矿山机电毕业设计--刘一鸣(3)

2018-12-19 23:44

毕业设计(论文) 煤矿采区变电所的设计

(2)控制起动器的选择:

1)对需要远方控制的生产机械,如采煤机、截煤机、装岩机、输送机等,均应从QC83、QC810或QC815、QCS83、QCKB30或DQBH等型号的磁力起动器中选取,或选用DQZBH系列的真空磁力起动器。

2)对不需经常远方控制或不经常起动的生产机械,如局扇、照明设备等,应选用QSS81系列或CH—15型带熔断器的开关;作短路保护用(见表4-12)。

3)对需经常进行远方控制正、反转的生产机械,如刨煤机、回柱绞车、调度绞车等,应选用QC83—80N、QC815N及新系列QCKB30—12N系列等可逆磁力起动器。

4)对需集中联锁控制的机械,如输送机、采煤机组与可弯曲刮板输送机等,应选用QC83、QC810或QC815等系列的磁力起动器。

5)对向电钻供电的开关,一般应选用BZ80、ZZ80或KSGZ型电煤钻变压器综合装置(见表4-1)。当采用1140V电压时,可选用KSG系列的干式变压器(见表4-2),但需安装电煤钻综合保护控制器(见表4-3)。 (3)继电保护装置的选择:

开关电器的继电保护装置,应与电网和生产机械的要求相符,具体选用原则为:

1)采区变电所的总低压开关,应设有短路、过负荷和漏电保护装置,或至少要装设漏电及短路保护装置。

2)变电所内的分路开关及配电点的总开关,除需有短路、过载保护外,还应设有漏电闭锁或选择性检漏保护装置(其型号见表4-6)。

3)向综合机械化采煤工作面馈电的移动变电站的低压馈电开关,除应有短路、过负荷保护外,还应当设有漏电闭锁和漏电保护装置(参见表4-6选型)。

4)直接控制电动机的各种起动器,一般均应具有短路、过负荷、断相的保护装置,对直接控制与保护采煤机组等大型设备的起动器,还要有电闭锁和漏电保护装置(参见表4-6选型)。

5)井下低压真空开关,应有过电压保护装置。

6)各类低压开关的接线喇叭口的数目,要满足电网接线的需求,而它们的出口内径,则要与所用电缆的外径相适配。

3.3.6 高压配电箱的选择

(1)型号的选择

采区内使用的高压配电箱应选用隔爆型,根据矿井设备真空化的要求,应优先选择具有真空断路器的高压配电箱。从电气设备对保护装置的要求,控制和保护高压电动机及变压器的高压配电箱,应具有短路、过负荷、欠压释放保护;控制和保护移动变电站的高压配电箱,除应具有上述三种保护外,还应具有选择性漏电保护、高压电缆监视保护。条件限制时至少应有短路和欠压释放保护。

配电箱喇叭口的数目和内径要满足电网的接线要求。喇叭口的数目分类有:双电源式,共有三个喇叭口;单电源式,有两个喇叭口:联合使用式,仅有一个负荷电缆喇叭口。 (2)电气参数选择

高压配电箱应按额定电压和额定电流选择,按额定断流容量和短路时的动稳定性、热稳定性进行校验。

1)断流能力校验。额定断流容量S1(或最大分段电流I1)要大于其所在电路的最大短路容量(或最大短路电流),否则故障时不能切除电源。断流能力应按下式进行校验: S1≥S2=S0.2 I1≥I2=I0.2

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式中:S2、I2分别为最大运行方式下配电箱安装处电路的次暂态短路容量和短路电流;S0.2、I0.2分别为最大运行方式下配电箱安装处,电路短路后0.2s时的短路容量和短路电流。

2)短路电流的动稳定和热稳定校验。为确保配电箱不至因短路电流的电动力和热效应所破坏,选择配电箱时应校验发生短路时的动稳定性和热稳定性。配电箱的动稳定电流应大于或等于最大短路电流冲击值,配电箱的热稳定电流平方与对应的热稳定时间的乘积应大于或等于短路电流稳态值平方与短路电流假想作用时间的乘积。

3.4 低压电缆选择

3.4.1低压电缆型号、芯数和长度的确定

(1)低压电缆型号的选择

电缆的型号主要依据其电压等级、用途和敷设场所等条件来决定。煤矿井下所选电缆的型号必须符合《煤矿安全规程》的有关规定。矿用低压电缆的型号,一般按下列原则确定: 1) 支线一律采用阻燃橡套电缆。1140V设备及采掘工作面的660V和380V设备,必须用分相屏蔽阻燃橡套电缆;移动式和手持式电气设备,应使用专用的橡套电缆。

2) 固定敷设的干线应采用铠装或非铠装聚氯乙烯绝缘电缆;对于半固定敷设的干线电缆,为了移动方便一般选用阻燃橡套电缆,也可选用上述铠装电缆。 3)采区低压电缆严禁采用铝芯。

4)电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体。

5)照明、通信和控制用电缆,固定敷设时应采用铠装电缆、阻燃橡套电缆或矿用塑料电缆;非固定敷设时应采用阻燃橡套电缆。 矿用电缆的型号规格见表4-9~表4-11。 (2)确定电缆的芯线数目

1)干线用的铠装电缆选三芯电缆,非铠装电缆选用四芯电缆。

2)支线用电缆就地控制(控制按钮在起动器上)时,一般采用四芯电缆;远方控制和联锁控制(控制按钮在工作机械上)时,应根据控制要求增加控制芯线的根数。注意电缆中的接地芯线,除用作监测接地回路外,不得兼作其他用途。

3)信号电缆芯线根数要按控制、信号、通讯系统的需要决定,并留有备用芯线。

(3)确定电缆长度

就地控制的支线电缆长度,一般取5m~10m。其它电缆因吊挂敷设时会出现弯曲,所以电缆的实际长度L应按式(4-1)计算。即

L=KmLm(4-1)

式中:Lm——电缆敷设路径的长度,m;

Km——电缆弯曲系数

橡套电缆取1.1,铠装电缆取1.05。

为了便于安装维护和便于设备移动,确定电缆长度时还应考虑以下两点: 1)移动设备的电缆,须增加机头部分活动长度3m~5m余量。 2)当电缆有中间接头时,应在电缆两端头处各增加3m余量。

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3.4.2 低压电缆主芯线截面的选择

低压电缆主芯线截面必须满足以下几个条件:

(1)正常工作时,电缆芯线的实际温度应不超过电缆的长时允许温度,所以应保证流过电缆的最大长时工作电流不得超过其允许持续电流。

(2)正常工作时,应保证供电网所有电动机的端电压在95%~105%的额定电压范围内,个别特别远的电动机端电压允许偏移8%~10%。

(3)距离远、功率大的电动机在重载情况下应保证能正常起动,并保证其起动器有足够的吸持电压。

(4)所选电缆截面必须满足机械强度的要求。 在按上述条件选择低压电缆主芯线的截面时,支线电缆一般按机械强度初选,按允许持续电流校验后,即可确定下来。选择干线电缆主芯线截面时,如干线电缆不长,应先按电缆的允许持续电流初选;当干线电缆较长时,应先按正常时的允许电压损失初选;然后再按其他条件校验。

3.5 采区供电计算

3.5.1 总电网的允许电压损失

电压等级为1140V的电压允许损失 ΔUP1=U2NT-95%UN =1200-95%×1140 =117V

式中:U2NT——变压器二次侧电压 UN——电缆上的电压 电压等级为660V的电压允许损失 ΔUP1=U2NT-95%UN =693-95%×660 =66V

式中:U2NT——变压器二次侧电压 UN——电缆上的电压

3.5.2 各在线电的电压损失

支线电缆的电压损失按公式

ΔUZ =(KfΣPeLZ10 )/(UeγAxηe)来计算。 式中:Kf—负荷系数

ΣPe——电缆所带负荷KW LZ——电缆实际长度m Ue——电网额定电压V

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γ——电缆导体芯线的电导率m/(Ω.mm) Ax——电缆截面积mm ηe——加权平均效率

采煤机组Z1段电缆的电压损失 ΔUZ1 =(KfΣPeLZ10 )/(UeγAxηe)

=0.6×600×200×10/1140×48.6×25×0.9

=57.7V

喷雾泵站Z2段电缆的电压损失 ΔUZ2 =(KfΣPeLZ10 )/(UeγAxηe)

=0.61×30×60×10/1140×48.6×4×0.9

=0.55V

刮板输送机Z3段电缆的电压损失 ΔUZ3 =(KfΣPeLZ10 )/(UeγAxηe)

=0.65×264×200×10/1140×48.6×25×0.9

=27.5V

乳化液泵站Z4段电缆的电压损失 ΔUZ4 =(KfΣPeLZ10 )/(UeγAxηe)

=0.61×90×10×10/1140×48.6×4×0.9

=2.75V

转载机Z5段电缆的电压损失

ΔUZ5 =(KfΣPeLZ10 )/(UeγAxηe)

=0.61×132×40×10/660×48.6×25×0.9

=4.5V

顺槽胶带输送机Z6段电缆的电压损失 ΔUZ6 =(KfΣPeLZ10 )/(UeγAxηe)

=0.75×150×70×10/660×48.6×35×0.9

=7.8V

破碎机Z7段电缆的电压损失

ΔUZ7 =(KfΣPeLZ10 )/(UeγAxηe)

=0.7×85×100×10/660×48.6×16×0.9

=12.9V

液压安全绞车Z8段电缆的电压损失 ΔUZ8 =(KfΣPeLZ10 )/(UeγAxηe)

=0.7×22×410×10/660×48.6×25×0.9

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=23.5V

上山胶带输送机Z9段电缆的电压损失 ΔUZ9 =(KfΣPeLZ10 )/(UeγAxηe)

=0.75×160×200×10/660×48.6×35×0.9

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=23.7V

3.5.3 计算变压器的电压损失

变压器的电压损失用

ΔUB2% =SB[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]/Se ΔUB2 =ΔUB2%×U2NT

式中:SB——变压器负载功率; Ur% ——变压器电阻压降百分数; Ux%——变压器电抗压降百分数 Se——变压器额定容量 U2NT——变压器二次侧电压 干式变压器KBSG—800/10/1.2

ΔUB2% =SB[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]/Se

=616.5[0.8×0.7+4.43×0.714]×100%÷800 =2.87%

ΔUB2 =2.87%×1200=34.44V 干式变压器KBSG—500/10/1.2

ΔUB2% =SB[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]/Se

=315.31[1.08×0.7+4.83×0.714]×100%÷500 =2.65%

ΔUB2 =2.65%×1200=31.8V 矿用KBS7—500/10/0.693

ΔUB2% =SB[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]/Se

=384[1.13×0.7+4.23×0.714]×100%÷500 =2.92%

ΔUB2 =2.92%×693=20.23V

3.5.4干线电缆的电压损失

干线电缆G1的电压损失 ΔUGMS=UP1-UB2-ΔUZ

=117-34.44-(41.21+2.75)

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