【正文】 壓損失、電纜的機(jī)械強(qiáng)度選擇。實(shí)際上并不需要對每條電纜均用上述各種方法選擇，而是抓住每個(gè)電纜段(或每條電纜)的主要問題選擇該段(條)電纜截面即可滿足其它條件要求。例如供電容量較大長度較長的干線電纜和單機(jī)容量較大(如掘進(jìn)機(jī)械、絞車等)且供電距離較長的主線電纜，主要按允許電壓損失選擇纜線截面即可滿足其它條件的要求；供電容量較小長度較短的支線電纜主要按允許負(fù)荷電流選擇導(dǎo)線截面即對滿足其它條件要求；移動機(jī)械所用電纜主要按機(jī)械強(qiáng)度選擇主芯線截面即可滿足其他條件要求。 按持續(xù)允許電流選擇截面[6]KIP≥Ia （64） 式中 IP——空氣溫度為25℃時(shí)，電纜允許載流量，A； K——環(huán)境溫度不同時(shí)載流量的修正系數(shù)；Ia——通過電纜的最大持續(xù)工作電流，A。 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面 A= [6] （65） 式中 A——電纜截面，mm2； ——正常負(fù)荷時(shí)，井下總的持續(xù)工作電流，A； n——不考慮下井電纜損壞時(shí)，同時(shí)工作電纜的根數(shù)； J——經(jīng)濟(jì)電流密度（A/mm2）。下井主電纜的年運(yùn)行小時(shí)，一般取30005000h。 按電纜短路時(shí)的熱穩(wěn)定選擇電纜截面 按電纜短路時(shí)的熱穩(wěn)定選擇電纜截面有以下兩種方法：熱穩(wěn)定系數(shù)法和允許短路電流法。這里主要介紹熱穩(wěn)定系數(shù)法[1]： 這種方法比較簡單，一般在紙絕緣電纜的熱穩(wěn)定計(jì)算都采用此法。 （66） 式中 ——電纜短路時(shí)熱穩(wěn)定要求的最小截面，mm2； ——三相最大穩(wěn)定短路電流，A； ——短路電流作用的假想時(shí)間，s； C——熱穩(wěn)定系數(shù)，查相關(guān)手冊。 按電壓損失校驗(yàn)電纜截面此種電壓損失校驗(yàn)電纜截面有計(jì)算法和查表法[1]，這里主要介紹計(jì)算法： （67） 也可寫成： （68） 式中 ——電壓損失百分?jǐn)?shù)； ——電纜中的負(fù)荷電流，A； ——額定電壓，kV； 、——電纜線路單位長度的電阻及電抗，Ω/km； ——電纜線路長度，km； 、——功率因數(shù)及與功率因數(shù)相對應(yīng)的正弦、正切值。高壓系統(tǒng)中的電壓損失按《全國供用電規(guī)則》[8]的規(guī)定，在正常情況下不得超過7%，故障狀態(tài)下不得超過10%。電壓損失從地面變電所算起至采區(qū)變電所母線止。 電纜截面選擇計(jì)算舉例為短路時(shí)的熱穩(wěn)定選擇電纜截面，當(dāng)供電系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式時(shí)，地面變電所下井電纜首端發(fā)生三相短路電流，其電流 = kA，按式校驗(yàn)下井電纜截面，即：查電纜的熱穩(wěn)定系數(shù)表C=[11], 假想時(shí)間=故 = 1683= mm2 mm2,又考慮其他方面校驗(yàn)的影響，這里選用70mm2做為下井電纜。 井下開關(guān)選擇嚴(yán)禁井下配電變壓器中性點(diǎn)直接接地，嚴(yán)禁由地面中性點(diǎn)直接接地的變壓器或發(fā)電機(jī)向井下供電。額定電壓與額定電流的選擇與地面高壓開關(guān)選擇相同，斷流容量的選擇也按地面開關(guān)的選擇方法，井下主要選用DW80型饋電開關(guān)和QC83型磁力起動器，對電鉆和照明采用綜合保護(hù)裝置。其它設(shè)備的選擇方法與井上選擇基本相同，這里不在說明，其所選設(shè)備型號均標(biāo)于設(shè)備選擇或所畫大圖中。7 保護(hù)裝置四股泉煤礦供電系統(tǒng)井上、井下的保護(hù)裝置包括繼電保護(hù)和防雷、接地等，本章只對這些保護(hù)作簡單的介紹。 繼電保護(hù)裝置[15]煤礦供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)是保證煤礦安全供電的重要工具。裝設(shè)繼電保護(hù)裝置是根據(jù)四股泉煤礦電力系統(tǒng)的接線和運(yùn)行的特點(diǎn)，適當(dāng)考慮其發(fā)展，選擇設(shè)備力求技術(shù)先進(jìn)經(jīng)濟(jì)合理。 本設(shè)計(jì)中的電力設(shè)備和線路有主保護(hù)和后備保護(hù)，必要時(shí)可增設(shè)輔助保護(hù)。 主保護(hù)——滿足系統(tǒng)穩(wěn)定及設(shè)備安全要求，有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和全線路故障的保護(hù)。后備保護(hù)應(yīng)在主保護(hù)或斷路器拒絕動作時(shí)切除故障。后備保護(hù)——可分為遠(yuǎn)后備和近后備兩種形式： 遠(yuǎn)后備——當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒絕動作時(shí)，由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備。 近后備——當(dāng)主保護(hù)拒絕動作時(shí)，由本設(shè)備或線路的另—套保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備；當(dāng)斷路器拒絕動作時(shí)，由斷路器失靈保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備。 輔助保護(hù)——為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的不足而增設(shè)的簡單保護(hù)。 本設(shè)計(jì)在考慮下列因素的情況下裝設(shè)保護(hù)裝置： 當(dāng)被保護(hù)元件發(fā)生短路或足以破壞系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)動作于掉閘；在發(fā)生不正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)動作于信號。 礦井變電所的高壓饋電線上，裝設(shè)有選擇性的檢漏保護(hù)裝置。保護(hù)裝置應(yīng)以足夠小的動作時(shí)限去切除故障，保證系統(tǒng)剩余部分仍能可靠運(yùn)行。 動作于掉閘的保護(hù)裝置一般應(yīng)保證選擇性，在必須加快動作時(shí)，應(yīng)考慮由自動重合閘來補(bǔ)救保護(hù)的無選擇性動作。 選擇保護(hù)方式時(shí)，不考慮可能性很小的故障類型和運(yùn)行方式，力求使用最少數(shù)量的繼電器和觸點(diǎn)，使其接線簡單可靠。 保護(hù)裝置的電壓回路斷線時(shí)如能造成誤動作，則裝設(shè)防止這種誤動作的閉鎖裝置并發(fā)出信號。 表示保護(hù)裝置動作的必要回路內(nèi)裝設(shè)信號繼電器。 保護(hù)裝置除作為被保護(hù)元件的主保護(hù)外，如有可能還作相鄰元件的后備保護(hù)。 在實(shí)際可能出現(xiàn)的最不利方式或故障類型下，保護(hù)裝置應(yīng)對計(jì)算點(diǎn)有足夠的靈敏度。保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)為：對反應(yīng)電氣量上升的保護(hù)裝置對反應(yīng)電氣量下降的保護(hù)裝置 保護(hù)裝置的靈敏度應(yīng)該互相配臺，從故障點(diǎn)向電源側(cè)方向逐步降低保護(hù)裝置的靈敏度。1保護(hù)裝置所用的電流互感器，對最大負(fù)載和最大整定的故障電流，其誤差小于10%。 防雷保護(hù)及接地 變電所防雷裝置避雷針 為防止直擊雷對變電所電氣設(shè)備、線路及建筑物等侵害，本設(shè)計(jì)變電所采用避雷針。避雷針高于被保護(hù)設(shè)備，并具有良好的接地，所以能起到保護(hù)作用。上圖為地面變電所防雷保護(hù)的平面布置圖，避雷針接地線與保護(hù)接地線在土壤中距離大于3米。避雷器 避雷器是防護(hù)感應(yīng)雷對電氣設(shè)備產(chǎn)生危害的保護(hù)裝置，它一端與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，另一端接地，且放電電壓低于被保護(hù)設(shè)備的絕緣水平。當(dāng)感應(yīng)雷(雷電波)入侵設(shè)備時(shí)，避雷器首先被擊穿并對地放電，從而使電氣設(shè)備受到保護(hù)。地面變電所防雷保護(hù)平面圖如71所示。圖71 地面變電所防雷保護(hù)平面圖 地面變電所保護(hù)接地網(wǎng)保護(hù)接地網(wǎng)是將變電所在正常運(yùn)行時(shí)，設(shè)備(構(gòu)架)不帶電的外露金屬體與接地引線、接地干線和接地極在電氣上連接起來組成的整體。為了減少對地電位分布曲線的陡度，接地網(wǎng)還設(shè)有水平均壓帶，從而減小接觸電壓和跨步電壓。對不同點(diǎn)的接地電阻至少每年測量一次，保證達(dá)到一定的要求。地面變電所保護(hù)接地網(wǎng)如下圖72所示。圖72 地面變電所保護(hù)接地網(wǎng)1隔離開關(guān)；2構(gòu)架；3斷路器；7隔離開關(guān)；9斷路器；10電壓互感器、避雷器； 11鉛錘接地極；12變壓器；13屋內(nèi)接地干線；14接地引線；15屋外接地干線；16均壓帶 井下保護(hù)接地網(wǎng)本設(shè)計(jì)在井下指定點(diǎn)敷設(shè)主接地極、局部接地極、并用電纜鉛包、鎧裝外皮及接地線相互連接起來，形成一個(gè)總接地網(wǎng)。從接地網(wǎng)上任一局部接地極測得的總接地網(wǎng)電阻，不應(yīng)超過2Ω。接地網(wǎng)電阻越低對人身越安全，但太低有一定的困難。井下總接地網(wǎng)包括：主接地極、局部接地極、接地母線和輔助接地母線、連接導(dǎo)線和接地導(dǎo)線。禁止采用鋁導(dǎo)線作為接地極、接地母線、輔助接地母線、連接導(dǎo)線和接地導(dǎo)線，禁止使用無接地線（或無其他可供接地的護(hù)套，如鉛皮、銅皮套等）的橡套電纜或塑料電纜。 井下保護(hù)接地網(wǎng)示意圖如73所示： 圖73 井下保護(hù)接地網(wǎng)示意圖1－接地母線；2－輔助接地母線；3－主接地極；4－局部接地極；5－漏電保護(hù)輔助接地極；6－電纜；7－電纜接地層；8－中央變電所；9－采區(qū)變電所；10－配電點(diǎn)；11－電纜接線盒；12－連接導(dǎo)線；13－接地導(dǎo)線；14－采煤機(jī)組；15－輸送機(jī)8 結(jié) 論經(jīng)過這段時(shí)間的努力和精心設(shè)計(jì),通過翻閱大量的資料文獻(xiàn)，使我對四股泉煤礦井上井下供電系統(tǒng)有了深入的探索和研究。依照四股泉煤礦具體現(xiàn)狀，在原有煤礦設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了能滿足本礦安全、可靠生產(chǎn)的煤礦地面和井下供電系統(tǒng)。雖然本設(shè)計(jì)滿足了本礦一般的生產(chǎn)需要，但由于本人知識水平的相對欠缺，對現(xiàn)代先進(jìn)的煤礦開采方式和供電系統(tǒng)先進(jìn)設(shè)備缺少一定的了解，因此在設(shè)計(jì)中很少使用現(xiàn)代化的微機(jī)監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)，這也是本設(shè)計(jì)有待于改進(jìn)的地方。在以后的學(xué)習(xí)和社會實(shí)踐中，我會加強(qiáng)各方面知識的學(xué)習(xí)，掌握更多的科學(xué)文化知識，為社會獻(xiàn)出自己的微薄之力。通過這段時(shí)間對四股泉煤礦供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使我對所學(xué)知識進(jìn)行了系統(tǒng)的歸納，對自己現(xiàn)在所掌握的知識水平有了一定的了解，這對我以后的實(shí)際工作將會起著很大的促進(jìn)作用。41致 謝本設(shè)計(jì)是在史艷梅的悉心指導(dǎo)下完成的。在與史艷梅老師相處的這段時(shí)間里，她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和在指導(dǎo)我們完成畢業(yè)設(shè)計(jì)中所表現(xiàn)出來的吃苦耐勞的精神、開拓創(chuàng)新的能力給我留下了深深的印象。從師于史老師的時(shí)間里，不但使我學(xué)到了很多的專業(yè)知識，而且在治學(xué)、生活和做人方面也學(xué)到了很多東西，這對我以后的路將是一筆寶貴的財(cái)富。借此設(shè)計(jì)完成之際，謹(jǐn)向幾個(gè)月以來一直指導(dǎo)、關(guān)心我的史老師表示誠摯的感謝！同時(shí)要感謝從教和關(guān)心我的其他老師，在此致以深深的謝意！還要感謝與我一起學(xué)習(xí)的同學(xué)，感謝他們一直以來對我的支持和幫助！在即將結(jié)束大學(xué)本科學(xué)習(xí)生涯啟程遠(yuǎn)行的時(shí)候，我難以表達(dá)對父母的感激之情。謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給遠(yuǎn)方默默支持我的父母，他們的摯愛就像大海一樣深邃，使我有勇氣面對一切的困難，他們的摯愛現(xiàn)在是、并將永遠(yuǎn)是我拼搏進(jìn)取的力量源泉。參考文獻(xiàn)[1] 王崇林 [2] [3] [4] . 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