免费-煤矿井下供电技术(毕业论文).doc

免 费 下 载 1 第一章第一章 概况概况 1 11 1 矿井基本概况矿井基本概况 1 1 11 1 1 交通位置交通位置 平煤十矿位于河南省平顶山市东部 距平顶山市区中心约 5km 东与十二矿 为邻 西与一矿相邻 十矿工业广场有矿区专用铁路与国铁京广线 焦支线相连 接 东距京广线孟庙火车站 70km 西距焦支线宝丰火车站 28km 矿区专用铁路 线与孟宝线平顶山东站相接 公路以平顶山市为枢纽 有柏油公路通向附近各县 市 东与许南公路相连 交通便利 1 1 21 1 2 地形地势地形地势 井田的东南部为开阔的冲积 洪积平原 西北部为砂岩组成的高山 山脊平 缓 山坡陡峭 约为 30 向南逐步过渡到平原 地势是西北高 东南低 西北 部有平顶山 北部为马棚山 山的相对标高为 360m 460m 平原 80 100m 1 1 31 1 3 气象 地震气象 地震 本区属大陆性半干燥湿度不足带 年平均降雨量 794 6mm 年最大降雨量为 1323 6mm 雨季一般集中在 7 9 月份 历年平均蒸发量为 2269 2mm 年最大蒸 发量 2825mm 蒸发量大于降雨量 年平均气温为 15 最高气温 42 3 最低 气温 15 常年风向多为北西和北东 以北西风的风速最大 为 24m s 最大积 雪厚度为 16cm 冻土最深 22cm 平顶山位于许昌 淮南震带的南缘 据国家地震烈度区域划分的意见 本区 为 VI 级地震列度区 1 1 41 1 4 矿区水 电源矿区水 电源 矿区地下水有寒武系灰岩含水层 太原组下段灰岩含水层 己17煤底板灰 免 费 下 载 2 岩含水层 己15煤顶板砂岩含水层 戊9 10煤顶板砂岩含水层 均可为矿井供水 水源 矿区电源主要来自平顶山市电业局所辖的贾庄 肖营和孙岭变电站的 110Kv 和 35Kv 系统以及平煤集团公司所辖的谢庄 110Kv 变电站 十矿现有变电所 地面 两座 其中一座位于南院工业场地内 称院内 6Kv 变电所 另一座位于北翼风井工业场地内 称北翼风井 6Kv 变电所 矿井电源取自于北翼风井工业场地内的月台 35Kv 变电站之 6Kv 母线 月台 变电所现有两台主变 容量为 2 1250KVA 电压等级为 35 6Kv 正常情况下两 台主变同时分列运行 月台站 35Kv 主送电源取自贾庄 220kv 站 备用电源取自 焦庄 平八矿西风井 35kv 站 当主送线路故障时 备用电源可通过装置自动投 入 月台变电站属矿务局供电公司管辖 其 6kv 系统为单母线分段接线 两段母 线分别向北风井工业场地内的提升绞车 空压机 扇风机 北风井变电所 院内变电所和井下第一 第二水平中央变电所及化工厂等场地外的用户供电 1 1 51 1 5 地层地层 地质构造地质构造 平顶山煤田属华北地层区豫西分区渑池 确山小区 依据地表出露与钻探揭 露 井田内地层层序自上而下为 寒武纪张夏组 固山组 石炭系太原组 二叠 系山西组 第三 四系 明显的从海相沉积通过海陆交互相沉积 逐渐变为陆向 沉积 其中石炭系太原组 二叠系山西组 石盒子组为含煤地层 含煤地层总厚 度近 800m 十矿矿区的主体构造为一宽缓的复式向斜 即李口向斜 并伴生着一些一级 的背斜和向斜 十矿位于李口向斜南翼 处于 二级构造郭庄背斜和牛庄向斜上 十矿三水平位于李口向斜南翼 郭庄背斜北翼 根据矿区实际开采情况和地质报告 本井田无陷落柱 剥蚀带及火成岩侵入 情况 井田地质构造简单 褶曲 断层不发育 免 费 下 载 3 1 1 61 1 6 煤层 煤质煤层 煤质 一 煤层 井田内有 3 个煤系地层 上部为二叠系上石盒子组 含丁 戊两组可采煤层 中部为下二叠系山西组 含己组煤 下部为石炭系太原群 含庚组煤 十矿三水 平主要可采煤层为丁5 丁6 戊9 戊10 戊11 己15 16 己17 层 各主要可采煤层 煤组分述如下 1 丁煤组 该组煤层属二叠系下石盒子组丁煤层 可采煤层为 丁5 丁6煤层 煤层底板标高为 520 750m 丁5 丁6煤层结构稳定 被十矿 称为 四煤三矸 结构 丁5煤层正常厚度 1 15m 丁6煤层正常厚度 1 4m 三水 平范围内 丁5 丁6煤层赋存不稳定 仅局部可采 中西部丁5煤层小于 0 8m 为 丁5不可采区 西北部及中东部丁6煤层小于 0 8m 为丁6不可采区 丁5煤层 丁6煤层可采区位于丁组煤层中部 丁5 丁6煤层其中间为泥岩 其上 下岩性 具有对称特点 煤层直接顶底板均为砂质泥岩 老顶 老底均为砂岩 2 戊煤组 属二叠系下石盒子组 上距丁组煤 60 80m 下距己煤组 160 180m 包括戊8 戊9 戊10 戊11 戊12 戊13 可采煤层为戊9 戊10 戊11 可采戊组煤层上距丁6煤层 90m 左右 在三水平内戊8 戊12 戊13不可采 戊9煤层由东南向西北逐渐变薄 绝大多数厚度在 1 35m 左右 仅在西北隅煤厚 小于 0 8m 为戊9煤层不可采区 戊10煤层是主要的开采煤层 煤厚在 1 8 2 9m 之间 一般煤厚为 2 5m 左右 与戊9煤相似 由东南向西北逐渐变薄 戊11煤层仅西南角局部可采 煤厚 1 3 1 7m 因本煤层富含夹矸 煤质欠佳 沉积不稳定 为非主采煤层 戊8与戊9之间有两层夹矸 夹矸间有一煤线 0 1 0 2m 戊9与戊10间泥岩为 4 9m 由东向西逐渐变厚 戊10煤层中间 含一层夹矸 夹矸厚度多在 0 3m 左右 仅个别地方达 0 7m 将戊10煤层分为上 戊10和下戊10 戊10与戊11间泥岩沉积不稳定在 1 7m 之间 戊8直接顶为致密 泥岩 水平层理发育 厚 0 8 1 0m 向上为 0 8 1 0m 的砂质泥岩 再向上为 免 费 下 载 4 夹硅质岩的砂质泥岩 厚约 6 8m 戊11底板为砂质泥岩偶夹透镜状砂岩 含菱 铁矿薄层及结核 3 己煤组 该煤组属二叠系山西组 下距石炭系太原组顶部灰岩 8 20m 上距己组顶板砂岩 10 20m 与戊组煤间距 180m 左右 本煤组包括己14 己15 己16 己17四个煤层 己14不可采 己15 己16 己17为主要可采煤层 在三水 平范围内 己15 己16煤层在 25 勘探线以东合层 煤厚在 3 5m 左右 局部可达 4 5m 在 25 勘探线以西 己15煤厚 1 86 2 55m 多数为 2 0m 左右 由东南向 西北逐渐变薄 己16煤厚 0 95 1 15m 己17煤层厚度 1 8 2 7m 多数 2 2m 左 右 己15与己16夹矸厚度 0 3 2 3m 遇水易膨胀 由东向西逐渐增厚 己16与 己17夹矸 0 3 0 7m 己15直接顶为砂质泥岩含砂质条带 向上有时沉积有条带 状砂岩 6m 左右夹碣色油质光泽泥岩 8 10m 为 0 4m 左右的己 14 煤 其上为 己组顶板砂岩 此顶板砂岩为砂岩群 厚度巨大 岩石层面夹炭质薄膜及白云母 己17底板一般情况下为含白云母砂质泥岩 厚 10m 左右 二 煤质 井田可采煤层煤类为气煤 1 3 焦煤 肥煤和焦煤 可供动力用和炼焦用煤 煤层 名称 灰分 挥发分 水分 S 发热量 KJ kg 工 业 牌 号 丁531 0034 951 170 3522 131 3JM 丁622 1634 431 400 3626 671 3JM 戊827 1134 401 170 3424 23FM 1 3JM 戊9 1025 0633 971 160 3426 861 3JM 己1518 7027 030 900 4928 14FM 1 3JM 己16 1713 8430 510 890 4430 951 3JM 表 1 1 煤质特征表 免 费 下 载 5 表 1 2 可采煤层特征表 煤 层 名 称 煤层厚度 m 倾角 度 稳 定 性 硬 度 夹矸 厚 m 层 间 距 m 容重 t m3 顶 板 岩 性 底 板 岩 性 丁5 0 55 1 85 1 0 6 17 稳定 局部 可采 中 硬 少数 1 层 炭质泥岩 10 深灰 色泥 岩 砂质 泥岩 深灰色 泥岩 丁6 1 09 3 64 2 01 6 17 稳定 偶含 1 4 层 0 0 26m 炭质泥岩 80 深色 泥岩 砂质 泥岩 深灰色 泥岩 炭质泥 岩 戊8 0 55 1 85 1 93 6 17 稳定 含矸层 10 05 0 3m 泥岩 0 6 18 5 深灰 色砂 质泥 岩 泥岩 深灰色 泥岩 戊9 0 38 3 81 1 37 6 17稳定 0 6 16 砂质 泥岩 泥岩 泥岩 戊10 0 7 4 15 2 42 6 17稳定 中 硬 0 8 76 致密 泥岩 深灰根 土泥岩 戊9 10 5 81 7 70 6 23 6 17稳定 中 硬 157 泥岩 砂质 泥岩 砂岩 灰色泥 岩 砂 质泥岩 己15 0 55 1 85 1 40 6 17稳定 中 硬 1 9 10 泥岩 砂质 泥岩 细砂 岩 灰色粒 土泥岩 己16 0 75 4 84 1 26 6 17稳定软 0 6 9 0 深灰 色砂 质泥 岩 深灰根 土泥岩 己17 0 8 2 56 1 26 6 17稳定软 含矸 1 层 0 05 0 6 m 泥岩 1 4 炭质 泥岩 深灰色 砂质泥 岩 免 费 下 载 6 1 1 71 1 7 储量储量 1 井田境界 十矿三水平位于十矿井田北部 深部 北部 边界为李口向斜轴 东部戊组 煤层边界为 21 勘探线东 500m 东部己组煤层边界为 23 勘探线东 500m 西部戊 组 己组边界为 26 勘探线 浅部 南部 丁组 戊组 己组分别接二水平下部 边界 2 储量 据平煤集团公司 关于对十矿三水平地质说明书的批复 十矿三水平地质 储量为 10045 1 万 t 其中丁组 1110 万 t 戊组 3964 5 万 t 己组 4970 6 万 t 工业储量 9821 43 万 t 可采储量 7921 5 万 t 单位 万吨 煤层工业储量A B可采储量合计 己15 16 1444 71444 71083 5 己17 1666 01637 91492 9 己16 601 4464 3511 1 己15 1054 6809 2843 7 戊11 356 3356 3285 1 戊10 2370 32070 31896 3 戊9 1018 11018 1865 5 丁5 528 5528 5449 1 丁6 581 5518 5494 3 合计 9821 46777 57921 57921 5 表 1 3 储量汇总表 免 费 下 载 7 1 21 2 矿井生产概况矿井生产概况 1 2 11 2 1 十矿现生产状况十矿现生产状况 十矿二水平现有生产采区四个 己二采区 北翼中区 北翼东区 己四采区 每个采区各成系统 戊组煤均通过井下采区皮带转载到三条主运输皮带从二水平 运至老主底 然后通过主井箕斗提至地面 己组煤均通过采区皮带转载到二水平 大皮带斜井到达地面 矿井主提升系统二个 1 老主井核定能力 210 万 t a 2 大皮带斜井核定能力 120 万 t a 矿井辅助提升系统三个 1 老副井 核定能力 210 万 t a 2 北翼进风井 核定能力 180 万 t a 3 大皮带斜井主要担负井下工作人员上下 目前矿井二水平辅助运输和人员上下主要通过北翼进风井 大皮带斜井完成 1 2 21 2 2 矿井通风现状矿井通风现状 矿井采用分区通风系统 其中 4 号风井 己二风井 主要为己二采区服务 6 号风井 戊三风井 主要为北翼东区戊组服务 7 号风井 丁三风井 主要为 戊七采区服务 已报废 8 号风井 北翼风井 主要为北翼中区服务 己四风 井主要为己四采区服务 目前矿井总进风量 20310m3 min 矿井总回风量 20836m3 min 按通风能力核定生产能力 210 万 t a 但实际风量分配不均 主要 为 8 号风井负压严重超限 3800Pa 严重制约了现有生产采区生产和未来三水 平建设 1 2 31 2 3 地面生产系统地面生产系统 免 费 下 载 8 一 原煤生产系统 丁 戊组原煤采用 8t 扇型闸门底卸式箕斗装载 通过绞车提升至井口卸载 标高卸入箕斗受煤仓 通过仓下 K 4 型给煤机入胶带输送机到跨线方型煤仓上筛 分楼 对原煤进行筛分 50mm 级检矸破碎后由胶带输送机将混煤卸入 15m 容 量 300t 的跨线圆型煤仓计量外运 50mm 级煤块入方型煤仓 储煤场堆储量为 30000t 堆储丁 戊组煤 采用推土机疏散 胶带输送 机返煤 己组煤通过 320m 标高的大倾角皮带斜井 B 1000mm 通道地面 二 井下运输运输 该矿井交通方便 有矿区铁路 公路与外界相通 十矿三水平井下皮带运输涉及三条皮带 a 大皮带斜井皮带输送机运输能 力校核 b 三水平戊组皮带下山钢绳芯胶带运输机选型计算 c 三水平己组皮 带下山钢绳芯胶带运输机选型计算 通过计算现有的大皮带斜井运输能力满足 120 万 t a 三水平戊组皮带下山选用钢绳芯胶带运输机带宽为 1000mm 电动机 YB355M2 4 N 250KW 共 3 台 减速机 DCY400 31 5 共 3 台 三水平己组皮带 下山选用钢绳牵引胶带运输机带宽为 1000mm 选用两台 500kw 直流防爆电动机 三 矸石排放系统 北二进风井井筒及三水平最下部工程产生的矸石可用于填沟 全部从北二进 风井提升至地面 其排放系统为 由北一进风井将矸石由罐笼提升至地面 经翻车机 矸石仓 装入矸石卸载车 再由绞车牵引至矸石山排放 即北一风井排矸系统 免 费 下 载 9 第第二二章章 井下变电所配电点位置的确定井下变电所配电点位置的确定 2 12 1 井下中央变电所位置的确定井下中央变电所位置的确定 由于矿务局十矿属于大型矿井 分为 140 和 320 两个水平面 所以供电 系统也较为庞大及复杂 且重要的部分在 320 水平面 本设计以 320 中央变 电所为例 320 井下中央变电所位置设在 320 井底车场靠近副井井底 靠近负荷中 心 并与中央水泵房相邻 变电所的通风良好 地质条件好 2 22 2 采区变电所位置的确定采区变电所位置的确定 十矿 320 采区变电所较多 本设计以己四上部采区变电所为例 己四采区变电所位置设在负载中心 以便减少底压线路长度和电压损失 保证采区设备的供电质量 其地质条件好 顶底板稳定 变电所内通风良好 2 32 3 移动变电所位置的确定移动变电所位置的确定 移动变电站设在距工作面 100m 150m 的巷道中 当下一个工作面尚未 开采 而其回风巷已经掘进完毕 可将上工作面的移动变电站设置在下一个工 作面的回风巷内 经过联络巷 运输巷向上工作面供电 2 42 4 工作面配电点位置的确定工作面配电点位置的确定 回采工作面配电点设在工作面 50m 70m 处的巷道中 掘进工作面配电点设 在掘进头 80m 100m 配电点至掘进设备的电缆长度不超过 100m 在电缆分叉设 有配电点 此配电点在巷道交汇处附近 压入式局部扇风机和启动装置安装在进 风巷道中 免 费 下 载 10 第第三三章章 井下供电系统的确定井下供电系统的确定 3 13 1 井下电压等级的确定井下电压等级的确定 1 井下高压为 6kv 2 低压为 1140v 660v 固定照明为 127v 3 23 2 井下中央变电所的拟定井下中央变电所的拟定 3 2 13 2 1 高压供电系统的拟定高压供电系统的拟定 一 电源回路及母线段数的确定 320 井下中央变电所采用双回路 当其中任一回路停止供电时 其余回 路可以担负全负荷供电 320 中央变电所的高压母线采用单母线分段 各段母线之间设置分段联 络开关 母线分列运行 二 配出线接线及回路的确定 井下主排水泵 1 泵 和 2 泵 3 泵 采用了双回路 分别接在 4 和 7 3 配电盘 10 9 配电盘分别引向采区变电所 通过高爆开关分别向 己四中部 东区戊轨下山 己四上部 通排一回路 变电所供电 己四中部 己四上部 采用双回路供电 6 配电盘引向中区戊轨绞车房配电点 3 2 23 2 2 低压供电系统的拟定低压供电系统的拟定 由于井底水泵 硅整流需用双回路 特设两台变压器接在 8 5 配电盘 当其中一台停止供电时 另一台担负排水 生产 照明等全部用电 两台变压 器的低压侧设有低压总开关 35235 35270 并设检漏继电器 低压侧的用电负荷分配如下 变压器 1 1 硅整流 1 井底水泵 井口信号照明 变电所室内照明 免 费 下 载 11 变压器 2 2 硅整流 2 井底水泵 火药库及东大巷照明 瓦斯监测电 源 检修泵站 另外根据需要 分接 4 水泵 由低压开关 35334 控制 3 33 3 己四采区变电所供电系统的拟定己四采区变电所供电系统的拟定 3 3 13 3 1 高压供电系统的拟定高压供电系统的拟定 由于己四采区是综合机械化采煤且有排水设备 需采用双电源近线 两回 路电源同时供电 母线分段并设联络开关 正常分列运行 3 3 23 3 2 低压供电系统的拟定低压供电系统的拟定 采区内的用电设备根据电压等级 生产环节和安装地点的不同进行了分组 各组分开供电 分组供电还考虑到用电负荷的大小 巷道布置情况和电缆敷设 的线路等等 各组用电负荷分配情况如下 4 高爆开关引向 24060 风巷配电点 6 高爆开关通过 1 变压器 矿用隔爆型干式变压器 KBSG 供电 并设低 压总开关 35560 及检漏继电器 JYB2 A 该组用电负荷分配如下 己四 运输机检修通道 28KW 24060 风巷 2X30KW 另外备用一台 8 高爆开关由 2 变电所 矿用隔爆型干式变压器 KBSG 通过开关 40008 向己四总机巷四部供电 4X40KW 10 高爆开关由 3 变电所 矿用隔爆型干式变压器 KBSG 通过开关 40010 向己四总机巷三部供电 4X40KW 并设检漏继电器 JYB2 C 9 高爆开关通过 4 变压器 矿用隔爆型干式变压器 KBSG 供电 并设低 压总开关 35571 及检漏继电器 JYB2 A 该组用电负荷分配如下 己四 运输机检修通道 28KW 24060 风巷 2X30KW 320 水仓水泵及 南大巷照明 30KW 4KVA 24020 机巷一部 3X40KW 320 新充电房 4X90A 变电所水泵 5KW 24060 风巷配电点监测电源 0 5KW 变 电所室内照明 4KVA 20W 7 高爆开关通过 5 变压器 矿用隔爆型干式变压器 KBSG 供电 并设低 免 费 下 载 12 压总开关 40018 及检漏继电器 JYB2 C 该组用电负荷分配如下 己四 总机巷二部 3X40KW 320 充电房及照明 2X90A 4KVA 5 高爆开关引向己四轨道绞车房配电点 3 高爆开关引向采区 设置 6 变压器和 7 变压器 矿用隔爆型移动变压 器 KSGZY 向采区供电 6 变压器支路上设有总开关 4000 型号 KBZ 40 并 设检漏继电器 JYB2 C 其负荷分配如下 24070 机巷转载机 2X40KW 24070 机巷运输机 24X40KW 7 变压器支路上设有总开关 4001 型号 KBZ 40 并设检漏继电器 JYB C 其负荷分配如下 采煤机 150KW 运输机 220KW 泵站 2X75KW 图 3 1 井下供电系统图 免 费 下 载 13 第第四四章章 负荷统计与变压器的选择负荷统计与变压器的选择 4 14 1 需用系数法统计负荷需用系数法统计负荷 由于采区变电所的负荷比较多 现将各变压器的配电干线负荷列表如 下 表 免 费 下 载 14 设备台数设备容量 kw计算负荷工作电流 A 线 路 号 负荷名称 安装 台数 工作 台数 安装 容量 工作 容量 额定 电压 v 需用 系数 kde 功率 因数 cos tan 有功功 率 kw 无功功 率 kvar 视在功 率 kVA 额定实际 24060 风巷 226060660v0 80 80 648 28 855 98 6948 9 运输机检修通 道 112828660v0 80 80 622 4 13 4426 12 3222 85 24070 风巷掘 进机 11145145660v0 70 71 02101 5 103 53145166 7 145 8 6 干线负荷 233233171 9 145 77 227 1267 7217 5 8 总机巷四部 44160160660v0 70 71 02112 114 24 160184140 10 总机巷三部 44160160660v0 70 71 02112 114 24 160184140 24060 风巷 226060660v0 80 80 648 28 855 98 6948 9 运输机检修通 道 备 1128kw28kw 660v0 80 80 622 4 13 44 26 123222 85 24070 风巷 226060660v0 80 80 648 28 8 55 986948 9 320 水仓水泵 1130kw30kw 660v0 85 0 80 625 515 329 734 526 南大巷照明4kva 24020 机巷 33120120660v0 70 71 0284 85 68 120138105 320 新充电房 44 90 90 变电所水泵 115kw5kw 660v0 85 0 80 642 44 665 754 1 风巷配电点监 测电源 0 5kw 0 5 变电所室内照 明 4kva 9 干线负荷 303303232 4 174 42 300 94 438 3345 7 总机巷二部 33120120660v0 70 71 0284 85 68 120138105 320 充电房及 照明 224kva90A90 7 干线负荷 1201208485 68124228195 转载机 228080660v0 70 71 0256 57 12 809270 机巷运输机 44160160660v0 70 71 02112 114 24 160181140 干线负荷 240240168 171 36 240273210 采煤机11 150kw150kw 1140v 0 70 71 02105107 1 149 98 100 5 76 运输机 11 220kw220kw 1140v 0 70 71 02154 157 08 157 08 14779 5 泵站 2115075kw 1140v0 80 80 6603669 9750 2535 4 3 干线负荷 520445319 300 18 377 03 297 8 191 免 费 下 载 15 己四采区变电所的总负荷统计 表 4 2 己四采区变电所的总负荷统计 注 备用设备没有计入 Ks Ksp Ksq 1 320 中央变电所负荷统计 设备台数设备容量 kw 计算负荷工作电流 A 线 路 号 负荷名称 安装 台数 工作 台数 安装 容量 工作 容量 额定电 压 v 需用 系数 kde 功率 因数 cos tan 有功 功率 kw 无功功 率 kvar 视在功 率 kVA 额定实际 6 干线负荷 233233171 9 145 77 227 1267 7 217 55 8 总机巷四部 44160160660v0 70 71 02112 114 24 160184140 10 总机巷三部 44160160660v0 70 71 02112 114 24 160184140 9 干线负荷 155155114 103 38162178 3 113 2 7 干线负荷 1201208485 68124228195 干线负荷 240240168 171 36 2402732103 干线负荷 520445319 300 18 377 03 297 8 191 5 轨道绞车房 21500250660v0 70 71 02175 178 5254287 5 222 2 4 24060 风巷配 电点 155114 103 38162178 3 113 2 负荷总计 1918 1369 9 1316 7 1866 1 1878 1352 2 计算总负荷 19181370 1316 7 1866 1 免 费 下 载 17 设备台数 设备容量 kw 计算负荷 线 路 号 负荷名称 安装 台数 工作 台数 安装 容量 工作 容量 额定 电压 v 需用系 数 kde 功率 因数 cos tan 有功功 率 kw 无功功 率 kvar 视在功 率 kVA 计算 电流 4 1 泵 1168068060000 850 80 6578 346 8674 64 86 6 中区戊轨绞车 房 215002506600 70 71 02175 178 5 254222 2 2 硅整流4490 井底水泵 1175756600 80 80 663 7538 2574 3465 8 干线负荷 757563 75 38 2582 34 155 己四中部变电 所 2 23101820 17702255 1973 南石门变电所 19801410 13781980 1732 东区戊轨下山 变电所 3220 284528043994 3494 己四上部变电 所 2 19181370 1316 7 1866 1 1352 10 干线负荷 94287445 7268 7 10095 8551 9 通排一回路变 电所 18881290 12401789 1565 7 2 泵 1168068060000 850 80 6578 346 8674 64 86 4 泵 1175756600 850 80 663 75 38 2574 34 65 硅整流 1 4490 火药库东西大 巷照明 4 瓦斯监测电源 0 5 0 5 井底水泵 1175756600 80 80 663 75 38 2574 34 65 检修泵站 1130306600 80 80 624 14 4 2824 5 5 干线负荷 180152 91181 2 244 5 3 3 泵 1168068060000 850 80 6578 346 8674 64 86 正常排水时总 负荷 1235 1 9577 908712935 10673 最大排水时总 负荷 1386 1 10860 9857 1 14423 6 10932 最大排水时计 算负荷 103179364 3 13933 免 费 下 载 18 4 24 2 变压器的选择变压器的选择 4 2 14 2 1 采区变电所变压器的选择采区变电所变压器的选择 选择了矿用隔爆型干式变压器 由于各支路采用单变压器供电 根据 Sn t 1 15 1 25 Sa c Sn t 变压器的额定容量 KVA Sa c 变压器二次负荷的计算容量 KVA 各支路的变压器分别选择如下 6 Sa c 227kva 选择 KBSG 315 6 型变压器 8 10 Sa c 160kva 选择 KBSG 200 6 型变压器 9 Sa c 300 94kva 选择 KBSG 500 6 型变压器 7 Sa c 124kva 选择 KBSG 200 6 型变压器 3 由于采面的电压等级不同 需设两台变压器分别供电 变压器 1 Sa c 240kva 选择 KBSGZY 315 6 矿用隔爆型移动变电站 变压器 2 Sa c 377 03kva 选择 KBSGZY 500 6 矿用隔爆型移动变电站 4 24060 风巷配电点 略 5 己四绞车房配电点 略 各变压器的技术数据如下 4 2 24 2 2 中央变电所变压器的选择中央变电所变压器的选择 选择矿用一般型变压器 根据 Sn t 1 15 1 25 Sa c 8 Sa c 82 34kva 选择 KS7 200 6 变压器 5 Sa c 181 2kva 选择 KS7 250 6 变压器 变压器的技术数据如下 免 费 下 载 19 4 34 3 井下高压负荷的计算井下高压负荷的计算 将变压器二次侧低压计算负荷与变压器的电力损耗相加求出变压器一次侧 的高压负荷 然后将各高压负荷汇总后求出总负荷 1 变压器的有功功率损耗由两部分组成 一部分为铁损 一部分为铜损 变压器的铜损与变压器的负荷率的平方成正比 计算公式如下 Pt Pi t Pn t 2 式中 Pt 变压器的有功功率的损耗 kw Pi t 变压器在额定电压时的空载损耗 kw Pn t 变压器在额定负荷时的短路损耗 kw 变压器的负荷率 它等于变压器的实际负荷容量与其额定容量的比值 2 变压器的无功功率损耗也由两部分组成 一部分是变压器空载时的无 功功率损耗 一部分是变压器带负荷时的无功功率损耗 计算公式如下 Qt Qi t Qn t 2 I0 100Sn t us 100Sn t 2 式中 Qt 变压器的无功功率损耗 kw 表 4 4 变压器的技术数据 Qi t 变压器空载的无功功率损耗 kw Qn t 变压器额定负荷时的无功功率损耗 kw I0 变压器的空载电流百分数 us 变压器的短路电压百分数 即阻抗电压 Sn t 变压器的额定容量 kw 额定电压 kv额定损耗 w 外形尺寸 m 型号 额定容 量 kva 高压低压空载 短路 阻抗 电压 空载 电流 连接组重量 t 长宽 高 KS7 200 620060 693 0 4540340042 41 031 471 051 24 KS7 250 625060 693 0 4640400042 4 Y y0 Y d11 1 151 450 911 37 免 费 下 载 20 各变压器的技术数据查 计算采区变电所各变压器的电力损耗 采区变电所各变压器高压侧计算负荷 P 高 P 低 Pt Q 高 Q 低 Qt S 高 6 P 高 P 低 Pt 171 1kw 2 54kw 173 64kw Q 高 Q 低 Qt 145 77kvar 14 4kvar 150 17kvar S 高 229 569kva 同理 求出 8 S 高 168 765kva 10 S 高 168 765kva 9 S 高 168 024kva 7 S 高 126 935kva 3 S1 高 252 813kva S2 高 455 43kva S 总 1570 301kva 注 计算采区变电所的总负荷应将 4 5 高压侧的负荷和 S 总 相加 计算中央变电所各变压器的电力损耗 求出 8 S 高 79 42kva 5 S 高 186 084kva S 总 265 504kva 注 计算 320 中央变电所的总负荷应将各线路的总负荷相加 S 总 是 P 2高高高 Q2高高高 173 64 2高 150 172 P 2高 高 高 Q2高 高 高 免 费 下 载 21 8 5 带变压器的电力损耗的总负荷 表 4 5 变压器的技术数据 额定损耗 w 负荷容量 额 定容量 线路号 变压器型号 空载 短路 阻抗电压 空载电 流 Pt kw Qt kvar 8 KS7 200 6540340042 40 411 936 14 5 KS7 250 6640400042 40 723 5211 18 免 费 下 载 22 第第五五章章 电缆的选择电缆的选择 5 15 1 低压电缆的选择低压电缆的选择 5 1 15 1 1 低压电缆型号的选择低压电缆型号的选择 电缆的型号主要根据其电压等级 用途和敷设场所等条件来决定 煤矿井 下所选的型号必须符合 煤矿安全规程 的有关规定 矿用低压电缆的型号 一般按下列原则确定 1 从启动器到电动机的电缆一律采用不延燃橡套电缆 2 固定敷设的应采用铠装铅包纸绝缘电缆或铠装聚氯乙烯绝缘电缆 也可采用不延燃橡套电缆 3 采区低压电缆严禁采用铝芯 4 电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体 5 固定敷设的照明 通信和控制用电缆 应采用铠装电缆 不延燃橡 套电缆或矿用塑料电缆 对于半固定敷设的电缆 为了移动方便一般选用不延 燃橡套电缆 5 1 25 1 2 电缆的芯线数目的确定电缆的芯线数目的确定 1 动力用的纸绝缘铠装电缆选三芯电缆 2 动力用的橡套电缆 当控制按钮不在工作机械上时 一般采用四芯 电缆 3 信号电缆芯线根数要按控制 信号 通讯系统的需要决定 并留有 备用芯线 4 电缆的接地芯线除用作监测接地回路外 不得作其他用途 5 1 35 1 3 电缆长度的确定电缆长度的确定 由于电缆有一定柔性 敷设时会出现弯曲 所以电缆的实际长度 L 应按其 公式计算 即 免 费 下 载 23 L KinLto 5 1 式中 Lin 电缆敷设路径的长度 m Kto 电缆增长系数 橡套电缆取 1 1 铠装电缆取 1 05 5 1 45 1 4 低压电缆主芯线截面的选择低压电缆主芯线截面的选择 选择低压电缆主芯线的截面时 从启动器到采掘运设备的支线电缆 一般 按机械强度初选 按允许持续电流效验后确定 选择干线电缆主芯线截面时 如果干线电缆不长 应该先按电缆的允许持 续电流初选 当干线电流较长时 应先按正常时的允许电压初选 然后再其他 条件效核 5 25 2 高压电缆的选择高压电缆的选择 5 2 15 2 1 高压电缆型号的确定高压电缆型号的确定 高压电缆的型号应按以下原则确定 1 固定敷设的敷设电缆应选用铠装电缆 2 中央变电所至采区变电所的电缆可采用铝芯电缆 其他地点必须采 用铜芯电缆 3 移动变电站必须采用监视型屏蔽电缆 4 井下严禁使用铝包电缆 5 电缆应带有供保护接地用的足够的截面的导体 5 2 25 2 2 高压电缆芯数的确定高压电缆芯数的确定 铅包铠装电力电缆可采用三芯 没有铅包及铠装层的电力电缆最少应为四 芯电缆 5 2 35 2 3 高压电缆长度的确定高压电缆长度的确定 其长度按式 5 1 计算电缆中间有接头时 应在电缆的两头各留 8m 10m 的裕量 免 费 下 载 24 5 2 45 2 4 高压电缆主芯线截面的选择高压电缆主芯线截面的选择 高压电缆主芯线截面应按下述条件进行选择 1 按正常工作时的经济电流密度选择 2 按允许持续电流选择 3 按电缆首端的最大三相短路电流效验其热稳定 4 按正常和故障状态时 分别效验电压损失 根据以上原则 将各种电缆的选择结果列表如下 表 5 1 电缆的选择结果 电缆的选择结果负荷情况选择计算情况电缆 编号 型号 主芯线 截面 mm2 长度 m 负荷名 称 Ica A Im n A 机械强度 要求截面 mm2 长时允许 电流 A 经济 截 面 mm2 电缆的电 压损失 v 1 2 UYP 1KV 3X16 1X101613 10 2585 3UYP 1KV 3X25 1X1625810 25113 4 5 UYP 1KV 3X35 1X1635600 24070 机 巷转载 机 7513848 6UYP 1KV 3X95 1X50955 机巷转 载机 运输机 242250 7UYPJ 3 6KV 3X35 3X16 35150采煤机35 50138 8UYP 1KV 3X16 1X101650 泵站 16 2585 9UYP 1KV 3X50 1X1650150 运输机 147173 10UYP 1KV 3X95 1X509580225250 11UGSP 6KV 3X2525200 采泵运 42 819 03 12UGSP 6KV 3X35358006629 3 13UYP 1KV 3X50 1X165010140173 14UYP 1KV 3X70 1X3570600 机巷运 输机 21547 7 UGSP 6KV 3X3535100 1 2 3 泵 64 86 64 8664 8632 43 免 费 下 载 25 其他线路电缆的选择方法大致相同 都不再一一计算了 电网的电压损失包括变压器的电压损失和线路的电压损失两部分 计算电 压损失时 均看成是一个电阻和电感的串联电路 计算该段线路的电压损失 本级电网的允许电压损失减去其他线路的电压 损失减去变压器的电压损失 免 费 下 载 26 第第六六章章 短路电流的计算短路电流的计算 为了选择和效验井下高 低压电气设备和电缆 需计算通过该设备的最大 三相短路电流 为了整定高 低压开关的保护装置 需计算保护范围内的最小 两相短路电流 井下电网的短路 一般属于远点短路 所以可视为无限大电源容量系统 计 算短路电流时 短路点一般在变电所的母线上和电缆线路的末端 6 16 1 井下高压电网的计算井下高压电网的计算 图 6 1 短路电流计算电路图 等值电路图 由于井下高压电网只有一个电压等级 为了简便采用了绝对值计算法 已 知十矿井底中央变电所的短路容量为 120MVA 绘制短路电流计算电路图和等 值电路图 求出 S1 点的三相短路电流周期分量有效值 I 3 S1 2 48KA 三相次暂态短路电流和短路稳态电流 I 3 I 3 Ss I 3 S1 2 48KA 三相短路冲击电流及冲击电流有效值 i 3 im 2 55I 3 5 58KA I 3 im 1 52I 3 3 77KA 三相短路容量 S 3 S1 27 06MVA 免 费 下 载 27 S2 点的三相短路电流周期分量有效值 I 3 S2 1 85KA 三相次暂态短路电流和短路稳态电流 I 3 I 3 Ss I 3 S2 1 85KA 三相短路冲击电流及冲击电流有效值 i 3 im 2 55I 3 4 72KA I 3 im 1 52I 3 2 81KA 三相短路容量 S 3 S2 20 186MVA S3 点的三相短路电流周期分量有效值 I 3 S3 1 7KA 三相次暂态短路电流和短路稳态电流 I 3 I 3 Ss I 3 S3 1 7KA 三相短路冲击电流及冲击电流有效值 i 3 im 2 55I 3 4 33KA I 3 im 1 52I 3 2 584KA 三相短路容量 S 3 S3 18 55MVA 6 26 2 井下低压电网计算短路电流井下低压电网计算短路电流 低压电缆电阻值相对电抗值较大 电阻值不允许忽略 母线 自动馈电开 关的过流线圈 开关触电电阻均可不计 电缆线路中的电容可不考虑 对于千 伏级低压电网 高压侧阻抗一般不应忽略 井下低压电网短路电缆的计算有公式法和图表法两种 其中 图表法计算 简单 方便 省时 易采用 绘制井下低压电网短路计算图 免 费 下 载 28 图 6 2 井下低压电网短路计算图 免 费 下 载 29 查表计算各短路点的短路参数 制表如下 表 6 1 短路点的短路参数表 三相短路两相短路 短路计 算点 I KA I ss KA I s KA S MAViim KAIim KA I KA Is s KA Is KA S MAViim KAIim KA S16 3017 56416 0689 5785 4576 55013 9158 295 S24 1888 70410 6796 3663 6277 5389 2495 513 S36 1697 40515 7319 3775 3426 41213 6228 120 S46 0777 29415 4969 2375 2636 31713 4218 000 S51 6812 0184 2872 5551 4561 7473 7132 213 S60 9381 1262 3921 4260 8120 9742 0711 234 S71 5921 9114 0602 4201 3791 6563 5162 096 S80 8961 0752 2851 3620 7760 9311 9791 180 S92 9336 0967 4794 4582 545 2796 4773 861 S102 6305 4666 7073 9982 2784 7345 8093 463 S113 2376 7288 2544 9202 8035 8267 1484 261 S122 9806 1947 5994 5302 5815 3646 5823 923 S133 2376 7288 2544 9202 8035 8267 1484 261 S142 5545 3086 5133 8822 2124 5975 6413 362 免 费 下 载 30 第第七七章章 电气设备的选择电气设备的选择 7 17 1 按使用场所选择电气设备的类型按使用场所选择电气设备的类型 井下电气设备类型的选择应符合 煤矿安全规程 的规定 十矿属于高瓦 斯矿井 对于高 低压电机和电气设备 照明灯具 通讯 自动化装置在瓦斯 喷出的区域采用矿用隔爆型 井底车场 总进风巷的高 低压电机电气设备可 采用矿用一般型 总回风巷 采区进风巷 采区回风巷及工作面必须采用矿用 隔爆型电气设备 7 27 2 高压配电箱的选择高压配电箱的选择 根据额定电压选择时 所选电气设备的额定电压应不低于所在电网的额定 电压 电气设备的额定电流应不小于通过它的最大长时工作电流 还有根据开 关电气断流能力和电气设备的短路稳定性来根据本矿的实际情况 选择 GFW 1 矿用一般型高压配电箱和矿用隔爆型高压真空配电箱 BGP6 6 型 其技术数据 如下 表 7 1 GFW 1 高压配电箱 高压真空配电箱 BGP6 6 型技术数据 外形尺寸 m 型号 额定 电压 KV 最高 工作 电压 KV 额定 电流 A 额定 断流 容量 MA V 额定 断开 电流 KA 极限 通过 电流 KA 峰值 有效 值 热稳定 电流 KA 保护装置 种类 断路器 类型 操作 机构 布置 方式 长宽 高 GFW 166 94001009 7 25 15 6 10s 过载 短 路 失压 多油CS靠墙11 15 2 33 固有分 断时间 S BGP6 666 9 40010010 25 15 10 2s 过载 短 路 失压 监 视 过压 0 2 1 1581 3561 344 免 费 下 载 31 7 37 3 低压电气设备的选择低压电气设备的选择 关选择低压电气设备的额定电压应不小于所在电网的额定电压 电气设备 的额定电流不小于其所控制线路的最大长时工作电流 开设备的极限分断电流 应不小于通过该设备的最大三相短路电流 选择时所用公式与高压配电箱相同 低压电气设备的型号 技术数据列表如下 表 7 2 矿用隔爆型电开关技术数据 外形尺寸 mm 电缆外径 mm 编号 型号 额定电压 V 额定电 流 A 最大分 断能力 KA 全部分 断时间 s 动力控制 保护装 置种类 开关 类型 质量 kg 长宽 高 202 DW80 200 200 203 205 206 DW80 315 660 380 315 7 155222 短路 漏电 空气 620490780 207 102 104 106 107 KBZ 400 1140 1140 6604007 50 0332 37 14 5 2 1 过载 短路 欠压 漏 电 真空 190700480420 免 费 下 载 32 表 7 3 矿用隔爆型磁力启动器技术数据 注 QC83 225 隔爆型磁力启动器的保护装置种类 JR9 过载 失压 短 路 JDB 过载 失压 短路 断相 漏电闭锁 联控 检漏继电器的选择根据电网的额定电压选择即可 选择型号为 JY82 和 JJKB30 电缆外径 mm 外形尺寸 mm 控制电动机最 大功率 KW 编