呼伦贝尔学院 工程技术学院 2011级机械设计制造及其自动化（机电方向）毕业设计

第4章 采区变电所设备选型

4.1 采区负荷计算及变压器容量台数确定

4.1.1负荷计算

采用需用系数法进行负荷计算 1. 明确用电设备，额定容量

2. 查出各组用电设备的需用系数和功率因数 3. 根据公式进行计算

各组用电设备的需用系数和功率因数 设备名称 滚筒采煤机 刮板输送机 胶带输送机 转载机 破碎机 乳化液泵站 喷雾泵站 水泵 设备容量 1040 2×700 2×500 700 250 2×250 45 900 需用系数 0.7 0.7 0.69 0.69 0.69 0.7 0.7 0.7 cos? 0.91 0.89 0.85 0.82 0.77 0.67 0.63 0.75 tan? 0.45 0.51 0.62 0.69 0.82 1.1 1.23 0.88 根据公式：Pca=Kde*PN Qca=Pca*tanΦwm 进行计算，变电所

负荷计算如下：

滚筒采煤机：Pca=1040×0.7=728kw Qca=728×0.45=327.6kvar 刮板输送机：Pca=1400×0.7=980kw Qca=80×0.51=499.8kvar 胶带输送机：Pca=1000×0.69=690kw Qca=690×0.62=427.8kvar 转载机： Pca=700×0.69=483kw Qca=483×0.69=333.27kvar 破碎机： Pca=250×0.69=172.5kw Qca=172.5×0.82=141.45kvar 乳化液泵站：Pca=500×0.7=350kw Qca=350×1.1=385kvar 喷雾泵站： Pca=45×0.7=31.5kw Qca=31.5×1.23=38.75kvar 水泵： Pca=900×0.7=630kw Qca=630×1.1=693kvar 计算变电所总负荷：

由用电设备组计算负荷直接相加计算时取

K?p=0.80～0.90 K?q=0.85～0.95

所以工作面：Pca=?PaK?p=(980+728+350+31.5)×0.85=1776.075

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Qca=?QaK?q=(327.6+499.8+385+38.75）×0.9=1126.035 Sca=Pca2?Qca2?2102.9

采区顺槽： Pca=?PaK?p=(690+483+172.5+63)×0.85=1197.225 Qca=?QaK?q=(427.8+333.27+141.45+55.44）×0.9=862.1641 Sca=Pca2?Qca2?1475.34 变压器负荷汇总表如下：

变压器负荷汇总表 变压器 用电单位 滚筒采煤机 3300V变压器 刮板输送机 乳化液泵站 喷雾泵站 胶带输送机 1140V变压器 专用变压器 总计 转载机 破碎机 水泵 设备容需用量系数 （kw） 1040 1400 500 45 1000 700 250 900 0.7 0.7 0.69 0.69 0.69 0.7 0.7 0.7 计算负荷 cosΦ 0.91 0.89 0.85 0.82 0.77 0.67 0.63 0.75 tanΦwm 0.45 0.51 0.62 0.69 0.82 1.1 1.23 0.88 Pca(kw) Qca(kvar) 728 980 350 31.5 690 483 172.5 327.6 499.8 385 38.75 427.8 333.27 141.75 1776.07 1126.035 1197.22 862.16 2102.9 1475.34 1475.3 2102.9 Sca 工作面 3300V变压器 .采区开槽 140V变压器 4.1.2变压器选择注意的事项

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少，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，即不安全又不经济。 4.1.3变压器台数的确定

采区变电所变压器在一般情况下是按计算容量选择，不留备用量。其原因是为了尽力减少变电所不同硐室开拓量，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

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台，以便保证供电的可靠性。

1. 采区电压等级为3300V变压器容量及台数的确定

sB1??PeKxcos? =2985×0.61/0.7 =2601.2kvA

式中：∑Pe ----变压器供电设备额定功率之和， ∑Pe =(1040+1400+500+45)=2985kvA Kx------需用系数，Kx=0.4+0.6×1040÷2985=0.61 cos?----加权平均功率因数，按综采工作面，取0.7

Kc-----采区重合系数，取1

此变压器按有大量的一级负荷设计，所以必须选择两台(或两台以上)变压器。根据上述计算结果，本设计选择二台KBSG/9-3150/1.2干式变压器。 2. 采区变电所电压等级为1140V变压器容量及台数的确定

sB1??PeKxcos? =1950×0.7/0.7 =1950KVA

式中： ∑Pe ----变压器供电设备额定功率之和 Kx------需用系数，Kx=0.4+0.6×1000÷1950=0.7

cos?----加权平均功率因数，按综采工作面，取0.7 Kc-----采区重合系数，取1

根据计算结果选择KBSG9-2000/10/0.6干式变压器一台。 3.水泵

sB1??PeKxcos?

=900×0.7/1 =630KVA

根据计算结果选择KBSG9-100/6干式专用变压器一台。

4.2 电缆型号及长度的确定

4.2.1计算进行电缆型号和长度选择 1. 电缆型号选择

根据煤矿安全规程的要求，电缆的型号全部选择符合MT818标准的煤矿用阻燃型电缆，参考工矿企业供电第二章电缆型号的选择原则。电缆型号选择如下：

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由中央变电所到采区变电所的高压电缆，选用MVV22-6/10型煤矿用铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套聚氯乙烯护外被层钢带铠装阻燃型塑料电缆；采煤机选用MCDGP采煤机专用低污染高阻燃屏蔽橡套软电缆，采煤机的电缆型号为MCDGP-1.9/3.3型，综采工作面刮板输送机选用MYPT-1.9/3.3型煤矿用移动金属屏蔽橡套软电缆；其他电缆选用MVV22-1.8/3型铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套聚氯乙烯护外被层钢带橡套电力电缆。

由公式：Lz=a×Lx

式中： a---系数，橡套电缆取a=1.1，铠装电缆取a=1.05 Lx---巷道实际长度 m

2. 电缆长度计算

电缆长度计算结果见下表

电缆长度计算结果 巷道或硐室名称 滚筒采煤机 刮板输送机 胶带输送机 转载机 破碎机 乳化液泵站 喷雾泵站 巷道长度(m) 选取电缆长度 200 197 150 130 170 180 195 220 216.7 165 143 187 198 211.2 电压 低压 低压 低压 低压 低压 低压 低压 备注 橡套 橡套 橡套 橡套 橡套 橡套 橡套 4.2.2选择支线电缆

1 由机械强度初定电缆截面

橡套电缆满足机械强度的最小截面 电缆截面设备名称 设备名称 (mm2) 35-50 采煤机组 可弯曲刮板输送机 10-25 胶带输送机 回柱液压绞车 16-25 装岩机 调度绞车 4-6 局部风机 煤电钻 2.5-4 照明 2. 工作电流确定

查表得各电缆截面的长时工作允许电流Ip值如下： 主芯线截面 长时允许电流（A） 4 36 6 46 10 64 16 85 25 113 35 135 50 170 电缆截面(mm2) 16-35 16-25 4-6 4-6 70 205 95 250 第 28 页 共 45 页