采區(qū)供電系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　題 目 采區(qū)供電系統(tǒng) </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　院 系 機電一體化

2、 </p><p>　　班 級 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　姓 名

3、</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　三年的學(xué)習(xí)就要結(jié)束了，在學(xué)院的正確領(lǐng)導(dǎo)和老師的辛勤培育下，經(jīng)過三年的時間學(xué)完了礦山機電專業(yè)的各門課程，并經(jīng)過實習(xí)后，進入了畢業(yè)設(shè)計、答辯階段。 我的畢業(yè)設(shè)計題目為《井下采區(qū)供電系統(tǒng)》，本設(shè)計的指導(dǎo)思想是，在保證供電的可靠性和安全性及經(jīng)濟技術(shù)合理性的前提下，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》及本礦井的客

4、觀條件從實際出發(fā)，力求使系統(tǒng)簡單，減少設(shè)備投資。 在設(shè)計中，除了參閱本專業(yè)教材《礦山供電》外，又參考了《供電手冊》第五冊、《煤礦安全規(guī)程》、《中國工業(yè)產(chǎn)品大全》、《采區(qū)供電指導(dǎo)書》等一些書籍。 在設(shè)計中，得到了各位指導(dǎo)教師的精心指導(dǎo)，同時實習(xí)的礦井的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、同行也給予了大力支持和幫助，在此深表感謝。 在此次設(shè)計中，可能出現(xiàn)錯誤和不當(dāng)之處，誠懇地希望各位領(lǐng)導(dǎo)和老師批評指正。 </p>&

5、lt;p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計從實際出發(fā)進行系統(tǒng)分析，除滿足一般設(shè)計規(guī)程及規(guī)范要求外，還滿足《煤礦安全規(guī)程》的具體要求和標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計變壓器選用礦用隔爆型干式變壓器和礦用隔爆型移動變電站，高壓開關(guān)與低壓饋電開關(guān)都選用具有技術(shù)先進的智能化綜合保護裝置的高壓防爆真空開關(guān)和低壓礦用隔爆型真空饋電開關(guān)，各種設(shè)備的開關(guān)選用礦用隔爆型真空起動器。高壓鎧裝電纜選

6、用交聯(lián)聚乙烯絕緣聚乙烯護套電力電纜。通過短路電流、開關(guān)繼電保護整定的計算和保護接地的確定，使其設(shè)計可靠性高、功能完善、組合靈活以及功耗低，保證采區(qū)供電安全、經(jīng)濟、高效平穩(wěn)運行。 </p><p>　　關(guān)鍵詞供電設(shè)計 選用 變壓器 開關(guān) 電纜 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 采區(qū)變電所位置的確

7、定 ……………………………………………….1</p><p>　　1.1 采區(qū)供電對對電能的要求……………………………………………………..1</p><p>　　1.2 費用和環(huán)境要求…………………………………………………………………1</p><p>　　2 擬定采區(qū)供電系統(tǒng)的原則………………………………………………2</p><p>　

8、　2.1 采區(qū)高壓供電系統(tǒng)的擬定原則…………………………………………………2</p><p>　　2.2 采區(qū)低壓供電系統(tǒng)的擬定原則…………………………………………………2</p><p>　　3 采區(qū)的設(shè)備選型 ……………………………………………………….3</p><p>　　3.1 低壓電纜的選擇計算 ………………………………………………………….3</

9、p><p>　　3.2 高壓電纜選型計算…………………………………………………………….12</p><p>　　采區(qū)高、低壓開關(guān)的選擇……………………………………………………14</p><p>　　4 采區(qū)接地保護措施 ……………………………………………………21</p><p>　　5 采區(qū)漏電保護措施 ………………………………………………

10、……22</p><p>　　5.1 變壓器中性點不直接接地供電系統(tǒng)的漏電保護措施……………………….22</p><p>　　5.2 對低壓電網(wǎng)漏電保護的要求………………………………………………….23</p><p>　　6 采區(qū)變電所的防火措施 ………………………………………………23</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………

11、…………………………………….24</p><p>　　致謝……………………………………………………………………….25</p><p>　　1 采區(qū)變電所位置的確定</p><p>　　1.1采區(qū)供電對對電能的要求 </p><p>　　1.1.1 電壓允許偏差 電壓偏差計算公式如下 電壓偏差=[（額定電壓—

12、實際電壓）×100%]/額定電壓 電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》(GB 12325—90)規(guī)定電力系統(tǒng)在正常運行條件下,用戶受電端供電電壓允許偏差值為： （1）35KV及以上供電和對電壓有特殊要求的用戶為額定電壓的+5%—-5% </p><p>　　 （2）10KV及以上高壓供電和低壓電力用戶的電壓允許偏差為用戶額定電壓的+7%—-7% （3）低壓照明用戶為+5%—

13、 -10%。 </p><p>　　1.1.2 三相電壓不平衡 根據(jù)《電能 質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》規(guī)定： 電力系統(tǒng)公共連接點正常運行方式下不平衡度允許值為2%，短時間不得超過4%。在采區(qū)變電所供電情況下，交流額定頻率為50HZ電力系統(tǒng)正常運行方式下由于負(fù)荷分量而引起的pcc點連接點的電壓不平衡度能滿足規(guī)定要求。 </p><p>　　1.1.3 電網(wǎng)頻率 </p>

14、;<p>　　《電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率允許偏差》，GB/T 15543—1995中規(guī)定電力系統(tǒng)頻率偏差允許值為0.2HZ，當(dāng)系統(tǒng)容量較小時，偏差值可放寬到+5% HZ—–5% HZ，標(biāo)準(zhǔn)中沒有說明容量大小的界限的電網(wǎng)容量在300萬KW以上者為0.2HZ；電網(wǎng)容量在300萬KW以下者為0.5HZ。 </p><p><b>　　1.1.4 波形 </b></p>

15、<p>　　正常情況下，要求電力系統(tǒng)的供電電壓（或電流）的波形為正弦波，在電能的輸送和分配過程中不應(yīng)該使波形產(chǎn)生畸變，還應(yīng)注意負(fù)荷中諧波源（裝整流裝置等）的影響，必要時采取一定措施消除諧波的影響。 </p><p>　　1.1.5 供電可靠性 供電可靠性是衡量電能質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，必須保證供電的可靠性。 </p><p>　　1.2 費用和環(huán)境要求 </p>

16、<p>　　采區(qū)變電所要便于對硐室的擴大和設(shè)備的增加，同時便于體積較大的變壓器等設(shè)備直接通過運輸上山運到采區(qū)變電所硐室減少運輸設(shè)備的費用。在滿足費用要求的同時還要滿足頂板堅固，無淋水且通風(fēng)良好，保證變電所硐室內(nèi)的溫度不超過附近巷道5℃。 </p><p>　　根據(jù)采區(qū)巷道布置，要使采區(qū)變電所能順利的通過運輸平巷向整個采區(qū)的負(fù)荷中心（采煤工作面）進行供電。在回風(fēng)上山和運輸上山聯(lián)絡(luò)巷處，低壓供電距離合理，

17、并且不必移動采區(qū)變電所就能對采區(qū)的采煤、掘進及回采等進行供電。所以把采區(qū)變電所布置在回風(fēng)上山和運輸上山聯(lián)絡(luò)巷處。 </p><p>　　2 擬定采區(qū)供電系統(tǒng)的原則 </p><p>　　2.1 采區(qū)高壓供電系統(tǒng)的擬定原則 （1）供綜采工作面的采區(qū)變（配）電所一般由兩回路電源線進行供電，除綜采外，每個采區(qū)應(yīng)為一回路； （2）雙電源進線的采區(qū)變電所，應(yīng)設(shè)置電源進線開關(guān)； （3）采區(qū)

18、變電所的高壓饋出線宜用專用的開關(guān)柜。 </p><p>　　2.2采區(qū)低壓供電系統(tǒng)的擬定原則 （1） 在保證供電安全可靠的前提下，力求所用的設(shè)備最省； （2） 原則上一臺啟動器只能控制一臺設(shè)備； （3） 當(dāng)采區(qū)變電所動力變壓器超過一臺時，應(yīng)合理分配變壓器負(fù)荷； （4） 變壓器最好不要并聯(lián)運行； （5） 從變電所向各配電點或配電點到用電設(shè)備采用輻射式供電，上山及順槽運輸機采用干線式供電； （

19、6）工作面配電點最大容量電動機的啟動器應(yīng)靠近配電點進線； （7）供電系統(tǒng)嚴(yán)禁回頭供電； </p><p>　?。?）瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井中，掘進工作面的局部通風(fēng)機組都必須實行三專（專用變壓器、專用開關(guān)、專用線路）供電； （9）局部通風(fēng)機和掘進工作面中的 電氣設(shè)備必須裝有風(fēng)電閉鎖裝置。在瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井中的所有掘進工作面應(yīng)

20、裝設(shè)兩閉鎖（風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖）實施。 </p><p>　　3 采區(qū)的設(shè)備選型 </p><p>　　3.1 低壓電纜的選擇計算</p><p>　　3.1.1 電纜的選擇原則 </p><p>　　(1) 按《煤礦安全規(guī)程》要求，選擇煤礦用阻燃電纜。 (2) 電纜的電壓等級必須大于或等于電網(wǎng)的實際工作電壓。 (3) 向移動變電站供

21、電的高壓電纜應(yīng)采用高壓屏蔽電纜。 (4) 電纜實際運行電流必須小于或等于電纜允許的載流量。 (5) 正常運行時電纜網(wǎng)絡(luò)的實際電壓損失必須小于或等于允許的電壓損失，不超過7%。 (6) 距電源最遠(yuǎn)、容量最大的電動機啟動時應(yīng)保證電動機端電壓不低于該設(shè)備允許的最小啟動電壓和保證電磁啟動器有足夠的吸合電壓。 (7) 電纜應(yīng)滿足機械強度的要求。 (8) 在電纜線路發(fā)生短路故障時應(yīng)滿足熱穩(wěn)定性的要求。</p><p&

22、gt;　　3.1.2 電纜型號的確定 </p><p>　　根據(jù)供電電壓、工作條件、敷設(shè)地點環(huán)境，確定電纜型號為: MYP、MY、MYJV22 和MYCP型。其中MYP型電纜用于額定電壓為1140V的設(shè)備，MYJV22型電纜用于高壓開關(guān)至移變的電纜，MYCP用于采煤機組及工作面刮板運輸機真空磁力啟動器至電動機的電纜其余所需電纜用MY型。 </p><p>　　3.1.3 電纜長度確定

23、由式 Lz=α·LX 式中: α—系數(shù)橡套電纜取α1.1鎧裝電纜取α1.05 LX—巷道實際長度m 電纜長度計算結(jié)果表 </p><p>　　3.1.4選擇支線電纜 （1）、由機械強度初定電纜截面 橡套電纜滿足機械強度的最小截面 用電設(shè)備名稱 最小截面mm2 采煤機組 35—50 可彎曲

24、刮板輸送機 16—35 一般輸送機 10—25 回柱液壓絞車 16—25 裝巖機 16—25 調(diào)度絞車 4—6 局部風(fēng)機 4—6 煤電鉆 4—6

25、照明 2.5—4 </p><p>　　查書得各電纜截面的長時允許電流IP值如下 </p><p>　　各支線電纜的實際長時工作電流計算如下公式 In=( KxΣPe 10³)/(1.732Ueηpjcosφpj ) </p><p>　　式中: In——電纜中通過的實際工作電流A Kx——

26、需用系數(shù) ΣPe ——電纜所帶負(fù)荷有功功率之和KW Ue ——電網(wǎng)額定電壓V </p><p>　　ηpj——電動機加權(quán)平均效率 </p><p>　　cosφpj——加權(quán)平均功率因數(shù) </p><p>　　滿足采煤機組機械強度要求的截面初步截面確定為35 mm²</p><p>　　其IP=173A。 采煤機組電纜Z1當(dāng)中

27、的實際長時工作電流 Iz1=( KxΣPe 10³)/(1.732Ueηpjcosφpj ) </p><p>　　=0.6×600×10³/1.732×1140×0.9×0.9 =112.5A </p><p>　　Ip=173A>Iz1=112.5A </p><p>　　

28、采煤機組初選電纜截面能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求,所以采煤機組電纜截面取35 mm²。 </p><p>　　2）、滿足噴霧泵站機械強度要求的截面初步截面確定為>6 mm²</p><p>　　其IP=85A。 噴霧泵站電纜Z2當(dāng)中的實際長時工作電流 Iz2=( KxΣPe 10³)/(1.732Ueηpjcosφpj )

29、 </p><p>　　=0.61×30×10³/1.732×1140×0.9×0.9 </p><p>　　=20.377A Ip=85A>Iz2=20.377A </p><p>　　噴霧泵站初選電纜截面能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求,所以噴霧泵站電纜截面取6mm²

30、。 </p><p>　　3）、滿足刮板輸送機機組機械強度要求的截面初步截面確定為16 mm²</p><p><b>　　其IP=85A。 </b></p><p>　　刮板輸送機機組電纜Z3當(dāng)中的實際長時工作電流 Iz2=( KxΣPe 10³)/(1.732Ueηpjcosφpj ) </p>&l

31、t;p>　　=0.65×264×10³/1.732×1140×0.9×0.9 =107.2A </p><p>　　IP=85A<Iz3=107.2A </p><p>　　刮板輸送機機組初選電纜截面不能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求,所以刮板輸送機機組電纜要更大些截面取25 mm²。 </

32、p><p>　　4）、滿足乳化液泵站機械強度要求的截面初步截面確定為16mm²</p><p>　　其IP=85A。 乳化液泵站電纜Z4當(dāng)中的實際長時工作電流 Iz4=( KxΣPe 10³)/(1.732Ueηpjcosφpj ) </p><p>　　=0.61×90×10³/1.732×1140

33、×0.9×0.9 =34.3A </p><p>　　IP=85A>Iz4=34.3A 乳化液泵站初選電纜截面能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求,所以乳化液泵站電纜截面取16mm²。 </p><p>　　5）、滿足轉(zhuǎn)載機機組機械強度要求的截面初步截面確定為16 mm²其IP=85A。 轉(zhuǎn)載機機組電纜Z5當(dāng)中的實際長時工作電

34、流 Iz5=( KxΣPe 10³)/(1.732Ueηpjcosφpj ) =0.61×132×10³/1.732×660×0.9×0.9 =86.9A IP=85A<Iz5=86.9A 轉(zhuǎn)載機機組初選電纜截面不能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求,所以轉(zhuǎn)載機機組電纜要更大些截面取25 mm²。</p&

35、gt;<p>　　6）、滿足順槽膠帶輸送機機組機械強度要求的截面初步截面確定為10 mm²</p><p>　　其IP=64A。 順槽膠帶輸送機機組電纜Z6當(dāng)中的實際長時工作電流 Iz6=( KxΣPe 10³)/(1.732Ueηpjcosφpj ) </p><p>　　=0.75×150×10³/1.73

36、2×660×0.9×0.9 </p><p>　　=121.5A IP=64A<Iz6=121.5A </p><p>　　順槽膠帶輸送機機組初選電纜截面不能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求,所以順槽膠帶輸送機機組電纜截面應(yīng)更大些取35 mm²。 </p><p>　　7）、滿足破碎機機組機械強度要求的截

37、面初步截面確定為6 mm²其IP=46A。 </p><p>　　破碎機機組電纜Z7當(dāng)中的實際長時工作電流 Iz7=( KxΣPe 10³)/(1.732Ueηpjcosφpj ) </p><p>　　=0.7×85×10³/1.732×660×0.9×0.9 </p>&l

38、t;p><b>　　=64.2A </b></p><p>　　IP=46A<Iz7=64.2A </p><p>　　破碎機機組初選電纜截面不能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求,所以破碎機機組電纜截面要更大些取16 mm²。 </p><p>　　8）、滿足液壓安全絞車機械強度要求的截面初步截面確定為16m

39、8;其IP=85A。 </p><p>　　液壓安全絞車電纜Z8當(dāng)中的實際長時工作電流 Iz8=( KxΣPe 10³)/(1.732Ueηpjcosφpj ) </p><p>　　=0.7×22×10³/1.732×660×0.9×0.9 =16.6A </p><p>　　IP=85

40、A>Iz8=16.6A </p><p>　　液壓安全絞車初選電纜截面能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求,但是由于液壓安全絞車的供電距離較遠(yuǎn),所以液壓安全絞車電纜截面取25mm²。 </p><p>　　9）、滿足上山膠帶輸送機機組機械強度要求的截面初步截面確定為10mm²</p><p>　　其IP=64A。 上山膠帶輸送機機組

41、電纜Z9當(dāng)中的實際長時工作電流 Iz9=( KxΣPe 10³)/(1.732Ueηpjcosφpj ) </p><p>　　=0.75×160×10³/1.732×660×0.9×0.9 </p><p>　　=129.6A IP=64A<Iz2=129.6A </p>&

42、lt;p>　　上山膠帶輸送機機組初選電纜截面不能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求,所以上山膠帶輸送機機組電纜截面應(yīng)該更大取35 mm²。 </p><p>　　3.1.5 干線電纜的選擇 (1)、總電網(wǎng)的允許電壓損失 電壓等級為1140V的電壓允許損失 ΔUP1=U2NT－95%UN =1200－95%×1140 =117V <

43、/p><p>　　式中U2NT——變壓器二次側(cè)電壓 UN——電纜上的電壓 </p><p>　　電壓等級為660V的電壓允許損失 </p><p>　　ΔUP1=U2NT－95%UN =693－95%×660 =66V </p><p>　　式中U2NT——變壓器二次側(cè)電壓 UN——電纜上的電壓 </p>&l

44、t;p>　　(2)各在線電的電壓損失 </p><p>　　支線電纜的電壓損失按公式 ΔUz= (KfΣPeLz10³)/(UeγAxηe)來計算。 式中Kf—負(fù)荷系數(shù) ΣPe——電纜所帶負(fù)荷KW Lz——電纜實際長度m Ue——電網(wǎng)額定電壓V</p><p>　　γ——電纜導(dǎo)體芯線的電導(dǎo)率m/(Ω.mm2) </p&

45、gt;<p>　　Ax——電纜截面積mm2 </p><p>　　ηe——加權(quán)平均效率 </p><p>　　采煤機組z1段電纜的電壓損失 ΔUz1= (KfΣPeLz10³) /(UeγAxηe) </p><p>　　=0.6×600×200×10³/1140×48.6×2

46、5×0.9 =57.7V </p><p>　　噴霧泵站z2段電纜的電壓損失 ΔUz2=( KfΣPeLz10)³/(UeγAxηe) </p><p>　　=0.61×30×60×10³/1140×48.6×4×0.9 =0.55V </p><p>　

47、　刮板輸送機z3段電纜的電壓損失 ΔUz3= (KfΣPeLz10³)/(UeγAxηe) =0.65×264×200×10³/1140×48.6×25×0.9 =27.5V </p><p>　　乳化液泵站z4段電纜的電壓損失 ΔUz4= (KfΣPeLz10³) /(UeγAxηe)

48、 </p><p>　　=0.61×90×10×10³/1140×48.6×4×0.9 </p><p><b>　　=2.75V </b></p><p>　　轉(zhuǎn)載機z5段電纜的電壓損失 ΔUz5= (KfΣPeLz10³) /

49、(UeγAxηe) =0.61×132×40×10³/660×48.6×25×0.9 </p><p><b>　　=4.5V </b></p><p>　　順槽膠帶輸送機z6段電纜的電壓損失 ΔUz6=(KfΣPeLz10³)/(UeγAxηe)

50、 </p><p>　　=0.75×150×70×10³/660×48.6×35×0.9 </p><p><b>　　=7.8V </b></p><p>　　破碎機z7段電纜的電壓損失 </p><p>　　ΔUz7=(Kf

51、ΣPeLz10³)/(UeγAxηe) </p><p>　　=0.7×85×100×10³/660×48.6×16×0.9 </p><p><b>　　=12.9V </b></p><p>　　液壓安全絞車z8段電纜的電壓損失

52、 </p><p>　　ΔUz8=(KfΣPeLz10³)/(UeγAxηe) </p><p>　　=0.7×22×410×10³/660×48.6×25×0.9 </p><p><b>　　=23.5V </b><

53、/p><p>　　上山膠帶輸送機z9段電纜的電壓損失 </p><p>　　ΔUz9=(KfΣPeLz10³)/(UeγAxηe) </p><p>　　=0.75×160×200×10³/660×48.6×35×0.9 </p><p>　

54、　 =23.7V </p><p>　　(3)、計算變壓器的電壓損失 </p><p>　　變壓器的電壓損失用 </p><p>　　ΔUB2%= SB[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]/Se </p><p>　　ΔUB2=ΔUB2%×U2NT </p><p

55、>　　式中SB——變壓器負(fù)載功率 Ur% ——變壓器電阻壓降百分?jǐn)?shù) </p><p>　　Ux%——變壓器電抗壓降百分?jǐn)?shù) Se——變壓器額定容量 </p><p>　　U2NT——變壓器二次側(cè)電壓 </p><p>　　干式變壓器KBSGZY—800/10/1.2 </p><p>　　Δ

56、UB2%= SB[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]/Se </p><p>　　 =616.5[0.8×0.7+4.43×0.714]×100%÷800 </p><p>　　 =2.87% </p><p>　　ΔUB2 =2.87%×1200=34.44

57、V </p><p>　　干式變壓器KBSGZY—500/10/1.2 </p><p>　　ΔUB2%= SB[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]/Se </p><p>　　 =315.31[1.08×0.7+4.83×0.714]×100%÷500 </p>

58、<p>　　 =2.65% </p><p>　　ΔUB2= 2.65%×1200=31.8V </p><p>　　礦用KBSG—500/10/0.693 </p><p>　　ΔUB2%= SB[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]/Se </p><p>　　

59、 =384[1.13×0.7+4.23×0.714]×100%÷500 </p><p>　　 =2.92% </p><p>　　ΔUB2= 2.92%×693=20.23V </p><p>　　(4)、干線電纜的電壓損失 </p><p>　　干線電纜G1的電壓損失 <

60、/p><p>　　ΔUGMS=UP1—UB2—ΔUZ </p><p>　　=117—34.44—(41.21+2.75) </p><p><b>　　 =38.6V </b></p><p>　　干線電纜G2的電壓損失 </p><p>　　ΔUGMS=UP1—UB2—ΔUZ

61、 </p><p>　　 =117—31.8—(27.5+0.55) </p><p>　　 =57.15V </p><p>　　干線電纜G3的電壓損失 </p><p>　　ΔUGMS=UP2—UB2—ΔUZ </p><p>　　=66—31.8—(4.5+7.8+12.9+8.7)

62、</p><p>　　 =13.6V </p><p>　　(5)、滿足電壓損失的最小截面 A=( Kf ΣPe LZ 10³)/(ΔUGMS Ueγηe)</p><p>　　式中Kf—負(fù)荷系數(shù) </p><p>　　ΣPe——電纜所帶負(fù)荷KW </p><p>　　LZ——電纜實際長度m<

63、;/p><p>　　Ue——電網(wǎng)額定電壓V </p><p>　　γ——電纜導(dǎo)體芯線的電導(dǎo)率m/(Ω.mm2) </p><p>　　△UGMS——干線電纜的電壓損失V </p><p>　　ηe——加權(quán)平均效率 </p><p>　　滿足干線電纜G1電壓損失的最小截面 AG1=( Kf ΣPe LZ 1

64、0³)/(ΔUGMS Ueγηe)</p><p>　　=(0.7×630×130×10³)/(38.6×1140×48.6×0.9)</p><p>　　. =29.78㎜²</p><p>　　所以滿足干線電纜G1電壓損失的最小截面為29.78㎜²<

65、;/p><p>　　滿足干線電纜G2電壓損失的最小截面 AG2=( Kf ΣPe LZ 10³)/(ΔUGMS Ueγηe)</p><p>　　=(0.7×354×90×10³)/(31.8×1140×48.6×0.9)</p><p>　　 =14.06㎜² 所以

66、滿足干線電纜G2電壓損失的最小截面為14.06㎜²</p><p>　　滿足干線電纜G3電壓損失的最小截面 AG3=( Kf ΣPe LZ 10³)/(ΔUGMS Ueγηe)</p><p>　　=(0.7×384×90×10³)/(13.6×660×48.6×0.9)</p>

67、<p><b>　　=61.6㎜²</b></p><p>　　所以滿足干線電纜G3電壓損失的最小截面為61.6㎜²</p><p>　　(6)、按長時工作電流進行校驗 按長時工作電流對G1電纜進行校驗 </p><p>　　Ica1=Kde ΣPN 10³/1.732UNcosφ </p&g

68、t;<p>　　=0.6×616.5×10³/1.732×1140×0.9 </p><p>　　 =208.1A </p><p>　　查表得70㎜²電纜的長時允許工作電流為215A,所以干線電纜G1的電纜截面取70㎜²。 </p><p>　　按長時工作電流對G2電纜進行校

69、驗 </p><p>　　Ica2=KdeΣPN10³/1.732UNcosφ </p><p>　　 =0.75×354×10³/1.732×1140×0.7 </p><p>　　 =192.1A </p><p>　　查表得50㎜²電纜的長時允許工作電流為198A

70、,所以干線電纜G2的電纜截面取50㎜²。 </p><p>　　按長時工作電流對G3電纜進行校驗 </p><p>　　Ica3=KdeΣPN10³/1.732UNcosφ </p><p>　　 =0.49×384×10³/1.732×660×0.7 </p><p>

71、;<b>　　 =235A </b></p><p>　　查表得95㎜²電纜的長時允許工作電流為260A,所以干線電纜G3的電纜截面取95㎜²。 </p><p>　　最終選出各段電纜的截面如下 </p><p>　　3.2 高壓電纜選型計算 </p><p>　　將660V與1140V兩種電壓等

72、級集中考慮,即先從14#層中央變電所用一根高壓電纜到東巷變電所,從東巷變電所再考慮電壓等級、分支送電給綜采設(shè)備。 </p><p>　?。?） 按長期允許載流量選擇電纜截面,查《煤礦供電》可知最大工作電流計算公式為Ig＝S/√3Ve 公式中：Ig指最大工作電流 S指307盤區(qū)綜采設(shè)備及其它輔助運輸設(shè)備功率和,在上列綜采工作面負(fù)荷統(tǒng)計表可知所有用電設(shè)備容量S1=1512.5KVA.</p>&l

73、t;p>　　綜采1140V電壓等級的用電負(fù)荷容量S2=1207 </p><p>　　Ve指輸電線路的電壓等級取Ve=6KV </p><p>　　將上列數(shù)據(jù)代入公式中可求得Ig1=145.5A, Ig2=116.1A </p><p>　　查《煤礦供電》付表5-5</p><p>　　70mm2銅芯塑料高壓鎧裝電纜的長期允許載流量

74、為本218A即70mm2的高壓電纜既可滿足307盤區(qū)所有用電設(shè)備最大工作流量。 50mm2銅芯鎧裝高壓電纜長期允許截流量為148A即50mm2高壓電纜可滿足要求1140V電壓等級用電設(shè)備的最大工作電流。 </p><p>　?。?） 按經(jīng)濟電流選擇電纜截面查《煤礦供電》按經(jīng)濟電流計算電纜截面的計算公式為：Sj= Ig/Ij </p><p>　　式中：Sj為計算電纜截面

75、 Ig為最大工作電流 Ij為經(jīng)濟電流密度 在選取Ij的時候，根據(jù)煤礦實際三班作業(yè)狀況其中一班為檢修班，年工作日選為330天，日工作小時數(shù)小數(shù)取為12小時，則年工作小時數(shù)為3960，查表可知經(jīng)濟電流密度為2.25。 </p><p>　　將上述數(shù)據(jù)帶入公式，可求得帶307盤區(qū)所有用電設(shè)備的計算電纜截面為：Sj＝145.5/2.25＝64mm2，如僅考慮1140V綜采設(shè)備電壓等級負(fù)荷計算電纜截面Sj2=51

76、.6 mm2 </p><p>　　在上述的計算過程，并未根據(jù)煤礦井下實際環(huán)境溫度考慮到進行溫度校正，因煤礦井下實際最高溫度僅為14℃，而公式中提到的載流量是指環(huán)境溫度為25℃，最高允許溫度為65℃時的載流量， 因此有必要進行溫度校正。 </p><p>　　根據(jù)公式Iy＝KwIy≥Ig </p><p>　　式中Kw＝Q1－Q0/ Q1－Q0 </p>

77、;<p>　　具體Q1指最高允許溫度65℃，Q0指環(huán)境實際溫度14℃，Q0指允許載流量對應(yīng)環(huán)境溫度取25℃。 </p><p>　　Iy指電纜長期允許載流量 Iy指校正后電纜實際可以載流量 </p><p>　　Ig指最大工作電流。 </p><p>　　將上述數(shù)據(jù)代入公式可求得50mm2電纜校正載流量 Iy1＝（65－13/65－25）

78、15;148=1.3/1/2×148=168A </p><p>　　168A的載流量已近似70mm2高壓電纜在環(huán)境溫度為25℃時的載流量。35mm2高壓電纜的校正載流量Iy2=1.14×118=134.5A而134.5A的載流量近似為50mm2電纜的允許載流量。 總上考慮，選用50mm2的塑料鎧裝高壓電纜。可以滿足307盤區(qū)所有負(fù)載的供電需求。長度考慮由14＃層中央變電所至東巷變電

79、所，近似為L＝460×1.1＝506m。實際按560m考慮購買。再從東巷變電所選用35 mm2的高壓電纜可滿足綜采設(shè)備1140A負(fù)荷的允許載流量長度為東巷—－進風(fēng)巷最里端，取為885×1.1=973.5m，實際取為1000m。 </p><p>　?。?）按允許電壓損失校驗電纜截面,即可。查《煤礦供電》可知電壓損失計算公式為：△U＝P×L/ D×S×Ve

80、式中 P－有功功率KW實值為S·COSΦ其中S為1512.5KVA。綜合功率因數(shù)COSΦ取0.7。 L－電纜長度KM取560m。 D－電纜的電導(dǎo)率，m/Ω·mm2 取值為486。 S－電纜截面mm2 取值為50。 </p><p>　　將上列數(shù)據(jù)代入公式中可求得： </p><p>　　ΔU1＝1512.5×0.7&#

81、215;560/48.6×50×6 ＝48.6V </p><p>　　所占額定電壓百分?jǐn)?shù) ΔU1％＝6×103×40.6×100＝0.77％ </p><p>　　即電壓損失值完全低于允許6～10％的電壓損失值符合要求。 </p>&

82、lt;p>　　如再考慮東巷變電所到提供1140V電壓等級的綜采工作面的電壓損失百分比</p><p>　　可知： ΔU2％＝1207×0.7×1000/48.6×35×6×1000×100＝0.82％ </p><p>　　則由14＃層中央變電所至綜采工作面的總電壓損失 ΔU％＝ΔU1％+ΔU2％＝1.59％ 可證明

83、電壓損失完全滿足要求。 </p><p>　　考慮到目前東巷變電所已有一段35mm2高壓供電電纜的現(xiàn)狀，直接再從14＃層中央變電所布置一趟去綜采工作面的高壓電纜，即原有東巷變電室設(shè)施不變，仍具體負(fù)擔(dān)660V供電系統(tǒng)所有設(shè)施，而新鋪線路帶綜采工作面1140V電壓等級的用電負(fù)荷。 </p><p>　　由以上分析計算可知，35mm2高壓電纜完全可滿足綜采1140V用電負(fù)荷的需求。下面僅對其

84、電壓損失作簡單計算： </p><p>　　ΔU1％＝［486×35×6×1000/486×35×6×1000］×100＝1.3％ 即電壓損失完全滿足供電要求。 以上方案從經(jīng)濟價值考慮，35mm2電纜按300元考慮，50mm2按350元考慮原有35mm2電纜再利用。 </p><p>　　方案一高壓電纜需求費

85、用： ￥1＝560×350+450×300+2000 ＝196000+135000+2000 ＝333000元 </p><p>　　方案二需求費用： ￥2＝1560×300＝468000元 具體高壓電纜方案請領(lǐng)導(dǎo)定奪。 </p><p>　　3.3 采區(qū)高、低壓開關(guān)的選擇 </p><p>　　3.3.1開關(guān)的

86、選擇原則</p><p>　　(1) 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,采區(qū)變電所選用礦用防爆型開關(guān),井下采掘工作面應(yīng)選用礦用防爆型或增安型開關(guān)。</p><p>　　(2) 開關(guān)的額定電壓必須大于或等于線路的實際工作電壓,額定電流要大于或等于被控線路的長期負(fù)荷電流。 </p><p>　　(3) 開關(guān)的額定斷流容量不小于變電所母線上的實際短路容量。 </p>

87、<p>　　(4) 礦用隔爆開關(guān)的接線喇叭口數(shù)目及內(nèi)徑要符合被控線路的接線要求。 </p><p>　　3.3.2 綜采工作面機組和刮板運輸機控制開關(guān)選用KE3002型開關(guān),采區(qū)其它1140V設(shè)備的控制開關(guān)選用QJZ系列礦用真空電磁起動器,采區(qū)660V電氣設(shè)備開關(guān)的控制開關(guān)選用QJZ系列礦用真空電磁起動器。 3.3.3 采區(qū)低壓饋電開關(guān)選用KBZ-400和KBZ-200礦用真空饋電開關(guān)。 3.3

88、.4 移動變電站低壓饋電開關(guān)選用KBD1-500型真空饋電開關(guān)。 3.3.5 變電所高壓開關(guān)選用BGP9L-6G型高壓防爆真空開關(guān)。 3.3.6 開關(guān)的繼電保護應(yīng)符合電網(wǎng)和工作機械的要求 (1) 變電所低壓饋電開關(guān)應(yīng)有過流、漏電和短路保護。 (2) 變電所配出分路開關(guān)和配電點總開關(guān)應(yīng)有過流保護。 (3) 保護工作機械的開關(guān)應(yīng)有短路、過負(fù)荷、單相斷線、漏電閉鎖保護及遠(yuǎn)程控制裝置。 (4) 移動變電站低壓饋電開關(guān)應(yīng)有過

89、負(fù)荷、短路、欠電壓和漏電閉鎖功能。 (5) 高壓控制設(shè)備應(yīng)具有短路、過負(fù)荷、接地和欠壓釋放保護。</p><p>　　3.3.7 礦用低壓隔爆開關(guān)選擇 （1）、選擇原則 1)礦用一般開關(guān)適用于無沼氣和煤塵爆炸危險的礦井和無沼氣突出的井底車場幾主要進風(fēng)巷道中。礦用增安型開關(guān)適用于有沼氣和煤塵爆炸危險的礦井和無沼氣突出的井底車場幾主要進風(fēng)巷道和通風(fēng)良好的硐室中。</p><p&g

90、t;　　2)礦用隔爆型開關(guān)可使用于沼氣突出礦井的任何地點及有沼氣和煤塵爆炸危險礦井的采區(qū)進風(fēng)巷、回風(fēng)巷道以及采掘工作面。礦用本質(zhì)安全型和礦用隔爆兼本質(zhì)安全型開關(guān)的應(yīng)用范圍同礦用隔爆型開關(guān)。 3)在選用礦用低壓隔爆型開關(guān)時，其額定電壓必須小于或等于被控制線路的額定電壓，其額定電流要大于或等于被控制線路的負(fù)荷長期最大實際工作電流。同時應(yīng)根據(jù)控制線路需要選定過流保護繼電器的整定電流值。 </p><p>　

91、　4)礦用低壓開關(guān)的接線喇叭口數(shù)目及內(nèi)徑要符合受控線路所選用的電纜的條數(shù)及內(nèi)徑要求。一個喇叭口只允許接一條電纜。 </p><p>　?。?）、根據(jù)電纜的長時工作電流選擇低壓開關(guān)。 </p><p>　　低壓隔爆開關(guān)的選擇表 </p><p>　　3.3.8、真空磁力起動器的選擇 （1）、選擇原則</p><p>　　1)磁力起動器

92、的額定電壓必須大于或等于受控電動機的額定電壓,其額定電流應(yīng)大于或等于受控電動機的最大工作電流。同時要根據(jù)過流保護需要對過流保護需要對過流繼電器選定適當(dāng)?shù)恼娏髦怠?2)磁力起動器進出線及控制線喇叭口內(nèi)徑必須符合連接電纜的最大外徑要求,并且一個喇叭口只能接一條電纜。 3)工作機械不要求帶負(fù)荷改變旋轉(zhuǎn)方向時,可選用不可逆的磁力起動器。 4)磁力起動器必須具備良好的隔爆性能及可靠的過載和短路保護裝置。對使用環(huán)境

93、的要求與隔爆自動饋電開關(guān)相同。 </p><p>　　磁力起動器的選擇表 </p><p>　　3.3.9 高、低開關(guān)的繼電保護整定計算 </p><p>　　（1）、低壓開關(guān)的繼電保護計算 1)、綜采工作面采煤機開關(guān) Iz≥Ie=204.8A,Iz取210A。 式中 Iz——過流繼電器動作電流整定值A Ie——電動機額定起動電流

94、A。 </p><p>　　保護靈敏度校驗  Ks=Id(2)/Iz≥1.5</p><p>　　 Ks=Id(2)/Iz=Id24(2)/210×8=2924/210×8=1.71＞1.5 滿足要求. 式中 Id(2)/Iz——保護范圍內(nèi)最小兩相短路電流A 1.5——靈敏系數(shù)。 </p><p

95、>　　(2)、綜采工作面刮板運輸機開關(guān) 1)、高速開關(guān)的整定 Iz≥Ie=89A,Iz取90A。 </p><p><b>　　保護靈敏度校驗 </b></p><p>　　Ks=Id(2)/Iz=Id22(2)/90×8=1815/90×8=2.52＞1.5 滿足要求.</p><p>　　2)、

96、低速開關(guān)的整定 Iz≥Ie=61AIz取65A。 </p><p><b>　　保護靈敏度校驗 </b></p><p>　　Ks=Id(2)/Iz=Id22(2)/65×8=2924/65×8=3.49＞1.5 滿足要求.3)、綜采工作面轉(zhuǎn)載機開關(guān) a、高速開關(guān)的整定 </p><p>　　Iz≥Ie=

97、248.5AIz取250A。 保護靈敏度校驗 </p><p>　　Ks=Id(2)/Iz=Id22(2)/250×8=3424/250×8=1.712＞1.5 滿足要求.</p><p>　　b、低速開關(guān)的整定 Iz≥Ie=187.07 AIz取190A。 </p><p><b>　　保護靈敏度校驗 </b&

98、gt;</p><p>　　Ks=Id(2)/Iz=Id24(2)/190×8=3424/190×8=2.25＞1.5 滿足要求.</p><p>　　4)、綜采工作面破碎機開關(guān) Iz≥Ie=126AIz取130A。 </p><p><b>　　保護靈敏度校驗 </b></p><p>

99、　　Ks=Id(2)/Iz=Id26(2)/130×8=2996/130×8=2.88＞1.5 滿足要求.</p><p>　　其它開關(guān)整定計算方法同上。計算從略,見開關(guān)繼電保護一覽表3-3。 </p><p>　　表3-3 開關(guān)選擇繼電保護整定一覽表 </p><p>　　4 采區(qū)接地保護措施 </p><p>

100、;　　井下保護接地系統(tǒng)是由主接地極、局部接地極、接地母線、接地導(dǎo)線和接地引線等組成. 井下保護接地網(wǎng)按<<煤礦安全規(guī)程>>第448~第453條規(guī)定執(zhí)行. </p><p>　　第448條 36V以上和由于絕緣置換可能帶有危險電壓的電氣設(shè)備的金屬外殼，構(gòu)架等必須有保護接地。 </p><p>　　電氣保護接地工作，應(yīng)按煤炭工業(yè)部頒發(fā)的有關(guān)礦井保護接地裝置的安裝、檢查與

101、測定工作細(xì)則執(zhí)行。 </p><p>　　第449條 接地網(wǎng)上任一保護接地點測得的接地電阻值不得超過2Ω，每一個移動式和手持式電氣設(shè)備同接地網(wǎng)之間的保護接地用的電纜芯線（或其他相當(dāng)接地導(dǎo)線，一以下各條同）的電阻值不得大于1Ω。 </p><p>　　第450條 所有電氣設(shè)備的保護接地裝置（包括電纜的鎧裝、鎧皮、接地芯線）和局部接地裝置都應(yīng)同井下住接地接成一個總接地網(wǎng)。 </p&

102、gt;<p>　　井下主接地極應(yīng)在主副水倉中各埋設(shè)一快。主接地極應(yīng)用鋼板或耐腐蝕的鋼板制成其面積不大于0.7m2,厚度不小于5mm。 </p><p>　　在鉆孔中敷設(shè)的電纜，如果不能同主接地極相連接時應(yīng)單獨形成一分區(qū)接地網(wǎng)，其分區(qū)主接地極應(yīng)設(shè)在地面。 </p><p>　　第451條 下列地點應(yīng)裝設(shè)局部接地極 1、每個裝有電氣設(shè)備的硐室。 2、每個套單獨裝設(shè)的高壓

103、電氣設(shè)備。 3、每個低壓配電點。如果煤采工作面的機巷回風(fēng)巷和掘進巷，道內(nèi)無低壓配電點時，上訴巷道內(nèi)至少應(yīng)分別設(shè)置一個局部接地極。 </p><p>　　4、連接動力鎧裝電纜的每個接線盒。 </p><p>　　局部接地極可設(shè)置于巷道水溝內(nèi)或其他就近的潮濕處。設(shè)置在水溝中的局部接地極應(yīng)用面積小于0.6m2，厚度不小于3mm的鋼板或具有相同有效面積的鋼管制成。并應(yīng)平放于水溝深處；設(shè)置在其他

104、地點的局部接地極，可用直徑不小于35mm，長度不小于1.5m的鋼管制成。管上至少鉆20個直徑不小于5mm的透眼，并垂直埋入底下。 第452條 連接主接地極的接地母線，應(yīng)用截面不小于50mm2的銅線截面不小于100mm2的鍍鋅鐵線或厚度不小于4mm，截面不小于100mm2的扁鋼。 </p><p>　　電氣設(shè)備的外殼同接地母線地母線局部接地極的連接電纜接線盒兩頭的鎧裝、鎧皮的連接應(yīng)用截面不小于25mm2的

105、銅線，截面不小于50mm2的鍍鋅線或厚度不小于4mm，截面不小于50mm2的扁鋼。 </p><p>　　第453條 橡膠電纜的接地芯線，除用做監(jiān)測接地回路處，不同兼作其他用途，采用屏蔽橡膠電纜，用于本質(zhì)安全回路，不受此限。 </p><p>　　5 采區(qū)漏電保護措施 </p><p>　　5.1 變壓器中性點不直接接地供電系統(tǒng)的漏電保護措施。 （1） 裝設(shè)

106、靈敏可靠的漏電保護裝置（漏電繼電器）并與屏蔽電纜配合使用，提高工作可靠性。 （2） 采用保護接地裝置。、 （3） 對電網(wǎng)對地電容電流進行有效的補償，減小漏電電流值。 （4） 提高漏電保護裝置和自動饋電開關(guān)的動作速度，采用超前切斷電流裝置等。 5.2 對低壓電網(wǎng)漏電保護的要求 </p><p>　　（1）正常情況監(jiān)視電網(wǎng)的絕緣狀態(tài)，當(dāng)絕緣電阻降低到下列數(shù)值時，應(yīng)切斷供電電源 1140v電網(wǎng)——相對地絕緣

107、電阻為30kΩ。 660v電網(wǎng)——相對地絕緣電阻為11kΩ. 380v電網(wǎng)——相對地絕緣電阻為3.5kΩ </p><p><b>　　（2）動作速度。 </b></p><p>　?。?）檢漏繼電器只監(jiān)視電網(wǎng)對地的絕緣電阻值，不反應(yīng)電容大小。 </p><p>　?。?）、電網(wǎng)的絕緣電阻值無論是對稱下降還是不對稱下降，動作電阻值不變。 &

108、lt;/p><p>　　（5）檢漏繼電器內(nèi)部阻抗值應(yīng)很大，正常時保證電網(wǎng)對地的絕緣，不增加人身觸電的危險。 （6）動作靈敏可靠，既不拒絕動作也不誤動作。 （7）檢漏繼電器的動作電阻不受電網(wǎng)波動的影響。 （8）對電網(wǎng)對地電容電流能夠進行有效補償。 （9）送電前，發(fā)現(xiàn)漏電，應(yīng)該將電源開關(guān)閉鎖，以防向故障電網(wǎng)送電。 （10）動作要有選擇性，以便縮小故障范圍。 </p><p>　　6 采

109、區(qū)變電所的防火措施 </p><p>　　（1） 采區(qū)變電所硐室必須用耐火材料建筑，硐室出口附近5m之內(nèi)的巷道支架應(yīng)用耐火材料支護。 （2） 硐室出口出必須設(shè)置兩重門，既鐵板門和鐵柵門，鐵柵門在平時關(guān)閉，鐵板門平時向外敞開，當(dāng)硐室內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，鐵板門能自動或手動關(guān)閉，對鐵板門和鐵柵門的要求符合《煤礦安全規(guī)程》第426條。 （3） 為了通風(fēng)良好，《煤礦安全生產(chǎn)規(guī)程》規(guī)定硐室長度超過6m時，必須在硐室兩邊各設(shè)一個

110、出口，出口處必須符合規(guī)程中第426條規(guī)定，硐室內(nèi)最高溫度不得超過附近巷道中溫度5℃。 </p><p>　?。?） 硐室敷設(shè)的電纜，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定要將其黃麻外皮剝掉，同時應(yīng)定期在鎧裝層上加涂防銹油漆，硐室內(nèi)應(yīng)設(shè)有砂袋、砂箱及干式滅火器材。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 陶馳東主編

111、《采掘機械》 北京煤礦工業(yè)出版社 1993 [2] 劉思注等編 《煤礦供電》 煤炭工業(yè)出版社 1980年 [3] 國家煤礦安全監(jiān)察局 《煤礦安全規(guī)程》 煤碳工業(yè)出版社 2001年 [4] 郭玉等編 《礦山電工學(xué)》 煤炭工業(yè)出版社 1984年 [5] 煤炭部制定 《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》 煤炭工業(yè)出版社 1980年 [6] 孫九如徐蒙良盧維東主編 《采掘

112、機械》 中國礦業(yè)大學(xué)出版社 1990年 [7] 王志勇等編 《煤礦專用設(shè)備設(shè)計計算》 煤礦工業(yè)出版社 1979年 [8] 馬新民主編 《礦山機械》 中國礦業(yè)大學(xué)出版社 1999年 [9] 劉兵主編 《礦山供電》 中國礦業(yè)大學(xué)出版社 2004年</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　

113、這次設(shè)計過程中，除了自己努力以外更多的是來自老師的輔導(dǎo)報告。為了使我們能搞好這次畢業(yè)設(shè)計老師花費了很多時間為我們作了多次詳細(xì)、生動的輔導(dǎo)報告。正是有了設(shè)計輔導(dǎo)老師的這種敬業(yè)精神，我對此次設(shè)計信心很足，相信在老師的大力幫助和自己的努力后能收獲一個滿意的成果。通過此次設(shè)計之后我能將之前所學(xué)的專業(yè)知識靈活運用、融會貫通，收獲了很多寶貴的知識。在設(shè)計過程中我不僅復(fù)習(xí)了過去所學(xué)的知識，還進一步掌握了如何綜合運用知識去分析、解決問題，這對我今后的