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1、目录绪论第一章 原始资料 第二章 采区负荷计算第三章 确定采区供电系统第四章 进出线截面的选择第五章 短路电流计算第六章 高、低压开关选择及校验第七章 继电保护的选择及整定第八章 结束语及参考文献绪论设计题目: 采区供电设计设计内容和要求: 煤矿采区供电设计师每一位采矿工程专业学生的必修课。在老师的指导下，我们希望通过这次课程设计，掌握煤矿采区供电设计的步骤及过程。 根据原始资料设计该矿采区供电系统。 采区供电计算在开拓系统、采煤方法及采区生产机械确定之后才能进行。在进行计算时，根据巷道布置、采区变电所的位置及采区机械设备的分布来设计采区供电系统。并在此基础上，选择变压器的容量及型号，并确定其
2、台数；选择采区供电电缆，计算短路电流；选择开关及对各种保护装置进行整定计算。第一章 原始资料1、该矿为低沼气低涌水量矿井，年产量30万吨，煤层南北走向，倾角12度（北高南低），立井开拓，井深120米，煤质中硬，厚度1.8米，顶、低板中等稳定。2、采区为中间上山开采，采区分三个区段，区段总长度为345米，工作面长100米，东翼走向长度400米，采用国产80机组采煤，煤巷掘进为放炮落煤、皮带机运输，西翼最大走向长度280米，为炮采工作面。3、井下中央变电所配出电压为6KV，配出开关的断流容量为50MVA，其到上山巷道下部的距离为1600米，采区主要用电设备的电压660V，煤电钻和照明的电压为127
3、V。4、采煤方法为长臂后退式普通机采和炮采，两班出煤，一班检修，日产量1000吨，采区服务年限为2年。5、采区巷道及设备布置见图1。6、采区用电设备负荷统计见表1。图1-1采区巷道布置及设备布置图却图表1-2采区用电设备负荷统计表第二章 采区负荷计算一、负荷分组根据煤矿安全规程规定，“在低沼气矿井中，掘进工作面与回采工作面的电器设备应该分开供电。”该采区由一个普通机采工作面、一个炮采工作面、两个掘进头、轨道上山和运输上山组成。根据规定将采区分为机械采煤组、炮采采煤组、掘进组三组。二、负荷统计1、机械采煤组主要电器设备：MLQ1-80型采煤机，容量80KW；SGW-44A型机采运输机，容量22K
4、W；SGW-40型下顺槽刮板运输机，容量40KW；JD-11.4型调度绞车，容量11.4KW；JH2-17型回柱绞车；容量17KW；MZ2-1.2型煤电钻，容量1.2KW；总负荷：N =80+222+440+11.4+217+21.2 =331.8KW需用系数Kde=0.286+0.715Pmax/N =0.286+0.714=0.46加权平均功率因数cos wm=0.65该组用电设备的计算负荷Sca=234.81KW2、炮采采煤组主要电器设备：SGWf-22炮采面运输机，容量22KW；SPJ-800顺槽运输机，容量30KW；JTB-1200型上山绞车，容量55KW；JD-11.4型调度绞车，
5、容量11.4KW；JH2-17型回柱绞车；容量17KW；MZ2-1.2型煤电钻，容量1.2KW；照明负荷4KW；总负荷：N =22+30+55+11.4+217+21.2+4 =161.2KW需用系数Kde=0.40.5，取Kde=0.4加权平均功率因数cos wm=0.6该组用电设备的计算负荷Sca=134.33KW3、掘进组主要电器设备：JBT52-2型掘进局扇，容量11KW；SDJ-150型上山皮带，容量75KW；MZ2-1.2型煤电钻，容量1.2KW；SPJ-800掘进皮带机，容量30KW；总负荷：N =211+275+41.2+230 =236.8KW需用系数Kde=0.4加权平均功
6、率因数cos wm= 0.6该组用电设备的计算负荷Sca=157.87KW三、变压器选型根据三组负荷统计，对变压器进行选型。1、机械采煤组电设备的计算负荷Sca=234.81KW；故选择KSGB-315/6/0.69型防爆干式变压器； 2、炮采采煤组电设备的计算负荷Sca=134.33KW；故选择KSGB-200/6/0.69型防爆干式变压器；3、掘进组电设备的计算负荷Sca=157.87KW；故选择KSGB-200/6/0.69型防爆干式变压器；三台变压器的技术数据见表3-1控制负荷名称 型号额定电流A额定电压 kv额定断流容量MVAKSGB-315BPG2-6/50506100KSGB-2
7、00BPG2-6/50506100KSGB-200BPG2-6/50506100变电所总线开关BPG2-6/1001006100第三章 确定采区供电系统一、采区变电所位置选择原则：1）采区变电所要位于负荷中心，并保证向采区最远距离、最大容量的设备供电；2）顶底板稳定且无淋水；3）通风良好、运输方便的地方；4）用尽可能少的变电所向全采区供电的原则；二、变电所位置的确定：本采区变电所的位置大体如下两个方案：方案：一个采区变电所向全采区供电；方案；一个采区变电所先后设在两个位置，分别在采区开采前期和开采后期想全采区供电；对于第一个方案，在一处设一个变电所向全采区供电，以设在处较为理想（接近负荷中心）
8、。由于额定电压660V、采区设备总容量为763.8KW，采煤机的功率为80KW，查不同容量采煤机的最大供电距离表得知，当用截面积为35mm2的低压电缆时，其干线最大供电距离为890m，当用截面积为50mm2的低压电缆时，其干线最大供电距离为970m。实际上，由于点至第一段平巷的距离为72.5m、第一个工作面长100m，采区一翼走向长度为400m，回采工作面配电点随工作面每推进5070m移动一次的下限距离为50m，在计及电缆在变电所内的出线长度为20m以及橡套电缆应比实际长10%的系数，则低压干线电缆的实际供电距离L=（20+72.5+400-50）1.1=486m890m，故能满足采煤机的起动
9、电压的要求，故第一个方案可以采用。对于第二个方案，一个采区变电所先后设在两个位置，分别在采区开采前期和开采后期想全采区供电，减少了供电距离，降低了电压损耗。但需要多开一个硐室加大投资。经过对比选择第一个方案及一个采区变电所向全采区供电，在距第一个工作面72.5m出开掘一个硐室设置采区变电所。三、配电电位置的设定根据采区巷道及机械配备示意图，此采区供电系统设置六个配电点即可满足要求，配电点的具体布置为：1) 机采工作面运输顺槽距工作面70m处；2) 机采轨道顺槽距工作面70m处；3) 炮采工作面距工作面50m处；4) 炮采工作面距工作面50m处；5) 东翼掘进巷距端头80m处；6) 西翼掘进巷距
10、端头80m处；第四章 进出线截面的选择一、高压电缆的选择1、选择原则：按经济电流密度选择电缆截面；按长期允许载流选择电缆截面；按上述原则对该采区的高压电缆进行选型1) 电缆型号：ZQ20铜芯油浸纸绝缘铅包钢带铠装电缆2) 电缆的截面：因为I总=69.1，按允许负荷可选择长时允许电流A69.1A的电缆，根据矿山电工表6-7铠装电缆允许符合电流表可以选择310mm2，316mm2的电缆。因为310mm2的长时允许电流仅70A故选择316mm2的电缆。3) 电缆的长度：根据表1-1，对软电缆取0.1的富余系数，可以下式： 电缆长度L=（1600+172.5+50）1.1 =1914m4) 对电缆进行
11、校验参照煤矿电工手册表10-3-4无中间接头的电缆可承受三相短路稳态电流及相应6KV短路容量表：316mm2的电缆可以满足热稳定电压损失，用查表法查煤矿电工手册表10-3-6，按COS=0.7，16mm2每公里负荷电压损失为3.91%则该长度的电缆电压损失V=3.91%1914（0.254+0.134+0.158）=4.09%我国规定，电缆线路电压损失的标准为：10KV以下的线路为7%故该截面满足要求。二、低压电缆的选择1、选择原则低压电缆的型号及电压登记，要在符合煤矿安全规程的前提下，根据实际用点设备的要求，电缆的用途和敷设场所等情况加以确定。1） 在井下，采煤机组、截煤机组、回柱绞车、调度
12、绞车、电钻、工作面运输机、装岩机、装煤机和局扇等，都是经常移动的工作机械。对于此类机械，其供电电缆一律采用轻便、易弯曲的非延燃橡胶套电缆。具体选择为：（1） 对采煤机、刨煤机等供电的，应该选用专用移动型电缆。当电网电压为660V时，选用UCP-100（UC-1000）系列的；当电网电压为1140V时，必须选用带分相屏蔽的橡胶绝缘专用电缆，可选用UCPQ或UPQ系列。（2） 对综合机械化工作面，必须选用屏蔽电缆。（3） 向煤电钻供电应选用UZ-500系列电钻专用电缆。（4） 对无特殊要求的一般矿井，可选用U或UP系列电缆，向工作面辅助设备或不常移动的电器设备供电。（5） 但上述个种电缆用语采区和
13、工作面时，一律应选用铜芯的，严禁使用铝芯电缆。2） 对于660V或380V固定或半固定设备，如上（下）山绞车，上（下山和平巷的运输机，可选用铠装铅包纸绝缘铜芯电缆，铠装聚氯乙烯绝缘铜芯电缆，或矿用橡胶套电缆。3）对无沼气的进风斜井和平硐，对有新鲜风流的井底车场，以及对低沼气矿的砌碹的回风斜井，可以选用铝芯电缆。对井下主变（配）电所的高、低压电缆，亦可以选铝芯的。在同时采用铝、铜芯电缆时，需在他们的衔接处，使用铜-铝过度接头，并应经常加以检查。4）在采区，一般选用无黄麻外皮的ZQ20型铜芯油浸纸绝缘铅包铠装电缆，但有水泥支柱或砌碹的通风良好的巷道除外。2、对电缆型号进行选择根据上述原则，结合1-
14、1供电系统图，实际所选低压电缆型号为：1、 干线电缆ZQ20型铜芯油浸纸绝缘铅包铠装电缆：上山绞车、上山皮带；U型：其余均采用。2、支线电缆UCP型：采煤机、工作面运输机；U型UP型：上山绞车、上山皮带、调度绞车等工作面辅助设备；UZ型：向煤电钻供电；三、低压电缆的长度及芯数的确定1、电缆长度电缆的实际长度应该按下式进行计算Lca=KinLwa式中 Lca电缆的实际长度，m； Lwa电缆敷设路径长度，m； Kin增长系数，对橡套电缆为1.1,对铠装电缆为1.05；1）机械采煤组采区变电所到机采工作面的电缆长度：L工作面= KinLw=（20+72.5+330）1.1 =465m采区变电所到机采运输顺槽的电缆长度：L运输顺槽= KinLw =（20+72.5+100）1.1 =212m采区变电所到机采轨道顺槽的电缆长度：L轨道顺槽= KinLw =（20+72.5+100+330）1.1 =465m2）普采面组采区变电所到绞车房电缆长度：L工作面= KinLw =（20+72.5+100+20）1.05 =224m采区变电所到普采运输顺槽的电缆长度：L运输顺槽= KinLw =（20+72.5+190）1.1 =311m采区变电所到普采轨道顺槽的电缆长度：L轨道顺槽= KinLw =（2
