红岩煤矿综采工作面供电设计-职业学院毕业论

1、.毕业设计(论文)设计(论文)题目： 红岩煤矿综采工作面供电设计 专 业 班 级： 机电工程052级 学 生 姓 名： 张胜伟 指 导 教 师： 设 计 时 间： 2008年5月5日5月22日 重庆工程职业技术学院重庆工程职业技术学院毕业设计（论文）成绩认定书 机电工程 系 机 电 专业 052 班 学生 张胜伟 ，其毕业设计（论文）综采工作面供电设计， 经 机电工程052班 答辩委员会答辩。 成绩评定为 。答辩委员会主任签字： 机电工程052班 答辩委员会（ 代章） 2008 年 月 日指导教师评语目 录重庆工程职业技术学院毕业设计（论文）任务书. 4红岩煤矿综采工作面供电设计说明书. .

2、5第一节 2606区N4段综采工作面供电设计. . . .6 1、采区概况 .6 2、综采低压供电系统6 2.1、综采工作面负荷统计.6 2.2、变压器容量选择.7 2.3、供电系统的确定.7 2.4、采煤工作面网路计算.7 2.4.1、电缆的选型7 2.4.2、低压电缆截面计算选择72.5、采区低压开关选择11 2.5.1、采区低压开关型号规格.11 2.5.2、各点两相短路电流.11 2.5.3、各开关的整定计算.11 3、高压供电系统123.1、采区主干线高压电缆的选择计算12 3.1.1、高压电力负荷计算.12 3.1.2、最大工作电流.12 3.1.3、按经济电流电流密度选择电缆截面

3、.12 3.1.4、按长时允许电流校验.123.2、高压开关的选择13 3.2.1、采区高压开关选用型号，其整定13 3.2.2、供矿用隔爆移动变电站的开关.13 3.2.3、供26064甩变电所开关13第二节 制定采区接地保护措施. 13第三节 制定采区漏电保护措施.14第四节 制定采区变电所防火措施. . .14总结. .15谢辞. .15 附:供电系统图工作面设备布置图变电所设计重庆工程职业技术学院毕业设计（论文）任务书任务下达日期：2008年5月5日设计（论文）题目：红岩煤矿综采工作面供电设计说明书设计（论文）主要内容和要求：一、设计条件：1、采区井巷布置平面如图一所示，煤层是南北走向

4、，向西倾斜，倾角为12°；采区的开拓是中间上山，采共分为三个区段，区段长170米，工作面长150米，采区一翼走向长400米；煤层厚度为2米，煤质中硬，煤层的顶、底板较平稳；上山周围环境温度为-20°C，运输平巷及工作面温度为+25°C。2、采煤方法：走向长壁，区内后退式采煤法，两翼同时开采，掘进超前，回采工作面采用MG200/475-W型干式泵箱液压采煤机，两班出煤，一班整修及放顶。3、煤的运输：工作面采用SGZ630/2×160型中双链刮板输送机；区段平巷采用SGW-150C型刮板输送机；采区上山采用SPJ-800型吊挂皮带运输机；采区轨道上山采用55

5、KW单筒绞车作材料运输。4、掘进煤平巷时，用电钻打眼，Z开切眼掘进，圆满设调度绞车，人工装煤。5、工作面采用ZQY3000-14/32液压支架支护。6、根据采煤机和液压支架的冷却水要求，供水流量250L/min，供水压力3. 0MPa,供水管直径32mm，选用WB250/5.5型喷雾泵。7、根据综采面ZQY3000-14/32液压支架的技术特征要求，选用MRB125/31.5C型乳化泵。6、采区内各用电设备的台数及其技术数据见表。它们的分布位置图见图。二、设计内容1、确定采区变电所和工作面配电点的位置； 2、拟定采区供电系统；3、计算与选择采区变电所动力变压器（型号，容量，台数）；4、选择采区

6、低压动力电缆（型号，长度，芯数，截面）；5、选择采区电气设备；6、整定采区低压电网过流保护装置；7、制订采区接地保护措施；8、制订采区漏电保护措施；9、制订采区变电所防火措施；三、设计要求（一）设计说明书要求.内容完整，叙述清楚，字体工整，计算正确；.图表必须用计算机或制图工具绘制；（二）图纸要求1、绘制采区供电系统图；2、绘制采区设备布置图；3、绘制采区变电所设备布置图。教研室主任签字： 指导教师签字：年 月 日 年 月 日红岩煤矿综采工作面供电设计说明书1、设计要求： 11、设计要符合煤矿安全规程、煤矿工业设计规范、煤矿井下供电设计技术规定和煤矿井下继电保护装置整定细则 12、设计遵循煤炭

7、工业建设的方针政策，在保证供电安全可靠的基础上进行技术经济比较，选用最佳方案。 13、设备选型时，应采用定型的成套设备，尽量采用新技术、新产品、积极采取措施减少电能损耗，节约能源。 14、设计质量要确保技术的先进性、经济合理性、安全适用性。 2、原始资料；21、采煤机型号：根据红岩煤矿2606N4工作面赋存条件和前面对割机主要技术性能参数的选择要求，选用西安煤机械厂生产的MG200/475-W型干式泵箱液压采煤机。22、煤的运输：工作面采用SGZ630/2×160型中双链刮板输送机；顺槽槽设备：根据采煤机的生产能力, 转载机的输送量应与采煤机实际生产率相适应，结合我矿现有设备,选取用

8、SGW-150C型刮板输送机；N4抽放巷设备根据采煤机的生产能力, 转载机的输送量应与采煤机实际生产率相适应,选用DTS80/40/2×40型吊挂式皮带输送机，采区上山采用SPJ-800型吊挂皮带运输机；采区轨道上山采用55KW单筒绞车作材料运输。23、工作面采用ZQY3000-14/32液压支架支护。24、根据采煤机和液压支架的冷却水要求，供水流量250L/min，供水压力3. 0MPa,供水管直径32mm，选用WB250/5.5型喷雾泵。25、根据综采面ZQY3000-14/32液压支架的技术特征要求，选用MRB125/31.5C型乳化泵第一节 2606N4段综采工作面供电设计1

9、、采区概况2606N4段处于六区中部，根据各变电所到此工作面的距离，考虑此工作面可能要在2606N5工作面结束之前开采,并考虑下一综采工作的开采，该工作面的供电系统由2606二甩道变电所供电,皮带上山及进采区煤仓皮带考虑但负综采和2606S4段两工作面的运输，其供电系统仍由现用的2606N5配电点供电不变。2、综采低压供电系统21综采工作面负荷统计（见表一）根据该工作面的用电情况，结合我矿设备情况，采用割煤机和循环溜子选用1140V电压 ，顺槽和其它设备选用660V电压等级，其负荷统计如下：表一名称型号规格台数配用功率KW额定电流A额定起动电流A1140V中双链刮板输送机SGZ630/2

10、15;16012×1602×1062×637.4采煤机MG200/475-计2795KW660V乳化泵MRB125/31.5C22×752×84.52×491喷雾泵WB250/5.532×302×322×260管架式皮带机DTS80/2×4012×402×2×452×2×293刮板输送机SGW-150C17584.5491回柱机JH-14317.517.5130合计104175KW22变压器容量选择1140V电压系统:由

11、于该工作面为综采工作面，设备按一定顺序进行起动，其需用系数Kx=0.4+0.6PS/PN=0.4+ 0.6×320/795=0.6415cospj取0.7Sb=795×0.6415/0.7=728.56(KVA)根据计算负荷,选用KBSGZY-800/6矿用隔爆移动变电站一台。其技术参数为：额定容量：800 KVA；额定电压：6KV/1200V；空载损耗：2300W；负载损耗：5200W；空载电流：1.0%;短路阻抗:5.5%660V电压系统:负荷统计:2606区掘进系统和2606N4共用一台变压器,其供电负荷为两个工作面之总和.PN=290+25+30+55+11.4&#

12、215;3=434.2(KW)由于该工作面为综采工作面,设备无一定顺序起动，其需用系数Kx=0.286+0.714PS/PN=0.286+ 0.714×80/434.2=0.42cospj取0.6Sb=434.2×0.42/0.6=303.9 (KVA)根据计算负荷,选用KBSGZY-315/6矿用隔爆移动变电站一台。其技术参数为：额定容量：315KVA；额定电压：6KV/693V；空载损耗：1100W；负载损耗：2150W；空载电流：1.8%;短路阻抗:4%23供电系统的确定 按采区供电系统拟定原则，根据2606N4段巷道情况，确定工作面供电系统如图2606N4综采工作面

13、供电系统图所示。24采煤工作面网路计算241、电缆的选型 低压动力电缆选用不延燃橡套电缆242、低压电缆截面计算选择（1）、支线电缆经常移动，需要足够的机械强度，并需考虑长时允许工作电流。其选择：采煤机支线电缆负荷电流为：IZ =283(A)根据电缆长时允许电流,采煤机支线电缆选为MCTP3×95+1×25+4×6的橡套电缆300m一根。循溜支线电缆负荷电流为：IZ循=104.8(A)根据电缆长时允许电流, 循溜支线电缆选为MCTP3×50+1×16+4×6的橡套电缆300m和150m各一根。其余设备支线电缆用MY0.38/0.66

14、3×25+1×16的橡套电缆50m。（2）、采煤机主干线路电缆截面计算采煤机线路电缆截面选择长时工作电流IW=283A根据计算和供电线路情况，考虑电压损失及短路电流和开关允许进入电缆外径，需选取电缆为一根95mm2的橡套软电缆（其长时允许载流量为300A）。正常运行时，网路电压损失检验A允许电压损失计算本工作面供电允许电压损失为：U=1200-1140×(1-5%)=117(V)B变压器内部电压损失 根据变压器KBSGZY -800/6的技术数据查得二次电压：1200V，阻抗电压：5.5%，空载电流:1.5%,空载损耗:2300W,负载损耗:5200W Ur=0.

15、65Ux=Ub=Sb/Se×（Urcos+Uxsin）×1200/100=728.56/800×（0.65×0.7+5.46×0.714）×1200/100=47.6 (V)C支线电缆电压损失U2= =13.1(V)D干线电缆电压损失U1= =53.8(V) U=Ub+U2+U1=47.6+13.1+53.8=114.5(V)< U=117(V)故一根95 mm2的橡套电缆符合要求。按起动时网路电压损失校验A最小起动电压根据经验，在电动机起动时，其端钮上最低电压允许值通常为额定电压的0.7倍。因此UQ= 0.7Ue=1140&#

16、215;0.7=798(V)B在最小起动电压时的起动电流IQ=IQe=1892×798/1140=1324.4(A)C此时支线电缆电压损失U支=57.8(V)D起动时干线电压损失U1=262.6(V)U=Ub+U2+U1=47.6+57.8+262.6=368(V)<1200-798=402(V)故选一根95 mm2的橡套电缆符合要求。（3）、循溜主干线路电缆截面计算循溜线路电缆截面选择长时工作电流IW=202.6A根据计算和供电线路情况，考虑电压损失及短路电流和开关允许进入电缆外径，需选取电缆为一根70mm2的橡套软电缆（其长时允许载流量为215A）。正常运行时，网路电压损失

17、检验A允许电压损失计算本工作面供电允许电压损失为：U=1200-1140×(1-10%)=174(V)B变压器内部电压损失 根据变压器KBSGZY -800/6的技术数据查得Ur=0.64 Ux=5.46 cos=0.7 Ue=1140VUb=Sb/Se×（Urcos+Uxsin）×1200/100=728.56/800×（0.65×0.7+5.46×0.714）×1200/100=47.6 (V)C支线电缆电压损失U2= =8.7(V)D干线电缆电压损失U1= =53.4(V) U=Ub+U2+U1=47.6+8.7+53

18、.4=109.7(V)< U=117(V)故一根70 mm2的橡套电缆符合要求。按起动时网路电压损失校验A最小起动电压根据经验，在电动机起动时，其端钮上最低电压允许值通常为额定电压的0.7倍。因此UQ= 0.7Ue=1140×0.7=798(V)B在最小起动电压时的起动电流IQ=IQe=1274.8×798/1140=892.4(A)C此时支线电缆电压损失U支=54.6(V)D起动时干线电压损失U1=281.3(V)U=Ub+U2+U1=47.6+54.6+281.3=383.5(V)<1200-798=402(V)故选一根70 mm2的橡套电缆符合要求。 (4

19、)、顺槽电缆截面选择顺槽电缆截面选择长时工作电流IW=0.7×(2×45+84.5+32+84.5)=203.7A根据计算需选取电缆为70mm2的橡套电缆。正常运行时，网路电压损失检验A允许电压损失计算本工作面供电允许电压损失为：U=690-660×(1-5%)=63(V)B变压器内部电压损失根据变压器KBSGZY -315/6的技术数据查得Ur=1.8 Ux=3.57 cos=0.7 Ue=690VUb=Sb/Se×（Urcos+Uxsin）×1200/100=303.9/315×（1.8×0.7+3.57×0.

20、714）×690/100=25.4(V)C支线电缆电压损失U2=4.8(V)D干线电缆电压损失U1= =32.4(V)U=Ub+U2+U1=25.4+4.8+32.4=61.7(V)< U=63(V)故一根70 mm2的橡套电缆符合要求。25采区低压开关选择251、采区低压开关型号规格如图和表三252、各点两相短路电流查表得(见表二)表二短路点电缆规格长度m两相短路电流值（A）D195-20I(2)d=16609.2AD270-30I(2)d=14604.8AD370-200I(2)d=8075AD470-500I(2)d=6530AD595-700I(2)d=6049AD67

21、0-700I(2)d=3562AD770-800 I(2)d=3005AD870-700 25-30I(2)d=3068AD970-700 50-300I(2)d=2259.2AD1095-700 2×70-300I(2)d=4374AD117-800I(2)d=3005A253、各开关的整定计算。真空开关的整定按Iz=Ie，真空磁力起动器的整定按Iz=Ie，进行计算。其整定值见表三。表三开关编号开关型号保护方式过载整定值（A）校验1BKD21-630/1140电子综合保护630K= I(2)d/IZ=16609.2/630=26.4>1.52BKD21-400/1140电子综

22、合保护400K= I(2)d/IZ=6049/400=15.1>1.53BKD21-400/1140电子综合保护300K= I(2)d/IZ=3562/300=11.9>1.54BKD21-500/660电子综合保护450K= I(2)d/IZ=14604.8/450=32.5>1.55BKD21-400/660电子综合保护350K= I(2)d/IZ=8075/350=23.1>1.56BKD21-400/660电子综合保护200K= I(2)d/IZ=6530/200=32.7>1.57BKD21-400/660电子综合保护200K= I(2)d/IZ=300

23、5/200=15>1.58BKD21-400/660电子综合保护180K= I(2)d/IZ=3005/180=16.7>1.59KBZ1-400/1140电子综合保护350K= I(2)d/IZ=4374/350=12.5>1.510KBZ1-400/660电子综合保护300K= I(2)d/IZ=2259.2/300=7.5>1.5 11QC83-225Z综合保护90K= I(2)d/IZ=3005/90=33.4>1.512QC83-225Z综合保护85K= I(2)d/IZ=3068/85=36.1>1.513QC83-80熔断器60K= I(2)d

24、/IZ=3005/60=50.1>714、15DQBH-160/660综合保护85K= I(2)d/IZ=6530/85=76.8>1.516、17DQBH-160/660综合保护35K= I(2)d/IZ=6530/35=186.6>1.518、19QC83-80熔断器60K= I(2)d/IZ=6530/60=108。8>720QC83-225Z综合保护70K= I(2)d/IZ=3005/70=42。9>1.521QC83-225Z综合保护90K= I(2)d/IZ=3005/90=33。4>1.53、高压供电系统31 采区主干线高压电缆的选择计算31

25、1.高压电力负荷计算S=PeKx/cos=795×0.713/0.7+400×0.429/0.6+315+360=1770.8KVA312.最大工作电流:IM=170.4A313.按经济电流电流密度选择电缆截面A= IM/Ied=170.4/2.5=68.2 mm2根据计算,目前我矿的VV20 3×70的高压电缆符合要求。314.按长时允许电流校验查表70 mm2的高压橡套电缆的长时允许电流为179AIM=170.4A <179A故所选电缆符合要求。32高压开关的选择321.采区高压开关选用PBG-630/6Z，200A其整定为：+180中央变电所供2606

26、北五甩开关及2606二甩变电所总开关 Iz=IM =174.9A故高压开关的过载电流调为0.9倍上。322.供矿用隔爆移动变电站的开关（1）供1140V电压等级的变压器开关IZ=527/5=105.4A故高压开关的过载电流调为0.6倍上。（2）供660V电压等级的变压器开关IZ=386.5/8.7=44.4A故高压开关的过载电流调为0.3倍上。323.供2606四甩变电所的开关IM=63.5A故高压开关的过载电流调为0.4倍上。第二节 制定采区接地保护措施井下保护接地网按煤矿安全规程第448条453条。规定执行1、第448条：36V以上和由于绝缘损失可能带有危险电压的电气设备的金属外壳构架等都

27、应该有保护接地。电气保护接地工作，应按煤炭工业部规定的有关矿井保护接地装置的安装，检查，测定工作细则执行。2、第449条：接地网上任一保护接地点测得的接地电阻值不得超大型过2欧，每一移动式和手持式电气设备同接地网2间的保护接地用的电缆芯线（其它相当接地导线以下各条同）的电阻值不得超过1欧。3、第450条，所有电气设备的保护接地装置（包括电缆的铠装，铅皮，接地芯线）和局部接地装置，都应与井下主接地级形成一个总接地网。4、第451条 下列地点应装设局部接地级：4.1、每个装有电气设备的硐室。4.2、每个单独装设的高压电气设备。4.3、每个低压配电点，如果采工作面的机巷，回风巷和掘进巷道内无低压配电

28、点时，上述巷道内至少应分别设置一个局部拉地极。4.4联接动力铠装电缆的每个接线盒，局部接地极可设置于巷水沟内或其它就近的潮湿处，设置在水沟中的局部接地极应用面积不小于0.6mm²厚度不小于3mm的钢板或具有相同有效面积的钢管制成，并应平放于水沟深处，设置在其它地点的局部接地极，可用直径小于25mm,长度不上于1.5同的钢管制成，管上至少钻20个直径不小于5mm的透眼，并垂直埋于地下。5、第452条：联系主接地极的接地母线，应用截面不小于50 mm²的铜线，截面不小于100 mm² 镀锌铁线或厚度不小于4mm，截面不小于100 mm²的扁钢。电气设备的外壳 同接地母线和局部接地极的联接电缆接地盒两头的铠装，铅皮的联接：应用截面不小于25 mm²的铜线，截面不小于50 mm²的镀锌铁线或厚度不小于4mm，截面不小于50 mm²的扁钢。6、第453条橡胶电缆的接地芯线，除用做监测接地回路外，不可兼作