煤矿采区移动变电站供电系统设计.doc

1、摘要 随着矿井开采深度的不断延伸和采掘设备容量的不断增大，工作面的耗电量骤增。如果继续采用以往由采区变电所用低压向工作面供电的方式，显然是不经济、不合理的。为此，专门设计、制造了移动变电站，移动变电站可以放在采掘工作面附近平巷的轨道上，可随工作面的推进而移动，并将采区变电所送来的高压电降为与采掘设备电压等级相符的电压后，供给采掘设备使用。供电距离大大缩短，可大幅减少电压损失，提高供电质量和供电的经济性。本设计通过对采区负荷的分析和计算选取变压器，根据短路电流的计算，选择并校验高压配装置和低压保护箱。最后，选取并校验了电力电缆，进行了必要的继电保护整定，完成了整个设计。关键词：高压配电装置；干式

2、变压器；低压保护箱IABSTRACTAsthedepthofminingequipmenttoextendthecapacityofgrowing,theconsumptionlevelface.ifyoucontinuetobeusedtofacewithlowpower,thatis not the economyandunreasonal.Inthisregard,specialdesign makingmobilesubstations,andmovepartscanbeplaced inorbitaroundface,butinthefaceofmovesandpowerisredu

3、cedtoalevelconsistentwithequipmentofthevoltageon,thesupplyofequipmentusing.Power distance is shorten,can significantly reduce the voltage loss, improve the quality of power supply and power supply of the economy. This design through to the mining area load analysis and calculation of the selection t

4、ransform according to the calculation of short-circuit current, Select and check high pressure devices and low voltage protection case.In the end, select and check the power cable, the necessary of relay protection setting, to complete the whole design.KEYWORDS:High voltage power distribution equipm

5、ent；Dry type transformer；Low voltage protection case I目录摘要IABSTRACTII1 概述11.1移动变电站的结构和功能11.2煤矿负荷资料22 负荷计算32.1 负荷计算的目的32.2 负荷计算方法32.3 负荷计算内容42.3.1 用电设备组的负荷计算42.3.2 变电站低压侧补偿前的总计算负荷72.3.3 无功补偿计算及电容器选择72.3.4变电站低压侧补偿后总计算负荷以及功率因数的校验103 变电站变压器选择113.1 变压器的选择原则113.2 变压器的选择计算113.3 变压器的损耗计算123.4 补偿后高压侧的计算负荷及功率

6、因数的校验134 短路电流计算144.1 短路电流计算的目的144.2 短路电流计算的方法144.3 短路电流的计算步骤144.4短路电流计算内容155 高压、低压电气设备选择305.1 高压电气设备选择原则305.2 高压配电装置选择及校验305.2.1高压断路器选择与校验325.2.2高压隔离开关选择与校验335.2.3高压熔断器选择345.2.4电流互感器选择345.2.5电压互感器选择355.3低压电器设备选择355.4母线及电缆选择375.4.1 6kV母线选择与校验375.4.2 1.2kV母线的选择与校验385.4.3 各用电设备导线截面积的选择与校验396 供电系统的继电保护4

7、67总结49致谢50参考文献51附录A52附录B5711 概述1.1移动变电站的结构和功能KBSGZY矿用隔爆型移动变电站作为一种煤矿井下常用供（变）电设备，因其在设计上具有防爆和防潮性能，因此，它能够广泛的应用于环境潮湿和含有甲烷混合气体、煤尘、并且具有爆炸危险的场所；KBSGZY矿用隔爆型移动变电站的紧凑性设计，使其可以不受安装条件的限制，能够安装在距离采掘工作面50-300m的地方，负荷电缆长度大大缩短，可大幅减少电压损失、提高供电质量和供电的经济性；KBSGZY矿用隔爆型移动变电站的整体式设计，使移动变电站能够整体装在小车上，便于在井下拆除、移动和安装；KBSGZY矿用隔爆型移动变电站

8、完善的过载、短路和漏电保护，同时在高、低压开关之间，高压开关与上一级断路器之间具有电气联锁和机械联锁装置，能够防止对设备进行错误的操作和错误打开，能够有效的保护操作及维护人员的安全和避免供电设备、线路的人为损毁，使供电系统稳定性和可靠性得以延续，大大提高了供电系统运行的安全性；KBSGZY矿用隔爆型移动变电站独特的设计使设备经济耐用（设计寿命可达30年）、运行可靠。移动变电站是将井下采区的变电所引来的6000伏电压变为1200伏或690伏电压等级的电压向采掘工作面供电。移动变电站采用防爆结构，适用于具有瓦斯爆炸危险性的矿井，安装在距工作面较近的运输巷道中，容量大，供电距离远，可达500800米

9、（低压供电距离）。移动变电站可以随着采掘工作面的向前推进而移动，采用能够移动的变压器（变电站）就可以缩短变电站和采掘工作面动力设备的距离，减少传输损失，并能适当加长工作面的走向长度。现在一些的煤矿综采工作面的走向长度已达上千米，就是采用移动变电站的结果。综采综掘的生产对供电的要求比较特殊，针对综采综掘的电气设备量大，供电距离远的特点，在采掘工作面采用了移动变电站作为主动力电源，移动变电站在采煤和掘进巷道中可以随时移动，极大的减小了供电电压损失。能够保证负荷端子上有足够的电压，保证了综采综掘设备效率的发挥。从供电的要求上来看，移动变电站有着供电可靠，供电安全，能保证充足的供电量，并且在实际使用中

10、减少低压电缆的截面积，即为技术经济合理，极大的减少了建造变电硐室的费用，随着移动变电站的推广应用，油浸变压器将被逐渐取替，极大地减少了因使用油浸变压器产生的漏油、溢油事故，甚至发生火灾事故，消除了矿井安全生产的特大隐患。1.2煤矿负荷资料负荷资料见表1-1。表1-1 采区负荷统计表Table 1-1 mining area load statistics编号设备电流A电压kv额定功率kw需要系数cos备注1采煤机18311403000.580.72液压泵站651140750.580.73液压绞车201140220.580.74转载机9511401100.580.75刮板输送机951140110

11、20.580.76破碎机9511401100.580.77喷雾泵351140400.580.78带式输送机6511407520.580.7 2 负荷计算 2.1 负荷计算的目的 负荷计算的目的是了解用电情况，合理选择供配电系统的设备和元件，如导线、电缆、变压器等。负荷计算过小，则依此选用的设备和载流部分有过热的危险，轻者使线路和配电设备寿命降低，重者影响供电系统安全运行。负荷计算偏大，则造成设备的浪费和投资的增大。为此，正确的负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。2.2 负荷计算方法供电系统设计常用的负荷计算的方法有二项系数法、利用系数法、需用系数法、和产品单位电

12、耗法等。需用系数法在计算上简便，对任何性质的企业负荷均适用，且计算结果基本上符合实际。公式简单，计算方便只用一个原始公式就可以表征普遍的计算方法。该公式对用电设备组、车间变电站乃至一个企业变电站的负荷计算都适用。对不同性质的用电设备、不同车间或企业的需用系数值，经过几十年的统计和积累，数值比较完整和准确，查取方便，因而为我国设计部门广泛采用。本设计运用需要系数法进行设备负荷计算，步骤如下： （1）用电设备组的负荷计算 用电设备组是由工艺性质相同需要系数相近的一些设备合并成的一组用电设备。在一个车间中根据具体情况将用电设备分为若干组，在分别计算用电设备组计算负荷。计算公式为： (2-1) (2-

13、2) (2-3)式中： 、设备组有功计算负荷、无功计算负荷、视在功率计算负荷； 设备组设备的总的额定容量； 设备功率因数正切值； 设备的需要系数，由参数表1-1查得。（2）多个用电设备组的负荷计算在确定拥有若干用电设备组干线上或变电所的低压侧母线上的计算负荷的时候，应考虑各个用电设备组的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定低压干线上或低压母线上的计算负荷时，可结合具体情况对其有功和无功计算负荷计入一个同时系数。计算过程如下： (2-4) (2-5) (2-6)式中: 、1.2kV侧母线的有功计算负荷、无功计算负荷、视在计算负荷； 、用电设备组同时系数； 、多个用电设备组的有功计算负荷、无功计算负荷之和。2.3 负荷计算内容2.3.1 用电设备组的负荷计算由表1-1可以查出用电设备组需要系数以及功率因数，由公式2-1到2-3对用电设备组进行负荷计算。（1）采煤机： =0.58，=0.7，=1.02有功功率为：kW无功功率为：Kvar视在功率为：kVA （2）液压泵站： =0.58，=0.7，=1.02有功功率为： kW无功功率为：kvar视在功率为：kVA （3