采煤供电设计及设备选型说明书.doc

目 录一、金丰煤业集团有限公司小河煤矿二矿11061采煤工作面供电特点及要求2二、 11601采煤工作面供电设计计算的步骤2三、负荷计算与变压器的选择31、负荷统计32、变压器的选择3四、11061采面供电线路及电气设备保护装置的整定4A、原始资料4B、采面供电系统的拟定5C、负荷统计5D、变压器选择6E、11061采煤工作面供电电缆的选择6五、短路电流计算12六、电气设备的选择14七、保护装置的整定计算15八、灵敏系数校验15九、11061采煤工作面的保护接地16一、金丰煤业集团有限公司小河煤矿二矿11061采煤工作面供电特点及要求 1、11601采面潮湿，有触电的危险； 2、11601采面有瓦斯、煤尘，有爆炸的危险； 3、 11601采面机电设备还要经常移动或搬动。 因此， 11601采面供电必须有漏电保护、接地保护，以防电气设备、电缆漏电时有人员触电； 11601采面必须用防爆型电气设备，以防止瓦斯、煤尘爆炸； 11601采面电缆要求比较柔软、耐受力，电气设备要求抗摔、易搬动。二、 11601采煤工作面供电设计计算的步骤 1、确定11601采面变电所、工作面配电点和移动变电站的位置； 2、拟定11601采面供电系统； 3、进行11601采面负荷计算并确定无功功率补偿方案和选择无功功率补偿设备； 4、选择11601采面变压器台数、容量及型号； 5、选择高、低压供电阻燃电缆； 6、计算短路电流； 7、选择馈电开关与真空电磁启动器； 8、整定计算11601采面供电系统继电保护装置； 9、确定采面保护接地系统； 10、确定采面变电（所）硐室和设备布置方案；进行采面供电经济计算与统计等。三、负荷计算与变压器的选择1、负荷统计 统计分线路计算负荷时，用需用系数法，公式如下： Kde=0.4+0.6*PN.m/PN 式中： Kde-需用系数 PN.m-最大电动机的额定功率 PN-电动机的额定功率之和2、变压器的选择1）变压器台数的确定采掘供电分开；主变压器一台。2）变压器型号的确定变电硐室内的变压器选用矿用防爆型干式变压器；采煤工作面上巷或下巷道内，选择防爆型干式动力变压器或移动变电站。3）变压器容量的确定根据负荷情况分配变压器的容量，用需用系数法计算变压器的计算容量。四、11061采面供电线路及电气设备保护装置的整定1)短路保护 当井下电缆或电气设备发生短路时，易发生着火或触电，危及设备或人身安全，要求短时间内切除短路故障，因此，采用瞬时动作的过流保护装置。2）过载保护 当井下发生过负荷时，电动机发热，严重时可能烧坏电动机，因此，井下用热继电器保护电动机过载时跳闸，不致烧坏电动机。3）断相保护 当线路一相断路时，电动机三相电流不平衡，严重时可能烧坏电动机。采用热继电器和长延时反时限电子保护器作为过载保护。A、原始资料1、11061采煤工作面巷道布置及开采方法 11061采煤工作面为缓倾斜煤层，倾角810,煤层平均厚度为1.8米，回采工作面长度100米，放炮采煤法。2、运输及通风情况 1）工作面落煤由刮板输送机，转载至下巷刮板机，经下巷皮带输送机至运输巷皮带机再转送到集中皮带机至采面煤仓。 2）工作面所需材料及设备经由25KW绞车提升运输至工作面上巷拐头。3、电源及负荷情况 地面10KV变电所至井下中央变电所距离为160米，供电电压为10KV，地面变电所母线短路容量最大100MVA，最小为80MVA；井下中央变电所至工作面距离为800米，配电电压为660V。 4、工作面配电点位置的确定 工作面配电点设在工作面上巷刮板机尾处前600米处，以确保安全供电。液压泵站设在上巷。B、采面供电系统的拟定井下中央变电所至工作面上、下巷、工作面配电点采用干线式供电。C、负荷统计负荷名称设备台数/台额定容量/KW额定电压/V需用系数功率因数有功/KW无功/kvar视在/KVA额定电流/A计算电流/A11081采煤工作面设备刮板输送机1306600.8832.911081上巷机电运输设备乳化液泵站1756600.8782调度绞车1256600.8527.2信号照明11.21270.796.911081下巷机电运输设备刮板输送机1306600.8832.9皮带机1306600.8832.9皮带机230*26600.8832.9计算采煤负荷251.20.470.717675191.3381D、变压器选择1、选择向11061采煤工作面供电的变压器变压器的计算容量St=KdePN/COSwM式中：PN-用电设备额定功率之和 PN=251.2KWKde-需用系数Kde=0.4+0.6PNm/ PN =0.4+0.6*30/251.2 =0.47COSwM-变压器负载的加权平均功率,查表是0.7变压器的计算容量为：St=KdePN/COSwM=0.47*251.2/0.7=168.6(KVA)选用一台KBSG-200KVA的变压器。E、11061采煤工作面供电电缆的选择1、确定电缆的型号和长度 井下采面配电点到11061采煤工作面下巷一部皮带机头20M，到运输巷二部皮带机头320M，到集中巷皮带机头620M，到11061采煤工作面上巷刮板机机头740M，全部选用MYV22-1000型橡套屏蔽电缆，干线式供电。 2、电缆主芯线截面选择1）到11081采煤工作面下巷干线电缆截面干线电缆1供电负荷：PN1=30+30+30+30+30 =150（KW）最大长时工作电流，采掘面电力需用系数查表是0.7I1=Kde*PN1/3Ue*coswn =0.7*150/3*0.66*0.7 =131.25(A)根据电缆允许载流量和按长时负荷电流选择电缆断面的原则，查表选择MYV22-1000，3*120+1*95矿用橡套电缆，长度20M。干线电缆2供电负荷：PN2=30+30+30+30 =120（KW）最大长时工作电流I2=Kde*PN2/3Ue*coswN =0.7*120/3*0.66*0.7 =104.97(A)根据电缆允许载流量和按长时负荷电流选择电缆断面的原则，查表选择MYV22-1000，3*95+1*70矿用橡套电缆,长度300M。干线电缆3供电负荷：PN3=30+30+30 =90（KW）最大长时工作电流I3=Kde*PN3/3Ue*coswn =0.7*90/3*0.66*0.7 =78.73(A)根据电缆允许载流量和按长时负荷电流选择电缆断面的原则，查表选择MYV22-1000，3*70+1*50矿用橡套电缆,长度300M。干线电缆4供电负荷：PN4=30+30=60（KW）最大长时工作电流I4=Kde*PN4/3Ue*coswn =0.7*60/3*0.66*0.7 =52.48(A)根据电缆允许载流量和按长时负荷电流选择电缆断面的原则，查表选择MYV22-1000，3*50+1*35矿用橡套电缆,长度120M。干线电缆5供电负荷：PN5=30KW最大长时工作电流I5=PN5/3Ue*cos =30/3*0.66*0.85 =30.87(A)根据电缆允许载流量和按长时负荷电流选择电缆断面的原则，查表选择MYV22-1000，3*35+1*25矿用橡套电缆,长度60M。2）到11081采煤工作面上巷电缆截面选择干线电缆6供电负荷：PN6=25+75+11.4+1.2 =112.6(kw)最大长时工作电流I6=Kde*PN6/3Ue*coswn =0.7*112.6/3*0.66*0.7 =98.5(A)根据电缆允许载流量和按长时负荷电流选择电缆断面的原则，查表选择MYV22-1000，3*50+1*35矿用橡套电缆,长度400M。干线7供电负荷：PN7=75+11.4+1.2 =87.6(kw)最大长时工作电流I7=Kde*PN7/3Ue*coswn =0.7*87.6/3*0.66*0.7 =76.65(A)根据电缆允许载流量和按长时负荷电流选择电缆断面的原则，查表选择MYV22-1000，3*35+1*25矿用橡套电缆,长度300M。干线8供电负荷：PN8=11.4+1.2 =12.6(kw)最大长时工作电流I8=Kde*PN8/3Ue*coswn =0.7*12.6/3*0.66*0.7 =11(A)根据电缆允许载流量和按长时负荷电流选择电缆断面的原则，查表选择MYV22-1000，3*16+1*10矿用橡套电缆,长度300M。干线9供电负荷：PN9=1.2KW最大长时工作电流I9=PN9/3Ue*cos =1.2/3*0.66*0.85 =1.23(A)根据电缆允许载流量和按长时负荷电流选择电缆断面的原则，查表选择MYV22-1000，3*6+1*6矿用橡套屏蔽电缆,长度80M。3）电压损失校验电缆截面正常工作时允许的电压损失校验电缆断面到工作面干线电缆的电压损失计算：采煤供电变压器的电压损失UT%=ST/SN.T(ur%cosT+ux%sinT)式中ST-变压器的计算容量ST=KdePN/cosWM =0.7*251.2/0.7 =251.2KVASN.T-变压器的额定容量，200KVAur%-电阻压降百分数ux%-电抗压降百分数ur%=PNT/SNT*100% =0.54/200*100% =0.27%查表阻抗压降百分数uz%=4%ux%=(uz%)- (ur%) =（4%）-（0.27%) =3.9%UT%=ST/SN.T(ur%cosT+ux%sinT） =251.2/200(0.27%*0.7+3.9%*0.99） =32.5(V)，满足要求660*0.05=33(V)。干线电缆的电压损失为UMS1=KdePN1Lbl*10/UNscAmsl =0.7*150*0.02*10/0.66*42.5*120 =0.62(V)式中Kde-需用系数 PNLbl-干线1电缆所带负荷 sc-铜的电阻率 Amsl-干线1电缆的断面UMS2=KdePN2Lb2*10/UNscAms2 =0.7*120*0.30*10/0.66*42.5*95 =9.45(V)UMS3=KdePN3Lb3*10/UNscAms3 =0.7*90*0.30*10/0.66*42.5*70 =9.62(V) UMS4=KdePN4Lb4*10/UNscAms4 =0.7*60*0.20*10/0.66*42.5*50 =5.98(V)UMS5=KdePN5Lb5*10/UNscAms5 =0.7*30*0.08*10/0.66*42.5*35 =1.7(V)UMS= UT+ UMS1+ UMS2+ UMS3+ UMS4+ UMS5 =32.5+0.62+9.45+9.62+5.98+1.7 =59.87(V) U%=59.87/690 =8.67%1.5 满足要求。2）11061采煤工作面下巷KBZ-400开关灵敏系数Kr=Ismin/Iop式中Ismin-最远点两相金属性短路电流 Iop-短路保护整定值 IopIst.N.m+IN.re Iop=30*6/3/0.66/0.85+30*4/3/0.66/0.85 =81.08+54.05 =135.13（A）Kr=Ismin/Iop =450/135.13 =3.331.5 满足要求。九、11061采煤工作面的保护接地煤矿井下保护接地系统由主接地极、局部接地极（单独接地体）、接地母线、辅助接地母线、接地导线和连接导线组成。煤矿井下的共同接地线是利用铠装电缆的金属钢带和橡套电缆的接地芯线，把井下所有接地装置和移动设备的外壳连接起来后，再与水仓中的接地极相连，构成井下总接地网。根椐煤矿安全规程规定下列地点应装设局部接地极：1、采面变电所（包括移动变电站和移动变压器）。2、装有电气设备的硐室和单独设置的高压电气设备。3、低压配电点或装有3台以上电气设备的地点。4、无低压配电点的采煤机工作面的运输巷、回风巷、集中运输巷（胶带运输巷）以及由变电所单独供电的掘进工作面至少分别设置一个接地极；5、连接高压动力电缆的金属连接装置。采面的保护接地系统采面变电所设局部接地极采用面积为0.6m2、厚度为3mm钢板置于变电所的水沟里，接地母线采用截面100 mm2，厚度4mm的扁钢，各电气设备外壳均采用25mm2的裸铜线或截面不小于50mm2的镀锌铁线与接地母线或局部接地极连接，主接地极通过中央变所在采面变电所的高压屏蔽电缆接地芯线与局部接地连接。因此，11061采煤工作面及上下巷配电点局部接地极，采用长1.5米，直径为35mm的钢管，并在钢管上至少钻20个直径不小于5mm的透眼，垂直全部埋入底板中，接地母线采用25 mm2的铜线与接地极连接。11061采煤工作面及上下巷电气设备通过接线腔内的接地端子连