【正文】 .....................................................................................5 移動(dòng)變電站選擇 ...............................................................................................64 采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定 .........................................................................................12 供電系統(tǒng)的擬定原則 .....................................................................................11 供電系統(tǒng)的確定 .............................................................................................115 采區(qū)高低壓電纜選擇 .........................................................................................12 高壓電纜 的選擇 .............................................................................................12 低壓電纜選擇 .................................................................................................166 短路電流的計(jì)算 .................................................................................................333 / 61 計(jì)算短路電流的目的 .....................................................................................33 短路電流的計(jì)算 .............................................................................................337 隔爆型高低壓配電裝置選擇 .............................................................................42 高壓配電裝置的選擇 .....................................................................................42 隔爆型低壓配電裝置選擇 .............................................................................438 防雷與接地 .........................................................................................................45 概述 .................................................................................................................45 防雷保護(hù) .........................................................................................................459 采區(qū)變電所的防火措施 .....................................................................................4910 照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...................................................................................................50 概述 ...............................................................................................................50 井下照明系統(tǒng) ...............................................................................................50 井下照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 ...........................................................................5011 設(shè)計(jì)總結(jié) ...........................................................................................................51致謝語 .....................................................................................................................52參考文獻(xiàn) .................................................................................................................53附錄 A......................................................................................................................541 / 61前言電力是現(xiàn)代煤礦的動(dòng)力，首先應(yīng)該保證供電的可靠和安全，并做到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面合理滿足生產(chǎn)的需要。本論文根據(jù)采區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，圍繞某礦井 10kV 變電所對(duì)這一課題展開了全面的設(shè)計(jì)與研究，主要完成以下工作：針對(duì)礦井負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)要求，使用需用系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，據(jù)此對(duì)移動(dòng)變電站進(jìn)行了選擇，并對(duì)整個(gè)采區(qū)供電系統(tǒng)進(jìn)行了確定。采用解析法對(duì)采區(qū)供電系統(tǒng)進(jìn)行了短路計(jì)算。為了在供配電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能夠自動(dòng)地、迅速地、有選擇地將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，以免事故的擴(kuò)大，在論文中對(duì)采區(qū)變電所繼電保護(hù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。1 概述 采區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)﹙1﹚礦井的瓦斯等級(jí)，采區(qū)煤層走向、傾角、煤層厚度煤層硬度、頂?shù)装迩闆r、支護(hù)方式；﹙2﹚采區(qū)巷道布置，采區(qū)區(qū)段數(shù)目、區(qū)段長(zhǎng)度、走向長(zhǎng)度、采煤工作面長(zhǎng)度，采煤工作面數(shù)目，巷道斷面尺寸；﹙3﹚采煤方法，煤、矸石、材料的運(yùn)輸方式，通風(fēng)方式；﹙4﹚采區(qū)機(jī)械設(shè)備的布置，各用電設(shè)備的詳細(xì)技術(shù)特征；﹙5﹚電源情況，了解采區(qū)附近現(xiàn)有變電所及中央變電所的分布情況，供電能力及高壓母線上短路容量等情況；﹙6﹚采區(qū)年產(chǎn)量，月產(chǎn)量、年工作時(shí)數(shù)，電氣設(shè)備的價(jià)格、當(dāng)?shù)仉妰r(jià)、硐室開拓費(fèi)用、職工人數(shù)、作業(yè)制度等； 采區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)要符合《煤礦安全規(guī)程》 《煤礦工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《煤礦井下供電、設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》設(shè)計(jì)遵循煤礦工業(yè)建設(shè)的方針政策，在保證供電安全可靠的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，經(jīng)濟(jì)比較合理、選擇最佳方案。積極采取措施，減少節(jié)能損耗，節(jié)約能源。 供電的重要性及基本要求： ﹙一﹚ 采區(qū)井下特殊的環(huán)境﹙二﹚ 煤礦企業(yè)對(duì)供電的基本要求 ??11．供電安全：① 供電安全就是包括人身和設(shè)備安全；② 必須嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行供電，確保安全生產(chǎn)；2．供電可靠：① 要求供電連續(xù)可靠；3 / 61② 采用雙電源供電；3．供電優(yōu)質(zhì)：① 要求用電設(shè)備在額定參數(shù)下運(yùn)行性能最好；② 反應(yīng)供電質(zhì)量指標(biāo)主要由四個(gè)：電壓，各種電器設(shè)備要求電壓偏差不一樣，一般工作情況下電動(dòng)機(jī)允許偏差177。%～177。對(duì)整個(gè)采區(qū)的安全生產(chǎn)影響極大，因此，真確進(jìn)行采區(qū)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是十分必要的。通過本次設(shè)計(jì)鞏固所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，學(xué)會(huì)真確查閱資料和參考文獻(xiàn)，培養(yǎng)計(jì)算數(shù)據(jù)，繪制圖表以及分析問題和解決問題的能力。采區(qū)供電設(shè)計(jì)的范圍：① 確定采區(qū)變電所、工作面配電點(diǎn)和移動(dòng)變電站的位置； ② 采區(qū)綜采工作面用電設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)以及確定移動(dòng)變電站容量、型號(hào)、臺(tái)數(shù)；③ 根據(jù)采區(qū)綜采工作面設(shè)備的布置情況擬定供電系統(tǒng)圖；④ 高低壓電纜選擇； ⑤ 短路電流的計(jì)算；⑥ 隔爆型高低壓配電裝置選擇； ⑦ 繪制采區(qū)綜采工作面供電系統(tǒng)圖及機(jī)電設(shè)備的布置圖。 ﹙2﹚每個(gè)采區(qū)只好設(shè)一個(gè)變電所，對(duì)整個(gè)采區(qū)和掘井工作面供電，并且盡量不遷移或少遷移變電所，減少變電所硐室的開拓費(fèi)用，如一個(gè)變電所不能滿足要求時(shí)，可在下一個(gè)區(qū)段增設(shè)變電所，初期向掘井供電，后期向回采供電。﹙4﹚設(shè)備運(yùn)輸要方便，便于電纜進(jìn)出，地質(zhì)條件好，頂?shù)装宸€(wěn)定，無淋水。 工作面配電點(diǎn)位置的確定 ??2 ﹙1﹚回采工作面配電點(diǎn)一般在距工作面 50m～70m 處的巷道中；﹙2﹚掘井工作面配電點(diǎn)距掘進(jìn)頭 80m～100m，一般配電點(diǎn)至掘進(jìn)設(shè)備的電纜長(zhǎng)度不宜超過 100m 為宜；﹙3﹚在電纜分叉點(diǎn)應(yīng)設(shè)有配電點(diǎn)，此配電點(diǎn)在巷道交匯處附近。5 / 613 采區(qū)供電系統(tǒng)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)與移動(dòng)變電站選擇 供電電壓確定《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，采區(qū)各級(jí)配電電壓和各種電器設(shè)備的額定電壓等級(jí)應(yīng)符合下列要求： ??4① 高壓不超過 10kV，低壓不超過 1140V；② 照明、信號(hào)電話和手持式電氣設(shè)備的供電額定電壓不超過 127V；③ 遠(yuǎn)距離控制線路的額定電壓不超過 36V；④ 采區(qū)電氣設(shè)備使用 3300V 供電時(shí)，必須專門的安全措施。表 11 綜采工作面電壓等級(jí)使用范圍 ??3電壓等級(jí)/V適用于采煤方式 綜采總?cè)萘?kW單機(jī)最大容量/kW雙機(jī)最大容量/kW 日產(chǎn)量/﹙t/d﹚6601140300薄煤層和部分中厚煤層綜采普通綜采一次全高厚煤層綜采500～10001000～1500≥3000150～170300～400≥1000﹙2150﹚～﹙2170﹚﹙2375﹚～﹙2400﹚＞2400500～10001000～5000500～10000隨著現(xiàn)代化大型礦井不斷建設(shè)，高產(chǎn)高效的綜采工作面裝機(jī)總?cè)萘坎粩嘣龃?，傳統(tǒng)的井下 6Kv 配電電壓已不能滿足供電合理的要求，自 1992 年《煤礦安全規(guī)程》已將 10kV列入入井電壓。下井電壓升高到 10kV 后，大大提高電網(wǎng)的輸送能力及供電可靠性。該計(jì)算方法是借助一些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，由各用電設(shè)備的額定功率求取一組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。deK— 一組用電設(shè)備的加權(quán)平均功率因數(shù)，即各用電設(shè)備的額定功率 與額定功wm?cos nNP率因數(shù) 的乘積之和與他們總功率之比，按式﹙12﹚求得。 ﹦ + ﹙13﹚de?Nmax式中 — 一組設(shè)備中容量最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定功率，kW。移動(dòng)變電站容量應(yīng)根據(jù)設(shè)備的布置、電壓等級(jí)，確定幾個(gè)分組方案，分別求出各方案下的各組計(jì)算容量，初選移動(dòng)變電站的額定容量及臺(tái)數(shù)，確定最優(yōu)分組方案。煤質(zhì)硬度 ～，煤層平均厚度為 ，容重為103㎏/㎡。表 12 礦井用電負(fù)荷計(jì)算需用系數(shù)和加權(quán)平均功率因數(shù) ??57 / 61用 電 設(shè) 備 需用系數(shù) deK加權(quán)平均功率因數(shù) wm?cos采煤工作面綜合機(jī)械化工作面﹙自移支架﹚一般機(jī)械化工作面﹙單機(jī)支架﹚一般機(jī)械化工作面﹙傾斜機(jī)采面﹚緩傾斜煤層﹙炮采工作面﹚急傾斜煤層﹙炮采工作面﹚ + P/∑P + P/∑P～～～～～掘井工作面采用掘井機(jī)不采用掘井機(jī)的～～井下運(yùn)輸蓄電池電機(jī)車其他運(yùn)輸設(shè)備﹙如輸送機(jī)、絞車等﹚架線電機(jī)車～井底車場(chǎng)有主排水設(shè)備無主排水設(shè)備～～采區(qū)工作面電源電壓為 10kV，來自前方的中央變電所，根據(jù)用電設(shè)備的電壓等級(jí)、容量與布置，采用 660V，1140V 和 3300V 三種電壓等級(jí)供電。表 13 綜采工作面設(shè)備及負(fù)荷統(tǒng)計(jì)設(shè)備名稱 部位 電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kW額定電壓/V額定電流/A額定功率因 N?cos截割電機(jī) 2 YBCS650A 6502 3300 1362 牽引電機(jī) 2 902 380 1692 MG650/1620WD 型采煤機(jī)調(diào)高電機(jī) 1 40 3300 一組額定功率/kW加權(quán)平均功率因數(shù) wm?cos1520SGZ1000/1400 型刮板輸送機(jī)2YBSD700/350/8﹙雙速電動(dòng)機(jī)﹚700/3502