大竹园铝土矿供电设计-毕业论文.doc
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1、湖南涟邵大竹园项目部大竹园铝土矿供电设计 矿区的基本资料务川大竹园铝土矿区位于务川自治县北部,分布在该县濯水镇、砚山镇、泥高乡和分水乡辖地内。矿区位于黔北主体山脉大娄山东支的渝黔交界部位,为浅至深切割的高中山、中山风化剥(溶)蚀地貌类型。大竹园矿区以高原向斜台地地形为其特征。海拔标高559.7m(图幅外围花园电站河流交汇处)1611.8m(向斜东翼8勘查线附近的白岩顶)。矿权面积18.58km2,地质调查范围31.25km2,台地与周边沟谷的相对高差6001000m,台地内的相对高差100300m,属地形起伏较小的丘陵地貌。该矿为无瓦斯低涌水量矿井,年产量计划80万吨,根据矿区内出露地层的岩石
2、组合特征,可划分为硬质岩组、软质岩组和第四系松散岩组,依据表1-1划分。工程地质岩组划分表 表1-1地 层主 要 岩 性 及 力 学 性 质岩组类型Q 粘土、亚粘土、崩积物碎块松散岩组。孔隙率: 41.5258.8%,压缩系数0.301.21。松散岩组T1y1、T1y3、P2l、C2d 、S1hj炭质页岩、页岩、粘土岩、铝土岩。饱和单轴抗压强度9.916.5MPa,平均13.376MPa。软质岩组T1m、T1y2、P3c、P3w 、P2q 、P2m、C2h灰岩、泥灰岩。饱和单轴抗压强度40.60144.0MPa平均84.89MPa。硬质岩组该矿的+1140主副平硐采取平硐掘进,其中主平硐长11
3、00m,采用炮掘,挖渣机配梭车出渣,副平硐长1300m,综掘机掘进,皮带机出渣。+1345安全通道、回风井距离短,采取炮掘、铲车出渣。胶带斜井长约1025m采用炮掘,挖渣机配侧卸式矿车出渣。轨道斜井长约890m采用炮掘,挖渣机配侧卸式矿车出渣。斜井1303中段采取为中间平巷开采,采区分2个区段,东翼走向长度约1027米,采用综掘机掘进,皮带机出渣;西翼最大走向长度约1000米,为炮采工作面,挖渣机配侧卸矿车出渣。二、变电所及配电点位置的确定一、采区变电所位置选择原则:1)采区变电所要位于负荷中心,并保证向采区最远距离、最大容量的设备供电;2)顶底板稳定且无淋水;3)通风良好、运输方便的地方;4
4、)用尽可能少的变电所向全采区供电的原则;二、变电所位置的确定:由于地理位置的限制,将矿区变配电设施分二个区设置,其中主平硐广场设施工变配电装置,供+1140主、副平硐,机轨合一运输巷施工用电(以下称+1140临时变电所)。在+1345风井广场设施工变配电装置,供+1345安全通道、回风斜井、轨道斜井、胶带斜井及基建采场中段井巷施工用电(以下称+1345临时变电所)。施工用电由甲方提供10kv高压,分别接入到施工方+1140工业广场和+134工业广场地面临时变电所,经降压配送供电,其中:+1140临时变电所位置:位于副平硐右侧45m处,距主平硐85m。供电线路较近,符合设计要求。+1345临时变
5、电所位置:位于安全通道左侧10m处,距回风井80m。供电线路较近,符合设计要求。三、井下配电点位置的设定根据巷道及机械配备用电需求,此矿区供电系统设置四个配电点即可满足要求,配电点的具体布置为:1、 机轨合一巷综掘工作面,距工作面100m处;2、 1303西翼炮掘掘进巷距端头80m处;3、 1303东翼综掘工作面,距工作面100m处;4、 主副平硐联络巷炮采工作面距工作面50m处;三、 负荷统计及变压器选择一、负荷分组由于1140工业广场与1345工业广场距离太远,将井下供电分为两个区域分别单独供电,施工时互不影响,其中炮掘工作面电压均等级为660v,综掘工作面电压等级均为1140v,故矿区负
6、荷按电压等级及区域分成6组:1. +1140地面用电2. +1140炮掘组3. +1140综掘组4. +1345地面用电5. +1345炮掘组6. +1345综掘组二、负荷统计1、+1140地面用电(380v)总负荷:N =132+250+60*2+50+13 =565kw需用系数Kde=0.6加权平均功率因数cos wm=0.85该组用电设备的计算负荷Sca=(565*0.6)/0.85=398.8KW2、+1140炮掘组主要电器设备总负荷:N =45+37+15+8+230+15 =180KW需用系数Kde=0.40.5,取Kde=0.5加权平均功率因数cos wm=0.65该组用电设备的
7、计算负荷Sca=(180*0.5)/0.65=138KW3、+1140综掘组总负荷:N =301+200+37+24 =562KW需用系数Kde=0.286+0.715Pmax/N =0.286+0.715301/562=0.67加权平均功率因数cos wm= 0.6该组用电设备的计算负荷Sca=(562*0.67)/0.6=627.5KW4. +1345地面用电总负荷:N =264+30+30+8+13.5+80+11 =436kw需用系数Kde=0.6加权平均功率因数cos wm=0.85该组用电设备的计算负荷Sca=(436*0.6)/0.85=307.7KW5. +1345炮掘组总负荷
8、:N =45+90+90+22.5+8+15+60 =330.5KW需用系数Kde=0.40.5,取Kde=0.5加权平均功率因数cos wm=0.65该组用电设备的计算负荷Sca=(330.5*0.5)/0.65=254.2KW6. +1345综掘组总负荷:N =301+12+255 =568KW需用系数Kde=0.286+0.715Pmax/N =0.286+0.715301/568=0.67加权平均功率因数cos wm= 0.6该组用电设备的计算负荷Sca=(568*0.67)/0.6=634.3KW三、变压器选型根据三组负荷统计,对变压器进行选型。1、1. +1140地面用电电设备的计
9、算负荷Sca=398.8KW;故选择S11-630/10.5/0.4户外变压器;2. +1140炮掘组电设备的计算负荷Sca=138KW;故选择KS9-315/10.5/0.69型防爆变压器;3. +1140综掘组电设备的计算负荷Sca=627.5KW;故选择KBSGZY-800/10/1.14型防爆移动变压器;4. +1345地面用电电设备的计算负荷Sca=307.7KW;故选择S11-630/10.5/0.4户外变压器;5. +1345炮掘组电设备的计算负荷Sca=254.2KW;故选择KS9-315/10.5/0.69型防爆变压器;6. +1345综掘组电设备的计算负荷Sca=634.3
10、KW;故选择KBSGZY-800/10/1.14型防爆移动变压器;变压器的技术数据见表3-1变压器型号 容量KVA额定电压(高压侧)kv额定电压 (低压侧)kv最大电流(低压侧)AS11-630/10.5/0.4630100.381200KS9-315/10.5/0.69315100.66400KBSGZY-800/10/1.14800101.14800四、供电系统的拟订及高压配电装置的选择一、供电系统图(附后)二、高压配电装置选择1、配电装置电气参数选择应该符合以下条件(1)设备的额定电压不应该小于其装设出的额定电压。(2)配电装置的额定电流IN不应小于其所控制的设备或线路的长时间最大工作的
11、电流Ica,既INIca。Ica=1、KS9-315/10.5/0.69型防式变压器配电箱选择(1)配电装置的额定电压:选定为10KV(2)配电装置额定电流应大于变电站的最大长时工作电流。变压器最大工作电流既额定电流I=式中SNT变压器额定容量,KVA VN变压器高压侧额定电压,KV变电站的额定电流 I1=315/(10*1.732)=18.2A根据矿山电工课程设计手册选择GG-1A型真空高压配电屏(湖南德意电气集团制造);2、KBSGZY-800/10/1.14型防爆移动变压器配电箱由变压器部份自带,故不需要再进行选则。3、S11-630/10.5/0.4型防式变压器配电箱选择(1)配电装置
12、的额定电压:选定为10KV(2)配电装置额定电流应大于变电站的最大长时工作电流。变压器最大工作电流既额定电流I=式中SNT变压器额定容量,KVA VN变压器高压侧额定电压,KV变电站的额定电流 I2=630/(10*1.732)=36.37A根据矿山电工课程设计手册附表7选择BPG2-6/50型真空高压防爆配电箱;(4)短路验算所选高压配电箱短流容量均为50MVA,而我国井下主要变电母线上的短路容量均限制在50MVA以下,故满足要求。2、高压电缆的选择选择原则:按经济电流密度选择电缆截面;按长期允许载流选择电缆截面;按上述原则对该采区的高压电缆进行选型(1) 电缆型号:YJV22铜芯油浸纸绝缘
13、包钢带铠装电缆(2) 电缆的截面:因为I总=69.1,按允许负荷可选择长时允许电流A69.1A的电缆,根据矿山电工表6-7铠装电缆允许符合电流表可以选择370mm2,335mm2的电缆。因为370mm2的长时允许电流为200A,335mm2的长时允许电流为100A 故+1140选择370mm2的电缆,+1345选择335mm2的电缆。(3) 电缆的长度:根据表1-1,对软电缆取0.1的富余系数,可以下式: 电缆长度L=(1600+172.5+50)1.1 =1914m(4) 对电缆进行校验参照煤矿电工手册表10-3-4无中间接头的电缆可承受三相短路稳态电流及相应10KV短路容量表:316mm2
14、的电缆可以满足热稳定电压损失,用查表法查煤矿电工手册表10-3-6,按COS=0.7,16mm2每公里负荷电压损失为3.91%则该长度的电缆电压损失V=3.91%1914(0.254+0.134+0.158)=4.09%我国规定,电缆线路电压损失的标准为:10KV以下的线路为7%故该截面满足要求。五、低压电缆及设备的选择一、低压电缆型号的选择1、选择原则低压电缆的型号及电压登记,要在符合煤矿安全规程的前提下,根据实际用点设备的要求,电缆的用途和敷设场所等情况加以确定。1) 在井下,综掘机、挖渣机、喷浆机、绞车、电钻、和局扇等,都是经常移动的工作机械。此类机械,其供电电缆一律采用轻便、易弯曲的非
15、延燃橡胶套电缆。具体选择为:(1) 对喷浆机、挖渣机等供电的,应该选用专用移动型电缆。当电网电压为660V时,选用MY系列的;当电网电压为1140V时,必须选用带分相屏蔽的橡胶绝缘专用电缆,可选用MYP系列。(2) 对综合机械化工作面,必须选用屏蔽电缆可选用MYP系列。2) 对于660V固定或半固定设备,如上(下)山绞车,上(下山和平巷的运输机,可选用橡胶绝缘铝芯电缆,铠装聚氯乙烯绝缘铜芯电缆,或矿用橡胶套电缆。3)对无沼气的进风斜井和平硐,对有新鲜风流的井底车场,以及对低沼气矿的砌碹的回风斜井,可以选用铝芯电缆。对井下主变(配)电所的高、低压电缆,亦可以选铝芯的。在同时采用铝、铜芯电缆时,需
16、在他们的衔接处,使用铜-铝过度接头,并应经常加以检查。4)在工作面,一般选用橡胶绝缘阻燃铜芯电缆2、对电缆型号进行选择根据上述原则,结合1-1供电系统图,实际所选低压电缆型号为:主要干线电缆(1)YJLV-3*90+1*50型铝芯油浸纸绝缘橡胶电缆:绞车、压风机。(2)YJLV-3*70+1*35型铝芯油浸纸绝缘橡胶电缆:挖渣机。(5)MY-3*16+1*10型铜芯橡胶电缆:通风机。(3)MYP-3*70+1*35型铜芯屏蔽绝缘橡胶电缆:综掘机。(4)MYP-3*35+1*10型铜芯绝缘橡胶电缆:皮带输送机。(5)MY-3*6+1*2.5型铜芯橡胶电缆:浅水泵、喷浆机、搅拌机。(5)MY-3*
17、2.5+1*1.5型铜芯橡胶电缆:信号、照明。3、电缆长度电缆的实际长度应该按下式进行计算Lca=KinLwa式中 Lca电缆的实际长度,m; Lwa电缆敷设路径长度,m; Kin增长系数,对橡套电缆为1.1,对铠装电缆为1.05;二、电缆芯数的确定1、确定原则:铠装动力电缆只有三条输送电能的主芯线。对移动设备供电的橡套电缆,其芯线树木可以分为以下两种情况:1) 对一般移动设备。如运输机、回柱绞车等,因它们的控制按钮不在工作机械上,故通常可另设控制电缆,此时其供电电缆可以选四芯的,其中三芯作为想电动机供电的主芯线,另一芯线做接地用。2) 对于采煤机组,装岩机等移动设备,因它们的控制按钮装在工作
18、机械上,故一般选六芯电缆做动力、接地、控制用;1、 参照以上原则,采取供电电缆的芯数确定如下:铠装橡套均为三芯;支线橡套橡套均为四芯,其中采煤机采用六芯;干线橡套橡套均为四芯;二、低压电缆主芯线截面的确定1、选择原则电缆正常工作符合电流(计算值),应等于或小于电缆长时允许载流量。在正常工作运行时,低压电缆最远端电压。不应低于电网额定电压的规定值。根据煤矿井下供电设计技术规定“正常运行时电动机两端电压允许偏移额定电压5%,个别特别远的电机运输偏移-8-10%”。电缆的机械强度,应符合用电设备的使用场合要求。对距离远,容量最大的电动机,在重载情况下,应保证其启动端电压不低于额定值的75%,以确保磁
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