煤矿采区供电设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - I - 摘     要  本设计为南二下延采区供电设计。 从实际出发进行系统分析， 除 满足一般设计规程及规范要求外，还满足煤矿安全规程的具体要求和标准。本设计变压器选用矿用隔爆型干式变压器和矿用隔爆型移动变电站；高压开关与低压馈电开关都选用具有技术先进的智能化综合保护装置的高压防爆真空开关和低压矿用隔爆型真空馈电开关，各种设备的开关选用矿用隔爆型真空起动器。高压铠装电缆选用交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电力电缆 。通过短路电流、开关继电保护整定的计算和保护接地的确定，使其设计可靠性高、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： 供电设计  选用   变压器   开关  电缆  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 -  目     录  摘     要  . I 1 采区供电设计的原始资料  . 1 区地质概况  . 1 煤方法  . 1 区排水  . 1 区设备及材料的运输  . 1 炭的运输  . 1 区压气系统  . 2 区通风系统  . 2 2 采区供电系统及变电所位置的确定  . 3 电所位置的确定  . 3 压等级的确定  . 3 区负荷计算及变压器、变电站容量、台数的确定  . 3 临时施工的普掘 I 工作面供电变压器确定  . 3 普掘 作面供电的变压器（变电站）确定  . 4 煤仓供电的变压器确定  . 4 综采工作面供电的变压器（变电站）确定  . 5 采煤生产准备面设备供电变电站确定  . 7 采区主提升绞车等设备供电变压器确定  . 8 用风机变压器的选择确定  . 8 区变电所供电系统的确定  . 8 3 采区的设备选型  . 11 压电缆的选择计算  . 11 缆的选择原则  . 11 缆型号的确定  . 11 缆长度的确定  . 12 压电缆截面的选择计算  . 13 压电缆的选择计算  . 23 缆型号与长度的确定  . 23 缆截面的选择与校验  . 23 区高、低压开关的选择  . 28 压电网的短路电流计算  . 28 、低开关的继电保护整定计算  . 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 -  区的保护接地  . 33 4  结论  . 36 致谢 . 参考文献 37 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 1 - 1 采区供电设计的原始资料  区地质概况  南二下延采区，北起 层，南到 断层，东起 层，西为 平，走向约 300 米倾斜东西宽约 1000 米，该采区可采煤层有：16#、 17#、 18#煤层，每个煤层可布置一个倾斜长壁回采工作面。其中 17#煤层最厚，平均厚度为 。  煤方法  由于该采区走向长度短，倾向长度长，煤层平均倾角 19 ，采用走向长壁后退式采煤方法，煤层被划分多个块段，煤柱损失量大、工作面搬家频繁、效率低，所以三个工作面均采用倾向长壁后退式采煤方法，采煤方式为综合机械化采煤，但区别在于采用的工作面机械设备不同。  区排水  根据南二上采区及南二下延采区的水文观测，并参照公 式 Q=断本采区的正常涌水量为 6080m3/h，最大为 100120m3/h。由于该采区为上山采区，该采区的自然涌水及生产过程中的废水自然流向南二下采区由 中排水泵排往南翼 巷，所以该设计中可以不考虑采区排水的用电负荷。  区设备及材料的运输  该采区的三个采煤工作面及初期巷道掘进所需的设备、生产材料等的运输路线：副井口  门南翼采区运输大巷南二下延采区提升上山各煤层工作面下料道采掘工作面。  炭的运输  工作面采煤机落煤工作面运输机工作 面转载机工作面上山皮带  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 2 - 南二下延煤仓三吨底卸式矿车主井底煤仓主井箕斗地面煤仓。  区压气系统  由于文该采区煤炭覆存量少，采区服务年限短，所以该采区不安设压风机房，采区掘进用风由南翼压风机房提供，所以该采区供电设计不考虑压风系统负荷。  区通风系统  该采区虽然服务年限短，但采区生产能力大。采区用风采用轨道上山兼做主要入风道，采区乏风由采区回风上山排入南翼采区主排风道。各工作面的通风线路： 翼大巷下延采区提升上山各煤层工作面皮带道各煤层工作面各工作面下料道  场及风道南四回风道南二回风上山主井 。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 3 - 2 采区供电系统及变电所位置的确定  电所位置的确定  根据 煤矿安全规程 、 煤矿工业设计规范 和 煤矿井下供电设计技术规范 的要求，结合该采区实际的地质条件在该采区提升机房 右 侧设一处采区变电所，并且与提升机房相连通。  压等级的确定  根据 2007 版 煤矿安全规程 的要求和现有采、掘工作面设备技术水平确定：变电所高压及采、掘工作面移动变电站电源侧电压为 6000V；综采工作面机电设备及掘进综掘机的电压为 1140V（其中 ： 17#层采煤工作面采用 40采煤机和 *400 型刮板运输机，电压等级为 3300V），电源取自工作面移动变电站；掘进工作面设备及采煤工作面的生产辅助设备电源电压为 660V，电源取自变电所低压变压器或工作面移动变电站；各工作面的煤电钻 、 信号 及 照明电压为 127V。  区负荷计算及变压器、变电站容量、台数的确定  按工程设计采区为四个同时施工的掘进工作面，其中在采区上部临时施工的两个掘进工作面设备由该变电所供电，另外两个沿煤上山掘进皮带道和下料道的工作面设备由 电所供电，该设计中不做计算说 明。该采区同 时只有一个生产工作面，另有一个采煤生产准备面。设计时依据采区 最大生产负荷时期（ 17#煤层采煤工作面生产时期） 确定变压器、变电站的容量和台数 。  临时施工的普掘 I 工作面供电变压器确定  由于该工作面设备少，负荷容量小，采用变电所低压变压器器供电。  o s文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 4 - 式中： 变压器计算容量，   由变压器供电的设备的需用系数 ,   7 1   由变电所供电的设 备 额定功率之和，  查负荷统计表见表 2  pj 变压器供电的设备加权平均功率因数 。  根据以上计算 ， 选用  型变压器满足要求 ， 电压为 660V。  普掘 作面供电的变压器（变电站）确定  该巷道施工距离长运输设备多负荷大，施工地点距变电所远，采用移动变电站向工作面设备供电。  中 ：   查负荷统计表见 表 2 根据以上计算 ， 选用  型移动变电站满足要求 ， 电压为660V。  煤仓供电的变压器确定  中 ： 由于变电站仅向一台设备供电 ， 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 5 - 55查负荷统计表见 表 2测电源的负荷容量忽略不计 。  根据以上计算 ， 并考虑电站对线路最远端的短路保护和现有设备来源 ，选用  型变压器 ， 满足要求 ， 电压为 1140V。  综采工作面供电的变压器（变电站）确定  由于综采工作面设备分布广、设备多、容量大、电压等级多样 ， 故采用多台移动变电站 、 变压器向工作面设备供电 。  (1)、带一台皮带的变压器 ：  01c 中 ： 由于变压器仅向一台设备供电， 1；  150查负荷统计表见 表 2 根据以上计算，选用  型 变压器满足要求 ， 电压为 660V。  (2)、带二台皮带的变电站 ：  01c 中 ： 由于变电站仅向一台设备供电 ， 1 400查负荷统计表见 表 2 根据以上计算 ， 并考虑大功率设备的起动要求 ， 选用  型移动电站满足要求 ， 电压为 1140V。  (3)、带三台皮带的变电站 ：  同理 ， 带第三台皮带的移动变电站也选用  型移动变电 站满足要求 ， 电压为 1140V。  (4)、带皮带道下半部分设备的变电站 ：  由于初采时工作面距离变电所较远 ， 超过 1000 米 ， 考虑到最远端设备及电缆的短路保护 ， 在皮带道中部设置一台移动变电站 。  文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 6 - 式中 ：   7 1  138查负荷统计表见 表 2 根据以上计算 ， 选用  型移动变电站满足要求 ， 电压等级为 660V。  (5)、带破碎机及乳 化泵的变电站 ：  o s中 ：   400查负荷统计表见 表 2 根据以上计算 ， 选用  型移动变电站满足要求 ， 电压等级为 1140V。  (6)、带转载机及乳化泵的变电站 ：  8 中 ：   .8 600查负荷统计表见 表 2 根据以上计算 ， 并考虑大功率设备的起动要求 ， 选用  型移动变电站满足要求 ， 电压等级为 1140V。  (7)、带机组的变电站 ：  093 中 ： 由于变电站仅向一台设备供电 ， 1 940查负荷统计表见 表 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 7 - 根据以上计算 ， 并考虑大功率设备的起动要求和现有设备情况 ， 选用 型移动变电站满足要求 ， 电压为 3300V。  (8)、带工作面运输机的变电站 ：  41 中 ： 由于变电站仅向一台设备供电 ，  =1 800查负荷统计表见 表 2 根据以上计算 ， 并考虑大功率设备的起动要求和现有设备情况 ， 选用 型移动变电站满足要求 ， 电压为 3300V。  (9)、向工作面下料道及皮带道上部设备供电变压器确定：  由变电所低压变压器供给 。  中 ：   7 1  W（ 查负荷统计 表见 表 2 根据以上计算 ， 选用  型变压器满足要求 ， 电压为 660V。  采煤生产准备面设备供电变电站确定  中 ：   7 1  W（ 查负荷统计表见 表 2 根据以上计算 ， 选用  型变压器满足要求 ， 电压为 660V。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 8 - 采区主提升绞车等设备供电变压器确定  中 ： 由于变电站仅向一台设备供电 ， 1 320查负荷统计 见 表 2 根据以上计算 ， 并考虑大功率设备的起动要求和变电所液压站 、 照明等设备的负荷 ， 选用  型变压器满足要求 ， 电压为 660V。  用风机变压器的选择确定  根据煤矿安全规程要求 ， 全煤 掘 进的掘进工作面必须安设双风机，专用风机必须由专用变压器、专用开关、专用线路供电。  据以上计算 ， 并考虑 变压器 对线 路最远端的短路保护和现有设备来源 ， 选用  型变压器满足要求 ， 电压为 660V。  区变电所供电系统的确定  按照采区供电系统拟定原则确定采区供电系统。根据 煤矿安全规程要求、 采区设备统计及上述计算过程，确定变电所为双电源供电，高压电缆沿南三主运巷 向 下延采区回风上山铺设。采区设备负荷平均分配在两段上，具体配置见采区供电系统图。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 9 - 供电地点 设备名称 型号电机功率(功率(车 5绞车 5绞车 7局扇 21绞车 0皮带输送机 0 80张紧车 4信号综保 皮带输送机 0 80张紧车 4绞车 5喷浆机  37耙斗机 7局扇 21负 荷 统 计 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 10 - 设备名称 型号电机功率(功率(车 5 55一台 皮带输送机 50 150 150二台 皮带输送机 6000 400 400三台 皮带输送机 6000 400 400绞车 0二台皮带张紧泵30三台皮带张紧泵30喷雾泵 2 17慢速绞车 7信号综保 000000 4000040 940 94000 800 800绞车 5一台皮带张紧车4绞车 0信号综保 绞车 5绞车 5绞车 5绞车 5钻机 0 30注水泵 35慢速绞车 7信号综保 下料道买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 11 - 3 采区的设备选型  压电缆的选择计算  缆的选择原则  (1) 按煤矿安全规程要求，选择煤矿用阻 燃 电缆。  (2) 电缆的电压等级必须大于或等于电网的实际工作电压。  (3) 向移动变电站供电的高压电缆应采用高压屏蔽电缆。  (4) 电缆实际运行电流必须小于或等于电缆允许的载流量。  (5) 正常运行时电缆网络的实际电压损失必须小于或等于允许的电压损失，不超过 7%。  (6) 距电源最远 、 容量最大的电动机启动时 ， 应保证电动机端电压不低于该设备允许的最小启动电压和保证电磁启 动器有足够的吸合电压。  (7) 电缆应满足机械强度的要求。  (8) 在电缆线路发生短路故障时应满足热稳定性的要求。  缆型号的确定  根据煤矿安全规程要求及采区电气设备电压等级确定低压电缆型号如下：  (1) 变电所高压电源及高 压 开关之间的联台线选用 120 型交联聚乙绝缘电力电缆  (2) 工作面机组、工作面 刮板 输 送 机的负荷线及移动变电站到控制开关之间的电缆选用 70+3 35/3E 型电缆 . (3) 综采工作面其它设备，如转载机、破碎机、综掘机等电压为 1140列电缆  (4) 采掘工作面其它电压为 660 (5) 信号、照明等电压为 127V 的电气设备均选用 电缆 。各段电缆的具体选用 如 表 3示 。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 12 - 表 3二下延采区电缆选用表  序号  电缆用途  电缆型号  电缆长度  (米 ) 长期负荷  电流 (A) 实际负荷  电流 (A) 1 变电所高压电源  120 2 1210 333  机组负荷线  70+3 35/3E+5 6 350+30 215  综采溜子头机高速负荷线  70+3 35/3E+5 6 160+30 215 89 4 综采溜子头机低速负荷线  50+3 35/3E+5 6 160+30 173 61 5 综采溜子尾机高速负荷线  70+3 35/3E+5 6 350+30 215 89 6 综采溜子尾机低速负荷线  50+3 35/3E+5 6 350+30 173 61 7 综采转载机负荷线  70+1 16+3 6 120+10 215 176 8 综采转载机负荷线  95+1 16+3 6 120+10 260  综采破碎机负荷线  50+1 16+3 6 150+10 173 173 10 综采乳化泵负荷线  50+1 25 7+12+17 173 173 11 综采一台皮带电源线  70+1 25 240 215 164 12 综采二台皮带电站电源线  35+1 16 620 260 3 综采二 ,三台皮带电源线  95+1 25 15+15 215 4 综采皮带道下部低压电源线  70+1 25 380 215 5 综采机组电站电源线  35+1 16 920 138 6 综采溜子电站电源线  35+1 16 920 138 7 综采皮带道上部低压电源线  70+1 25 计 510 215 8 综采皮下料道电源线  70+1 25 计 890 215 9 生产准备面电站电源线  35+1 16 860 138 0 生产准备面低压电源线  70+1 25 计 320 215 1 普掘工作面电站电源线  35+1 16 270 138 2 普掘工作面双风机电源线  35+1 16 290 138 3 普掘工作面低压电源线  70+1 25 880 215 8 普掘工作面电源线  70+1 25 计 410 215 9 普掘工作面双风机电源线  35+1 16 180 138  电缆长度的确定  确定依据是变电所到工作面配电点或工作面配电点到电气设备的实际买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 13 - 距离另加 10%的余量。各段电缆长度 如 表 3示 。  压电缆截面的选择计算  1、采煤机负荷线的选择计算  (1)、按长期负荷电流选择电缆截 面  查“设备负荷统计表” （见附录 ，下同 ） 采煤机的额定电流   87+2  选择 70+3 35/3E 型电缆 ， 查表 此电缆 长期负荷电流为215A>满足要求 。  (2)、按电压损失校验电缆截面  移动变电站电压损失   1 0 0s i n%c o s%2   100 =中 ： 变压器二次额定电压， V；   变压器负荷系数， =16001093 % 变压器额定负荷时电阻压降百分数，  % %10e  % 变压器额定负荷时电抗压降百分数，  % 22 % U = % 变压器额定负荷时阻抗压降百分数， % 采煤机负荷线的电压损失   文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 14 - 式中 ：  二次额定电压，   负荷系数，取 1；   设备额定功率，   电缆实际长度，   电缆 单位长度电阻， / 系统总的电压损失 U 总 ：（干线电缆长度为 7 米，电压损失忽略不计）                                               U 总 = 验 ： 足要求 . (2)、按电压损失校验电缆截面  移动变电站电压损失  1 0 0s i n%c o s%2   100 =中 ： 变压器二次额定电压， V；   变压器负荷系数， =1600941 % 变压器额定负荷时电阻压降百分数，  % %10e  % 变压器额定负荷时电抗压降百分数，  % 22 % U = % 变压器额定负荷时阻抗压降百分数， % 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 15 - 采煤机尾机高速负荷线的电压损失   中 ：  二次额定电压，   负荷系数，取 1；   设备额定功率，   电缆实际长度，   电缆单位长度电阻， / 尾机高速负荷线总的电压损失 U 总 ：   U 总 = 验 ： 足要求。  (2)、按电压损失校验电缆截面  移动变电站电压损失   1 0 0s i n%c o s%2   100 =中 ： 变压器二 次额定电压， V；   变压器负荷系数， =630514 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 17 - % 变压器额定负荷时电阻压降百分数，  %106303850%10 e  % 变压器额定负荷时电抗压降百分数，  % 22 % U = % 变压器额定负荷时阻抗压降百分数， %4。  破碎机负荷线的电压损失 中 ：  二次额定电压 ，   负荷系数，取 1；   设备额定功率，   电缆实际长度，   电缆单位长度电阻， / 破碎机负荷线总的电压损失 U 总   U 总 = 验 ： 满足要求。  (2)、按电压损失校验电缆截面  移动变电站电压损失   1 0 0s i n%c o s%2   100 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 18 - 式中 ： 变压器二次额定电压， V；   变压器负荷系数， =  % 变压器额定负荷时电阻压降百分数，  %108005100%10 e = % 变压 器额定负荷时电抗压降百分数，  % 22 % U = % 变压器额定负荷时阻抗压降百分数， % 乳化泵负荷线的电压损失 中 ：  二次额定电压 ，   负荷系数，取 1；   设备额定功率，   电缆实际长度，   电缆 单位长度电阻， / 乳化泵负荷线总的电压损失 U 总   U 总 = 验 ： 足要求。  (2)、按电压损失校验电缆截面  移动变电站电压损失  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 19 - 1 0 0s i n%c o s%2   100 =中 ： 变压器二次额定电压， V；   变压器负荷系数， =  % 变压器额定负荷时电阻压降 百分数，  %103152300%10 e  % 变压器额定负荷时电抗压降百分数，  % 22 % U  = % 变压器额定负荷时阻抗压降百分数，  4。  一台皮带电源线的电压损失 中 ：   二次额定电压 ，   负荷系数，取 1；   设备额定功率，   电缆实际长度，   电缆单位长度电阻， / 一台皮带电源线总的电压损失 U 总   U 总 = 验 ： 满足要求。  (2)、按电压损失校验电缆截面  移动变电站电压损失   1 0 0s i n%c o s%2   100 =中 ： 变压器二次额定电压， V；   变压器负荷系数， =  % 变压器额定负荷时电阻压降百分数，  %103152100%10 e  % 变压器额定负荷时电抗压降百分数，  % 22 % U = % 变压器额定负荷时阻抗压降百分数， %。  皮带道下部电源线的电压损失 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 22 - 式中 ：  二次额定电压 ，   负荷系数，取 1；   设备额定功率，   电缆实际长度，   电缆单位长度电阻， / 皮带道下部电源线总的电压损失 U 总   U 总 = 验 ： 满足要求。  (2)、按电压损失校验电缆截面  移动变电站电压损失   1 0 0s i n%c o s%2   100 =中 ： 变压器二次额定电压， V；   变压器负荷系数， =  % 变压器额定负荷时电阻压降百分数，  %103152300%10 e  % 变压器额定负荷时电抗压降百分数，  % 22 % U = % 变压器额定负荷时阻 抗压降百分数， %。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 23 - 皮带道下部电源线的电压损失 中 ：  二次额定电压 ，   负荷系数，取 1；   设备额定功率，   电缆实际长度，   电缆单位长度电阻， / 皮带道下部电源线总的电压损失 U 总   U 总 = 验 ：   满足要求 . 式中：  )/ 保护范围内最小两相短路电流， A；   灵敏系数。  （ 2）、综采工作面刮板运输机开关  1)、高速开关的整定  9A， , 90A。  保护灵敏度校验  8901 81 5890 )2(22)2(   满足要求  2)、低速开关的整定  1A，  65A。  保护灵敏度校验  8651 81 5865 )2(22)2( 足要求  （ 3）、综采工作面转载机开关  1)、高速开关的整定  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 31 -  250A。  保护灵敏度校验  825034248250 )2(22)2(   满足要求  2)、低速开关的整定  ，  190A。  保护灵敏度校验  819034248190 )2(22)2(   满足要求  （ 4） 、综采工作面破碎机开关  26A，  130A。  保护灵敏度校验  813029968130 )2(26)2(   满足要求  其它开关整定计算方法同上。计算从略 ， 见 开关继电保护一览表 3 表 3关选择继电保护整定一览表  开关名称  或编号  开关型号  负荷容量（  负荷  电流  （ A）  整定电流 (A) 保护末端短路电流 (A) 灵敏度  I #高防开关  00   段电源   2#高防开关  00 0 0    用   3#高防开关  00 26   336(变压器二次出口 ) #高防开关  00 349   125(变电站二次出口 ) #高防开关  00 937   565(变电 站二次出口 ) #高防开关  00 1540   990(变电站二次出口 ) #高防开关  00 321   063(变压器二次出口 ) #高防开关  00      络   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或11970985 - 32 - 9#高防开关  00 1400   524(变压器二次出口 ) 0#高防开关  00 150   336(变压器二次出口 ) 1#高防开关  00 328   336(变压器二次出口 ) 2#高防开关  00   950(变电站二次出口 ) 3#高防开关  00   336(变压器二次出口 ) 4#高防开关  00 15   336(变压器二次出口 ) 5#高防开关  00   段电源   1#馈电开关  1 200   2250 #馈电开关  5 200   1568 #馈电开关