毕业设计论文龙顶点山煤矿15107综采工作面供电设计.doc

龙顶山煤业有限公司供电设计设计题目 龙顶山煤矿15107综采工作面供电设计 设计内容：设计日期 年 月 日 至 年 月 日设计地点 指导教师 系 主 任 年 月 日摘 要供电设计是煤矿设计的重要内容之一，是保证煤矿安全运行的重要环节。本文介绍了山西科兴集团龙顶山煤矿15107综采工作面的供电系统，根据现场实际情况,遵循煤矿安全规程、煤矿电工手册,对综采工作面进行了供电设计,其设计内容为：工作面的负荷统计、变压器的选择、高低压电缆的选择、短路电流的计算、低压开关和移变高馈保护装置整定。本文还分析了选择计算校验时的原则，提供了计算公式及一些给定数据，并选取了合适的系数，通过精确的计算，选取了合适的变压器、电缆、开关，使工作面供电系统安全可靠，电压质量和经济，保证生产的正常运行。目 录第一章 供电概述1.1、供电方式31.2、工作面负荷统计4第二章 变压器的选择.5 2.1需用系数的确定.5 2.2变压器型号的确定.7第三章 选择低压电缆 3.1电缆的选择确定电缆型号、芯线根数 原则：83.2 确定电缆长度原则：83.3确定主芯线截面10第四章 短路电流计算144.1、计算短路电流的目的14 4.2| 短路电流的计算公式.15第五章 低压开关和移变高馈保护装置整定17 5.1开关明细.17 5.2电流的整定计算.18 总 结20附 件21第一章 供电概述1.1、供电方式根据采区开拓及采掘运设备布置情况，该矿现有的配电设备能够满足采煤工艺要求，可以继续使用，不必更换。本设计仅对采区配电系统进行了一些局部调整，使其结构更加合理、优化。本设计在回采工作面设置一台KBSGZY-1000/6/1.2kV 1000kVA型矿用隔爆型移动变电站为采煤机和可弯曲刮板输送机提供1140V电源，配电装置选用QJZ-2×200/1140S型矿用隔爆型开关；在移动变电站设置一台KBSGZY-500/6/0.69kV 500kVA型矿用隔爆型移动变电站为运输顺槽的用电设备提供660V电源，主要设备的配电装置选用BKD16-400/660型矿用隔爆型真空开关。回风顺槽用电设备的660V电源引自移动变电站。井下电压等级的确定：井下配电电压1140V 、660V、127V。采区电缆必须使用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆，符合MT818标准。采区移动变压器电缆选用MYPTJ-6/10 型矿用移动屏蔽监视型橡套软电缆；采区1140V移动电缆选用MYP-0.66/1.14型矿用屏蔽橡套软电缆；采区660V移动电缆选用MYP-0.38/0.66型矿用屏蔽橡套软电缆；井下照明电缆选用MYQ-0.3/0.5型矿用轻型橡套软电缆。1.2、工作面负荷统计工作面负荷统计表1-3序号设备型号主要技术指标总容量（kw）1刮板输送机SGZ730/2×110出厂长度：180m 输 送 量：800T/h刮板链速：1.1m/s 功率：110KW2202采煤机MG250/600-WD1装机功率：598.5KW最大电机截割电机功率：250KW598.53破碎机PLM1000破碎粒度最大：300mm 功率：90 KW904转载机SZB730/75功率：75 台数:1755乳化泵BRW200/31.5功率：125 台数：21256喷雾泵BPW250/5.5功率：30 台数：2307潜水泵YBQW-5.5功率：5.5 台数：316.58坑道钻机ZDW1200S功率：22 台数：2449皮带机DTL/100/88装机功率：88KW8810照明综保ZBZ-4.0/1140（660）功率：4 台数：312合计1299第二章 变压器的选择1、变压器容量、型号及台数选择（1）变压器容量、型号及台数选择综采工作面用电设备的需用系数计算公式：=0.4+0.6. (1)A、1140V系统变压器容量、型号及台数选择需用系数：Kx=0.4+0.6 PN·max/PN=0.4+0.6×250÷983.5=0.55功率因数：cos=0.7式中 负荷额定总功率; 最大电机功率250kw；根据式(1)计算需用系数=0.55 ；视在功率S 计算视在功率：S= KdPN/cos=0.55×983.5/0.7=773KVA根据SNSN。选择我矿现有容量为1000KVA，型号为KBSGZY-1000/10的变压器。型号容量kVA额定电压 kV额定损耗kW阻抗电压 %空载电流 %连接组高压低压空载短路KBSGZY-1000/101000103.45/1.22.64.551.2Y，d11B、660V系统变压器容量、型号及台数选择需用系数：Kd=0.4+0.6 PN·max/PN=0.4+0.6×125÷326.9=0.63功率因数：cos=0.7计算视在功率：SN= KdPN/cos=0.63×315.5÷0.7=284KVA根据SNSN，选择我矿现有容量为500KVA，型号为KBSGZY-500/10的变压器。型号容量kVA额定电压 kV额定损耗kW阻抗电压 %空载电流 %连接组高压低压空载短路KBSGZY-500-10500100.69/1.22.04.151.5Y，d11第三章 选择低压电缆3.1电缆的选择确定电缆型号、芯线根数 原则：（1）低压电缆的型号及电压等级，要在符合煤矿安全规程的前提下，根据实际用电设备的要求，电缆的用途和敷设场所等情况加以确定。（2）固定敷设的动力电缆应采用铠装铅包纸绝缘电缆、铠装聚氯乙烯绝缘电缆或不燃性橡胶电缆（3）移动式和手持式设备应使用专用的不燃性橡胶电缆（4）选择使用带有分相屏蔽的橡胶绝缘屏蔽电缆（5）动力用橡胶套软电缆一般选用四芯（6）信号电缆要按控制、信号、通信系统需求决定，并留有备用芯线（7）橡胶电缆的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼做其他用途3.2 确定电缆长度原则：（1）铠装电缆：巷道长度×1.05（2）固定敷设的橡胶套软电缆：巷道长度×1.1移动变压器到工作面开关架的电缆长度：1280×1.1=1408米（3）移动设备用的橡胶套软电缆：使用长度机头部分的活动长度（35m）3.3确定主芯线截面(1)依据通过电缆的工作电流初选原则：低压电缆严禁采用铝芯;正常工作负荷电流应电缆允许持续电流3.4计算公式及参数：长时负荷电流计算公式：(A)；/：电缆负荷功率(kW)；：工作电压(V)；：需用系数；: 功率因数；电压损失计算公式：（V）；：电缆负荷功率(KW)；：电压； L：电缆长度；：需用系数；: 功率因数；: 每公里电阻；: 每公里电抗；: 需用系数；: 功率因数变压器的电压损失用 UB2% SBUr%·cospjUx%·sinpj/Se UB2 UB2%×U2NT式中：SB变压器负载功率； Ur% 变压器电阻压降百分数 Ux%变压器电抗压降百分数 Se变压器额定容量 U2NT变压器二次侧电压电压等级为1140V的电压允许损失UP1U2NT95%UN 120095%×1140 117V式中：U2NT变压器二次侧电压 UN电缆上的电压电压等级为660V的电压允许损失UP1U2NT95%UN 69395%×660 66V式中：U2NT变压器二次侧电压 UN电缆上的电压移动变压器到开关电缆的选择：（1）： 考虑负荷的功率较大故按长时允电流选择电缆截面:选择电缆截面为95mm2的电缆一根，其长时允许电流为273×2 546A>365A 满足需求。KBZ-630采煤机电缆的选择选择电缆截面为95mm2的电缆，其长时允许电流为273A>238A 满足需求。转载机电缆的选择选择电缆截面为35mm2的电缆，其长时允许电流为142A>28A 满足需求。破碎机电缆的选择选择电缆截面为35mm2的电缆，其长时允许电流为142A>33.4A 满足需求。 刮板输送机电缆选择： 按长时允许电流选择电缆截面故选择电缆截面为35mm2的电缆两根，其长时允许电流为142A>87.5A。故满足要求。刮板输送机支线电缆截面为35mm2电缆其电缆电压损失为：刮板运输机的总电压损失为：故满足要求。（2） 干线电缆截面的选择：按长时允许电流选择皮带电缆截面：故选择电缆截面为35mm2的电缆，其长时允许电流为142A>37.4A。按允许电压损失检验电缆截面其电缆电压损失为：变压器的电压损失为： ST 变压器的负载功率 SN.T变压器的额定容量 电阻压降百分数，取 0.61 电抗压降百分数，取 5.96取允许电压损失为10UN114V头部皮带的总电压损失为：故满足要求。 乳化液泵电缆的选择选择电缆截面为35mm2的电缆，其长时允许电流为142A>92A 满足需求。喷雾泵电缆的选择选择电缆截面为16mm2的电缆，其长时允许电流为84A>22A 满足需求。按允许电压损失检验电缆截面： 由于在本回路中采煤机的供电距离最远，负荷最大，故按采煤机线路校验。其电缆电压损失为：变压器的电压损失为： 电阻压降百分数，取 0.61 电抗压降百分数，取 5.96取允许电压损失为10UN114V采煤机支线的总电压损失为： 故满足要求。第四章 短路电流计算4.1、计算短路电流的目的在综采工作面供电计算中，计算短路电流的目的在于校验电气设备的开断能力、电缆的热稳定及校验保护装置的灵敏度等。为此，需要计算某设备安装处最大三相短路电流和开关保护范围末端最小两相短路电流。合理计算短路电流，关键在于短路点的选取，通常选择在被保护线路的始端、末端作为短路点。以便计算所需最大三相短路电流和最小两相短路电流。4.2短路电流计算:1、 采煤机回路短路电流：查表得95mm2电缆的换算系数为0.53，开关到采煤机的最大电缆换算总长度为：Leq=KL=0.53×300=159m 查表得两相短路电流为4056A。 2、转载机回路短路电流：查表得35mm2电缆的换算系数为1.36，50mm2电缆的换算系数为1.00故S1点的电缆换算总长度为：Leq=KL=1.36×300=408m查表得两相短路电流为1092A。 3、刮板机回路短路电流：查表得70mm2电缆的换算系数为0.71，故电缆换算总长度为：Leq=KL=0.71×300=213m查表得两相短路电流为1316A。4、回风巷电缆短路电流：查表得70mm2电缆的换算系数为0.71，故S电缆换算总长度为：Leq=KL=0.71×1060=752.6m查表得两相短路电流为2310A。5、运巷回路短路电流：查表得25mm2电缆的换算系数为1.91，故电缆换算总长度为：Leq=KL=1.91×1060=2024 m查表得两相短路电流为344A。6、破碎机短路电流：查表得95mm2电缆的换算系数为0.53，50 mm2电缆换算系数W为1故电缆换算总长度为：Leq=KL=0.53×30+30=46m查表得两相短路电流为7322A。7、皮带机短路电流：查表得70mm2电缆的换算系数为0.71，故电缆换算总长度为：Leq=KL=0.71×1060=742m查表得两相短路电流为2399A。第五章 低压开关和移变高馈保护装置整定5.1低压电器设备选择及整定：15107综采工作面低压电气设备的选择如下表所示：设备名称及技术参数低压电气设备选择设备名称额定工作电压（V）额定工作电流（A）电气设备名称设备型号采煤机1140240矿用隔爆兼本质安型真空电磁起动器QJZ-400/1140(660)转载机114030矿用隔爆兼本质安型真空电磁起动器QJZ-400/1140(660)破碎机114036矿用隔爆兼本质安型真空电磁起动器QJZ-400/1140(660)刮板输送机114035矿用隔爆兼本质安型双速真空电磁起动器QJZ-200/1140(660) S乳化泵66038矿用隔爆兼本质安型真空电磁起动器QJZ-400/1140(660)喷雾泵66018矿用隔爆型真空电磁起动器QBZ-80/1140（660）水泵6606矿用隔爆型真空电磁起动器QBZ-80/1140（660）液压坑道钻机66014矿用隔爆型真空电磁起动器QBZ-80/1140（660）照明信号综保6604.6矿用隔爆型真空电磁起动器QBZ-80/1140（660）5.2电流的整定计算1采煤机开关的整定：过载整定：取过载整定值为238A。短路整定： IzdIN.st 取短路整定值为6倍的整定电流，为1428A。开关灵敏度的校验： 所以灵敏度满足要求。2、转载机保护箱的整定：过载整定：取过载整定值为30A。短路整定： IzdIN.st取短路整定值为7倍的整定电流，为210A。开关灵敏度的校验： 所以灵敏度满足要求。3刮板输送机的整定：过载整定： 取过载整定值为40A。短路整定： IzdIN.st取短路整定值为7倍的整定电流，为280A。开关灵敏度的校验： 所以灵敏度满足要求。4破碎机开关的整定：过载整定： 取过载整定值为40A。短路整定： IzdIN.st取短路整定值为4倍的整定电流，为280A。开关灵敏度的校验： 所以灵敏度满足要求。5乳化液泵开关的整定过载整定： 取过载整定值为50A。短路整定： IzdIN.st 取短路整定值为6倍的整定电流，为300A。开关灵敏度的校验： 所以灵敏度满足要求。6潜水泵开关的整定过载整定：短路整定： IzdIN.st 取短路整定值为6倍的整定电流，为24A开关灵敏度的校验： 所以灵敏度满足要求。7喷雾泵开关的整定过载整定：短路整定： IzdIN.st 取短路整定值为6倍的整定电流，为115.4A开关灵敏度的校验： 所以灵敏度满足要求。8液压坑道钻机开关的整定过载整定：短路整定： IzdIN.st 取短路整定值为6倍的整定电流，为84A开关灵敏度的校验： 所以灵敏度满足要求。9照明信号综保开关的整定过载整定：短路整定： IzdIN.st 取短路整定值为6倍的整定电流，为15.6A开关灵敏度的校验： 所以灵敏度满足要求。 总 结本文结合科兴集团龙顶山煤矿实际情况，对其15107综采工作面进行了供电设计，总共设计了五大部分的内容，分别有高、低压电缆的选择，移动变电站的选择，低压开关、起动器的选择，低压开关和移动变压器高压馈电保护装置的整定。整个设计过程，老师们全力支持认真细心辅导，我们也本着认真、谨慎的态度进行，依据相关原则，通过详细分析计算，系统的设计了此工作面的供电结构才能顺利完成设计。但是，对于实际的应用，会有一些不符，还有待进一步的研究和完善。附 件.参考文献：1 王红俭王会森主编.煤矿电工学.北京：煤炭工业出版社，19982 张学成.主编.工矿企业供电设计指导书.徐州：中国矿业大学出版社，1998 3 李荣生，主编。矿井供电技术。北京：化学工业出版社，20074 李景恩，主编。矿井供电。北京；煤炭工业出版社，19975 龙顶山机电科供电系统6 龙顶山生产技术科工作面数据7杨来和、赵青梅.煤矿电气设备原理及应用. 煤炭工业出版社, 20068崔景岳、刘思沛、聂文龙.煤矿供电.煤炭工业出版社，19949刘殿武. Excel与矿井通风安全管理. 煤炭工业出版社 200510国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程.煤炭工业出版社， 200422