负荷计算

陕西能源职业技术学院2/10/20202/10/20201陕西能源职业技术学院毕业论文班级：电气081学号：080433141指导老师：朱莹姓名：耿庆辉陕西能源职业技术学院2/10/20202/10/20202摘要采区变电所是采区供电的中心,它主要任务是将井下中央变电所送来的高压电能变成低压电能,配送到采掘工作面及附近用电设备采区变电所的基本组成:高压配电箱,矿用变压器高低压隔爆馈电开关和移动变电站.本次设计的是采区变电所及采掘工作面位置的确定,负荷的统计,变压器型号,容量和台数的选择.断路电流的计算,高低压电缆的选择,高低压开关和继电保护装置的选择.最后来设计整个采区的供电系统关键词供电系统移动变电站电缆电缆采区供电系统设计的概述采区供电系统设计的目的,要求及任务采区供电是整个井下供电系统的重要组成部分.同时是井下采煤机械化,电气化的物质基础,它对整个采区的正常生产和安全影响极大.因此,正确的进行采区供电系统的设计是十分必要的.采区供电设计的目的采区供电设计的目的是应用煤矿系统具体的理论知识来解决井下供电的技术问题.使我们学会查阅资料和各种参考文献的方法.培养计算数据,绘制图表,编算资料的能力.并掌握井下供电设计的技术,经济政策及安全规程的规定,完成井下写计供电设计的内容.对井下采区供电设计的基本要求设计要符合煤矿安全规程煤矿工业设计规范和煤矿井下供电.设计技术规定设计遵循煤矿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,选择最佳方案.设备选型时,应采用成套设备,尽量采用新技术新产品,国产设备,应积极采取措施,减少电能损耗,节约能源.设计质量确保技术的先进性,经济的合理性,安全的适应性.一、供电的重要性及基本要求（一）井下特殊的环境（二）煤矿企业对供电的基本要求1、供电可靠：1）要求供电不间断。2）对重要负荷供电应绝对可靠：如主排水泵、副井提升机等。3）采用双回独立线路供电。2、供电安全：（1）供电安全就是包括人身和设备安全。（2）我们依《煤矿安全规程》和有关技术规程规定，进行工作，确保供电安全。3、供电质量（1）要求用电设备在额定参数下运行，因为此时性能最好。（2）反映供电质量指标主要有两个：频率和电压。频率50Hz，要求偏差小于±0.5Hz，即额定频率的1%，一般由发电厂决定。电压，各种电气设备要求电压偏差也不一样，一般工作情况下电动机允许电压偏差±5%，过高或过低都有烧坏电动机的可能。４．供电经济：在保证供电安全、可靠，质量的前提下（１）尽量降低基本建设投资。陕西能源职业技术学院2/10/20202/10/20203（２）尽可能降低设备、材料、有色金属的消耗。（３）尽量降低电能消耗和维修费用等。设计资料的收集一、采区供电设计所需原始资料在进行采区供电设计时，必须首先收集以下原始资料，作为设计的依据。1矿井的瓦斯等级，采区煤层走向、倾角，煤层厚度、煤质硬度、顶底板情况、支护方式。2采区巷道布置，采区区段数目、区段长度、走向长度、采煤工作面长度，采煤工作面数目，巷道断面尺寸。3采煤方法，煤、矸、材料的运输方式，通风方式。4采区机械设备的布置；各用电设备的详细技术特征。5电源情况。了解采区附近现有变电所及中央变电所的分布情况，供电能力及高压母线上的短路容量等情况。6采区年产量、月产量、年工作时数，电气设备的价格、当地电价、硐室开拓费用、职工人数及平均工资等资料。进行采区供电设计时所需原始资料一般由指导教师提供二、采区供电设计所需参考资料煤矿安全规程、煤炭工业设计规范、《煤矿电工手册第二分册下、煤矿井下供电设计技术规定、矿井低压电网短路保护装置整定细则》、《矿井保护接地装置安装、检查、测定工作细则、《煤矿井下检漏继电器安装、运行、维护与检修细则、中国煤炭工业产品大全、各类有关的电气设备产品样本、各类供电教材。采区变电所及配电点位置的确定一、采区变电所位置的确定(1)尽量位于负荷中心，以减少低压线路长度和电压损失，保证采区设备的供电质量。(2)每个采区最好只设一个变电所，对整个采区和掘进工作面供电，并且尽量不迁移或少迁移变电所，减少变电所硐室的开拓费用。如一个变电所不能满足要求时，可在下一区段增设变电所，初期向掘进供电，后期向回采供电。(3)变电所内要求通风良好，温度不得超过附近巷道温度5℃。(4)设备运输要方便，便于电缆进出，地质条件好，顶底板稳定，无淋水。分析上述四项要求可见，后两个要求容易满足，但前两个要求相互矛盾因此，在确定采区变电所的位置时，应全面分析，综合考虑。一般先根据后两个要求确定变电所的位置范围，然后再根据前两个要求确定变电所的位置。在确定变电所的位置时，一般要列出几种可行方案，进行技术经济比较后择优选用。方案比较应列表表示。按后两个要求确定采区变电所的位置时，可根据下列原则确定：(1)采区变电所的位置一般设在上(下)山的运输斜巷和轨道斜巷的横贯内，或在甩车场附近的巷道内。当采用矿用一般型变压器时，不得设在回风巷或工作面进风顺槽内。陕西能源职业技术学院2/10/20202/10/20204(2)在多煤层的采区中，各分层是否分别设置或集中设置变电所，应经过技术经济比较后决定。(3)当附近变电所不能满足大巷掘进供电要求时，可利用大巷横贯巷道设置掘进变电所。如大巷为单巷而无横贯巷道利用时，可采用移动变电站。二、移动变电站位置的确定1，采用移动变电站供电的条件随着采掘机械化的发展，工作面的电气设备多、容量大，工作面走向长，如仍采用固定的采区变电所供电，既不经济，又满足不了电压质量的要求。因此，属下列情况的采区供电宜采用移动变电站：(1)综采工作面的供电。(2)普采工作面由采区固定变电所供电困难或不经济时。(3)大巷单巷掘进附近无变电所可利用时。2．移动变电站位置的确定移动变电站的位置一般按下列原则确定：(1)向回采工作面供电的移动变电站位置，一般设在距工作面100m～150m的巷道中。(2)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。(3)低瓦斯矿井的回采工作面移动变电站，可设置在该回采工作面的回风巷内。三、工作面配电点位置的确定(1)回采工作面配电点一般设在距工作面50m-70m处的巷道中。(2)掘进工作面配电点距掘进头80m-100m，一般配电点至掘进设备的电缆长度以不超过100m为宜。(3)在电缆分叉点应设有配电点，此配电点在巷道交汇处附近。(4)压入式局部扇风机和启动装置必须安装在进风巷道中，距回风口不得小于10m。采区供电系统的拟定一、井下电压等级的确定井下各级配电电压和各种电气设备的额定屯压等级应符合下列要求：(1)高压不应超过10kV，一般为6kV。(2)低压不应超过1140V。炮采工作面一般采用660V，高档普采和综采根据具体情况和采用的机械设备可采用660V或1140V。井低车场一般采用660V。手持电气设备、固定照明采用127V，亦可采用220V。二、采区供电系统的拟定1.高压供电系统的拟定1)电源回路数的确定供综合机械化采煤的采区变电所及有下山排水设备的采区变电所,应采用双电源进线。一般的采区变电所,应采用单电源进线。2)高压开关的配置(1)单电源进线的采区变电所，当变压器不超过两台且无高压出线时，可不陕西能源职业技术学院2/10/20202/10/20205设电源进线开关；当变压器超过两台或有高压出线时，应设置进线开关。(2)双电源进线的采区变电所，应设置电源进线开关。当其经常为一回路供电，一回路备用时，母线可不分段；当两回路电源同时供电时，母线应分段并设联络开关，正常分列运行。(3)采区变电所的高压馈出线，宜用专用的开关柜。2.低压供电系统的拟定在拟定供电系统时，应将采区内的用电设备按电压等级、生产环节和安装地点分组，各组尽量分开供电。在用电设备分组时，还应考虑到各组用电负荷的大小、巷道布置情况和电缆敷设的路线。各组用电负荷不能过大，以保证受电端的电压质量。巷道有分叉点时，应装有开关或电缆接线盒。确定电缆的敷设路线时，应注意回采工作面(机采除外)、轨道上下山等处不应敷设电缆，溜放煤、矸、材料的溜道中严禁敷设电缆。在具体拟定供电系统时还应考虑以下原则：(1)在保证供电安全可靠的前提下，力求所用的开关、启动器和电缆等设备最少。(2)原则上一台启动器只控制一台设备。(3)当采区变电所的动力变压器多于一台时，应合理分配变压器的负荷，原则上一台变压器负担一个工作面的用电设备。(4)变压器最好不并联运行。(5)由工作面配电点到各用电设备宜采用辐射式供电，上山及顺槽的输送机宜采用干线式供电。(6)供电线路应走最短的路线，并尽量避免回头供电。(7)如配电点距电源供电点较近或启动器数量少于三台时，一般不设配电点进线自动馈电开关。(8)大容量设备的启动器应靠近配电点的进线端，以减小启动器间电缆的截面。(9)低瓦斯矿井掘进工作面的局部通风机，可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路供电，或采用掘进与采煤工作面分开供电。(10)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都应实行三专(专用变压器、专用开关、专用线路)供电。(11)局部通风机与掘进工作面的电气设备，必须装有风电闭锁装置。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)设施。因此，为了实现风电闭锁，在掘进工作面的供电线路上应设一台闭锁用的磁力启动器。(12)局部通风机无论在工作面或交接班时，都不准停风。因此要在专用变压器与采区变电所内其他任意一台变压器之间加设联络开关。平时断开，在试验局部通风机线路的漏电保护时，合上联络开关，以防局部通风机停电。(13)采区变电所、上山绞车房、装车站及综采工作面应设照明灯。井下中央变电所、采区变屯所的电源进线以及变电所的供配电系统，当有多种可行方案时，应经过技术经济比较后择优选择。供电方案确定后，应画出供电系统草图，并在图上标出开关、启动器、变压器的设置情和电缆所带设备的名称、功率和电缆的长度等。负荷计算负荷计算是为电气设备、输电导线选择，继电保护装置整定提供重要的计算依据。陕西能源职业技术学院2/10/20202/10/20206一、用电设备功率的确定1、长时连续工作制用电设备：（补：①解释：热平衡、30分钟、导体通过电流达到稳定温升的时间大约为（3～4）τ，τ为发热时间常数。τ≥10min。（3～4）τ大约就是30min。）铭牌值。②举例：矿山通风机、压风机、照明灯③负荷功率：等于铭牌下的额定功率2、短时工作制用电设备：（补：①解释：运行时间短，停歇时间长。）容量小可不考虑；容量大的适当考虑。②举例：绞车、电动车③负荷性质3、断续周期工作制用电设备：*（1）断续周期工作制：周期性地时而工作，时而停歇，如此反复运行，工作周期一般不超过10分钟。（2）举例:吊车、电焊机。*（3）负荷持续率：为一个工作周期内时间与工作周期的百分比,用“∑”,即。*（4）断续周期工作制设备的额定容量（铭牌功率）PN，是对应于某一标准负荷持续率εn的。电焊机：二、需用系数法计算负荷需用系数：用电设备的实际负荷总容量与其额定总容量的百分比值。同时系数、负荷系数、线路效率、设备效率。1、单台用电设备的需用系数：2、成组用电设备的需用系数：加权平均效率3、单台用电设备的计算负荷4、成组用电设备的计算负荷煤矿各组用电设备的需用系数和加权平均功率因数煤矿各组用电设备的需用系数和加权平均功率因数用电设备名称需用系数功率因数备注陕西能源职业技术学院2/10/20202/10/20207kdcosø压风机房主电动机0.8～0.850.8～0.85同步机时一般cosø为0.9超前斜井胶带提升机0.750.7地面综合运输0.70.7绞车房辅助设备0.70.7主、副井提升辅助设备0.70.7扇风机辅助设备0.50.7空气压缩机辅助设备0.750.8空气加热房0.