采区供电系统设计电工课程设计说明书.docx
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采区供电系统设计电工课程设计说明书
河南理工大学
课程设计说明书
题目：
采区供电系统设计
学号：
411015722039
姓名：
郑雄兵
班级：
2010矿山机电
指导老师：
杨海柱
目录
一、概述-1-
二、采区变电所变压器的选择-1-
三、高压电缆的选择-4-
四、高压配电装置的选择-6-
（一）高压总进线配电装置的选择-6-
（二）各分路高压配电装置的选择-7-
五、所变及移动变电站低压馈电开关的选择-7-
六、各分馈开关出线干线橡套电缆的选择-7-
七、高低压开关的整定值的计算-13-
（一）低压馈电开关整定值的计算-13-
（二）高压配电装置整定值的计算-14-
八、供电系统图中所标各短路点的两相短路电流-16-
九、设计采区供电系统线路图-18-
十、设计小结-20-
采区供电系统设计
1、概述
晋城矿区某煤矿随着开采深度的进一步加深，为延长矿井的使用服务年限，现准备开采六号煤层。
根据该煤矿井田的布置，将井田范围内的六号煤层分为两个采区，即C16和C26采区。
该矿生产技术部门已经把C26采区的工作面设计完成。
现根据开采设计对C26区的供电系统进行设计。
采区供电计算在开拓系统、采煤方法及采区生产机械确定之后才能进行。
在进行计算时，根据巷道布置、采区变电所的位置及采区机械设备的分布来设计采区供电系统。
并在此基础上，选择变压器的容量及型号，并确定其台数；选择采区供电电缆，计算短路电流；选择开关及对各种保护装置进行整定计算。
2、采区变电所变压器的选择
采区变压器的选择包括选择变压器容量、型号及确定台数；
变压器的需用容量选择过大会造成浪费，过小会使变压器过负荷运行。
在设计中通常使用下列公式来确定变压器的需用容量SB.J:
式中:
SB.J----变压器的计算需用容量;（KVA）
ΣPe-----联接到变压器的用电设备的总额定容量;（KW）
Kf----负荷率.即用电设备的实际负荷与其额定负荷之比;对采区来说,一般取0.7～0.8,此处取0.75
Kt-----同时率;即采区同时运转的用电设备额定容量之和与全部用电设备额定容量之和的比值,此值通常小于1,一般取0.8～0.9,此处取0.80
COSΦP.J-电动机的加权平均功率因数,一般可取0.8～0.9,此处取0.80
ηp.J-----电动机的加权平均效率,一般可取0.8～0.9,此处取0.85
ηw-----低压电网效率,此值通常取0.8～0.95,此处取0.92
C16采区总的供电负荷见表一
于是
=1242（KVA）
考虑到C216作面走向长达1300M,从采区变电所低压供电的干线电缆长达1600M,干线电缆的电压损失较大,无法保证
供电质量。
因此拟在C116工作面机巷设置移动变电站给C116工作面机巷及附近的所有机电设备供电。
C216作面机巷移动变电站所带的负荷见表二
表一C26区供电负荷统计表
设备名称
型号
台数
额定功率
工作负荷
安装负荷
排水泵
125D25×8
3
75KW
150KW
225KW
胶带输送机
DP1040/800
3
90KW
270KW
270KW
胶带输送机
DP340/800
2
40KW
80KW
80KW
乳化液泵
RB80/200
4
37KW
74KW
148KW
刮板输送机
SGW-40T
11
55KW
605KW
605KW
局部通风机
JBT-52
2
22/11KW
33KW
33KW
调度绞车
JD-25
1
25KW
25KW
25KW
调度绞车
JD-11.4
2
11.4KW
22.8KW
22.8KW
潜水泵
BQK-1
7
4KW
28KW
28KW
煤电钻
MZ-12
9
1.2KW
7.2KW
10.8KW
合计
44
1295KW
1447.6KW
设备名称
型号
台数
额定功率
工作负荷
安装负荷
胶带输送机
DP1040/800
1
90KW
90KW
90KW
胶带输送机
DP340/800
2
40KW
80KW
80KW
刮板输送机
SGW-40T
5/1
55/40KW
310KW
310KW
局部通风机
JBT-52
1
11KW
11KW
11KW
耙斗机
P-15B
1
11KW
11KW
11KW
调度绞车
JD-11.4
1
11.4KW
11.4KW
11.4KW
潜水泵
BQK-I
4
4KW
16KW
16KW
煤电钻
MZ-12
3
1.2KW
3.6KW
3.6KW
合计
18
533KW
533KW
表二C216作面机巷移动变电站所带的负荷统计表
1.C216机巷移动变电站所需容量的计算:
2.C26变电所的变压器所需容量:
根据以上计算及磁窑堡煤矿现有变压器的情况,C116工作面机巷移动变电站可选用一台KBSGZY-500/6/0.69型移动变电站;C26电所的变压器可选用两台KS7-400/6/0.69型矿用变压器。
3、高压电缆的选择
C26区变电所的高压电源由老井井下中央变电所引出,C16采区变电所距离老井井下中央变电所650M,考虑到两个变电所内电缆敷设的长度,高压电缆的总长度LGY
LGY=1.1LSH
=1.1×650
=715（M）
按经济电流密度选择高压电缆截面：
式中：
A----电缆截面，mm2
I---正常负荷时，井下总的持续工作电流，A
n-----不考虑入井电缆损坏时，同时工作电缆的根数，C26正常时为一根高压电缆供电；
J-----经济电流密度，A/mm2
表三电力电缆经济电流密度
年最大负荷利用时（h）
经济电流密度（A/mm2）
铜芯电缆
铝芯电缆
钢芯铝铰裸导线
1000～3000
2.5
1.93
1.65
3000～5000
2.25
1.73
1.15
5000以上
2
1.54
0.9
正常负荷时，井下总的持续工作电流In:
式中：
------线路的长时间最大工作电流,A
------高压电缆所带用电设备的额定功率之和计算的需用容量C16采区SB.J=1242KW
-----------高压额定电压,Ue=6.3KV
于是
按经济电流密度选择的高压电缆最小截面Amin
=
=（mm2）
根据以上计算,C16采区的高压电源电缆可选择主芯线截面为50mm2的YJV22－3×50型交联聚乙烯高压电缆;
4、高压配电装置的选择
高压配电装置电气参数选择应符合下列条件:
1.按正常条件选择额定电压和额定电流:
井下高压配电装置的额定电压Ue,应与井下高压网络的额定电压等级相符,即设备的额定电压不应小于其装设处的额定电压。
根据磁窑堡井下高压网络为6KV的额定电压,C26变电所内的高压配电装置额定电压Ue应与其相符,即Ue=6KV;
2.井下高压配电装置的额定电流Ie,不应小于其所控制的设备的或线路的长时间最大工作电流Imax,即Ie≥Imax;
3.动稳定校验:
设备的额定切断电流im应大于或等于三相短路电流的冲击值id（3）即im≥id（3）;
（1）高压总进线配电装置的选择
从上面的计算,高压总进线配电装置通过的最大长时间工作电流Imax=113.8A,根据磁窑堡煤矿井下在用高压配电装置的情况,C16采区可选用BGP40-6型高压配电装置;
BGP40-6型高压配电装置的主要技术指标:
1.额定电压6KV;最高工作电压7.2KV;
2.额定电流:
50、100、200、300、400、500、630A;
3.额定短路开断电流12.5KA（有效值）;
额定短路关合电流31.5KA（峰值）;
额定动稳定电流31.5KA（峰值）;
额定热稳定电流12.5KA（有效值）;
4.额定热稳定时间2S;
（2）各分路高压配电装置的选择
为保证高压配电装置的互换性,各分路高压配电装置可选择与高压总进线配电装置相同的BGP40-6型高压配电装置。
5、所变及移动变电站低压馈电开关的选择
所变及移动变电站低压馈电开关的具体选择原则:
1.用电设备的额定电压应与其所在电网的电压等级相符;开关的额定电流应大于或等于用电设备的实际电流。
2.作馈电的总开关或分路开关,应选用DW80系列自动馈电开关;
3.采区变电所的总低压开关,应设有短路.过负荷和漏电保护装置;
4.变电所内的分路开关,除需有短路、过载保护外,还应设有漏电闭锁或选择性检漏保护装置;
5.开关的接线喇叭咀的数目,要满足电网接线的需求,而它们的出口内径则要与所用电缆的外径相适配;
考虑到磁窑堡煤矿现所用的低压馈电开关,尤其是井下变电所内的馈电开关全部是DW80-350型,为保证设备的互换性,因此C26变电所内的及C216动变电站处的所有低压馈电开关全部选用DW80-350型。
6、各分馈开关出线干线橡套电缆的选择
1.011#、012#、013#、014#、022#、032#馈电开关由于干线供电距离较短,且所带负荷均不大,因此直接根据橡套电缆按机械强度要求的最小截面进行选择;（具体见供电系统图）
2.024#馈电开关出线干线电缆截面的选择
①、变压器按所带负荷计算的所需容量
=380（kvA）
式中:
-----需用率.缓倾斜煤层炮采取0.45
--加权平均功率因数,取0.6
=132＋145＋112＋117＋0.5=506.5KW
②、计算变压器的负荷率:
KfB=SB.J/SB.E
=380/400
=0.95
③、变压器的负荷电流:
IB=KfB×IB.2e
=0.95×334.7
=318（A）
式中:
IB.2e------变压器的二次侧额定电流.查变压器产品目录得,KS7-400/6变压器为334.7A
④、变压器的电压损失ΔUB为:
ΔUB=IB（RBcosΦB＋XBsinΦB）
=1.732×318（0.0173×0.65＋0.0476×0.76）
=550.776×（0.011245＋0.036176）
=550.776×0.047421
=26.12（v）
式中:
RB、XB-----KS7-400/6/0.69变压器的阻抗,
RB=0.0173Ω、XB=0.0476
cosΦB----变压器的功率因数,取0.65
⑤、支线电缆的电压损失ΔUZ为:
式中
---------负荷率,单台设备取为0.8
--------用电设备的额定功率,工作面上巷只有乳化液泵功率最大,Pe=37KW
--------支线电缆的长度,取100米
r---------铜的电导率,为53
--------用电设备的额定电压,为660伏
--------支线电缆的主芯线截面,取16mm2
--------电动机的效率,取0.9
⑥、干线电缆允许的电压损失ΔUg:
=ΔUy－ΔUB－ΔUz－ΔUg1
=63－26.12－5.87－9
=22.01（V）
式
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