矿山电工课程设计

河南理工大学矿山电工课程设计第六节采区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，采煤机组、截煤机组、回柱绞车、调度绞车、电钻、工作面运输机、装岩机、装煤机和局扇等，都是经常移动的工作机械。对于此类机械，其供电电缆一律采用轻便、易弯曲的非延燃橡胶套电缆。具体选择为：（1）对采煤机、刨煤机等供电的，应该选用专用移动型电缆。当电网电压为660V时，选用UCP-100（UC-1000）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UCPQ或UPQ系列。（2）对综合机械化工作面，必须选用屏蔽电缆。（3）向煤电钻供电应选用UZ-500系列电钻专用电缆。（4）对无特殊要求的一般矿井，可选用U或UP系列电缆，向工作面辅助设备或不常移动的电器设备供电。（5）但上述个种电缆用语采区和工作面时，一律应选用铜芯的，严禁使用铝芯电缆。2）对于660V或380V固定或半固定设备，如上（下）山绞车，上（下山和平巷的运输机，可选用铠装铅包纸绝缘铜芯电缆，铠装聚氯乙烯河南理工大学矿山电工课程设计绝缘铜芯电缆，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）在采区，一般选用无黄麻外皮的ZQ20型铜芯油浸纸绝缘铅包铠装电缆，但有水泥支柱或砌碹的通风良好的巷道除外。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：1、干线电缆○1ZQ20型铜芯油浸纸绝缘铅包铠装电缆：上山绞车、上山皮带；○2U型：其余均采用。2、支线电缆○1UCP型：采煤机、工作面运输机；○2U型UP型：上山绞车、上山皮带、调度绞车等工作面辅助设备；○3UZ型：向煤电钻供电；二、低压电缆的长度及芯数的确定1、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；河南理工大学矿山电工课程设计1）机械采煤组采区变电所到机采工作面的电缆长度：L工作面=KinLw=（20+72.5+330）×1.1=465m采区变电所到机采运输顺槽的电缆长度：L运输顺槽=KinLw=（20+72.5+100）×1.1=212m采区变电所到机采轨道顺槽的电缆长度：L轨道顺槽=KinLw=（20+72.5+100+330）×1.1河南理工大学矿山电工课程设计=465m2）普采面组采区变电所到绞车房电缆长度：L工作面=KinLw=（20+72.5+100+20）×1.05=224m采区变电所到普采运输顺槽的电缆长度：L运输顺槽=KinLw=（20+72.5+190）×1.1=311m采区变电所到普采轨道顺槽的电缆长度：L轨道顺槽=KinLw=（20+72.5+100+190）×1.1河南理工大学矿山电工课程设计=427m2）掘进组采区变电所到上山皮带运输机的电缆长度：L上山运输机=KinLw=（20+72.5+100+20）×1.05=224m采区变电所到普采运输顺槽的电缆长度：L=KinLw=（20+72.5+100）×1.05=197m采区变电所到上山底部的电缆长度：河南理工大学矿山电工课程设计L下山=KinLw=（20+72.5+100）×1.1=207m上山底部到东翼掘进头的电缆长度：L东翼掘进头=KinLw=320×1.1=350m上山底部到西翼掘进头的电缆长度：L西翼掘进头=KinLw=200×1.1=220m二、电缆芯数的确定1、确定原则：○1铠装动力电缆只有三条输送电能的主芯线。○2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机械上，故一般选六芯电缆做动力、接地、控制用；2、参照以上原则，采取供电电缆的芯数确定如下：河南理工大学矿山电工课程设计铠装橡套均为三芯；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○1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。○2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%”。○3电缆的机械强度，应符合用电设备的使用场合要求。○4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%，以确保磁力启动器有足够的吸合电压。在选择低压电缆截面的时，还应按启动条件加以校验。○5所选择电缆截面必须能与保护装置适配，并在短路时，应具有足够的热稳定性。2、截面的确定1）支线电缆截面按照工作面配电点至各移动机械的支线应满足机械强度要求，在按允许载流量加以校验。各个支线截面选择见表河南理工大学矿山电工课程设计河南理工大学矿山电工课程设计支线电缆截面表序号设备名称型号规格容量(单台)(KV)电缆型号与规格长时最大工作电流A允许载流量A按机械强度选择按温度升高选择1采煤机MLQ1-8080UCPQ-1000-3×35+1×6+4×4UCPQ-1000-3×35+1×6+4×4911382机采工作面运输机SGW-4422UCPQ-1000-3×25+1×10UCPQ-1000-3×25+1×10261133下顺槽运输机SGW-40A40UUP-1003×10+1×1645644炮采工作面运SGW-2222U-100-3×16+1×6U-1000-3×16+1×62685河南理工大学矿山电工课程设计输机5顺槽皮带机SPJ-80030UP-1000-3×10+1×1033646上山皮带机SDJ-15075ZQ20-1000-3×25821257上山绞车JTB-120055ZQ20-1000-3×1660958煤电钻MZ2-1.212UZ-500-3×4+1×4UZ-500-3×4+1×46369掘进局扇JBT52-211UP-1000-3×4+1×4133610调度绞车JD-11.411.4U-1000-3×4+1×4U-1000-3×4+1×4143611回柱绞车JH2-1717U-1000-3×10+1×6U-1000-3×10+1×6216412掘进皮带机SPJ-80030U-1000-3×6+1×63346河南理工大学矿山电工课程设计采区固定、半固定设备供电的支线电缆，因他们都很短加上不经常移动、工作条件较好，故在选择他们的截面的时，不是以满足电压损失和机械强度为准，而是按他们的允许负荷，像选择高压电缆一样。2、采区变电所至各配电点的干线电缆截面选择（1）各干线电缆的负荷电流Ica=3cosnwmPnKdeVVn式中Ica——长时最大工作电流A；nP——电动机的额定功率，KW；Kde——电动机负荷系数；Vn——电动机额定电压，Vcos——电动机功率因数；○1机采组：轨道顺槽干线：Ica=3cosnwmPnKdeVVn=(11.41721.2)0.64130.660.7A机采组线：Ica=3cosnwmPnKdeVVn=(802221.2)0.7109.6530.660.7A运输顺槽干线：Ica=3cosnwmPnKdeVVn=4040.714030.660.7A○2普采组：轨道顺槽干线：Ica=3cosnwmPnKdeVVn=(11.41721.22)0.641.8630.660.7A运输顺槽干线：Ica=3cosnwmPnKdeVVn=(30221.22)0.747.6430.660.7A○3掘进组：河南理工大学矿山电工课程设计皮带运输上山：Ica=3cosnwmPnKdeVVn=7520.7131.430.660.7A东翼掘进工作头：Ica=3cosnwmPnKdeVVn=(11301.22)0.63830.660.6A西翼掘进工作头：Ica=3cosnwmPnKdeVVn=(11301.22)0.63830.660.6A（2）干线电缆截面的选择正常工作时负荷电流大。供电距离长，线路电压损失相对比较突出，故应按允许电压损失选择截面，在依长时允许流量校验。1）确定变压器至电机间允许电压损失UP按照正常运行时电缆网路末路端电压不低于额定电压95%的原则，用下式计算网路中的电压损失ΔUP=U2N-0.95VN式中ΔUP——网路中的允许电压损失，V；U2N——变压器二次侧的额定电压，V；VN——低压电网的额定电压，V；ΔUP=U2N-0.95VN=690-0.95660=63V2）变压器电压损失UTΔUT=3Ica.t(RTcos+XTsinT)Ica.t=3caTnSVRT=22sNNPVSXT2100nTnVXS式中ΔUT——变压器的电压损失，V；河南理工大学矿山电工课程设计Ica.t——变压器上午计算电流值，A（按需要系数法求）cos——变压器的功率因数，它等于相应负荷的加权平均功率因数，可查《矿山电工学》表——2；sinT——与变压器规律因数角对应的正弦值；RT、XT的取值用查有关表○1机采组变压器型号:KSGB-315/6/0.69Ica.t=3caTnSV=234.8130.66=205.41ART=0.011XT=0.06ΔUT=3Ica.t(RTcos+XTsinT)=3205.41(0.0110.6+0.060.8)=19.4V○2炮采组变压器型号:KSGB-200/6/0.69Ica.t=3caTnSV=134.3330.66=117.5ART=0.019XT=0.093ΔUT=3Ica.t(RTcos+XTsinT)=3117.5(0.0190.6+0.090.8)=18.0V○3掘进组河南理工大学矿山电工课程设计变压器型号:KSGB-200/6/0.69Ica.t=3caTnSV=157.8730.66=138.1ART=0.019XT=0.093ΔUT=3Ica.t(RTcos+XTsinT)=3138.1(0.0190.6+0.0930.8)=21.14V3）支线电压损失UTL（因70mm2以下的电缆XblRbl，故在计算过程中忽略Xbl）○1机采组：机组支线：ΔUTL1=3IbLRbLcosbl=3IbLcosbLblblLrA=39130.187100.8342.535=16.4V轨道顺槽回柱绞车支线：ΔUTL2=3IbLRbLcosbl=3IbLcosbLblblLrA=321770.8342.510=5.5V其中r=42.5mm/（2mm），芯线最高允许温度65oC时。A=35mm2○4按允许电压损失选干线电缆；河南理工大学矿山电工课程设计由ΔU=3IcosbLrAA=deNPKLVrVI=3cosdeNPKV运输顺槽干线ΔU=ΔUP-ΔUT-ΔUb=63-21.04-16.4=25.2VA=deNPKLVrV=(11.41721.2)0.74600.6642.525.2=57.7A选标准截面为70mm2，查表知其最大工作电流为215AI=3cosdeNPKV=(802221.2)0.730.660