. . . .辽源职业技术学院煤矿机电设备选型设计题目:综采工作面供电系统设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日指导教师评阅书评阅教师评阅书教研室(或答辩小组)及教学系意见前言为期两年的学习,使我掌握了本专业的相关知识。
我设计的题目是:综采工作面供电设计。
随着煤炭工业的现代化,综采工作面机械化程度越来越高,综采工作面机电设备的容量增大,机械化程度的提高,为加快工作面的推进速度,提高生产效率,对煤矿供电设备选择有了更严格的要求设计的主要容有:主变压器的选型,供电系统的拟定、低压电缆的选择、低压开关及过流保护动作值的计算和整定等。
在相关的设计计算中,设计过程中遇到很多新问题,通过查阅资料及指导老师的耐心指导,终于克服困难顺利完成设计任务,感觉收获很大,受益匪浅,为毕业后从事本专业工作奠定了基础。
由于本人水平有限,加之时间仓促,在设计中缺漏和不妥之处,恳请老师批评指正。
目录第一章综采工作面概况 (3)一工作面概况 (3)二煤层情况 (3)三采煤方法 (4)四回采工艺 (4)第二章采区变电所位置的确定 (4)一采区供电对电能的要求 (4)二费用和环境要求 (5)第三章采区供电系统的拟定原则 (5)一采区高压供电系统的拟定原则 (5)二采区低压供电系统的拟定原则 (5)三采取系统设备布置图 (6)四采区供电系统图 (7)第四章采区负荷的计算及变压器容量、台数确定 (9)一采区主要设备 (9)二综采工作面供电系统负荷计算 (9)第五章高压配电箱与高压电缆截面选择 (12)一、高压配电箱的选择 (12)二、高压电缆选择 (12)第六章低压供电电缆的选择 (14)一、低压电缆主芯线截面必须满足的条件 (14)二、低压电缆芯线数的确定 (15)三、选择采煤机机组供电的电缆 (15)第七章采区低压短路电流的计算 (21)一、综采工作面短路电流计算图。
(21)二、短路回路阻抗计算 (21)第八章采区低压电器选择 (24)第九章综采工作面低压保护装置的整定计算 (25)一、熔断器熔体的选择计算 (25)二、过电流继电器的整定计算 (29)结束语 (32)参考文献 (33)第一章综采工作面概况一工作面概况工作面走向长1064米,倾斜长度平均为139米,总面积为147937平方米。
二煤层情况煤层原始沉积稳定,煤层结构较复杂,煤层平均2.3米。
中间较薄,平均1.3米。
外段较稳定,平均1.5米。
煤层总后1.26~3.55米,平均1.99米。
煤层倾角12°~23°,平均18°。
(1) 瓦斯:该面为高沼瓦斯面,预计工作面瓦斯绝对涌出量为2.6m³/m i n。
(2) 煤尘爆炸指数:煤尘爆炸指数为15.17~22.64有爆炸危险。
(3) 煤的自燃:煤层自燃发火为Ⅲ类,不易自燃。
(4) 矿层裂隙:煤层裂隙发育。
(5) 地温:21℃。
(6) 地压:57.5㎏/㎝³。
三采煤方法A工作面走向长1064米,倾斜长度平均为139米,总面积为147937平方米。
煤层原始沉积稳定,煤层结构较复杂,0.23米煤厚、(0.17米夹矸)、1.29米煤厚、(0.13夹矸)、0.17米煤厚,煤层厚度变化较大,以北三后期石门方向为里,煤层较厚,平均2.3米。
中间较薄,平均1.3米。
外段较稳定,平均1.5米。
煤层总后1.26~3.55米,平均1.99米。
煤层倾角12°~23°,平均18°。
故采用走向长壁方法,工作面等长布置,回采时区后退,工作面一次采全高,布置薄煤层综采工作面,用全部冒落法管理顶板。
四回采工艺本工作面煤平均厚1.99米,煤层中间赋存两层夹矸0.17米和0.13米,煤层总厚1.26~3.55米,平均1.99米。
煤层倾角12°~23°,平均18°。
工作面选用ZZ3200/14.5/28型支架,采煤机往返牵引割煤,工作面液压支架沿割煤方向顺序移架放顶,然后推移运输机,采煤机割到工作面端头处,沿运输机弯曲段斜切进刀缺口并将运输机头或机尾推至煤壁,循环完毕。
第二章采区变电所位置的确定一采区供电对电能的要求1电压允许偏差(1)6KV以上高压和对低压有特殊要求的用户为额定电压的+7%~-7%。
(2)低压照明用户为+5%~-10%。
2 相电压不平衡电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%。
短时间不得超过4%。
3 供电系统安全、可靠、经济、质量。
二费用和环境要求采取变电所要便于对硐室的扩大和设备的增加,同时便于体积较大的变压器等设备直接通过运输上山运到采区变电所硐室减少运输设备的费用。
在满足费用要求的同时还要满足顶板坚固,无淋水且通风良好,保证变电所硐室温度不超过附近巷道5℃。
根据采区巷道布置,要使采区变电顺利的通过运输平巷向整个采区的负荷中心(采区工作面)进行供电。
第三章采区供电系统的拟定原则一采区高压供电系统的拟定原则1、供综采工作面的采区变电所一般由两回路电源进行供电,除综采外,每个采区应为一回路;2、双电源进线的采区变电所,应设置电源进线开关;3、采取变电所的高压馈出线宜用专用的开关柜。
二采区低压供电系统的拟定原则1、在保证供电安全可靠的前提下,力求所用设备最省;2、原则上一台启动器只能控制一台设备;3、当采区变电所动力变压器超过一台时,应合理分配变压器负荷;4、变压器最好不要并联运行;5、从变电所向各配电电或配电点到用电设备采用辐射供电,顺槽运输机采用干线式供电;6、工作面配电点最大容量电动机的启动器应靠近配电点进线;7、供电系统应尽量避免回头供电;8、瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤岩与瓦斯突出矿井中,掘进工作面的局部通风机都实行专用变压器、专用开关、专用线路供电;9、局部的通风机和掘进工作面中的电气设备必须装风电闭锁装置。
三采取系统设备布置图四采区供电系统图照明第四章采区负荷的计算及变压器容量、台数确定一采区主要设备1)工作面设备双滚筒采煤机 MLS3-170型 1台刮板输送机 SGD-730/180型 1台液压支架 ZZ3200/14.5/28型小台2)工作面运输巷设备机 ZGZ-90 型 1台可伸缩胶带输送机 SSJ1000/2×75型 1台破碎机 LSP1000型 1台乳化液泵站 XRB2B-125/350型 2台乳化液箱 XRXTA 2台二综采工作面供电系统负荷计算1)电压等级工作面的电压为6KV,来自1000米以外的采区变电所,根据用电设备的容量与布置,采用660V和1140V两种电压等级供电,照明灯电压为127V。
2)负荷统计=312×1/0.8=390KVA式中:∑P N——变电站供电设备额定功率之和∑P N=520KWK de——需用系数,K de=0.6cosφTwm——加权平均功率因率,按综采工作面,取0.8K s——采区重合系数,取1所以根据计算结果选择KBSGZY-400/6移动变电站一台作为1#移动变电站。
2、采区2组负载移动变电站容量及台数的确定S T=∑P N K de Ks / cosφTwm=277×1÷0.8=347KVA式中:∑P N——变电站供电设备额定功率之和∑P N =522KWK de——需用系数,K de=0.53cosφTwm——加权平均功率因率,按综采工作面,取0.8Ks——采区重合系数,取1根据计算结果选择KBSGZY-400/6移动变电站1台作为2#移动变电站。
第五章高压配电箱与高压电缆截面选择一、高压配电箱的选择由于这2台移动变电站的高压配电装置均设于采区变电所,按《煤矿安全规程》规定,应选隔爆型。
1、按额定参数选择《煤矿井下设计技术规定》中规定,井下用移动变电站,动力变压器高压侧应有短路、过负荷和无压释放的保护;供给移动变电站的高压馈电线还应有电缆监视保护。
1)KBSGZY-400/6/1.2型移动变电站高压配电箱选择。
(1)配电装置额定电压:选定为6KV。
(2)配电装置额定电流应大于移动变电站的最大长时工作电流。
移动变电站额定电流为:=S NT/3V NT =400÷(1.73×6)=38AIN,根据需要选用BGP41-6(10)400-B型隔爆真空配电箱三台,其主要技术参数列于表4-1-1中。
2、短路验算对所选高压配电箱,其断流容量为100MVA,是国最大容量,比设备安装处短路容量大。
二、高压电缆选择第1组负荷选择高压配电箱至1#移动变电站供电的高压电缆1)型号选择采区变电所BGP41-6(10)400-B型隔爆真空配电箱向工作面移动变电站供电的高压电缆,应选MYPJ-6KV型矿用屏蔽监视型矿用橡套电缆。
2)按长时允许持续电流的截面选择BGP41-6(10)400-B 型隔爆真空配电箱至KBSGZY-400/6/1.2型移动变电站之间的干线电缆最大长时工作电流为: Ica =K de ΣP N ×1000/3U N cos φwmIca =0.6×520×1000/3×6000×0.7=43A ΣP N ——电缆所带负荷的额定功率之和 K de ——电缆所带负荷的需用系数K de =0.6 Cos φwm ——电缆所带负荷的加权平均功率因数 U N ——电缆所在电网的额定电压查表可知:选取MYPJ-6KV-3×25+3×6/3型屏蔽监视型矿用橡套电缆,其长时允许载流量I p =121A 。