采区供电设计步骤公式

1、采区供电设计步骤公式第一节、采区变电所位置的确定 一、采区供电对对电能的要求 1、电压允许偏差电压偏差计算公式如下：电压偏差=【(实际电压一额定电压)/额定电压】100%电能质量供电电压允许偏差(GB 1232590)规定电力系统在正常运行条件下，用户受电端供电电压允许偏差值为：(1) 35KV及以上供电和对电压有特殊要求的用户为额定电压的+5% 5%;(2)10KV及以上高压供电和低压电力用户的电压允许偏差为用户额定电压的+7% 7%;(3)低压照明用户为+5% 10%。2、三相电压不平衡根据电能质量三相电压允许不平衡度规定：电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%,短时间不得超

2、过4%。在采区变电所供电情况下，交流额定频率为50HZ电力系统正常运行方式下由于负序分量而引起的pcc点连接点的电压不平衡度能满足规定要求。3、电网频率电能质量电力系统频率允许偏差(GB/T 15543 1995)中规定：电力系统频率偏差允许值为0.2HZ,当系统容量较小时，偏差值可放宽到+5% HZ- 5% HZ,标准中没有说明容量大小的界限的电网容量在300万KW以上者为0.2HZ;电网容量在 300万KW以下者为0.5HZ。一、变压器选择注意事项变压器是供电系统中的主要电气设备， 对供电的可靠性、 安全性和经济性有着重要意义。 如 果变压器容量选择过大， 不仅使设备投资费用增加， 而且变

3、压器的空载损耗也将过大， 促使 供电系统中的功率因数减小； 如果变压器容量选择过小， 在长期过负荷运行情况下， 铜损耗 将增大，使线圈过热而老化，缩短变压器寿命。既不安全又不经济。二、台数的确定采区变电所变压器在一般情况下是按计算容量选设，不留备用量。其原因是为了尽力减少变电所胴室开拓量，降低供电成本。但是，若采区变电所的供电负荷中有一级负荷(如采区内分区水泵等)时，则变压器台数不得少于两台，以便保证供电的可靠性。三、采区负荷的计算及变压器容量、台数确定本工作面采用 MG300W型滚筒式采煤机为综合机械化采煤，为保证供电质量和安全，根 据采区巷道布置，按需用系数法计算变压器容量和台数。1、 采

4、区电压等级为1140V变压器容量及台数的确定SB1 =2 Pe Kx Kc / cos()pj = 984X 0.58 X 1/0.7 = 815KVA 式中：2 Pe变电所供电设备额定功率之和 2 Pe = 600+264+90+30 = 984KWKx 需用系数，Kx = 0.4+ 0.6X 300 + 984= 0.58cos (f) pj 加权平均功率因率，按综采工作面，取 0.7Kc采区重合系数，取 1此变压器所接负荷中有大量的一级负荷，所以必需选择两台(或两台以上)变压器。根据计算结果选择 KBSG-800/10/1.2干式变压器一台和 KBSG-500/10/1.2干式变压器一台

5、。2、采区变电所变压器容量及台数的确定SB1 =2 Pe Kx Kc / cos。pj = 549 X 0.49 X 1/0.7= 384KVA式中：2 Pe变电所供电设备额定功率之和2 Pe = 132+150+85+22+160 = 549KWKx 需用系数，Kx = 0.4+0.6X80+ 549=0.49cos (f) pj 加权平均功率因率，按综采工作面，取 0.7Kc 采区重合系数，取1所以根据计算结果选择KS7-500/10/0.693 干式变压器一台。第五节 采区低压供电网络的计算一、电缆型号确定根据供电电压、工作条件、敷设地点环境，确定电缆型号为 : MYP 、 MY 、 M

6、YJV22 和MYCP 型。 其中 MYP 型电缆用于额定电压为1140V 的设备， MYJV22 型电缆用于高压开关至移变的电缆， MYCP 用于采煤机组及工作面刮板运输机真空磁力启动器至电动机的电缆，其余所需电缆用 MY 型。二、电缆长度确定由式：Lz=a LX式中：a一系数，橡套电缆取a =1.1,铠装电缆取a= 1.051 X 巷道实际长度m三、选择支线电缆2 、由机械强度初定电缆截面橡套电缆满足机械强度的最小截面各支线电缆的实际长时工作电流计算如下公式：In =( Kx 2 Pe 103)/(1.732Ue刀pjcos e pj ) 式中：In 电缆中通过的实际工作电流AKx 需用系

7、数3 Pe 电缆所带负荷有功功率之和KWUe 电网额定电压 V刀pj 电动机加权平均效率cos。pj 加权平均功率因数通风系统设计第一节、必备资料和设计步骤一、必备资料选型设计时必须具备的原始资料有：1 . 矿井通风方式及通风系统图；2 .各时期的通风量及负压的变化；3 .矿井沼气等级；4 .矿井供电电压；5 .矿井年产量及服务年限；6 . 当地气候条件；7 .其它相关资料。二、设计步骤选型设计时，可以参考如下步骤，进行各方案计算；1 . 计算通风机必须产生的风量和负压；2 .选择通风机的类型和型号；3 .求实际工况点及工况参数；4 .计算电动机的必须容量并选择电动机；5 .计算耗电量；6 .

8、筛选并确定方案第二节 选型设计的预备知识一、 煤矿安全规程 、 煤矿工业设计规范的有关重要规定。1 . 在一个井筒中应尽量采用单一风机工作制（仅用一台风机工作） ，确有困难时，采用两台并联，最好是采用同类型同型号的风机。这是因为：通风机串、并联运行时，若设计不当或原始资料不准确、或井下实际条件发生较大变化时，容易出现不稳定工况。2 .选择的风机应能满足第一水平各个时期的负压变化，并适当照顾下一水平的通风要求。负压变化较大时，可考虑分期选配电机，大型风机可分34期考虑，但初装电机的使用年限不宜少于10 年。3 .选用轴流风机时，在最大负压和风量时，用的叶片安装角应比最大安装角小5（如2K60 风

9、机，a mox=45 ,选型设计时最多只能用到 40） 。选用离心风机时，用的转速应比最大转速小 10 ，以留有余量。4 .选择的风机应有足够的调节范围， 以满足使用年限内， 工况不超出工业利用区的要求。工业利用区是指风机工况点合理的工作范围，合理的工作范围是指：。（1）从经济角度考虑，不论初期和末期，风机工况点的效率都必须大于70%; O（ 2 ）从安全角度考虑，风机使用的静压必须小于风机所能产生的最大静压的 90。5 .要优先选用效率高、高效区宽的风机，对风量风压变化大的矿井，进行方案比较时，应把风机可调性作为主要因素考虑。6 .为简化供电系统，避免中间变化，当电动机功率较大时，应优先选用

10、高压电动机。17 / 16(34 - 73 - 11 Nq28 D传动方式，弹性联与靖直接传动机号（表示十轮苴径为4露口口）前“1”表示单恻胜凤，后“广第一次慢计比转数最高效率点的全压钠为（M银炉送风机（也可用于讲#通风1K 4-73-01 Na 3 2机号（表示叶轮直径为平32001州”双侧进凤，第一次设计比转数风压系数乘10版整矿用B D K 618(65)-e-Ni29机号 俵志十轮直径为。2800)酉痂电机麒为级aH=- =0,61 双叶惟直在矿用三选型设计注意事项L应优先选用轴流式风机,这是因为轴流式风机具有以下 优点：调节方便丁改变叶片的安装角度即可改变风机的风量和 风压；体积小，

11、结构紧凑；可反转反风,不必设置反风道，可减少基建费用，Z应根据已有的特性曲就进行选择，3,课程设计说明书中必须附特性曲线，第三节选型祺浦的具体内容一，期涮1通风泵统二中央边界式进凰井位于井田中央，出风井位于井田 上部逋界算2通风方式；抽出式.3矿井所需风量Q :（见原始餐料附页X4矿井通风阻力h：初期投产时）最小负压二皿（:见原始资料附页）.耒期C3产时）最大负压二Lx （见原始资料的页，沼气等蒸；低诏气矿井.色供电电压：OTOV.（或 1140g、F560V. 380V1了服多年版50年.区进出风井口标高基本相同，自然风压黑喀不过口9 .风并不作提升之用.二.计算风源必须产生的风量和负压原始

12、资料仅提供矿井通风的风量和负压，并不包括逋风误备中风 源以外的风道及装置漏风和阻力损失。因此，应求出凤源必须产生的 风量和贪压L凤谓必须产生的血量风遁必须产生的风量按下式计算；式中：Q-此井所需风量C即原始资料提供的风量)t m，值J K-设备漏风系数.侬度蛆范第2-113条的想定:当风并不作提升用途时, K= 1.1-14；藐作箕斗井时,K= 如i险笼时K= 1251332.凤海必须产生的负压风机制造厂提供轴流风机的同时一般都随机提供扩散弱；而离 心风桃皿不带扩散器。各制造厂提供的情胜曲靖也不统一，对于轴流 风机装置，通常提供的是静压特性;对于离心式风机，通学提供的是 风机的全压特性.因此.

13、在进行选型谩计时，应根据已知风速的不同 特性，选用不同的讨算方法-当已知风海静压特性的情况下,应计算 风港必须产生的静压.其计算公式如下：在通风容易忖期：H yjhm产工上取(Pa)在通风困难时期：H”予广匕掘+工 (Pa)当已知风源的全压将性时，应计算风源用须产生的全压，其计算公式如下：在通J嚏易时期：中广通+(产)Q (Pa)在困难容易时期；H”月敏+HQ 伊刈式中 h.和一通风容易时期和通风困难时期矿井负压CPa）； 必和燃一通风设备中，除风源以外的风道和辅助装置中风 压损失.其值随风道和辅助馥置的类型、流型、 尺寸及工况的不同而改变.作为估计，可取W0- 200PS当工况流量接近风机工

14、业利用区最大风 量时取小值反之取较大值.若设备中有消音器, 另加 50-80a；（5 Q 犷散器出口动压箱失口 CPa 2J*Fk犷酸器出口截面积（m3P 一气流密度（kg/h?L二.选择同机选择风机有两种方法已 其一,利用风源类型特性选择；其二,利 用风嫄个别特性选择.目前，各风机厂家均提供有风源的个别特性曲 线，故在风机选型时，广泛应用第二种方法.下面仅对第二种方法予 以介用.因新型矿井均选用轴流式风机.故仅介绍轴流式风机的选型 方法.利用凤源个别特性进行选型时，仅需根据前面计算的设M工况 K1 （Qy, H 。和（Qt，H”亘接在特性曲线中直拉即可。查找时,必须遒循以下两条康贝h两个在计

15、工况点K（通风容易时期的工况点和K“ 通风 困难时期的工况点均应落在工业利用区内，即败率-70%,通风困 难时期的最大静压廿问应小于风源装置最大静压与小2的部:通风困难时期使用的口十片安装角应比叶片的最大安装角大3b 7”小风机的个体特性曲蝮很多,睫根据上述二条原则酎心查找找出 效率曷高.最合适的风机口为进行方案比颖、选取信佳方窠应选择？3种风机.吸 求实除1况点及工况裁9实际工况点为等效网络静压特性曲线与风机装置静压特性曲嬲的 交点.风机装置静压脖性曲线是风机厂家提供的特性曲线，是巳知曲 线.等效网路静压特性曲线是根据矿井的通风参数需要求作的曲线， 求作方法如下1 一计算等效网路辞压阻力系数

16、RR巴士力式中：民“旷井负压，在两曲疆的交点处，等于风源必须产生的静压C Pa KQ二网蹄风量，在两曲线的爻卓处等于风源必须产生的风量C m% 1将通风容易时期和通风困难时期的静压和风量分别代入，即可停 出不同盹期的等效网路阻力系数R和R川.2 .求等效网路群压特性方程等地网路群压特性方程如下；通风容易时期:丫R Q (Fa)；通风困难时期二1? =R* Q R)a工作等效网路静压好性曲线以适当的Q值分别代入上二式，求出等效网路都压特性曲线上各 坐标的参数.然后求点猫迹，即可求出通风容易时期和逋风困难时期 的等效网路群压特性曲线.该两条曲能与风机群压特性曲的交点即 为实除工况点，该点所对应的参

17、数即为实际工况点参数口通风机选型 正确工况点应位于工业利用区内口五,脸调节方法对轴流式通风机，均采用改变叶片安装角度的方法对工况进行调 节。初期安装角运行一定时期后J随着井下巷道的延伸通风阻力合 逐渐增大风量合逐瓶减小当风量减小到不能满足通风要求时就 必须将风机叶片的角度向大一挡的方向调整.如BDK系列，初期安装 角若为强口度.如应调至J家3对2K60系列.初期安装角若为 25，则应调至和口.六、曲电动机至逋风容易时期和通风困难时期，电动机必须输出的功率分别为:通风容易时期:旷 二0 *一(kW)lOOQ f) ”通风困难时期:旷 = (kW)IMO f) F式中:/力和/尔通风容易时期和通风

18、困难时期的风则率；,电机与风机之间的传动效率，EKD系列为直接传动，,C=1S其余系列均为联轴器传动供=。宾口在根据各时期必须输出的功率，决定空机容量应考虑到由于 市广井网路特性不盛精确，所需功率有可能不足的情况,增加1。口的 备用量。除上此外，还应考虑由于电机负戟小，对功率因数(COSQ ) 的不良影响g若采用同步电动机，则应按同步赶机服务年限内最大功率选择， 以改善功率因数a假若通风困难时期发生在电机服务年限内，则电机 功率为MigLlL2)同“ o并用感应包初机时.若通风困难时期发生在电机题务年限内，而 Nf对!之匕状于。节时，也可以选用一台功率为N(l 1 I Z)N电 机口若rr 对

19、丁之比,卜于。6 为了减少由于负载小而产生的对功率 因融不利 的影响，可以考虑选用两台,后期采用 N卡口】L 2)m,，前 期采用Ny口L RJ 1赤所的电力U据煤矿安全手册第一篇“矿井通风安全”的推荐；N25叱W时 宜选用高压鼠的；（J5系列）电动机； N4UikW时，可选用同步电动机；当可以用高压电动机时，应优先选用高压电动机；当风机有调速要求时，宜选用统统式仃凡系列）异步电动机小七平僻解由于逋风网路阻力系数随着开采工作的推移而变化，工况点和电耗也随之而变因此，难以非常精确地i慎官埔食对于逋风网路圜力系数变化不大，而且中期无需进行调节的逋风机，可按下式计算电耗：后叫吧.T T &V - h

20、） 勾*?.式中；中日电机效率3用,一电网效率;一每天工傕h砧胧T一每年工作昼夜数。一对于通风网路阻力系数变化爱大，中期需要进行调节的通风机，一 可分别i模电柜而后求平均值.为了便于叙述，用下图进行说眼 图中曲然I和曲线2,分别为通风容易时期和困难盹期等效网路特性曲 线，需要风机产生和风量为Q0。加%）,通用容易时蛆采用开。安装人方案的腌与确定进行方案匕顺时，可从安全可靠和经济性两方面进行上晓b安全可靠的主要指标是角度余量和风压余量，日唯通风困难时期使用的叶片安装角度是否满足匕混大安装角小3。T和使用的风压是否小于 是丈风压的如%。经济性的主要标是平均效率,鬲氐效率和平均年 电耗，显而易见：在

21、保证安全可靠的前提下，效率越高，年睫小， 方案就越合理.经&上述的分例第后艮何确定最佳的方慈以下设计网址铁麒煤矿通风机选型设计一.二果区所需风量R工作面个数及所需风量采煤工作面个数二个,风量为7米干秒、8米晒口掘进工作面个数四个，其中：二个掘进风量为4米二个第 进风量5米干秒.陋室个数四个(二段线车胴室.变电所.充电碉室一二水平水泵 桐室1风量为1.5米3入二采区所需风鱼Q =BC (Q +Q +Q )=】15需17+8+4HZ+5耳2 +1,5 耳4) =44制米勺砂。其中：Q .二采区所需风员K矿井通风系数，取=1.133 .二采主扇后期通风阳力、等积孔馨计算通风阻力为320249Pa,等

22、积孔0.94米，详见通风阳力 计算表啕4 .通风机选型CD通风机风量Q =K*Q =1上及4485=47 1米3/秒靖其中 Q史通风机风量KM井外部漏风系数，取K=1.05(2)选择主扇根据风量和通风阻力在主扇性能曲线表选择通风机型号为；FBCDZ-kN口 16 n=98Crftnin生产厂家：山西鑫丰康风机有限公司行选择电机N =Q xH7102n =47.1x3208.49/102x8=185KWN =1.10135=1914KW选择电机Zzl 10K1W 4二、一、三、四采区所需风量C-)一采区所需风量1、工作面个数及所需风量采煤工作面个数二个,风量为7米干秒r 8米3便知掘进工作面个数

23、四个，其中t二个掘进风量为4米3侬一二个掘 进风量5米午秒.胴室4数二个变电所、充电布室工风量为1 6米,侬.2、一采区所需风量Q .=K .(Q +Q +Q . )=1. 15k S+B+4x2+5x241%2) =41 4 米加h其中:Q .采区所需风量K矿井通风系数，取K=L15（二）三枭区所需风量h工作面个数及所需风量采煤工作面个数二个，风量为5米3/秒、6米3做0掘进工作面个数二个，其中；一个掘进风量为4米3附、一个掘 进风量5米%秒,胴室个数二个C变电所、水泵雨室）,风量为L5米*用。2、三采区所需风量Q =K （Q 一与 收.）=1.15x C5+644+5+1,5 x 2） =26.45 米其中；Q - 三采区所需风量K町井通风系数，取K=1.15（四）三采风井总风量q=q .-HQ 一Q八=414+26.45+2013=8