【正文】 第 2 頁(yè) 共 31 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 機(jī)電一體化 071 班 姓名： 趙雷林 設(shè)計(jì)題目： 煤礦采區(qū)供電 設(shè)計(jì)條件及要求 條件： 供電方式圖； 符合統(tǒng)計(jì)表； 要求 ： 繪制一張 A1 供電系統(tǒng)圖，圖中標(biāo)出設(shè)備型號(hào)、電纜截面、長(zhǎng)度、短路點(diǎn)、保護(hù)整定值。 繪制一張 A2 采區(qū)變電所設(shè)備布置圖； 設(shè)計(jì)時(shí)間：自 2021 年 6月 20日至 7 月 5 日 設(shè)計(jì)指導(dǎo)人：張名忠 教務(wù)副院長(zhǎng)： 年 月 日 第 3 頁(yè) 共 31 頁(yè) 前言 電力是現(xiàn)代化礦山企業(yè)生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿?lái)源，煤礦的電氣化為煤礦生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化和自動(dòng)化創(chuàng)造了有利條件，不斷地改善礦工的勞動(dòng)條件。對(duì)礦山企業(yè)進(jìn)行可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、合理的供電，對(duì)提高經(jīng)濟(jì)效益及保證安全生產(chǎn)方面都十分重要。采區(qū)是井下動(dòng)力負(fù)荷集中的地方，采區(qū)供電是否安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理將直接關(guān)系到人身、礦井和設(shè)備安全及采區(qū)生產(chǎn)的正常進(jìn)行。 此次設(shè)計(jì)在張名忠老師的諄諄指導(dǎo)下和組員的配合下順利完成，在此，代表全供電組向張名忠老師表示衷心的感謝 ! 限于設(shè)計(jì)者的水平，設(shè)計(jì)中不周全的地方，望老師在批閱中指出和更正。向機(jī)采或綜采工作面供電的移動(dòng)變電站設(shè)在距工作面 150m 處的運(yùn)輸順槽的入口處，距上山巷道 20m 處的地方。 第二節(jié) 采區(qū)供電系統(tǒng)圖 擬定采區(qū)供電系統(tǒng)圖：當(dāng)采區(qū)變電所、工作面配電點(diǎn)、移動(dòng)變電站的位置確定后，即可擬定供電系統(tǒng)圖。 采區(qū)變電所雙回路供電時(shí)，應(yīng)分別設(shè)置電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)。經(jīng)礦總工程師 批準(zhǔn)，也可采用裝有選擇性保護(hù)裝置的供電線路供電，但每天有專(zhuān)人查一次，確保局部通風(fēng)機(jī)可靠運(yùn)轉(zhuǎn)； 1局部通風(fēng)機(jī)和掘進(jìn)工作面中的電氣設(shè)備必須裝有風(fēng)電閉鎖裝置。 由以上原則，可得開(kāi)關(guān)布置圖： 圖中， 4為高壓配電箱，共 4 臺(tái)； 第 6 頁(yè) 共 31 頁(yè) 1 1 1 1 1 1 1 18為饋電開(kāi)關(guān)（低壓），共 14 臺(tái)； 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 33 3 3 3 3 37為磁力啟動(dòng)器，共 19 臺(tái)。相關(guān)數(shù)據(jù)由后面相應(yīng)章節(jié)得出。 T1=P2N+P6N+2P7N+P8N=25+14+2 25+= 式中： P2N、 P6N、 P7N、 P8N為設(shè)備的額定功率，由負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表查出。 T2=8P1N+2P2N+P3N+2P4N +P5N =8 40+14+2 25+15+2 40+17=482KW 式中： P1N、 P2N、 P3N、 P4N、 P5N為設(shè)備的額定功率，由負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表查出。該采區(qū)變電所內(nèi)的電力變壓器選用 KS7 系列低損耗礦用變壓器。 ωm2de1 cosK ?、 —— 變壓器所帶負(fù)荷需用系數(shù) d e 2d e 1 ?? 、 變壓器平均功率因數(shù) o o s ω m 21 ?? ?? ? 、m （由附表十查到） —— 變壓器一次側(cè)額定電壓， 6 KV 額定容量的確定 由于變壓器是用于采區(qū)變電所，考慮留有 15%25%的余量作為發(fā)展的余地，故： 第 8 頁(yè) 共 31 頁(yè) ? ?? ?K V A6 0 2 . 5—5 5 4 . 3S25%—15%1SK V A6 2 . 6 7 5—5 7 . 6 6S25%—15%1ST2N 稵T1N 稵211?????? 查附表四（ KS7 系列低損耗礦用變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)）取標(biāo)準(zhǔn)容量， T1 為KS7100/6 型； T2 為 KS7630/6 型。 第 9 頁(yè) 共 31 頁(yè) 第三章 低壓電纜的選擇 電纜的選擇是供電設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，為保證供電的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理和供電質(zhì)量的要求，必須合理的選擇電纜的型號(hào)和截面積。 第一節(jié) 支線電纜 一、選擇原則 按機(jī)械強(qiáng)度選擇，查表十一 按長(zhǎng)時(shí)允許電流選擇。 式中： caI —— 長(zhǎng) 時(shí)工作電流，取電動(dòng)機(jī)的額定電流； opI —— 電纜的長(zhǎng)時(shí)工作電流； soK —— 不同溫度的修正系數(shù)（本次設(shè)計(jì)取 1） 取兩者中最大者為該電纜的確定型號(hào)及截面； 注：控制負(fù)荷相同的支線電纜可放在一起選擇。在計(jì)算過(guò)程中還是按開(kāi)始選定的截面進(jìn)行選擇。 選擇原則（截面積） ①按允許電流選，查附表十三 ： 21 NNca III ?? ： ? ?Ac osU3 10ΣPKI ωmN3Ndeca ???? 式中： m??cos,Kde —— 需用系數(shù) d e 2d e 1 ?? 、 加權(quán)平均功率因數(shù) o o s ω m 21 ?? ?? ? 、m NP? —— 干線所帶負(fù)荷額定功率之和， KW NU —— 干線電纜平均電壓， 660V ②按正常工作允許電壓損失效驗(yàn)截面 對(duì) 380V 系統(tǒng)，允許電壓損失 PU? =39V； 對(duì) 660V 系統(tǒng)，允許電壓損失 PU? =66V； 對(duì) 1140V 系統(tǒng)，允許電壓損失 PU? =117V； 允許電壓損失 blmsTN ΔUΔUΔUΔU ??? ； 式中： 2NU? —— 變壓器二次側(cè)額定電壓， 693V 按原則①進(jìn)行選擇 ① 6開(kāi)關(guān)控制回路所包含的干線有 L L L8 干線 L6： 21 NNca ????? A 查附表十三取 16mm2 ，因干線電纜大于支線，所以取 25mm2 干線 L7： 10 A osU3 10ΣPKI3ωmN3Ndeca ??? ??????? ? 查附表十三，取 25mm2 干線 L8： 140A osU3 10ΣPKI3ωmN3Ndeca ??? ??????? ? 查附表十三，取 35mm2 ② 7開(kāi)關(guān)控制回路所包含的干線有 L1 L15 干線 L14： 21 NNca ????? A 查附表十三取 16mm2 ，因干線電纜大于支線，所以取 25mm2 干線 L15： 10 A osU3 10ΣPKI3ωmN3Ndeca ??? ??????? ? 查附表十三，取 25mm2 ③ 9開(kāi)關(guān)控制回路所包含的干線有 L1 L20 干線 L19： 21 NNca ????? A 第 11 頁(yè) 共 31 頁(yè) 查附表十三取 6mm2 干線 L20： osU3 10ΣPKI3ωmN3Ndeca ??? ?????? ? 查附表十三，取 10mm2 ④ 11開(kāi)關(guān)控制回路所包含的干線有 L2 L32 干線 L28： osU3 10ΣPKI3ωmN3Ndeca ??? ?????? ? 查附表十三，取 6mm2，因干線電纜大于支線，所以取 25mm2 干線 L32： osU3 10ΣPKI3ωmN3Ndeca ??? ?????? ? 查附表十三，取 4mm2，因干線電纜大于支線，所以取 25mm2 按原則②進(jìn)行效驗(yàn)： a、變壓器的內(nèi)部損失 ? ?? ?? ? ? ? %%%2100101002 0 0 0100SP%u100100% s i nu% c o su1 0 0 SSUΔU:T22223TNTNωmxωmrTNTT2NT1111111T11T11111????????????????????????????rxruusuV?? ? ?? ?? ? ? ? %%%106308100100SP%u630100482693% s i nu% c o suS100SUΔU:T22223TNTNωmxωmrT2NT2T22NT22222222T22T22?????????????????????????????rsxruuuV?? 式中： ST—— 變壓器容量。 SNT1=100KVA,SNT2=630KVA； —— 變壓器容量。 8 1 0 0 WΔP2 0 0 0 W ,ΔP T2NT1N ?? ?? ωmcos? —— 變壓器平均功率因數(shù) o o s ω m 21 ?? ?? ? 、m 其因數(shù)角正弦值 i i n ω m 21 ?? ?? ? 、m ； %us —— 變壓器阻抗電壓百分分?jǐn)?shù)。 ? ? 2542 .5660 101016040ArU 10LPΔU 3blscN3blblbl ??? ?????? ??? 7回路 :取支線 L1 L18 的電壓損失。 .5660 101025ArU 10LPΔU 3blscN3blblbl ??? ????? ??? 11回路 :取支線 L33 的電壓損失。 C、供電線路中干線電壓損失及效驗(yàn) 6回路 :干線 L L L8的電壓損失。根據(jù)電纜型號(hào)和芯線數(shù)確定的原則，確定選用 ZQ2010003 95型銅芯鎧裝電纜。 3403 0 025 2404 8 . 66 6 0 10ArU 10LPΔU 3m s iscN 3m s imN1ms ??????? ????????? ???? ?? sini 效驗(yàn)截面積： blms2TP ??????? ? （不合適） 采用同一截面，加大至 50mm2，此時(shí) ? blms2TP ??????? ? （合適） 效驗(yàn)合格。 9回路 :干線 L1 L20 的電壓損失。根據(jù)電纜型號(hào)和芯線數(shù)確定的原則，確定選用 ZQ2010003 50型銅芯鎧裝電纜。 8 .6660 10ArU 10LPΔU 3m s iscN 3m s imN1ms ??????? ??????? ???? ?? sini 效驗(yàn)截面積： blms2TP ??????? ? （合適） 效驗(yàn)合格。 式中： msi??NP —— 干線電纜所帶負(fù)荷功率， KW； NU —— 干線電纜平均電壓， 660V； msiA —— 干線電纜截面， mm2 ； scr —— 支線電纜電導(dǎo)率， 2/ mmm ?? ,由附表十四查出； msiL —— 干線長(zhǎng)度， m；由供電方式圖選取。 選擇原則： ①按允許電流選，查附表十三 電纜的長(zhǎng)時(shí)工作電流： ? ?Ac osU3 10ΣPKI ωmN3Ndeca ???? 式中： m??cos,Kde —— 需用系數(shù) ? ，加權(quán)平均功率因數(shù) ωm ?? NP? —— 干線所帶負(fù)荷額定功率之和， KW NU —— 干線電纜平均電壓， 660V ②按允許電壓損失選擇最小截面 干線電壓損失： blTPms ΔUΔUΔUΔU ??? ； 干線最小截面：msscN3Ndem in UrU 10ΣPKA ?? ????? msms L（ mm2） 式中： msU? —— 干線允許的電壓損失， V； minmsA? —— 干線電纜最小截面， mm2； msiA —— 干線電纜截面， mm2 ； 第 14 頁(yè) 共 31 頁(yè) scr —— 支線電纜電導(dǎo)率， 2/ mmm ?? ,由附表十四查出； msL —— 干線長(zhǎng)度， m；由供電方式圖選取。根據(jù)電纜型號(hào)和芯線數(shù)原則，確定選用 ZQ203 25型銅芯鎧裝電纜； 干線 L1選擇 25mm2。如該干線滿足起動(dòng)條件，其他干線必能滿足要求。 =81A,=517A； —— 變壓器容量。 %u2,%u 21 rr ?? ； %ux —— 變壓器電抗電壓百分分?jǐn)?shù)。 原則：取最遠(yuǎn)、功率最大的那臺(tái)作為該回路的計(jì)算設(shè)備。 支線啟動(dòng)電壓損失： 計(jì)算電壓損失最大的那一條，即： stblsc blbl . s tbl . s t c osAr LI3ΔU ?? 式中： —— 支線 所帶電動(dòng)機(jī)的實(shí)際啟動(dòng)電流， A；