2019大隆矿东二采区变电所设计设计.doc
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2、电方式的选择21.4 采区变电所位置的确定原则31.5 采区供电对电能的要求31.5.1 电压允许偏差31.5.2 三相电压不平衡31.5.3 电网频率41.5.4 波形它究翻诸仰患肿嫌玲杉缅凶诗退啤仓辗汹粳凝曝扒睫刷眷桨桃菌蛾施酪侯唁句伪毒奋王糖孩楞崇术仪域伦氯牵讲瀑畸翰桑拽咸规跑殊裂儿寅阳特谚层怯演吞刘篡噪惹射憋昔琼佰土疵陇范皑逾郁源河坑抱缴骸拧鞍磋亩阅涧哩玲斡涅邪照丧劳沁搬赐貌格脂哆紫也淳戳茧跃纺菜魔渐啥具助歉脉瞧委啡怂摘靖径戊猾撮紧犀辩冻汞宛移秆牛份围捣逝耶赢释碘漆容瓷盒归狙钧案汉酝昂陀螺英花霉瘫岩怎澡扛衙盈蚌递悠妻私乍肺聘府华铣迪矫警抽滥始牲愚釜抬靡骑倘腑扁酬卷诬恍逼砌又栗易驹毡垮腾
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4、挡畸堡律斡席尧仁鹰苦绵 目录 0 前言.1 1 变电所基本情况.2 1.1 采区自然情况.2 1.2 采区情况.2 1.3 采区供电方式的选择.2 1.4 采区变电所位置的确定原则.3 1.5 采区供电对电能的要求.3 1.5.1 电压允许偏差.3 1.5.2 三相电压不平衡.3 1.5.3 电网频率.4 1.5.4 波形.4 1.6 采区变电站位置的确定.4 1.7 采区工作面配电点位置的确定.4 2 负荷分组及每组变压器的选择.7 2.1 变压器选择计算方法.7 2.2 负荷分组及变压器选择.8 2.2.1 1 号变压器 B1 移动变电站的选择 .8 2.2.2 2 号变压器 B2 移动变
5、电站的选择 .8 2.2.3 3 号变压器 B3 移动变电站的选择 .8 2.2.4 4 号变压器 B4 移动变电站的选择 .9 3 电缆选择.10 3.1 电缆选择原则.10 3.1.1 电缆类型选择原则.10 3.1.2 电缆安装及长度计算.10 3.1.3 电缆长度计算宜符合下列规定.11 3.1.4 电缆截面选择.11 3.1.5 井下高压电缆截面选择方法.12 3.1.6 低压电缆选择原则.13 3.2 高压电缆的选择:(6000V)14 3.2.1 N1 向移动变电站 B1、B2、B3、B4 供电选用电缆选择.14 3.3 低压电缆的选择:(1140V)18 3.3.1 B1 变电
6、站所带设备电缆选择 .18 3.3.2 B2 变电站所带设备电缆选择 .22 3.3.3 B3 变电站所带设备电缆选择 .25 3.4 低压电缆的选择:(660V)28 4 低压开关的选择.29 4.1 低压开关的选择的依据.29 4.2 各个负荷组开关的选择.29 5 短路电流的计算.31 5.1 B1 供电系统的短路电流计算 .31 5.1.1 系统电源及各段电缆电阻、电抗值计算 31 5.1.2 各短路点计算.32 5.2 B2 供电系统的短路电流计算 .35 5.2.1 移动变电站及各段电缆电阻、电抗值计算 35 5.2.2 各短路点计算.36 5.3 B3 供电系统的短路电流计算 .
7、38 5.3.1 移动变电站及各段电缆电阻、电抗值计算 38 5.3.2 各个短路点计算.39 5.4 B4 供电系统的短路电流计算 .41 5.4.1 移动变电站及各段电缆电阻、电抗值计算 41 5.4.2 各个短路点计算.42 6 过电流保护装置整定计算.47 6.1 对过流保护意义及要求.47 6.2 高压配电箱过流保护装置的整定.47 6.3 移动变电站高压开关箱、低压保护箱的整定.48 6.3.1 B1 移动变电站高压侧开关箱的整定 .48 6.3.2 B1 移动变电站低压保护箱过流保护整定 .49 6.3.3 B2 移动变电站高压侧开关箱的整定 .50 6.3.4 B2 移动变电站
8、低压保护箱过流保护整定 .51 6.3.5 B3 移动变电站高压侧开关箱的整定 .52 6.3.6 B3 移动变电站低压馈电开关过流保护整定 .53 6.3.7 B4 移动变电站高压侧开关箱的整定 .54 6.3.8 B4 移动变电站低压保护箱过流保护整定 .55 6.4 低压馈电开关过流保护装置的整定.56 6.4.1 采煤机电机启动保护装置的整定.56 6.4.2 转载机高速电机启动保护装置的整定.56 7 安全技术措施及接地保护.59 7.1 供电系统安全技术措施59 7.2 保护接地系统59 8 技术经济分析.62 9 结论.63 致谢.64 参考文献.65 附录 A 译文.66 附录
9、 B 外文文献 .75 0 前言 采区变电所是采区的供电枢纽,它接受井下中央变电站送来的高压电能,变成低压 电能后再分配给采掘工作面配电点或用电设备,即采区变电所-工作面供配电方式。随着 采煤机械化特别是综合机械化工作面的大量出现,采区供电容量大大增加,传统的采区 供电方式已不能满足要求,因此出现了采区配电所将 6-10KV 高压电能送到靠近用电负荷 的移动变电站后变成低压,再送至配电点或用电设备的供电方式,即采区配电点-移动变 电站-工作面配电点供电方式。为了供电的安全,通常都是以双回路供电,因此对于采区 的电气设备的选型和对电缆的选择都是非常重要的,在确定电气设备后,要对各种配电 开关进行
10、整定计算,对电缆选定后,要对它的距离进行确定,对电缆支线的电压损失和 各负荷电缆的电压损失进行计算。对各种保护的灵敏度校验是否合格,所以采区变电所 是相当复杂的,要经过严格的选择和布局,才能完成一个完整的采区变电所1。 1 变电所基本情况 1.1 采区自然情况 1)井田位置:大隆井田位于辽宁省铁岭市铁法矿区,铁法煤田的中部。 2)井田概况:大隆矿井田面积 14.52Km,地质储量 238285Kt,可采储量 171586 Kt,煤层倾角 4-6 度,开采条件比较好,煤质好,为低硫低磷长焰煤和气煤。 1.2 采区情况 1)东二采区东翼开拓的 5330 工作面为综放工作面。 2)根据东二采区设计和
11、煤层赋存条件及瓦斯情况,为保证安全生产和有利于生产管 理,决定本面采用走向长壁采煤法,采用综采放顶采煤工艺开采。 3)5330 工作面运煤设备及途径: 本工作面采用 MG300/700-WD 采煤机割煤,通过前部刮板运输机 SGZ-764/800 运煤以 及工作面后部放顶煤经由后部刮板运输机进入转载机,经由破碎机 PLM-1800 破碎SZZ- 764/315 转载机DSP-1080 运顺皮带东二采区东翼皮带道 1.2 米皮带东二采区皮带 道 1.2 米皮带东二采区集中皮带北翼皮带运输大巷皮带卸载站主井地面选煤 厂。 4)料运输采用设备、途径: 回顺运料:-650 大巷151 材料道东二采区轨
12、道下山东二采区东翼轨道5330 回顺。 运顺运料:-650 大巷151 材料道东二采区轨道东二采区东翼皮带道5330 运 顺。 5)通风方式:采抽式通风方式。 通风网络:副井入风-650 北翼入风石门东二采区材料大巷东二采区轨道(153 皮带道)东二采区东翼皮带道5330 综放面运输顺槽5330 综放工作面5330 综放面 回风顺槽5330 回风道东二采区东翼专用回风下山东二采区专用回风道北翼集中 回风道北翼改造回风道(320 米上山)-515 回风大巷北风井地面。通风网络总 长度为 4565 米。 6)工作面走向长度:460 米;工作面长度 160 米。设计可采储量:50 万吨 7)工作面瓦
13、斯情况:高瓦斯工作面,绝对瓦斯涌出量为:45.5 m3/min。 1.3 采区供电方式的选择 现今煤矿采区存在两种供电方式,分别是采区变电所工作面配电点供电方式和 采区变电所移动变电站工作面配电点供电方式。它们分别的特点如下。 采区变电所工作面配电点供电方式的特点:以低压向全采区负荷供电,比较安 全。但是由于所用电缆、开关较多,供电系统相对复杂,且电能和电压损失较大,同时, 低压电缆长,供电容量受到限制。 采区变电所移动变电站工作面配电点供电方式的特点:由于高压深入工作 面,简化了低压供电系统,缩短了低压供电距离,减少了电能损耗,保证了供电质量, 满足了正常运转行业启动需要。低压供电系统简化使
14、电网的安全可靠程度增加,减少了 电缆截面面积和低压开关数量。且移动变电站可根据需要在轨道上移动或固定,不需要 造变电所硐室2。 综合以上两种供电方式的特点,我选择了采区变电所移动变电站工作面配 电点供电方式。并采用一个高压配电装置和四台移动变电站联合向全采取供电。 1.4 采区变电所位置的确定原则 1)位于负荷中心,并保证向采区内最远距离、最大容量设备供电。 2)一个采区尽量采用一个采区变电所位置。 3)尽量设在顶底板稳定、无淋水的地点。 4)通风、运输方便。 1.5 采区供电对电能的要求 1.5.1 电压允许偏差 电压质量供电电压允许偏差 (GB 12325-90)规定电力系统在正常运行条件
15、下,用 户受电端供电电压允许偏差值为: 1)10kv 及以上高压供电和低压电力用户的电压允许偏差为用户额定电压的+7% -7%。 2)低压照明用户为+5%-10%。 1.5.2 三相电压不平衡 根据电能质量三相电压允许不平衡度规定:电力系统公共连接点正常运行方式 下不平衡允许值为 2%,短时间不得超过 4%。在采区变电所供电情况下,交流额定频率 为 50Hz 电力系统正常运行方式下有余负序分量而引起的 pcc 点连接点的电压不平衡度能 满足规定的要求。 1.5.3 电网频率 电能质量电力系统频率允许偏差 (GB/T 15543-1995)中规定:电力系统频率偏差 允许值为 0.2Hz,当系统容
16、量较小时,偏差值可放宽到+5%Hz-5%Hz,标准中没有说 明容量。 大小的界限的电网容量在 300 万 KW 以上者为 0.2Hz;电网容量在 300 万 KW 以下 者为 0.5Hz3。 1.5.4 波形 正常情况下,要求电力系统的供电电压(或电流)的波形为正弦波,在电能的输送 和分配过程中不应该使波形发生期变,还应该注意负荷中谐波源(整流装置等)的影响, 必要时采取一定措施消除谐波的影响。 1.6 采区变电站位置的确定 对于移动变电站,按照通常选取的布置方法和工作现场的实际情况,选择设置在运 输巷内,且在输送机侧敷设供移动变电站专用轨道,并将其设在距工作面 100-150m 处。 1.7
17、 采区工作面配电点位置的确定 根据采区具体的开采情况,首先对题目给定的负荷做全面分析,从中了解其设备名 称、数量、每台设备的电气性能,并了解它们在采区的分布情况及相互关系,然后在确 定负荷分组的前提下,将每个配电点设置在靠近负荷组中心的地方,方便电能的输送和 电缆成本的节约。可靠性是衡量电能质量的一个重要指标,必须保证供电的可靠性。 表 1-1 工作面用电负荷统计表 Tab.1-1 Working face in a statistical table of electrical load 设 备 名 称 设 备 型 号 额 定 功 率 /KW 额 定 电 压 /V 额 定 电 流 /A 起动
18、电 流 /A 电 机 台 数 使 用 地 点 采煤机MG300/700-WD7001140480133355330 工作面 转载机SZZ764/315315/1601140204/152122415330 运顺 1#喷雾泵BPR315/6.34511403018015330 运顺 1#乳化液泵WRB200/31.512511407750115330 运顺 前部运输机SGZ764/800400/2001140251/172150625330 运顺 3#乳化液泵BRW200/31.51251140775011 5330 运顺 破碎机PLM-180016011409753415330 运顺 后部运输
19、机SGZ764/800400/2001140251/172150625330 运顺 2#乳化液泵BRW200/31.512511407750115330 运顺 2#喷雾泵BPR315/6.34511403018015330 运顺 皮带运输机DSP10802*16011402*97116425330 运顺 皮带信号ZBZ8-4.041140515330 运顺 皮带张紧4114053015330 运顺 回柱绞车JH-20226602714635330 运顺 设 备 名 称 设 备 型 号 额 定 功 率 /KW 额 定 电 压 /V 额 定 电 流 /A 起动电 流 /A 电 机 台 数 使 用
20、地 点 绞车信号 综保 ZBZ8-4.04660515330 运顺 回柱绞车JH-20226602714635330 回顺 绞车信号 综保 ZBZ8-4.0466052 5330 回顺 刮板输送机55660603561 5330 回顺 皮带机55660603561 5330 回顺 皮带张紧46605301 5330 回顺 2 负荷分组及每组变压器的选择 2.1 变压器选择计算方法 每个回采工作面的电力负荷,可按下列公式计算: (2- cos deN ca KP S 1) 综采、综掘工作面需要系数可按下式计算: (2- max 0.40.6 de N P K P =+ 2) 一般机采工作面需要系
21、数可按下式计算: (2- max 0.2860.714 de N P K P =+ 3) 式中 Sca-工作面的电力负荷视在功率(kVA); P N-工作面用电设备额定功率之和(kW); -工作面的电力负荷的平均功率因数,见表 2-1;cos Kx-需要系数,见表 2-1; Pd-最大一台(套)电动机功率(kW)。 表 2-1 需要系数及平均功率因数 Tab.2-1 Demand coefficient and average power factor 序号名称需要系数 Kx 平均功率因数 cos 1综采工作面按式(2-2) 计算0.7 2一般机采工作面按式(2-3) 计算0.60.7 3炮采
22、工作面(缓倾斜煤层)0.40.50.6 4炮采工作面(急倾斜煤 层)0.50.60.7 5非掘进机的掘进工作面0.30.40.6 6掘进机的掘进工作面按式(2-2)计算0.60.7 7架线电机车整流0.450.650.80.9 8蓄电池电机车充电0.80.80.85 9运输机0.60.70.7 10井底车场(不包含主排水泵)0.60.70.7 2.2 负荷分组及变压器选择 根据 2.1 所列方法及表 1-1 中所列各个负荷的数据,计算各个数据。 2.2.1 1 号变压器 B1 移动变电站的选择 需用系数: (2- 318.5 0.40.6=0.56 1185 de K= 4) 查表:cos=0
23、.7 B1 移动变电站向采煤机、转载机、1#乳化液泵、1#喷雾泵供电,负荷计算容量为: (2- 0.56 1185 948 cos0.7 deN ca KP SKVA 5) 根据以上计算结果,B1 变压器选用容量为 1250KVA,型号为:KBSGZY-1250/6 变 压器,额定电压 6000/1140V 满足要求。 2.2.2 2 号变压器 B2 移动变电站的选择 需用系数: (2- 400 =0.4+0.6=0.62 1085 de K 6) 查表:cos=0.7 B2 移动变电站向前部运输机、破碎机、3#乳化液泵供电,负荷计算容量为: (2- 0.62 1085 961 cos0.7
24、deN ca KP SKVA 7) 根据以上计算结果,B2 变压器选用容量为 1250KVA,型号为:KBSGZY-1250/6 变 压器,额定电压 6000/1140V 满足要求。 2.2.3 3 号变压器 B3 移动变电站的选择 需用系数: (2- 400 0.40.60.58 1298 de K 8) 查表:cos=0.7 B3 移动变电站向后部运输机、2#乳化液泵、2#喷雾泵、皮带运输机等供电,负荷计 算容量为: (2- 0.58 1298 1075 cos0.7 deN ca KP SKVA 9) 根据以上计算结果,B3 变压器选用容量为 1250KVA,型号为:KBSGZY-125
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