煤礦采區變電所設計d(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 35 致 謝 36 煤礦采區變電所 設計 第 1 頁 共 37 頁 第一章 緒論 電力工業是國民經濟的重要部門之一，它是負責把自然界提供的能源轉換為供人們直接使用的電能的產業。它即為現代工業、現代農業、現代科學技術和現代國防提供不可少的動力，又和廣大人民群眾的日常生活有著密切的關系。電力是工業的先行。電力工業的發展必須優先于其他的工業部門，整個國民經濟才能不斷前進。 我國具有極其豐富的能源。這些優越的自然條件為我國電力工業的發展提供了良好的物質基礎。但是，舊中國的電力工業落后，無法將其利用。不過，隨 著改革開放的深入發展，我國電力工業的發展很快。到 2021年，我國電力工業已躍升世界第 2位，電力工業的發展為我國的國民經濟的高速發展做出了巨大的貢獻。不僅如此，目前我國的電力工業已開始進入“大電網”、“大機組”、“超高壓交、直流輸電”等新技術發展的新階段，一些世界水平的先進的高新技術，已在我國電力系統中得到了相應的應用。 但是，隨著近年來我國國民經濟的高速發展與人民生活用電的急劇增長，電力工業的發展仍不能滿足整個社會發展的需要，未能很好起到先行的作用，僅以 2021年夏季的供電負荷高峰期為例，全國預計總共缺電 3000萬 KW左右，有 24個省區都先后出現拉閘限電的的情況，這樣的局面預期還要過 2～ 3年才可能得到較好的解決 。 另外，由于我國人口眾多，由此在按人口平均用電方面，迄今不僅仍遠遠落后于一些發達國家，即使在發展中國家中，也只處于中等水平，尚不及全世界平均人口用電量的一半。因而，要實現在 21世紀初全面建設小康社會的要求，我國的電力工業必須持續、穩步地大力發展，一方面是要大力加強電源建設，搞好“西電東送”，以確保電力先行，另一方面，要繼續深化電力體制改革，實施廠網分開、競價上網，并建立起符合社會主義市場經濟法則的、 規范的電力市場。 展望未來，我們堅信，在新世紀中，中國的電力工業必須持續、高速地發展，取得更加輝煌的成就。 煤礦采區變電所 設計 第 2 頁 共 37 頁 第二章 擬定采區供電系統的原則 采區高壓供電系統的擬定原則 （ 1） 、供綜采工作面的采區變（配）電所一般由兩回路電源線進行供電，除綜采外，每個采區應為一回路； （ 2） 、雙電源進線的采區變電所，應設置電源進線開關； （ 3） 、采區變電所的高壓饋出線宜用專用的開關柜。 采區低壓供電系統的擬定原則 （ 1） 、在保證供電安全可靠的前提下，力求所用的設備最省； （ 2） 、 原則上一臺啟動器只能控制一臺設備； （ 3） 、當采區變電所動力變壓器超過一臺時，應合理分配變壓器負荷； （ 4） 、變壓器最好不要并聯運行； （ 5） 、從變電所向各配電點或配電點到用電設備采用輻射式供電，上山及順槽運輸機采用干線式供電； （ 6） 、工作點配電點最大容量電動機的啟動器應靠近配電點進線； （ 7） 、供電系統應盡量避免回頭供電； （ 8） 、瓦斯噴出區域、高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井中，掘進工作面的局部通風機組都應實行三專（專用變壓器、專用開關、專用線路）供電； （ 9） 、局部通風機和掘進工作面中 的 采區供電對電能的要求 （ 1） 、電壓允許偏差 計算公式如 （ 21） ： 電壓偏差 ＝（實際電壓 額定電壓） /額定電壓 100% （ 21） 《電能質量供電電壓允許偏差》（ GB 12325— 90）規定電力系統在正常運行條件下，用戶受電端供電電壓允許偏差值為： 7%～ +7%； 10%～ +5%。 電力系統公共連接點正常運行方式下不平衡度允許值為 2%，短時 間不得超過 4%。 （ 2） 、電網頻率 標準中沒有說明容量大小的界限的電網容量在 300萬 KW 以上者為 ；電網容量在300萬 KW以下者為 。 （ 3） 、波形 煤礦采區變電所 設計 第 3 頁 共 37 頁 正常情況下，要求電力系統的供電電壓（或電流）的波形為正弦波，在電能的輸送和分配過程中不應該使波形產生畸變 。 （ 4） 、供電可靠性 供電可靠性是衡量電能質量的一個重要指標，必須保證供電的可靠性。 費用和環境要求 采區變電所要便于對硐室的擴大和設備的增加，通過運輸上山運到采區變電所硐室減少運輸設備的費用。在滿足費用要求的同時還要滿足頂板堅 固，無淋水且通風良好，保證變電所硐室內的溫度不超過附近巷道 5℃ 。 根據采區巷道布置，要使采區變電所能順利的通過運輸平巷向整個采區的負荷中心進行供電。在回風上山和運輸上山聯絡巷處，低壓供電距離合理，并且不必移動采區變電所就能對采區的采煤、掘進及回采等進行供電。所以把采區變電所布置在回風上山和運輸上山聯絡巷處。 采區主要設備 根據采區巷道的布置和采區的實際情況將采區的主要設備選型如 表 21所示 ： 表 21 采區主要設備選型表 序號 設備名稱 設備型號 臺數 電動機 安裝 地點 功率 kw 電 壓 v 1 刮板輸送機 SGZ730/264 1臺 2 132 1140 工作面 2 滾筒式采煤機 MG300W 1臺 2 300 1140 工作面 3 轉載機 ZYC28 1臺 132 660 順槽 4 膠帶輸送機 SDZ150 1臺 150 660 順槽 5 破碎機 PEM980 85 1臺 85 660 順槽 6 乳化液泵站 MRB125/32 1套 90 1140 順槽 7 噴霧泵站 XPB250/55 1套 30 1140 順槽 8 液壓安全絞車 XAJ22 1臺 22 660 順槽 9 膠帶輸送機 SD80X 1臺 160 660 上山 煤礦采區變電所 設計 第 4 頁 共 37 頁 采區負荷的計算及變壓器容量、臺數確定 變壓器選擇注意事項 變壓器是供電系統中的主要電氣設備，對供電的可靠性、安全性和經濟性有著重要意義。如果變壓器容量選擇過大，不僅使設備投資費用增加，而且變壓器的空載損耗也將過大，促使供電系統中的功率因數減小；如果變壓器容量選擇過小，在長期過負荷運行情況下，銅損耗將增大，使線圈過熱而老化，縮短變壓器壽命 ,既不安全又不經濟。 臺數的確定 采區變電所變壓器在一般情況下 是按計算容量選設，不留備用量。其原因是為了盡力減少變電所硐室開拓量，降低供電成本。但是，若采區變電所的供電負荷中有一級負荷（如采區內分區水泵等）時，則變壓器臺數不得少于兩臺，以便保證供電的可靠性。 采區負荷的計算及變壓器容量、臺數確定 本工作面采用 6MG200W型滾筒式采煤機為綜合機械化采煤，為保證供電質量和安全，根據采區巷道布置，按需用系數法計算變壓器容量和臺數。 （ 1） 、 采區電壓等級為 1140V變壓器容量及臺數的確定 SB1 ＝ ∑Pe Kx Kc / cosφpj （ 22） ＝ 9841/ ＝ 815KVA 式中： ∑Pe —— 變電所供電設備額定功率之和 ∑Pe ＝ 600+264+90+30＝ 984KW Kx—— 需用系數， Kx＝ ＋ 300247。984 ＝ cosφpj —— 加權平均功率因率，按綜采工作面，取 Kc—— 采區重合系數，取 1 此變壓器所接負荷中有大量的一級負荷，所以必需選擇兩臺（或兩臺以上）變壓器。根據計算結果選擇 KBSG800/10/ KBSG500/10/ 一臺。 （ 2） 、采區變電所變壓器容量及臺數的確定 SB1 ＝ ∑Pe Kx Kc / cosφpj ＝ 5491/ ＝ 384KVA 式中： ∑Pe —— 變電所供電設備額定功率之和 ∑Pe ＝ 132+150+85+22+160＝ 549KW Kx—— 需用系數， Kx＝ ＋ 80247。549 ＝ cosφpj —— 加權平均功率因率，按綜采工作面，取 Kc—— 采區重合系數，取 1 所以根據計算結果選擇 KS7500/10/。 煤礦采區變電所 設計 第 5 頁 共 37 頁 采區低壓供電網絡的計算 電纜型號確定 根據供電電壓、工作條件、敷設地點環境，確定電纜型號為 : MYP、 MY、 MYJV22 和 MYCP型。其中 MYP型電纜用于額定電壓為 1140V的設備， MYJV22型電纜用于高壓開關至移變的電纜， MYCP用于采煤機組及工作面刮板運輸機真空磁力啟動器至電動機的電纜，其余所需電纜用 MY型。 電纜長度確定 電纜長度 的 確定 如表 22所示 由式： Lz＝ α?LX （ 23） 式中 : α — 系數，橡套電纜取 α ＝ ，鎧裝電纜取 α ＝ LX— 巷道實際長度 m 表 22 電纜長度計算結果表 序 號 地 點 巷道長度（ m） 選取電纜長度（ m） 電 壓 備 注 1 Z1 180 200 低壓 橡套 2 Z2 185 200 低壓 橡套 3 Z3 5 10 低壓 橡套 4 Z4 55 60 低壓 橡套 5 Z5 35 40 低壓 橡套 6 Z6 65 70 低壓 橡套 7 Z7 90 100 低壓 橡套 8 Z8 1050 1105 低壓 橡套 9 Z9 180 200 低壓 橡套 10 G1 120 130 低壓 鎧 裝 11 G2 85 90 低壓 鎧裝 12 G3 150 160 低壓 鎧裝 選擇支線電纜 （ 1） 、由機械強度初定電纜截面 橡套電纜滿足機械強度的最小截面 用電設備名稱 最小截面（ mm2） 采煤機組 35— 50 煤礦采區變電所 設計 第 6 頁 共 37 頁 可彎曲刮板輸送機 16— 35 一般輸送機 10— 25 回柱液壓絞車 16— 25 裝巖機 16— 25 調度絞車 4— 6 局部風機 4— 6 煤電鉆 4— 6 照明 — 4 查書得各電纜截面 的長時允許電流 IP值如 表 23所示 ： 表 23 各電纜截面的長時允許電流 IP值 主芯線截面 mm2 4 6 10 16 25 35 50 70 95 長期允許電流 A 36 46 64 85 113 173 198 215 260 各支線電纜的實際長時工作電流計算如公式 （ 24） ： In ＝ ( Kx∑Pe 103)/( ) （ 24）式中 : In—— 電纜中通過的實際工作電流 A Kx—— 需用系數 ∑Pe —— 電纜所帶負荷有功功率之和 KW Ue —— 電網額定電壓 V ηpj —— 電動機加權平均效率 cosφpj —— 加權平均功率因數 滿足采煤機組機械強度要求的截面初步截面確定為 35 mm2，其 IP=173A。 采煤機組電纜 Z1當中的實際長時工作電流 Iz1＝ ( Kx∑Pe 103)/( ) ＝ 600103/1140 ＝ IP=173A＞ Iz1＝ 采煤機組初選電纜截面能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求，所以采煤機組電纜截面取 35 mm2。 滿足噴霧泵站機械強度要求的截面初步截面確定為 4 mm2，其 IP=36A。 噴霧泵站電纜 Z2當中的實際長時工作電流 Iz2＝ ( Kx∑Pe 103)/(1. 732Ueηpjcosφpj ) ＝ 30103/1140 ＝ IP=36A＞ Iz2＝ 噴霧泵站初選電纜截面能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求，所以噴霧泵站電纜截面取 4mm2。 滿足刮板輸送機機組機械強度要求的截面初步截面確定為 16 mm2，其 IP=85A。 刮板輸送機機組電纜 Z3當中的實際長時工作電流 Iz2＝ ( Kx∑Pe 103)/( ) ＝ 264103/1140 ＝ IP=85A＜ Iz3＝