综采工作面供电设计毕业设计.doc

毕业设计设计（论文）题目： 专 业 班 级： 学 生 姓 名： 指 导 教 师： 设 计 时 间： 重庆工程职业技术学院重庆工程职业技术学院毕业设计任务书任务下达时间：2014年3月12日设计题目：综采工作面供电设计设计主要内容和要求：一、根据工作面情况、电压等级和电气设备确定工作面的变压器、高压开关、 高压电缆、电压开关、低压电缆的型号 二、整定采区高低压电网电缆及开关 三、保护接地措施 四、采区供电设备及使用设备表 五、绘制采区供电系统图和设备布置图教研室主任签字： 指导老师签字: 年 月 日 年 月 日摘要 根据采区工程平面图和采煤方法，确实工作面所需设备：采煤机、刮板运输机、转载机、顺槽皮带、供给支架动力的液压泵站，从各设备用电需求确定井下变电所，采区变所及移动变站的位置，从而选择个高低压配电装置和电缆的型号，计算整定高低压电网过载过流保护，确定保护接地措施。 整个设计满足工作面的供电需求，保证了工作面的正常生产，从而对企业带来稳定的经济效益。关键词：变电所、电网、液压站目录1.概述11.1综采工作面情况说明11.2电压等级及电气设备12.供电系统设备选择22.1变压器选择22.1.1变压器基本选择22.1.2变压器容量校核22.2高压开关的选择32.2.1额定电压的确定32.2.2额定电流的确定32.2.3移变高压开关的选择32.3低压开关的选择42.3.1选择原则42.3.2启动器选择52.3.3低压馈电开关选择62.3.4设置综保73.电缆选型计算73.1高压电缆截面选择校验73.1.1移变高压电缆计算73.2选择低压电缆93.2.2根据允许电压损失进行校验114.系统整定与安全保护144.1短路电流计算144.2高压开关的整定164.3低压开关的整定174.4保护接地措施214.4.1井下保护接地装置的安设原则：214.4.2保护接地装置的安装地点和要求：21参考文献22后记2331.概述1.1综采工作面情况说明 初采道长度约400米、溜道长度约1160米、采煤工作面长度约100米。工作面计划安装MG100/240-BW采煤机1台，SGZ-630/264X刮板运输机1台；JH-8回柱绞车1台，SD-800/240胶带运输机1台，SGB-80T刮板运输机1台；安装MRB125/31.5C乳化泵2台（一台工作，一台备用），及信号、照明等。1.2电压等级及电气设备高压采用6KV。低压工作面采煤机、刮板运输机及溜道运输设备采用1140V电压，照明及信号采用127V电压，远方操作及控制采用36V电压,其他采用660V电压。供电负荷统计:表1. 1#干式变压器负荷统计序号设备名称型 号功率（kw）Ue（V）Ie(A)数量1采煤机MG100/240BW2401140160（Id1）12刮板机SGZ-630/264X132114088（Id2）13合计372表1. 2#干式变压器负荷统计序号设备名称型 号功率（kw）Ue（V）Ie(A)数量1乳化泵MRB125/31.5C7566083（Id3）2（1备）2照明信号综保ZBZ4.0M4.0（煤电钻2.2 kw）6603.49（Id4）13胶带输送机SD-800/2408066092（Id5）14刮板转载机SGB-80T4066046（Id6）15回柱机JH-81166012.6（Id7）1合计2102.供电系统设备选择2.1变压器选择2.1.1变压器基本选择#干式变压器选用KBSG-500/6/1.2，工作面1140v电源，供采煤机、工作面刮板机用。#干式变压器选用KBSG-315/6/0.69，工作面660v电源，供运煤设备、泵站、照明等使用。2.1.2变压器容量校核（1）#干式变压器KBSG-500/6/1.2 Sj= =419.8KVA500KVA其中： Kx=0.4+0.6=0.4+0.6=0.79 CoSpj=0.7 确定选用一台KBSG-500/6/1.2移变能满足要求。（2）#干式变压器KBSG-315/6/0.69 Sj= =189KVA315KVA其中： Kx=0.4+0.6=0.4+0.6=0.63 CoSpj=0.7 确定选用一台KBSG-315/6/0.69移变能满足要求2.2高压开关的选择2.2.1额定电压的确定配电装置的额定电压的确定主要依据用的设备的额定电压，顾选定为6KV。2.2.2额定电流的确定根据供电设计规范，高压配电装置额定电流应大于变压器最长时工作的电流强度。其中变压器最大长时电流由下式计算。 变压器最大长时工作电流即额定电流Ie为 Ie=78.4A 式中 Se变压器额定容量，KVA ； Ve变压器高压侧额定电压，KV。因此，高压配电装置的额定电流不得小于78.4A。2.2.3移变高压开关的选择长时负荷电流：= = = 70(A)初选工作面高压真空配电装置为BGP9L-100/6型，具体参数如下：编号型 号额定电压(V)额定电流(A)额定热稳定电流(kA)热稳定时间(s)额定断流容量(MVA)G1BGP9L-100600010012.5290校验： 热稳定电流：= =3208A = =1.13 kA 12.5 kA 断流容量：= = 33.3(MVA) 90(MVA)符合要求。2.3低压开关的选择2.3.1选择原则1）按环境要求，采区一律选用隔爆型或隔爆兼本质安全型电器。2）按电器额定参数选择（1） 低压控制电器的额定电流要大于或等于用电设备的持续工作电流，其额定电压也应与电网的额定电压相符合。（2） 控制电器的分断能力，电流应不小于通过它的最大三相短路电流。3）工作机械对控制的要求选择(1) 工作线路总开关和分路开关一般选用自动馈电开关，如新系列的KBZ型自动馈电开关。(2) 不需要远方控制或经常起动的设备，如照明变压器，一般选用手动起动器，如QJC型等。(3) 需要远方控制，程控或频繁起动的机械，如采煤机、装岩机、输送机等一般选用QJC系列，DQBH型磁力起动器或新系列隔爆型磁力起动器等。(4) 需要经常正、反转控制的机械，如回柱绞车、调度绞车等，一般选用QC8380N型或新系列可逆磁力起动器等。4）开关电器的保护装置，要适应电网和工作机械的保护要求：（3） 变压器二次的总开关要有过电流和漏电保护。（4） 变电所内各分路的配出开关及各配电点的进线开关要有过电流保护。（5） 大型采掘机械，如采煤机组、掘进机组等需要短路保护、过负荷保护，有条件的增设漏电闭锁保护。（6） 一般小型机械，如电钻、局扇、回柱绞车及小功率输送机等需要有短路保护和断相保护。5） 开关电器接线口的数目要满足回路和控制回路接线的要求，其内径应与电缆外径相适应。2.3.2启动器选择编号型 号额定电压(V)额定电流(A)保护方式最大负荷电流(A)S1QJZ-200/1140S1140200电子式88S2QJZ-300/1140S1140300电子式160S3QBZ-120660120电子式85S4QBZ-120660120电子式85S5QBZ-12066080电子式92S6QBZ-8066080电子式46S7QBZ-80N66080电子式12.7（1）S1(QJZ-200/1140S) 最大负荷电流：= 88(A) 因为其额定电流）= 88(A),所以满足要求。 （2）S2(QJZ-300/1140S) 最大负荷电流：= 160(A) 因为其额定电流）= 160(A),所以满足要求。 （3）S3(QBZ-120) 最大负荷电流：= 83(A) 因为其额定电流）= 83(A),所以满足要求。 （4）S4(QBZ-120) 最大负荷电流：= 83(A) 因为其额定电流）= 83(A),所以满足要求。 （5）S5(QBZ-120) 最大负荷电流：= 92(A)因为其额定电流）= 92(A),所以满足要求。（6）S6(QBZ-80) 最大负荷电流：= 46(A) 因为其额定电流）= 46(A),所以满足要求。 （7）S7(QBZ-80N) 最大负荷电流：= 12.6(A) 因为其额定电流）= 12.6(A),所以满足要求。2.3.3低压馈电开关选择编号型 号额定电压(V)额定电流(A)保护方式最大负荷电流(A)F1KBZ-400/11401140400电子式248F2KBZ-400/1140(660)660400电子式275F3KBZ-200/1140(660)660200电子式105（1）F1(KBZ-400/1140)最大负荷电流： 248(A) 因为其额定电流）= 248(A),所以满足要求。 （2）F2(KBZ-400/1140(660)最大负荷电流： 233.6(A) 因为其额定电流）= 233.6(A),所以满足要求。 （3）F3(KBZ-200/1140(660)最大负荷电流： 150.6(A)因为其额定电流）= 150.6(A),所以满足要求。2.3.4设置综保编号型 号一次侧额定电压(V)一次侧额定电流(A)二次侧额定电压(V)二次侧额定电流(A)P1ZBZ-4.0/0.66/0.1336603.5013317.363.电缆选型计算3.1高压电缆截面选择校验按设计规定及矿用高压电缆选型，初选MYJV22型矿用6KV聚氯乙烯铠装高压屏蔽电缆3.1.1移变高压电缆计算C1截面选择（MYJV22-3*35+1-700m）（1）按长时允许电流选电缆截面 C1额定电流为 Ie=78.4A根据矿用6KV聚氯乙烯铠装高压屏蔽电缆长时允许载流量查表得35mm2 电 缆为130A ）78.4A 满足要求。（2）按经济电流密度校验电缆截面。 mm235mm2A-电缆主芯截面j-经济电流密度 A/mm2 查表得2.25根据高压电缆经济电流密度校验，35 mm2电缆满足要求。 （3）按允许电压损失校验U%=PLK = （0.21+0.372）0.71.882= 0.77%7高压电缆线路中的电压损失百分数。 K 兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失百分数； 6KV时，查表参考值1.882%。 电缆输送的有功功率，兆瓦。 L 电缆长度，km。 允许电压损失百分数。按电压损失校验，35 mm2电缆满足要求。（4）热稳定校验电缆截面设井下采区变电所6kV 母线最大短路容量限制50MVA，最大三相稳态短路电流 =25.75mm235mm2短路电流的假想时间，即热等效时间，取0.25S;C电缆热稳定系数，铜芯电缆C=93.4。热稳定校验，35 mm2电缆满足要求。可知：供移变高压电缆C1选择35mm2可以满足供电要求。C2截面选择（MYJV22-3*35+1-20m）（1）按长时允许电流选电缆截面 C2额定电流为根据矿用6KV聚氯乙烯铠装高压屏蔽电缆长时允许载流量查表得35mm2 电缆为130A ）48.1A 满足要求。（2）经济电流密度校验电缆截面。mm235mm2A-电缆主芯截面j-经济电流密度 A/mm2 查表得2.25根据高压电缆经济电流密度校验，35mm2电缆满足要求。 （3）允许电压损失校验U%=PLK = 0.3720.021.882= 0.0014%高压电缆线路中的电压损失百分数。 K 兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失百分数； 6KV时，查表参考值1.882%。 电缆输送的有功功率，兆瓦。 L 电缆长度，km。 允许电压损失百分数。按电压损失校验，35 mm2电缆满足要求。（4）热稳定校验电缆截面设井下采区变电所6kV 母线最大短路容量限制50MVA，最大三相稳态短路电流 =25.75mm235mm2短路电流的假想时间，即热等效时间，取0.25S;C电缆热稳定系数，铜芯电缆C=93.4。热稳定校验，35 mm2电缆截面满足要求。综上可知：供移变高压电缆C2选择35mm2可以满足供电要求。3.2选择低压电缆要求电缆截面载流量大于等于电缆长时间负荷电流，电缆标号见拟定供电系统图。3.2.1低压电缆截面的计算根据电缆长时允许工作电流，初选各电缆截面，然后按电压损失或启动条件进行校验。1）#干式变压器KBSG-500/6/1.2供电系统 需用系数Kx=0.4+0.6=0.4+0.6=0.79 平均功率因素CoSpj=0.7I1=212.6AC3/C4电缆初选MYP-395mm屏蔽橡套电缆,总长445m。C5为采煤机动力电缆，采煤机额定电流Id1 =160 A, 电缆初选MCP-350mm采煤机专用屏蔽橡套电缆，长度130m。C6/C7为工作面刮板输送机动力电缆，工作面刮板输送机额定电流Id2 =88 A, 电缆初选MYP-335mm屏蔽橡套电缆,总长30m。2）干式变压器KBSG-315/6/0.69供电系统 需用系数Kx=0.4+0.6=0.4+0.6=0.63 平均功率因素CoSpj=0.7I2=165.3AC8电缆初选MYP-350mm屏蔽橡套电缆,总长10m。C9、C10、C11/C12为乳化液泵站动力电缆，单台乳化液泵电机额定电流Id3=83 A，电缆初选MYP-335mm屏蔽橡套电缆,总长30m（乳化液泵站始终只有一台乳化液泵工作）I3=98.4AC13、C14电缆初选MYP-335mm屏蔽橡套电缆105m。 I4=Id6+ Id7+Id4=46+12.6+3.49=62.09 C15电缆初选MYP-335mm屏蔽橡套电缆360m。 I5= Id7+Id4=12.6+3.49=16.09 C16电缆初选MYP-335mm屏蔽橡套电缆5m。 C17电缆初选MYP-335mm屏蔽橡套电缆5m。 C18为胶带机动力电缆，胶带机额定电流Id5 =92A, 电缆初选MYP-335mm采煤机专用屏蔽橡套电缆，长度10m。C19为刮板机动力电缆，刮板机额定电流Id6=46A, 电缆初选MYP-335mm采煤机专用屏蔽橡套电缆，长度10m。C20为回柱机动力电缆，回柱机额定电流Id7 =12.6A, 电缆初选MYP-335 mm采煤机专用屏蔽橡套电缆，长度10m。C21为煤电钻动力电缆，刮板机额定电流Id4 =3.49A, 电缆初选MYP-34mm采煤机专用屏蔽橡套电缆，长度120m。3.2.2根据允许电压损失进行校验1）干式变压器KBSG-500/6/1.2供电系统（1）变压器的电压损失：UT= 3.95 UT=31.16V（2）C3、C4号干线电压损失U1= =28.4V C5支线电压损失 U2 =14.45VC6、C7支线电压损失 U3 =2.8V（3）末端电压选择为保证供电系统可靠，末端电压必须大于或等于0.95Un U=1200-0.951140=117VUY=UT+U2+U3=31.16+28.4+14.25=73.81VUUY故能满足起动要求,#移变供电系统所选电缆截面校验合格。2）#干式变压器KBSG-315/6/0.69供电系统（1）变压器的电压损失：UT= 5.71 UT=6.2V（算式中Ud、P的值查表得出）（2）C8号干线电压损失U1= =0.47VC13、C14号干线电压损失U2= =9.1VC15号干线电压损失U3= =16.1VC9、C10、C12支线电压损失 U4 =1.36VC18支线电压损失 U5 =0.72VC18支线电压损失 U6 =0.36V（3）末端电压选择为保证供电系统可靠，末端电压必须大于或等于0.95Un U=693-0.95660=66V刮板机 UY1=UT+U1+U2+U3+U6 =6.2+0.47+9.1+16.1+0.36=30.23VUUY故能满足起动要求,#移变供电系统所选电缆截面校验合格。表3电缆选用表电缆编号型 号长度（m)Ue（V）用途备注C1MYJV22-3357006000供#、#移变C2MYJV22-335206000供#移变C3MYP-39551140采面1140v电源线C4MYP-3954401140采面1140v电源线C5MCP-3501301140采煤机电源线C6MYP-335101140工作面刮板机电源线C7MYP-335301140工作面刮板机电源线C8MYP-3505660采面660v电源线C9MYP-3355660乳化液泵站电源线C10MYP-3355660乳化液泵站电源线C11MYP-33510660乳化液泵站电源线C12MYP-33510660乳化液泵站电源线C13MYP-3355660660v电源线C14MYP-335100660660v电源线C15MYP-335360660660v电源线C16MYP-3355660660v电源线C17MYP-3355660煤电钻电源线C18MYP-33510660运巷胶带机电源线C19MYP-33510660运巷刮板机电源线C20MYP-35010660回柱机电源线C21MYP-3410660煤电钻电源线其他电缆见供电系统图4.系统整定与安全保护4.1短路电流计算1）（1）KBSG-500/6/1.2干式变压器二次出口端的短路电流的计算变压器二次电压1200V，容量500KVA，系统最小短路容量按35MVA计算； 系统电抗：XX=1.134 6KV电缆L=0.72km RO=0.525/km (为导电线芯直流电阻系数，铜芯电缆取=0.0184mm2/m) 查表取XO=0.061/km 变压比为：Kb=6/1.2=5 高压电缆电阻、电抗： Rg=0.5250.72=0.378 Xg=0.0610.72=0.0439 变压器电抗(忽略阻抗)：Xb1=0.115R=Rg/Kb2 =0.378/52=0.01512X=(Xx+Xg)/Kb2+Xb1=(1.134+0.0439)/52+0.115=0.162 =3685A（2）线路最远点短路电流计算 Id9处电缆换算长度LH=（5+440）0.54+101.43=254.6m 查表得=3149A（3）采煤机短路电流计算Id8处电缆换算长度LH=（5+440）0.54+130=370.3m 查表得=2527A（4）工作面刮板机短路电流计算Id10处电缆换算长度LH=（5+440）0.54+401.43=297.5m 查表得=2916A2）（1）KBSG-315/6/0.69干式变压器二次出口端的短路电流的计算变压器二次电压690V，容量315KVA，系统最小短路容量按35MVA计算； 系统电抗：XX=1.134 6KV电缆L=0.7km RO=0.525/km (为导电线芯直流电阻系数，铜芯电缆取=0.0184mm2/m) 查表取XO=0.061/km 变压比为：Kb=6/0.69=8.7 高压电缆电阻、电抗： Rg=0.5250.7=0.368 Xg=0.0610.7=0.0427 变压器电抗(忽略阻抗)：Xb1=0.06R=Rg/Kb2 =0.368/8.72=0.00486X=(Xx+Xg)/Kb2+Xb1=(1.134+0.0427)/8.72+0.06=0.07555 =4585A(2)其他短路地点的计算计算、计算 Id1处电缆换算长度LH=（5+100+360+5+5）1.43+5=684.25m 查表得=1461A Id2处电缆换算长度LH=（5+100+360+5+10）1.43+5=691.4m 查表得=1447AId3处电缆换算长度LH=（5+100+360+10）1.43+5=684.25m 查表得=1461AId4处电缆换算长度LH=（5+100+10）1.43+5=169.45m 查表得=2683AId5处电缆换算长度LH=（5+5）1.43+5=19.3m 查表得=3225AId6处电缆换算长度LH=（5+5+10）1.43+5=33.6m 查表得=3182AId7处电缆换算长度LH=（5+10）1.43+5=26.45m 查表得=3196A4.2高压开关的整定 a.过载电流:Ia= 92A 取Ia=90 Ab.速断电流: Ia.s= 6Ia=540 Ac. 灵敏度校验 6.81.5 合格4.3低压开关的整定1）F1号开关(1).整定电流 Ia1.1Ica=1.1=233.8A取Ia=230A(2).短路保护倍数 取5倍(3).灵敏度校验 K=1.5 合格2）F2号开关（1）.整定电流 Ia1.1Ica=1.1=181.83A取Ia=180A(2).短路保护倍数 取4倍(3).灵敏度校验 K=1.5 合格3） F3号开关（1）.整定电流 Ia1.1Ica=1.1=116.89A取Ia=120A(2).短路保护倍数 取5倍(3).灵敏度校验 K=1.5 合格4）S1号开关（1）.整定电流 IaIN=88A取Ia=88A(2).短路保护倍数 Ia.sIN.st =(47)IN取8倍(3).灵敏度校验 K=1.5 合格5）S2号开关（1）.整定电流 IaIN=160A取Ia=160A(2).短路保护倍数 Ia.sIN.st =(47)IN取8倍(3).灵敏度校验 K=1.5 合格6）S3号开关（1）.整定电流 IaIN=85A取Ia=90A(2).短路保护倍数 Ia.sIN.st =(47)IN取8倍(3).灵敏度校验 K=1.5 合格7）S4号开关（1）.整定电流 IaIN=85A取Ia=90A(2).短路保护倍数 Ia.sIN.st =(47)IN取8倍(3).灵敏度校验 K=1.5 合格8）S5号开关（1）.整定电流 IaIN=92A取Ia=96A(2).短路保护倍数 Ia.sIN.st =(47)IN取8倍(3).灵敏度校验 K=1.5 合格9）S6号开关（1）.整定电流 IaIN=46A取Ia=48A(2).短路保护倍数 Ia.sIN.st =(47)IN取8倍(3).灵敏度校验 K=1.5 合格10）S7号开关（1）