工作面供电设计.docx

1、工作面供电设计山西沁新集团新达煤业有限公司1912工作面供电设计山西xx煤业有限公司是沁新公司控股的企业之一，位于xx县xx镇xxx村，筹建于1979年，批准开采1#、2#、9+10#原煤，现在矿井面积2.7608km2,开采9+10#优质配焦煤，煤层厚度1.8-2.2m，容重1.4吨/m3,煤层能力3吨/ m2，地质储量557.6万吨，可采量446.08万吨，现年设计生产能力为30万吨，矿井开拓式为斜井，主井用于运输、进风，副井用于回风兼行人，主副井均采用梯形木棚支护，矿井相对瓦斯涌出两1.1 m3/吨，属于低瓦斯矿井，水文地质条件简单，正常涌水量20m3/d，最大涌水量28m3/d。由于本

2、次设计是针对1912普采工作面，故所介绍的内容为1912相关内容。第一章 供电系统简介一、概括 新达煤矿工业场地建一座10KV变电所，两回电源分别来自李元816和西务566变电所10KV母线段，两回线路分列运行，一回工作、一回备用(带电)，当一回线路故障时，另一回仍能保证全矿负荷用电。 井底车场与回风井底之间设中央变电所，两回电源分别来自地面变电所两段10KV母线段，两回电源同时工作，分别运行、互为备用，当任一回路电源停止供电时，另一回路电源仍能保证井下全部设备正常运行。二、地面变电所 所内设变电室、低压室、控制室、变压器室，10KV配电装置选用交流金属（封闭）铠装中置（移开）式KYN28-1

3、2型成套开关18台，0.38KV配电装置选用YDS型低压成套开关11台，高低压开关柜在性能上满足煤矿安全规程要求。无功功率补偿采用10KV母线集中补偿。地面变电所一10KV双回路向主井、副井主皮带、主运料井、井下中央变电所、地面变压器等供电，以0.38KV、0.22KV向生产系统、机修间、锅炉房、暖风机房、灯房、办公楼及各工房等供电。三、井下供电配电1、中央变电所高压电源为10KV，以10KV向上山变电室、下山变电室供电，以0.66KV向主井运输、轨道巷运输、上山皮带、下山皮带等供电。高爆开关采用PJG-10型高压矿用隔爆配电3台、PBG-10型高压矿用隔爆配电6台，低爆开关采用BKD16-4

4、00型真空馈电开关2台，干式变压器2台，其中KBSG-315/10/0.66型一台、KBSG-500/10/0.66一台，室内设置照明。2、下山变电室高压电源为10KV，以10KV向1912普采工作面移变供电。以0.66KV向运输顺槽、采区水泵房、1912普采工作面等供电。高爆开关采用PJG-10型高压矿用隔爆配电7台，低爆开关采用KJZ5-400型真空馈电开关4台，干式变压器2台，其中KBSG-100/10/0.66型一台、KBSG-500/10/0.66一台;1912普采工作面移动变压器KBSBZY-1000/10/1.14一台，室内设置照明。3、1912运料巷风门处配电点，低爆开关采用B

5、KD16-400型真空两台馈电开关两台，电源分别由变电所移变和干变引出，分别控制六组合、绞车和泵站电源；QBZ-80N型真空可逆开关两台，分别控制两台绞车，设照明信号综保一台。4、1912运料巷设两台绞车，型号分别为JD-11.4和JD-25，两台分别采用QBZ-80N控制，设照明信号综保一台。5、1912运料巷六组合处配电点，电压等级为1.14KV，设2400+4200型六组合一台主要控制375KW采煤机和400KW采装溜子，并设照明综保和KTC2微机操作台各一台。6、1912泵站配电点，电压等级为0.66KV，设低爆开关BQD-80型3台，分别控制两台37KW乳化液泵站（一台工作一台备用）

6、和一台45KW喷雾泵站。7、1912胶带运输巷，设两台DTL-80/40型胶带输送机，采用软启动BQZ3-315控制；设两台4KW张紧绞车、三台9.2KW小水泵，采用低爆开关KB-30控制；设一台SGB-630/75型刮板输送机，由低爆开关QBZ-200控制。四、供电系统1、中央变电室供电系统图2、下山变电室供电系统图3、1912普采工作面供电系统图五、设备布置图1、中央变电室设备布置图2、下山变电室设备布置图3、1912普采工作面设备布置图六、供用电设备 附：1912工作面机电设备、电缆配置表1912工作面机电设备、电缆配置表设备名称规格型号功率台数编号液压牵引采煤机组MG150/375-W

7、375 KW1PC09双速刮板输送机SGZ-630/400400 KW1PC09矿用隔爆型移动变电站KBSGZY-1000/101PC01矿用隔爆型干式变压器KBSG-500/101乳化液泵站XRB2B(A)80/2037 KW2PC06、PC07喷雾泵站BPW320/6.3K45 KW1PC08调度绞车JD-2525 KW1PC05JD-11.411.4KW1PC04刮板输送机SGB-630/7575 KW1PC19带式输送机DTL-80/4040 KW2PC14、PC17馈电BKD16-4002PC02、PC03BKD9-4001PC12真空电磁启动器六组合62001PC09QBZ-80N

8、1PC04BQD80N1PC05BQD-1203PC06、PC07、PC08QBZ-2001PC19KB-306PC13、PC15、PC16、PC18、PC20、PC21、PC22QBZ3-3152PC14、PC17照明综保ZBZ81PC10微机操作台KTC21PC11移变电缆MYPTJ3335+335+316/3+32.510 m1馈电电缆MYP325+11650 m1开关电源引线电缆MYP335+1163 m4开关电源引线电缆MYP335+116210 m1开关电源引线电缆MYP395+13550 m1组合开关电缆MYP395+135350 m1采装溜则机尾电缆MYP350+116100

9、m1MYP335+116100 m1采装溜则机头电缆MYP350+116350 m1MYP335+116350 m1采煤机专用电缆MCP370+125+46350 m1照明信号综保电缆MYP316+11010 m1微机操作台电缆MY41.55 m1分站电缆MYP36+163 m1皮带运输机电缆MYP335+11630 m1MYP335+116240 m1开关电源引线电缆MYP316+11035第二章 下山变电室位置选择与布置第一节 下山变电室位置选择和接线原则一、位置选择原则 1、设在负荷中心与主排水泵房建在一起。 2、通风良好，运输方便，设在井底车场附。 3、地质条件较好，顶底板的岩层稳定。

10、 根据以上原则，下山变电室选择在轨道巷与皮带巷之间，且与行人巷相连的通道内。二、主接线原则 1、井下下山变电室的电源进线及馈出线，均应设开关（即断路器）控制。 2、高压母线采用单母线分段，并设分段联络开关，正常情况下分列运行。 3、各类高压负荷，尽可能均匀分配在各段母线上。 4、主排水泵由下山变电室高压开关直接操作时，应在小水泵安装地点设有能听停泵的操作按钮。 5、满足规程、规范有关规定。第二节 井下下山变电室布置一、硐室要求及设备布置原则 1、硐室要求间第一节有关内容要求，硐室应用不燃性材料支护，设两个安全出口，并设防火墙。2、硐室内设备布置原则 （1）变电室内的设备之间的电气连接，除在开关

11、内可用母线连接外，必须用电缆作连接，电缆悬挂在墙壁上。 （2）设备布置时，应留出一定的备用位置。 （3）根据硐室情况，设备采用单列布置。 （4）所有电气设备外壳必须接地，接地母线沿墙悬挂，排水泵水仓内水，水仓内布置主接地极，硐室外设辅助接地极。二、设备布置（见下山设备布置图）三、主接地线（见下山接地系统图）第三章 下山变电室供电系统及设备选择第一节 供电系统一、供电电缆下井方式下井10KV高压电缆由主斜井筒敷设，经电缆沟副井筒-进入中央变电室-轨道巷-下山行人巷-下山变电室。二、下井高压电缆的选型及敷设方式（1）高压电缆选用钢带铠装交联聚乙烯绝缘电缆。（2）高压电缆在主斜井中敷设，采用钩固定在

12、井壁支柱上，然后将电缆悬挂于电缆钩上。（3）电缆支架间距不超过6m。三、确定用电负荷及隔爆开关台数（1）设进线开关2台，联络开关1台。（2）室内变压器开关3台。（3）考虑发展余地，留1台备用开关。以上合计高爆开关7台第二节 设备选择一、井下高压开关选择 1、高压开关的选型 2、高爆开关额定容量的选择 （1）进线联络开关考虑留有发展余地 Ie=200AIg=43.5A （2）移动变压器开关 Ie=200AIg=28.5A （3）500KVA干变开关Ie=200AIg=11.0A （4）100KVA干变开关Ie=200AIg=4.0A （5）备用开关Ie=100A3、断流容量核验（1）短路电流根据

13、安全专篇提供的短路电流值，下山变电室10KV母线段短路电流为12.5KA。（2）高爆开关的断开电流根据高爆开关的性能参数，其断开电流为12.5KA（3）核验高爆开关的断开电流12.5KA,大于下山变电室母线短路电流二、变压器选择 1、选型 变压器高压侧为10KV，二次侧为690V，选用隔爆型干式变压器，选用KBSG型。 2、台数的确定 根据目前井下设备布置情况，设3台变压器（两台干变，一台移变），其中一台为水泵房专用变压器。 3、容量的选择 （1）水泵专用变压器Sj=KxPe/cosPj =0.855/0.7=62.9KVA选用KBSG-100/10隔爆型变压器一台 （2）1912移变 见19

14、12供电设计（3）其它负荷变压器选择 Sj=KxPe/cosPj =0.42446.6/0.7=267.96KVA考虑到发展余地，选用KBSG-100/10隔爆型变压器一台。第四章1912普采工作面供电设计第一节 用电负荷统计1912普采工作面主要用电设备由采煤机、双速刮板输送机、转载机、喷雾泵、乳化液泵、两部胶带输送机、两部绞车、3台小水泵。工作面主要设备负荷情况见下明细表设备名称规格型号电压等级V数量功率液压牵引采煤机组MG150/375-W11401375 KW双速刮板输送机SGZ-630/40011401400 KW合计775 KW乳化液泵站XRB2B(A)80/20660137 KW

15、喷雾泵站BPW320/6.3K660145 KW调度绞车JD-25660125 KW调度绞车JD-11.4660111.4 KW刮板输送机SGB-630/75660175 KW带式输送机DTL-80/40660280 KW水泵BQW1560-9.2660327.6 KW合计301 KW第二节 移动变电站的选择：根据工矿企业供电设计指导书公式 （3-7）St=KdePn/ cospj得变压器的计算容量St =0.446775/0.7=493.8KVA式中：Pn用电设备额定功率之和。经统计1912普采工作面1140V电压等级总负荷为775KWKde需用系数：即Kde=0.286+0.714200/

16、893.4=0.446cospj变压器负载的加权平均功率因数,查表得0.7Pn.m容量最大的单台电动机额定功率。校验：根据工矿企业供电设计指导书公式3-6SN.TSt式中:SN.T：变压器的额定容量，KVA St： 变压器二次负荷的计算容量，KVA查表选择KBSGZY1000/10隔爆型移动变电站一台，其额定容量SN.T =1000KVA.额定电压为10KV/1.2KV.第三节电缆选型一、确定电缆的型号和长度根据电缆的确定原则，全部选用煤矿用阻燃型电缆，高压电缆选用MYPTJ-（6/10KV）矿用屏蔽监视型橡套软电缆。低压电缆选择型号为：MYP0.66/1.14型矿用屏蔽橡套软电缆根据电缆长度

17、确定的原则：从移变到电气列车MYP0.66/1.14型矿用橡套软电缆的总长度为LKinLto1.1（400）440m采煤机供电电缆考虑工作面长度为212m,配电点至工作面的距离为90m，则电缆长度为LKinLto1.1（212+90）333m 采装煤溜机头电机电缆同上，采装煤溜机尾电机电缆 LKinLto1.19099m二、电缆主芯线截面的选择1) 高压电缆截面的选择向移变供电高压电缆截面选择。首先按长时允许电流选择，有负荷统计可知1912普采面总负荷为775KW根据公式: IcaKX Pe1.732Ue.cosKX-电缆线路所带负荷的需用系数，Pe电缆所带负荷的额定功率之和。cos加权平均数

18、查采区电气设备 表2-1中高档普采工作面需用系数计算公式：KX0.286+0.714（PN.max/Pe）PN.max-该组设备中最大一台电机功率Pe该组设备中负荷的额定功率之和。得：KX0.446 查表得加权平均数取0.7Ica0.446775/（1.732100.7）=29 A 校验：Ica 29A138A选择MYPTJ-335+316/3+32.5（6/10KV）矿用屏蔽监视型橡套软电缆。2）、低压电缆的选择：1、低压电缆由移变引出一根电缆供电气列车组用电：根据公式: IcaKX Pe1.732Ue.cosIca0.446775/（1.7321.140.7）=250A查工矿企业供电设计指

19、导表7-12得知MYP395+135矿用橡套电缆载流量为250A. 250A=250A选择MYP395+135矿用屏蔽橡套软电缆。（实际运行电流小于额定电流）按正常工作时允许电压损失校验电缆截面。移动变电站变压器的电压损失为UT=ST/SN.T(urcos+uxsint) =636/1000(0.610.7+5.970.7)=2.93 UT=UT/100U2N.T=2.93/1001200=35.16Vux=PN.T/ SN.T100=6.1/1000100=0.61ur=(uZ)2-( ur) 2=62-0.612=5.97干线电缆的电压损失为： Ums=KdePNLms103/UnrscA

20、ms =0.446775440/（1.1442.595） =33V采煤机支线电缆的电压损失（取采煤机负荷系数Klo=0.9,效率=0.9）为：Ubl=KLOPNLbI103/ UnrscAbI =0.9375350103/（114042.5700.9） =38.7V 低压电网总电压损失为：U=UT+Ums+Ubl=106.86V1140v电网允许电压损失为117V，其值大于106.86V，电缆截面满足电压损失要求。2.另一低压电缆由上山变电室500KVA干式变压器引出另一根电缆供运输顺槽用电：根据公式: IcaKX Pe1.732Ue.cosIca0.446182.6/（1.7320.660.

21、7）=101.7A查表MYP335+116电缆载流量为135A 101.7A135A所以选择 MYP335+116矿用屏蔽橡套软电缆。第四节 短路电流的计算（1）BKD16-400馈电保护范围内的最小电流，是电缆换算后最远点的两相短路电流，即到45KW喷雾泵的距离。在1912供电系统图中，各段电缆的换算长度为：LH1=（L1+L2+L3+L4）L = 2801=280mLH2=L52=101.91=19m式中：从煤矿电工手册中查，换算系数1、2分别为1、1.36（2）求从变压器到短路点的电缆换算长度之和为：LH=LH1+LH2=280+19=299m（3）根据变压器型号、容量、额定电压、阻抗压

22、降查两相短路电流。由于电压器是KBSG型、500KVA，二次额定电压为690，阻抗压降为4%，查煤矿电工手册可得到 Ismin（2）=2244A根据工矿企业供电设计指导书公式3-48计算：3-49校验计算：Iop.sIN.St.m +I1N.T校验： Kr= Ismin（2）Iop.s1.5计算结果见开关整定表第五节 开关整定计算一、高压开关整定短路保护定值计算，根据工矿企业供电设计指导书公式3-53：Iop.s1.2/kT (IN.St.m +I1N.T) 式中：kT变压器一次侧的变比。 1.2可靠系数。 IN.St.m变压器所带负荷中，启动电流最大的一台电机的额定启动电流。 I1N.T变压

23、器所带负荷中除启动电流最大的一台（或同时启动的多台）电机的外，其它用电设备的额定启动电流之和，A。校验： Kr= Ismin（2）kT Iop.s1.5保护移变高压开关整定计算表：高开型号互感器变比工作电流过载整定 短路整定值两相短路流（A）灵敏度PJG-200A/1020053336.78.362102.2二、低压开关的整定低压开关均采用真空电磁启动器其保护装置均为电子保护器。电子保护器的整定值Igz，仅以过载整定为基准。IgzIg(1.0-1.1)Ig式中；Ig工作电流，控制单台设备时，取为额定电流。控制多台设备时按需用系数法计算。计算结果见整定下表：开关型号负荷（KW)工作电流（A)两相

24、短路电流短路整定过载整定整定值灵敏度KJZ5-400190.61069216371.45106KJZ5-400118.46611783962.9766BKD16-400775250191715001.27250第六节 设备布置设备布置附：设备布置图机电列车共五节，第一节电缆车，第二节为6组合开关，第三节为平板车（照明综保、操作台），第三、第四节为电缆车，停放在十二顺槽距工作面50 m处，随工作面的推进而移动，工作面每推进30m移动一次，用25KW绞车牵引。机电列车架子车之间用链环连接牢固，列车固定时用液压支柱在架子车之间和前、后分别进行固定，防止跑车。第七节 安装标准及要求1、系统内所有供电设

25、施要严格按本设计要求进行配备，并按照图纸进行安装。（附1912设备布置平面图、供电系统图）2、移变摆放平稳、开关上架管理保证平稳、整齐。3、接线工艺必须严格按照下列规定执行：密封圈的内径与电缆的外径相差小于1mm，电缆伸入器壁长度为5-15mm喇叭嘴、压线板不松动。芯线与接线柱连接要整齐，无毛刺，卡爪不压绝缘胶皮，爬电距离，电气间隙符合要求。（10KV不小于100、0.69KV不小于10）接线完毕后清理开关接线腔，要求腔内无断丝、无杂物4、设备安装必须符合防爆标准，防爆结合面应除锈并涂抹凡士林，电缆引出、入装置保证密封良好，严禁缺少弹簧垫或螺栓。电气设备台台完好，杜绝失爆，台台设备均挂牌管理，

26、并设专人负责。5、系统内所有供电设施的各种保护齐全，必须动作灵敏、可靠。6、电缆吊挂整齐，（电缆悬挂点间距，在水平巷道或倾斜巷道内不得超过3m）。小型电器设备保持完好，并上架摆放。7、接地标准要求A、移动变电站的保护接地连接在下山变电室的接地母线上，主接地极用两块厚度为100 mm、长度为1000 mm、宽度为800 mm的钢板制成，分别设置在采区临时水仓（皮带巷）和轨道巷8顺槽废弃的无极绳配重硐内。接地母线用截面积为100 mm2的镀锌铁线制成，连接导线用截面积为50 mm2的镀锌铁线制成。B、局部接地极共设置五处，辅助接地五处，（详见接地系统图）局部接地极的设置，用直径为22mm、长度为1

27、m的2根钢管制成，每根钢管上钻10个直径不小于5mm2的透空，2跟钢管相距10m .并联后垂直埋入底板，垂直埋深不得小于0.75m，母线用截面积为100 mm2的镀锌铁线制成，连接导线用截面积为50 mm2的镀锌铁线制成。辅助接地极用直径为22mm、长度为1m的1根钢管制成，每根钢管上钻10个直径为5mm2的透空，连接导线用MY4*1.5的矿用橡套电缆连接，辅助接地极与主接地极之间的距离应大于5米。 C、接地母线两端必须用线鼻子压接，连接导线与设备外壳连接的一端也必须用线鼻子压接，另一端绑扎与母线上，绑扎长度应大于100 mm，保证连接点的接触良好，用螺栓压接必须紧固。D、局部接地极可设在巷道

28、水沟内或附近的潮湿处8、安装由机电一队负责。9、安装完毕后，由机电科牵头组织相关人员进行验收，验收合格后，申请相关部门送电调试。附：验收表10、调试期间机电科负责人必须亲临现场把好安全关，调试正常后恢复井下各地点供电。根据我矿供电负荷合理整定保护值并记录存档。第八节 安全管理1、井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。检修或搬迁前，必须切断电压、检查瓦斯，在其巷道风流中瓦斯浓度低于1%时，再用与电源电压相适应的验电笔检查；检验无电后，方可进行导体对地放电。所有开关的闭锁装置必须能可靠的防止擅自送电、防止擅自开盖操作，开关把手在切断电源时必须闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电”字样的警示牌，只有执行这项工作的人员有权取下此牌送电。2、非专职人员不得擅自操作电气设备。3、电气设备不应超过额定值运行，防爆电气入井前，应检查其“产品合格证”、“防爆合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能；检查合格并签发合格证后，方准入井。4、井下防爆电气设备的运行、维修和修理，必须符合防爆性能的各项技术要求。防爆性能遭受破坏的电气设备，必须立即处理或更换，严禁继续使用。5、电气设备的隔爆外壳应清洁、完整无损并有清晰的防爆标志。6、电缆引入装置接线嘴应完整齐全紧固，密封良好。7、电气设备必须使用综合保护开关、风电闭锁等安全保护装置；自动