矿山电工学课程设计

1、 四川师范大学工学院设计说明书某矿北一采区供电设计学 生 院 系 工学院 专 业 采矿工程 年 级 2011级 学 号 指 导 教 师 张晓逵 目录某矿北一采区供电设计原始数据4第一章 变电所及工作面配电点位置的确定10一、采区变电所位置：10（一）方案设定：10（二）方案比较：10二、工作面配电点的位置：10第二章 负荷统计及变电所容量选择11一、负荷统计：11二、采区动力变压器的选择：11（一）方案设定：11（二）负荷分组及变压器容量选择：11第三章 高压配电装置及电缆选择12一、高压配电装置选择（按额定参数选择）：12（一）移动变电站的高压配电装置选择：12（二）固定变压器的高压配电装置

2、选择：12（二）采区变电所总高压配电装置选择：14二、高压电缆截面选择：15（一）采区变电所进线端高压电缆选择：15（二）移动变电站高压侧高压电缆选择：16第四章 选择采区低压电缆17一、低压电缆型号选择：17二、低压电缆长度的确定：17三、低压电缆芯线输的确定：17四、低压电缆主芯线截面的确定：18五、采区变电所至配电点的干线电缆选择：19第五章 低压电气设备选择21一、移动变电站（T1、T2）低压侧开关选择：21（一）采煤工作面配电点：21二、变电器（T3）低压侧开关选择：22（一）变电器（T3）低压侧总开关选择：22（二）上山绞车房配电点：22（三）平巷输送机配电点：22（四）吊带式胶带

3、输送机：22（五）往复式给煤机：22（六）调度绞车：22第六章 绘制采区供电系统图24四川师范大学课程设计任务书学生姓名施源学号2011180428指导教师张晓逵学院名称工学院专业名称11级采矿工程设计题目某矿北一采区供电设计题目来源实习实践（ ）教师科研（ ）教师拟定（）其它（ ）一、基本任务：1、确定采区变电所及工作面配电点的位置2、采区用电设备的负荷统计3、拟定采区供电系统图4、选择高压配电装置和高压电缆5、选择采区低压电缆6、选择低压开关、起动器7、绘制采区供电系统图二、基本要求：1、完成对采区全部设备的供电2、供电质量符合要求3、符合煤矿安全规程要求4、选用设备、电缆符合要求，不使用

4、明令淘汰设备5、供电方式合理6、完成设计说明书，有计算过程，图纸齐全。3某矿北一采区供电设计原始数据 (一)采区巷道又其设备布置 本矿井属高沼气，采区缓倾斜20°，工作面长120m，煤层平均厚度1.7m，煤质中硬，容重I32tm³。主上山为sD80s吊挂式胶带输送机运输，倾角15°轨道上山倾角16°。详见采区巷道及设备布置图和采区布置剖面图。（二）采谋方法 走向长壁区内后退，两翼同时开采。工作面采用DY150单摇臂滚筒采煤机，DZ2230/100型外注式单体液压支柱，HDJA1000型金属绞接顶梁。 (三)主要运输设备 工作面采用SGW150型可弯曲输送

5、机，平巷采用SGW40T型可弯曲输送机，轨道上山为JBT1600/1224型110kw绞车，主上山为SD80s吊挂式胶带输送机。 (四) 电压等级及主要电气设备 井下主变电所配出线电压为6kV，采区为6kV双回路进线，采区电气设备电压为660V,煤电钻及照明电压为127V。 (五)采区通风系统 新鲜风流由副井进风850m东部大巷轨道上山经中巷进入工作面采区回风巷650m总回风石门至斜风井。（六）煤的运输系统 工作面落煤经SGW150输送机中巷SGW40T型可弯曲输送机采区中部煤仓经GMW-3给煤机SD80s吊挂式胶带输送机下部车场装车由蓄电池电机车运到井底车场箕斗提升至地面。 采区机械设备配备

6、表序号名称符号型号单位使用数量备用数量合计回采掘进计回采掘进计1单摇臂滚筒采煤机DY-150台221132型号1可弯曲输送机SGW-150C台221133型号2可弯曲输送机SGW-40T台101022124煤电钻MSZ-12A台448224125吊带式胶带输送机SD-80S台1116往复式给煤机GMW-3台1117型号1耙斗装岩机P-30B台221138型号2耙斗装岩机P-15B台221139胶带转载机C-650台2211310混凝土喷射机转子式II型台2211311混凝土螺旋搅拌机安IV型台2211312型号1局部扇风机JBT-52-2台2211313型号2局部扇风机JBT-51-2台221

7、1314型号1乳化液泵站XRB,B套2211315型号2乳化液泵站RB-45/100套2211316喷雾泵站PB-120/45套2211317液压安全绞车YAJ-12台2211318回柱绞车JM-14台2211319调度绞车JD-11.4台1111220上山绞车JBM-1600/1224台11112 采区电气设备技术特征序号设备名称采区用电设备额定容量Pe/kw额定电压Ue /V额定电流Ie /A额定启动电流IQe/A启动功因COSQe额定功因COSe额效e电动机型号每台电动机数1单摇臂滚筒采煤机JDM2B-150S115066017211180.550.820.912可弯曲输送机1DSB-7

8、522*756602*822*4910.850.913可弯曲输送机2DS1B-40140660452610.580.850.914煤电钻MZ1-1211.21279540.790.7955吊挂式胶带输送机JDSB-40BJO2-41-4JBJ2-51-42112*4047.5660660660454.69.1292301220.850.830.830.910.840.896往复式给煤机JO2-52-617.56609.11220.810.867耙斗装岩机1DZ1B-17117660191330.850.898耙斗装岩机2JB12-411166012.19胶带转载机JBJ2-10.5-8110.

9、566013.2660.840.8210混凝土喷射机BJO2-51-615.56607.10.80.8511混凝土螺旋搅拌机BJO2-42-415.56607.10.860.8612局部通风机1JBT-52-211166012.687.50.890.8613局部通风机2JBT-51-215.56606.3440.890.8314乳化液泵站1JB3225-M-415566068.30.8915乳化液泵站2BJO2-61-411366014.4780.880.8816喷雾泵站BJO2-61-411366014.40.880.8817液压安全绞车BJO2-61-411366014.40.880.88

10、18回柱绞车BJO2-71-411766020.11300.840.88519调度绞车JBJ-11.4111.466013.70.870.8920上山绞车JBRO400M-60.8711106601210.860.93第一章 变电所及工作面配电点位置的确定一、采区变电所位置：（一）方案设定：方案一、设一个变电所向全采区供电；方案二、两个个采区变电所分别向东西两翼独立供电；方案三、一个采区变电所和两台移动变电站联合向采区供电。（二）方案比较：方案一、设一个变电所向全采区供电，以设距开采中的运输平巷75m两上山之间的岩石内位置为宜；由于额定电压660V，采区设备总容量为1584KW，采煤机功率为1

11、50KW，查表1-7得知，当采用截面为50，的低压电缆时，其干线最大供电距离仅为265m，实际上图中采区变电所位置至采区运输平巷有一定的距离，假设为75m，采面长度为120m，采区一翼走向长度约为500m，采煤工作面配电点随工作面每推进50到70m移动一次的下限距离为50m，再计及电缆在变电所内的出线长20m及橡套电缆应比实际长0.1的系数，则低压电缆的实际供电距离L=（20+75+120+500-50）x1.1=731.5m，即使考虑用两条50截面的低压电缆供电，这时的最大供电距离仅为2x265=530m<731.5m，不能满足采煤机启动端电压要求，故不可取。方案二、两个个采区变电所分

12、别向东西两翼独立供电；则不仅需多开一个硐室加大投资，且供电管理复杂，不符合一个采区尽量采用一个采区变电所位置的原则，因而也不可取。方案三、一个采区变电所和两台移动变电站联合向采区供电；即先在采区负荷中心处即距开采中的运输平巷75m两上山之间的岩石内处建立一个固定采区变电所，另外再加两个移动变电站分别向两个采煤工作面采煤机等设备供电；本方案虽有投资增加的缺点，但却可将高压深入负荷中心，具有提高供电质量，因而选定这一方案。二、工作面配电点的位置：结合本采区情况，采区工作面配电点的具体布置如下：采煤工作面配电点有2个，设在运输平巷内，与工作面相距50m，平巷运输机配电点2个，设在采煤工作面运输平巷中

13、部，掘进工作面配电点有4个，设在掘进巷道内距掘进头80m处，在上山采区绞车房附近设1个配电点。第二章 负荷统计及变电所容量选择一、负荷统计： 见本设计说明书P7-8.二、采区动力变压器的选择：（一）方案设定：两台移动变电站，两台电力变压器。（二）负荷分组及变压器容量选择：、组包括单摇臂滚筒采煤机（150KW）、煤电钻（1.2KW）、型号1可弯曲输送机（2x75KW）、型号2可弯曲输送机（40KW）、胶带转载机（10.5KW）、型号1乳化液泵站（55KW）、型号2乳化液泵站（13KW）、喷雾泵站（13KW）、液压安全绞车（13KW）、回柱绞车（17KW）。总负荷为：，根据课本P286页表6-2算

14、出，并取，再依课本P30页需用系数法公式可得到变压器的计算负荷值为 ，由课本P125页表3-29选KBSGZY-630/6，6/0.69KV移动变电站两台，两个采煤工作面各一台。组包括上山绞车（110KW）、调度绞车（11.4KW）、吊带式胶带输送机（2x40KW,4KW,7.5KW）、往复式给煤机（7.5KW）。总负荷为：，根据课本P286页表6-2选，变压器的计算负荷为，由课本P123页表3-29选KBSG-250/6，6/0.69KV干式变电器一台。组包括型号1耙斗装岩机（17KW）、煤电钻（1.2KW）、型号2耙斗装岩机（11KW）、胶带转载机（10.5KW）、混凝土喷射机（5.5KW

15、）、混凝土螺旋搅拌机（5.5KW）、型号1局部通风机（11KW）型号2局部通风机（5.5KW） 。总负荷为：，根据课本P286页表6-2选，变压器的计算负荷为，由课本P123页表3-29选KBSG-100/6，6/0.69KV干式变电器一台。第三章 高压配电装置及电缆选择一、高压配电装置选择（按额定参数选择）：（一）移动变电站的高压配电装置选择：（1）KBSGZY-630/6型移动变电站高压配电箱（）选择。配电装置额定电压选定为6KV，配电装置额定电流应大于移动变电站的最大长时工作电流。则移动变电站最大长时工作电流即额定电流为式中：变压器额定容量，； 变压器高压侧额定电压，KV。将有关数据代入

16、上式得移动变电站额定电流为从课本P91页表3-8中选BGP9L-6G/100型隔爆高压真空配电装置2台，其主要技术数据见表3-1。（二）固定变压器的高压配电装置选择：（1）KBSGZY-630/6型移动变电站高压配电箱（）选择。配电装置额定电压选定为6KV，配电装置额定电流应大于移动变电站的最大长时工作电流。则移动变电站最大长时工作电流即额定电流为式中：变压器额定容量，； 变压器高压侧额定电压，KV。将有关数据代入上式得移动变电站额定电流为从课本P91页表3-8中选BGP9L-6G/100型隔爆高压真空配电装置，其主要技术数据见表3-1。（2）KBSG-250/6型移动变电站高压配电箱（）选择

17、。配电装置额定电压选定为6KV，配电装置额定电流应大于移动变电站的最大长时工作电流。则移动变电站最大长时工作电流即额定电流为式中：变压器额定容量，； 变压器高压侧额定电压，KV。将有关数据代入上式得移动变电站额定电流为从课本P91页表3-8中选BGP9L-6G/50型隔爆高压真空配电装置，其主要技术数据见表3-1。（3）KBSG-100/6型移动变电站高压配电箱（）选择。配电装置额定电压选定为6KV，配电装置额定电流应大于移动变电站的最大长时工作电流。则移动变电站最大长时工作电流即额定电流为式中：变压器额定容量，； 变压器高压侧额定电压，KV。将有关数据代入上式得移动变电站额定电流为从课本P9

18、1页表3-8中选BGP9L-6G/50型隔爆高压真空配电装置，其主要技术数据见表3-1。（二）采区变电所总高压配电装置选择：（1）采区变电所总高压配电箱（）选择。配电装置额定电压选定为6KV，配电装置额定电流应大于4台变压器总的最大长时工作电流。则取4台变压器总的额定电流之和作为总的最大长时工作电流为式中：变压器额定容量，； 变压器高压侧额定电压，KV。将有关数据代入上式得移动变电站额定电流为从课本P91页表3-8中选BGP9L-6G/200型隔爆高压真空配电装置，其主要技术数据见表3-1。表3-1 采区变电所高压配电箱选择结果控制负荷名称型号额定电流/A额定电压/V动稳定电流（峰值）/KA热

19、稳定电流（峰值）/KA额定断流容量MV·AKBSGZY-630/6型移动变电站（DB2）BGP9L-6G/100100631.512.5/2s100KBSG-630/6型隔爆干式变电器（DB3）BGP9L-6G/100100KBSG-250/6型隔爆干式变电器（DB4）BGP9L-6G/5050KBSG-100/6型隔爆干式变电器（DB5）BGP9L-6G/5050变电所总高压配电箱（DB）BGP9L-6G/200200二、高压电缆截面选择：（一）采区变电所进线端高压电缆选择：1、型号选择：向采区变电所供电的高压电缆应选MYJV22-3.6/6型煤矿用交联聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯

20、护套电力电缆。2、截面选择：干线电缆最大长时工作电流式中：变压器的计算负荷（KV·A） 变压器高压侧额定电压，KV。将有关数据代入上式得Wt1·1干线电缆最大长时工作电流为从课本P149页表3-54中选MYJV22-3.6/6-3x35型煤矿用交联聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆,由从课本P229页表6-7查得其长时允许载流量为,大于，满足发热条件。3、长度的确定：电缆实际长度应按下式进行计算，即式中：增长系数，橡套电缆为1.1，铠装电缆为1.05； 电缆敷设路径长度（m）， 将有关数据代入上式得Wt1·1干线电缆长度为（二）移动变电站高压侧高压电缆选择：

21、1、型号选择：向采区变电所供电的高压电缆应选MYPTJ-3.6/6型煤矿用金属屏蔽监视型软电缆。2、截面选择：干线电缆最大长时工作电流式中：变压器的计算负荷（KV·A）变压器高压侧额定电压，KV。将有关数据代入上式得Wt1·1干线电缆最大长时工作电流为从课本P145页表3-45中选MYPTJ-3.6/6-3x25+3x16/3+3x2.5型煤矿用金属屏蔽监视型软电缆。由从课本P229页表6-7查得其长时允许载流量为,大于，满足发热条件。3、长度的确定：电缆实际长度应按下式进行计算，即式中：增长系数，橡套电缆为1.1，铠装电缆为1.05； 电缆敷设路径长度（m）， 将有关数据

22、代入上式得Wt1·1干线电缆长度为第四章 选择采区低压电缆一、低压电缆型号选择：（1）采区变电所硐室内低压电缆、采取变压器低压母线电缆均选用MYP-0.66/1.14型移动屏蔽橡套电缆。（2）至上山绞车房附近配电点的干线电缆、至4个掘进工作面配电点的干线电缆、至2个采煤工作面配电点的干线电缆均选用MYP-0.66/1.14型移动屏蔽橡套电缆。（3）向上山绞车、上山吊带式胶带输送机、型号2可弯曲输送机、往复式给煤机供电的低压电缆均选用MYP-0.66/1.14型移动屏蔽橡套电缆。（4）采煤机、型号1可弯曲输送机供电的低压电缆选MCP-0.66/1.14型采煤机屏蔽橡套电缆。（5）向型号

23、1乳化液泵站、型号1耙斗装岩机、型号2耙斗装岩机、液压安全绞车、回柱绞车供电的低压电缆均选用MYP-0.66/1.14型移动屏蔽橡套电缆。（6）向煤电钻、型号2乳化液泵站、喷雾泵站、调度绞车、胶带转载机、混凝土喷射机、混凝土螺旋搅拌机、型号1局部通风机、型号2局部通风机供电的低压电缆均选用MYP-0.38/0.66型移动屏蔽橡套电缆。二、低压电缆长度的确定：固定敷设的橡套电缆的实际长度应比其敷设路径的长度增加10%，即按公式计算。此外，对移动设备用的橡套电缆，其实际长度应按使用时的最大距离满足上述规定外，并另加35m的机头活动长度。对于半固定机械（如上、下山或中间巷道内的带式输送机、刮板输送机

24、等），如启动器在机头附近时，则由其至电动机的一段支线电缆的长度，应以510m计，为便于维护，当电缆有中间接头时，则其长度应在接线盒两端各增加3m。算得的各段低压电缆的长度见表4-1。三、低压电缆芯线输的确定：对一般移动设备供电的橡套电缆，如输送机、回柱绞车等，因他们的控制按钮不在工作机械上，故通常可另设控制电缆，此时其供电电缆可选四芯的，其中三芯作为向电动机供电的主芯线，另一芯作接地用。对采煤机、装煤机等移动设备供电的橡套电缆，因它们的控制按钮装在工作机械上，故一般选六芯电缆作动力、接地、控制用；有时也可视具体需要，选710芯的。四、低压电缆主芯线截面的确定：以采煤机为例以采煤机的额定电流作最

25、大长时工作电流，即式中：电动机额定效率； 电动机功率因数。将采煤机参数代入上式，得：由课本P300页表6-8选截面为的电缆，查课本P306页表6-12可知所选电缆机械强度满足条件。故将这段电缆选为MCP-0.66/1.14-3x50+1x10+3x16/3型采煤机屏蔽橡套电缆。根据同样的方法，对其余支线电缆逐一进行选择，结果列于表4-1表4-1 支线电缆选择结果电缆用途电机容量/KW电缆型号与规格选定的主芯线截面/长时最大工作电流允许载流量长度/m采煤机组150MCP-0.66/1.14-3x50+1x10+3x16/350140.68170190型号1可弯曲输送机150MCP-0.66/1.

26、14-3x35+1x6+3x10/33599.44135190型号2可弯曲输送机40MYP-0.66/1.14-3x16+1x10163685358煤电钻1.2MYP-0.38/0.66-3x6+1x665.64619088吊带式胶带输送机91.5MYP-0.66/1.14-3x16+1x10168385130往复式给煤机7.5MYP-0.66/1.14-3x16+1x10166.88590型号1耙斗装岩机17MYP-0.66/1.14-3x16+1x101615.378588型号2耙斗装岩机11MYP-0.66/1.14-3x16+1x10169.958588胶带转载机10.5MYP-0.3

27、8/0.66-3x6+1x669.54688混凝土喷射机5.5MYP-0.38/0.66-3x6+1x664.974688混凝土螺旋搅拌机5.5MYP-0.38/0.66-3x6+1x664.974688型号1局部通风机11MYP-0.38/0.66-3x6+1x669.954688型号2局部通风机5.5MYP-0.38/0.66-3x6+1x664.974688型号1乳化液泵55MYP-0.66/1.14-3x16+1x101649.785190型号2乳化液泵13MYP-0.38/0.66-3x6+1x6611.7546190喷雾泵13MYP-0.38/0.66-3x6+1x6611.754

28、6190液压安全绞车13MYP-0.66/1.14-3x16+1x101611.7585190回柱绞车17MYP-0.66/1.14-3x16+1x101615.3785190调度绞车11.4MYP-0.66/1.14-3x16+1x101610.3185325上山绞车110MYP-0.66/1.14-3x25+1x162599.4611055五、采区变电所至配电点的干线电缆选择：以采区变电所至掘进工作面配电点干线电缆选择为例：（1） 查课本P306页表6-11，得660V电网允许电压损失。（2） 对供电距离较长，容量较大的型号1耙斗装岩机，由下式求出电压损失，即：变压器的负荷率为；查课本P1

29、23页表3-28可知变压器的；则变压器电阻压降百分数为：;变压器电阻压降百分数为：;变压器的电压损失为：则干线电缆的电压损失为：则干线电缆的截面为： 查课本P300页表6-8选择标准截面16 >12.80 ，对应型号为MYP-0.66/1.14-3x16+1x10-490+320；知其长时允许载流量为。计算干线电缆的最大工作电流为因其小于上述，故知所选截面满足发热条件要求。根据同样的方法，对其余干线电缆逐一进行选择，有关干线电缆的选择结果见表4-2表4-2干线电缆的选择结果 电缆用途电缆型号与规格电缆长度/m采区变电所电源进线MYJV22-3.6/6-3x35760移动变电站高压侧MYP

30、TJ-3.6/6-3x25+3x16/3+3x2.5470至上部西翼掘进工作面配电点MYP-0.66/1.14-3x50+1x16490至下部西翼运输大巷配电点MYP-0.66/1.14-3x50+1x16320至下部西翼掘进工作面配电点MYP-0.66/1.14-3x35+1x1650至下部东翼掘进工作面配电点MYP-0.66/1.14-3x35+1x1650至西翼采煤工作面配电点MYP-0.66/1.14-3x70+1x25100至东翼采煤工作面配电点MYP-0.66/1.14-3x70+1x25100至上山采区绞车房配电点MYP-0.66/1.14-3x70+1x25615至上山吊带式胶

31、带输送机MYP-0.66/1.14-3x50+1x16150至西翼平巷输送机配电点MYP-0.66/1.14-3x95+1x25360至东翼平巷输送机配电点MYP-0.66/1.14-3x95+1x25360第五章 低压电气设备选择一、移动变电站（T1、T2）低压侧开关选择：移动变电站主要供工作面采煤机和型号1可弯曲输送机，包括1个分路馈电开关和10个磁力启动器。（一）采煤工作面配电点：1分路开关的选择：由表1-1得工作面各电气设备的额定电流值，则有：查课本P111页表3-15选为KBZ-400/660型矿用隔爆真空自动馈电开关，该开关的额定电压为660V，额定电流为400A，具有过载、短路、

32、过电压、漏电保护、漏电闭锁等保护。2.磁力启动器的选择：（1）采煤机磁力启动器的选择，采煤机额定电流为172A，由课本P233页表5-3选QBZ-200/660型真空磁力启动器，它具有过载、短路、过电压、漏电闭锁等保护。（2）型号1可弯曲输送机磁力启动器的选择，其额定电流为2x82A，由课本P233页表5-3选QBZ-120/660型真空磁力启动器，它具有过载、短路、过电压、漏电闭锁等保护。（3）其它磁力启动器选择方法与采煤机和型号1可弯曲输送机的选择相同。二、变电器（T3）低压侧开关选择：（一）变电器（T3）低压侧总开关选择：由表1-1得由变电器（T3）供电的各电气设备的额定电流值，则有：查

33、课本P111页表3-15选为KBZ-500/660型矿用隔爆真空自动馈电开关，该开关的额定电压为660V，额定电流为500A，具有过载、短路、过电压、漏电保护、漏电闭锁等保护。（二）上山绞车房配电点：上山绞车额定电流值为121A，由课本P111页表3-15选KBZ-200/660型矿用隔爆真空自动馈电开关，它具有过载、短路、过电压、漏电保护、漏电闭锁等保护。由课本P233页表5-3选QBZ-200/660型真空磁力启动器，它具有过载、短路、过电压、漏电闭锁等保护。（三）平巷输送机配电点：型号2可弯曲输送机的额定电流值为45A，而东西翼分别有4台和6台，则由课本P111页表3-15东翼选KBZ-

34、200/660型矿用隔爆真空自动馈电开关，西翼选KBZ-400/660型矿用隔爆真空自动馈电开关，它具有过载、短路、过电压、漏电保护、漏电闭锁等保护。由课本P233页表5-3选QBZ-60/660型真空磁力启动器，它具有过载、短路、过电压、漏电闭锁等保护。（四）吊带式胶带输送机：吊带式胶带输送机额定电流为58.7A，由课本P233页表5-3选QBZ-80/660型真空磁力启动器，它具有过载、短路、过电压、漏电闭锁等保护。（五）往复式给煤机：往复式给煤机额定电流为9.1A，由课本P233页表5-3选QBZ-30/660型真空磁力启动器，它具有过载、短路、过电压、漏电闭锁等保护。（六）调度绞车：调度绞车额定电流为13.7A，由课本P233页表5-3选QBZ-30/660型真空磁力启动器，它具有过载、短路、过电压、漏电闭锁等保护。所选各种低压开关及磁力启动器均列于表5-1。表5-1 低压开关选择结果设