擬制出本設(shè)計(jì)題目的采區(qū)供電系統(tǒng)圖附圖1所示。第三章 變壓器的選擇第一節(jié) 變壓器選擇一 選擇原則變壓器是供電系統(tǒng)中的主要電氣設(shè)備，對(duì)供電的可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性有著重要的意義。如果變壓器容量選擇得過大，不僅使設(shè)備投資費(fèi)用增加，而且變壓器的空載損耗也將過大，促使供電系統(tǒng)中的功率因素值減小，如果變壓器容量選擇的過小，在長(zhǎng)期過負(fù)荷運(yùn)行情況下，銅損耗將增大，使線圈過熱而加速老化，縮短變壓器壽命，既不安全也不經(jīng)濟(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)部門和施工現(xiàn)場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)

18、，在確定變壓器臺(tái)數(shù)和容量時(shí)，應(yīng)根據(jù)采區(qū)供電系統(tǒng)的幾種情況及變壓器配套設(shè)備的費(fèi)用變電所硐室的尺寸及開拓費(fèi)用對(duì)負(fù)荷供電的經(jīng)濟(jì)和是否有適當(dāng)?shù)膫溆玫纫蛩?，綜合加一分析，再擬出幾種可行的方案，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，最后確定出最好的方案來。二 變電所容量的計(jì)算步驟1、變電所負(fù)荷統(tǒng)計(jì)；2、需要系數(shù)的確定；3、變電所變壓器容量計(jì)算。第二節(jié) 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及變電所容量選擇一 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)變壓器的位置確定后，就需對(duì)采區(qū)進(jìn)行負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，并據(jù)此決定采區(qū)變電所變壓器的容量，型號(hào)及臺(tái)數(shù)。變壓器的選擇是否合理，與采區(qū)供電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能關(guān)系極大。若容量偏小將會(huì)使由它所帶的電氣設(shè)備和工作機(jī)械不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，影響供安全可靠；若其容量偏大，則會(huì)導(dǎo)致變電

19、所投資的提高和變壓器能量損耗的增加，造成浪費(fèi)。很明顯，若正確選擇變壓器，必先準(zhǔn)確求得其各用電設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷。但是，由于各用電設(shè)備在運(yùn)行中的負(fù)荷是隨時(shí)變化的，且不應(yīng)超過其額定容量（即名牌功率），又由于各用電設(shè)備一般不都同時(shí)出現(xiàn)，所以各用電設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷之和，一般要比它們銘牌值直接相加的數(shù)值低。因此，在選擇變壓器前，應(yīng)進(jìn)行實(shí)際負(fù)荷的求取。目前，有多種計(jì)算實(shí)際負(fù)荷的方法，其中需用系數(shù)法得到廣泛和應(yīng)用。需用系數(shù)法是一種借助于一統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，通過計(jì)算手段，由各用電設(shè)備的額定功率求取負(fù)荷的方法，該法所使用的公式為S ca =PNK decos w m（3-1）式中S ca -組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，kV A ；

20、P N -具有相同需用系數(shù)K de 的一組用電設(shè)備的額定負(fù)荷之和，kW ； K de -需用系數(shù)；cos w m -組用電設(shè)備的加權(quán)平均功率因素，即各用電設(shè)備的功率與功率因素的乘積之和與它們的總功率之比； K de =K L 0K siw m w（3-2）式中 K L 0-負(fù)荷系數(shù)，是電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率和額定功率之比，通常小于1，對(duì)采區(qū)設(shè)備，一般為07O 8；K si -同時(shí)系數(shù)，是供電系統(tǒng)中同時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)總功率與所有電動(dòng)機(jī)總功率之比。一般為08O 7；w m -加權(quán)平均效率，就是各電動(dòng)機(jī)的功率與效率的乘祝之和與總功率之比，一般為080. 9；w -電網(wǎng)效率，它反映給改組用電設(shè)備供電的線路在輸

21、送功率時(shí)，所產(chǎn)生的線路功率損耗占輸送功率的比值，對(duì)井下線路，一般取0.90.95；由于上述四個(gè)象數(shù)變化范圍較大在實(shí)際工作中不必分別進(jìn)行選取，可采用需用系數(shù)近似計(jì)算變壓器容量。表1-2列出了井下用電設(shè)備的需用系數(shù)K de 及它們的加權(quán)平均功率因數(shù)cos w m表3-1 井下用電設(shè)備的需用系數(shù)K de 及它們的加權(quán)平均功率因數(shù)cos w m （1）變壓器臺(tái)數(shù)的確定根據(jù)負(fù)荷分布情況及供電類型對(duì)變壓器的臺(tái)數(shù)進(jìn)行確定：該采區(qū)所有用電設(shè)備額定功率總和為p N=1052KW，根據(jù)供電類型及負(fù)荷分布情況，初步考慮選用4臺(tái)變壓器分列運(yùn)行，兩臺(tái)變壓器對(duì)局扇風(fēng)機(jī)供電，形成以“雙風(fēng)機(jī)，雙電源”供電回路；一臺(tái)對(duì)3103

22、掘進(jìn)工作面，3101回風(fēng)順槽及運(yùn)輸巷設(shè)備進(jìn)行供電；一臺(tái)采用移動(dòng)變電站對(duì)3101運(yùn)輸順槽設(shè)備進(jìn)行供電。（2）變壓器容量的計(jì)算對(duì)3103掘進(jìn)工作面、3101回風(fēng)順槽及其它運(yùn)輸巷道供電變壓器容量計(jì)算：PK deN=518.6（KW ）=0.286+0.714150=0.5S ca =PNK decos w m=518.60.50.7=370（kV A ）根據(jù)S NS ca，查附錄表9選KBSG-400/10/0.69KV型變壓器一臺(tái)。對(duì)3101運(yùn)輸順槽及工作面變壓器容量計(jì)算：PK deN=293（KW ）=0.286+0.71475293=0.5S ca =PNK decos w mS N=209（

23、kV A ）根據(jù)S ca，查附錄表9選KSGZY-315/10/0.69KV型變壓器一臺(tái)。對(duì)3103掘進(jìn)工作面及皮帶運(yùn)輸巷風(fēng)機(jī)變壓器容量計(jì)算：PK deN=240（KW ）=1S ca =PNK decos w mS N=24010.7=342（kV A ）根據(jù)S ca，查附錄表9選 KBSG-400/10/0.69KV型變壓器一臺(tái)。第四章 高壓電纜的選擇第一節(jié) 下井主電纜的選擇選擇原則1、為保證供電安全可靠，煤礦安全規(guī)程規(guī)定下井主電纜應(yīng)按兩條以上回路選設(shè)。如其中一條回路電纜停止供電時(shí)，另一條回路電纜應(yīng)滿足礦井最大涌水量時(shí)的最大負(fù)荷需要。此時(shí)主電纜截面依據(jù)允許持續(xù)電流計(jì)算。 2、在正常涌水情況

24、期間，電纜全部投入運(yùn)行時(shí)，電纜截面應(yīng)依據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度校核。但下井主電纜截面均是按故障條件下計(jì)算確定，特別是在有最大涌水量期的礦井更是這樣，所以在 一般情況下不必按經(jīng)濟(jì)電流密度校核。 3、應(yīng)電力系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式時(shí)，下井主電纜截面應(yīng)依據(jù)電纜首段（即地面變電所配出母線或電抗器負(fù)荷端）所發(fā)生的 三相短路故障的短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)。4、按正常負(fù)荷及其中一條回路故障時(shí)的電壓損失校驗(yàn)電纜截面。第二節(jié) 高壓電纜選擇現(xiàn)結(jié)合圖1-1所繪供電系統(tǒng)草圖，選擇采區(qū)變電所主供電纜及移動(dòng)變電站的高壓電纜。一 型號(hào)根據(jù)選擇煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，向移動(dòng)變電站的高壓電纜，應(yīng)選擇UGSP-6000系列礦用監(jiān)視型高壓雙屏蔽電纜。電

25、線電纜是指用于電力、通信及相關(guān)傳輸用途的材料?！半娋€”和“電纜”并沒有嚴(yán)格的界限。通常將芯數(shù)少、產(chǎn)品直徑小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的產(chǎn)品稱為電線，沒有絕緣的稱為裸電線，其他的稱為電纜；導(dǎo)體截面積較大的(大于6平方毫米 稱為大電線，較小的(小于或等于6平方毫米 稱為小電線，絕緣電線又稱為布電線。電線電纜主要包括裸線、電磁線及電機(jī)電器用絕緣電線、電力電纜、通信電纜與光纜。 電線電纜命名電線電纜的完整命名通常較為復(fù)雜，所以人們有時(shí)用一個(gè)簡(jiǎn)單的名稱(通常是一個(gè)類別的名稱 結(jié)合型號(hào)規(guī)格來代替完整的名稱，如“低壓電纜”代表0.6/1kV級(jí)的所有塑料絕緣類電力電纜。電線電纜的型譜較為完善，可以說，只要寫出電線電纜的標(biāo)準(zhǔn)型

26、號(hào)規(guī)格，就能明確具體的產(chǎn)品礦用橡膠的規(guī)格及性能見表4-1.表4-1 礦用橡膠的規(guī)格及性能1 1、電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)采用的電線電纜產(chǎn)品主要有架空裸電線、匯流排（母線）、電力電纜（塑料線纜、油紙力纜（基本被塑料電力電纜代替）、橡套線纜、架空絕緣電纜）、分支電纜（取代部分母線）、電磁線以及電力設(shè)備用電氣裝備電線電纜等。 2、信息傳輸系統(tǒng)用于信息傳輸系統(tǒng)的電線電纜主要有市話電纜、電視電纜、電子線纜、射頻電纜、光纖纜、數(shù)據(jù)電纜、電磁線、電力通訊或其他復(fù)合電纜等。 3、機(jī)械設(shè)備、儀器儀表系統(tǒng)此部分除架空裸電線外幾乎其他所有產(chǎn)品均有應(yīng)用，但主要是電力電纜、電磁線、數(shù)據(jù)電纜、儀器儀表線纜等。 電線電纜命名電線電

27、纜的完整命名通常較為復(fù)雜，所以人們有時(shí)用一個(gè)簡(jiǎn)單的名稱(通常是一個(gè)類別的名稱 結(jié)合型號(hào)規(guī)格來代替完整的名稱，如“低壓電纜”代表0.6/1kV級(jí)的所有塑料絕緣類電力電纜。電線電纜的型譜較為完善，可以說，只要寫出電線電纜的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)規(guī)格，就能明確具體的產(chǎn)品。（一）采區(qū)變電所高壓電纜選擇 （1）、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面 正常運(yùn)行時(shí)，通過該電纜的最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流為L(zhǎng) ca =K in L w a I m ax. w =50.12A對(duì)于一般礦井采區(qū)年利用小時(shí)為30005000h，選鋼芯電纜，查表得其經(jīng)濟(jì)電流密度為J ec =2Am m2, 所以電纜的經(jīng)濟(jì)截面I ca j ec2S ec =4-7I e

28、d =1.75A=28.64mm 2 其中查礦山供電技術(shù)表m m最后從標(biāo)準(zhǔn)截面電纜中選取截面A e ，并使A s A e ，選得A e =35mm 2（2）、按長(zhǎng)時(shí)允許電流載流量選擇電纜截面，由附錄表8查得MYJV 22-8.7/10 3X35截面的電纜長(zhǎng)時(shí)間允許電流為135A ，大于55.8A ，符合要求。（3）按電壓損失校驗(yàn)所選電纜截面，高壓配電線路允許電壓損失為5%，即V 1=10000×0.05=500（V ）該電纜長(zhǎng)度約為1100m ，線路損失V 1為 V 1=cos =V 1小于l D Scos =28.835=66.31（V ）500V ，滿足電壓損失的要求。（4）短路

29、熱穩(wěn)定校驗(yàn)滿足熱穩(wěn)定條件的最小電纜截面A m m ，按下式計(jì)算： A m m =I ssA m m式中 I ss -通過電纜的最大短路電流，KA ；C -電纜的熱穩(wěn)定系數(shù)，查表4可知，銅芯橡套絕緣電纜最高允許溫度200時(shí)的C 值為145；t ph -假想時(shí)間，由式得t=t se +t br +0.05=0.1+0.1+0.05=0.25st se -短路保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，BL-140t b r速斷動(dòng)作時(shí)間t se 100ms=0.1s取t se =0.1s；-開關(guān)動(dòng)作時(shí)間，真空斷路器分閘時(shí)間t b r =0.1s；0.05-考慮短路電流非周期分量影響增加的時(shí)間。已知所選電纜為MYPJ-6/10KV

30、 3X35，主總線截面為35mm 2該截面滿足熱穩(wěn)定條件允許通過的最大短路電流I m ax. s 為I m ax. s = 相應(yīng)的，滿足該截面熱穩(wěn)定要求的最大短路容量S max. s 為S max. s at I max. s =1010.15=175.8M VA由前面可知10KV 電源斷流容量最大為50MVA ，小于MYPJ-6/10KV電纜熱穩(wěn)定允許的最大短路容量175.8MVA 。故MYPJ-6/10KV型電纜滿足短路熱穩(wěn)定要求。 其它高壓電纜的選擇方法同上，所見結(jié)果見表4-2表4-2 高壓電纜選擇結(jié)果 第五章 低壓電纜的選擇 第一節(jié) 低壓支線電纜的選擇一 低壓電纜型號(hào)的選擇 選擇原則：

31、低壓電纜的型號(hào)和電壓等級(jí)，要符合煤礦安全規(guī)程的前提下，根據(jù)實(shí)際用電設(shè)備的要求，電纜的用途場(chǎng)所等情況加以確定。在井下，采煤機(jī)組工作面運(yùn)輸機(jī)等都是經(jīng)常移動(dòng)的工作機(jī)械設(shè)備，對(duì)于此類機(jī)械。供電電纜的選擇一律采用輕便易彎的非延燃的電纜，具體選擇為：1、對(duì)采煤機(jī)刨煤機(jī)組工作面運(yùn)輸機(jī)等供電選用專用移動(dòng)電纜。當(dāng)電網(wǎng)電壓為660V 時(shí)，選用UCP-1000（或MY-1000）系列的；當(dāng)電網(wǎng)電壓為1140時(shí)，必須選用帶分相屏蔽的橡膠絕緣專用電纜，如MYPQ 或UPQ 系列。 2、對(duì)綜合機(jī)械化工作面必須選用屏蔽電纜。3、向煤電鉆供電系統(tǒng)應(yīng)選用UZ-500系列電鉆專用電纜。4、當(dāng)上述電纜用于采區(qū)和工作面時(shí)，一律采用銅

32、芯的，嚴(yán)禁使用鉛芯的。 電壓電纜的選擇根據(jù)上述原則，結(jié)合附圖1的供電系統(tǒng)，實(shí)際所選低壓電纜型號(hào)為：移動(dòng)變電站供電的成套低壓電氣設(shè)備，選MY-600型電纜級(jí)屏蔽橡膠電纜。二 低壓電纜長(zhǎng)度的選擇（一）有關(guān)規(guī)定載流量是指一條電纜線路在輸送電能時(shí)所通過的電流量，在熱穩(wěn)定條件下，當(dāng)電纜導(dǎo)體達(dá)到長(zhǎng)期允許工作溫度時(shí)的電纜載流量1、電纜長(zhǎng)期允許載流量。在實(shí)際工程中，可根據(jù)需要參考電纜在不同環(huán)境和條件下的長(zhǎng)期允許載流量，選擇不同型號(hào)的電纜，并確定2、電纜的數(shù)量和電纜的敷設(shè)形式。因此，計(jì)算電纜的長(zhǎng)期允許載流量具有十分重要的意義。影響電纜長(zhǎng)期允許載流量的因素主要：（1）電纜導(dǎo)體的長(zhǎng)期允許工作溫度，此溫度越高，電纜的

33、長(zhǎng)期允許載量越大； （2）電纜所處環(huán)境的溫度，周圍空氣、土壤等溫度不同，允許載流量也不同；（3）電纜導(dǎo)體截面積，導(dǎo)體截面積越大，它的允許載流量越大； （4）電纜導(dǎo)體材料的電阻系數(shù)，電阻系數(shù)越大，允許載流量越小 （5）電纜周圍環(huán)境熱阻，熱阻越大，散熱越慢，載流量越小。（二）電纜長(zhǎng)度的確定根據(jù)擬定的供電系統(tǒng)，按以下原則確定電纜長(zhǎng)度。（1）固定敷設(shè)的橡套電纜的實(shí)際長(zhǎng)度L ，應(yīng)按敷設(shè)電纜長(zhǎng)度L w a 的10%余量考慮。L 1.1L w a（2）鎧裝電纜所需要的實(shí)際長(zhǎng)度L ，應(yīng)按敷設(shè)電纜巷道L w a 的5%余量考慮。即L 1.05L w a（3）移動(dòng)設(shè)備用的橡套電纜的實(shí)際長(zhǎng)度L ，除應(yīng)按實(shí)際使用物長(zhǎng)

34、度選取外，必須增加一段機(jī)頭部分的活動(dòng)長(zhǎng)度，約3-5m 。根據(jù)以上原則以及采區(qū)設(shè)備布置情況，電纜長(zhǎng)度設(shè)計(jì)如下： 三 低壓電纜芯數(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， 除鎧裝電纜外，其它電纜均應(yīng)具有一條單獨(dú)的接地線。各種電纜的芯數(shù)，隨其使用情況的不同，可按下述原則確定： 第一、纜只有三條輸送電能的主芯線。第二、設(shè)備供電的橡膠電纜，其芯數(shù)可按后述兩種情況，分別予以考慮。 情況一，對(duì)一般移動(dòng)設(shè)備，如輸送機(jī)等，因它們的控制按鈕在工作機(jī)械上，故通?？闪碓O(shè)控制電纜，此時(shí)其供電電纜可選四芯的，其中三芯作為向電動(dòng)機(jī)供電的主芯線，另一芯作接地用。情況二，對(duì)于采煤機(jī)組等移動(dòng)設(shè)

35、備，因它們的控制按鈕在工作機(jī)械上，故一般選六芯電纜做動(dòng)力、接地、控制用；有時(shí)也視具體需要，選711芯的。 根據(jù)以上選型原則，井下設(shè)備全部選用四芯電纜。四 電纜主芯線界面的確定 電纜截面簡(jiǎn)化選擇原則考慮到在配電網(wǎng)中變電站的10KV 側(cè)短路電流在最大運(yùn)行方式下均限制在25KA 以內(nèi)，而正常運(yùn)行方式大多在20KA 以內(nèi)，因此除大容量配電工程外，10KV 及以下電纜一般可不進(jìn)行短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)。同時(shí)對(duì)有機(jī)械強(qiáng)度要求的場(chǎng)合可考慮選用帶塏的電纜，若低壓出線電纜在200米以內(nèi)，起電壓降一般可滿足要求。因此可按工程實(shí)際情況將電纜截面的選擇簡(jiǎn)化為按允許載流量選擇并計(jì)入使用條件差異的影響（特殊情況需按照基本原則進(jìn)行

36、選擇）。根據(jù)多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在工程實(shí)際中根據(jù)負(fù)荷P ，綜合各種因素影響簡(jiǎn)化為綜合系數(shù)K ，直接計(jì)算出計(jì)算電流I=KP，在根據(jù)規(guī)程推薦的電纜載流量進(jìn)行修正，然后直接對(duì)比選擇的簡(jiǎn)化選型方式（僅針對(duì)負(fù)荷不易確定的居民用電）。該方式簡(jiǎn)單、快捷，不同人員、不同部門間易形成共識(shí)，亦避免建設(shè)單位要求節(jié)約投資而減小電纜截面而供電部門要求電纜截面滿足5-10年的中長(zhǎng)期負(fù)荷增長(zhǎng)需求之間的矛盾，并經(jīng)過多年的運(yùn)行亦未出現(xiàn)問題。1、的正常工作負(fù)荷電流（計(jì)算值），應(yīng)等于或小于電纜的長(zhǎng)時(shí)允許載流量。 2、行時(shí)，低壓電纜的最遠(yuǎn)端的電壓，不應(yīng)低于電網(wǎng)的額定電壓的規(guī)±定值。根據(jù)煤礦井下供電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定第633條“正常運(yùn)

37、行時(shí)電動(dòng)機(jī)的端電壓允許偏移額定電壓±5%，個(gè)別特殊的電動(dòng)機(jī)允許偏移-810%”。3、機(jī)械強(qiáng)度，應(yīng)符合用電設(shè)備使用場(chǎng)合的要求。為皮棉電纜在條件較差并經(jīng)常移動(dòng)的環(huán)境下，由于彎曲過度、打結(jié)、扭傷或者砸碰受損，而引起斷線或短路事故，通常對(duì)采掘工作面各種用電設(shè)備，給出了最小電纜截面，如附表4。4、離較遠(yuǎn)，容量最大的電動(dòng)機(jī)，在重載情況下，應(yīng)保證其起動(dòng)斷電壓不低于額定值的75%，以便確保磁力啟動(dòng)器有足夠的吸合電壓。由于采掘機(jī)械通常使用鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，它在直接起動(dòng)時(shí)電流為額定值的幾倍，故會(huì)在電纜賄賂中造成較大的電壓損失，從而使電動(dòng)機(jī)的端電壓急劇下降，導(dǎo)致其起動(dòng)力矩不足、難以起動(dòng)，并且當(dāng)電動(dòng)機(jī)的

38、容量愈大時(shí)，此種現(xiàn)象愈為嚴(yán)重。因此，在選擇電壓電纜截面時(shí)，還應(yīng)按起動(dòng)條件加以校驗(yàn)。5、電纜截面必須能與保護(hù)裝置適配，并且在短路時(shí)，應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性。 (一 支線電纜截面的選擇工作面配電點(diǎn)至各移動(dòng)機(jī)械的支線電纜都屬于采區(qū)供電系統(tǒng)電纜網(wǎng)路的支線，它們均相對(duì)較短且通過的電流均不大，故在正常運(yùn)行時(shí)，網(wǎng)路中的電壓損失所占比重小，故電壓損失不是選擇截面的主要依據(jù)。但是，因?yàn)檫@些電纜的工作環(huán)境很差，同時(shí)所采用的橡套電纜本身的機(jī)械強(qiáng)度較差，加之它們?cè)诠ぷ髦杏纸?jīng)常需要移動(dòng)，不可避免地有彎曲、打結(jié)、遭砸、碰或放炮崩傷，故選擇截面主要是依滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求，再按允許載流量加以校驗(yàn)。向半固定、固定設(shè)備供電的支線電

39、纜，例如：在運(yùn)輸機(jī)上山、上山絞房及運(yùn)輸平巷的供電干線上向個(gè)運(yùn)輸機(jī)、絞車供電的支線（或干線）電纜，因它們都很短，加以又不需要經(jīng)常移動(dòng)、工作條件好，故在選擇他們的截面時(shí)，不是以滿足電壓損失和機(jī)械強(qiáng)度為準(zhǔn)，而是按它們的允許負(fù)荷，像選擇高壓電纜一樣，依式（2-6）進(jìn)行。當(dāng)然，這時(shí)的環(huán)境校正系數(shù)K 和25的電纜的允許載流量I P 求法，也均與高壓時(shí)相同。至于各低壓電纜主芯截面的最長(zhǎng)時(shí)電流I ca ，則需根據(jù)各電纜所接負(fù)荷情況不同，分別按不同方法加以計(jì)算。具體地說，當(dāng)?shù)蛪焊删€電纜向多臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電時(shí)，則應(yīng)按式（3-1）進(jìn)行計(jì)算。即以需用系數(shù)法求得電動(dòng)機(jī)的計(jì)算負(fù)荷電流值作為電纜的最大工作電流，式中各量的取法同

40、前。最大長(zhǎng)時(shí)工作電流，需用下式計(jì)算 I ca =K P 103（5-1）式中 I ca -長(zhǎng)時(shí)最大工作電流，A ； K lo -電動(dòng)機(jī)的額定功率，KW ； P N -電動(dòng)機(jī)的額定效率；cos N-電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)。按允許溫升計(jì)算轉(zhuǎn)載機(jī)需用電纜 將轉(zhuǎn)載機(jī)代入公式（5-3），得 I ca = K P 1030.7575103所以根據(jù)最大工作電流選取電纜，因MY-660-3×35+1×10型電纜的允許載流量為I P =138I ca =64.3滿足溫升條件按機(jī)械強(qiáng)度選擇各支線電纜截面： 第二節(jié) 干線電纜截面選擇一 選擇和校驗(yàn)的方法和步驟由于干線電纜的特點(diǎn)是向不經(jīng)常移動(dòng)的設(shè)備供電。

41、固定架設(shè)在巷道兩幫支架上，一般采用鎧裝電纜。因其工作條件相對(duì)較好，在正常工作時(shí)負(fù)荷電流大，供電距離長(zhǎng)，線路電壓損失相對(duì)比較突出以往在選擇配電電纜時(shí)，通常都根據(jù)敷設(shè)條件確定電纜型號(hào)，再按發(fā)熱條件選擇其載流量要求，并滿足電壓損失及熱穩(wěn)定要求的電纜截面。若考慮經(jīng)濟(jì)效益，則電纜最佳截面應(yīng)是使初投資和整個(gè)電纜經(jīng)濟(jì)壽命中的損耗費(fèi)用之和達(dá)到最少的截面。從這一點(diǎn)考慮選擇電纜截面時(shí)，約需在按發(fā)熱條件選出的截面基礎(chǔ)上，再人為地加大45 級(jí)截面，稱此截面為最佳截面。由于加大了電纜截面，提高了載流能力，使電纜的使用壽命得以延長(zhǎng)；由于截面增大，線路電阻降低，使線路壓降減少，從而大大提高了供電質(zhì)量，電能損耗降低，使運(yùn)行費(fèi)用降低，這樣，可保證在整個(gè)電纜經(jīng)濟(jì)壽命中總費(fèi)用最低。下面，結(jié)合采區(qū)供電系統(tǒng)