煤矿采区供电设计

毕业设计（论文）题目：三水平南翼一盘区采区供电设计学生：李晋伟专业：矿山机电指导教师：张贺军时间：2012年4月10日武汉理工大学毕业论文（设计）第2页共34页晋城煤业集团凤凰山矿三水平南翼一盘区采区供电设计一、原始资料：1、井田设计能力300万吨/年。2、井田内布置方式：采区式，运输大巷底板岩巷。3、矿井瓦斯等级：低等级。4、采区煤层倾角：18°─32°/26°5、设计煤层:K2=1.2－1.8m/2.15m。二、设计要求：１、设计要符合煤矿安全规程、煤矿工业设计规程、煤矿井下供电设计技术规定。２、设计遵循煤炭工业建设的方针政策，在保证供电安全可靠的基础上进行技术经济比较，选用最佳方案。３、设备选型时，应采用定型的成套设备，尽量采用新技术、新产品，积极采取措施减少电能损耗，节约能源。４、设计质量要确保技术的先进性、经济合理性、安全适应性。武汉理工大学毕业论文（设计）第3页共34页目录第一节采区变电所位置的确定-------------------------------------------5一采区供电对对电能的要求-----------------------------5二费用和环境要求--------------------------------------------------------6第二节拟定采区供电系统的原则-----------------------------------------7一采区高压供电系统的拟定原则-------------------------7二采区低压供电系统的拟定原则--------------------------------------7第三节采区主要设备-------------------------------------7第四节采区负荷的计算及变压器容量、台数确定-------------------8一变压器选择注意事项--------------------------------8二台数的确定----------------------------------------9三采区负荷的计算及变压器容量、台数确定----------------------9第五节采区低压供电网络的计算----------------------------------------10一电缆型号确定----------------------------------------------------------10二电缆长度确定----------------------------------------------------------10三选择支线电缆----------------------------------------------------------11四干线电缆的选择-------------------------------------------------------22第六节采区电气设备的选择----------------------------------------------22一采区高压开关柜的选择------------------------------22二矿用低压隔爆开关选择------------------------------23三磁力起动器的选择----------------------------------25武汉理工大学毕业论文（设计）第4页共34页第七节采区接地保护措施--------------------------------25第八节采区漏电保护措施-------------------------------------------------27第九节采区变电所的防火措施-------------------------------------------28第十节附表--------------------------------------------29第十一节附图----------------------------------------------------------------29结论……………………………………………………………………32致谢……………………………………………………………………33参考文献………………………………………………………………34武汉理工大学毕业论文（设计）第5页共34页第一节、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＝额定电压额定电压—实际电压×100%《电能质量供电电压允许偏差》（GB12325—90）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/T15543—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武汉理工大学毕业论文（设计）第6页共34页容量在300万KW以上者为0.2HZ；电网容量在300万KW以下者为0.5HZ。4、波形正常情况下，要求电力系统的供电电压（或电流）的波形为正弦波，在电能的输送和分配过程中不应该使波形产生畸变，还应注意负荷中谐波源（装整流装置等）的影响，必要时采取一定措施消除谐波的影响。5、供电可靠性供电可靠性是衡量电能质量的一个重要指标，必须保证供电的可靠性。二、费用和环境要求采区变电所要便于对硐室的扩大和设备的增加，同时便于体积较大的变压器等设备直接通过运输上山运到采区变电所硐室减少运输设备的费用。在满足费用要求的同时还要满足顶板坚固，无淋水且通风良好，保证变电所硐室内的温度不超过附近巷道5℃。根据采区巷道布置，要使采区变电所能顺利的通过运输平巷向整个采区的负荷中心（采煤工作面）进行供电。在回风上山和运输上山联络巷处，低压供电距离合理，并且不必移动采区变电所就能对采区的采煤、掘进及回采等进行供电。所以把采区变电所布置在回风上山和运输上山联络巷处。第二节拟定采区供电系统的原则一、采区高压供电系统的拟定原则武汉理工大学毕业论文（设计）第7页共34页1、供综采工作面的采区变（配）电所一般由两回路电源线进行供电，除综采外，每个采区应为一回路；2、双电源进线的采区变电所，应设置电源进线开关；3、采区变电所的高压馈出线宜用专用的开关柜。二、采区低压供电系统的拟定原则1、在保证供电安全可靠的前提下，力求所用的设备最省；2、原则上一台启动器只能控制一台设备；3、当采区变电所动力变压器超过一台时，应合理分配变压器负荷；4、变压器最好不要并联运行；5、从变电所向各配电点或配电点到用电设备采用辐射式供电，上山及顺槽运输机采用干线式供电；6、工作点配电点最大容量电动机的启动器应靠近配电点进线；7、供电系统应尽量避免回头供电；8、瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中，掘进工作面的局部通风机组都应实行三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电；9、局部通风机和掘进工作面中的电气设备必须装有风电闭锁装置。在瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中的所有掘进工作面应装设两闭锁（风电闭锁、瓦斯电闭锁）实施。第三节采区主要设备武汉理工大学毕业论文（设计）第8页共34页根据采区巷道的布置和采区的实际情况将采区的主要设备选型如下：采区主要设备选型表序号设备名称设备型号台数电动机安装地点功率kw电压v1刮板输送机SGZ-730/2641台2×1321140工作面2滚筒式采煤机MG300-W1台2×3001140工作面3转载机ZYC-281台132660顺槽4胶带输送机SDZ-1501台150660顺槽5破碎机PEM980×851台85660顺槽6乳化液泵站MRB-125/321套901140顺槽7喷雾泵站XPB-250/551套301140顺槽8液压安全绞车XAJ-221台22660顺槽9胶带输送机SD-80X1台160660上山第四节采区负荷的计算及变压器容量、台数确定一、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，铜武汉理工大学毕业论文（设计）第9页共34页损耗将增大，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硐室开拓量，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MG300—W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、采区电压等级为1140V变压器容量及台数的确定SB1＝ΣPeKxKc/cosφpj＝984×0.58×1/0.7＝815KVA式中：ΣPe——变电所供电设备额定功率之和ΣPe＝600+264+90+30＝984KWKx——需用系数，Kx＝0.4＋0.6×300÷984＝0.58cosφpj——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干式变压器一台武汉理工大学毕业论文（设计）第10页共34页和KBSG-500/10/1.2干式变压器一台。2、采区变电所变压器容量及台数的确定SB1＝ΣPeKxKc/cosφpj＝549×0.49×1/0.7＝384KVA式中：ΣPe——变电所供电设备额定功率之和ΣPe＝132+150+85+22+160＝549KWKx——需用系数，Kx＝0.4＋0.6×80÷549＝0.49cosφpj——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、MYJV22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＝α·LX式中:α—系数，橡套电缆取α＝1.1，铠装电缆取α＝1.05LX—巷道实际长度m电缆长度计算结果表武汉理工大学毕业论文（设计）第11页共34页序号地点巷道长度（m）选取电缆长度（m）电压备注1Z1180200低压橡套2Z2185200低压橡套3Z3510低压橡套4Z45560低压橡套5Z53540低压橡套6Z66570低压橡套7Z790100低压橡套8Z810501105低压橡套9Z9180200低压橡套10G1120130低压橡套11G28590低压橡套12G3150160低压橡套三、选择支线电缆1、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用电设备名称最小截面（mm2）采煤机组35—50可弯曲刮板输送机16—35一般输送机1