煤矿供电系统设计

目录前言 (3)设计原始资料 (4)一、全矿概貌 (4)二、采区资料 (4)第一章一般规定 (5)第一章采区变电所的变压器选择 (5)一、采区负荷计算 (5)二、变压器容量计算 (6)三、变压器的型号、容量、台数的确定 (6)第二章采区变电所及工作面配电所位置的确定 (7)一、采区变电所位置 (7)二、工作面配电点的位置 (7)第三章采区供电电缆的确定 (8)一、拟定原则 (8)二、按照采区供电系统的拟定原则确定供电系统图 (9)第四章采区高低压电缆的选择 (11)一、选择原则 (18)二、选择步骤 (18)三、电缆长度的确定 (11)四、电缆型号的确定 (11)五、电缆选择原则 (11)六、低压电缆截面的选择 (11)七、采区电缆热稳定校验 (15)第六章采区低压控制电器的选择 (20)一、电器选择按照下列一般原则进行 (20)二、据已选定的电缆截面、长度来选择开关、起动器容量及整定计算 (20)第七章低压保护装置的选择和整定 (22)一、低压电网短路保护装置整定细则规定 (22)二、保护装置的整定与校验 (22)第八章高压配电箱的选择和整定 (27)一、高压配电箱的选择原则 (27)二、高压配电箱的选择 (27)三、高压配电箱的整定和灵敏度的校验 (28)第九章井下漏电保护装置的选择 (29)一、井下漏电保护装置的作用 (29)二、漏电保护装置的选择 (29)三、井下检漏保护装置的整定 (29)第十章井下保护接地系统 (30)结束语 (32)参考文献 (33)前言在即将毕业之际，根据教学大纲安排，完成毕业论文及设计、做好毕业答辩工作，我到了大同同煤集团雁崖矿参加毕业实习。

此次实习任务，除了对该煤矿作业过程及对矿井各设备的了解，还须收集矿井原始资料，并以其为依据，对矿井采区作供电系统的设计。

本设计分为三大部分，第一部分为原始资料，第二部分为设计过程，第三部分为参考资料，书中着重讲述采区供电系统中各电气设备的设计过程，如高压配电箱、变压器。

电缆的选择方法，并对其的整定及校验，书中详细叙述了电缆及设备的选择原则，井下供电系统采取各种保护的重要性，简明易懂。

本设计方案符合《煤矿安全规程》、《煤矿工业设计规范》，坚持从实际出发、联系理论知识，在设计过程中，通过各方面的考虑，选用新型产品，应用新技术，满足供电的可靠性、安全性、经济性及技术合理性。

通过设计，让我了解了矿山的概况,了解了煤矿供电系统运行和供电设备管理情况和煤矿生产管理的基本知识，使自己具有一定的理论知识的同时，又具有较强的实际操作能力及解决实际工程问题的能力，根据新采区的实际情况，在老师和单位技术员的指导下，并深入生产现场，查阅了有关设计资料、规程、规定、规范。

听取并收录了现场许多技术员的意见及经验，对采区所需设备的型号及供电线路等进行设计计算与分析。

本次设计承张文老师的指导及同煤集团雁崖矿机电科长的大力支持，在此表示深深的谢意！编者2011年10月设计原始资料一、全矿概貌1、地质储量1000万吨；2、矿井生产能力：设计能力100万t/年，实际数105万t/年；3、年工作日：300天，日工作小时：24小时；4、矿井电压等级及供电情况：该矿井供电电源进线采用双回路电源电压为35KV，变电所内设有630KVA,10/6.3变压器两台和400KVA，10/0.4变压器两台，承担井下和地面低压用电负荷。

用两条高压电缆下井，电压等级均为6KV，经中央变电所供给采区变电所。

二、采区资料1.采区概况：采区设计年产量6万吨，水平标高从+830至+755，下山道两条，一条轨道下山，一条人行下山，倾角为25°；分4个区段开采，方式为炮采，区段高20-30m。

整个采区现为一掘两采。

2.支护方法：掘进点向上山，石门及全岩巷道，以锚喷为主，工作面采用木支护。

3.煤炭运输系统：工作面落煤经溜槽到1T矿车，由电车运至井底车场，将煤到入漏煤眼，最后由皮带拉到地面。

5.采区通风：新鲜风流由+300副斜井进风――+300运输大巷――轨道上山――采区工作面――采区回风巷――人行下山――+回风平峒――+300抽风机房。

6.电压等级及主要设备：井下中央变电所的配出电压为6KV，采区主要用电设备采用660V电压，煤电钻和照明采用127V电压，主要设备见采区负荷统计表。

第一章一般规定第一条：所有工种在进行作业前，都必须对所使用的工具、机具进行一次详细检查，对工作环境设备运转情况等情况都应进行检查。

第二条：作业使用的工具、机具若不完好或承载能力不够均应及时更换，或采取措施后，方可使用。

第三条：作业环境围岩顶帮有零皮、浮矸等必须用长柄工具进行处理。

作业过程可能触及的运转设备或带电设施应将设备停止运转、停电或采取遮挡措施。

第四条：作业人员在作业过程中，工作位置应保证不发生意外，不伤害自己、又不伤及他人。

第五条：坚持作业过程中的自保、互保、联保、全保制度。

第六条：所有作业人员必须做到持证上岗。

第七条：所有作业人员，入井必须佩带自救器、矿灯、安全帽，严禁携带烟火等易燃、易爆品，严禁酒后入井。

第二章采区变电所的变压器选择一、采区负荷计算根据巷道、生产机械的布置情况，查《煤矿井下供电设计指导书》和《矿井供电》，查找有关技术数据，列出采区电气设备技术特征如表1-1所示。

二、变压器容量计算1.+830水平绞车变电所变压器容量：S T1 =∑P e1×K x×K c /cosφpj=111.2×0.4×1/0.6=74.13 KVA式中：cosφpj——加权平均功率因素，根据《煤矿井下供电设计指导》（以下简称《设指》）表1-2查倾斜炮采工作面，取cosφpj=0.6；K x——需要系数，参见《设指》表1-2，取K x=0.4；K c——采区重合系数，供一个工作面时取1，供两个工作面时取0.95，供三个工作面时取0.9，此处取1；∑P e1——+830绞车电动机与照明的额定容量之和；∑P e1＝110+1.2=111.2 kw2.+830水平采区变电所变压器容量:S T2 =∑P e2×K x×K c/cosφpj=111.4×0.4×0.9/0.6=66.84 KVA式中：cosφpj——加权平均功率因素，根据《煤矿井下供电设计指导》表1-2查倾斜炮采工作面，取cosφpj=0.6；K x——需要系数，参见《设指》表1-2，取K x=0.4；∑P e2——由+830水平采区变电所供电的+805、+775、+755水平的所有电动机额定容量之和；∑P e2＝4×6+11×2+1.2×2+16×3+4+11=111.4 kw三、变压器的型号、容量、台数的确定根据S te>S t原则，查《煤矿井下供电的三大保护细则》表3-1选型号为KS9-100/6/0.4 变压器一台，用于绞车与照明的供电，选型号为KS9-100/6/0.69变压器一台,用于三个工作面设备的供电。

其技术特征如表1-2所示。

第二章采区变电所及工作面配电所位置的确定一、采区变电所位置根据采区变电所位置确定原则，采区变电所位置选择要依靠低压供电电压，供电距离，采煤方法，采区巷道布置方式，采煤机械化程度和机械组容量大小等因素确定。

二、工作面配电点的位置在工作面附近巷道中设置控制开关和起动器，由这些装置构成的整体就是工作面配电点。

它随工作面的推进定期移动。

根据掘进配电点至掘进设备的电缆长度，设立：P1配电点：含春第二变电所→人行上山→+825采区变电所→+830绞车峒室；P2配电点：+825采区变电所→+805水平采区配电点；P3配电点：+825采区变电所→+775水平采区配电点；P4配电点：+825采区变电所→+755水平运输巷掘进配电点。

第三章采区供电电缆的确定一、拟定原则采区供电电缆是根据采区机械设备配置图拟定，应符合安全、经济、操作灵活、系统简单、保护完善、便于检修等项要求。

原则如下：1）保证供电可靠，力求减少使用开关、起动器、使用电缆的数量应最少。

原则上一台起动器控制一台设备。

2）采区变电所动力变压器多于一台时，应合理分配变压器负荷，通常一台变压器担负一个工作面用电设备。

3）变压器最好不并联运行。

4）采煤机宜采用单独电缆供电，工作面配电点到各用电设备宜采用辐射式供电上山及顺槽输送机宜采用干线式供电。

5）配电点起动器在三台以下，一般不设配电点进线自动馈电开关。

6）工作面配电点最大容量电动机用的起动器应靠近配电点进线，以减少起动器间连接电缆的截面。

7）供电系统尽量减少回头供电。

8）低沼气矿井、掘进工作面与回采工作面的电气设备应分开供电，局部扇风机实行风电沼气闭锁，沼气喷出区域、高压沼气矿井、煤与沼气突出矿井中，所有掘进工作面的局扇机械装设三专（专用变压器、专用开关、专用线路）二闭锁设施即风、电、沼气闭锁。

二、按照采区供电系统的拟定原则确定供电系统图采区变电所供电系统拟定图如附图1所示。

附图1第四章采区低压电缆的选择一、电缆长度的确定根据采区平面布置图和采区剖面图可知：人行上山倾角为25°。

以计算上山绞车的电缆长度为例：从剖面图可知+825采区变电所到+830水平上山绞车硐室的距离为50m。

考虑实际施工电缆垂度，取其长度为理论长度的1.05倍则实际长度为：Ls=L×1.05=52.5 m，取55 m.同理其他电缆长度亦可计算出来，如附图1所示。

二、电缆型号的确定矿用电缆型号应符合《煤矿安全规程》规定，所有井下低压电缆匀采用MY型。

三、电缆选择原则1）、在正常工作时电缆芯线的实际温升不得超过绝缘所允许的温升，否则电缆将因过热而缩短其使用寿命或迅速损坏。

橡套电缆允许温升是65°，铠装电缆允许温升是80°，电缆芯线的时间温升决定它所流过的负荷电流，因此，为保证电缆的正常运行，必须保证实际流过电缆的最大长时工作电流不得超过它所允许的负荷电流。

2）、正常运行时，电缆网路的实际电压损失必须不大于网路所允许的电压损失。

为保证电动机的正常运行，其端电压不得低于额定电压的95%，否则电动机等电气设备将因电压过低而烧毁。

所以被选定的电缆必须保证其电压损失不超过允许值。

3）、距离电源最远，容量最大的电动机起动时，因起动电流过大而造成电压损失也最大。

因此，必须校验大容量电动机起动大，是否能保证其他用电设备所必须的最低电压。

即进行起动条件校验。

4）、电缆的机械强度应满足要求，特别是对移动设备供电的电缆。

采区常移动的橡套电缆支线的截面选择一般按机械强度要求的最小截面选取时即可，不必进行其他项目的校验。

对于干线电缆，则必须首先按允许电流及起动条件进行校验。