金达煤矿采区供电设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 阳泉学院 毕业论文（设计） 题目： 金达 煤矿采区供电设计 专业： 矿山机电 作者： 指导教师 (职称 )： 2014 年 05 月 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 摘要 ： 随着生产规模的扩大和新煤层的勘探，为了满足生产发展的需要，根据新采区的实际情况 ,对其所需设备及供电线路等进行设计， 本设计阐述了采区供电系统中各用电设备的选型及其计算过 程，如变压器、电缆、开关的选择等，并对其进行整定和校验，设计中比较详细地叙述了矿用电缆及电气设备的选定原则以及井下各种保护装置的选择和整定。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目录 前言 述 矿井简介 供电系统概述 变电站地址 本设计的目的，意义及要求 一章 采区变电所变压器的选择 采区负荷计算 变压器容量计算 变压器的型号、容量、台数的确定 二章 采区变电所及工作面配电点位置的确定 采区变电所位置 工作面配电点的位置 三章 采区供电系统的确定 供电系统的拟定原则 按照采区供电系统的拟定原则确定供电系统图 四章 采区低压电缆的选择 电缆长度的确定 电缆型号的确定 电缆选择原则 电缆截面的选择 采区电缆热稳定校验 五章 采区高压电缆的选择 选择原则 选择步骤 六章 采区低压控制电器的选择 低压控制电器的选择 开关选择结果 七章 低压保护装置选择与整定 5 一 保护装置整定细则 保护装置的整定与校验 八章 高压配电箱的选择与整定 高压配电箱的选择原则 高压配电箱的选择 高压配电箱的整定与灵敏度校验 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第九章 静下漏电保护装置的选择与整定 井下漏电保护装置的作用 漏电保护装置的 选择 井下漏电保护装置的要求 井下漏电保护装置的 整定 十章 井下保护接地系统 计总结 谢 参考文献 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 前言 按照实习的需要，我到金达煤矿进行毕业实习， 收集采区供电设计所需的原始资料，并根据采区的实际情况进行采区供电设计。 本设计是以 金达煤矿 井下采区供电为对象在遵照煤矿安全规程、矿山供电、煤矿井下供电设计指导、矿井供电的前提下进行的， 根据新采区的实际情 况，在老师和单位技术员的指导下，并深入生产现场，查阅了有关设计资料、规程、规定、规范，听取并收录了现场许多技术员的意见及经验，对采区所需设备的型号及供电线路等进行设计计算。 设计时充分考虑到技术经济的合理 ， 安全的可靠 ， 采用新技术 、 新产品 ，积极 采取相应 措施减少电能损耗 ，提高生产效率 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 概述 一 矿井简介 本设计是一所以 10井年产量 60万吨，采用一对斜井开拓，中央并列抽出式通风。矿井为低瓦斯矿井，煤尘具弱爆炸危险性。 矿井最高温度为 320C， 地面变电所与副井口的距离为 150m，井筒深度为 980m，付斜井做主提升，净段面积 斜长 980m，倾角 24井所在地区电业部门按最高负荷收费，中央变电所 10130m。 二 供电系统概述 电力是现代矿山企业的动力，首先应该保证供电的可靠和安全，并做到技术和经济方面合理的满足生产的需要。 矿山企业对供电的基本要求 矿山由于生产条件的特殊性，对供电系统有特殊的要求，具体要求如下： （ 1）保证供电安全可靠 供电的可靠性是指供电系统不见断供电的可能程度。矿山如果 供电中断，不仅影响产量，而且有可能造成人身事故和设备损坏，严重会造成矿井的破坏。为了保证对矿山供电的可靠性，供电电源应采用两回路独立电源线路，它可以来自不同的变电所或者是同一变电所的不同母线，且电源线路上不得分接任何负荷。 安全是指不发生人身触电事故和因电气故障而引起的爆炸火灾等重大事故。由于矿山生产环境复杂，自然条件恶劣，供电设备容易受损坏，可能造成触电及电火花和瓦斯煤尘爆炸等事故，所以必须采取如防爆、防触电过负荷及过电流保护等一系列的技术措施和制定相应的管理规程，以确保供电的安全。 （ 2）保证供电电能质 量 在满足供电可靠与安全的前提下，还应该保证供电质量，即供电技术合理。良好的电能质量是指电压偏移不超过额定值的 %5 ,频率偏移不能超过 外，由于大功率整流和可控硅的应用使配电网中的谐波分量增加，可能会造成电力电容器过负荷，严重时甚至造成事故。所以必要时应采取相应的技术措施保证电能质量。 （ 3）保证供电系统的经济性 在满足以上要求条件下，应力求供电系统简单，安装、运行操作方便，投资少、见效快和运行费用低。 电 力负荷的分级 按照对供电可靠性的要求不同，一般将电力负荷分为三级，以便在不同情况下区别对待。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 （ 1）一级负荷 这类负荷若供电突然中断造成生命危险，或者造成重大设备损坏且难以修复，或者打乱复杂的生产过程并使大量产品报废，给国名经济带来极大的损失。如矿井主扇风机、分区扇风机与井下主排水泵以及立井经常提人的提升机等。 这类负荷必须有两个独立电源供电，无论是电力网在正常或者事故时均应保证对它的供电。 （ 2）二级负荷 这类负荷若突然停电，会造成生产设备局部损坏，或生产流程紊乱且恢复困难，企业内部运输停顿或出现大量废品 或大量减产，因而在经济上造成一定的损失。如煤矿集中提运设备、大型矿井地面空气压缩机、井筒防冻设备等。对这类负荷一般采用双回路或经方案对比确定。 （ 3）三级负荷 凡不属于一二级负荷的用电设备，均列为三级负荷。这类负荷停电不影响生产，对这类供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回路供电。 三 变电站选址 矿区变电所不论容量大小，应有两个以上的独立企业用户会使与电力系统联系的枢纽，这样的变电所位置应附和有关整体的合理性。应考虑的条件是： （ 1）接近负荷中心 （ 2）不占或少占农田。 （ 3）便于各级电压线路的引入和 引出。架空线路走廊应与所址同时确定。 （ 4）交通运输方便。 （ 5）具有适宜的地质条件。 （ 6）尽量不设在空气污浊地区，否则应采取防污措施或是在污染源的上风侧。 （ 7） 110 千伏变电站的地址标高宜在百年一遇的高水位之上， 35 60 千伏变电所的所址标高宜在 50年一遇的高水位之上，否则应有防护措施。 （ 8）所址不应为积水淹侵，山区变电所的防洪设施满足泄洪要求。 （ 9）具有生产和生活用水的可靠水源。 （ 10）适当考虑职工生活上的方便。 （ 11）确定所址时，应考虑与邻近设施之间的相互影响。 （ 12）所址位置必须影响矿 区供电系统的接线方式，送电线路的规格与布局，电网损失和投资的大小。故所址位置的选择应与矿区各变电所的数量，容量，用户负荷的分配同时考虑。应避免电力倒流。对于相近方案应从技术经济比较择优确定。 四 本设计的目的、意义及要求 本设计的目的是通过本次设计巩固所学的专业知识，培养分析问题、解决问题的能买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 力。 设计根据任务书及国家的有关政策和各专业的设计技术规程进行，要求对用户供电可靠、保证电能质量，接线简单清晰、操作方便、运行灵活，投资少、运行费用低，并具有可扩建的方便性。 第 一 章 采区变电所的变压 器选择 一、采区负荷计算 ： 根据巷道、生产机械的布置情况，查煤矿井下供电设计指导书和矿井供电，查找有关技术数据，列出采区电气设备技术特征如表 1 1 表 1区电气设备技术特征 采区设备 额定 容量 额定 电压 ) 额定 电流 ) 额定起动 电流 A) 功率因数 效率 j 设备名称 设备型号 上山绞车 224 110 660 121 242 动翻车器 60 照明 27 煤电钻 27 9 54 柱绞车 1 660 7 浆机 60 6 部扇风机 60 4 斗装岩机 11 660 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 表 1区机械设备配备表 二、变压器容量 计算： 1.+50水平绞车变电所变压器容量： 1/中： 加权平均功率因素，根据煤矿井下供电设计指导 倾斜炮采工作面，取 需要系数，参见设指表 1 采区重合系数，取值参照教材 别取 , 由 +50 水平变电所供电的所有电动机额定容量之和； 110+ = Kc/中： 加权平均功率因素，根据煤矿井下供电设计指导 需要系数，参见设指表 1 由 (2+11+4+8+2+11+2+8) 2=号 名称 型号规格 单位 使 用 数 量 回采 掘进 合计 1 煤电钻 4 2 电动翻 车器 T 台 2 3 回柱绞车 2 4 耙斗装 岩机 2 5 喷浆机 2 6 局部 扇风机 4 4 8 7 电瓶车 2 2 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 三、变压器的型号、容量、台数的确定： 根据 设指 1型号为 变压器一台， 变压器一台，其技术特征如表 1 表 1 3（变压器技术数据） 型号 额定容量 阻抗电压（） 损耗（ W） 线圈阻抗（） 重量（ 参考价格（元） r 载 短路 R X 5/6 75 90 1875 15 2800 35/6 135 30 3070 070 4300 备注：动力变压器 ,上表数据查设指 表 2 2，表 2 3； 第二章 采区变电所及工作面配电所位置的确定 一、采区变电所位置： 根据采区变电所位置确定原则，采区变电所位置选择要依靠低压供电电压，供电距离，采煤方法，采区巷道布置方式，采煤机械化程度和机械组容量大小等因素确定。 二、工作面配电点的位置： 在工作面 附近巷道中设置控制开关和起动器，由这些装置构成的整体就是工作面配电点。它随工作面的推进定期移动。 根据掘进配电点至掘进设备的电缆长度，设立： 50中央变电所 人行下山 50水平绞车峒室； 平中间运输巷掘进配电点； 平运输巷掘进配电点； 水平采区配电点； 水平采区配电点； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 第三章 采区供电电缆的确定 一、拟定原则： 采区供电电缆是根据采区机械设备配置图拟定，应符合安全、经济、操作灵活、系统简单、保护完善、便于检修等项要求。 原则如下： 1） 保证供电可靠，力求减少使用开关、起动器、使用电缆的数量应最少。 原则上一台起动器控制一台设备。 2） 采区变电所动力变压器多于一台时，应合理分配变压器负荷，通常一台变压器担负一个工作面用电设备。 3） 变压器最好不并联运行。 4） 采煤机宜采用单独电缆供电，工作面配电点到各用电设备宜采用辐射式供电上山及顺槽输送机宜采用干线式供电。 5） 配电点起动器在三台以下，一 般不设配电点进线自动馈电开关。 6） 工作面配电点最大容量电动机用的起动器应靠近配电点进线，以减少起动器间连接电缆的截面。 7） 供电系统尽量减少回头供电。 8） 低沼气矿井、掘进工作面与回采工作面的电气设备应分开供电，局部扇风机实行风电沼气闭锁，沼气喷出区域、高压沼气矿井、煤与沼气突出矿井中，所有掘进工作面的局扇机械装设三专（专用变压器、专用开关、专用线路）二闭锁设施即风、电、沼气闭锁。 二、按照采区供电系统的拟定原则确定供电系统图 采区变电所供电系统拟定图如图 1所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 采区供电系统图(图1)来自0井下中央变电所充电机煤电钻煤电钻回柱绞车局扇局扇充电机喷浆机耙矸机局扇局扇充电机煤电钻煤电钻回柱绞车局扇局扇充电机喷浆机耙矸机局扇局扇翻车器翻车器照明上山绞车买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 第四章 采区低压电缆的选择 一、电缆长度的确定： 根据采区平面布置图和采区剖面图可知：人行上山倾角为 25。 以计算上山绞车的电缆长度为例： 从剖面图可知 +50中央变电所到 +50水平上山绞车硐室的距离为 280m。 考虑实际施工电缆垂度，取其长度为理论长度的 实际长度为： 94m， 取 300 m. 同理 其他电缆长度亦可计算出来 如图 2、图 3所示。 二、电缆型号的确定： 矿用电缆型号应符合煤矿安全规程规定，电钻用 山绞车用 岩机和回柱绞车用 定支线电缆和移动支线均采用 U 型。 三、电缆选择原则： 1）、在正常工作时电缆芯线的实际温升不得超过绝缘所允许的温升，否则电缆将因过热而缩短其使用寿命或迅速损坏。橡套电缆允许温升是 65，铠装电缆允许温升是 80，电缆芯线的时间温升决定它所流过的负荷电流，因此，为保证电缆的正常运行，必须保证实际流过电缆的最大长时工作电流不得超过它所允许的负荷电流。 2）、正常运行时，电缆网路的实际电压损失必须不大于网路所允许的电压损失。为保证电动机的正常运行，其端电压不得低于 额定电压的 95%，否则电动机等电气设备将因电压过低而烧毁。所以被选定的电缆必须保证其电压损失不超过允许值。 3）、距离电源最远，容量最大的电动机起动时，因起动电流过大而造成电压损失也最大。因此，必须校验大容量电动机起动大，是否能保证其他用电设备所必须的最低电压。即进行起动条件校验。 4）、电缆的机械强度应满足要求，特别是对移动设备供电的电缆。采区常移动的橡套电缆支线的截面选择一般按机械强度要求的最小截面选取时即可，不必进行其他项目的校验。对于干线电缆，则必须首先按允许电流及起动条件进行校验。 5)、对于低压 电缆，由于低压网路短路电流较小，按上述方法选择的电缆截面的热稳定性均能满足其要求，因此可不必再进行短路时的热稳定校验。 四、低压电缆截面的选择： 采区常移动的电缆支线的截面选择时考虑有足够的机械强度 ,根据经验按设指表 2具体如图 2所示。 由于干线线路长 ,电流大 ,电压损失是主要矛盾 ,所以干线电缆截面按电压损失计算。 采区变电所供电拟定图如图 2所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 2）买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 (1) 根据 选取配电点中线路最长 ,容量最大的支线来计算。 1) 1 16+1 6 100m,用负荷矩电压损失计算支线电缆电压损失： = K% =1 11 100 10中： 支线电缆中电压损失百分比； 负荷系数 ,取 ； 电动机额定功率 , 支线电缆实际长度 , K% 千瓦公里负荷电 压损失百分数 , 查设指表 2 K%= 00 =660/100 =中： 支线电缆中电压损失 ,V； 2) = ( x% = (=中： 变压器电压损失百分比； 变压器的负荷系数 , =e=35= 变压器额定容量 , 变压器二次侧实际负荷容量之和 , 变压器额定容量 , 变压器额定负荷时电阻压降百分数 , 查设指表 2 变压器额定负荷时电抗压降百分数 , 查设指表 2 加权平均功率因数 , 查设指表 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 00=660/100=) = 中： 干线电缆中允许电压损失 ,V； 允许电压损失 ,V, 查设指表 260 3V； 支线电缆中电压损失 ,V； 变压器中电压损失 ,V； 4) r =34 660 =17中： 干线电缆截面积 , 干 线电缆所带负荷额定功率之和 , 2+11+4+8=34 干线电缆实际长度 , r 电缆导体芯线的电导率 , m/( r= 允许电压损失 ,V, 查设指表 260 3V； 干线电缆中最大允许电压损失 ,V； 加权平均效率 ,V,取 根据计算选择干线电缆为 25 +1 10 600m (2) 1) 失： = K% =1 11 150 10文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 = 00 =660/100 =) = ) = r =660 =中： 干线电缆所带负荷额定功率之和 , 2+11+2+8= 根据计算选择干线电缆为 25+1 10 700m (3) +50绞车房供电计算图如图 3 所示。 绞车房供电计算简图（图3 ）上山绞车照明买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 向 110 根据所选用 型变压器 , 查设指表 2 x%= 变压器的电压损失为： (e) ( x% =(5) (= 00 =400/100 =线电缆允许电压损失： 线电缆截面确定： r =110 380 =据计算选用 25 80m 型电缆 . 五 . 采区电缆热稳定校验 按起动条件校验电缆截面： 11升绞车是较大负荷起动，也是采区中容量最大、供电距离较远的用电设备，选择的电缆截面需要按起动条件进行校验。 1) 电动机最小起动电压： = 660 =中 : 电动机额定电压 ,V； 电动机最小允许起动转矩 额定转矩 查设指表2 电动机额定电压下的起动转矩 由电动机技 术数据表查得 ,矿用隔爆电动机 2) . 起动时工作机械支路电缆中的电压损失： 3 103） /（ r =（ 3 103） /(25) =54V 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 式中 : r 支线电缆芯线导体的电导率 ,m/( 支线电缆实际长度 电动机 实际起动电流 ,A； e=87 60= 式中 : 电动机在额定电压下的起动电流 ,A； 电动机最小起动电流 ,V;查表 1 7V； 电动机额定电压 ,V； 支线电缆的芯线截面 , 电动机起动时的功率因数，估取 )、 起动时电缆中的电压损失： 3 103） /（ r =( 3 700 (25) =65V 式中 : r 干线电缆芯线导体的电导率 ,m/( 干线电缆实际长度 , 支线电缆的芯线截面 , 干线电缆中实际实际起动电流 ,A； ( +(+ = (+( = : 其余电动机正常工作电流 ， A； 3 =（ 22 103） /( 3 660 = 干线电缆在起动条件下的功率因数 , (+ () . 起动时变压器的电压损失： = ( ( Q+ Q ) =(13) (= 00 =690 00 =中 : 起动时变压器的负荷电流 ,A； 变压器负荷额定电流 ,A； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 变压器负荷侧额定电压 ,V； Q 起动时变压器负荷功率因数； Q =(+ () . 起动状态下供电系统中总的电压损失： =54+65+) 因为 60 100%=超过磁力起动器吸合线圈要求的电压。所以检验结果可以认为选用 25 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 第五章 采区高压电缆的选择 一、选择原则： 1、按经济电流密度计算选定电缆截面，对于 输送容量较大，年最大负荷利用的小时数较高的高压电缆尤其应按经济电流密度对其截面进行计算。 2、按最大持续负荷电流校验电缆截面，如果向单台设备供电时，则可按设备的额定电流校验电缆截面。 3、按系统最大运行方式时发生的三相短路电流校验电缆的热稳定性，一般在电缆首端选定短路点。井下主变电所馈出线的最小截面，如果采用的铝芯电缆时，应该不小于50 4、按正常负荷及有一条井下电缆发生故障时，分别校验电缆的电缆的电压损失。 5、固定敷设的高压电缆型号按以下原则确定： 1） 在立井井筒或倾角 45及其以上的井筒内，应采 用钢丝铠装不滴流铅包纸绝缘电缆，钢丝铠装交联聚乙烯绝缘电缆，钢丝铠装聚氯乙稀绝缘电缆或钢丝铠装铅包纸绝缘电缆。 2） 在水平巷道或倾角 45以下的井巷内，采用钢带铠装不滴流铅包纸绝缘电缆，钢带铠装聚氯乙稀绝缘电缆或钢带铠装铅包纸绝缘电缆。 3） 在进风斜井，井底车场及其附近，主变电所至采区变电所之间的电缆，可以采用铅芯电缆，其它地点必须采用铜芯电缆。 6、移动变电站应采用监视型屏蔽橡胶电缆。 二、选择步骤： 1、按经济电流密度选择电缆截面 : In/ 中： A 电缆的计算截面 , 电缆中正常负荷时持续电流， 3 = 3 6) = n 同时工作的电缆根数， n=1； J 经济电流密度， A/设指表 2 J= In/ 中： 电缆中正常负荷时持续电流， 3 = 3 6) = 由设指表 2取电缆型号为： 50； 70。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 2、校验方法： （ 1）、按持续允许电流校验电缆截面： 10A 中： 环境温度为 25度时电缆允许载流量 ,指表 2P=125； K 环境温度不同时载流量的校正系数 ,由设指表 2 K 持续工作电流 , 3 = 3 6) = 合要求。 （ 2）电缆短路时的热稳定条件检验电缆截面 ,取短路点在电缆首端 ,取井下主变电所容量为 50 3） = 3 =(50 103)/( 3 = = (3） (， 符合要求。 其余各 各开关 短路点、短路电流及 灵敏度校验详如图 4和表 7 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 28 来自+50井下中央变电所来自*70 1000*50 300110局扇11局扇114）买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 29 表 7电系统中各点短路电流值及灵敏度校验 短路点 两相短路电流（ A） 开关保护整定值（ A） 灵敏系数 7 50 d 2 电器 200A .5 d 2 断器 100A .5 d 3 308 熔断器 20A .5 d 4 345 熔断器 45A d 5 断器 15A d 6 电器 200A .5 d 6 断器 50A .5 d 7 断器 40A d 8 断器 20A d 9 2299 继电器 200A .5 d 10 断器 15A 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 30 第八章 高压配电箱的选择和整定 一、高 压配电箱的选择原则： 1、配电装置的额定电压应符合井下高压网络的额定电压等级。 2、配电装置的额定开断电流应不小于其母线上的三相短路电流。 3、配电装置的额定电流应不小于所控设备的额定电流。 4、动作稳定性应满足母线上最大三相短路电流的要求。 二、高压配电箱的选择： 1、 n/( 3 = 3 6) = g=)=50中： 受控制负荷的计算容量， e 电网额定电压， 高压开关额定电压， 高压开关额定电流， 高压开关铭牌上标示的额定断流容量， 据以上这些计算结果，按煤矿安全规程的规定选用，查设指表 2择高压配电箱型号为 技术数据 如表 7 2、 n/( 3 = 3 6) = g=)=50据以上这些计算结果，按煤矿安全规程的规定选用，查设指表 2择高压配电箱型号为 技术数据如表 7 表 7压配电箱技术数据） 型号 额定电压 （ 最高工作电压（ 额定电流（ A） 断流容量 （ 额定断流电 流（ 极限通过电流（ 10 峰值 有效值 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 31 A 6 0 15 、高压配电箱的整定和灵敏度的校验： 1、 (（ (=(660+(10) =设指表 2 =11A； 式中： 电流互感器的变流比， 0/5=10； 可靠系数； 变压比， 300/690= 灵敏度校验： )= 2299A )/() =2299/(10 11) = 符合要求。 2、 （ (=( 10) =设指表 2 =5A 灵敏度校验： )= 375