毕业设计（论文）科兴集团龙顶山煤矿15103综采工作面供电设计

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1、山西煤炭职业技术学院毕业设计说明书工矿企业供电设计姓名：指导教师：时间：8山 西 煤 炭 职 业 技 术 学 院毕 业 设 计 任 务 书一、毕业设计题目科兴集团龙顶山煤矿15103综采工作面供电设计。二、毕业设计要求（1）在回采工作面设置一台KBSGZY-1600/6/1.2kV 1600kVA型矿用隔爆型移动变电站为采煤机和可弯曲刮板输送机提供1140V电源，配电装置选用QJZ-2200/1140SA型矿用隔爆型组合开关；在运输顺槽中部设置一台KBSGZY-1000/6/0.69kV 1000kVA型矿用隔爆型移动变电站为运输顺槽的用电设备提供660V电源，主要设备的配电装置选用BKD16

2、-1000/660型矿用隔爆型真空开关。回风顺槽用电设备的660V电源引自轨道大巷低压配电点。（2）井下配电电压1140V 、660V、127V。（3）采区电缆必须使用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆，符合MT818标准。采区移动变压器电缆选用MYPTJ-6/10 型矿用移动金属屏蔽监视型橡套软电缆；采区1140V移动电缆选用MYP-0.66/1.14型矿用屏蔽橡套软电缆；采区660V移动电缆选用MYP-0.38/0.66型矿用屏蔽橡套软电缆；井下照明电缆选用MYQ-0.3/0.5型矿用轻型橡套软电缆。（4）工作面负荷统计序号负荷名称设备型号使用台数负荷功率kW额定电流A计算功

3、率kW1采煤机MG 300-700AWD17004507002刮板运输机SGZ 764-63016304096303喷雾泵BPW315/6.3K14519.5454乳化液泵BWR-200/31.5212581.251255皮带运输机DSP1000/32023202086406刮板转载机SZZ 764-20022001304007破碎机PC-110(21P)211071.52208无极绳绞车SQ-1400/110111071.51109回柱绞车JHS-20222254410水泵IS 80-65-16011112.61111潜水泵BQX-2.232.236.612潜水泵BQX-5.515.56.3

4、5.5总计2937.1三、毕业设计内容第一部分：高压电缆的选型设计（1）选择电缆基本参数；（2）按持续工作电流计算与校验；（3）按电压损失计算与校验；（4）按经济电流密度计算与校验；（5）按热稳定性计算与校验。第二部分：低压开关、起动器选型设计 （1）低压开关选择原则 ；（2）起动器选择原则。（3）低压开关、起动器选型。第三部分：低压电缆的选型设计（1）低压电缆选型原则；（2）电缆长度的确定；（3）主芯线截面的确定：根据通过电缆得工作电流初选；正常运行时回路电压损失校验；电机起动时端电压校验。第四部分：短路电流计算(1)短路点15103综采面6KV线路末端、D1、D5的短路电流计算； (2)短

5、路点D6、乳化泵短路点D6的短路电流计算； (3)短路点D2、D4、D9的短路电流计算； (4)短路点D7的短路电流计算；( 5) 短路点的短路电流计算； (6)短路点D8的短路电流计算； (7)短路点125D-25*4水泵开关支线的短路电流计算；第五部分：低压开关和移变高压馈电保护装置的整定:（1）低压开关整定：采煤机开关1；采煤机开关2；转载机开关；工后组合开关；工前组合开关；乳化泵开关；喷雾泵开关；皮带变频开关；控制综放面高压开关；（2）移变高馈保护装置的整定：1000KVA馈电；1600KVA馈电；皮带机馈电；乳化泵馈电；工前馈电；工后馈电；采煤机馈电；15103轨道巷口瓦斯电馈电；1

6、5103水仓处馈电。四、毕业设计要求：设计说明书一份：（1）摘要（2）目录（3）矿井概况（4）选型设计要求（5）选型设计内容、方法说明（6）结论（7）致谢（8）参考书目五、毕业设计目的供电毕业设计是工矿企业电气化和机电的含电类专业的学生在整个教学过程中最后的综合性实践环节，是学生在毕业前的一项综合性技能训练。毕业设计的目的在于：通过设计使学生能综合运用所学知识，分析和解决工矿企业供电设计方面的技术问题；巩固和扩展学生的知识领域，培养学生严肃认真的科学态度，提高学生独立工作的能力。通过设计使学生掌握供电设计的方法；熟悉国家有关技术经济方面的方针政策和安全方面的规程和措施；训练学生使用各种规程、设

7、计手册和技术资料的能力;培养学生编写技术文件、绘制图纸的能力;完成电气技术人员供电设计能力的基本训练.指导教师： 系 主 任： 2010年4月10日山西煤炭职业技术学院毕业设计题目设计题目 设计内容：设计日期 年 月 日 至 年 月 日设计地点 指导教师 系 主 任 年 月 日山西煤炭职业技术学院毕业设计评阅书设计题目 评阅意见：指导教师 系 主 任 年 月 日山西煤炭职业技术学院毕业答辩评定书评定意见 评定成绩 山山山西煤炭职业技术学院毕业答辩委员会 主 任 委 员 年 月 日目录摘要1矿山概况2第一章 供电方式3第二章 工作面负荷统计4变压器统计报表5第三章 选择高压电缆6第四章 选择低压

8、开关、起动器7低压开关统计报表7第五章 选择低压电缆81. 原则：102.组合开关电缆选择及校验113.刮板输送机电缆选择校验114.皮带运输机电缆截面的选择125.运输巷高压电缆截面的选择校验13第六章 短路电流计算15第七章 低压开关和移变高馈保护装置整定17 开关整定明细表19第八章 总结20致 谢21附 件22摘要本文的目的是结合科兴集团龙顶山煤矿的实际情况，需要对其15103综采工作面进行供电设计。首先，我们对其供电方式进行了分析，得出采区电缆必须采用阻燃电缆。在此基础上，我们对工作面负荷进行了统计，根据统计的情况，对变压器的型号进行了选择，最后得出变压器的统计表。其次，我们根据煤矿

9、安全规程的规定，对移动变电站供电的高压电缆进行了选择，结合电缆基本参数及原则，我们选出了型号为MYPTJ3*95的高压电缆。接下来，对低压开关，起动器进行了选择，根据其选择原则，总结出所需低压开关统计表。第五部分为低压电缆的选择，同理与高压电缆选择原则，经过仔细分析计算，统计出低压电缆报表。对于短路电流的计算，我们套用相关公式对各短路点进行了校验，以确保合格。最后，对低压开关和移变高压馈电开关保护装置进行了整定，列出了整定后的明细表，并作了全面的总结。关键字： 供电设计 电缆选择 统计 原则 22矿山概况山西科兴集团龙顶山煤矿，位于山西省晋城市境高平煤田的东南边缘。15号煤层：位于太原组下段中

10、下部，K2石灰岩之下，上距9号煤层30.00m，煤层厚度为3.55.45m，平均40.29m，属于全区稳定可采煤。煤层结构简单，一般含02层夹矸，顶板为K2石灰岩，根据开拓井筒资料，有事有泥岩伪顶。底板为泥岩、铝质泥岩。 根据15号煤层基建见煤的揭露覆存情况，该矿15号煤层的煤层覆存形式如下：顶板K2石灰岩下有1000mm煤，此分层煤质较好，覆存稳定：其下为后400600mm的泥夹矸其下为400mm煤，此分层煤质较差，含硫量高，灰分高，含大量的硫铁结合，此分层适合回采。15103回采工作面位于三采区西北，全长约1650m，回采方式为综合机械化采煤，所用到的用电设备有700kW电牵引采煤机1部,

11、630kW刮板运输机1部,配备125kW乳化液泵站2套,45kW喷雾泵1台;运输巷有320kW皮带运输机2部，200kW刮板转载机2部，110kW破碎机2部，22kW回柱绞车1部，2.2kW水泵1台, 5.5kW水泵1台；材料巷有55kW无极绳绞车1部，22kW回柱绞车1部,11kW水泵1台，2.2kW潜水泵2台，其工作面用电取自三采1#变电所。第一章 供电方式（字体比正文稍大）根据采区开拓及采掘运设备布置情况，该矿现有的配电设备能够满足采煤工艺要求，可以继续使用，不必更换。本设计仅对采区配电系统进行了一些局部调整，使其结构更加合理、优化。本设计在回采工作面设置一台KBSGZY-1600/6/

12、1.2kV 1600kVA型矿用隔爆型移动变电站为采煤机和可弯曲刮板输送机提供1140V电源，配电装置选用QJZ-2200/1140SA型矿用隔爆型组合开关；在运输顺槽中部设置一台KBSGZY-1000/6/0.69kV 1000kVA型矿用隔爆型移动变电站为运输顺槽的用电设备提供660V电源，主要设备的配电装置选用BKD16-400/660型矿用隔爆型真空开关。回风顺槽用电设备的660V电源引自轨道大巷低压配电点。采区电缆必须使用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆，符合MT818标准。采区移动变压器电缆选用MYPTJ-6/10 型矿用移动金属屏蔽监视型橡胶套软电缆；采区1140

13、V移动电缆选用MYP-0.66/1.14型矿用屏蔽套软电缆；采区660V移动电缆选用MYP-0.38/0.66型矿用屏蔽橡胶套软电缆；井下照明电缆选用MYQ-0.3/0.5型矿用轻型橡胶套软电缆。井下配电电压等级：1140V 、660V、127V。第二章 工作面负荷统计15103回采工作面位于三采区西北，全长约1650m，回采方式为综合机械化采煤，所用到的用电设备有700kW电牵引采煤机1部,630kW刮板运输机1部,配备125kW乳化液泵站2套,45kW喷雾泵1台;运输巷有320kW皮带运输机2部，200kW刮板转载机2部，110kW破碎机2部，22kW回柱绞车1部，2.2kW水泵1台, 5

14、.5kW水泵1台；材料巷有55kW无极绳绞车1部，22kW回柱绞车1部,11kW水泵1台，2.2kW潜水泵2台，其工作面用电取自三采1#变电所。以下设计将进行电缆的选择及短路电流计算，开关的整定及灵敏度校验。负荷统计：序号负荷名称设备型号使用台数负荷功率kW额定电流A计算功率kW1采煤机MG 300-700AWD17004507002刮板运输机SGZ 764-63016304096303喷雾泵BPW315/6.3K14519.5454乳化液泵BWR-200/31.5212581.251255皮带运输机DSP1000/32023202086406转载机SZZ 764-20022001304007

15、破碎机PC-110(21P)211071.52208无极绳绞车SQ-1400/110111071.51109回柱绞车JHS-20222254410水泵IS 80-65-16011112.61111潜水泵BQX-2.232.236.612潜水泵BQX-5.515.56.35.5总计2937.1移变的选择:1.采煤机回路移变的选择 需用系数的确定 （煤矿电工手册-矿井供电（下）P348）查表得综采工作面平均功率因数cos为0.7故选择KBSGZY1600/6/1.14移动变电站技术参数如下型号容量kVA额定电压 kV额定损耗kW阻抗电压 %空载电流 %连接组高压低压空载短路KBSGZY1600-6

16、160060.69/1.144.18.175.0Y，d112、刮板运输机回路移变的选择选择KBSGZY1000/6/1.14移动变电站,其技术参数如下型号容量kVA额定电压 kV额定损耗kW阻抗电压 %空载电流 %连接组高压低压空载短路KBSGZY1000-6100060.69/1.142.16.164.0Y，d113、皮带运输机移变的选择故选择KBSGZY1000/6/1.14移动变电站,其技术参数如：型号容量kVA额定电压 kV额定损耗kW阻抗电压 %空载电流 %连接组高压低压空载短路KBSGZY1000-6100060.69/1.142.16.164.0Y，d11第三章 选择高压电缆根据

17、煤矿安全规程的规定，向移动变电站供电的高压电缆，应选用矿用监视型高压双屏蔽橡套电缆。1)按允许持续电流选择截面2)按经济电流密度校验3)按短路时的热稳定性校验4)按正常负荷和发生事故时的电压损失校验计算公式及参数：线路最大工作电流计算公式：(A)；电压损失计算公式：（V）；：电缆负荷功率(KW)；：电压； L：电缆长度；：需用系数；: 功率因数；n：同时工作电缆根数；J：经济电流密度；：三相短路电流；t：短路电流作用的假想时间；C：热稳定系数电缆：来自采区变电所1、电缆基本参数编号：来自采区变电所；型号：MYPTJ-3X70；长时载流量：205（A）；长度：300 m；电压：6（KV）；电缆负

18、荷功率：2055（KW）；2、按持续工作电流计算与校验= = 136.31205（A）；校验结果：合格3、按电压损失计算与校验电压损失绝对值：= = 18.99300（V）；校验结果：合格4、按经济电流密度计算与校验计算所得电缆截面：= = 54.5270（）；校验结果：合格5、按热稳定性计算与校验计算所得电缆截面：= = 25.44517A 满足需求。采煤机电缆的选择选择电缆截面为95mm2的电缆，其长时允许电流为273A266A 满足需求。转载机电缆的选择选择电缆截面为50mm2的电缆，其长时允许电流为176A94.6A 满足需求。破碎机电缆的选择选择电缆截面为35mm2的电缆，其长时允许

19、电流为142A50A 满足需求。乳化液泵电缆的选择选择电缆截面为35mm2的电缆，其长时允许电流为142A59A 满足需求。喷雾泵电缆的选择选择电缆截面为16mm2的电缆，其长时允许电流为84A14.2A 满足需求。按允许电压损失检验电缆截面： 由于在本回路中采煤机的供电距离最远，负荷最大，故按采煤机线路校验。其电缆电压损失为：变压器的电压损失为： 电阻压降百分数，取 0.61 电抗压降百分数，取 5.96取允许电压损失为10UN114V采煤机支线的总电压损失为：故满足要求。2、刮板输送机电缆选择： 按长时允许电流选择电缆截面故选择电缆截面为70mm2的电缆两根，其长时允许电流为213A173

20、.2A。故满足要求。按允许电压损失检验电缆截面：刮板输送机支线电缆截面为70mm2电缆两根其电缆电压损失为：变压器的电压损失为： 电阻压降百分数，取 0.61 电抗压降百分数，取 5.96取允许电压损失为10UN114V刮板运输机的总电压损失为：故满足要求。3、皮带运输机电缆截面的选择按长时允许电流选择二部皮带电缆截面：故选择电缆截面为70mm2的电缆，其长时允许电流为213A151.4A。按允许电压损失检验电缆截面其电缆电压损失为：变压器的电压损失为： 电阻压降百分数，取 0.61 电抗压降百分数，取 5.96取允许电压损失为10UN114V头部皮带的总电压损失为：故满足要求。按长时允许电流

21、选择头部皮带和机头转载机、破碎机的电缆截面：故选择电缆截面为95mm2的电缆，其长时允许电流为273A255A。按允许电压损失检验电缆截面：二部皮带输送机支线电缆截面为70mm2电缆其电缆电压损失为：取允许电压损失为10UN114V二部皮带输送机支线的总电压损失为：故满足要求。4、材料巷无极绳绞车电缆截面的选择按长时允许电流选择无极绳绞车电缆截面：故选择电缆截面为35mm2的电缆，其长时允许电流为142A45A。按允许电压损失检验电缆截面其电缆电压损失为：变压器的电压损失为： 电阻压降百分数，取 0.61 电抗压降百分数，取 5.96取允许电压损失为10UN66V头部皮带的总电压损失为：故满足

22、要求。5、材料巷高压电缆截面的选择（这章是低压电缆的选择，怎么出来高压电缆选择了？）按长时允许电流选择材料巷高压电缆截面：故选择电缆截面为50mm2的电缆，其长时允许电流为176A175.2A。按允许电压损失检验电缆截面其电缆电压损失为：取允许电压损失为10UN600V故满足要求。6、运输巷高压电缆截面的选择按长时允许电流选择材料巷高压电缆截面：故选择电缆截面为50mm2的电缆，其长时允许电流为176A78.2A。按允许电压损失检验电缆截面其电缆电压损失为：取允许电压损失为10UN600V故满足要求。第六章短路电流计算用查表法计算各短路点两相短路电流1、 S1点采煤机回路短路电流：查表得95m

23、m2电缆的换算系数为0.53，故S1点的电缆换算总长度为：Leq=KL=0.53400=212m 查表得两相短路电流为4056A。2、S2点转载机回路短路电流：查表得95mm2电缆的换算系数为0.53，50mm2电缆的换算系数为1.00故S1点的电缆换算总长度为：Leq=KL=0.53100+300=353m查表得两相短路电流为2481A。3、S3点刮板机回路短路电流：查表得70mm2电缆的换算系数为0.71，故S3点的电缆换算总长度为：Leq=KL=0.71400=284m查表得两相短路电流为2805A。4、S4点材巷无极绳回路短路电流：查表得35mm2电缆的换算系数为1.36，故S3点的电

24、缆换算总长度为：Leq=KL=1.3655=74.8m查表得两相短路电流为4821A。5、S5点材巷电缆短路电流：查表得70mm2电缆的换算系数为0.71，故S3点的电缆换算总长度为：Leq=KL=0.711650=1171m查表得两相短路电流为2310A。6、S6点运巷回路短路电流：查表得25mm2电缆的换算系数为1.91，故S3点的电缆换算总长度为：Leq=KL=1.911630=2922.3m查表得两相短路电流为344A。7、S7点头部转载机短路电流：查表得95mm2电缆的换算系数为0.53，50 mm2电缆换算系数为1，故S3点的电缆换算总长度为：Leq=KL=0.5330+30=46

25、m查表得两相短路电流为7322A。8、S8点二部皮带短路电流：查表得70mm2电缆的换算系数为0.71，故S3点的电缆换算总长度为：Leq=KL=0.711000=710m查表得两相短路电流为2399A。第七章 开关整定值的计算及校验1、 采煤机移变低压侧保护箱的整定：过载整定：取过载整定值为260A。短路整定： IzdIN.st =1430A取短路整定值为6倍的整定电流，为1560A。开关灵敏度的校验： 所以灵敏度满足要求。2、 乳化液泵、喷雾泵、转载机和破碎机移变低压侧保护箱的整定：过载整定：取过载整定值为300A。短路整定： IzdIN.st+IN=650+170=820A取短路整定值为

26、3倍的整定电流，为900A。开关灵敏度的校验： 所以灵敏度满足要求。3、 工作面刮板输送机移变低压侧保护箱的整定：过载整定： 取过载整定值为170A。短路整定： IzdIN.st=1125.8A取短路整定值为7倍的整定电流，为1190A。开关灵敏度的校验： 所以灵敏度满足要求。4、 运输巷1140V移变负荷侧皮带和转载机、破碎机低压侧保护箱的整定：过载整定： 取过载整定值为290A。短路整定： IzdIN.st+IN=1040+201=1241A取短路整定值为4倍的整定电流，为1160A。开关灵敏度的校验： 所以灵敏度满足要求。5、 运输巷1140V移变负荷侧二部皮带低压侧保护箱的整定：过载整

27、定： 取过载整定值为150A。短路整定： IzdIN.st =600A取短路整定值为4倍的整定电流，为600A。开关灵敏度的校验： 所以灵敏度满足要求。6、 带材料巷总开关的整定：过载整定： 取过载整定值为80A。短路整定：IzdIN.st+IN=316+49=365A取短路整定值为4倍的过流整定值为320A。开关灵敏度的校验： 所以灵敏度满足要求。7、 带运输巷低压负荷移变低压侧保护箱的整定：过载整定： 取过载整定值为30A。短路整定：IzdIN.st+IN=126+20=146A取短路整定值为150A。开关灵敏度的校验： 所以灵敏度满足要求。15103回采工作面各开关整定值序号开关名称型号

28、整定值(A)备注过载短路1移变配电箱BGP46-690450630kW刮板输送机移变2BXB3-8001701190317011904移变配电箱BGP46-690450组合开关移变5BXB3-8002601560采煤机回路6300900其它7移变配电箱BGP46-690450运输巷皮带及转载机移动变压器8BXB3-8002901160头部皮带及转载机9150600二部皮带10移变配电箱BGP46-660360运输巷低压移变11BXB3-80080320材料运输巷低压1230150运输巷低压13八路真空组合开关QJZ2000-1140266采煤机1460乳化液泵1530喷雾泵16130刮板转载机

29、1770破碎机18软起动开关QJZ-400R150320kW皮带开关19软起动开关QJZ-400R130200kW转载机开关20软起动开关QJZ-400R70110kW 破碎机机开关21软起动开关QJZ-400R170工作面溜子22真空磁力起动器QBZ-200D80材料巷低压总开关23真空磁力起动器QBZ-200D30运输巷低压总开关真空磁力起动器QBZ-80N2522kW回柱绞车开关真空磁力起动器QNZ-80D65.5kW皮带张紧绞车真空磁力起动器QNZ-80D65.5kW潜水泵开关真空磁力起动器QNZ-30D32.2kW潜水泵开关真空磁力起动器QNZ-30D1311kW潜水泵开关总结本文结

30、合科兴集团龙顶山煤矿实际情况，对其15103综采工作面进行了供电设计，总共设计了五大部分的内容，分别有高、低压电缆的选择，移动变电站的选择，低压开关、起动器的选择，低压开关和移动变压器高压馈电保护装置的整定。整个设计过程，老师们全力支持认真细心辅导，我们也本着认真、谨慎的态度进行，依据相关原则，通过详细分析计算，系统的设计了此工作面的供电结构才能顺利完成设计。但是，对于实际的应用，会有一些不符，还有待进一步的研究和完善。致 谢在本文的完成之际，首先非常感谢郝世宇老师、申利燕老师、高汉昆老师的全力帮助与支持，才使论文顺利完成。从初见文稿到定稿等方面都倾入了大量的心血和精力，学习期间我不禁从老师那

31、里学到了精深的专业知识，提高了自己的专业水平，社会实践能力，同时也深深的被老师的敬业精神所感动。从选题、收集资料到排版，到老师们细心指导，他们一丝不苟的工作精神让我们感动。当然这也与学院领导的支持分不开，为我们创造了良好的实习环境，奠定了写作本文的基础。最后也感谢同学们的互相帮助，让我们体会到团队的合作精神，使我们能够顺利地完成论文。附 件.参考文献：1 王红俭王会森主编.煤矿电工学.北京：煤炭工业出版社，19982 张学成.主编.工矿企业供电设计指导书.徐州：中国矿业大学出版社，1998 3 李荣生，主编。矿井供电技术。北京：化学工业出版社，20074 李景恩，主编。矿井供电。北京；煤炭工业出版社，19975 龙顶山机电科供电系统6 龙顶山生产技术科工作面数据7杨来和、赵青梅.煤矿电气设备原理及应用. 煤炭工业出版社, 20068崔景岳、刘思沛、聂文龙.煤矿供电.煤炭工业出版社，19949刘殿武. Excel与矿井通风安全管理. 煤炭工业出版社 200510国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程.煤炭工业出版社， 2004意见：1、 部分数字和型号未用TIMES NEW ROMAN格式2、 每一章章头独立起页3、 低压电缆选择这块出现高压电缆选择？还有就是低压电缆选择时校验电机起动时端电压校验怎么没有？