煤矿采区变电所的设计

煤矿采区变电所的设计

摘要

采区供电是否安全可靠和经济合理，将直接关系到人身安全和矿井生产。在开拓系统、采煤方法及采区生产机械确定之后，需要进行采区供电计算。其主要内容包括:负荷计算、选择动力变压器或移动式变电站的容量、型号并确定台数、供电系统的拟定、电缆线路的计算、开关设备的选择,以及整定保护的计算。对于上述涉及的计算内容必须满足以下两个方面提出的要求：一、要保证供电的安全和经济合理；二、要保证供电的质量和可靠性。

该文结合平煤集团八矿的实际情况，主要介绍了某采区变电所的设备选择与计算，中央变电所的计算，并且对该变电所运行的经济情况进行了概算。在实际运行中表明：该变电所的故障率大大减少，并且取得较好的经济效益。该文对煤矿井下各类变电所的设计、井下供电系统结构的了解都有一定的参考意义。

关键词：变电所，防爆型，矿用变压器，采区供电，保护装置

第1章绪论

1.1 平煤八矿的自然条件

1.交通位置

八矿位于平顶山市东11Km，东距京广铁路孟庙车58Km,孟宝支线斜穿井田，许南公

路南北贯穿井田中部，交通方便。

2.地形及地貌特征

采区南部地表地势平缓，为村庄和田地，属第四系地层覆盖。北部为山坡地，出露

地层为下三迭石千峰组，采区地面标高总体在+84m~+230m间

3.气象与地震

本区属于大陆半干燥湿度不足带，年降雨量平均742.6mm最大降水量1323.6mm

（1934年），年最小降水量373.9mm最大蒸发量2825mm（1959年），最小蒸发量1490.5mm （1964年），平均绝对湿度13.5%平均相对湿度67%，冰冻期一般为11至次年3月，最大冻土深14cm(1977.1.30)冬、春季以偏北风为主、夏季以偏南风为主，最大风速24/s，平均风速28/s.

本区为6度地震烈度区

4.瓦斯、煤尘、自然及地温

瓦斯：依据渝煤科研[1989]124号文《关于平顶山市八矿出煤层及突出矿井坚定意见》，

确定为瓦斯高突矿井

煤尘：本矿井各煤层均有煤尘爆炸危险

自然：本矿各煤层均有发火倾向，发火期5—6个月

地漏：八矿为地漏异常矿井，地下水活动东强南弱，处于矿区排泄区下部，因

而造成相对高温的采区水区

5.地表水

湛河自东流经井田南部，河宽50m，流量0.8~7.8m³/s

沙河为井田东南部边界，河宽150~25m，流量0.8~521 m³/s。

西河上游均为白龟山水库，可调节流量，河下有厚层第四系粘土层与煤系隔离，对井田开采没有较大威胁，井田内横切山坡冲沟发育，对惊吓开采亦无影响。

6.通风

八矿通风方式分区对角式，现有采区有东翼、西翼采区。各采区的进风都是利用主7．井

回风井有东一、丁一、西一、西二四个回风井

1.2 平煤八矿某采区变电所设计的目的和意义

由于八矿自然条件的特殊性和井下电气设备工作环境恶劣性，为此，对变电所的供

电布局和正确选择电器设备，提出很高的要求，以便加强电器设备的维护和检修，满足矿井生产的需要。经过对采区变电供电的拟定,了解了供电要以保护人身的的安全和供电的要求,进行了采区高、低压电缆选用和高、低压的整定计算，本设计只是有选择性的计算了一部分,通过计算，加深了对各开关，移动变电站的了解。

第2章采区变电所及配电点位置的确定

2.1 变电所位置确定原则

1、尽量靠近负荷中心，一般井下主排水泵是用电大户，因此可与主排水泵房建在一起，呈"一"字型或"L"形布置[1]。

2、变电所内要求通风良好，温度不得超过附近巷道温度5℃。

3、便于设备运输，电缆进出线要方便。

4、地质条件好，顶底板岩层稳定，少压煤，无淋水。

根据上述要求，井下中央变电所一般设在井底车场靠近副井井底的地方，并与中央水泵房相毗邻。有条件时，可与牵引变流所联合建筑。中央变电所应有单独通往井底车场或大巷的通道。

2.2 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向全采区供电，如不可能，也应尽量少设变电所，并尽量减少变电所的迁移次数，减少变电所硐室的开拓费用。如一个变电所不能满足于要求时，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、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。

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）、采区变电所位置一般设在上（下）山的运输斜巷和轨道巷的横贯内，或在甩车场附近的巷道内。当采用矿用一般型变压器时，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，各分层是否分别设备或集中设置变电所，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备掘进变电所。如大巷为单巷而无横贯巷道利用时，可采用稳动变电站。

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，电气设备的增多、容量的增大，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

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100m～150m处的巷道中。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）、低瓦斯矿井的回采面移动变电站，可设置在该回采工作面的巷道中。

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不超过100 m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、压入式局风口不得部扇风机和启动装置必须安装在进风巷道中，距回小于10m

第3章采区变电所供电系统的拟定

3.1 井下电压等级的确定

1、供电电压等级

电气设备都是按照一定的标准电压设计和制造的，这个标准电压称为电气设备的额定电压。

工矿企业供电电压的选择，取决于企业附近电源电压，用电设备电压、容量及供电距离。从供电经济考虑，供电距离越远，输送功率越大，采用的电压等级越高。电压等级、输