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第六章 井下供电设计计算(赵2014.2).

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1、第六章 井下供电设计计算 学习要求 一般掌握:简单煤矿井下供电系统的设计步骤与方法; 重点掌握:变压器的容量及型号的选择;高压电缆截面的选择;低压电缆截面选择。2022-5-301第一节 概述一、已知资料 1)采区开拓为中间上山,倾角为17,分东西两翼,每翼走向长600m。采区分为三个区段,每段长150m,工作面长130m。煤层厚度1.8m,煤质中硬,一次采全高。 采用走向长壁后退式采煤方法,西翼开采,东翼掘进,掘进超前进行。两班出煤,一班修整。掘进三班生产。采区巷道布置如图:2022-5-302一、已知资料2)回采工作面采用MLS2-170采煤机,并用HDJA-1200型金属铰接顶梁与DZ2

2、2单体液压支柱组成支架,支护煤层的顶板。回采工作面设有YAJ-13型液压安全绞车。3)煤的运输方式:在工作面内采用SGW-150CI型刮板输送机及SZQ-40型转载机;在区段平巷内,采用DSP1040/800型带式输送机;在采区上山,采用胶带宽度为800mm的SPJ-800型胶带输送机;在轨道上山,采用JDSB-75型单滚筒绞车。4)煤巷掘进采用打眼放炮,装煤机装煤,调度绞车调车。2022-5-303采区巷道布置2022-5-30中国矿业大学电气工程系42022-5-30中国矿业大学电气工程系5二、采区供电设计步骤1)根据采区地质条件,采煤方法、巷道布置以及采区机电设备容量、分布情况,确定采区

3、变电所及采掘工作面配电点位置。2)采区用电设备的负荷统计,确定采区动力变压器的容量、型号、台数。3)拟订采区供电系统图。4)选择高压配电装置和高压电缆。2022-5-306二、采区供电设计步骤5)选择采区低压电缆。6)选择采区供电系统中的低压开关、起动器。7)对高低压开关中的保护装置进行整定。8)绘制采区供电系统图和采区变电所设备布置图。2022-5-307第二节 变电所及配电点位置确定一、变电所位置选择 选择原则:采区变电所要位于负荷中心,顶底板稳定无淋水、通风好、运输方便的地方。 根据采取巷道布置情况,可以在、设置采取变电所。 变电所的位置有三个方案:p方案1:一个采区变电所向全采区供电;

4、p方案2:一个采区变电所先后设置在两个位置,在采区开采前期和后期向全采区供电;p方案3:一个采区变电所+一台移动变电站联合向采区供电。 2022-5-308采区变电所位置选择 应综合考虑建设成本、设备运行、维护等各方面,保证供电的安全可靠、有合格的电能质量及经济合理。 根据本采区条件,采取先在采区负荷中心处建立一个固定采区变电所,另外再加一个移动变电站向回采工作面采煤机等设备供电。 根据本采区条件为西翼开采、东翼掘进,将移动变电站设在回采面运输平巷内。2022-5-309二、工作面配电点的设置 1.采区用电设备的布置:根据采取具体开车情况,首先对给定负荷做全面分析,了解设备名称、数量及其电气性

5、能,并了解它们在采区的分布情况及相互关系,将设备标注在图中。2.采区配电点的配置: 本采区工作面配电点的布置为:回采工作面配电点设在运输平巷内,与工作面相距50米;回风顺槽配电点距离工作面70米;掘进工作面配电点有两个,分别设在东翼第一区段上、下部的顺槽内,且距离掘进头80米;在上山采区绞车房附近设一配电点。2022-5-3010第三节 负荷统计及变电所容量选择一、负荷统计1.概述1)负荷统计的目的:通过对采区的负荷进行统计,依此决定采区变电所变压器的容量、型号和台数。2)变压器的选择*:如果选择容量偏小,将会使其所带负荷不能正常运转,影响供电的安全可靠;若选择容量偏大,又会使变电所投资提高和

6、增加变压器的损耗,造成浪费。2022-5-3011一、负荷统计3)负荷统计:要正确选择变压器,必须先准确求得负荷的功率。但是由于各电气设备运行中负荷是经常变化的,且一般用电设备通常不会同时运行。所以,各用电设备的实际负荷总量,要小于其铭牌标注值的直接相加之和。因此,选择变压器之前,要确定有效的负荷统计方法。u 常用方法为利用概率理论确定的需用系数法。2022-5-30122. 需用系数法需用系数法是借助一些统计数据,通过计算手段,由各用电设备的额定功率求取计算负荷 的方法。计算公式为:2022-5-3013wmdeNKPScacos2. 需用系数法Sca一组用电设备的计算负荷;PN具有相同需用

7、系数Kde的一组用电设备的额定负荷之和,kW;coswm一组用电设备的加权平均功率因数,即为各用电设备的功率与功率因数的乘积之和与它们的总功率之比;Kde需用系数,公式为:2022-5-3014wwmsiLOdeKKK2. 需用系数法KLO负荷系数,表示最大负荷时,工作的设备的实际所需功率与全部用电设备容量比值;(一台;多台)Ksi同时工作系数,表示在最大负荷时,工作的用电设备的容量与全部用电设备的总容量比值;wm同时工作设备的加权平均效率,反映各用电设备的平均功率损耗,即各用电设备的功率与效率的乘积之和与总功率之比;m电网效率,反映给该组用电设备供电的线路在输送功率时所产生的线路功率损耗占输

8、送功率的比值,对井下供电线路,一般取0.90.95。采煤机电动机,计算负荷时取长时容量;当有功率因数补偿时,取补偿后计算的功率因数。2022-5-3015采煤工作面采煤工作面用电设备用电设备需用系数需用系数Kde加权平均功率加权平均功率因数因数coswm综合机械化工作面综合机械化工作面(自移支架)(自移支架)0.4+0.6Pmax/P*0.7一般机械化工作面一般机械化工作面(单体支架)(单体支架)0.286+0.714 Pmax/ P*0.60.7一般机械化工作面一般机械化工作面(倾斜机采面)(倾斜机采面)0.60.750.60.7缓倾斜煤层(炮采缓倾斜煤层(炮采工作面)工作面)0.40.50

9、.6 急倾斜煤层(炮急倾斜煤层(炮采工作面)采工作面)0.50.60.7掘进工作面掘进工作面: 采用掘进机构采用掘进机构 非掘进机构非掘进机构0.50.30.40.60.70.6电机车电机车: 架线式电机车架线式电机车 蓄电池电机车蓄电池电机车 其他运输设备(如其他运输设备(如 输送机、绞车等)输送机、绞车等)0.50.650.80.50.90.90.7井底车场井底车场: 无主排水设备无主排水设备 有主排水设备有主排水设备0.60.70.750.850.70.8二、采区动力变压器的选择1.原则 在确定变压器台数和容量时,应当根据采区供电系统的几种情况及变压器配套设备的费用、变电所硐室的尺寸及开

10、拓费用、对负荷供电的经济性(即效率)和是否有适当的备用容量等因素,综合加以分析,拟定出几种方案,进行技术、经济比较,最后再确定出最好的方案。 目前采区变电所中主要采用KSJ或KS7系列矿用变压器,有条件优先选用KSGB隔爆干式变压器。2022-5-30182. 采区变压器容量、台数的确定 1)方案确定 拟定采用1台移动变电站2台电力变压器。负荷分组及变压器容量选择: A组:采煤机、刮板输送机、转载机、喷雾泵2台、乳化泵2台、调度绞车、电钻变压器、小水泵。B组:胶带输送机、液压安全绞车、小水泵、调度绞车、采区上山输送机、照明变压器。C组:装煤机2台、局部风扇2台、调度绞车2台、电钻变压器2台、小

11、水泵2台、采区上山绞车、照明变压器。2022-5-3019名称名称额定容额定容量量kW额定额定电压电压V额定额定电流电流A额定额定功率功率因数因数额定额定效率效率负荷负荷系数系数采煤机采煤机1706601870.860.930.75刮板输送机刮板输送机 275660820.870.910.8转载机转载机4066044.70.860.910.85乳化泵乳化泵2 55660590.920.90.9喷雾泵喷雾泵2 3066033.80.870.890.85调度绞车调度绞车11.466012.90.870.890.75电钻变压器电钻变压器 1.26602.190.80.851小水泵小水泵46605.6


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