供电设计

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第一章地质概况一、煤层赋存情况3301采煤工作面的走向长为300m,倾向长860m,走向长1680m(已是煤层的实际倾斜长度、走向长度)倾角为011,煤层平均厚度为4m,煤层坚硬系数为f=2~3。

该煤层为3号煤层,煤层走向为由东向西,煤层平均厚度为4m,煤质中硬。

二、围岩的性质及其对采煤的影响性质:煤层顶板无伪顶,直接顶为厚度8.0m的粉砂岩,基本顶厚度为15m厚度的粗砂岩。

老顶初次来压强度为1.44,老顶周期来压步距为 1.38。

老顶分类为Ⅱ,直接顶级别为1,实测支护强度为0.59MPa。

煤层底板为中砂岩。

三、地质构造及水文地质情况该采区地质构造简单,除左右边界有断层外,其它地方都没有,且没有褶曲;采区正常涌水量为h1103。

m/影响:顶、低含水性可能大,增加了煤的含水性,采煤工作面的环境不好。

四、瓦斯、煤尘和自然发火期情况采煤工作面瓦斯相对涌出量为t163,没有煤与瓦斯突出危险;m/煤层自然发火期为6个月,煤尘具有爆炸性,没有冲击地压危险性,控制通风速度和煤尘的消除。

五、工作面参数工作面布置图如下;采用倾向长壁采煤法,采用对拉工作面,工作面长度为150m,工作面编号为3301工作面,煤层平均厚度为4m。

六、采区运输、通风、排水系统:(1)运煤系统:采煤工作面→区段运输斜巷→采区煤仓→运输大巷。

(2)运料系统:运输大巷→材料斜巷→采区甩车场→分带回风平巷→采煤工作面(3)通风系统:运输大巷→进风行人斜巷→分带运输斜巷→工作面→分带回风斜巷→材料斜巷→回风大巷。

(4)排水系统:所有巷道的一侧都挖有水沟,利用重力使积水排到井底水仓。

巷道布置如下图;回风大巷运输大巷材料斜巷行人进风斜巷煤仓绞车房分带回风斜巷带区运输斜巷分带回风斜巷开切眼第二章 采区供电系统及变电所得位置的确定第一节 变电所的位置确定根据《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,结合该采区的地质条件在改采区的下部主要运输大巷和主要回风大巷的中部布置采区变电所,连同两条大巷并设风门。

第二节 电压等级的确定及采区供电对电能的要求电压等级的确定;根据《煤矿安全规程》的要求和现有的采、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3301工作面采用MXA-300/4.5型采煤机,SGZ730/320型刮板输送机的电压等级为1140V ),电源取自工作面移动变电站;掘进工作面设备及综采工作面的辅助设备电源电压为660V ,电源取自变电所的低压变压器或工作面的移动变电站;各工作面的煤电钻、信号及照明电压为127V 。

采区供电对电能的要求: 1、电压允许偏差; 电压允许偏差计算公式如下; 电压准许偏差=%100⨯-额定电压额定电压实际电压《电能质量供电电压允许偏差》规定电力系统在正常运行条件下,用户受电端供电电压允许偏差值为:(1)35KV 及以上供电和对电压有特殊要求的用户为额定电压的 +5%--- -5%;(2)10KV 及以上高压供电和低压供电用户的电压允许偏差为用户的额定电压的 +7%--- -7%; (3)电压照明用户为+5%--- -10%。

第三节 采区主要设备根据采区的巷道布置和采区的实际情况将采区的主要设备选型如下;采区主要设备选型表第三章移动变电站的选型一、国产的矿用隔爆型移动变电站有KSGZY和KBSGZY两个系列,因为后者是节能环保的的新产品,顾选用KBSGZY-630移动变电站隔爆型移动变电站KBSGZY-630的主要性能参数移动变电站的选型为KBSGZY 630,并与之相配套的高压开关选型为1140/40030 DW KB采区变电所出线电压为6KV ,经2台KBSGZY 630移动变电站变压供给工作面的采煤机组和其它电气设备,进行生产工作。

第四章 高、低压开关及高压启动器的选型 1、开关的选择原则:(1)根据《煤矿安全规程》规定,采区变电所采用矿用防爆型开关,井下采掘工作面选用矿用防爆型或增安型开关。

(2)开关的额定电压必须大于或者等于线路的实际工作电压,额定电流要大于或者等于被控电路的长期负荷电流。

(3)开关的额定断流容量不小于变电所母线上的实际短路容量。

(4)矿用隔爆开关的接线喇叭口数目及内径要负荷被控线路的接线要求。

2、高、低压开关的选择:(1)综采工作面的机组和刮板输送机控制开关选择DQZBH1140/300启动器,它1140V 电器设备选用QJZ 系列矿用真空电磁启动器,采区其它660V 的控制开关选用QJZ 系列矿用真空电磁启动器。

(2)采区低压馈电开关选用KBZ-400和KBZ200矿用真空馈电开关。

(3)移动变电站低压馈电开关选用5001 KBD 型真空馈电开关。

(4)变电所低压开关选用BGP9L-6G 高压防爆真空开关。

(5)变电所低压馈电开关应有过流、漏电和短路保护,变电所配出分路开关和配电点总开关应有过流保护,保护机械的开关应有短路、过负载、单项断线、漏电闭锁保护及远程控制装置。

移动变电站低压馈电开关应有过负荷、短路、欠电压和漏电闭锁功能,高压控制设备应具有短路、过负载、接地和欠压释放保护。

3、电磁启动器的选择原则:(1)磁力启动器的额定电压必须大于或者等于受控电动机的额定电压,其额定电流应大于或者等于受控电动机的最大工作电流。

同时要根据过流保护的需要对过流继电器选定适当的整定电流值。

(2)磁力启动器进出线及控线喇叭口内径必须符合连接电缆的最大外径要求,并且一个喇叭口只能接一条电缆。

(3)工作机械不要求带负荷改变旋转方向时,可选用不可逆的磁力启动器。

(4)磁力启动器必须具备良好的隔爆性能及可靠的过载和短路保护装置。

对使用环境的要求与隔爆自动馈电开关相同。

隔爆开关机电磁启动器的选型表第五章电缆的选择电缆又分为支线和干线两种。

支线是指启动器到电动机的电缆,向单台电动机供电;干线是指分路开关到启动器的电缆,向多台电动机供电。

电缆的就是确定各低压电缆的型号、芯线数、长度等。

第一节低压电缆型号、芯数和长度的确定一、低压电缆型号的选择低压电缆的型号主要依据其电压等级、用途和敷设场所等条件来决定。

煤矿井下所选电缆的型号必须符合《煤矿安全规程》的有关规定。

矿用低压电缆的型号有MZ矿用电钻电缆;MCP采煤机用屏蔽橡套软电缆;MYP矿用移动屏蔽橡套软电缆;MYPJ矿用移动屏蔽监视型橡套电缆。

矿用低压电缆的型号,一般按下列原则确定:1、支线一律采用阻燃橡套电缆。

1140 V设备及采倔工作面的660 V和380 V设备,必须用分相屏蔽阻燃橡套电缆;移动式和手动式电气设备,应使用专用的橡套电缆。

2、固定敷设的干线应采用铠装或非铠装聚氯乙烯绝缘电缆;对于半固定敷设的干线电缆,为了移动方便一般选用阻燃橡套电缆,也可选用上述铠装电缆或聚氯乙烯绝缘电缆。

3、采取低压电缆严禁采用铝芯和铝包电缆。

4、电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体5、照明、通信和控制用电缆,固定敷设时应采用铠装电缆、阻燃橡套电缆或矿用塑料电缆;非固定敷设时应采用阻燃橡套电缆。

二、确定电缆的芯数1、干线用的铠装电缆选三芯电缆,非铠装电缆选用四芯电缆。

2、支线电缆就地控制时,一般采用四芯电缆;远方控制和联锁控制时,应根据控制要求增加控制芯数的根数。

注意电缆中的接地芯线,除用作监测接地回路外,不得作其他用途。

3、信号电缆芯线根数要按控制、信号通信系统的需要决定,并留有备用芯线。

三、确定电缆长度计算就地控制的支线电缆长度,一般取 5 m~10 m.其他电缆因吊挂敷设时会出现弯曲,所以电缆的实际长度L应按下式计算:L= K m L m干线电缆长度计算:L ms= K m L m= 1.05×300= 315 m支线电缆长度计算:L bl = K m L m= 1.05×500= 525 m式中 L m ——电缆敷设路径的长度,m;K m ——电缆弯曲系数,橡套电缆取1.1,铠装电缆取1.05。

第二节低压电缆主芯线截面的选择一、低压电缆主芯线截面必须满足的条件1、正常工作时,电缆芯线的实际温度应不超过电缆的长时充许温度,所以应保证流过电缆的最长时工作电流不得超过其充许持续电流。

2、正常工作时,应保证供电网所有电动机的端电压在额定电压的95%-105%范围内,个别特别远的电动机端电压充许偏移8%-10%。

3、距离远、功率大的电动机在重载情况下应保证能正常启动,并保证其启动器有足够的吸持电压。

4、所选电缆截面必须满足机械强度的要求。

二、按长时充许持续电流选择 1、支线电缆选取 按额定电流计算采煤机的额定电流:I 1N = NN U P = 1140103003⨯ = 263A刮板输送机的额定电流:I 2N = N N U P= 1140102013⨯ = 176 A液压泵站的额定电流:I 3N = NN U P = 114010623⨯ = 54A经上述计算结果查《煤矿电工学》中的表7-8、表7-10可选出采煤机的电缆截面为 120mm 2;刮板输送机的电缆截面为95mm 2;液压泵站的电缆截面为16mm 2;2、干线电缆的选取支线电缆最大长时工作电流可取电动机的额定电流。

干线电缆最大长时工作电流可按下式计算:I ac =wmN N de U P K φcos 3103⨯∑=9.0114031096384.03⨯⨯⨯⨯ =460A式中 ∑P N ——电缆所带负荷的额定功率之和,KW;U N ——电缆所在电网的额定电压,V ;K de ——电缆线路所带负荷的需用系数,取0.84;cos φwm ——电缆所带负荷的加权功率因数,取0.9; 电缆的长时充许持续电流I p 应不小于通过电缆的长时工作电流I ac 。

即 I p ≥ I ac = 455.2 A根据工作电流计算及在《煤矿电工手册》中的1KV ~6KV 三芯纸绝缘铅包铠装电缆允许持续电流表,查得电缆的长时允许持续电流为:I p = 510 A ,即:取的主芯线截面为 240mm 23、按正常工作时的充许电压损失选择电缆截面正常工作时,采区低压电网的总电压损失ΔU 应不大于低压电网的允许电压损失ΔU P ,即ΔU ≤ΔU P1)低压电网的允许电压损失按要求,正常工作时应保证电网所有电动机的端电压不低于额定电压的95%。

为了保证用电设备的供电质量,低压电网的允许电压损失为ΔU P =U 2NT -0.95×U N式中 ΔU P ——低压电网的允许电压损失,V ;U 2NT ——变压器二次侧额定电压,V; 由上式可求得:对于380V 电网ΔU P =400-0.95×380=39V; 对于660V 电网ΔU P =690-0.95×660=63V ; 对于1140V 电网ΔU P =1140-0.95×1140=117V 。