煤矿供电基础知识.docx
- 文档编号:24547225
- 上传时间:2023-05-28
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:180.21KB
煤矿供电基础知识.docx
《煤矿供电基础知识.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《煤矿供电基础知识.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
煤矿供电基础知识
第一节煤矿供电基础知识
一、矿山供电的重要性和基本要求
电力是现代煤炭工业的主要动力,在煤炭生产中占有十分重要的地位,电力可以方便、经济地远距离输送和分配,也可以方便地和其它各种电能量形式相互转换,并且在在使用中还具有便调度,测量和实现自动控制的优点。
,由于煤炭生产中存在站各种自然灾害,因此煤炭企业对供电工作提出了严格的要求。
1、供电可靠
2、供电安全
3、保证供电质量
4、技术经济合理
二、矿山电力负荷的分类
1、一类负荷
突然中断供电造成人身伤亡事故或损坏重要设备,给企业带来重大经济损失的用电负荷。
如:
矿井主要通风机、排水泵,提升机
2、二类负荷
突然停电会造成大量减产,或使生产停顿较长时间后才能恢复,给企业带来重大经济损失的用电负荷
如:
提煤设备、空气压缩机
3、三类负荷
不属于前二种的都是三类负荷
三、矿井供电电压等级
按照规定,矿井供电系统选用的电压等级有:
(1)35kV--矿井地面变电所变电电压。
(2)10kV或6kV--井下高压配电电压和高压电动机的额定电压。
(3)3kV或1140V--综合机械化采煤工作面电气设备的额定电压。
(4)660V--井下低压电网的配电电压。
(5)380V--地面和小型矿井井下低压电网的配电电压。
(6)220V--地面和井下新鲜风流大巷的照明电压。
(7)127V--照明、信号、手持式电气设备、电话的最高限额电压。
(8)36V--井下设备控制回路的电压。
(9)直流250V、550V--直流架线电机车常用额定电压。
目前,我国井下供电方式主要有:
干线式、辐射式、混合式、移动变电站四种。
井下各配电电压和各种电气设备的额定电压等级如下;
高压不应超过10000V;
低压不应超过1140V
照明、手持式电气设备的额定电压和电话、信号装置的额定供电电压,都不应超过127V;远距离控制线路的额定电压不应超过36V。
井下低压网络的标准电压等级及其相应的平均电压为:
标准电压/V127380660114033006000
平均电压/V133400690120034606300
四、矿山供电系统
矿山供电方式是:
由地面变电所6KV母线上引出下井电缆,把电能输送到井下各高压用户和采区变电所,形成地面变电所井下中央变电所采区变电所的三级高压供电方式,采区变电所是把中央变电所送来的6KV电压降为380~660V,用低压电缆向各采掘工作面供电,对机械化程度高、用量大的综采或普采工作面,在采区变电所一般不降压,由采区变电所6KV电压直接用高压电缆送到工作面的移动变电站,移动变电站将电压降到1140V或660V后,由工作面配电点向综采和高档普采工作面的各种用电设备供电。
五、矿山地面变电所
矿山地面变电所是全矿供电的枢纽,担负着受电、变电、配电、以及测量、保护和主要电气设备工作状态监视等任务。
我矿地面变电所是35KV受电,设有35/6KV变压器,将35KV电压降为6KV后分配给矿山各用户
六、中央变电所
井下中央变电所,是井下的供电中心,它直接由地面变电所供电,根据,《煤矿安全规程》规定,对井下中央变电所供电的线路不得少于两回路,当任一回路停止供电时,其余回路应能担负井下全部负荷的供电。
七、采区变电所
采区变电所是采区供电的中心,其任务是将井下中央变电所送来的6KV高压电缆降为380V~660V低压,向采掘工作面配电点及其它电气设备供电。
第二节煤矿供电具体计算
首先根据采掘供电系统拟定的原则,确定采掘区供电系统图及供电方式。
采掘供电设计有以下几部分组成
1、采区变电所、工作面配点及移动变电站的确定
2、采掘供电系统的拟订
3、负荷统计与变压器选择
4、供电电缆的选择
5、短路电流的计算
6、电气设备的选择
7、保护装置的整定计算
供电系统图
、
采区负荷统计表
在采区机电设备布置图的基础上,作出采区负荷统计表。
采区用电设备负荷统计表
序号
设备名称
规格型号
功率KW
需用系数Kr
功率因数COSψ
有功功率KW
视在功率KVA
1
2
3
4
负荷总计
变压器的选择
根据负荷容量进行变压器型号选择,最终选择出的变压器容量应大于该组用电设备的计算负荷。
SN>STSN----变压器的额定容量
变压器的计算容量ST=
供电电缆的选择
长时允许电流选择低压电缆截面
公式Ig=
矿用橡套电缆长期允许电流:
截面(mm2)
4
6
10
16
25
35
50
70
A
36
46
64
85
113
138
173
215
电压损失的计算
变压器工作的电压损失
∆UT=
线路的电压损失
∆Ug1=Kx×∑Pe×L×1000/γ×Ue×S
总的电压损失
△U=△UB+△Ug
△对于380V的电网电压损失不能超过39V
△对于660V的电网电压损失不能超过63V
△对于1140V的电网电压损失不能超过117V
△整个低压电网的电压损失通常由三部分组成
△∆U=∆UB+∆Ug+∆Uz
△低压电网的允许电压损失应大于或等于低压电网的总电压损失∆Up≥∆U
短路电流的计算
点Id1
(2)=
ΣR=R1∕Kb2+Rb+R2
ΣX=XX+X1∕Kb2+Xb+X2
式中Id
(2)——两相短路电流值,A;
ΣR、ΣX——短路回路内一相电阻、电抗值的总和。
XX——根据三相短路容量计算的系统电抗值,Ω;
R1、X1——高压电缆的电阻、电抗值,Ω;
Kb——矿用变压器的变压比,若一次侧电压为6000
二次侧电压为400、690、1200V时,变比依次为15、8.7、5;当一次侧电压为3000V,二次侧电压为400V时,变压比为7.5;
Rb、Xb——矿用变压器的电阻、电抗值,Ω;
R2、X2——低压电缆的电阻、电抗值,Ω;
Ue——变压器二次侧的额定电压,对于380V网路,Ue以400V计算;对于660V网路,Ue以690V计算;对于1140V网路,Ue以1200V计算;对于127V网路,Ue以133V计算利用公式
(1)计算两相短路电流时,不考虑短路电流周期分量的衰减,短路回路的接触电阻和电弧电阻也忽略不计
两相短路电流还可以利用计算图(或表)查出。
此时可以根据变压器的容量、短路点至变压器的电缆换算长度,及系统电抗、高压电缆的折算长度,从附录表中查出。
LH=K1L1+K2L2+……KnLn+LX+KgLg
式中LH——电缆总的换算长度,m;
K1、K2……Kn——换算系数,各种截面电缆的换算系数可以从附录三表6中直接查得;
L1、L2……Ln——各段电缆的实际长度,m;
LX——系统电抗的换算长度,见附录二表3;
Lg——6KV电缆折算至低压侧的换算系数,见附录二表4;
Lg——6KV电缆的实际长度,m.
电缆的换算长度,是根据阻抗相等的原则将不同截面和长度的高、低压电缆换算到标准截面的长度,在380V、660V、1140V系统中以50mm2作为标准截面;在127V系统中以4mm2作为标准截面
•开关整定与校验
•1200V及以下馈电开关过流继电器的整定值,按下列规定选择。
•1、对保护电缆干线的装置按公式(4)选择:
•IZ≥IQe+KXΣIe(4)
•式中IZ——过流保护装置的电流整定值,A;
•IQe——容量最大的电动机的额定起动电流,对于有数台电动机同时起动的工作机械,若其总功率大于单台起动的容量最大的电动机功率时,IQe则为这几台同时起动的电动机的额定起动电流之和,A;
•ΣIe——其余电动机的额定电流之和,A;
•KX——需用系数,取0.5~1.
•
灵敏度校验:
K=>1.5
第三节朔里矿业公司W536风巷供电设计
一、供电概述
w536风巷由掘进三区6队施工,w536风巷S523外风巷风5点前6.4米开窝中,总工程量约707米,跟五层顶板施工,使用2×15KW对旋式局部通风机,主、备局扇均接单级运转。
局扇安装在S523切眼口,距南二下部变电所2000米,距开窝点200米,动力从南二上部变所供电,距南二上部变电所约1500m。
二、动力供电负荷预计:
设备名称
型号
台数
电压V
功率KW
额定电流A
起动电流A
绞车
JD-25
6
660
25
27.7
196
扒矸机
P-15B
1
660
11
13.2
87
照明综保
ZXZ8-2.5
1
660/127
0.5
煤电钻
MZ-1.2
1
660/127
1.2
9
54
备用局扇
FBDNe6.0/2×15
1
660
15
17
119
预计最大负荷
163
三、变压器容量校验
1、动力用电从南二上部变电所2238#KBSG-200/6干式变压器供电,变压器参数为:
变压器参数为:
Xb=0.0930
,Rb=0.0202
,Ie=168A
原有负荷:
ΣPe1=55KW
预计动力负荷Σpe2=163KW
变压器总负荷:
ΣPe=ΣPe1+ΣPe2=55+163=218KW
需用系数:
取Kx=0.4加权平均功率因数:
取cosψ=0.7
变压器容量计算:
Sbj=Kx×ΣPe/cosψ=0.4×218/0.7=124KVA
Se=200KVASbj<Se
所以变压器容量满足要求
2、三专变压器:
三专用电从2110#变压哭器KBSG-315/6供电,Se=315KVA,原负荷ΣPe=30KW,现负荷为15KW,
变压器总负荷:
ΣPe=ΣPe1+ΣPe2=30+15=45KW
变压器容量计算:
Sbj=Kx×ΣPe/cosψ=0.6×45/0.7=39KVA
Se=315KVASbj<Se
所以变压器容量满足要求。
四、电缆选择
1、三专:
2、U3×502000米
Iy=176AIe=17A
Ie<Iy所以截面满足要求
2、动力:
(1)、U3×702400米
Iy=215AIg1=188A
Ig1<Iy所以截面满足要求
(2)、U3×16100米
Iy=85AIg2=14A
Ig2<Iy所以截面满足要求
五、电压损失校验:
动力变压器负荷率:
β=Sbj/Se=163/200=0.82
变压器负荷电流:
Ibj=β×Ie=0.82×168=137A
变压器电压损失:
△Ub=
×Ibj(Rb×cosψ+Xb×sinψ)
=1.732×137×(0.0202×0.7+0.093×0.71)
=18.5V
电缆电压损失示意图
△Ug1
△Ug2
△Ug3
70-800m
1700
16-100m
△Ug1=Kx×∑Pe×800×103/γ×Ue×S
=0.3×163×800×103/42.5×660×140=9.96V
△Ug2=Kx×∑Pe×1700×103/γ×Ue×S
=0.3×163×1700×103/42.5×660×70=34.2V
△Ug3=(0.3×12.2×100×103)/(42.5×660×16)=0.8V
Σ△U=△Ub+△Ug1+△Ug2+△Ug3
=18.5+9.96+0.8+34.2
=62.36V
△Uy=63VΣ△U<△Uy
所以电压损失符合要求
六、短路电流计算:
井下中央变电所至南二下部变电所MYJV22-95-3100米折算至690V电缆长度为3100×0.006=18.6米。
南二下部变电所至上部变电所高压电缆MYJV22-95-680米折算至690V电缆长度为680×0.006=4.1米。
1、d1点电缆换算长度
LH=2000+20.9+18.6=2040米
查表得Id
(1)=369A
2、d2点电缆换算长度
LH=(800×0.73)/2+18.6+4.1+20.9=336m
查表得Id(2=1638A
3、、d3点电缆换算长度
LH=(800×0.73)/2+1600×0.73+18.6+4.1+20.9=1504m
查表得Id(3)=488A
4、、d4点电缆换算长度
LH=(800×0.73)/2+1600×0.73+100×3.01+18.6+4.1+20.9=1805m
查表得Id(3)=401A
5、、d5点电缆换算长度
LH=(800×0.73)/2+700×0.73+150×3.01+18.6+4.1+20.9=1300m
查表得Id(4)=543A
七、开关整定
1、1#三专分馈开关取Iz=60AIdz=200A
灵敏度校验K=Id
(2)/IZ=369/200=1.84>1.5合格
2、2#、(2#)主、备局扇开关取Iz=17A
3、3#动力分馈开关
过载保护:
IZ=Kx×∑Ie=0.4×(27.7×6+13.2+9)=>75.3A
取0.4倍档IZ=80A
短路保护:
IZ>IQ+Kx×∑Ie=196+0.4×(27.7×5+13.2+9)=260A
取1.5倍Idz=300A
按照d3点灵敏度校验:
K=Id
(2)/IZ=488/300=1.6>1.5合格。
按照d4点灵敏度校验:
K=Id
(2)/IZ=401/300=1.33>1.2合格。
4、4#风、电闭锁开关
IZ=Kx×∑Ie=0.4×(27.7×6+13.2+9)=75.6A
取Iz=80A
动作灵敏度K=Id
(2)/8IZ=461/8×80=0.72<1.2不能满足要求,只作为风、电闭锁用,实际用3#动力分馈开关保护。
5、6#,7#、8#、9#、10#、13#绞车开关Iz=26A
6、9#馈电开关
过载保护:
取0.3倍档IZ=60A
短路保护:
IZ>IQ+Kx×∑Ie=196+0.4×22.2=204A
取Idz=250A
灵敏度校验:
K=Id
(2)/IZ=401/250=1.6>1.5合格
7、11#煤电钻综保开关一次侧5A、二次侧25A
8、12#耙矸机开关Iz=13.5A
9、1#照明综保开关一次侧3~5A、二次侧10~15A
注明:
1、备用局扇开启时掘进巷道内均已断电,所以负荷统计时备用局扇未进行计算。
2、开关动作灵敏度校验时,按最远点最小短路电流计算不能满足要求,因此增加9#馈电开关作为分段保护。
。
3、本设计是按照最大预计负荷进行计算,在负荷增减过程中要根据实际负荷对开关进行整定。
•
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 煤矿 供电 基础知识