礦井采區(qū)供電畢業(yè)設計論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　礦井采區(qū)供電是否安全可靠和經濟合理，將直接關系到每一位井下工人的人身安全和礦井的可持續(xù)發(fā)展，特別是在現代化的礦井生產中，隨著生產規(guī)模的不斷擴大和新煤層的不斷勘探，為了滿足生產發(fā)展的需要，本次設計根據新采區(qū)的實際情況,對其所需設備及供電線路等進行了設計，本設計是以東源公司羊場煤礦井下采區(qū)供電為對象，在遵照《煤礦安全規(guī)程》、

2、《礦山供電》、《礦井供電》等礦井相關書籍的前提下進行設計的，根據新采區(qū)的實際情況，在相關技術員的指導下，深入生產現場，并查閱了有關設計資料、規(guī)程、規(guī)定，聽取和收錄了現場相關技術員的意見及經驗，對采區(qū)所需設備的型號及供電線路等進行了設計計算。設計時充分考慮到技術經濟的合理，安全的可靠。采用新技術、新產品，積極采取相應措施減少電能損耗，提高生產效率，并闡述了采區(qū)供電系統(tǒng)中各用電設備的選型及其計算過程，如變壓器、電纜、開關的選擇等，并對其進行

3、了整定和校驗，設計中比較詳細地敘述了礦用電纜及電氣設備的選定原則以及井下各種保護裝置的選擇和整定。</p><p>　?。坳P鍵詞］： 礦山供電； 礦井電纜選擇； 井下保護</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　whether the power supply of a pit collect area i

4、s safe and thrifty or not is affect workers’ person safety and the pit’s continued develop directly ,especially in the contemporary pit’s produce .Along with the scale of production is wider and wider and the exploratio

5、n of the new coal bed is more and more profoundly. In order to content the need of the production’s develop .This design is on the basis of the reality situation of the new mining area. We have made a design on all the e

6、quipment and</p><p>　　[Key words]: pit power supply; the choose of electric cable ; the protection under the pit </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 采區(qū)設計原始資料………………………

7、……………………………………………………1</p><p>　　1.1 全礦概貌…………………………………………………………………………………1</p><p>　　1.2 采區(qū)資料……………………………………………………………………………………1 </p><p>　　2采區(qū)變電所的變壓器選擇…………………………………………………………………2</p>

8、<p>　　2.1 采區(qū)負荷計算………………………………………………………………………………2</p><p>　　2.2變壓器容量計算……………………………………………………………………………3</p><p>　　2.3變壓器的型號、容量、臺數的確定…………………………………………………………3</p><p>　　3 采區(qū)變電所及工作面配電所位置

9、的確定………………………………………………5</p><p>　　3.1 采區(qū)變電所位置…………………………………………………………………………5</p><p>　　3.2 工作面配電點的位置……………………………………………………………………5</p><p>　　4采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定…………………………………………………………………………6</p>

10、<p>　　4.1擬定供電系統(tǒng)的原則………………………………………………………………………6</p><p>　　4.2按照采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定原則確定供電系………………………………………………6</p><p>　　5采區(qū)低壓電纜的選擇…………………………………………………………………………8</p><p>　　5.1電纜選擇原則…………………………

11、……………………………………………………8</p><p>　　5.2電纜型號的確定……………………………………………………………………………8</p><p>　　5.3電纜長度的確定……………………………………………………………………………8</p><p>　　5.4低壓電纜截面的選擇………………………………………………………………………8</p>

12、<p>　　5.5. 采區(qū)電纜熱穩(wěn)定校驗……………………………………………………………………15</p><p>　　6 采區(qū)高壓電纜的選擇………………………………………………………………………18</p><p>　　6.1選擇原則……………………………………………………………………………………18</p><p>　　6.2選擇步驟……………………

13、………………………………………………………………18</p><p>　　7 采區(qū)低壓控制電器的選擇…………………………………………………………………22</p><p>　　7.1電器選擇按照下列一般原則……………………………………………………………22</p><p>　　7.2據已選定的電纜截面、長度來選擇開關、起動器容量及整定計………………………22<

14、/p><p>　　8低壓保護裝置的選擇和整定………………………………………………………………24</p><p>　　8.1低壓電網短路保護裝置整定細則規(guī)定…………………………………………………24</p><p>　　8.2保護裝置的整定與校驗……………………………………………………………………24</p><p>　　9 高壓配電箱的選擇和

15、整定………………………………………………………………30</p><p>　　9.1高壓配電箱的選擇原則……………………………………………………………………30</p><p>　　9.2高壓配電箱的選擇…………………………………………………………………………30</p><p>　　9.3高壓配電箱的整定和靈敏度的校驗……………………………………………………31&

16、lt;/p><p>　　10 井下漏電保護裝置的選擇………………………………………………………………32</p><p>　　10.1井下漏電保護裝置的作用…………………………………………………………………32</p><p>　　10.2漏電保護裝置的選擇………………………………………………………………………32</p><p>　　10.3井

17、下漏電保護裝置的要求…………………………………………………………………32</p><p>　　10.4井下檢漏保護裝置的整定…………………………………………………………………32 </p><p>　　11井下保護接地系統(tǒng)…………………………………………………………………………34</p><p>　　設計總結………………………………………………………………………

18、……………………36</p><p>　　致 謝………………………………………………………………………………………………37</p><p>　　參考文獻……………………………………………………………………………………………38</p><p>　　1 采區(qū)設計原始資料</p><p><b>　　1.1 全礦概貌</b&g

19、t;</p><p>　　1.1.1地質儲量1527.56萬噸；</p><p>　　1.1.2礦井生產能力：設計能力45萬t/年，實際數45萬t/年；</p><p>　　1.1.3年工作日：300天，日工作小時：14小時；</p><p>　　1.1.4礦井電壓等級及供電情況：該礦井供電電源進線采用雙回路電源電壓為35KV，變電所內設有6

20、30KVA,10/6.3變壓器兩臺和400KVA，10/0.4變壓器兩臺，承擔井下和地面低壓用電負荷。用兩條高壓電纜下井，電壓等級均為6KV，經中央變電所供給采區(qū)變電所。</p><p><b>　　1.2 采區(qū)資料</b></p><p>　　1.2.1本礦井屬低沼氣礦井，采區(qū)傾角23°～28°.</p><p>　　1.

21、2.2采煤方法：</p><p>　　一般采用長壁后退式采煤方法，以炮采為主。</p><p>　　1.2.3支護方法：</p><p>　　掘進點向上山，石門及全巖巷道，以錨噴為主，工作面采用木支護。</p><p>　　1.2.4煤炭運輸系統(tǒng)：</p><p>　　工作面落煤經溜槽到1T（噸）礦車，由電瓶車運至中部

22、車場翻車器翻入煤倉到下部車場裝車，由電機車運到井底車場，再由絞車提到地面。</p><p>　　1.2.5采區(qū)通風：</p><p>　　新鮮風流由＋1800副斜井進風——→+1660運輸大巷——→軌道下山——→采區(qū)工作面——→采區(qū)回風巷——→人行上山——→+1400回風平峒——→通風機房。</p><p>　　1.2.6電壓等級及主要設備：</p>

23、<p>　　井下中央變電所的配出電壓為6KV，采區(qū)主要用電設備采用660V電壓，煤電鉆和照明采用127V電壓，主要設備見采區(qū)負荷統(tǒng)計表。</p><p>　　2 采區(qū)變電所的變壓器選擇</p><p>　　2.1 采區(qū)負荷計算：</p><p>　　根據巷道、生產機械的布置情況，查《煤礦井下供電設計指導書》和《礦井供電》，查找有關技術數據，列出采區(qū)電氣設備

24、技術特征如表2-1、表2-2所示:</p><p>　　表2-1 采區(qū)電氣設備技術特征</p><p>　　表2-2 采區(qū)機械設備配備表</p><p>　　2.2變壓器容量計算：</p><p>　　2.2.1 +1660水平絞車變電所變壓器容量：</p><p>　　ST1 =∑Pe1×Kde×

25、;Ks / cosφWm </p><p>　　=111.2×0.4×1/0.6</p><p><b>　　=74.13KVA</b></p><p>　　式中：cosφWm ——加權平均功率因素，根據《煤礦電工學》P191表7-4</p><p>　　查傾斜炮采工作面，取cosφWm =0.6；&

26、lt;/p><p>　　Kde——需要系數，根據《煤礦電工學》P191表7-4查傾斜炮采工作面，取Kde=0.4；</p><p>　　Ks——組間同時系數，取值參照《煤礦電工學》P191，當供給一個工作面時取1，當供給個工作面時取0.95供給3個及以上工作面時取0.9，所以Ks分別取Ks1=1,Ks2=0.9；</p><p>　　∑Pe1——由+50水平變電所供電的

27、所有電動機額定容量之和；</p><p>　　∑Pe1＝110+1.2=111.2kw</p><p>　　1.2——負荷系數一般取1.2</p><p>　　2.2..2 +1524水平采區(qū)變電所變壓器容量:</p><p>　　ST2 =∑Pe2×Kde×Ks / cosφWm </p><p&g

28、t;　　=143.8×0.5×0.9/0.6</p><p>　　=107.848KVA</p><p>　　式中： cosφWm ——加權平均功率因素，根據《煤礦電工學》P191表7-4</p><p>　　查傾斜炮采工作面，取cosφWm=0.6；</p><p>　　Kde——需要系數，根據《煤礦電工學》P191表

29、7-4查傾斜炮采工作面，取Kde=0.5；</p><p>　　∑Pe2　——由+1524水平采區(qū)變電所供電的所有電動機額定容量之和；</p><p>　　∑Pe2＝(5.5+5.5×2+11+4+8+5.5×2+11+1.2×2+8)×2=143.8kw</p><p>　　2——電機系數（380V乘以2，660V乘以1.1

30、5）；</p><p>　　2.3變壓器的型號、容量、臺數的確定：</p><p>　　根據STN>ST原則，（STN ——變壓器的額定容量； ST ——變壓器的計算容量 ），確定變壓器型號時，應考慮變壓器的使用場所、電壓等級和容量等級，還應考慮巷道斷面、運輸條件、備品配件來源等因素。一般在變電硐室內的動力變壓器，選擇礦用一般油浸式變壓器，+1660水平絞車變電所變壓器可以選擇KSJ

31、2—75/6型和+1524水平采區(qū)變電所變壓器可以選擇KSJ2—135/6型。但由于礦用一般型油浸式變壓器現在井下禁止使用，屬于井下淘汰產品，所以選擇礦用干式變壓器，根據中華人民共和國煤炭工業(yè)部制定的《煤礦井下低壓電網短路保護裝置的整定細則》P90表19選擇：+1660水平絞車變電所變壓器T1為KBSG—100/6型一臺,+1524水平采區(qū)變電所變壓器T2為KBSG—200/6型一臺。其技術特征如表2-3所示。</p>&

32、lt;p>　　表2－3（變壓器技術數據）</p><p>　　備注：動力變壓器T1選KBSG—100/6,T2選KBSG—200/6,上表數據查中華人民共和國煤炭工業(yè)部制定的《煤礦井下低壓電網短路保護裝置的整定細則》P90表19和中華人民共和國，通化變壓器制造有限公司《礦用隔爆型變壓器》使用說明書P9表3.</p><p>　　3 采區(qū)變電所及工作面配電所位置的確定</p>

33、;<p>　　3.1 采區(qū)變電所位置：</p><p>　　根據采區(qū)變電所位置確定原則，采區(qū)變電所位置選擇要依靠低壓供電電壓，供電距離，采煤方法，采區(qū)巷道布置方式，采煤機械化程度和機械組容量大小等因素確定。</p><p>　　3.2 工作面配電點的位置：</p><p>　　在工作面附近巷道中設置控制開關和起動器，由這些裝置構成的整體就是工作面配電點

34、。它隨工作面的推進定期移動。</p><p>　　根據掘進配電點至掘進設備的電纜長度，設立：</p><p>　　P1配電點：＋1660中央變電所——﹥人行下山——﹥+1524采區(qū)變電所——﹥＋1660水平絞車峒室；</p><p>　　P2配電點：+1524采區(qū)變電所——﹥+1524水平中間運輸巷掘進配電點；</p><p>　　P3配電點

35、：+1524采區(qū)變電所——﹥+1460水平運輸巷掘進配電點；</p><p>　　P4配電點：+1524采區(qū)變電所——﹥+1524米水平采區(qū)配電點；</p><p>　　P5配電點：+1524采區(qū)變電所——﹥+1400米水平采區(qū)配電點；</p><p>　　4采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定</p><p>　　4.1擬定供電系統(tǒng)的原則：</p>

36、;<p>　　4.1.1在保證供電安全可靠的前提下，力求所用的開關、起動器和電纜等設備最少；</p><p>　　4.1.2原則上一臺起動器只控制一臺低壓設備；一臺高壓配電箱只控制一個變壓器。當高壓配電箱或低壓起動器三臺及以上時，應設置進線開關；采區(qū)為雙電源供電時，應設置兩臺進線高壓配電箱。</p><p>　　4.1.3當采區(qū)變電所的動力變壓器多于一臺時，應合理分配變壓器的

37、負荷，原則上一臺變壓器負擔一個工作面的用電設備；且變壓器最好不并聯運行；</p><p>　　4.1.4對于從變電所向各配電點供電時，可采用輻射式供電，供電線路應走最短的路線，但應注意回采工作面，軌道上下山等處不應敷設電纜，溜放煤、矸、材料的溜道中嚴禁敷設電纜，并盡量避免回頭供電；</p><p>　　4.1.5大容量設備的起動器應靠近配電點的進線端，以減小起動器間電纜的截面；</p

38、><p>　　4.1.6低瓦斯礦井掘進工作面的局部通風機，可采用裝有選擇性漏電保護裝置的供電線路供電，或采用掘進與采煤工作面分開供電；</p><p>　　4.1.7低瓦斯礦井瓦斯噴出區(qū)域，掘進工作面的局部通風機都應實行三專(專用變壓器、專用開關、專用線路)供電；</p><p>　　4.1.8局部通風機與掘進工作面的電氣設備，必須裝有風電閉鎖裝置低瓦斯礦井。低瓦斯礦井

39、瓦斯噴出區(qū)域的所有掘進工作面應裝設兩閉鎖(風電閉鎖、瓦斯電閉鎖)設施。因此，在掘進工作面的供電線路上應設一臺閉鎖用的磁力起動器，或專用的風電閉鎖裝置。</p><p>　　4.1.9局部通風機無論在工作或交接班時，都不準停風。因此要在專用變壓器與采區(qū)變電所內其他任意一臺變壓器之間加設聯絡開關。平時斷開，在試驗局部通風機線路的漏電保護時，合上聯絡開關，以防局部通風機停電；</p><p>　

40、　4.1.10采區(qū)變電所、上山絞車房、水泵房應設照明燈。</p><p>　　4.2按照采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定原則確定供電系統(tǒng)圖</p><p>　　采區(qū)變電所供電系統(tǒng)擬定圖如圖1所示。</p><p>　　5 采區(qū)低壓電纜的選擇</p><p>　　5.1電纜長度的確定：</p><p>　　根據采區(qū)平面布置圖和采區(qū)剖面

41、圖可知：人行上山傾角為25°。</p><p>　　以計算上山絞車的電纜長度為例：</p><p>　　從剖面圖可知+50中央變電所到+50水平上山絞車硐室的距離為280m。</p><p>　　考慮實際施工電纜垂度，取其長度為理論長度的1.05倍，則實際長度為：</p><p>　　Ls=L×1.05=294m，取300

42、 m.</p><p>　　同理 其他電纜長度亦可計算出來</p><p><b>　　如圖2、圖3所示。</b></p><p>　　5.2電纜型號的確定：</p><p>　　礦用電纜型號應符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，電鉆用UZ型，上山絞車用ZQP20型，裝巖機和回柱絞車用UP型，固定支線電纜和移動支線均采用U型。&l

43、t;/p><p>　　5.3電纜選擇原則：</p><p>　　5.3.1 在正常工作時電纜芯線的實際溫升不得超過絕緣所允許的溫升，否則電纜將因過熱而縮短其使用壽命或迅速損壞。橡套電纜允許溫升是65°，鎧裝電纜允許溫升是80°，電纜芯線的時間溫升決定它所流過的負荷電流，因此，為保證電纜的正常運行，必須保證實際流過電纜的最大長時工作電流不得超過它所允許的負荷電流。</

44、p><p>　　5.3.2 正常運行時，電纜網路的實際電壓損失必須不大于網路所允許的電壓損失。為保證電動機的正常運行，其端電壓不得低于額定電壓的95%，否則電動機等電氣設備將因電壓過低而燒毀。所以被選定的電纜必須保證其電壓損失不超過允許值。</p><p>　　5.3.3 距離電源最遠，容量最大的電動機起動時，因起動電流過大而造成電壓損失也最大。因此，必須校驗大容量電動機起動大，是否能保證

45、其他用電設備所必須的最低電壓。即進行起動條件校驗。</p><p>　　5.3.4 電纜的機械強度應滿足要求，特別是對移動設備供電的電纜。采區(qū)常移動的橡套電纜支線的截面選擇一般按機械強度要求的最小截面選取時即可，不必進行其他項目的校驗。對于干線電纜，則必須首先按允許電流及起動條件進行校驗。</p><p>　　5.3.5 對于低壓電纜，由于低壓網路短路電流較小，按上述方法選擇的電纜截面

46、的熱穩(wěn)定性均能滿足其要求，因此可不必再進行短路時的熱穩(wěn)定校驗。</p><p>　　5.4低壓電纜截面的選擇：</p><p>　　5.4.1 移動支線電纜截面</p><p>　　采區(qū)常移動的電纜支線的截面選擇時考慮有足夠的機械強度,根據相關資料初選支線電纜截面即可.具體如圖2所示。</p><p>　　5.4.2 干線電纜截面的選擇：&l

47、t;/p><p>　　由于干線線路長,電流大,電壓損失是主要矛盾,所以干線電纜截面按電壓損失計算。</p><p>　　采區(qū)變電所供電擬定圖如圖2所示。</p><p>　　5.4.3 +1524水平巖巷掘進配電點</p><p>　　根據△UZ值的取值原則,選取配電點中線路最長,容量最大的支線來計算。</p><p>

48、　　5.4.3.1 .根據圖2,11KW耙斗裝巖機初選電纜為U-1000 3×16+1×6 100m,用負荷矩電壓損失計算支線電纜電壓損失：(由于耙斗機容量最大，距離最遠，所以若它計算合格，則其它支線均合格)。</p><p>　　△UZ% = Kf×∑Pe×LZ×K%</p><p>　　=1×11×100×

49、10-3×0.327</p><p><b>　　=0.36</b></p><p>　　式中： △UZ%——支線電纜中電壓損失百分比；</p><p>　　Kf——負荷系數,取Kf=1；</p><p>　　∑Pe——電動機額定功率,KW；</p><p>　　LZ——支線電纜實

50、際長度,m；</p><p>　　K%——千瓦公里負荷電壓損失百分數,取K%=0.327</p><p>　　UZ =△UZ%×Ue/100</p><p>　　=0.36×660/100</p><p><b>　　=24V</b></p><p>　　支線電纜電壓損失為；△

51、UZ=24V</p><p>　　式中： △UZ——支線電纜中電壓損失,V；</p><p>　　5.4.3.2.變壓器電壓損失為：</p><p>　　△UB% =β×(Ur%×cosφpj+Ux%×sinφpj)</p><p>　　= 0.54×(0.85×0.6+3.88×

52、0.8)</p><p><b>　　≈2</b></p><p>　　式中： △UB%——變壓器電壓損失百分比；</p><p>　　β——變壓器的負荷系數,β=Stj1/Se=107.848/200≈0.54；</p><p>　　Se——變壓器額定容量,KVA；</p><p>　　S

53、tj1——變壓器二次側實際負荷容量之和,KVA. Stj1=107.848 KVA；</p><p>　　Se——變壓器額定容量,KVA；</p><p>　　Ur%——變壓器額定負荷時電阻壓降百分數, 查中華人民共和國，通化變壓器制造有限公司《礦用隔爆型變壓器》使用說明書P9表3.取Ur%=.85；</p><p>　　Ux%——變壓器額定負荷時電抗壓降百分數,

54、查查中華人民共和國，通化變壓器制造有限公司《礦用隔爆型變壓器》使用說明書P9表3.取UX%=3.909；</p><p>　　cosφpj——加權平均功率因數,取cosφpj =0.7,</p><p>　　sinφpj=0.8；</p><p>　　△UB =△UB%×Ue/100=2×660/100=13.2V</p><

55、p>　　變壓器電壓損失為：△UB=13.2V</p><p>　　5.4.3.3干線電纜允許電壓損失為:</p><p>　　△Ugy =△UY-△UZ-△UB</p><p>　　=63-2-13.2</p><p><b>　　=47.8V</b></p><p>　　干線電纜允許電壓

56、損失為: △Ugy=47.8V</p><p>　　式中：△Ugy——干線電纜中允許電壓損失,V；</p><p>　　△UY——允許電壓損失,V, </p><p>　　對于380V系統(tǒng)；△Ugy=U2NT-0.95×UN=400-0.95×380=39V</p><p>　　對于660V系統(tǒng)；△Ugy=U2NT-0.9

57、5×UN=690-0.95×660=63V</p><p>　　對于1140V系統(tǒng)；△Ugy=U2NT-0.95×UN=1200-0.95×1140=117V</p><p>　　因為Ue=660V,所以△UY=63V；</p><p>　　△UZ——支線電纜中電壓損失,V；</p><p>　　△UB

58、——變壓器中電壓損失,V；</p><p>　　5.4.3.4 干線電纜截面確定</p><p>　　Agy = Kx×∑Pe×Lgy×10³/(Ue×r×△Ugy×ηpj)</p><p>　　=0.7×34×600×10³/(660×42.5&

59、#215;47.8×0.8)</p><p><b>　　=13.3mm2</b></p><p>　　式中：　Agy——干線電纜截面積, mm2；</p><p>　　∑Pe——干線電纜所帶負荷額定功率之和,KW, </p><p>　　∑Pe=5.5×2+11+4+8=34KW；</p>

60、;<p>　　Lgy——干線電纜實際長度,Km；</p><p>　　r——電纜導體芯線的電導率, m/(Ω·mm2)取r=42.5Ω·mm2；</p><p>　　△Ugy——干線電纜中最大允許電壓損失,V；</p><p>　　ηpj——加權平均效率,V,取ηpj=0.8；</p><p>　　根據計算選

61、擇干線電纜為U-1000 3×16 +1×10 600m。但考慮到盡可能提高供電質量，選用U-1000 3×25 +1×10 600m。</p><p>　　5.4.4 +1524水平向采區(qū)配電點的干線電纜：</p><p>　　5.4.4.1 支線電纜電壓損失：(由于回柱絞車容量最大，距離最遠，所以若它計算合格，則其它支線均合格)。</p&g

62、t;<p>　　△UZ% = Kf×∑Pe×LZ×K%</p><p>　　=1×11×150×10-3×0.327</p><p><b>　　=0.54</b></p><p>　　式中： △UZ%——支線電纜中電壓損失百分比；</p>

63、<p>　　Kf——負荷系數,取Kf=1；</p><p>　　∑Pe——電動機額定功率,KW；</p><p>　　LZ——支線電纜實際長度,m；</p><p>　　K%——千瓦公里負荷電壓損失百分數,取K%=0.327</p><p>　　△UZ =△UZ%×Ue/100</p><p>　

64、　=0.054×660/100</p><p><b>　　=3.564V</b></p><p>　　支線電纜電壓損失為；△UZ=3.564V</p><p>　　5.4.4.2 干線電纜允許電壓損失為：</p><p>　　△Ugy =△UY-△UZ-△UB</p><p>　　=

65、63-3.564-13.2</p><p><b>　　=46.236V</b></p><p>　　式中： 變壓器電壓損失為：△UB=13.2V(前面已經計算過，這里不在計算)</p><p>　　△UY——允許電壓損失,V, </p><p>　　對于380V系統(tǒng)；△Ugy=U2NT-0.95×UN=40

66、0-0.95×380=39V</p><p>　　對于660V系統(tǒng)；△Ugy=U2NT-0.95×UN=690-0.95×660=63V</p><p>　　對于1140V系統(tǒng)；△Ugy=U2NT-0.95×UN=1200-0.95×1140=117V</p><p>　　因為Ue=660V,所以△UY=63V；&l

67、t;/p><p>　　5.4.4.3 干線電纜截面確定：</p><p>　　Agy = Kx×∑Pe×Lgy×10³/(Ue×r×△Ugy×ηpj)</p><p>　　=0.7×32.4×700×10³/(660×42.5×46.236

68、×0.8)</p><p><b>　　=15.3mm2</b></p><p>　　式中：∑Pe——干線電纜所帶負荷額定功率之和,KW, </p><p>　　∑Pe=5.5×2+11+1.2×2+8=32.4KW；</p><p>　　根據計算選擇干線電纜為U-1000 3×1

69、6 +1×10 600m。但考慮到盡可能提高供電質量，選用U-1000 3×25 +1×10 700m。</p><p>　　5.4.5 +1660絞車房供電計算圖如圖3 所示。</p><p>　　向110KW絞車供電的電纜截面的選擇：</p><p>　　根據所選用KBSG—100/6型變壓器, 查中華人民共和國煤炭工業(yè)部制定的《煤

70、礦井下低壓電網短路保護裝置的整定細則》P90表19得, Ur%=1.00,Ux%=3.873；</p><p>　　5.4.5.1變壓器的電壓損失為：</p><p>　　△UT%=(ST/Se)×(Ur%×cosφpj+Ux%×sinφpj)</p><p>　　=(74.13/100)×(1.00×0.7+3.8

71、73×0.8)</p><p><b>　　≈2.30</b></p><p>　　△UT =△UT%×U2e/100</p><p>　　=2.30×400/100</p><p><b>　　=9.2V</b></p><p>　　變壓器的電

72、壓損失為：△UT=9.2V</p><p>　　5.4.5.2支線電纜允許電壓損失：</p><p>　　△Ugy=△UY-△UB=39-9.2=29.8V</p><p>　　式中：△Ugy——z支線電纜中允許電壓損失,V；</p><p>　　△UY——允許電壓損失,V, </p><p>　　對于380V系統(tǒng)；△

73、Ugy=U2NT-0.95×UN=400-0.95×380=39V</p><p>　　對于660V系統(tǒng)；△Ugy=U2NT-0.95×UN=690-0.95×660=63V</p><p>　　對于1140V系統(tǒng)；△Ugy=U2NT-0.95×UN=1200-0.95×1140=117V</p><p>

74、　　因為Ue=380V,所以△UY=39V；</p><p>　　5.4.5.3支線電纜截面確定：</p><p>　　Agy = Kx×∑Pe×Lgy×10³/(Ue×r×△Ugy×ηpj)</p><p>　　=0.7×110×145×10³/(380&

75、#215;42.5×29.8×0.8)</p><p><b>　　=30.7mm2</b></p><p>　　根據計算選擇干線電纜為ZQP20-1000 3×35 145m。但考慮到盡可能提高供電質量，選用ZQP20-1000 3×50 145m。</p><p>　　式中：　Agy——干線電纜截面積

76、, mm2；</p><p>　　∑Pe——干線電纜所帶負荷額定功率之和,KW, </p><p>　　Lgy——干線電纜實際長度,Km；</p><p>　　r——電纜導體芯線的電導率, m/(Ω·mm2)取r=42.5Ω·mm2；</p><p>　　△Ugy——干線電纜中最大允許電壓損失,V；</p>

77、<p>　　ηpj——加權平均效率,V,取ηpj=0.8；</p><p>　　5.5. 采區(qū)電纜熱穩(wěn)定校驗</p><p>　　按啟動時的電壓損失校驗電纜截面：</p><p>　　由于電動機啟動電流大。啟動時低壓電網中的電壓損失比正常工作時的電壓損失大得多。因此，必須滿足電動機和電磁啟動器的啟動條件，否則無法啟動。一般只校驗供電功率最大、供電距離最遠的

78、干線，如該干線滿足啟動要求，則其他干線必能滿足啟動要求。</p><p>　　11KW回柱絞車是較大負荷起動，也是采區(qū)中容量最大、供電距離較遠的用電設備，選擇的電纜截面需要按起動條件進行校驗即可。</p><p>　　5.5.1 確定電動機的最小啟動電壓UQmin </p><p>　　滿足電動機最小啟動轉矩所需要的最小啟動電壓UQmin，可根據電動機的轉矩正比于其

79、電壓的平方求出：</p><p>　　UQmin= )×Ue </p><p><b>　　= ×660</b></p><p><b>　　=457.26V</b></p><p>　　“EQ \r(,kQ)”</p><p>　　式中: Ue

80、 ——電動機額定電壓,V；</p><p>　　KQ ——電動機最小允許起動轉矩MQmin 與額定轉矩Me之比值. 查《礦山供電》附錄11,取KQ=1.2；</p><p>　　aQ——電動機額定電壓下的起動轉矩MeQ與額定轉矩Me之比值,由電動機技術數據表查得,礦用隔爆電動機aQ= 2.5。（礦用隔爆型電動機一般可取2-2.5）。</p><p>　　5.5.2

81、計算起動時工作機械支路電纜中的電壓損失：按啟動時電壓損失最大的一條支線計算，即：</p><p>　　△UZQ=×IQ×LZ×cosφQ）/（r×AZ）</p><p>　　=（×60.3×100×0.7）/(42.5×25)</p><p><b>　　=6.88V</

82、b></p><p>　　式中: r ——支線電纜芯線導體的電導率,m/(Ω·mm2)；</p><p>　　LZ——支線電纜實際長度.m；</p><p>　　IQ——電動機實際起動電流,A；</p><p>　　Ue ——電動機額定電壓,V；</p><p>　　AZ　——支線電纜的芯線截面,

83、mm2；</p><p>　　cosφQ——電動機起動時的功率因數，估取cosφ=0.7,sinφ=0.80</p><p>　　IQ=IeQ×UQmin/Ue=87×457.26/660=60.3A；</p><p>　　IeQ ——電動機在額定電壓下的起動電流,A；</p><p>　　UQmin ——電動機最小起動電

84、流,V;查表1-1,取UQmin=87V；　</p><p>　　5.5.3 啟動時干線電纜的電壓損失：按干線所帶電動機中最大一臺啟動，其它正常工作條件計算，即：</p><p>　　△UgQ=LZ/r×AZ×（×IgQ×cosφgQ+Kde.re×∑N.Pe×103）</p><p>　　=700/25&

85、#215;42.5(×101.1×0.57+0.8×21.4×103） </p><p><b>　　=82.85V</b></p><p>　　式中: r ——干線電纜芯線導體的電導率,m/(Ω·mm2)；</p><p>　　LZ ——干線電纜實際長度,m；</p

86、><p>　　AZ——支線電纜的芯線截面, mm2；</p><p>　　Kde.re ——除啟動電動機外，干線中其它用電設備的需用系數，??；Kde.re0.8</p><p>　　∑N.Pe——32.4-11=21.4KW</p><p>　　中:32.4——干線電纜所帶總功率,KW：</p><p>　　11——回柱絞

87、車,KW;</p><p>　　21.4——干線所帶電動機中除最大一臺電動機外，其它電動機功率之和,KW。</p><p>　　IgQ——干線電纜中實際實際起動電流,A；</p><p><b>　　IgQ=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>&

88、lt;b>　　=101.1A</b></p><p>　　中: ∑Ii——其余電動機正常工作電流，A；</p><p>　　∑Ii =∑Pe/（×Ue×ηpj×cosφpj）</p><p>　　=（22×103）/(×660×0.79×0.6)</p><

89、p><b>　　=40.6A</b></p><p>　　22——實際是21.4KW；取22KW計算。</p><p>　　cosφgQ——干線電纜在起動條件下的功率因數,</p><p>　　cosφgQ =(IQ×cosφQ+∑Ii×cosφpj)/IgQ</p><p>　　=(60.3&

90、#215;0.55+40.6×0.6)/101.1</p><p><b>　　=0.57</b></p><p>　　5.5.4 起動時變壓器的電壓損失：按變壓器所帶電動機中最大一臺啟動，其它正常工作條件計算，即：</p><p>　　△UBQ% = (IBQ/IBe)×( Ur% ×cosφBQ+Ux%

91、5;sinφBQ )</p><p>　　=(101.1/166)×(0.8×0.57+3.909×0.82)</p><p><b>　　=2.2508</b></p><p>　　UBQ =△UBQ%×UBe/100</p><p>　　=690×2.2508/10

92、0</p><p>　　=15.53052V</p><p><b>　　≈15.5 V</b></p><p>　　式中: IBQ——起動時變壓器的負荷電流,A；</p><p>　　IBe ——變壓器負荷額定電流,A；</p><p>　　UBe——變壓器負荷側額定電壓,V；</p>

93、;<p>　　cosφBQ——起動時變壓器負荷功率因數；</p><p>　　cosφBQ =(IQ×cosφQ+∑Ii×cosφpj)/IgQ</p><p>　　=(60.3×0.55+40.6×0.6)/101.1</p><p><b>　　=0.57</b></p>

94、<p>　　5.5.5 起動狀態(tài)下供電系統(tǒng)中總的電壓損失：</p><p>　　∑△UQ =△UZQ + △UgQ + △UBQ</p><p>　　=6.88+82.85+15.5</p><p><b>　　=105.23V</b></p><p>　　式中: 起動時支路電纜中的電壓損失；△UZQ=6

95、.88 V</p><p>　　起動時干路電纜中的電壓損失；△UgQ=82.85 V</p><p>　　起動時變壓器的電壓損失：△UBQ=15.5 V</p><p>　　起動狀態(tài)下供電系統(tǒng)中總的電壓損失：∑△UQ ==105.23V</p><p>　　5.5.6按啟動條件檢驗電纜截面：</p><p>　　電動機

96、啟動時，其端電壓不得小于電動機的最小啟動電壓；</p><p><b>　　即：</b></p><p>　　Ust≧UQmin </p><p>　　Ust=U2N.T-∑△UQ≧UQmin</p><p>　　Ust =(690-105.23=584.77V)≧457.26V</p><p>

97、　　又因為584.77V相對于額定電壓的百分數為584.77/660×100%=88.6%，超過磁力起動器吸合線圈要求的電壓。所以檢驗結果可以認為選用25mm2的橡套電纜滿足了起動條件。</p><p>　　6 采區(qū)高壓電纜的選擇</p><p><b>　　6.1選擇原則：</b></p><p>　　6.1.1按經濟電流密度計算選

98、定電纜截面，對于輸送容量較大，年最大負荷利用的小時數較高的高壓電纜尤其應按經濟電流密度對其截面進行計算。</p><p>　　6.1.2按最大持續(xù)負荷電流校驗電纜截面，如果向單臺設備供電時，則可按設備的額定電流校驗電纜截面。</p><p>　　6.1.3按系統(tǒng)最大運行方式時發(fā)生的三相短路電流校驗電纜的熱穩(wěn)定性，一般在電纜首端選定短路點。井下主變電所饋出線的最小截面，如果采用的鋁芯電纜時，

99、應該不小于50mm2 。</p><p>　　6.1.4按正常負荷及有一條井下電纜發(fā)生故障時，分別校驗電纜的電纜的電壓損失。</p><p>　　6.1.5固定敷設的高壓電纜型號按以下原則確定：</p><p>　　6.1.5.1在立井井筒或傾角45°及其以上的井筒內，應采用鋼絲鎧裝不滴流鉛包紙絕緣電纜，鋼絲鎧裝交聯聚乙烯絕緣電纜，鋼絲鎧裝聚氯乙稀絕緣電纜

100、或鋼絲鎧裝鉛包紙絕緣電纜。</p><p>　　6.1.5.2在水平巷道或傾角45°以下的井巷內，采用鋼帶鎧裝不滴流鉛包紙絕緣電纜，鋼帶鎧裝聚氯乙稀絕緣電纜或鋼帶鎧裝鉛包紙絕緣電纜。</p><p>　　6.1.5.3在進風斜井，井底車場及其附近，主變電所至采區(qū)變電所之間的電纜，可以采用鉛芯電纜，其它地點必須采用銅芯電纜。</p><p>　　6.1.6移

101、動變電站應采用監(jiān)視型屏蔽橡膠電纜。</p><p><b>　　6.2選擇步驟：</b></p><p>　　凡最大負荷年利用小時數為1000h以上的電纜，都應按經濟電流密度選取截面，然后根據敷設方式和環(huán)境溫度驗算其長時電流是否符合要求，以及電壓損失及熱穩(wěn)定性；</p><p>　　6.2.1表6-1給出了年最大利用小時數Tmax與經濟電流密度

102、J的關系；</p><p>　　表6-1 經濟電流密度J（A/mm²）</p><p>　　在計算導線及電纜截面時，年最大負荷利用小時一般可根據表6-2確定；</p><p>　　表6-2 各類負荷的年最大利用小時</p><p>　　6.2.2按經濟電流密度選擇電纜截面:應先確定Tmax，然后再根據導線材料查出經濟電流密度J,

103、按下式算出經濟截面A1</p><p>　　6.2.2.1向1660絞車變壓器供電高壓L1的電纜選擇;</p><p><b>　　A1 =In/J</b></p><p><b>　　=7.2/1.54</b></p><p><b>　　=4.8mm2</b></p&

104、gt;<p>　　式中： A——電纜的計算截面, mm2；</p><p>　　In——電纜中正常負荷時持續(xù)電流，</p><p>　　In=SB1/(×Ue) =74.13/( ×6) =7.2A；</p><p>　　J——經濟電流密度，A/mm2,查表6-1，取J=1.54Amm2；（因為煤礦為三班制工作企業(yè)，所以J取1.5

105、4）</p><p>　　考慮到井口下一步對供電的要求，由《礦山供電》附表5-1查，取L1：ZLQP20-6000 3×35 300m；</p><p>　　6.2.2.1向1524變壓器供電高壓L2的電纜選擇;</p><p><b>　　A2 =In/J</b></p><p>　　=13.84/1.54

106、</p><p><b>　　=8.99 mm2</b></p><p>　　式中： A——電纜的計算截面, mm2；</p><p>　　In——電纜中正常負荷時持續(xù)電流，</p><p>　　In=SB2/(×Ue) =143.8/( ×6) =13.84A；</p><p&

107、gt;　　J——經濟電流密度，A/mm2,查表6-1，取J=1.54Amm2；（因為煤礦為三班制工作企業(yè)，所以J取1.54）</p><p>　　考慮到井口下一步對采區(qū)供電的改動及要求，由《礦山供電》附表5-1查，取L1：ZLQP20-6000 3×50；</p><p>　　6.2.3校驗方法：</p><p>　　6.2.3.1按長時允許電流校驗電纜截

108、面： </p><p>　　正常情況下向1660絞車變壓器供電高壓L1的電纜電流為;</p><p>　　Ia= SB1/(×Ue)</p><p>　　=74.13/(×6)</p><p><b>　　=7.2A</b></p><p>　　式中：SB1——變壓器所帶總負荷

109、;KVA.</p><p><b>　　Ue——高壓6KV</b></p><p>　　由于所選35 mm2電纜長時允許電流I=100A(查《礦山供電》附表5-1),大于最大工作電流Ia=7.2A，故滿足要求。</p><p>　　注： I——環(huán)境溫度為25度時電纜允許載流量, 查《礦山供電》附表5-1，取I=100A；</p>

110、<p>　　6.2.3.2按允許電壓損失校驗導體截面</p><p>　　電纜短路時的熱穩(wěn)定條件檢驗電纜截面,取短路點在電纜首端,取井下主變電所容量為50MVA,則</p><p><b>　　計算電壓損失為：</b></p><p>　　△U =PL/DSVe</p><p>　　=74.13×30

111、0/28.8×35×6</p><p><b>　　=3.68V</b></p><p><b>　　占額定電壓百分數：</b></p><p>　　△U%=3.68/6000×100</p><p><b>　　=0.0613</b></p

112、><p>　　上述計算值小于表6-3中第5項規(guī)定的（6%-12%），故滿足要求。</p><p>　　6.2.3.3驗算所選截面的熱穩(wěn)定性</p><p>　　Id（3） = Sd/(×Up) </p><p>　　=(50×103)/( ×6.3) </p><p><b>

113、　　=4582.4A</b></p><p>　　由于煤礦供電一般為無限大系統(tǒng)，短路電流不衰減，假想時間與斷路器的動作時間相同，故計算出電纜的最小熱穩(wěn)定截面為：</p><p>　　Amin = (Id（3）×)/C</p><p>　　=(4582.4×)/90</p><p>　　=25.46mm2&l

114、t;A1=35 mm2</p><p>　　式中： Amin——電纜最小截面, mm2；</p><p>　　Id（3）——主變電所母線最大運行方式時的短路電流,A；</p><p>　　tj——短路電流作用假想時間,S；對井下開關取0.25S（tj=t+0.05S）；</p><p>　　C ——熱穩(wěn)定系數, 由《礦井供電》P207表查出

115、6KV油浸紙絕緣電纜短路最高允許溫度為200℃，再查《礦井供電》P218表4-20得出，取C=90；</p><p>　　由上述計算可見，電纜的最小熱穩(wěn)定截面為25.46mm2小于所選截面35 mm2故熱穩(wěn)定性滿足要求。</p><p>　　6.2.4 同理校驗向1524變壓器供電的高壓電纜L2也符合所選ZLQP20-6000 3×50的要求；</p><p&

116、gt;　　6.2.5當校驗不合格時，可采取如下措施，并再次驗算，達到合格為止。</p><p>　　6.2.5.1在電氣設備防爆接線盒喇叭口允許情況下，增大干線電纜截面；</p><p>　　6.2.5.2分散負荷或增加干線電纜的根數；</p><p>　　6.2.5.3移動采區(qū)變電所位置，縮短供電距離；</p><p>　　6.2.5.4更

117、換為大容量變壓器或有條件的變壓器并聯；</p><p>　　6.2.5.5改變變壓器的分接頭，但此法只能在運行中采用；</p><p>　　6.2.5.6采用移動變電站或提高供電電壓等級；</p><p>　　表6-3 各種電力網允許的電壓損失值</p><p>　　7 采區(qū)低壓控制電器的選擇</p><p>　　

118、7.1電器選擇按照下列一般原則進行：</p><p>　　7.1.1按環(huán)境要求，采區(qū)一律選用隔爆型或隔爆兼本質安全型電器。</p><p>　　7.1.2按電器額定參數選擇</p><p>　　7.1.2.1低壓控制電器的額定電流要大于或等于用電設備的持續(xù)工作電流，其額定電壓也應與電網的額定電壓相符合。</p><p>　　7.1.2.2控制

119、電器的分斷能力，電流應不小于通過它的最大三相短路電流。</p><p>　　7.1.3工作機械對控制的要求選擇</p><p>　　7.1.3.1工作線路總開關和分路開關一般選用自動饋電開關，如DW80型或新系列的DZKD型自動饋電開關。</p><p>　　7.1.3.2不需要遠方控制或經常起動的設備，如照明變壓器，一般選用手動起動器，如QS型等。</p&g

120、t;<p>　　7.1.3.3需要遠方控制，程控或頻繁起動的機械，如采煤機、裝巖機、輸送機等一般選用QBZ系列，DQBH型磁力起動器或新系列隔爆型磁力起動器等。</p><p>　　7.1.3.4需要經常正、反轉控制的機械，如回柱絞車、調度絞車等，一般選用QBZ－80N型或其它系列可逆磁力起動器等。</p><p>　　7.1.4開關電器的保護裝置，要適應電網和工作機械的保護

121、要求：</p><p>　　7.1.4.1變壓器二次的總開關要有過電流和漏電保護。</p><p>　　7.1.4.2變電所內各分路的配出開關及各配電點的進線開關要有過電流保護。</p><p>　　7.1.4.3大型采掘機械，如采煤機組、掘進機組等需要短路保護、過負荷保護，有條件的增設漏電閉鎖保護。</p><p>　　7.1.4.4一般小

122、型機械，如電鉆、局扇、回柱絞車及小功率輸送機等需要有短路保護和斷相保護。</p><p>　　7.1.5開關電器接線口的數目要滿足回路和控制回路接線的要求，其內徑應與電纜外徑相適應。</p><p>　　7.2據已選定的電纜截面、長度來選擇開關、起動器容量及整定計算：</p><p>　　7.2.1計算開關的工作電流Ig（以110KW的上山絞車的控制開關為例）

123、 Ig ＝（Kf×Pe×103）/（×Ue×cosφe×ηe）</p><p>　?。剑?.8×110×103）/（×660×0.86×0.93）</p><p><b>　?。?6A</b></p><p>　

124、　其余開關的工作電流如表7－1所示.</p><p>　　式中： Pe——電纜所帶負荷的額定功率之和，KW;</p><p>　　Ue——電纜所在電網的額定電壓，V;</p><p>　　Kf——電纜線路所帶負荷的需用系數；</p><p>　　cosφe——電纜所帶負荷的加權平均功率因素；</p><p>　　7.

125、2.2開關的選擇結果：</p><p>　　根據Ig、Ue查表選110KW上山絞車的控制開關選DW80－200A饋電開關一臺。</p><p>　　11KW的裝巖機控制開關的選擇：</p><p>　　Ig＝（Kf×Pe×103）/（×Ue×cosφe×ηe） </p><p>　?。剑?.8