【文章內(nèi)容簡介】 1 YBSS315 315 1140 204 PLM3000型破碎機(jī) 1 YBS315 315 1140 192 BRW400/3 4型乳化液泵 3 250 1140 146 BPW400/1 中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 6 型噴霧泵 2 125 1140 46 一組額定功率 /kW 加權(quán)平均功率因數(shù)wm?cos 1005 SSJ1200/400 型帶式輸送機(jī) 1 2 315 1140 120 JH20 型回柱絞車 照明 2 YBS22 22 4 1140 1140 26 2 一組額定功率 /kW 加權(quán)平均功率因數(shù)wm?cos 總計(jì)額定功率 /kW 656 4581 根據(jù)現(xiàn)場 生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)以及采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定原則，采區(qū)綜采工作面擬選用 4臺移動變電站。由于采煤機(jī)﹙總裝機(jī)功率 1620kW﹚、刮板輸送機(jī)﹙ 700kW﹚單機(jī)容量較大，再考慮過流保護(hù)裝置靈敏系數(shù)要求，分別由一臺移動變電站來供電。各組負(fù)荷分配為： 1 號移動變電站擬向采 煤機(jī)供電； 2 號移動變電站擬向刮板輸送機(jī)供電； 3 號移動變電站擬向乳化液泵、噴霧泵、破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等供電； 4號移動變電站擬向回柱絞車、帶式輸送機(jī)供電。 ﹙ 1﹚ 1 號移動變電站選擇 1 號移動變電站擬向采煤機(jī)供電，負(fù)荷計(jì)算容量為 caS ＝wmNde PK ?cos? ＝ ? ＝ 1788kVA deK ＝ + ?NPPmax ＝ + 15202120? ＝ 1 查表 12取 wmcos ＝ 。 選取 1臺 KSGZY2021/10??7 型移動變電站，額定容量為 2021kVA﹥ 1788kVA，額定電壓為 10000V/3300V。滿足供電要求。 王旭升 石嘴山煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 ﹙ 2﹚ 2 號移動變電站選擇 2 號移動變電站擬向刮板輸送機(jī)供電，負(fù)荷計(jì)算容量為 caS ＝wmNde PK ?cos? ＝ ? ＝ 1647kVA deK ＝ + ?NPPmax ＝ + 14001400 ＝ 1 查表 12取 wm?cos ＝ 。 選用 1 臺 KSGZY2021/10??7 型移動變電站，額定容量為 2021kVA﹥ 11647kVA，額定電壓為 10000V/3300V。滿足供電要求。 ﹙ 3﹚ 3 號移動變電站選擇 3 號移動變電站擬向轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、乳化液泵、噴霧泵等供電，負(fù)荷計(jì)算容量為 caS ＝wmNde PK ?cos? ＝ ? ＝ deK ＝ + ?NPPmax ＝ + ＝ 查表 12取 wm?cos ＝ 。 選用 KSGZY1600/10 型移動變電站，額定容量為 1600kVA﹥ ，額定電壓為10000V/1200V。滿足供電要求。 ﹙ 4﹚ 4 號移動變電站選擇 4 號移動變電站擬向帶式輸送機(jī)和回柱絞車供電，負(fù)荷計(jì)算容量為 caS ＝wmNde PK ?cos? ＝ ? ＝ deK ＝ + ?NPPmax ＝ + ＝ 查表 12取 wm?cos ＝ 。 選取 1臺 KSGZY1000/10 型移動變電站，額定容量為 1000kVA﹥ ，額定電壓為 10000V/1200V。滿足供電要求。 中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 4 采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定 供電系統(tǒng)的擬定原則 ① 在保證供電安全可靠的前提下，力求減少電纜的根數(shù)和長度，盡量避免 回頭供電。 ② 采 煤機(jī)功率相對較大，宜采用單獨(dú)電纜供電；工作面配電點(diǎn)到各用電設(shè)備宜采用輻射式線路供電；上山及順槽的帶式輸送機(jī)可以采用干線式供電，對于多臺大容量帶式輸送機(jī)，也可以用輻射式線路供電。 ③ 一臺啟動器原則上控制一臺電動機(jī)。對采煤機(jī)等重要生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備用啟動器，即一用一備；對控制刮板輸送機(jī)的啟動器，采用兩用一備。 ④ 采區(qū)綜采工作面設(shè)置為集中配電點(diǎn)，一般距離工作面 50～ 100m，隨工作面的推進(jìn)而移動；對輸送機(jī)及其他附屬機(jī)械，因位置的分散可分別設(shè)置配電點(diǎn)。 ⑤ 配電點(diǎn)在三臺及三臺以下啟動器時(shí)，可以不設(shè)進(jìn)線總饋電開關(guān)。 ⑥ 移動變電站低壓側(cè)已有低壓饋電開關(guān)，而且保護(hù)齊全，可以不在移動變 電站之外在設(shè)置低壓饋電開關(guān)。 ⑦ 大容量設(shè)備的啟動器應(yīng)靠近配電點(diǎn)的進(jìn)線端，以減小啟動期間電纜的截面。 ⑧ 采區(qū)變電所、上山絞車房、裝車站及綜采工作面應(yīng)設(shè)照明燈。 ⑨ 井下中央變電所、采區(qū)變電所的電源進(jìn)線以及變電所的供配電系統(tǒng)，當(dāng)有多種可行方案時(shí)，應(yīng)經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后擇優(yōu)選擇。 ⑩ 供電方案確定后，應(yīng)畫出供電系統(tǒng)草圖，并在圖上標(biāo)出開關(guān)、啟動器、變壓器的設(shè)置情況和電纜所帶設(shè)備的名稱、功率和電纜的長度等。 供電系統(tǒng)的確定 依照采區(qū)供電系統(tǒng) 擬定原則及用電設(shè)備分組情況，對于 51 所示綜采工作面機(jī)電設(shè)備的布置方式選用大斷面巷道布置方案，參照《礦井供電技術(shù)》課本第一章圖 18所示，確定供電系統(tǒng)的方案參照圖 17所示。 王旭升 石嘴山煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 5 采區(qū)高低壓電纜選擇 高壓電纜的選擇 向采區(qū)綜采工作面移動變電站供電的 6kV 或 10kV 的高壓電纜，應(yīng)選用礦用監(jiān)視型高壓橡套屏蔽電纜。中央變電所至采區(qū)變電所的電纜采用鋁芯電纜，其他地點(diǎn)必須采用銅型電纜，井下嚴(yán)禁使用鋁包電纜，電纜應(yīng)帶有供保護(hù)接地用的足夠的截面的導(dǎo)體。其主芯線截面的確定，通常按經(jīng)濟(jì)電流密度初選，按長時(shí)允許負(fù)荷電 流校驗(yàn)，按允許電壓損失校驗(yàn)，按電纜線路電源端最大三相短路電流校驗(yàn)熱穩(wěn)定。 ﹙ 1﹚ 按經(jīng)濟(jì)電流密度選電纜截面 電力線路的經(jīng)濟(jì)截面是指按降低電能損耗、線路投資、節(jié)約有色金屬等因素，綜合確定出的運(yùn)行費(fèi)用最低截面。與經(jīng)濟(jì)截面相應(yīng)的電流密度，叫做經(jīng)濟(jì)電流密度。 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面 eA 為 eA ＝edcaJI ﹙ 15﹚ 式中 eA — 經(jīng)濟(jì)截面， 2mm ； caI — 正常運(yùn)行時(shí)，通過電纜的最大長時(shí)負(fù)荷電流，當(dāng)兩條電纜并聯(lián)運(yùn)行時(shí)應(yīng)考慮一條線路故障時(shí)的最大負(fù)荷電流， A； edJ — 經(jīng)濟(jì)電流密度， A/ 2mm ，其數(shù)值可參照表 14來選取。 表 14 銅芯電力電纜經(jīng)濟(jì)電流密度 ??6 年最大利用負(fù)荷時(shí)間 /h 經(jīng)濟(jì)電流密度 /﹙ A/ 2mm ﹚ 上產(chǎn)班次 1000～ 3000 3000～ 5000 5000以上 一班作業(yè) 兩班作業(yè) 一班作業(yè) 當(dāng)計(jì)算出 經(jīng)濟(jì)截面后，選擇接近或等于計(jì)算截面的標(biāo)準(zhǔn)截面 。 ﹙ 2﹚ 按長時(shí)允許負(fù)荷電流校驗(yàn) 由于運(yùn)行中電纜的電流超過長期允許電流時(shí)，電纜芯線的電阻產(chǎn)生的熱量就會超過允許值，加速絕緣老化，從而造成漏電或短路事故。礦用中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 橡套電纜的長時(shí)允許電流見表 42。通常電纜允許電流 是以環(huán)境溫度 25℃、最高允許工作溫度 65℃時(shí)的值確定的，當(dāng)環(huán)境溫度不等于 25℃時(shí)，應(yīng)乘以修正系數(shù)，不同環(huán)境溫度下的電纜載流量修正系數(shù)見表 15。 表 15 不同環(huán)境溫度下的電纜載流量修正系數(shù) ??6 電纜芯線實(shí)際工作溫度 /℃ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 修正系數(shù) 供電線路工作最大長時(shí)負(fù)荷電流 caI 的計(jì)算如下。 向一 臺移動變電站供電時(shí)，取變電站一次側(cè)額定電流 caI ＝ NI1 ＝NNUS133 10? ﹙ 16﹚ 式中 NS — 移動變電站額定容量， kVA； NU1 — 移動變電站高壓側(cè)額定電壓， V； NI1 — 移動變電站高壓側(cè)額定電流， A； 向兩臺移動變電站供電時(shí)，最大長時(shí)負(fù)荷電流 caI 為兩臺移動變電站高壓側(cè)額定電流之和，即 caI ＝11NI + 21NI＝ ? ?NNNUSS1331021 ?? ﹙ 17﹚ 向三臺及以上移動變電站供電時(shí)，最大長時(shí)負(fù)荷電流 caI 為 caI ＝wmscNNde KU PK ?cos3 10 3? ? ﹙ 18﹚ 式中 caI — 折算至移動變電站高壓側(cè)最大長時(shí)負(fù)荷電流， A； ?NP — 由移動變電站供電的各用電設(shè)備額定功率總和， kW； NU — 用電設(shè)備額定電壓， V； scK — 變壓器的變化； wm?cos — 用電負(fù)荷加權(quán)平均功率因數(shù)。 王旭升 石嘴山煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 ﹙ 3﹚ 按短路電流熱穩(wěn)定校驗(yàn)電纜截面 為確保最大短路電流通過時(shí)電纜絕緣受熱不被老化，高壓電纜所選主芯線截面應(yīng)大于等于最小熱穩(wěn)定截面的要求。最小熱穩(wěn)定截面計(jì)算如下。 minA ＝ CtI phss ﹙ 19﹚ 式中 minA — 電纜的最小熱穩(wěn)截面， 2mm ； ssI — 通過電纜的最大短路電流 , A； pht — 短路電流的持續(xù)時(shí)間，取井下高壓配電裝置斷路器跳閘時(shí)間，約為 秒。 C— 電纜芯線熱穩(wěn)定系數(shù)，見表 16。 表 16 10kV及以下電纜的熱穩(wěn)定系數(shù) ??5 芯線絕緣材料 短路允許溫度 /℃ 鋁線 銅線 120℃ 150℃ 200℃ 120℃ 150℃ 200℃ 230℃ 橡膠 聚乙烯 交聯(lián)聚乙烯 75 63 53 87 — 70 100 — 87 100 95 80 120 — 100 145 — — — — 141 注：電纜線路中間有壓接接頭時(shí)，最高允許溫度為 150℃，鍋焊接頭時(shí)為 120℃。 ﹙ 4﹚ 按允許電壓損失校驗(yàn)電纜截面 電壓損失是指線路首末兩端電壓的數(shù)值差，用U? 表示。對于 10kV 及以下高壓電纜線路電壓損失率，我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)為 7%，在計(jì)算電壓損失時(shí)，其長度應(yīng)從地面變電所至移動變電站進(jìn)線處。電壓損失計(jì)算公式為 U? ＝Ncaca U XRLI )s inc os(3 00 ?? ? 100% ﹙ 110﹚ 或 U? ＝NcxaUPL2310? ( ?tan00 XR ? ) 100% ﹙ 111﹚ 式中 U? — 電纜線路電壓損失率， % caI — 通過電流的最大長時(shí)工作電流， A； ?cos ， ?sin — 分別為電纜所帶負(fù)荷的功率因數(shù)和對應(yīng)的正弦值； 中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 P— 負(fù)荷有功功率， W； NU — 電纜線路的額定電壓， V； caL — 電纜長度， km； 0R , 0X — 分別為電纜線路單位長度的電阻和阻抗， km/? ，可由表 17 和表 18 求取。 表 17 礦用 1kV橡套電纜單位長度電阻和阻抗 單位 ： km/? ??8 相阻抗 電纜型號 截面 / 2mm 4 6 10 16 25 35 50 70 電阻 MZ、 MZP MY、 MYP MC、 MCP — — — — — — — — — — — — 電抗 注：表中的數(shù)值為 20℃時(shí)的值，換算到 65℃的電阻值為 65R ＝ 20R 。 表 18 礦用千伏級及以上屏蔽橡 套電纜電阻和阻抗 單位： km/? ??8 截面/ 2mm 型號 MYP、 MCP MCPT、 MCPTJ MYPJ、 MYPTJ、 6﹙ 10﹚ kV 20R 65R X 20R 65R X 20R 65R X 10 16 25 35 50 70