矿山机电一体化专业毕业设计(论文)-煤矿供电系统设计Word下载.doc
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二、据已选定的电缆截面、长度来选择开关、起动器容量及整定计算 19
第七章低压保护装置的选择和整定 21
一、低压电网短路保护装置整定细则规定 21
二、保护装置的整定与校验 21
第八章高压配电箱的选择和整定 26
一、高压配电箱的选择原则 26
二、高压配电箱的选择 26
三、高压配电箱的整定和灵敏度的校验 27
第九章井下漏电保护装置的选择 28
一、井下漏电保护装置的作用 28
二、漏电保护装置的选择 28
三、井下检漏保护装置的整定 28
第十章井下保护接地系统 29
结束语 31
参考文献 32
前言
在即将毕业之际，根据教学大纲安排，完成毕业论文及设计、做好毕业答辩工作，我到了福建省天湖山能源实业有限公司天湖岩矿参加毕业实习。
此次实习任务，除了对该煤矿作业过程及对矿井各设备的了解，还须收集矿井原始资料，并以其为依据，对矿井采区作供电系统的设计。
本设计分为三大部分，第一部分为原始资料，第二部分为设计过程，第三部分为参考资料，书中着重讲述采区供电系统中各电气设备的设计过程，如高压配电箱、变压器。
电缆的选择方法，并对其的整定及校验，书中详细叙述了电缆及设备的选择原则，井下供电系统采取各种保护的重要性，简明易懂。
本设计方案符合《煤矿安全规程》、《煤矿工业设计规范》，坚持从实际出发、联系理论知识，在设计过程中，通过各方面的考虑，选用新型产品，应用新技术，满足供电的可靠性、安全性、经济性及技术合理性。
通过设计，让我了解了矿山的概况,了解了煤矿供电系统运行和供电设备管理情况和煤矿生产管理的基本知识，使自己具有一定的理论知识的同时，又具有较强的实际操作能力及解决实际工程问题的能力，根据新采区的实际情况，在老师和单位技术员的指导下，并深入生产现场，查阅了有关设计资料、规程、规定、规范。
听取并收录了现场许多技术员的意见及经验，对采区所需设备的型号及供电线路等进行设计计算。
本次设计承XXX老师的指导及天湖岩矿机电副矿长XXX的大力支持，在此表示深深的谢意！
编者
2011年5月
设计原始资料
一、全矿概貌
1、地质储量600万吨；
2、矿井生产能力：
设计能力12万t/年，实际数11万t/年；
3、年工作日：
300天，日工作小时：
14小时；
4、矿井电压等级及供电情况：
该矿井供电电源进线采用双回路电源电压为35KV，变电所内设有630KVA,10/6.3变压器两台和400KVA，10/0.4变压器两台，承担井下和地面低压用电负荷。
用两条高压电缆下井，电压等级均为6KV，经中央变电所供给采区变电所。
二、采区资料
1.采区概况：
采区设计年产量6万吨，水平标高从+830至+755，下山道两条，一条轨道下山，一条人行下山，倾角为25°
；
分4个区段开采，方式为炮采，区段高20-30m。
整个采区现为一掘两采。
2.支护方法：
掘进点向上山，石门及全岩巷道，以锚喷为主，工作面采用木支护。
3.煤炭运输系统：
工作面落煤经溜槽到1T矿车，由电瓶车运至井底车场，再由绞车提到+830车场，最后由电机车拉到地面。
5.采区通风：
新鲜风流由+730副斜井进风――+755运输大巷――轨道上山――采区工作面――采区回风巷――人行上山――+825回风平峒――+875抽风机房。
6.电压等级及主要设备：
井下中央变电所的配出电压为6KV，采区主要用电设备采用660V电压，煤电钻和照明采用127V电压，主要设备见采区负荷统计表。
第一章采区变电所的变压器选择
一、采区负荷计算
根据巷道、生产机械的布置情况，查《煤矿井下供电设计指导书》和《矿井供电》，查找有关技术数据，列出采区电气设备技术特征如表1-1所示。
表1-1采区电气设备技术特征
采区设备
额定
容量
Pe
（KW）
电压
Uc（V）
电流
Ie（A）
额定起动
IQe（A）
功率因数
cosφ
效率
ηj
台数
设备名称
设备型号
上山绞车
JT1600/1224
110
380
121
242
0.86
0.93
1
照明
1.2
127
煤电钻
MZ2-12
9
54
0.79
0.795
2
回柱绞车
YB3160M-4
11
660
14.5
87
0.84
0.885
喷浆机
YB112M-4
4
5.08
30.5
0.80
0.85
局部扇风机
BKY60-4
4.7
32.9
6
耙斗装岩机
Ybb-10-4
12.1
72.6
0.75
充电机
KGCA10-90/40
16
21
0.88
3
二、变压器容量计算
1.+830水平绞车变电所变压器容量：
ST1=∑Pe1×
Kx×
Kc/cosφpj
=111.2×
0.4×
1/0.6
=74.13KVA
式中：
cosφpj——加权平均功率因素，根据《煤矿井下供电设计指导》（以下简称《设指》）表1-2查倾斜炮采工作面，取cosφpj=0.6；
Kx——需要系数，参见《设指》表1-2，取Kx=0.4；
Kc——采区重合系数，供一个工作面时取1，供两个工作面时取0.95，供三个工作面时取0.9，此处取1；
∑Pe1——+830绞车电动机与照明的额定容量之和；
∑Pe1＝110+1.2=111.2kw
2.+830水平采区变电所变压器容量:
ST2=∑Pe2×
Kc/cosφpj
=111.4×
0.9/0.6
=66.84KVA
cosφpj——加权平均功率因素，根据《煤矿井下供电设计指导》表1-2查倾斜炮采工作面，取cosφpj=0.6；
Kx ——需要系数，参见《设指》表1-2，取Kx=0.4；
∑Pe2 ——由+830水平采区变电所供电的+805、+775、+755水平的所有电动机额定容量之和；
∑Pe2＝4×
6+11×
2+1.2×
2+16×
3+4+11=111.4kw
三、变压器的型号、容量、台数的确定
根据Ste>
St原则，查《煤矿井下供电的三大保护细则》表3-1选型号为KS9-100/6/0.4变压器一台，用于绞车与照明的供电，选型号为KS9-100/6/0.69变压器一台,用于三个工作面设备的供电。
其技术特征如表1-2所示。
表1－2变压器技术数据
型号
额定电压（V）
额定容量Se
（KVA）
阻抗电压（％）
损耗（W）
线圈阻抗（Ω）
重量（KG）
参考价格/元
一次
二次
Ud
Ur
Ux
空载
短路
R
X
KS9-
100/6
6000
400/690
100
1.45
3.73
280
1450
0.0233/0.0690
0.0597/0.1775
2500
4万
第二章采区变电所及工作面配电所位置的确定
一、采区变电所位置
根据采区变电所位置确定原则，采区变电所位置选择要依靠低压供电电压，供电距离，采煤方法，采区巷道布置方式，采煤机械化程度和机械组容量大小等因素确定。
二、工作面配电点的位置
在工作面附近巷道中设置控制开关和起动器，由这些装置构成的整体就是工作面配电点。
它随工作面的推进定期移动。
根据掘进配电点至掘进设备的电缆长度，设立：
P1配电点：
含春第二变电所→人行上山→+825采区变电所→+830绞车峒室；
P2配电点：
+825采区变电所→+805水平采区配电点；
P3配电点：
+825采区变电所→+775水平采区配电点；
P4配电点：
+825采区变电所→+755水平运输巷掘进配电点。
第三章采区供电电缆的确定
一、拟定原则
采区供电电缆是根据采区机械设备配置图拟定，应符合安全、经济、操作灵活、系统简单、保护完善、便于检修等项要求。
原则如下：
1）保证供电可靠，力求减少使用开关、起动器、使用电缆的数量应最少。
原则上一台起动器控制一台设备。
2）采区变电所动力变压器多于一台时，应合理分配变压器负荷，通常一台变压器担负一个工作面用电设备。
3）变压器最好不并联运行。
4）采煤机宜采用单独电缆供电，工作面配电点到各用电设备宜采用辐射式供电上山及顺槽输送机宜采用干线式供电。
5）配电点起动器在三台以下，一般不设配电点进线自动馈电开关。
6）工作面配电点最大容量电动机用的起动器应靠近配电点进线，以减少起动器间连接电缆的截面。
7）供电系统尽量减少回头供电。
8）低沼气矿井、掘进工作面与回采工作面的电气设备应分开供电，局部扇风机实行风电沼气闭锁，沼气喷出区域、高压沼气矿井、煤与沼气突出矿井中，所有掘进工作面的局扇机械装设三专（专用变压器、专用开关、专用线路）二闭锁设施即风、电、沼气闭锁。
二、按照采区供电系统的拟定原则确定供电系统图
采区变电所供电系统拟定图如附图1所示。
附图1
第四章采区低压电缆的选择
一、电缆长度的确定
根据采区平面布置图和采区剖面图可知：
人行上山倾角为25°
。
以计算上山绞车的电缆长度为例：
从剖面图可知+825采区变电所到+830水平上山绞车硐室的距离为50m。
考虑实际施工电缆垂度，取其长度为理论长度的1.05倍
则实际长度为：
Ls=L×
1.05=52.5m，取55m.
同理其他电缆长度亦可计算出来，如附图1所示。
二、电缆型号的确定
矿用电缆型号应符合《煤矿安全规程》规定，所有井下低压电缆匀采用MY型。
三、电缆选择原则
1）、在正常工作时电缆芯线的实际温升不得超过绝缘所允许的温升，否则电缆将因过热而缩短其使用寿命或迅速损坏。
橡套电缆允许温升是65°
，铠装电缆允许温升是80°
，电缆芯线的时间温升决定它所流过的负荷电流，因此，为保证电缆的正常运行，必须保证实际流过电缆的最大长时工作电流不得超过它所允许的负荷电流。
2）、正常运行时，电缆网路的实际电压损失必须不大于网路所允许的电压损失。
为保证电动机的正常运行，其端电压不得低于额定电压的95%，否则电
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