礦井綜采工作面機(jī)電設(shè)備選型設(shè)計畢業(yè)設(shè)計-資料下載頁

　　

【正文】 0㎜。設(shè)備與設(shè)備之間必須留有800㎜以上的檢修、散熱空間，設(shè)備與硐室壁之間必須留有500㎜以上的檢修、檢查空間。所有機(jī)電設(shè)備入井前，必須經(jīng)機(jī)電供應(yīng)科防爆檢查組檢查，檢查合格張貼防爆合格證后方可允許入井。開關(guān)設(shè)備漏電、接地、過流保護(hù)必須齊全、靈敏，否則嚴(yán)禁設(shè)備投入運(yùn)行。 第三章 綜采供電部分選型設(shè)計 第一節(jié) 擬定供電系統(tǒng) 一、綜采工作面供配電設(shè)備隨著綜合采煤機(jī)械化程度的提高，綜采工作面設(shè)備的裝機(jī)容量、電壓等級和控制保護(hù)性能要求都在提高，因此為其配套的電氣系統(tǒng)與地面其他場所使用的電氣系統(tǒng)相比，出防護(hù)性能有特殊要求外，還具有以下特點(diǎn)：供電系統(tǒng)中，高壓直接進(jìn)入采區(qū)，目前最大的移動變電站容量已超過3000KVA，且變壓器中性點(diǎn)采用電抗器或電阻接地的方式，并與保護(hù)裝置配合，以減少單相接地時的故障電流。移動變電站全部采用干式變壓器，一次側(cè)電壓為6KV～，二次側(cè)電壓有5KV,。自然冷卻方式，耐壓、過熱系數(shù)高，以滿足井下空間小，散熱條件差，且安全性要求較高的特點(diǎn)。變壓器一、二次側(cè)斷路器均采用真空斷路器，并帶有可靠靈敏的保護(hù)。在多回路、多控制方案中，保護(hù)齊全的同時，控制開關(guān)向組合化、小型化方向發(fā)展。控制、保護(hù)、通信、監(jiān)測廣泛使用單片機(jī)，PLC可編程控制器，計算機(jī)系統(tǒng)，使結(jié)構(gòu)更加簡單可靠，便于控制方案多樣化、自動化和程序化 二、綜采工作面供電系統(tǒng)綜采工作面供電系統(tǒng)主要由高壓供電系統(tǒng)、變電系統(tǒng)和低壓配電系統(tǒng)三部分組成。 綜采工作面供電系統(tǒng)圖由高壓配電箱、高壓雙屏蔽軟電纜和高壓電纜連接器組成10KV高壓供電系統(tǒng)，高壓配電箱接受從地面變電所送入井下的高壓電能，并經(jīng)高壓電纜向綜采工作面的移動變電站輸送高壓電能。10KV高壓配電箱采用真空斷路器，斷流容量可達(dá)1000MVA，在其范圍內(nèi)發(fā)生的短路、漏電、過載和欠壓等電氣故障均由保護(hù)裝置動作于高壓開關(guān)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)動能。同時，也是移動變電站二次側(cè)短路故障的后備保護(hù)。10KV高壓供電系統(tǒng)采用插拔式高壓電纜連接器，電纜在移動變電站移動時拆裝方便。采用帶有監(jiān)視線的高壓雙屏蔽電纜，與高壓開關(guān)中的漏電監(jiān)視保護(hù)裝置相配合，如果發(fā)生電纜故障，就能提前切斷電源，從而確保10KV高壓對采取的供電安全。變電系統(tǒng)由移動變電站構(gòu)成，通過三相隔爆干式變壓器將10KV高壓變換成1140V的動力電壓，作為綜采工作面動力設(shè)備的工作電壓。移動變電站應(yīng)盡量設(shè)在靠近工作面的地方，通常離工作面50m～300m，以縮短低壓1140V供電電纜的長度，減少電壓損失，提高供電質(zhì)量。移動變電站送出的1140V接至低壓隔爆饋電開關(guān)，通過饋電開關(guān)的控制和保護(hù)，由屏蔽橡套電纜接至電磁啟動器，給綜采工作面中用電設(shè)備供電。低壓虧電開關(guān)和電磁啟動器均裝有過流保護(hù)裝置，通過合理整定能較好地實(shí)現(xiàn)采區(qū)短路故障的選擇性保護(hù)和后備保護(hù)自動饋電開關(guān)和電磁啟動器內(nèi)設(shè)有漏電閉鎖單元，當(dāng)線路發(fā)生漏電時，漏電繼電器動作，有漏電故障指示并進(jìn)行自鎖，防止在線路漏電情況下合閘送電，并根據(jù)信號指示尋找漏電故障，及時進(jìn)行修復(fù)。1140V供電線路采用分相屏蔽電纜，以配合漏電保護(hù)裝置。一旦電纜漏電，就可以切斷電源，防止應(yīng)漏電導(dǎo)致短路故障，確保安全供電。 三、采區(qū)負(fù)荷統(tǒng)計表序號名稱型號電機(jī)數(shù)額定功率Pn/kW額定電壓Vn/V1采煤機(jī)MG650/1480WD2148033002刮板機(jī)SGZ8800/800280011403順槽帶式機(jī)送機(jī)DSJ120/200/2250250011404順槽轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ900/315131511405破碎機(jī)PCM－110111011406乳化液泵XRB2B－80/200220011407噴霧泵XPB－250/5515511408小水泵21511409照明ZXZ84若干12710局部通風(fēng)機(jī)211114011煤電鉆MTY120C1127 第二節(jié) 電纜的選擇 一、選擇導(dǎo)線截面的一般原則（1）按長時允許負(fù)荷電流選擇導(dǎo)線截面，使導(dǎo)線在最大負(fù)荷下長時工作而不過熱，即不超過其長時允許溫度。（2）按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面，使線路末端的用電設(shè)備有足夠的工作電壓（3）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，使輸電線路的年運(yùn)行費(fèi)用最低，達(dá)到經(jīng)濟(jì)供電的目的。（4）按機(jī)械強(qiáng)度選擇導(dǎo)線截面，避免在移動或安裝過程中斷線，或受砸壓而損壞，以保證供電的安全運(yùn)行。（5）按短路時的熱穩(wěn)定條件選擇導(dǎo)線截面，使導(dǎo)線通過短路電流時不致超過其短時允許溫度。 二、高壓電纜的選擇1．移動變壓器容量、臺數(shù)確定①給3300V系統(tǒng)供電的變壓器 式中：SBJ變壓器的計算許用容量，kVA聯(lián)結(jié)到變壓器的用電設(shè)備的總額定容量，1480kW cosψpj——電動機(jī)加權(quán)平均功率因素， 需用率，按下式計算: =+ P最大電機(jī)的功率數(shù)，1480kW。則：=+=經(jīng)計算電力負(fù)荷總視在功率為： ==根據(jù)計算，選用KBSG－T2OOO/10/()礦用隔爆型移動變電站可以滿足供電需求。②給1140V系統(tǒng)供電移變的選擇：計算電力負(fù)荷總視在功率： =+=則：＝根據(jù)計算負(fù)荷，選用KBSG－T2000/10/。2．高低壓電纜的選擇型號根據(jù)供電系統(tǒng)，高壓電纜的需用包括以下幾個部分：①采區(qū)變電所內(nèi)高壓配電箱到工作面KBSG－T2000/10/，取長度1400m。②采區(qū)變電所內(nèi)高壓配電箱到綜采面順槽內(nèi)KBSG－T2000/10/。上述電纜的電壓等級６kV級雙屏蔽監(jiān)視型高壓軟電纜，電纜型號，UCP－350＋116．③移動變電站變壓器二次從饋電開關(guān)到工作面1140V用電設(shè)備的電纜選用UCPJR395＋150＋2－。電纜長度：Lsx＝（110＋150）＝286m取電纜長度為300m 三、高壓電纜的選擇演算（一）向1號～3號移變供電的高壓電纜1．按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇主截面 I=其中：=+=+=式中：綜采工作面所有用電設(shè)備額定功率之和，KW； 加權(quán)平均功率因數(shù),； 電纜所帶負(fù)荷的加權(quán)功率因數(shù)。則：I== A由于三班作業(yè)，年工作小時數(shù)在5000以上，所以選用動力電纜（銅芯電纜），查表得經(jīng)濟(jì)電流密度I=㎜。經(jīng)濟(jì)截面：A===㎜初選截面積95㎜高壓電纜。查表可知，95 mm2的銅芯橡套電纜的長時允許電流Ip=215A,大于其工作電流I=,所以滿足要求，又因為該電纜經(jīng)常移動，故確定所用型號MYPJ——10－395礦用橡套移動非金屬屏蔽監(jiān)視電纜。電纜首端三項最大短路電流： I===式中：I通過電纜的最大短路電流。S電源母線上的短路容量或斷路的斷流容量,查資料,一般10KV 供電系統(tǒng)選取 100MVA。U電源母線上的平均電壓，查表得U=103V。 A=I==＜95mm2式中: A電纜的最小熱穩(wěn)定截面，mm2； C熱穩(wěn)定系數(shù)，與電纜材料和短路最高允許溫度有關(guān)，查表取C=145； t短路電流的假想作用時間，取t=。由計算結(jié)果可知，熱穩(wěn)定條件校驗電纜截面滿足要求 按允許電壓損失校驗電纜截面查表得：MPQ370型電纜Ro=。X=R、X分別為電纜每千米長的電阻和電抗。負(fù)荷功率因數(shù)cosφ1=cosφ= ，所以tan φ=tanφ= =100%式中：ΔU電纜電路電壓損失率。cosφ電纜所帶負(fù)荷的功率因數(shù)。tanφ功率因數(shù)對應(yīng)的正切值。P負(fù)荷的有功功率。U電纜線路的額定電壓。L電纜長度,L=L。 L=L。Δ=[﹙+﹚+﹙+﹚] 100%=%＜7%所以選用的MPQ—370高壓電纜能夠滿足供電要求。（二）向4號移動變電站供電的高壓電纜，向移變供電的負(fù)荷電流 I=== A其中：K=+=+=查表得， 對應(yīng)三班作業(yè)的電力電纜經(jīng)濟(jì)電流密度I=則：A===初選截面為16mm2的礦用橡套電纜，長度為2000m。查表可知，16mm2電纜的長時最大允許負(fù)荷電流Ip=85A,大于其工作電流I=，并確定型號為MYPJ—10—316電纜。電纜首端三相最大短路電流：I== A= I=＞16mm2所以改選截面為25mm，確定型號為MYPJ—10—325.查表得，MYPJ—10—325型電纜的每千米電阻R=,電抗為X=。 功率因數(shù)cosφ= ∴tanΦ= Δ=(R+Xtanφ)100%=(+)100%=%＜7%所以選用MYPJ—10—325高壓電纜能夠滿足要求 四、低壓電纜的選擇驗算一向采煤機(jī)供電電纜的選擇 I===185 A式中：cosφwm——。查表可知70mm的銅芯橡套電纜的長時允許電流Ip=205大于其工作電流I=185A,所以滿足要求，且該電纜是經(jīng)常移動的，故其型號選用為MYPJ—10—370電纜，此截面滿足機(jī)械強(qiáng)度對橡套電纜最小截面的要求（1）計算變壓器的電壓損失ΔU變壓器負(fù)載的加權(quán)平均功率因數(shù)COSΦ=,則變壓器的電壓損失為: ΔU%=(U%cosφt+ Ux%sinφt)式中:ΔU%變壓器電壓損失的百分?jǐn)?shù)。 S變壓器的計算容量，KVA； S變壓器的額定容量，KVA； U%變壓器額定運(yùn)行時電阻壓降的百分?jǐn)?shù)； Ux%變壓器額定運(yùn)行時電抗壓降的百分?jǐn)?shù)。其中：Ur%=100=100=Ux%===則：ΔU%=(+)= ΔU=U=3645V= V式中:U變壓器二次側(cè)的額定電壓，查表得U=3645 V。 Ut變壓器的點(diǎn)損失。（2）計算電流截面的電壓損失 ΔU=== V式中：L電纜長度300m。 A電纜的截面積為70 mm2 Rsc查表,銅芯軟電纜的電導(dǎo)率20176。C時， Rsc=53m。(3)低壓電網(wǎng)的實(shí)際總電壓損失為： ΔU=ΔU+ΔU=+=（4）低壓電網(wǎng)的允許總電壓損失為：查表得低壓電網(wǎng)允許總電壓損失為330V，則ΔU＞ΔU 故按允許電壓損失校驗電纜截面滿足要求。 采煤機(jī)電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)為：額定啟動電流I=1106A,啟動時的功率因數(shù)COSφst=(1)采煤機(jī)最小啟動電壓的確定 U=U=3300= V式中: U電動機(jī)額定電壓,3300V。 K電動機(jī)最小啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 查表取 K=。 α電動機(jī)在額定電壓時的啟動轉(zhuǎn)矩M與電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩M之比，一般取2～所以啟動電流: I=I=1106=啟動時的電壓損失為 ΔU ===控制采煤機(jī)的啟動器的安裝處的電壓為：U=+ΔU=+= V因為U=＞70%U=2310V所以滿足啟動器吸持電壓的要求，采煤機(jī)的最小啟動電壓。（2）啟動時該供電線路上各部分電壓損失的計算①啟動時電纜線路的電壓損失由上面可知：ΔU= V②啟動時變壓器的電壓損失啟動時變壓器的負(fù)荷電流和功率因數(shù)計算如下：I=其中：I=== A式中：I啟動時變壓器的負(fù)荷電流；啟動時的功率因數(shù)，,；I除啟動電機(jī)外，其余用電設(shè)備的最長時工作電流。I= =啟動時的功率因數(shù)為： COSφ= ==對應(yīng)的正弦值Sinφ=則啟動時變壓器的電壓損失為：ΔU%=(ur%COSφ+ux%Sinφ)其中:I2nt為變壓器二次側(cè)的額定電流由:ur%=100%=I=== A式中:U變壓器二次側(cè)的額定電壓,=3465N。R拆算到二次側(cè)的每相電阻,。則：ΔU%=(+)=ΔU==3465= V（3）啟動時變壓器的電壓損失為: U=U+=+= V此時采煤機(jī)電動機(jī)端子上電壓為: UU==＞U=故，按啟動條件效驗電纜橫截面積滿足要求。總之，通過以上計算所選電纜截面70mm完全滿足要求。 五、向刮板輸送機(jī)供電電纜的選擇 電纜截面長時最大工作電流為： I=== A根據(jù)礦用橡套電纜長時允許載流量查表得95㎜，電纜為250A＞，查表刮板輸送機(jī)電纜對最小截面要求16～35㎜，所選95㎜電纜也滿足要求，故選其型號為MYPJ—10—395電纜。2．按允許電壓損失效驗電纜截面（1）=（2）計算電纜截面電壓損失： =（3）低壓電網(wǎng)的實(shí)際總電壓損失： U=+U=+= V（4）低壓電網(wǎng)的允許總電壓損失為：查表得，低壓電網(wǎng)的允許總電壓損失U=330V，則U＜U，故按允許電壓損失效驗電纜滿足要求。3．按啟動條件效驗電纜橫截面刮板輸送機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)為：額定啟動電流I=1206A，電機(jī)額定電壓啟動時轉(zhuǎn)矩M與額定轉(zhuǎn)矩M之比=，查表，K=。（1）刮板輸送機(jī)最小啟動電壓的確定U=U=1140=