煤矿采区变电所设计(毕业设计)(4)

毕业设计 煤矿采区变电所设计

煤矿采区变电所设计

第一章 绪论

电力工业是国民经济的重要部门之一，它是负责把自然界提供的能源转换为供人们直接使用的电能的产业。它即为现代工业、现代农业、现代科学技术和现代国防提供不可少的动力，又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。电力是工业的先行。电力工业的发展必须优先于其他的工业部门，整个国民经济才能不断前进。

我国具有极其丰富的能源。这些优越的自然条件为我国电力工业的发展提供了良好的物质基础。但是，旧中国的电力工业落后，无法将其利用。不过，随着改革开放的深入发展，我国电力工业的发展很快。到2000年，我国电力工业已跃升世界第2位，电力工业的发展为我国的国民经济的高速发展做出了巨大的贡献。不仅如此，目前我国的电力工业已开始进入“大电网”、“大机组”、“超高压交、直流输电”等新技术发展的新阶段，一些世界水平的先进的高新技术，已在我国电力系统中得到了相应的应用。

但是，随着近年来我国国民经济的高速发展与人民生活用电的急剧增长，电力工业的发展仍不能满足整个社会发展的需要，未能很好起到先行的作用，仅以2004年夏季的供电负荷高峰期为例，全国预计总共缺电3000万KW左右，有24个省区都先后出现拉闸限电的的情况，这样的局面预期还要过2～3年才可能得到较好的解决 。

另外，由于我国人口众多，由此在按人口平均用电方面，迄今不仅仍远远落后于一些发达国家，即使在发展中国家中，也只处于中等水平，尚不及全世界平均人口用电量的一半。因而，要实现在21世纪初全面建设小康社会的要求，我国的电力工业必须持续、稳步地大力发展，一方面是要大力加强电源建设，搞好“西电东送”，以确保电力先行，另一方面，要继续深化电力体制改革，实施厂网分开、竞价上网，并建立起符合社会主义市场经济法则的、规范的电力市场。

展望未来，我们坚信，在新世纪中，中国的电力工业必须持续、高速地发展，取得更加辉煌的成就。

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第二章 拟定采区供电系统的原则

2.1 采区高压供电系统的拟定原则

（1）、供综采工作面的采区变（配）电所一般由两回路电源线进行供电，除综采外，每个采区应为一回路；

（2）、双电源进线的采区变电所，应设置电源进线开关； （3）、采区变电所的高压馈出线宜用专用的开关柜。

2.2 采区低压供电系统的拟定原则

（1）、在保证供电安全可靠的前提下，力求所用的设备最省； （2）、原则上一台启动器只能控制一台设备； （3）、当采区变电所动力变压器超过一台时，应合理分配变压器负荷； （4）、变压器最好不要并联运行； （5）、从变电所向各配电点或配电点到用电设备采用辐射式供电，上山及顺槽运输机采用干线式供电；

（6）、工作点配电点最大容量电动机的启动器应靠近配电点进线； （7）、供电系统应尽量避免回头供电； （8）、瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中，掘进工作面的局部通风机组都应实行三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电；

（9）、局部通风机和掘进工作面中的

2.2.1 采区供电对电能的要求

（1）、电压允许偏差计算公式如（2-1）：

电压偏差 ＝（实际电压-额定电压）/额定电压×100% （2-1） 《电能质量供电电压允许偏差》（GB 12325—90）规定电力系统在正常运行条件下，用户受电端供电电压允许偏差值为：

1.10KV及以上高压供电和低压电力用户的电压允许偏差为用户额定电压的-7%～+7%； 2.低压照明用户为-10%～+5%。 3.三相电压不平衡

电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时间不得超过4%。 （2）、电网频率

标准中没有说明容量大小的界限的电网容量在300万KW以上者为0.2HZ；电网容量在300万KW以下者为0.5HZ。 （3）、波形

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正常情况下，要求电力系统的供电电压（或电流）的波形为正弦波，在电能的输送和分配过程中不应该使波形产生畸变。 （4）、供电可靠性

供电可靠性是衡量电能质量的一个重要指标，必须保证供电的可靠性。

2.2.2 费用和环境要求

采区变电所要便于对硐室的扩大和设备的增加，通过运输上山运到采区变电所硐室减少运输设备的费用。在满足费用要求的同时还要满足顶板坚固，无淋水且通风良好，保证变电所硐室内的温度不超过附近巷道5℃。 根据采区巷道布置，要使采区变电所能顺利的通过运输平巷向整个采区的负荷中心进行供电。在回风上山和运输上山联络巷处，低压供电距离合理，并且不必移动采区变电所就能对采区的采煤、掘进及回采等进行供电。所以把采区变电所布置在回风上山和运输上山联络巷处。

2.2.3 采区主要设备

根据采区巷道的布置和采区的实际情况将采区的主要设备选型如表2-1所示：

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2.3 采区负荷的计算及变压器容量、台数确定

2.3.1 变压器选择注意事项

变压器是供电系统中的主要电气设备，对供电的可靠性、安全性和经济性有着重要意义。如果变压器容量选择过大，不仅使设备投资费用增加，而且变压器的空载损耗也将过大，促使供电系统中的功率因数减小；如果变压器容量选择过小，在长期过负荷运行情况下，铜损耗将增大，使线圈过热而老化，缩短变压器寿命,既不安全又不经济。

2.3.2 台数的确定

采区变电所变压器在一般情况下是按计算容量选设，不留备用量。其原因是为了尽力减少变电所硐室开拓量，降低供电成本。但是，若采区变电所的供电负荷中有一级负荷（如采区内分区水泵等）时，则变压器台数不得少于两台，以便保证供电的可靠性。

2.3.3 采区负荷的计算及变压器容量、台数确定

本工作面采用6MG-200W型滚筒式采煤机为综合机械化采煤，为保证供电质量和安全，根据采区巷道布置，按需用系数法计算变压器容量和台数。

（1）、采区电压等级为1140V变压器容量及台数的确定

SB1 ＝∑Pe Kx Kc / cosφpj （2-2）

＝984×0.58×1/0.7 ＝815KVA

式中：∑Pe——变电所供电设备额定功率之和 ∑Pe ＝600+264+90+30＝984KW

Kx——需用系数，Kx＝0.4＋0.6×300÷984＝0.58 cosφpj——加权平均功率因率，按综采工作面，取0.7 Kc——采区重合系数，取1

此变压器所接负荷中有大量的一级负荷，所以必需选择两台（或两台以上）变压器。根据计算结果选择KBSG-800/10/1.2干式变压器一台和KBSG-500/10/1.2干式变压器一台。

（2）、采区变电所变压器容量及台数的确定

SB1 ＝∑Pe Kx Kc / cosφpj

＝549×0.49×1/0.7 ＝384KVA

式中：∑Pe——变电所供电设备额定功率之和 ∑Pe ＝132+150+85+22+160＝549KW

Kx——需用系数，Kx＝0.4＋0.6×80÷549＝0.49

cosφpj——加权平均功率因率，按综采工作面，取0.7 Kc——采区重合系数，取1

所以根据计算结果选择KS7-500/10/0.693干式变压器一台。

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