煤矿采区供电设计 (2)

内蒙古蒙发煤炭有限责任公司呼和乌素煤矿煤矿4101综采工作面供电设计单位：机电科编制：张东东日期： 2012年8月1日呼和乌素煤矿采区供电设计一、原始资料：1、井田设计能力120万吨/年。

2、井田内布置方式：采区式，运输大巷底板岩巷。

3、矿井瓦斯等级：低等级。

4、采区煤层倾角：0°─5°设计煤层:4#。

1 / 265、二、设计要求：１、设计要符合煤矿安全规程、煤矿工业设计规程、煤矿井下供电设计技术规定。

２、设计遵循煤炭工业建设的方针政策，在保证供电安全可靠的基础上进行技术经济比较，选用最佳方案。

３、设备选型时，应采用定型的成套设备，尽量采用新技术、新产品，积极采取措施减少电能损耗，节约能源。

４、设计质量要确保技术的先进性、经济合理性、安全适应性。

目录第一节、采区移动变电站位置的确定 (4)一、采区供电对电能的要求 (4)二、环境要求 (5)第二节拟定采区供电系统的原则 (5)一、采区高压供电系统的拟定原则 (5)二、采区低压供电系统的拟定原则 (6)第三节采区主要设备 (6)第四节采区负荷的计算及变压器容量、台数确定 (8)一、变压器选择注意事项 (8)二、台数的确定 (8)三、采区负荷的计算及变压器容量、台数确定 (8)第五节采区低压供电网络的计算 (11)一、电缆型号确定 (11)二、电缆长度确定 (11)三、选择支线电缆 (12)四、干线电缆的选择 (17)第六节采区电气设备的选择 (18)一、矿用低压隔爆开关选择 (18)三、磁力起动器的选择 (19)第七节采区接地保护措施 (19)第八节采区漏电保护措施 (21)第一节、采区移动变电站位置的确定一、采区供电对电能的要求1、电压允许偏差电压偏差计算公式如下：电压偏差＝额定电压额定电压—实际电压×100%《电能质量供电电压允许偏差》（GB 12325—90）规定电力系统在正常运行条件下，用户受电端供电电压允许偏差值为：（1）35KV 及以上供电和对电压有特殊要求的用户为额定电压的+5%—－5%；（2）10KV 及以上高压供电和低压电力用户的电压允许偏差为用户额定电压的+7%—－7%；（3）低压照明用户为+5%—－10%。

2、三相电压不平衡根据《电能质量三相电压允许不平衡度》规定：电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时间不得超过4%。

在采区变电所供电情况下，交流额定频率为50HZ 电力系统正常运行方式下由于负序分量而引起的pcc 点连接点的电压不平衡度能满足规定要求。

3、电网频率《电能质量电力系统频率允许偏差》（GB/T 15543—1995）中规定：电力系统频率偏差允许值为0.2HZ，当系统容量较小时，偏差值可放宽到+5% HZ—－5% HZ，标准中没有说明容量大小的界限的电网容量在300万KW以上者为0.2HZ；电网容量在300万KW以下者为0.5HZ。

4、波形正常情况下，要求电力系统的供电电压（或电流）的波形为正弦波，在电能的输送和分配过程中不应该使波形产生畸变，还应注意负荷中谐波源（装整流装置等）的影响，必要时采取一定措施消除谐波的影响。

5、供电可靠性供电可靠性是衡量电能质量的一个重要指标，必须保证供电的可靠性。

二、环境要求采区移动变电站要要满足顶板坚固，无淋水且通风良好，保证变电所硐室内的温度不超过附近巷道5℃。

根据采区巷道布置，要使采区移动变电站能顺利的通过运输顺槽向整个采区的负荷中心（采煤工作面）进行供电。

在主运顺槽，低压供电距离合理，所以把移动变电站布置在主运顺槽。

第二节拟定采区供电系统的原则一、采区高压供电系统的拟定原则1、供综采工作面的采区移动变电站由单回路电源线进行供电；2、不设采区变电所，由移动变电电站组成采区配电点；3、采区变电所的高压馈出线宜用专用的开关柜。

二、采区低压供电系统的拟定原则1、在保证供电安全可靠的前提下，力求所用的设备最省；2、原则上一台启动器只能控制一台设备；3、当采区变电所动力变压器超过一台时，应合理分配变压器负荷；4、变压器最好不要并联运行；5、从变电所向各配电点或配电点到用电设备采用辐射式供电，顺槽运输机采用干线式供电；6、工作点配电点最大容量电动机的启动器应靠近配电点进线；7、供电系统应尽量避免回头供电；第三节采区主要设备根据采区巷道的布置和采区的实际情况将采区的主要设备选型如下：采区主要设备选型表第四节采区负荷的计算及变压器容量、台数确定一、变压器选择注意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小；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。

既不安全又不经济。

二、台数的确定采区变压器在一般情况下是按计算容量选设，不留备用量。

降低供电成本。

三、采区负荷的计算及变压器容量、台数确定本工作面采用MG650-1480（1510）WD型滚筒式采煤机为综合机械化采煤，为保证供电质量和安全，根据采区巷道布置，按需用系数法计算变压器容量和台数。

1、采区电压等级为3300V变压器容量及台数的确定S B1＝ΣP e K x K c / cosφpj＝2910×0.69×1/0.7＝2868.43KVA式中：ΣP e——供电设备额定功率之和ΣP e＝2*700+1510＝2910KWK x——需用系数，K x＝0.4＋0.6×1400÷2910＝0.69cosφpj——加权平均功率因率，按综采工作面，取0.7K c——采区重合系数，取1根据计算结果选择KBSGZY2-T-4000/10/3.45型矿用隔爆型移动变电站一台。

2、采区电压等级为1140V变压器容量及台数的确定S B1＝ΣP e K x K c / cosφpj＝1350×0.58×1/0.7＝1118.58KVA式中：ΣP e——变电所供电设备额定功率之和ΣP e＝400+375+2*250+1*75＝1350KWK x——需用系数，K x＝0.4＋0.6×400÷1350＝0.58cosφpj——加权平均功率因率，按综采工作面，取0.7K c——采区重合系数，取1所以根据计算结果选择KBSGZY2-T-2000/10/1.2矿用隔爆型移动变电站一台。

3、采区电压等级为660V变压器容量及台数的确定S B1＝ΣP e K x K c / cosφpj＝47.5×0.68×1/0.7＝46.15KVA式中：ΣP e——变电所供电设备额定功率之和ΣP e＝22+3×7.5+3＝47.5KWK x——需用系数，K x＝0.4＋0.6×22÷47.5＝0.68cosφpj——加权平均功率因率，按综采工作面，取0.7K c——采区重合系数，取1因我矿考虑后续排水负荷增加，所以根据计算结果选择KBSGZY-T-315/10/0.69矿用隔爆型移动变电站一台。

4、采区顺槽皮带机头变压器容量及台数的确定S B1＝ΣP e K x K c / cosφpj＝726.5×0.7×1/0.7＝726.5KVA式中：ΣP e——变电所供电设备额定功率之和ΣP e＝2×355+11+5.5＝726.5KWK x——需用系数，K x＝0.7cosφpj——加权平均功率因率，按综采工作面，取0.7K c——采区重合系数，取1所以根据计算结果选择KBSGZY-T-1000/10/1.2矿用隔爆型移动变电站一台。

第五节采区低压供电网络的计算一、电缆型号确定根据供电电压、工作条件、敷设地点环境，确定电缆型号为: MYP、MY、MYPTJ和MCPT型。

其中MYP、MCP型电缆用于额定电压为1140V的设备，MYPTJ型电缆用于中央变电所高压开关至移变的电缆，MCPT用于采煤机组及工作面刮板运输机的电缆，其余所需电缆用MY型。

二、电缆长度确定由式： Lz＝α·L X式中: α—系数，橡套电缆取α＝1.1，铠装电缆取α＝1.05L X—巷道实际长度m电缆长度计算结果表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用电设备名称最小截面（mm2）采煤机组 35—50可弯曲刮板输送机 16—35一般输送机 10—25回柱液压绞车 16—25装岩机 16—25调度绞车 4—6局部风机 4—6煤电钻 4—6照明 2.5—4查书得各电缆截面的长时允许电流I P值如下：I n＝( K xΣP e 103)/(1.732U eηpj cosφpj )式中: I n——电缆中通过的实际工作电流AK x——电动机负荷系数ΣP e——电缆所带负荷有功功率之和KWU e——电网额定电压Vηpj——电动机额定效率cosφpj——电动机功率因数1、满足采煤机组机械强度要求的截面初步截面确定为50 mm2，其I P=170A。

采煤机组电缆Z1当中的实际长时工作电流I z1＝( K xΣP e 103)/(1.732U eηpj cosφpj )＝0.75×1510×103/1.732×3300×0.85×0.85＝274.24AI P=170A＜I z1＝274.24A采煤机组初选电缆截面不能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以采煤机组电缆截面取120 mm2（其载流量为295A）。

2、满足刮板输送机机械强度要求的截面初步截面确定为35 mm2，其I P=135A。

刮板输送机机组电缆Z2当中的实际长时工作电流I z2＝( K xΣP e 103)/(1.732U eηpj cosφpj )＝0.8×700×103/1.732×3300×0.9×0.85＝128.1AI P=85A＜I z2＝128.1A刮板输送机机组初选电缆截面不能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以刮板输送机电缆要更大些截面取70 mm2(载流量为215A)。

3、满足喷雾泵站机械强度要求的截面初步截面确定为35mm2，其I P=135A。

喷雾泵站电缆Z3当中的实际长时工作电流I z2＝( K xΣP e 103)/(1.732U eηpj cosφpj )＝75×103/1.732×1140×0.9×0.85＝49.6AI P=135A＞I z3＝49.6A喷雾泵站初选电缆截面能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以喷雾泵站电缆截面取35mm2。