采区供电设计.doc
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1、内蒙古科技大学高等职业技术学院毕业设计说明书(论文)摘要本设计是继矿井开采与矿井设备选型设计之后,对采区供电进行的设计。本文通过利用矿井开采和设备选型设计成果,对变电所及配电点的位置的确定和供电系统中所需要的各种电气设备及电缆进行选择与校验,并对它们的保护装置进行了整定校验。最后再根据所选的设备、型号及采区条件,进行变电所硐室及设备的布置,确定硐室的大小,绘制变电所设备布置图以及供电系统图。本设计从实际出发进行系统分析,除满足一般设计规程,还满足煤矿安全规程的具体要求和标准。设计选用移动变电站一台、选变压器俩台。且向移动变电站供电的高压电缆选用屏蔽监视型矿用橡套电缆,高压开关与低压馈电开关都选
2、用具有技术先进的智能化综合保护装置的高压防暴真空开关和低压矿用隔爆真空馈电开关。其它设备开关均选为矿用隔爆真空自动馈电开关,再通过过电流保护装置整定计算,使设计可靠性高、功能完善、组合灵活,以及功耗低,保证采区供电安全、经济、高效平稳运行。关键词:采区供电 变压器 电缆 开关IVMining area power supply designAbstractThis design is the coal mining and mine equipment selection and design of power supply in mining area, the design. In thi
3、s paper, through the use of the mine and selection of equipment and design results, the substation and distribution point location and power supply system in need all kinds of electrical equipment and cable selection and calibration, and their protection device setting check. Finally, according to t
4、he selected equipment, models and mining conditions, for substation chamber and the equipment layout, determine the chamber size, drawing substation layout of equipment and power supply system diagram.This design from reality to undertake systems analysis, in addition to meet the general design rule
5、s, also meet the coal mine safety regulations requirements and standards. Design and selection of a selected mobile substation,transformer two units. To the mobile substation power supply of high voltage cable with shielding and surveillance mine india-rubber cable, high-voltage switchgear and low-v
6、oltage feed switch are selected with advanced technology of intelligent comprehensive protective device of high voltage and low voltage vacuum switch riot mine flameproof vacuum feed switch. Other equipment switch are selected for mining flameproof vacuum feed switch automatically, and then through
7、the over current protective device setting calculation, so that the design of high reliability, perfect function, flexible combination, and low power consumption, ensure the power supply security, economic, efficient and stable operation.Key Words:Mining area power supply Transformer Cable Switch目 录
8、摘要IAbstractII前 言1第一章 采区概况21.1采区基本参数及巷道布置21.2工作面供电设备选型2第二章 采区供电设计步骤52.1采区变电所位置的确定52.1.1供电方式52.1.2采区变电所位置确定原则52.1.3假想方案52.2工作面配电点的设置72.3负荷统计及变电所容量选择82.3.1选择的意义82.3.2技术比较92.4采区供电系统图的拟定112.5高压电缆的选择及校验122.5.1井下高压电缆截面的选择及校验122.5.2至移动变电站的高压电缆的选择152.6高压配电装置的选择172.6.1选择原则172.6.2移动变电站配电装置选择182.6.3干式变压器配电装置选择。
9、192.6.4采区变电所配电箱选择。192.6.5短路验算192.7低压电缆的选择及校验192.7.1选择原则192.7.2具体电压电缆型号202.7.3低压电缆长度的确定202.7.4低压电缆芯线数的确定212.7.5低压电缆主芯线截面的确定212.7.6低压电缆支线界面的选择222.7.7采区变电所至配电点的干线电缆选择232.8低压电器设备的选择272.8.1变压器总馈电开关的选择272.8.2配电磁力启动器的选择282.9过电流保护装置整定计算292.9.1短路电流计算292.9.1.1变压器供电系统各短路点计算292.9.1.2型移动变电站的短路电流计算312.9.2采区低压系统过流
10、保护装置的整定322.9.3高压配电装置过流保护整定34第三章 设计成果363.1成果内容363.1.1变电所硐室布置图363.1.2采区供电系统图37结 论43参考文献44致 谢45前 言我国的煤炭事业发展较为迅速,也是一个煤业大国。这样就要求对煤矿企业要有一个完整、且合理的供电系统。好的供电系统,对于企业来说,可以更好的利用和合理分配电力资源,促进安全生产和降低生产成本等等。煤矿井下供电尤其重要。因为它涉及到煤矿企业的生产、安全及效率。由于井下环境的特殊性,这样就对供电系统提出更高的要求。所有的设计方案都要以煤矿安全规程、煤矿井下供电设计规范、煤矿电工手册等为准则。本说明书是根据矿井开采和
11、设备选型设计成果以及采区实际条件而制订的,在设计的同时,除了满足对供电的基本要求外,还应当注意电气设备的选择(采用煤矿专用设备)电气保护装置等等。总之,所有的供电系统都是以井下安全生产所服务为目的。设计一套完整、完善的井下供电系统,对煤矿安全生产是必不可缺少的。由于水平所限,本设计中疏漏和错误之处在所难免,欢迎读者批评指正。45第一章 采区概况1.1采区基本参数及巷道布置采区开拓为中间上山,其倾角为,分东西俩翼,每翼走向长,采区分三个阶段,每段长,工作面长,煤层厚度,煤质中硬,一次采全高。本采区采用走向长臂后退式采煤方法,两翼开采,东翼掘进,掘进超前进行,两班出煤,一班整修,掘进三班生产,采区
12、巷道布置如图.所示。1.2工作面供电设备选型回采工作面采用型采煤机,并用型金属交接顶梁与单体液压支柱组成支架,支护煤层顶板,回采工作面设有型液压安全绞车煤的运输方式为:在工作面内,采用型刮板输送机及型转载机;在采区上山,采用轨道上山,采用单滚筒绞车。煤巷掘进采用打眼爆破,装煤机装煤,调度绞车调车。根据采区巷道的布置和采区的实际情况将采区的主要设备选型如表.所示。图1.1采区巷道布置表1.1采区主要设备选型序号设备名称及使用地点电动机型号设备台数每台设备电动机数额定容量额定电压额定电流额定功率因数额定效率1型采煤机(采煤工作面)111706601870.865.520.932型刮板输送机(采煤工
13、作面)12275660820.876.52.50.923型带式输送机(回采工作面巷道)12901066099.4100.866.02.50.914型转载机(采煤工作面)114066044.70.866.52.50.905型乳化液泵(采煤工作面) 21255660590.926.51.20.96喷雾泵站(采煤工作面)2123066038.80.876.520.897型液压安全绞车(采煤工作面巷道)111366013.70.875.6-0.898上山单滚筒绞车(轨道上山)1175660820.876.52.50.919型带式输送机(胶带运输上山)12301766032.418.70.910.971
14、.21.30.890.8910型装煤机(掘进工作面)21217660200.8472.50.8811型调度绞车(采掘面巷道)41411.466012.90.875.58-0.8912电钻变压器综合装置(采掘面巷道)31312660/1332.18/ 10.90.85-0.8513局部通风机(掘进工作面)2121166012.50.887-0.8814小水泵(采掘面巷道)41446605.60.755.5-0.8415照明变压器(机电硐室)2122660/1332.18/10.90.8-0.9516设备总容量890.2-第二章 采区供电设计步骤2.1采区变电所位置的确定2.1.1供电方式采区变电
15、所是采区的供电枢纽,它接受井下中央变电所送来的高压电能,待将高压变成低压后,分配或直接配给采掘工作面配电点或用电设备,但随着采煤机械化特别是综合机械化工作面的大量出现,传统的采区供电方式已不能满足要求,因此出现了采区配电所将的高压送到靠近用电负荷的移动变电站后变成低压,再送至配电点或用电设备的供电方式。传统的采区供电方式:采区变电所工作面配电点,由于这种供电方式以低压向全采区负荷供电,故比较安全,但由于所用电缆、开关较多,使供电系统相对比较复杂且电能和电压损失大,同时,低压电缆长,供电容量受到限制,这种供电方式仅适用于炮采和一般机械化采煤工作面。与传统采区供电方式相比,采区变电所移动变电站工作
16、面配电点供电方式,由于高压深入工作面,固简化了低压供电系统,缩短了低压供电距离,减少了电能损耗,保证了供电质量满足了正常运转和启动的需要,低压供电系统的简化使电网的安全可靠程度增加,并可减少电缆截面面积和低压开关数量且采用了干式自冷变压器,提高了采区的防爆性能,有利于安全,便于检修。但是,在这种供电方式中由于高压直接深入到了采区工作面附近巷道对安全不利,为克服上述不利因素,应在移动变电站高、低压两侧均设漏电、监视保护装置,借以防止漏电事故的发生,此外,由于采用了移动变电站,故需拓宽巷道,以便在工作面运输巷中为其铺设轨道,同时因地质条件变化不变,使移动变电站安装、运输和维护都受到空间的限制。2.
17、1.2采区变电所位置确定原则(1)位于负荷中心,并保证向采区内最远距离,最大容量设备供电(2)一个采区尽量采用一个变电所(3)尽量设在顶底板稳定,无淋水的地方(4)通风、运输方便为了满足上述原则;必须适当选择采取低压供电电压,参表2.1.2.1.3假想方案根据采区变电所供电方式及位置选择原则,且对照巷道布置图1.1有、2个位置,而考虑到用尽可能少的变电所向全采区供电,本采区变电所的位置大体有如下两个方案:方案1:一个采区变电所向全采区供电方案2:一个采区变电所和一个移动变电站联合向全采区供电对于方案1,在接近负荷中心处设为变电所向全采区供电,然而由于额定电压,采区设备总容量为,采煤机功率为,查
18、表2.1得知,当采用截面为的低压电缆时,其干线最大供电距离为。实际上,由于处至第一区段平巷的距离为;第一区段长,采区一翼走向长为,回采工作面随工作面每推进移动一次下限距离为,在计算电缆在变电所内的出线长以及橡套电缆应比实际长的系数,则低压干线电缆的实际供电距离:这样即使考虑使用两条截面的低压电缆供电,这时的最大供电距离仅为:,不能满足采煤机启动端电压的要求,故该方案实际不可取。对于第2方案,设想先在处建立一个固定采区变电所,另外再加一个移动变电站向回采工作面采煤机等设备供电,该方案虽有投资增加之缺点,但可以将高压深入负荷中心,具有提高供电质量的优点,因而选定这一方案。对于移动变电站通常有三中可
19、供选取的方法:(1)设置在工作面巷道口,向平巷输送机供电(2)设置在运输巷内,且在输送机侧敷设供移动变电站专用轨道,并将其设在距工作面处(3)为缩小巷道截面,不为移动变电站专设轨道,可通过工作面运输巷与下一工作面回风巷的联络巷,将移动变电站设在未进行开采的下一工作面(此行有轨道)鉴于本题给定的是西翼开采,东翼掘进,故拟参考上述移动变电站布置方式(1)和(2)将其设在回采工作面运输巷内,若采用采煤机电缆截面为,则其低压干线最大供电距离为,因计及出采煤机外,移动变电站还要向其它设备供电,故其实际最大供电距离比由表2.1查到的值小,所以,最后考虑将其移动变电站设在距工作面外的回采工作面运输平巷内。表
20、2.1 不同容量采煤机的最大供电距离采煤机功率采煤机电缆截面干线允许供电距离备注380V660V1140V7035232134745805031514704950701003558024705057660255070150351861260502651360701703510196050182105070230200356405066720701127702503527850350703902.2工作面配电点的设置(1)采区用电设备的布置根据采区具体的开采情况,首先对题目给定的负荷做全面分析,从中了解它们在采区的分布情况及相关关系,将各用电设备表明在图1.1中。(2)采区配电点的配置工作面配电
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