矿山电工课程设计

1、 矿山电工课程设计 -采区供电系统设计单位：能源学院班级： 指导教师：上官璇峰 目 录一 前言.1二 设计步骤及过程1 煤矿采区概况 .22 采区负荷统计.33 采区变压器选择.44 采区变电所和工作面配电点的确定.55 采区供电系统图.66 采区低压电缆截面计算.77 采区低压电气设备的选择.138 采区电气整定保护计算.14三 设计小结.16四 参考文献.16煤矿采区供电课程设计一前 言煤矿采区供电设计是每一位采矿专业学生的必修课。在老师的指导下，我们希望通过本次课程设计，掌握煤矿采区供电设计的步骤及过程。设计简介：1. 课程名称：矿山电工 2. 设计项目：采区供电设计 班 级 ：08采矿

2、人才5班3. 指导老师：上官璇峰 学生姓名： 4. 设计地点：河南理工大学 5. 设计日期：2009年12月14日-2009年12月20日二设计步骤及过程1、煤矿采区概况：本采区为缓冲倾斜煤层，高瓦斯，倾角为26°，煤层2.0 m，采区分为两个区段，区段垂高70 m，两翼布置工作面，走向长度为400 m；工作面采用长壁式炮采人工扒煤方式，顺槽使用可弯曲刮扳运输机，计划5台17型SGB17刮扳机，工作面使用单体支柱支护。采区共为4个工作面，采掘接替为一采一准。上山开采，采区设有轨道运输上山、溜煤上山和回风上山。采区设备布置如下图：1乳化泵XRB2，30KW 2SGB-17刮扳机，17K

3、W3电煤钻，1.2KW 4回柱绞车JH-5，8.5KW5局扇JKB-52-2，5.5KW 6装载机，11KW7上山1.2 m绞车JTKB1.2-55KW采区负荷统计：采区负荷统计表使用地点设备名称型号规格安装台数额定功率电压（v）采煤工作面机巷乳化液压泵XRB30130660采煤工作面机巷刮板运输机SGB17517/台660采煤工作面机巷电煤钻DS1.211.2127工作回风巷电煤钻DS1.211.2127工作回风巷回柱绞车JH518660掘进工作面局扇JBT52-215.5660掘进工作面装载机111660掘进工作面电煤钻DS1.211.2127上山绞车房1.2m绞车JTKB1.2/1155

4、660经统计本采区的总负荷为：pei=198.1KW3、采区变压器选择：根据上述采区负荷统计，采用需用系数法进行变压器容量计算：式中-计算容量（KVA）-采区负荷总和K设备负荷需用系数，取0.7-设备加权平均功率固数，取0.75代入计算得：=*0.7=184.89KVA根据上式计算，变压器的计算容量为184.89 ，查矿用变压器目录：初选变压器为KS7200/6/0.69型变压器，数量一台，变压器容量为200 ，符合要求。4、采区变电所和工作面配电点的确定:一、 采区变电所的确定：方案一：根据采区的开采布置（采区分为两个区段，区段垂高70 m，两翼布置工作面，走向长度为400 m）；考虑到工作

5、面的负荷情况和供电距离，宜把采区变电所设置在采区中部，这样低压供电距离缩短，可以保证电压降符合要求。方案二：采区变电所可设置为移动变电所，这样低压供电距离缩短，可以保证电压降符合要求。以上两种方案均符合要求，本次设计选方案一。二、 工作面配电点的确定:采煤工作面的乳化液压泵、刮扳运输机等的用电设备其配电点设机巷联络巷进风处，设置断路开关。采煤工作面回风巷断路开关设上山绞车房。掘进工作面断路开关距当头约100 m。5.采区供电系统图6、 采区低压电缆线路的选择与计算一)、选择电缆应满足的条件1)、电缆实际流进的长时工作电流必须小于或等于他所允许的载流量。2)、正常运行的电缆网路的实际电压损失必须

6、小于或等于网路所允许的电压损失。3)、电缆的机械强度必须满足要求。二)、电缆型号与长度1)、采区变电所至工作面等配电点干线电缆选用U型矿用橡套电缆。2)、工作点移动电缆选用VF型矿用阻然电缆。3)、电煤钻选用UZ型专用电缆。4)、电缆长度按LS=KL计算K为增加系数,取1.1三)、电缆干线截面计算(选择)与效验以供电系统图所示,按工作电流必须小于或等于电缆长时允许电流计算:即Ig Iy1)、送工作面干线电缆其工作电流按下式:=式中-干线电缆的工作电流（A）P计算功率（kw）P= -需用系数，取0.8-供电线路额定功率之和Ve额定电压（V）-电机加权平均功率因数，一般取0.7P=0.8*（30+

7、5*17+1.2） =0.8*116.2=92.96(KW)所以=查电缆长时允许电流表:16(mm)2为85A ，25(mm)2 为113A,35(mm)2为138A故选干线电缆为U3×35+1×10电缆,符合要求。顺槽运输巷分段干线为:干线1: P=0.8×(5×17+1.2)=107.75(KW)干线1使用U3×25+1×10电缆，符合要求。同理可得：煤矿采区供电课程设计 干线2使用U3×25+1×10电缆，符合要求。干线3使用U3×25+1×10电缆，符合要求。 干线4使用U3×

8、25+1×10电缆，符合要求。干线5使用U3×25+1×10电缆，符合要求。干线6：P=0.8×1.2=0.96(KW)干线6使用U3×2.5+1×2.5电缆，符合要求。干线7：P=0.8×(1.2+8.5)=7.76（KW）干线7使用U3×16+1×6电缆，符合要求。按正常允许电压损失效验:采用图表法计算电压损失,即用每KW负荷矩电压损失K(%)值以实际负荷与电缆长度,求出其电压损失UL(%),并满足线路允许的电压损失Uy(%)即UL(%)Uy(%)UL(%)线路实际电压损失百分数Uy(%)线路允许电压

9、损失百分数，取送工作面总干线电缆其电压损失为UL总(%)=PLK（%）煤矿采区供电课程设计 UL总总干线末端电压损失百份数P干线负荷（KW）L干线长度（KM）K（%）不同电缆截面时单位负荷矩电压损失值，查35mm2电缆为0.174（%）U总（%）=100.8（KW）×0.1（KM）×0.174（%）=1.75（%）符合要求。依次计算：干线1：Ul1(%)=95.9×0.13×0.356=4.12(%)干线2：Ul2(%)=78.9×0.05×0.356=1.36(%)干线3：Ul3(%)=61.9×0.06×0.3

10、56=1.38(%)干线4：Ul4(%)=44.9×0.08×0.356=1.24(%)干线5：Ul4(%)=27.9×0.06×0.356=0.54(%)干线6：Ul5(%)=10.9×0.15×0.356=0.58(%)干线7：Ul5(%)=9.7×0.5×0.356=1.72(%)计算结果均符合要求，即 UL(%)Uy(%)2）、送掘进工作面电缆：按上述计算结果与校验方法电缆工作电流P=0.8×（5.5+1.2+11）=14.16(KW)查Iy: 3×16+1×6 电缆为85A符

11、合满足IgIy 条件，考虑到电压降，故选U3×16+1×6。校验：同前方法，UL（%）=PLK（%）UL （%）=（11+1.2+5.5）×0.5×0.359=4.3(%) 5%符合要求。3）送上山绞车房电缆：截面选择计算方法同上P=55(KW)查电缆长时允许负荷电流表3×25（mm）2为113A故符合IgIy校验：同前方法，煤矿采区供电课程设计 11UL （%）=PLK（%）=68.75×0.2×0.237（%）=2.4（%）5（%）符合并满足要求。4）变电所联络电缆：截面选择计算方法同上P=0.8×199.6=

12、159.8 (KW)查电缆长时允许负荷电流表3×50（mm）2为173A故符合IgIy校验：同前方法，UL （%）=PLK（%）=159.8×0.03×0.237（%）=1.136（%）5（%）符合并满足要求。电缆选择一览表电缆使用地点型号规格长度（m）电缆长时允许使用电流(A)线路工作电流（A）线路电压损失（%）采区变电所联系U3*50+1*16301731681.13变电所至采煤工作面U3*35+1*161101381161.75工作面运输巷g1U3*25+1*161301381164.12工作面运输巷g2U3*25+1*1650138871.36工作面运输巷

13、g3U3*25+1*1060113571.38工作面运输巷g4U3*25+1*1080113351.2工作面运输巷g5U3*25+1*1060113200.54工作面运输巷g6U3*16+1*61508550.58工作面运输巷g7U3*16+1*62008550.62变电所至绞车房U3*25+1*620011368.752.4变电所至掘进工作面U3*16+1*615085304.37、采区低压电气设备的选择按照采掘机械设备配置情况，应选择安全、经济、合理的电气控制设备，依据“安全规程”教课书等要求，具体选择如下表：使用地点电器名称型号数量用途变电所高压防爆开关BGP-61高压进线联变电所变压器

14、KS-200/0.691供电变电所馈电开关BW80-3501低开总开关变电所检漏继电器JY821漏电保护变电所馈电开关DW80-2004分路总开关变电所千变KSG2.51照明上山绞车房防爆开关QC83-2251进线总开关上山绞车房防爆开关QC83-2251上山绞车用上山绞车房防爆开关QC83-801送回风断路上山绞车房千变KSG2.51照明信号用采煤机巷馈电开关DW80-2001进线开关采煤机巷防爆开关QC83-1001控制乳化泵采煤机巷防爆开关QC83-805控制刮板机采煤机巷防爆开关综合保护1电煤钻采煤回风巷防爆开关QC81-601控制回柱绞车掘进工作面防爆开关QC83-801控制局扇掘进

15、工作面馈电开关DW80-2001进线开关掘进工作面防爆开关QC83-801装载机掘进工作面防爆开关综合保护1电煤钻8、电气整定保护计算为了用电设备、电气的安全，各主要开关都要进行整定计算。保护整定计算就是分别分级计算各种过流状态下，开关均应起到保护作用。保护整定计算依据课本公式按单台（支线），多台干线）逐一计算。变电所DW80-300总开关的整定计算：IZ=IQmax+Ie式中IZ各级开关的整定计算电流（A）IQmax线路中最大一台电机的起动电流Ie线路中其他电机额定电流之和IQ单台电机的起动电流 IQ=57 IeIe电机额定电流（A）变电所BGP30-6型高压防爆开关的整定计算：式中IZ开关的整定计算电流（A）IG线路中电机额定电流之和变压器的变比i电流互感器变比 =247.5/（8.69*5） =5.7A同理可得其余开关整定电流，见表：地点开关型号用途整定计算整定值（A）变电所BGP30-6送变压器10变电所BW80-300总开关600变电所BW80-200送绞车房400变电所BW80-200送机巷400变电所QX83-100送掘进100绞车房QC83-225绞车控制400机巷DW80-200断路300机巷QC80-100控制乳化泵200机巷QC80-80刮板机控制开关100机巷QC83-80断路