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1、中国矿业大学2013届本科毕业设计（论文）附本题 目 红旗煤矿采区供电设计 所 在 系 专业班级 姓 名 指导教师 教务处制红旗煤矿一般机械化采区供电系统设计Red flag general mechanization mining area power supply system design 毕业设计（论文）共41页完成日期：2013年5月2日答辩日期：2013年月日摘要本论文是针对兴为煤矿采区的地质条件，采煤方法，巷道布置以及采区机电设备容量，分布等情况而设计的采区供电系统和采区设备布置案。 随着生产规模的扩大和新煤层的勘探，为了满足生产发展的需要，根据新采区的实际情况,对其所需设备及供
2、电线路等进行设计，本设计阐述了采区供电系统中各用电设备的选型及其计算过程，如变压器、电缆、开关的选择等，并对其进行整定和校验，设计中比较详细地叙述了矿用电缆及电气设备的选定原则以及井下各种保护装置的选择和整定。关键词：采区供电;设备选择;负荷计算;供电系统;矿井供电技术；矿山供电1设计原始资料1.1全矿概貌1、地质储量1527.56万吨；2、矿井生产能力：设计能力50万t/年，实际数51万t/年；3、年工作日：300天，日工作小时：14小时；4、矿井电压等级及供电情况：该矿井供电电源进线采用双回路电源电压为35KV，变电所内设有630KVA,10/6.3变压器两台和400KVA，10/0.4变
3、压器两台，承担井下和地面低压用电负荷。用两条高压电缆下井，电压等级均为6KV，经中央变电所供给采区变电所。1.2 采区资料1、采区巷道及其设备布置：采区布置及机械配备平面图，采区布置剖面图。本矿井属低沼气矿井，采区倾角2328，采区内分4个区段，区段斜长平均为42m，工作面长150m，采区煤层与北走向，南翼的走向长35m,北翼的走向长50m。2、采煤方法：一般采用长壁后退式采煤方法，以炮采为主。3、支护方法：掘进点向上山，石门及全岩巷道，以锚喷为主，工作面采用木支护。4、煤炭运输系统： 工作面落煤经溜槽到1T矿车，由电瓶车运至中部车场翻车器翻入煤仓到下部车场装车，由电机车运到井底车场，再由绞车
4、提到地面。5、采区通风：新鲜风流由230副斜井进风130运输大巷轨道下山采区工作面采区回风巷人行上山330回风平峒通风机房。6、电压等级及主要设备：井下中央变电所的配出电压为6KV，采区主要用电设备采用660V电压，煤电钻和照明采用127V电压，主要设备见采区负荷统计表。表1-1 采区电气设备技术特征采区设备额定容量Pe(KW)额定电压Uc(V)额定电流Ie(A)额定起动电流IQe (A)功率因数cos效率j台数设备名称设备型号上山绞车JT1600/12241106601212420.860.931电动翻车器J02-5.5-65.56606.639.6照明1.2127煤电钻MZ2-121.21
5、279540.790.7952回柱绞车JB3160M-81166014.5870.840.8852喷浆机YB112M-45.56607.1460.800.851局部扇风机BKY60-5.55.56606.3440.800.856耙斗装岩机P-15B1166012.173.60.820.8412 采区变电所及工作面配电点位置的确定2.1采区变电所位置确定原则根据采区变电所位置确定原则，采区变电所位置决定于低压供电电压供电距离采煤方法及其采区巷道布置方式，采煤机械化程度和机械组容量大小等因素确定。根据机械化工作面采煤机组功率大供电距离比其他机械设备远，且启动频繁重载起动等特点，供电电压的最大供电范
6、围，主要由工作面输送机和采煤机组主电动机起动时，允许电压损失确定的。要保证机组起动时，有足够起动力矩，同时也要保证机组控制开关在主动电动机起动时有足够吸合能力。2.2工作面配电点的位置在工作面附近巷道中设置控制开关和起动器，由这些装置构成的整体就是工作面配电点。它随工作面的推进定期移动。根据掘进配电点至掘进设备的电缆长度，设立：P1配电点：50中央变电所人行下山-130采区变电所50水平绞车峒室；P2配电点：-130采区变电所-130水平中间运输巷掘进配电点；P3配电点：-130采区变电所-150水平运输巷掘进配电点；P4配电点：-130采区变电所-130米水平采区配电点；P5配电点：-130
7、采区变电所-160米水平采区配电点；2.3采区负荷计算根据巷道、生产机械的布置情况，查煤矿井下供电设计指导书和矿井供电，查找有关技术数据，列出采区电气设备技术特征如表2-1、表2-2所示。表2-1 采区电气设备技术特征采区设备额定容量Pe(KW)额定电压Uc(V)额定电流Ie(A)额定起动电流IQe (A)功率因数cos效率j设备名称设备型号上山绞车JT1600/12241106601212420.860.93电动翻车器J02-5.5-65.56606.639.6照明1.2127煤电钻MZ2-121.21279540.790.795回柱绞车JB3160M-81166014.5870.840.8
8、85喷浆机YB112M-45.56607.1460.80.85局部扇风机BKY60-5.55.56606.3440.80.85耙斗装岩机P-15B1166012.173.60.820.84序号名称型号规格单位使 用 数 量回采掘进合计1煤电钻MSZ-12台4-42电动翻车器FDZ-1 1T台2-23回柱绞车JH-8台2-24耙斗装岩机P-15BII台-225喷浆机FHP-20A台-226局部扇风机JBT51-2台4487电瓶车CDXA1-2.5台224表2-2 采区机械设备配备表按各组用电要求，采区用电设备负荷统计采用需用系数法。该计算方法是借助一些统计数据，由各用电设备的额定功率求取一组用电
9、设备的计算负荷。一组用电设备的计算负荷容量为下式：S式中 S 一组用电设备的计算负荷，kW； 具有相同需用系数的一组用电设备额定功率之和，kW； 需用系数。 一组用电设备的加权平均功率因数，即各用电设备的额定功率与额定功率因数 的乘积之和与他们总功率之比，求得: 由于该采取为炮采工作面用电设备的需用系数K可上式计算。 0.286+ 0.714式中 一组设备中容量最大一台电动机额定功率，kW矿井及采区其它用电负荷的需用系数和加权平均功率因数见表2-3：表2-3 矿井用电负荷计算需用系数和加权平均功率因数用 电 设 备需用系数加权平均功率因数采煤工作面 综合机械化工作面自移支架 一般机械化工作面单
10、机支架 一般机械化工作面倾斜机采面 缓倾斜煤层炮采工作面急倾斜煤层炮采工作面 0.4 + 0.6 P/P0.286 + 0.714 P/P0.60.750.40.50.50.60.70.60.70.60.70.60.7掘井工作面采用掘井机不采用掘井机的0.50.30.40.60.70.6井下运输 蓄电池电机车 其他运输设备如输送机、绞车等 架线电机车0.80.50.50.650.90.70.9井底车场 有主排水设备 无主排水设备0.60.70.750.80.70.83 变压器的选择3.1选择原则在各级电压等级的变电所中,变压器是主要电气设备之一,担负着变换网络电压、进行电力传输的重要任务,确定
11、合理的变压器容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。如果变压器容量选择得过大，不仅使设备投资费用增加，而且变压器的空载损耗也将过大，促使供电系统中的功率因素值减小，如果变压器容量选择的过小，在长期过负荷运行情况下，铜损耗将增大，使线圈过热而加速老化，缩短变压器寿命，既不安全也不经济。3.2变压器的型号、容量、台数的确定采区变电所变压器在一般情况下是按计算容量选设，不留备用量。其原因是为了尽力减少变电所硐室开拓量，降低供电成本。但是，若采区变电所的供电负荷中有一级负荷（如采区内分区水泵等）时，则变压器台数不得少于两台，以便保证供电的可靠性。根据机械设备位置、功率电压及供电情况把用电设备分成
12、三组。具体的分组情况见下表3-1、表3-2、表3-1 1号电压器供电设备设备名称台数电动机型号额定容量Pe（KW）额定电压/V额定电流/A额定功率因数上山绞车JT1600/12241106601210.86电动翻车器2J02-5.5-65.56606.6照明1.2127煤电钻4MZ2-121.212790.79回柱绞车2JB3160M-81166014.50.84喷浆机2YB112M-45.56607.10.80耙斗装岩机2P-15B1166012.10.82表3-2 2号电压器供电设备表设备名称台数电动机型号额定容量Pe（KW）额定电压/V额定电流/A额定功率因数局部扇风机8BKY60-5.546604.70.803.3变压器容量计算变压器容量应根据设备的布置、电压等级，确定几个分组方案，分别求出各方案下的各组计算容量，初选变压器的额定容量及台数，确定最优分组方案。为保证供电质量和安全，根据采区巷道布
