煤矿井下供电设计指导书（综采篇）.doc

煤矿井下供电设计指导书 （综采篇） 引文本指导书主要依据GB50417-2007煤矿井下供配电设计规范中相关内容进行编制，严格执行煤矿安全规程、煤炭工业设计规范、煤矿井下供电设计技术规定中的有关规定。 第一章 井下综采供电设计概述 1、根据地质资料、巷口平面图以及采煤工艺，确定巷道及其设备布置，采煤方法，主要运输设备。 2、根据通风系统的要求，为确保工作面回采过程中通风系统的稳定，选择合适的通风方式，以及局扇通风设备。 3、根据工作面位置确定电源的取向，以及电压等级的确定。 表3 煤矿常用的电压等级及用途 电压（kV） 应用范围 110 矿井地面变电所受电电压 35 矿井地面变电所受电电压 10 井上、下高压电机及配电电压 6 井上、下高压电机及配电电压 3.3 井下综合机械化采区动力 1.14 井下综合机械化采区动力 0.66 井下低压动力 0.127 井下照明及手持式煤电钻 0.036 井下设备控制及局部照明 0.25 直流架线电机车 0.55 直流架线电机车 4、根据地质部门提供的水文资料，选择排水设备。 第二章 井下电力负荷统计及计算 我矿工作面均为高产高效工作面，根据工作面基本参数，结合综采配套设备重新定型，电力负荷计算应符合下列规定 1、能够较精确计算出电动机功率的用电设备，直接取其计算功率； 表1 工作面负荷统计 序号 采区内设备配置 电动机技术参数 设备 台数 计算负荷KW 设备名称 电机型号 PekW UeV 2、其他设备，一般采用需要系数法计算。 S 式中S工作面的电力负荷视在功率（kVA） ∑Pe参加计算的所有用电设备额定功率之和,KW Kd需用系数 Kd Klo同时系数。该工作组在最大负荷时，工作着的用电设备容量与该组用电设备总容量之比称为同时系数 Kt负荷系数。该设备组在最大负荷时，工作着的用电设备 实际所需功率与工作着的用电设备总功率之比称为负荷系数，取0.74 线路供电效率。线路末端功率与始端功率之比，一般 为0.95～0.98。 用电设备在实际运行功率时的效率,取0.9 cosΦ加权平均功率因数,取0.85 第三章 变压器的选型 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得过大，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值减小；如果变压器容量选择得过小，在长期过负荷运行情况下，铜损将增大，使线圈过热而加速老化，缩短变压器寿命，既不安全也不经济。因此，正确的计算负荷和选用变压器是井下供电设计中的重要组成部分，必须予以重视。我矿根据多年来的实践经验，整合了一套计算方法，供有关单位及技术人员参考。 一、根据变压器二次侧实际工作负荷容量来计算 Sb 可知 式中Sb 变压器计算容量,KVA ∑Pe参加计算的所有用电设备额定功率之和,KW Kd需用系数 Kd Klo同时系数。该工作组在最大负荷时，工作着的用电设备容量与该组用电设备总容量之比称为同时系数 Kt负荷系数。该设备组在最大负荷时，工作着的用电设备实际所需功率与工作着的用电设备总功率之比称为负荷系数，取0.74 线路供电效率。线路末端功率与始端功率之比，一般为0.95～0.98。 用电设备在实际运行功率时的效率,取0.9 cosΦ加权平均功率因数,取0.85 二、根据工作面所有电气设备的参数，进行变压器选择 1、1140V负荷变压器的选择 1 代机组变压器 由于机组单台启动,故Klo 1 Kt0.74 Kd 0.87 ∑P采为机组总功率，KW S ≤Sb 根据实际生产需要,选用1台移动变压器,容量大于等于S。 2 代刮板机、转载机、破碎机、泵站移变 Klo Kt取0.74 Kd ∑Pz为所代设备的总功率 ∑P为所代设备的同时工作的最大功率 S转液破 ≤Sb 根据实际生产需要,实际选1台移动变压器，容量大于等于S转液破。 3代皮带机移变 由于皮带机为单台电机,故Klo 1 Kd 0.87 ∑P为皮带总功率，KW S ≤Sb 根据实际生产需要,选用1台移动变压器,容量大于等于S。 2、660V负荷变压器的选择 1代头、尾巷顺槽绞车、水泵移变 Klo Kt0.74 Kd 为头尾巷干线电缆同时工作设备的最大负荷功率，KW 为头尾巷干线电缆所有设备总负荷功率，KW S ≤Sb 根据实际生产需要,实际选1台型移动变压器，容量大于等于S。 3风机变压器的选择 根据通风条件，决定是否采用通风设备，如果需要则按下式选择风机干变。 Kd0.87 ∑P为风机总功率，KW S ≤Sb 根据实际生产需要,实际选1台干式变压器，容量大于等于S。 第四章 高压电缆的选型 向综采工作面移动变电站供电的6kV或10kV高压电缆，应选择矿用监视型高压橡套屏蔽电缆。其主芯线截面的确定，通常按经济电流密度初选，按长时允许符合电流校验，按允许电压损失校验，按电缆线路电源端最大三相短路电流校验热稳定性。 一电缆长度的确定 根据设备布置图和电缆长度确定公式要求，现将各段电缆长度计算如下 式中－巷道实际长度m， －电缆敷设时对橡套电缆要求的系数，一般取1.1，铠装电缆要求系数为1.05。 －电缆长度m 二电缆截面及型号的确定及校验 1、按持续允许电流选择电缆截面 由于运行中电缆的电流超过长期允许电流时，电缆芯线的电阻产生的热量就会超过允许值，加速绝缘老化，从而造成漏电或短路事故。矿用橡套电缆的长时允许电流见表2。通常电缆允许电流是以环境温度25℃时的值确定的，当环境温度不等于25℃时，应乘以修正系数，不同环境温度下的电缆载流量修正系数见表3。 表2 矿用橡套电缆长时允许载流量 主芯线截面/mm2 不同环境温度下的载流量校正系数 4 6 10 16 25 35 50 70 95 额定电压/kv 1.0 1.14 6.0 10.0 36 46 64 85 85 94 104 113 110 121 138 138 135 148 171 173 170 170 213 215 205 205 260 250 250 计算电流 Ie 1 6156A 2、头、尾巷水泵、绞车等负荷高开的整定 根据前面计算得Ie 119A,选择BGP9L-6型高开,变比200/5 过载整定范围0.2～1.0倍，步长0.1；1.2～1.4倍，步长0.2；短路整定范围1.6倍起步，2.0～6.0倍，步长1.0；8.0～10倍，步长2.0. 过载整定40A0.2倍 Klo 0.47 Kt0.74 Kd0.41 ID60.4A 短路整定320A1.6倍 验算分断能力 12500A5487A （二）移变低压侧开关的整定校验 1、660V系统代头巷315KVA移变（1移变）二次侧开关的整定 该开关为BKD1-500型矿用隔爆兼本安型真空馈电开关，过载整定范围0.4～1.0倍，步长0.1；短路整定范围3.0～10.0倍，步长1.0。 ①过载保护 其所代设备负荷额定电流 Klo 0.42 Kt0.74 Kd0.36 Ie100.7A 故整定值Iz200A（0.4倍） ②短路保护 ID 341A 故整定值Idz1500A（3倍） 灵敏度校验查表得最远点移变至开关10米电缆两相短路电流为4941A Km/ Idz 4941/15003.31.5 灵敏度满足要求。 2、660V系统代尾巷315KVA移变（6移变）二次侧开关的整定 该开关为BKD1-500型矿用隔爆兼本安型真空馈电开关，过载整定范围0.4～1.0倍，步长0.1；短路整定范围3.0～10.0倍，步长1.0。 ①过载保护 其所代设备负荷额定电流 0.5, Ie 72.9A 故整定值Iz200A（0.4倍） ②短路保护 ID 391A 故整定值Idz1500A（3倍） 灵敏度校验查表得最远点移变至开关10米电缆两相短路电流为4941A Km/ Idz 4941/15003.31.5 灵敏度满足要求。 第八章 接地保护 （一）井下保护接地装置的装设原则 1、36V以上的由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、架构等，都必须有保护接地装置。铠装电缆的金属铠装层、橡套电缆的接地芯线等均须接地。 2、所有需要接地的电气设备，均应通过其专用的连接导线直接与接地网或铠装电缆的金属铠装层、铅护套相连接，禁止将几台设备串联接地，也禁止将几个接地部分串联。 3、所有必须接地的设备和局部接地装置，都应同井下接地极接地一个总接地网。 4、每个装有电气设备的硐室和配电点应设置辅助接地母线。 5、每个单独装设的高压电气设备设置1个局部接地极。 6、电缆的接地芯线，除用作监测接地回路外，不能兼作其它用途。 7、辅助接地极与主接地极相距5米以上。 （二）保护接地装置的安装地点和要求 1、各配电点分别装设1组局部接地极，同一地点有3台电气设备及其以上集中安装1组局部接地极。 2、接地网上任一保护接地点的接地电阻不得超过2欧。 3、所有电气设备的保护接地装置包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线和局部接地装置，应与主接地极连接成1个总接地网。 4、局部接地极应采用截面不小于25mm2的铜线，或截面不小于50mm2的镀锌铁线，或厚度不小于4mm，截面不小于50mm2的扁钢。禁止采用铝导体作为接地极、接地母线、接地导线和连接导线。 （三）保护接地装置的安装和接地 1、安装主接地极时，应保护接地母线和主接地极连接处不承受较大拉力，并应有便于取出主接地极进行检查的牵引装置，接地母线和主接地极采用焊接连接。 2、局部接地板应平放于水沟深处，钻眼钢管必须垂直埋于潮湿的地下，可用直径不小于35mm，长度不小于1.5m的钢管制成，管上应至少钻20个直径不小于5mm的透孔，并垂直全部埋入底板；也可用直径不小于22mm，长度为1m的2根钢管制成，每根管上应钻10个直径不小于5mm的透孔，2根钢管相距不得小于5m，并联后垂直埋入底板，垂直埋深不得小于0.75m。 3、接地导线与接地母线的连接最好也用焊接。 4、固定电气设备与连接导线采用螺栓连接。 5、电缆接线盒的接地，应将接线盒 上的接地螺栓直接用接地导线与局部接地极相连。 6、保护接地装置所使用的钢材应镀锌或采取其他防蚀措施。