礦山機電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計

目錄前言.錯誤!未定義書簽。設(shè)計原始資料.錯誤!未定義書簽。一、全礦概貌錯誤!未定義書簽。二、采區(qū)資料錯誤!未定義書簽。第一章一般規(guī)定.......................................................................................錯誤!未定義書簽。第一章采區(qū)變電所的變壓器選擇錯誤!未定義書簽。一、采區(qū)負荷計算錯誤!未定義書簽。二、變壓器容量計算錯誤!未定義書簽。三、變壓器的型號、容量、臺數(shù)的確定錯誤!未定義書簽。第二章采區(qū)變電所及工作面配電所位置的確定錯誤！未定義書簽。一、采區(qū)變電所位置錯誤!未定義書簽。二、工作面配電點的位置錯誤!未定義書簽。第三章采區(qū)供電電纜的確定錯誤!未定義書簽。一、擬定原則錯誤!未定義書簽。二、按照采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定原則確定供電系統(tǒng)圖錯誤!未定義書簽。第四章采區(qū)高低壓電纜的選擇錯誤!未定義書簽。一、選擇原則錯誤!未定義書簽。二、選擇步驟錯誤!未定義書簽。三、電纜長度的確定錯誤!未定義書簽。四、電纜型號的確定錯誤!未定義書簽。五、電纜選擇原則錯誤!未定義書簽。六、低壓電纜截面的選擇錯誤!未定義書簽。七、采區(qū)電纜熱穩(wěn)定校驗錯誤!未定義書簽。第六章采區(qū)低壓控制電器的選擇錯誤!未定義書簽。一、電器選擇按照下列一般原則進行錯誤!未定義書簽。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.錯誤!未定義書簽。第七章低壓保護裝置的選擇和整定錯誤!未定義書簽。一、低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則規(guī)定錯誤!未定義書簽。二、保護裝置的整定與校驗錯誤!未定義書簽。第八章高壓配電箱的選擇和整定錯誤!未定義書簽。一、高壓配電箱的選擇原則錯誤!未定義書簽。二、高壓配電箱的選擇錯誤!未定義書簽。三、高壓配電箱的整定和靈敏度的校驗錯誤!未定義書簽。第九章井下漏電保護裝置的選擇錯誤!未定義書簽。一、井下漏電保護裝置的作用錯誤!未定義書簽。二、漏電保護裝置的選擇錯誤!未定義書簽。三、井下檢漏保護裝置的整定錯誤!未定義書簽。第十章井下保護接地系統(tǒng)錯誤!未定義書簽。結(jié)束語.錯誤!未定義書簽。參考文獻.錯誤!未定義書簽。前言在即將畢業(yè)之際，根據(jù)教學大綱安排，完成畢業(yè)論文及設(shè)計、做好畢業(yè)答辯工作，我到了大同同煤集團雁崖礦參加畢業(yè)實習。此次實習任務，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，書中詳細敘述了電纜及設(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，應用新技術(shù)，滿足供電的可靠性、安全性、經(jīng)濟性及技術(shù)合理性。通過設(shè)計，讓我了解了礦山的概況，了解了煤礦供電系統(tǒng)運行和供電設(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，又具有較強的實際操作能力及解決實際工程問題的能力，根據(jù)新采區(qū)的實際情況，在老師和單位技術(shù)員的指導下，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，對采區(qū)所需設(shè)備的型號及供電線路等進行設(shè)計計算與分析。本次設(shè)計承張文老師的指導及同煤集團雁崖礦機電科長的大力支持，在此表示深深的謝意！編者2011年10月設(shè)計原始資料一、全礦概貌1、地質(zhì)儲量1000萬噸；2、礦井生產(chǎn)能力：設(shè)計能力100萬t/年，實際數(shù)105萬t/年；3、年工作日：300天，日工作小時：24小時；4、礦井電壓等級及供電情況：該礦井供電電源進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，承擔井下和地面低壓用電負荷。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)資料采區(qū)概況：采區(qū)設(shè)計年產(chǎn)量6萬噸，水平標高從+830至+755,下山道兩條，一條軌道下山，-條人行下山，傾角為25°；分4個區(qū)段開采，方式為炮采，區(qū)段高20-30m。整個采區(qū)現(xiàn)為一掘兩采。支護方法：掘進點向上山，石門及全巖巷道，以錨噴為主，工作面采用木支護。煤炭運輸系統(tǒng)：工作面落煤經(jīng)溜槽到1T礦車，由電車運至井底車場，將煤到入漏煤眼，最后由皮帶拉到地面。5、采區(qū)通風：新鮮風流由+730副斜井進風+755運輸大巷軌道上山采區(qū)工作面米區(qū)回風巷人行上山+825回風平山同+875抽風機房。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，米區(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)負荷統(tǒng)計表。第一章一般規(guī)定第一條：所有工種在進行作業(yè)前，都必須對所使用的工具、機具進行一次詳細檢查，對工作環(huán)境設(shè)備運轉(zhuǎn)情況等情況都應進行檢查。第二條：作業(yè)使用的工具、機具若不完好或承載能力不夠均應及時更換，或采取措施后，方可使用。第三條：作業(yè)環(huán)境圍巖頂幫有零皮、浮矸等必須用長柄工具進行處理。作業(yè)過程可能觸及的運轉(zhuǎn)設(shè)備或帶電設(shè)施應將設(shè)備停止運轉(zhuǎn)、停電或采取遮擋措施。第四條：作業(yè)人員在作業(yè)過程中，工作位置應保證不發(fā)生意外，不傷害自己、又不傷及他人。第五條：堅持作業(yè)過程中的自保、互保、聯(lián)保、全保制度。第六條：所有作業(yè)人員必須做到持證上崗。第七條：所有作業(yè)人員，入井必須佩帶自救器、礦燈、安全帽，嚴禁攜帶煙火等易燃、易爆品，嚴禁酒后入井。第二章采區(qū)變電所的變壓器選擇一、采區(qū)負荷計算根據(jù)巷道、生產(chǎn)機械的布置情況，查《煤礦井下供電設(shè)計指導書》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)備額定容量Pe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)cose效率nj臺數(shù)設(shè)備名稱設(shè)備型號(KW)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YB112M-446605.0830.50.800.851局部扇風機BKY60-446604.732.90.800.856耙斗裝巖機Ybb-10-41166012.172.60.750.801充電機KGCA10-90/4016660210.750.883二、變壓器容量計算+830水平絞車變電所變壓器容量：ST1=EPe1xKxxKc/cos^pj二111.2x0.4x1/0.6=74.13KVA式中：cosepj——加權(quán)平均功率因素，根據(jù)《煤礦井下供電設(shè)計指導》（以下簡稱《設(shè)指》）表1-2查傾斜炮采工作面，取cosepj=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；EPe1——+830絞車電動機與照明的額定容量之和；】Pe1=110+1.2=111.2kw+830水平采區(qū)變電所變壓器容量：St2=EPe2XKxXKc/cOS^pj=111.4x0.4x0.9/0.6=66.84KVA式中：cose^j——加權(quán)平均功率因素，根據(jù)《煤礦井下供電設(shè)計指導》表1-2p查傾斜炮采工作面，取cosepj=0.6；Kx——需要系數(shù)，參見《設(shè)指》表1-2，取Kx=0.4；EPe2——由+830水平采區(qū)變電所供電的+805、+775、+755水平的所有電動機額定容量之和；EPe2=4x6+11x2+1.2x2+16x3+4+11=111.4kw三、變壓器的型號、容量、臺數(shù)的確定根據(jù)Ste>St原則，查《煤礦井下供電的三大保護細則》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1—2變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓（V）額定容量Se（KVA）阻抗電壓（%）損耗（W）線圈阻抗（Q）重量(KG)參考價格/元一次二次UdUrUx空載短路RXKS9-100/66000400/69010041.453.7328014500.0233/0.06900.0597/0.177525004萬第二章采區(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，采煤機械化程度和機械組容量大小等因素確定。二、工作面配電點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。它隨工作面的推進定期移動。根據(jù)掘進配電點至掘進設(shè)備的電纜長度，設(shè)立:P1配電點：含春第二變電所f人行上山f+825采區(qū)變電所^+830絞車峒室;P2配電點：+825采區(qū)變電所f+805水平采區(qū)配電點；P3配電點：+825采區(qū)變電所f+775水平采區(qū)配電點；P4配電點：+825采區(qū)變電所f+755水平運輸巷掘進配電點。第三章采區(qū)供電電纜的確定、擬定原則采區(qū)供電電纜是根據(jù)采區(qū)機械設(shè)備配置圖擬定，應符合安全、經(jīng)濟、操作靈活、系統(tǒng)簡單、保護完善、便于檢修等項要求。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，應合理分配變壓器負荷，通常一臺變壓器擔負一個工作面用電設(shè)備。3）變壓器最好不并聯(lián)運行。4）采煤機宜采用單獨電纜供電，工作面配電點到各用電設(shè)備宜采用輻射式供電上山及順槽輸送機宜采用干線式供電。5）配電點起動器在三臺以下，一般不設(shè)配電點進線自動饋電開關(guān)。6）工作面配電點最大容量電動機用的起動器應靠近配電點進線，以減少起動器間連接電纜的截面。7）供電系統(tǒng)盡量減少回頭供電。8）低沼氣礦井、掘進工作面與回采工作面的電氣設(shè)備應分開供電，局部扇風機實行風電沼氣閉鎖，沼氣噴出區(qū)域、高壓沼氣礦井、煤與沼氣突出礦井中，所有掘進工作面的局扇機械裝設(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、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)圖采區(qū)變電所供電系統(tǒng)擬定圖如附圖1所示。PIk-6GA3X35lOOCr：()/&/O.-'\.!.LTI^YJVl^-63003X35Lcc>WiFT"PB3-GS:KS9-1Q3/6/C.69QJC-3CQBZ-63BEV1-4.D卜&勺采區(qū)變甩所DJC-30KBZ-350KBZ-100KBZ-100KBZ-1C0KBZ-?30EQUD01MY3X25+1X]JEQaJsP2+SO5^fP3+775^無帽摘-采區(qū)供電繇褪件餐幗傅文杰2011.05.22圖號A4瘧我第1股龍巖學院宇核第四章采區(qū)低壓電纜的選擇一、電纜長度的確定根據(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?？紤]實際施工電纜垂度，取其長度為理論長度的1.05倍則實際長度為：Ls=Lx1.05=52.5m,取55m.同理其他電纜長度亦可計算出來，如附圖1所示。二、電纜型號的確定礦用電纜型號應符合《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1）、在正常工作時電纜芯線的實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荷電流，因此，為保證電纜的正常運行，必須保證實際流過電纜的最大長時工作電流不得超過它所允許的負荷電流。2）、正常運行時，電纜網(wǎng)路的實際電壓損失必須不大于網(wǎng)路所允許的電壓損失。為保證電動機的正常運行，其端電壓不得低于額定電壓的95%，否則電動機等電氣設(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，容量最大的電動機起動時，因起動電流過大而造成電壓損失也最大。因此，必須校驗大容量電動機起動大，是否能保證其他用電設(shè)備所必須的最低電壓。即進行起動條件校驗。4）、電纜的機械強度應滿足要求，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械強度要求的最小截面選取時即可，不必進行其他項目的校驗。對于干線電纜，則必須首先按允許電流及起動條件進行校驗。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，因此可不必再進行短路時的熱穩(wěn)定校驗。四、低壓電纜截面的選擇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械強度，根據(jù)經(jīng)驗按《設(shè)指》表2-23初選支線電纜截面即可.具體如附圖1所示。干線電纜截面的選擇：由于干線線路長，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計算。采區(qū)變電所供電擬定圖如附圖1所示。+755水平巖巷掘進配電點根據(jù)△UZ值的取值原則，選取配電點中線路最長，電動機額定功率最大的支線來計算。.根據(jù)《設(shè)指》表2-23,11KW耙斗裝巖機初選電纜為MY3x16+1x6100m,用負荷矩電壓損失計算支線電纜電壓損失：△UZ%=KfxEPexLZxK%=1x11x100x10-3x0.333=0.366式中：^Uz%——支線電纜中電壓損失百分比；Kf——負荷系數(shù)，取Kf=1；EPe——電動機額定功率,KW；Lz——支線電纜實際長度,KM；K%——千瓦公里負荷電壓損失百分數(shù)，查《設(shè)指》表2-28,取K%=0.333△Uz=△UZ%xUe/100=0.366x660/100=2.4V式中：^Uz——支線電纜中電壓損失,V；.變壓器電壓損失為：△UB%=3x(Ur%xcosepj+Ux%xsinepj)=0.67x(1.45x0.6+3.73x0.8)=2.58式中：^Ub%——變壓器電壓損失百分比；3——變壓器的負荷系數(shù)，3=Stj1/Se=66.84/100=0.67；Se——變壓器額定容量,KVA；Stj1——變壓器二次側(cè)實際負荷容量之和,KVA.Stj1=66.84KVA；Ur%——變壓器額定負荷時電阻壓降百分數(shù)，查表1-2,取Ur%=1.45；Ux%——變壓器額定負荷時電抗壓降百分數(shù)，查表1-2,取Ux%=3.73；cosepj——加權(quán)平均功率因數(shù)，查《設(shè)指》表1-2,取cosepj=0.6,sin^-=0.8；pJ△UB=△UB%xU2e/100=2.58x660/100=17.03V.干線電纜允許電壓損失為:△Ugy=auy-auz-aub=63-2.4-17.03=43.57V式中：AU戮一一干線電纜中允許電壓損失,V；gy△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；.干線電纜截面確定Agy=KxxEPexLgyx103/(Uexrx△Ugyxnpj)=0.7x39x650x103/(660x42.5x43.57x0.85)=17.1mm2式中：Agy——干線電纜截面積，mm2；Kx——需用系數(shù)，取Kx=0.7；EPe——干線電纜所帶負荷額定功率之和,KW,￡P(guān)e=4x2+11+4+16=39KW；Lgy——干線電纜實際長度,m；r電纜導體芯線的電導率，m/(Q?mm2)取r=42.5Q?mm2；△Ugy——干線電纜中最大允許電壓損失,V；npj——加權(quán)平均效率，npj=(16x0.88+4x0.85+11x0.8+4x2x0.85)/39=0.85；根據(jù)計算選擇干線電纜為MY3x25+1x10650m+775水平采區(qū)配電點的干線電纜：.支線電纜電壓損失：△UZ%=KfxEPexLZxK%=1x11x150x10-3x0.211=0.35式中：K%——查《設(shè)指》表2-28，取K%=0.211△UZ=△UZ%xUe/100=0.35x660/100=2.31V.干線電纜允許電壓損失為：△。即二△Uy%Uz%Ub=63-2.31-17.03=43.66V.干線電纜截面確定：A”=KxXEPeXLgyX103/(UeXrX^UgyXqpj)=0.7X36.2X600X103/(660X42.5X43.66X0.87)=14.3mm2式中：EPe——干線電纜所帶負荷額定功率之和,KW,EPe=4X2+11+1.2+16=36.2KW；npj——加權(quán)平均效率，npj=(4X2X0.85+11X0.885+1.2X0.795+16X0.88)/36.2=0.87根據(jù)計算選擇干線電纜為MY3X25+1X10600m+805水平采區(qū)配電點的干線電纜：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43.66V.Agy=KxXEPeXLgyX103/(UeXrX^UgyXnpj)=0.7X36.2X520X103/(660X42.5X43.66X0.87)2=12.4mm根據(jù)計算選擇干線電纜為MY3X25+1X10520m+830絞車房供電計算圖如圖4-1所示。MY3X5OHXL6_弓式產(chǎn)~LL帥w上山歡車MYJV至-&如。3X35WOOriKS9-1OO/GMYgX4+lX4靜心嬲80m

MYJV至-&如。3X35WOOriKS9-1OO/G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)X(Ur%Xcos6pj+Ux%Xsin)pj)=(74.13/100)X(1.45X0.6+3.73X0.8)=2.86△UT=△UT%XU2e/100=2.86X400/100=11.44V絞車支線電纜允許電壓損失：△Ugy=△Uy-^Ub=39-11.44=27.56V式中：^烏——允許電壓損失，V,查《設(shè)指》表2-33,Ue=380V時^烏=39V.絞車支線電纜截面確定：Agy=KxXEPeXLgyX103/(此乂"左戰(zhàn)Xnpj)=0.7X110X55X103/(380X42.5X27.56X0.8)…-2=11.9mm根據(jù)計算選用MY3X50+1X1655m型電纜.五、采區(qū)電纜熱穩(wěn)定校驗按起動條件校驗電纜截面：11KW回柱絞車是較大負荷起動，也是采區(qū)中容量最大、供電距離較遠的用電設(shè)備，選擇的電纜截面需要按起動條件進行校驗。電動機最小起動電壓：UQmin=\.j+XUeQ1.2M660=457.26V式中：Ue——電動機額定電壓,V；Kq——電動機最小允許起動轉(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，由電動機技術(shù)°數(shù)據(jù)表查得，礦用隔爆電動機aQ=2.5。6.起動時工作機械支路電纜中的電壓損失：：△UZq=G.^3XIqXLzXcos^qX103)/(rXAZ)=^3X60.3X0.15X0.55X103)/(42.5X25)=8.11V式中：cos6q——電動機起動時的功率因數(shù)，估取cos6=0.55,sin6=0.84；r——支線電纜芯線導體的電導率,m/(Q?mm2)；Az——支線電纜的芯線截面，mm2；Lz——支線電纜實際長度.KM；Iq——電動機實際起動電流,A；1。二或乂扁丁"火=87乂457.26/660=60川；式中：IeQ——電動機在額定電壓下的起動電流,A；UQmin——電動機最小起動電壓,V;Ue——電動機額定電壓,V；、起動時干線電纜中的電壓損失：△UgQ二G；3XIgQXLgXcos^gQX103)/(rXAg)二(、*X102.7X0.6X0.57X103)/(42.5X25)=57.3V式中：r——干線電纜芯線導體的電導率,m/(Q?mm2)；Lg——干線電纜實際長度,Km；Ag——干線電纜的芯線截面，mm2；cos6gQ——干線電纜在起動條件下的功率因數(shù)，C0S^gQ=(lQXc0S^Q+EIiXC0S6pj)/IgQ二(60.3X0.55+42.2X0.6)/102.7=0.57IgQ——干線電纜中實際實際起動電流,A；IgQ=(IqXcos6Q+EIiXcos6pj)2+(lQXsin6Q+EIiXsin6pj)2(60.3X0.55+42.2X0.6)2+(60.3X0.84+42.2X0.8)2=102.7A中：El,——其余電動機正常工作電流，A；工七=EPe/(v'3XUeXnpjXcos6pj)=(25.2X103)/(\/3x660X0.87X0.6)=42.2A.起動時變壓器的電壓損失：△UbQ%=(lBQ/【Be)X(Ur%XcOS^BQ+Ux%Xsin^BQ)=(102.7/113)X(1.45X0.57+3.73X0.82)二3.53△UbQ=△UBQ%XUBe/100=690X3.53/100二24.36V式中：IbQ——起動時變壓器的負荷電流,A；IBe——變壓器負荷額定電流,A；UBe——變壓器負荷側(cè)額定電壓,V；cos6BQ——起動時變壓器負荷功率因數(shù)；.起動狀態(tài)下供電系統(tǒng)中總的電壓損失：E^Uq=^UZq+△UgQ+△Ubq=8.11+57.3+24.36二89.77V.檢驗條件：U2e-EAUQ=690-89.77=600.23V>457.26V又因為600.23V相對于額定電壓的百分數(shù)為600.23/660X100%=90.9%,超過磁力起動器吸合線圈要求的電壓。所以檢驗結(jié)果可以認為選用25mm2的橡套電纜滿足了起動條件。第五章采區(qū)高壓電纜的選擇一、選擇原則1、按經(jīng)濟電流密度計算選定電纜截面，對于輸送容量較大，年最大負荷利用的小時數(shù)較高的高壓電纜尤其應按經(jīng)濟電流密度對其截面進行計算。2、按最大持續(xù)負荷電流校驗電纜截面，如果向單臺設(shè)備供電時，則可按設(shè)備的額定電流校驗電纜截面。3、按系統(tǒng)最大運行方式時發(fā)生的三相短路電流校驗電纜的熱穩(wěn)定性，一般在電纜首端選定短路點。井下主變電所饋出線的最小截面，如果采用的鋁芯電纜時，應該不小于50mm2。4、按正常負荷及有一條井下電纜發(fā)生故障時，分別校驗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）在進風斜井，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，其它地點必須采用銅芯電纜。6、移動變電站應采用監(jiān)視型屏蔽橡膠電纜。二、選擇步驟1、按經(jīng)濟電流密度選擇電纜截面：A1=In/nJ=7.2/1X2.25=3.2mm2式中：A電纜的計算截面，mm2；In——電纜中正常負荷時持續(xù)電流，In=SB1/G,''3XUe）=74.13/（-'3X6）=7.2A；n——同時工作的電纜根數(shù)，n=1；J——經(jīng)濟電流密度，A/mm2，見《設(shè)指》表2-18，銅芯電纜取J=2.25A/mm2；A2=In/nJ=6.43/1X2.25=2.86mm2式中：In——電纜中正常負荷時持續(xù)電流，In=SB2/G'3XUe）=66.84/（搭乂6）=6.43A；由《設(shè)指》表2-9查取電纜型號為：MYJV22-60003X351000m2、校驗方法：、按持續(xù)允許電流校驗電纜截面：KIP=(60.345^180.9)A>Ia=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)境溫度不同時載流量的校正系數(shù)，由《設(shè)指》表2-6查?。?.447WKW1.34；Ia——持續(xù)工作電流，Ia=SB1/G；3XUe)=74.13/G-'3X6)=7.2A；KIp=(60.345^180.9)A>Ia,符合要求。電纜短路時的熱穩(wěn)定條件檢驗電纜截面，取短路點在電纜首端,取井下主變電所容量為50MVA，則Id⑶=S/(頊XUp)二(50X103)/G,&X6.3)=4582.1AAmin=(Id⑶X、.,氣)/C=(4582.1X0.25)/159=14.41mm2<A1=35mm2..?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行方式時的短路電流,A；勺一一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；、按電壓損失校驗電纜截面：△U%=KPL/1000=1.836X111.2X1/1000=0.2%<7%故滿足要求。式中：AU%——電纜電纜中電壓損失的百分數(shù)；K——兆瓦公里負荷矩電纜中電壓損失百分數(shù)，由《設(shè)指》表2-15查取6KV銅芯電纜兆瓦公里負荷矩電纜中電壓損失K=1.836；P——電纜輸送的有功功率；7%——允許電壓損失百分數(shù)；因此所選MYJV22-60003X35的高壓電纜符合要求。第六章采區(qū)低壓控制電器的選擇一、電器選擇按照下列一般原則進行按環(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。按電器額定參數(shù)選擇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，其額定電壓也應與電網(wǎng)的額定電壓相符合?？刂齐娖鞯姆謹嗄芰?，電流應不小于通過它的最大三相短路電流。工作機械對控制的要求選擇工作線路總開關(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)。不需要遠方控制或經(jīng)常起動的設(shè)備，如照明變壓器，一般選用手動起動器，如QJC型等。需要遠方控制，程控或頻繁起動的機械，如采煤機、裝巖機、輸送機等一般選用QJC系列，DQBH型磁力起動器或新系列隔爆型磁力起動器等。需要經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)控制的機械，如回柱絞車、調(diào)度絞車等，一般選用QC83一80N型或新系列可逆磁力起動器等。開關(guān)電器的保護裝置，要適應電網(wǎng)和工作機械的保護要求：變壓器二次的總開關(guān)要有過電流和漏電保護。變電所內(nèi)各分路的配出開關(guān)及各配電點的進線開關(guān)要有過電流保護。大型采掘機械，如采煤機組、掘進機組等需要短路保護、過負荷保護，有條件的增設(shè)漏電閉鎖保護。一般小型機械，如電鉆、局扇、回柱絞車及小功率輸送機等需要有短路保護和斷相保護。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)徑應與電纜外徑相適應。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=(KfXPeX103)/G；'3XUexcos6exne)=(0.8X110X103)/G；'3X660X0.86X0.93)=167.17A其余開關(guān)的工作電流如表6-1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11-1-17選110KW上山絞車的控制開關(guān)選KBZ-200饋電開關(guān)一臺。11KW的裝巖機控制開關(guān)的選擇：_Ig=(KfXPeX103)/G,;3XUeXcos6eXne)=(0.8X11X103)/(-摑X660X0.75X0.80)=12.83A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二Pe/cos6e=1.2/0.79=1.52KVA根據(jù)S<Se，選擇BBM1-4.0型綜保一臺，其余開關(guān)選擇如表6—1所示。表6-1供電系統(tǒng)中各開關(guān)的選擇和整定值表編號開關(guān)型號保護方式整定計算整定值1KBZ-200過電流繼電器I2=168.37A200A2KBZ-350過電流繼電器I2=191.36A200A3KBZ-100過電流繼電器I2=82.8A100A4、5KBZ-100過電流繼電器I2=79.58A100A6KBZ-200過電流繼電器I2=167.17A200A7ZBZ80-2.5熔斷器I2=1.2A15A8、10、17、19、20、22QJC-30熔斷器I2=13.8A20A11、23QBZ-40熔斷器I2=37.95A40A12、14、24QBZ-60熔斷器I2=55.2A60A13、25BBM1-4.0熔斷器I2=1.23A15A15QJC-30熔斷器I2=13.8A20A16QBZ-40熔斷器I2=37.95A40A第七章低壓保護裝置的選擇和整定一、低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則規(guī)定饋出線的電源端均需加裝短路保護裝置，使用饋電自動開關(guān)時，采用過電流繼電器；使用手動開關(guān)時，采用熔斷器，使用磁力起動器時，此阿用限流熱繼電器或熔斷器，對這些保護裝置的選擇與整定要求如下：1、選擇性好：保護裝置動作時，保證切除故障部分的電路，其他部分仍能正確工作。2、動作可靠：電動機起動或正常運轉(zhuǎn)時，保護裝置不能誤動作。當電動機或線路發(fā)生短路時，保護裝置可靠動作。3、動作迅速：保護范圍內(nèi)發(fā)生短路時，保護裝置迅速動作，切斷被保護的電路，防止事故蔓延，減少故障電流對設(shè)備的破壞。4、動作靈敏：在保護范圍內(nèi)發(fā)生最小兩相短路時，保護裝置可靠動作。二、保護裝置的整定與校驗過流繼電器的整定原則：過電流保護裝置的動作電流應按最大工作電流整定，在最遠點發(fā)生兩相短路時保護裝置應有足夠的靈敏度。熔斷器熔體額定電流選擇的原則是：流過熔體的電流為正常工作電流及尖峰工作電流(電動機的起動電流)時，熔體不熔斷；而通過短路電流時，即使是最小的兩相短路電流也要及時熔斷。㈠、保護裝置的整定⑴、以2#饋電開關(guān)(KBZ-350)的整定為例：熔斷整定：【N。F=IeQ+^Ie=75.9+1.15X(4X6+11X2+16X3+1.2X2+4)=191.36A整定為200A式中：IQe——被保護干線中最大一臺電動機的額定起動電流IQe=6Ie=6X12.65=75.9A；Ie——電動機的額定電流Ie=1.15Pe=1.15X11=12.65A；EIe——其余電動機的額定電流之和，A；⑵、以16#裝巖機開關(guān)(QBZ-40)的整定為例：熔斷整定：I2=6Ie/2=6X11X1.15/2=37.95A取I2=40A；熱繼電器的整定：Ir=Ie=1.15XPe=1.15X11=12.65A取I=15A；⑶、以13#煤電鉆綜保熔體額定電流的整定為例：rIN。F=(1.2?1.4)X[IQe/(1.8?2.5)+EIe]/KB=1.2X[(6X1.15X1「2/2)+1.2]/4.96'=1.23A整定為15A式中：kb----變壓比；其它開關(guān)整定情況如表6-1所示。㈡.按短路電流校驗:進行兩相短路電流計算時,要考慮系統(tǒng)電抗和高壓電纜電抗。⑴、系統(tǒng)電抗：每相系統(tǒng)電抗為：XS=UZe2/Sd=0.692/50=0.0095Q式中：XS——折合至變壓器二次側(cè)的系統(tǒng)電抗，Q/相；UZe2——變壓器二次側(cè)額定電壓,KV；Sd——電源一次側(cè)母線上的短路容量,MVA,Sd=50MVA；高壓電纜的阻抗值：MYJV22-60003X351000m查《設(shè)指》表2-52，折算到690V每公里0.0076Q/相R=R0XL=0.0076X1=0.0064QX=X0XL/K2=0.08X1/9.12=0.0014Q式中：R——高壓電纜每相電阻，Q；X——高壓電纜每相電抗，Q；R0——高壓電纜每相每公里電阻，Q,此處已折算至690V時的阻抗；X0——高壓電纜每相每公里電抗，Q.6~10KV三芯電纜的電抗平均值為：X0=0.08Q/KmL——高壓電纜長度,Km；K=U1/U2——變壓比，即變壓器一次側(cè)線路的平均電壓U1對二次側(cè)線路的平均電壓U2的比值，查《指設(shè)》表2-51,K=9.1；變壓器電阻及電抗值：查表1-2變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)可得Rb=0.0690Q,Xb=0.1775Q。短路電流計算以Z10點為例，查《工礦企業(yè)供電設(shè)計指導書》表3-22,干線電纜MY3X25+1X10650m的阻抗和電抗：R0=0.794Q/Km,Xo=0.088Q/KmR=R0XL=0.794X0.65=0.5161QX=X0XL=0.088X0.65=0.0572Q支線電纜MY3X16+1X6100m的R0=1.25Q,X°=0.090QR=R0XL=1.25X0.1=0.125QX=X0XL=0.090X0.1=0.009Q計算Z10—相總電阻和總電抗值：ER=0.0076+0.069+0.5161+0.125=0.7177QEX=0.0095+0.0014+0.1775+0.0572+0.009=0.2546Q短路電流為：Id⑵=Ue/[2X,'(ER)2+(EX)2]=690/[2Xp(0.7177)2+(0.2546)2]=453.04A靈敏度校驗：Km=Id⑵/Idz'=453.04/40=11.33>7,符合要求。式中：Id⑵一一被保護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)計指導書》表3-39；Idz'——所選熔體的額定電流，A。其余各開關(guān)短路點、短路電流及靈敏度校驗，如附圖2和表7-1所示。l^nOr*3X3j:"C：irPB3-62『825采區(qū)反電所1K29-100/6Itt1陣H.ttQ七14HQLjQ]g、*一-曲二二3＞：P4+755iT二3*」I用16ttQ11GAPB.,-6KS9-100/6'13*尸\rYJr1L//F/L74>7LF3[JllttQQQQQ】.g.曲“出J/hl6tt7It廠、〈《\ilt、z?IItw就+皿蚌liP-vrO#23#24#E5#/I./.◎llkwP3+〃*」El1.沁zsZO'4lqw墉".zio/otllcw?■Z11Z短路電食計算圖比俐件數(shù)傅文杰201：.05.圖號A4#1眼第1豪龍巖學院審核表7-1供電系統(tǒng)中各點短路電流值及靈敏度校驗表短路點兩相短路電流（A）開關(guān)保護整定值（A）靈敏系數(shù)B12595B21623G1538繼電器100A5.36>1.5G2572繼電器100A5.72>1.5G3636繼電器100A6.36>1.5Z12192繼電器200A10.96>1.5Z2161.68熔斷器15A10.78>4Z3490.26熔斷器20A24.51>7Z4348.24熔斷器20A17.41>7Z5525.11熔斷器40A13.13>7Z6580.47熔斷器60A9.67>7Z767.43熔斷器15A4.50>4Z8497熔斷器60A8.28>7Z9420.75熔斷器20A21.04>7Z10453.04熔斷器40A11.33>7Z11315.49熔斷器20A15.77>7Z12428.59熔斷器20A21.43>7Z13450.44熔斷器20A22.52>7Z14327.34熔斷器20A16.37>7Z15480.08熔斷器40A12>7Z16526.24熔斷器60A8.77>7Z1763.36熔斷器15A4.22>4第八章高壓配電箱的選擇和整定一、高壓配電箱的選擇原則1、配電裝置的額定電壓應符合井下高壓網(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不小于所控設(shè)備的額定電流。4、動作穩(wěn)定性應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1、二負荷長期工作電流：1In=Sn/W3XUe)=74.13/G-'3X6)=7.13A{Use^Ux=6kvIse>Ig=7.13ASseNSd(3)=50MVA式中：Sn——受控制負荷的計算容量，KVAUe——電網(wǎng)額定電壓，KVUse——高壓開關(guān)額定電壓，KVIse——高壓開關(guān)額定電流，KASse——高壓開關(guān)銘牌上標示的額定斷流容量，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負荷長期工作電流：In二Sn/Gj")二66.84/(寸&X6)=6.43A{Use^Ux=6kvIse>Ig=10.37ASseNSd(3)=50MVA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PB-6GA，其技術(shù)數(shù)據(jù)如表8-1所示。3表8-1高壓配電箱技術(shù)數(shù)據(jù)表型號額定電壓(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)極限通過電流(KVA)10S熱穩(wěn)定電流(KA)峰值有效值PB3-6GA66.920201.924.812.780.50三、高壓配電箱的整定和靈敏度的校驗1、T1的整定Idz=(1.2?1.4)X(IQD+EIe)/(KTXKi)=[1.3X(660+2.4)]/(9.1X10)=9.46A查《設(shè)指》表2-83，取Idz'=10A；式中：、——電流互感器的變流比，、=50/5=10；1.2?1.4——可靠系數(shù)；Kt——變壓比，Kt=6300/690=9.1。靈敏度校驗：I『2)=2299AKm=Id⑵/(KTX、XIdz')=2299/(9.1X10X10)=2.53>1.5..?符合要求。2、T2的整定Idz=(1.2?1.4)X(IQD+EIe)/(KTXKi)=[1.3X(37.95+49.2)]/(9.1X10)=1.25A查《設(shè)指》表2-83，取Idz'=5A靈敏度校驗：I『2)=3750AKm=Id(2)/(KTXKiXIdz/)=3750/(9.1X10X5)=8.24>1.5..?符合要求。第九章井下漏電保護裝置的選擇一、井下漏電保護裝置的作用1、工作電表經(jīng)常監(jiān)視電網(wǎng)的絕緣電阻，以便進行預防性維修。2、接地絕緣電阻降低到危險值或人觸及一相導體，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、當人觸及電網(wǎng)一相時，可以補償人身的電容電流，從而減少通過