河南理工大学矿山电工课程设计(共24页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上第一章 课程设计题目及原始资料一、 课程设计题目80机组采区供电设计二、 采区的原始资料该矿为低沼气低涌水量矿井,年产量30万吨,煤层南北走向,倾角12度(北高南低),立井开拓,井身120米;煤质中2,厚度1.8米,底板中等稳定。该矿的1411采取为中间上山开采,采区分三个区段,区段长度345米,工作面长100米;东翼走向长度400米,采用国产80机组采煤,煤巷掘进采用放炮落煤、皮带运输机运输;西翼最大走向长度280米,为炮采工作面。井下中央变电所配出电压为6KV,配出开关的短流容量为50MKA;其到上山航道下部的距离为1600米,采区主要用电设备采用660伏电压,煤
2、电钻和照明采用127伏电压。采煤方法为长壁后退式普通机采和炮采,两班出煤,一班检修,日产量约1000吨,采取服务年限为2面。采取巷道及设备布置见图1-1。图1-1 1411采区巷道布置及设备布置图专心-专注-专业采区用电设备负荷统计见表1-2序号设备名称型号规格数量电 动 机备注台数容量(单台) (KV)电压(V)电流(A)功率因数cos负荷率 Kf效率启动 电流 (A)1采煤机MLQ1-801180660910.830.80.94262机采工作面运输机SGW-441122660260.880.60.9181机头机尾各一台电机3下顺槽运输机SGW-40A4440660450.850.60.93
3、154炮采工作面运输机SGW-221122660260.840.60.91815顺槽皮带机SPJ-8001130660330.880.60.92156上山皮带机SDJ-1501175660820.870.70.9533电机均在机头7上山绞车JTB-12001155660600.890.50.93888煤电钻MZ2-1.210101212760.830.70.9329掘进局扇JBT52-22211660130.890.90.97510调度绞车JD-11.42211.4660140.870.50.98211回柱绞车JH2-174417660210.840.50.910112掘进皮带机SPJ-800
4、2230660330.880.60.9234第二章 变电所及配电点位置的确定一、采区变电所位置选择原则:1)采区变电所要位于负荷中心,并保证向采区最远距离、最大容量的设备供电;2)顶底板稳定且无淋水;3)通风良好、运输方便的地方;4)用尽可能少的变电所向全采区供电的原则;二、变电所位置的确定:本采区变电所的位置大体如下两个方案:方案:一个采区变电所向全采区供电;方案;一个采区变电所先后设在两个位置,分别在采区开采前期和开采后期想全采区供电;对于第一个方案,在一处设一个变电所向全采区供电,以设在处较为理想(接近负荷中心)。由于额定电压660V、采区设备总容量为763.8KW,采煤机的功率为80K
5、W,查不同容量采煤机的最大供电距离表得知,当用截面积为35mm2的低压电缆时,其干线最大供电距离为890m,当用截面积为50mm2的低压电缆时,其干线最大供电距离为970m。实际上,由于点至第一段平巷的距离为72.5m、第一个工作面长100m,采区一翼走向长度为400m,回采工作面配电点随工作面每推进5070m移动一次的下限距离为50m,在计及电缆在变电所内的出线长度为20m以及橡套电缆应比实际长10%的系数,则低压干线电缆的实际供电距离L=(20+72.5+400-50)1.1=486m890m,故能满足采煤机的起动电压的要求,故第一个方案可以采用。对于第二个方案,一个采区变电所先后设在两个
6、位置,分别在采区开采前期和开采后期想全采区供电,减少了供电距离,降低了电压损耗。但需要多开一个硐室加大投资。经过对比选择第一个方案及一个采区变电所向全采区供电,在距第一个工作面72.5m出开掘一个硐室设置采区变电所。二、配电电位置的设定根据采区巷道及机械配备示意图,此采区供电系统设置六个配电点即可满足要求,配电点的具体布置为:1、 机采工作面运输顺槽距工作面70m处;2、 机采轨道顺槽距工作面70m处;3、 炮采工作面距工作面50m处;4、 炮采工作面距工作面50m处;5、 东翼掘进巷距端头80m处;6、 西翼掘进巷距端头80m处;第三章 负荷统计及变压器选择一、负荷分组根据煤矿安全规程规定,
7、“在低沼气矿井中,掘进工作面与回采工作面的电器设备应该分开供电。”该采区由一个普通机采工作面、一个炮采工作面、两个掘进头、轨道上山和运输上山组成。根据规定将采区分为机械采煤组、炮采采煤组、掘进组三组。二、负荷统计1、机械采煤组主要电器设备:MLQ1-80型采煤机,容量80KW;SGW-44A型机采运输机,容量22KW;SGW-40型下顺槽刮板运输机,容量40KW;JD-11.4型调度绞车,容量11.4KW;JH2-17型回柱绞车;容量17KW;MZ2-1.2型煤电钻,容量1.2KW;总负荷:N =80+222+440+11.4+217+21.2 =331.8KW需用系数Kde=0.286+0.
8、715Pmax/N =0.286+0.714=0.46加权平均功率因数cos wm=0.65该组用电设备的计算负荷Sca=234.81KW2、炮采采煤组主要电器设备:SGWf-22炮采面运输机,容量22KW;SPJ-800顺槽运输机,容量30KW;JTB-1200型上山绞车,容量55KW;JD-11.4型调度绞车,容量11.4KW;JH2-17型回柱绞车;容量17KW;MZ2-1.2型煤电钻,容量1.2KW;照明负荷4KW;总负荷:N =22+30+55+11.4+217+21.2+4 =161.2KW需用系数Kde=0.40.5,取Kde=0.4加权平均功率因数cos wm=0.6该组用电设
9、备的计算负荷Sca=134.33KW3、掘进组主要电器设备:JBT52-2型掘进局扇,容量11KW;SDJ-150型上山皮带,容量75KW;MZ2-1.2型煤电钻,容量1.2KW;SPJ-800掘进皮带机,容量30KW;总负荷:N =211+275+41.2+230 =236.8KW需用系数Kde=0.4加权平均功率因数cos wm= 0.6该组用电设备的计算负荷Sca=157.87KW三、变压器选型根据三组负荷统计,对变压器进行选型。1、机械采煤组电设备的计算负荷Sca=234.81KW;故选择KSGB-315/6/0.69型防爆干式变压器; 2、炮采采煤组电设备的计算负荷Sca=134.3
10、3KW;故选择KSGB-200/6/0.69型防爆干式变压器;3、掘进组电设备的计算负荷Sca=157.87KW;故选择KSGB-200/6/0.69型防爆干式变压器;三台变压器的技术数据见表3-1控制负荷名称 型号额定电流A额定电压 kv额定断流容量MVAKSGB-315BPG2-6/50506100KSGB-200BPG2-6/50506100KSGB-200BPG2-6/50506100变电所总线开关BPG2-6/1001006100第四章采区供电系统的拟订及高压配电装置的选择一、采区供电系统二、高压配电装置选择1、配电装置电气参数选择应该符合以下条件(1)设备的额定电压不应该小于其装设
11、出的额定电压。(2)配电装置的额定电流IN不应小于其所控制的设备或线路的长时间最大工作的电流Ica,既INIca。Ica=1、KSGB-315/6/0.69型防爆干式变压器配电箱选择(1)配电装置的额定电压:选定为6KV(2)配电装置额定电流应大于变电站的最大长时工作电流。变压器最大工作电流既额定电流I=式中SNT变压器额定容量,KVA VN变压器高压侧额定电压,KV变电站的额定电流 I1=30.3A根据矿山电工课程设计手册附表7选择BPG2-6/50型真空高压防爆配电箱;2、KSGB-200/6/0.69型防爆干式变压器配电箱选择(1)配电装置的额定电压:选定为6KV(2)配电装置额定电流应
12、大于变电站的最大长时工作电流。变压器最大工作电流既额定电流I=式中SNT变压器额定容量,KVA VN变压器高压侧额定电压,KV变电站的额定电流 I2=19.25A根据矿山电工课程设计手册附表7选择BPG2-6/50型真空高压防爆配电箱;(3)采区变电所总高压配电箱选I总= I1+ 2I2=30.6+219.25=69.1A根据矿山电工课程设计手册附表7选择BPG2-6/100型真空高压防爆配电箱;(4)短路验算所选高压配电箱短流容量均为50MVA,而我国井下主要变电母线上的短路容量均限制在50MVA以下,故满足要求。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 kv额定断流
13、容量MVAKSGB-315BPG2-6/50506100KSGB-200BPG2-6/50506100KSGB-200BPG2-6/50506100变电所总线开关BPG2-6/10010061002、高压电缆的选择选择原则:按经济电流密度选择电缆截面;按长期允许载流选择电缆截面;按上述原则对该采区的高压电缆进行选型(1) 电缆型号:ZQ20铜芯油浸纸绝缘铅包钢带铠装电缆(2) 电缆的截面:因为I总=69.1,按允许负荷可选择长时允许电流A69.1A的电缆,根据矿山电工表6-7铠装电缆允许符合电流表可以选择310mm2,316mm2的电缆。因为310mm2的长时允许电流仅70A故选择316mm2
14、的电缆。(3) 电缆的长度:根据表1-1,对软电缆取0.1的富余系数,可以下式: 电缆长度L=(1600+172.5+50)1.1 =1914m(4) 对电缆进行校验参照煤矿电工手册表10-3-4无中间接头的电缆可承受三相短路稳态电流及相应6KV短路容量表:316mm2的电缆可以满足热稳定电压损失,用查表法查煤矿电工手册表10-3-6,按COS=0.7,16mm2每公里负荷电压损失为3.91%则该长度的电缆电压损失V=3.91%1914(0.254+0.134+0.158)=4.09%我国规定,电缆线路电压损失的标准为:10KV以下的线路为7%故该截面满足要求。第五章 采区低压电缆及设备的选择
15、一、低压电缆型号的选择1、选择原则低压电缆的型号及电压登记,要在符合煤矿安全规程的前提下,根据实际用点设备的要求,电缆的用途和敷设场所等情况加以确定。1) 在井下,采煤机组、截煤机组、回柱绞车、调度绞车、电钻、工作面运输机、装岩机、装煤机和局扇等,都是经常移动的工作机械。对于此类机械,其供电电缆一律采用轻便、易弯曲的非延燃橡胶套电缆。具体选择为:(1) 对采煤机、刨煤机等供电的,应该选用专用移动型电缆。当电网电压为660V时,选用UCP-100(UC-1000)系列的;当电网电压为1140V时,必须选用带分相屏蔽的橡胶绝缘专用电缆,可选用UCPQ或UPQ系列。(2) 对综合机械化工作面,必须选
16、用屏蔽电缆。(3) 向煤电钻供电应选用UZ-500系列电钻专用电缆。(4) 对无特殊要求的一般矿井,可选用U或UP系列电缆,向工作面辅助设备或不常移动的电器设备供电。(5) 但上述个种电缆用语采区和工作面时,一律应选用铜芯的,严禁使用铝芯电缆。2) 对于660V或380V固定或半固定设备,如上(下)山绞车,上(下山和平巷的运输机,可选用铠装铅包纸绝缘铜芯电缆,铠装聚氯乙烯绝缘铜芯电缆,或矿用橡胶套电缆。3)对无沼气的进风斜井和平硐,对有新鲜风流的井底车场,以及对低沼气矿的砌碹的回风斜井,可以选用铝芯电缆。对井下主变(配)电所的高、低压电缆,亦可以选铝芯的。在同时采用铝、铜芯电缆时,需在他们的衔
17、接处,使用铜-铝过度接头,并应经常加以检查。4)在采区,一般选用无黄麻外皮的ZQ20型铜芯油浸纸绝缘铅包铠装电缆,但有水泥支柱或砌碹的通风良好的巷道除外。2、对电缆型号进行选择根据上述原则,结合1-1供电系统图,实际所选低压电缆型号为:1、 干线电缆ZQ20型铜芯油浸纸绝缘铅包铠装电缆:上山绞车、上山皮带;U型:其余均采用。2、支线电缆UCP型:采煤机、工作面运输机;U型UP型:上山绞车、上山皮带、调度绞车等工作面辅助设备;UZ型:向煤电钻供电;二、低压电缆的长度及芯数的确定1、电缆长度电缆的实际长度应该按下式进行计算Lca=KinLwa式中 Lca电缆的实际长度,m; Lwa电缆敷设路径长度
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