矿山供电系统设计.doc

1、 山西机电职业技术学院 矿山机电 专业 毕业综合实践报告 班 级： 矿机 1003 学 号： 10270132 姓 名： 指导教师： 张广红 电子电气工程系 二一三年 三月 二十六 日 矿山机电专业综合实践报告 1 前 言 此毕业综合实践报告主要涉及到实习工作中接触的供电系统及 利用所学的煤矿供电知识，在指导老师的辛勤指导下完成 ， 第一部分主要介绍了马军峪煤焦有限公司， 供电系统概述及拟定。 第二部分重点对 短路电流计算、负荷的计算与无功功率的补偿、继电保护。 第三部分 电器设备的选择、变电所布置及其它。 以及通过实习自己的一些感受。 由于所学知识有限，技术资源缺乏，实践经验不足，设计中不能

2、避免存在许多错误和不足之处，如某些设备可能已经过时等等，敬请老师指教 矿山机电专业综合实践报告 2 摘 要 供电系统可靠性直接体现供电系统负载的供电能力 ,加强供电可靠性的技术管理工作 ,不断提高可靠性指标是供电系统永恒的主题 ,是系统安全经济运行的重要保证 。本论文是在煤矿实习的基础上完成的。通过对马军峪煤矿的实地考察，结合该矿现有生产水平和未来发展前景，在原有供电系统的基础上根据煤 炭生产行业的有关规定进一步规范和完善。 马军峪煤矿系 120 万吨煤矿，供电系统设计内容包括：地面变电所设计、井下供电设计、短路电流计算、地面及井下高低压设备选择、保护装置、地面及井下接地等。本设计主供电系统由

3、来自不同地方的两路 35kV 线路供电，经主变压器变为10kV，由单母分段的接线方式分别向地面和井下供电。根据煤矿供电系统特点，本设计系统主线路均以最大运行方式进行整定，并以此对线路及其设备进行选择。 马军峪煤矿 35kV 供电系统包括井上供电系统和井下供电系统两个部分。为保证供电的安全、可靠，又考虑马军峪煤矿服 务的年限，从经济和技术两个方面对本矿进行整体设计，以达到满足对马军峪煤矿供电的合理性。 关键词：马军峪煤矿 35KV 供电 设备选择 矿山机电专业综合实践报告 3 目 录 山 西马军峪煤焦有限公司概况 5 第一章 概述 8 1.1 矿井简介 8 1.2 采区变电所及配电点位置的确定

4、8 第二章 负荷计算与无功补偿 10 2.1 用电设备功率的确定 10 2.2 需用系数法计算负荷 10 2.3 单相用电设备的计算负荷 12 2.4 变电所总负荷的计算 13 2.5 功率因数的提高 13 2.6 主变压器的选择与无功功率补偿 16 第三章 采区供电系统的拟定 18 3.1井下电压等级的确定 18 3.2采区供电系统的拟定 18 第四章 短路电流的计算 20 4.1 短路电流的计算 20 4.2 计算短路电流的目的 20 4.3三相短路电流的计算方法 21 4.4 短路电流计算 23 4.5 矿用电气设备整定值 30 第五章 继电保护 33 5.1 变电所继电保护的配置情况

5、33 5.2 主变压器的继电保护 33 第六章 电气设备的选择 39 6.1 按使用场所选择电气设备的类型 39 矿山机电专业综合实践报告 4 6.2 高压配电箱的选择 39 6.3 低压电气设备的选择 40 6.4 低压电气设备电气参数的选择 41 第七章 接地保护 42 7.1 地面变电所保护接地网 42 7.2 井下保护接地网 42 第八章 总结 45 附录 1【我的师傅】 附录 2【岗位认识】 参考文献 矿山机电专业综合实践报告 5 山 西马军峪煤焦有限公司概况 山西马军峪煤焦有限公司是常平集团控股的煤炭主体企业之一。山西常平集团有限公司是一家以钢铁为龙头，煤矿、铁矿、焦化、煤气发电为

6、配套，房地产、旅游为补充的综合性大型民营企业。 2010 年实现产值 52 亿元，上缴国家税金 2.47 亿元，企业连续十年入围全国民营企业 500 强，全国成长企业 100 强，全省工业企业 30 强。常平集团有限公司位于壶关县常平经济开发区境内。董事长兼总经理陈 忠孝是全国政协委员、全国工商联执委，并先后荣获“全国劳动模范”、“全国优秀乡镇企业家”、“优秀中国特色社会主义建设者”、“中国光彩事业奖章”、“中国乡镇企业十大新闻人物”、“中国农村新闻人物”、“全国首届百名慈善人物”等荣誉称号。 山西马军峪煤焦有限公司位于沁源县聪子峪乡三义村，注册资本 5260.5 万元，资产总额 28 亿元，

7、拥有井田面积 36.8km2，保有储量 2.14 亿吨。公司现有两对生产井（山西马军峪煤焦有限公司、山西马军峪曙光煤业有限公司）、一对基建井（山西马军峪常信煤业有限公司），共有员工 1200 余人。 2010 年生产原煤 98.05 万吨，实现销售收入 47281 万元，上交利税 10617 万元，是沁源县重点原煤生产企业、利税大户，连年荣获县委、县政府授予的“模范单位”、“红旗单位”、“明星企业”等称号。 2008 年度被市委、市政府评为“市级平安企业”；被市经济委员会、市企业联合会、市企业家协会联合授予“市优秀企业”荣誉称号；被省煤炭学会授予“山西省煤炭综合利用先进集体”荣誉称号；企业被评

8、为“ 2009 年度长治市推进工业新型化60 强企业”。 公司在 2009 年资源整合中被确立为沁源县八大煤炭主体企业之一，产能达 300万吨 /年。公司所属马军峪煤矿、曙光煤业采煤方法全部为综合机械化，主采煤层为9+10#。目前已分别领取了 90-120 万吨 /年和 30-60 万吨 /年煤炭生产许可证与安全生产许可证，正在按程序申领主体安全生产许可证。常信煤业 120 万吨 /年改扩建工程为沁源县“十二五”规划重点项目工程。该项目工程已于今年七月十一日开工建设，成立了以董事长陈忠孝为首的项目指挥部，矿主要负责人及机构设置已基本到位。目前已完成投资 3000 万元，“四通一平”全部实现，

9、4 个井筒已开凿，预计 2013 年可矿山机电专业综合实践报告 6 竣工投产，届时公司可达到年产原煤 300 万吨，实现 销售额 15 亿元，实现利税 7亿元，为沁源县转型跨越发展做出更大贡献。 山西马军峪曙光煤业有限公司 是山西马军峪煤焦有限公司的下属企业之一，始建于 1994 年。经 2009 年资源整合重组后，生产能力由原来的 30 万吨 /年提升为 60万吨 /年，井田面积由原来的 3.677km2 增为 6.9457km2，批准开采煤层为 1-11号，现采 9+10 号煤层，保有储量 3888.3 万吨，矿井开拓方式为斜井开拓，共有三个斜井筒。主井斜长 284.8m,倾角 14.50

10、,担负全矿井的提煤任务；副井斜长122.3m,倾角 180，采用单钩串车提升，担负 矿井排矸、下料等辅助提升任务；回风井斜长 132m,倾角 180，为矿井的专用回风井。矿井通风方式为中央并列抽出式，选用 FBCDZ-NO18A 型对旋式风机，风机额定通风能力为 1560-5160m3,现矿井用风总量为 3540m3/min。根据上级有关要求，我公司 2009 年对井巷采煤方法进行了升级改造，实现了综合机械化采煤。 2010 年瓦斯等级鉴定为高瓦斯矿井，公司投资 700 万元建立永久瓦斯抽放系统并投入正常使用，抽采达标。我公司以科学发展观为统领，严格按照矿井质量标准化要求，着力以创建本质安全型

11、矿井，以年底达省二级 标准化矿井为目标，实施精细化管理。我矿 “六大系统 ”建设情况，除紧急避险系统正在筹划中外，其余五大系统均己升级改造完毕，现已基本正常运行。我矿正在努力为主体企业的转型发展、跨越发展发挥积极的作用。 山西马军峪常信煤业有限公司 是经山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发 2009 82 号文关于长治市沁源县煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复批准的兼并重组整合煤矿。整合后矿井名称为山西马军峪常信煤业有限公司，批准生产能力为 120 万吨 /年，批准开采 1 11 号煤层，井田面积为16.7578km2， 保有地质储量 10677 万吨。 根据省煤炭规划设

12、计院得规划设计，常信煤业 120 万吨 /年扩建项目在沁源县赤石桥乡胡家庄村选定的工业广场内，重建开凿四个井筒即主斜井、副斜井、回风斜井、行人斜井，采用综合机械化采煤方法，该项目总投资 97256.09 万元，建设工期为2.5 年。 目前我矿已完成矿井首采区三维地震勘探报告和整合矿井地质报告、矿井瓦斯涌出预测报告，矿井初步设计于 6 月 13 日已通过专家评审。其它如环矿山机电专业综合实践报告 7 境影响评价报告、煤矿资源开发利用方案、矿井瓦斯抽采工程初步设计、土地复垦方案等已与 相关资质单位签订合同，各项报告正在同步进行。 “四通一平 ”工作已全面铺开，并完成了对施工队的考察工作，运煤专线全

13、长共 5km，正在紧张有序的修筑中， 35kv 变电所立项审批。截止目前矿井已成立项目指挥部，预计今年八月份可取得开工报告，年底力争完成四个井筒总计约 2500 米的建设任务， 2013年可实现竣工投产。 山西马军峪煤焦有限公司 是经上级部门批复建设的现代化矿井， 2005 年 10月马军峪煤矿 90 万吨开工建设，经过近 4 年的艰苦努力，到 2009 年 5 月份，各主要工程基本完工。 2010 年元月份顺利通过投产竣工验收，截至目前 已生产原煤约 120万吨，各系统运行状况良好。 2009 年 11 月马军峪煤矿完成了资源整合，矿井能力提升为 120 万吨 /年，截止目前 “六证 ”已全

14、部到位，批准开采 1#-11#号煤层，批准井田面积为 13.0855 km2，地质储量为 8300 万吨。现主采 9+10#煤，煤厚 2.0米左右， 2#煤因煤层厚度不稳定，在 0.3-0.6 米厚，现未回采。我矿现有职工 586人，管理人员 63 人，一个综采队 74 人，一个综掘队共 101 人，二个开拓队 96 人，机电队 57 人，运行队 113 人，预备队 22 人，瓦检队 36 人，瓦斯抽放队 24 人，井下作业全 部实行 “三八 ”制。 矿山机电专业综合实践报告 8 第一章 概述 1.1 矿井简介 马军峪煤矿地处太岳山东麓，山西省中南部，长治市西北部，东邻沁县，南接屯留、安泽、古

15、县，西连霍州、灵石，北靠介休、平遥 ,系晋中、晋南、晋东南的交界处。马军峪煤矿四面环山，西北高而东南低，海拔最高 2523 米，最低 939 米，平均海拔 1400 米左右。 本矿井煤炭可通过汽车运往该装车站装火车运往全国各地，矿区交通便利。 1.2 采区变电所及配电点位置的确定 1.2.1 采区变电所位置的确定 1、尽量位于负荷中心，以减少低压线路长度和电压损失，保证采 区设备的供电质量。 2、每个采区最好只设一个变电所，对整个采区和掘进工作面供电，并且尽量不迁移或少迁移变电所，减少变电所硐室的开拓费用。如一个变电所不能满足要求时，可在下一区段增设变电所，初期向掘进供电，后期向回采供电。 3

16、、变电所内要求通风良好，温度不得超过附近巷道温度 5。 4、设备运输要方便，便于电缆进出，地质条件好，顶底板稳定，无淋水。 分析上述四项要求可见，后两个要求容易满足，但前两个要求相互矛盾因此，在确定采区变电所的位置时，应全面分析，综合考虑。一般先根据后两个要求确定变电所的位置范围，然后再 根据前两个要求确定变电所的位置。在确定变电所的位置时，一般要列出几种可行方案，进行技术经济比较后择优选用。方案比较应列表表示。 1.2.2 按后两个要求确定采区变电所的位置时，可根据下列原则确定： 1、采区变电所的位置一般设在上 (下 )山的运输斜巷和轨道斜巷的横贯内，或在甩车场附近的巷道内。当采用矿用一般型

17、变压器时，不得设在回风巷或工作面进风顺槽内。 2、在多煤层的采区中，各分层是否分别设置或集中设置变电所，应经过技术经济比较后决定。 3、当附近变电所不能满足大巷掘进供电要求时，可利用大巷横贯巷道设置掘进矿山机电专业综合实践报告 9 变电所 。如大巷为单巷而无横贯巷道利用时，可采用移动变电站。 1.2.3 移动变电站位置的确定 1、采用移动变电站供电的条件 随着采掘机械化的发展，工作面的电气设备多、容量大，工作面走向长，如仍采用固定的采区变电所供电，既不经济，又满足不了电压质量的要求。因此，属下列情况的采区供电宜采用移动变电站 (1)综采工作面的供电。 (2)普采工作面由采区固定变电所供电困难或

18、不经济时。 (3)大巷单巷掘进附近无变电所可利用时。 2、移动变电站位置的确定 移动变电站的位置一般按下列原则确定： (1)向回采工作面供电的移动变电站位 置，一般设在距工作面 100 m 150 m 的巷道中。 (2)当下一个工作面尚未开采，而其回风巷已经掘进完毕，可将上工作面的移动变电站设置在下一个工作面的回风巷内，经过联络巷、运输巷向上工作面供电。 (3)低瓦斯矿井的回采工作面移动变电站，可设置在该回采工作面的回风巷内。 1.2.4 工作面配电点位置的确定。 1、回采工作面配电点一般设在距工作面 50m-70m处的巷道中。 2、掘进工作面配电点距掘进头 80m-100m，一般配电点至掘进设备的电缆长度以不超过 100m为宜。 3、在电缆分叉点应设有配电点，此配电点在 巷道交汇处附近。 4、压入式局部扇风机和启动装置必须安装在进风巷道中，距回风口不得小于 10m。