平煤十礦井下供電設(shè)計.doc

平煤十礦井下供電設(shè)計（本科畢業(yè)設(shè)計論文） 目 錄第一章 緒論 11.1礦井基本概況 11.1.1交通位置 11.1.2地形地勢 11.1.3 氣象、地震 11.1.4 礦區(qū)水、電源 11.1.5 地層、地質(zhì)構(gòu)造 21.1.6 煤層、煤質(zhì) 21.1.7 儲量 61.2 礦井生產(chǎn)概況 71.2.1 十礦現(xiàn)生產(chǎn)狀況 81.2.2礦井通風(fēng)現(xiàn)狀 81.2.3地面生產(chǎn)系統(tǒng) 8第二章 井下變電所配電點位置的確定 92.1 井下中央變電所位置的確定 92.2 采區(qū)變電所位置的確定 92.3 移動變電所位置的確定 92.4 工作面配電點位置的確定 9第三章 井下供電系統(tǒng)的確定 103.1 井下電壓等級的確定 103.2 井下中央變電所的擬定 103.2.1 高壓供電系統(tǒng)的擬定 103.2.2 低壓供電系統(tǒng)的擬定 103.3 己四采區(qū)變電所供電系統(tǒng)的擬定 113.3.1 高壓供電系統(tǒng)的擬定 113.3.2 低壓供電系統(tǒng)的擬定 11第四章 負(fù)荷統(tǒng)計與變壓器的選擇 134.1 需用系數(shù)法統(tǒng)計負(fù)荷 144.2 變壓器的選擇 174.2.1 采區(qū)變電所變壓器的選擇： 174.2.2 中央變電所變壓器的選擇： 174.3 井下高壓負(fù)荷的計算 18第五章 電纜的選擇 215.1 低壓電纜的選擇 215.1.1 低壓電纜型號的選擇 215.1.2 電纜的芯線數(shù)目的確定 215.1.3電纜長度的確定 215.1.4 低壓電纜主芯線截面的選擇 225.2 高壓電纜的選擇 225.2.1 高壓電纜型號的確定 225.2.2 高壓電纜芯數(shù)的確定 225.2.3 高壓電纜長度的確定 225.2.4高壓電纜主芯線截面的選擇 23第六章 短路電流的計算 256.1 井下高壓電網(wǎng)的計算 256.2 井下低壓電網(wǎng)計算短路電流 26第七章 電氣設(shè)備的選擇 297.1 按使用場所選擇電氣設(shè)備的類型 297.2 高壓配電箱的選擇 307.3 低壓電氣設(shè)備的選擇 30第八章 保護(hù)裝置的整定計算 328.1 井下對保護(hù)裝置的要求 328.2 低壓系統(tǒng)保護(hù)裝置的整定計算 328.2.1 低壓熔斷器的選擇 328.2.2 繼電器及電子保護(hù)裝置的整定計算 328.3 高壓配電箱保護(hù)裝置的整定計算 34第九章 井下保護(hù)接地系統(tǒng) 359.1 井下保護(hù)接地系統(tǒng)的裝設(shè)原則 369.2 井下對保護(hù)接地裝置的要求 369.3 保護(hù)接地裝置的安裝和連接 369.4 對接地電阻的要求和降阻措施 379.4.1 對接地電阻的要求 379.4.2 降低降低電阻的措施 37第十章 變電所硐室及設(shè)備布置 3810.1 井下中央變電所硐室 3810.1.1 對硐室的要求 3810.1.2 對設(shè)備布置的要求 38第十一章 井下照明設(shè)計 4011.1 照明設(shè)計的原則與要求 4011.2 照明光源、燈具的選擇與布置 4011.2.1 照明光源與燈具的選擇 4011.2.2 燈具的布置 4111.3 照度的計算 4111.4 照明供電系統(tǒng)的擬定 4111.4.1 照明供電電壓 4211.4.2 照明供電方式 4211.5照明附屬設(shè)備的選擇 42總 結(jié) 43致 謝 44參考文獻(xiàn) 45前 言我國的煤炭事業(yè)發(fā)展較為迅速，也是一個煤業(yè)大國。這樣就要求對煤礦企業(yè)要有一個完整、且合理的供電系統(tǒng)。好的供電系統(tǒng)，對于企業(yè)來說，可以更好的利用和合理分配電力資源，促進(jìn)安全生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本等等。煤礦井下供電尤其重要。因為它涉及到煤礦企業(yè)的生產(chǎn)、安全及效率。由于井下環(huán)境的特殊性，這樣就對供電系統(tǒng)提出更高的要求。所有的設(shè)計方案都要以煤礦安全規(guī)程、煤礦井下供電設(shè)計規(guī)范、煤礦電工手冊等為準(zhǔn)則。本說明書是根據(jù)十礦的實際情況、地理條件而制訂的。十礦屬于高瓦斯礦井，所以在設(shè)計的同時，除了滿足對供電的基本要求外，還應(yīng)當(dāng)注意電氣設(shè)備的選擇，(采用煤礦專用設(shè)備)電氣保護(hù)裝置等等。總之，所有的供電系統(tǒng)都是以井下安全生產(chǎn)所服務(wù)為目的。設(shè)計一套完整、完善的井下供電系統(tǒng)，對煤礦安全生產(chǎn)是必不可缺少的。第一章 概況1.1礦井基本概況1.1.1交通位置平煤十礦位于河南省平頂山市東部，距平頂山市區(qū)中心約5km，東與十二礦為鄰，西與一礦相鄰。十礦工業(yè)廣場有礦區(qū)專用鐵路與國鐵京廣線、焦支線相連接，東距京廣線孟廟火車站70km，西距焦支線寶豐火車站28km。礦區(qū)專用鐵路線與孟寶線平頂山東站相接。公路以平頂山市為樞紐，有柏油公路通向附近各縣市，東與許南公路相連，交通便利。1.1.2地形地勢井田的東南部為開闊的沖積洪積平原，西北部為砂巖組成的高山，山脊平緩，山坡陡峭，約為30，向南逐步過渡到平原。地勢是西北高，東南低。西北部有平頂山，北部為馬棚山，山的相對標(biāo)高為+360m+460m，平原+80+100m。1.1.3 氣象、地震本區(qū)屬大陸性半干燥濕度不足帶，年平均降雨量794.6mm，年最大降雨量為1323.6mm，雨季一般集中在79月份。歷年平均蒸發(fā)量為2269.2mm，年最大蒸發(fā)量2825mm，蒸發(fā)量大于降雨量。年平均氣溫為15，最高氣溫42.3，最低氣溫-15。常年風(fēng)向多為北西和北東，以北西風(fēng)的風(fēng)速最大，為24m/s;最大積雪厚度為16cm，凍土最深22cm。平頂山位于許昌淮南震帶的南緣。據(jù)國家地震烈度區(qū)域劃分的意見，本區(qū)為VI級地震列度區(qū)。1.1.4 礦區(qū)水、電源礦區(qū)地下水有寒武系灰?guī)r含水層，太原組下段灰?guī)r含水層，己17煤底板灰?guī)r含水層，己15煤頂板砂巖含水層，戊9-10煤頂板砂巖含水層，均可為礦井供水水源。礦區(qū)電源主要來自平頂山市電業(yè)局所轄的賈莊、肖營和孫嶺變電站的110Kv和35Kv系統(tǒng)以及平煤集團(tuán)公司所轄的謝莊110Kv變電站。十礦現(xiàn)有變電所(地面)兩座，其中一座位于南院工業(yè)場地內(nèi)，稱院內(nèi)6Kv變電所，另一座位于北翼風(fēng)井工業(yè)場地內(nèi)，稱北翼風(fēng)井6Kv變電所。礦井電源取自于北翼風(fēng)井工業(yè)場地內(nèi)的月臺35Kv變電站之6Kv母線。月臺變電所現(xiàn)有兩臺主變，容量為21250KVA，電壓等級為35/6Kv，正常情況下兩臺主變同時分列運行。月臺站35Kv主送電源取自賈莊220kv站，備用電源取自焦莊(平八礦西風(fēng)井)35kv站，當(dāng)主送線路故障時，備用電源可通過裝置自動投入。月臺變電站屬礦務(wù)局供電公司管轄，其6kv系統(tǒng)為單母線分段接線，兩段母線分別向北風(fēng)井工業(yè)場地內(nèi)的提升絞車、空壓機、7#扇風(fēng)機、北風(fēng)井變電所、院內(nèi)變電所和井下第一、第二水平中央變電所及化工廠等場地外的用戶供電。1.1.5 地層、地質(zhì)構(gòu)造平頂山煤田屬華北地層區(qū)豫西分區(qū)澠池確山小區(qū)。依據(jù)地表出露與鉆探揭露，井田內(nèi)地層層序自上而下為：寒武紀(jì)張夏組、固山組;石炭系太原組;二疊系山西組;第三、四系。明顯的從海相沉積通過海陸交互相沉積，逐漸變?yōu)殛懴虺练e。其中石炭系太原組、二疊系山西組、石盒子組為含煤地層，含煤地層總厚度近800m。十礦礦區(qū)的主體構(gòu)造為一寬緩的復(fù)式向斜，即李口向斜，并伴生著一些一級的背斜和向斜。十礦位于李口向斜南翼，處于、二級構(gòu)造郭莊背斜和牛莊向斜上。十礦三水平位于李口向斜南翼、郭莊背斜北翼。根據(jù)礦區(qū)實際開采情況和地質(zhì)報告，本井田無陷落柱、剝蝕帶及火成巖侵入情況。井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，褶曲、斷層不發(fā)育。1.1.6 煤層、煤質(zhì)(一)煤層井田內(nèi)有3個煤系地層：上部為二疊系上石盒子組，含丁、戊兩組可采煤層;中部為下二疊系山西組，含己組煤;下部為石炭系太原群，含庚組煤。十礦三水平主要可采煤層為丁5、丁6、戊9、戊10、戊11、己15-16、己17 層。各主要可采煤層、煤組分述如下：1、丁煤組：該組煤層屬二疊系下石盒子組丁煤層，可采煤層為丁5，丁6煤層。煤層底板標(biāo)高為-520-750m，丁5、丁6煤層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，被十礦稱為“四煤三矸”結(jié)構(gòu)。丁5煤層正常厚度1.15m,丁6煤層正常厚度1.4m，三水平范圍內(nèi),丁5、丁6煤層賦存不穩(wěn)定, 僅局部可采。中西部丁5煤層小于0.8m,為丁5不可采區(qū); 西北部及中東部丁6煤層小于0.8m, 為丁6不可采區(qū)。丁5煤層、丁6煤層可采區(qū)位于丁組煤層中部，丁5、丁6煤層其中間為泥巖，其上、下巖性具有對稱特點，煤層直接頂?shù)装寰鶠樯百|(zhì)泥巖，老頂、老底均為砂巖。2、戊煤組：屬二疊系下石盒子組，上距丁組煤6080m，下距己煤組160180m。包括戊8、戊9、戊10、戊11、戊12、戊13，可采煤層為戊9、戊10、戊11。可采戊組煤層上距丁6煤層90m左右，在三水平內(nèi)戊8，戊12，戊13不可采。戊9煤層由東南向西北逐漸變薄，絕大多數(shù)厚度在1.35m左右，僅在西北隅煤厚小于0.8m，為戊9煤層不可采區(qū)。戊10煤層是主要的開采煤層，煤厚在1.82.9m之間，一般煤厚為2.5m左右，與戊9煤相似，由東南向西北逐漸變薄。戊11煤層僅西南角局部可采，煤厚1.31.7m，因本煤層富含夾矸，煤質(zhì)欠佳，沉積不穩(wěn)定，為非主采煤層。戊8與戊9之間有兩層夾矸，夾矸間有一煤線(0.10.2m)，戊9與戊10間泥巖為49m，由東向西逐漸變厚，戊10煤層中間含一層夾矸，夾矸厚度多在0.3m左右，僅個別地方達(dá)0.7m，將戊10煤層分為上戊10和下戊10。戊10與戊11間泥巖沉積不穩(wěn)定在17m之間，戊8直接頂為致密泥巖，水平層理發(fā)育，厚0.81.0m，向上為0.81.0m的砂質(zhì)泥巖，再向上為夾硅質(zhì)巖的砂質(zhì)泥巖，厚約68m，戊11底板為砂質(zhì)泥巖偶夾透鏡狀砂巖，含菱鐵礦薄層及結(jié)核。3、己煤組：該煤組屬二疊系山西組，下距石炭系太原組頂部灰?guī)r820m，上距己組頂板砂巖1020m，與戊組煤間距180m左右。本煤組包括己14，己15，己16，己17四個煤層，己14不可采，己15，己16，己17為主要可采煤層。在三水平范圍內(nèi)，己15，己16煤層在25勘探線以東合層，煤厚在3.5m左右，局部可達(dá)4.5m，在25勘探線以西，己15煤厚1.862.55m，多數(shù)為2.0m左右，由東南向西北逐漸變薄，己16煤厚0.951.15m，己17煤層厚度1.82.7m，多數(shù)2.2m左右，己15與己16夾矸厚度0.32.3m，遇水易膨脹，由東向西逐漸增厚，己16與己17夾矸0.30.7m，己15直接頂為砂質(zhì)泥巖含砂質(zhì)條帶，向上有時沉積有條帶狀砂巖，6m左右夾碣色油質(zhì)光澤泥巖，810m為0.4m左右的己14煤。其上為己組頂板砂巖，此頂板砂巖為砂巖群，厚度巨大，巖石層面夾炭質(zhì)薄膜及白云母，己17底板一般情況下為含白云母砂質(zhì)泥巖，厚10m左右。(二)煤質(zhì)井田可采煤層煤類為氣煤、1/3焦煤、肥煤和焦煤、可供動力用和煉焦用煤。1.1.7 儲量1、井田境界十礦三水平位于十礦井田北部，深部(北部)邊界為李口向斜軸，東部戊組煤層邊界為21勘探線東500m，東部己組煤層邊界為23勘探線東500m，西部戊組、己組邊界為26勘探線，淺部(南部)丁組、戊組、己組分別接二水平下部邊界。2、儲量據(jù)平煤集團(tuán)公司關(guān)于對十礦三水平地質(zhì)說明書的批復(fù)，十礦三水平地質(zhì)儲量為10045.1萬t，其中丁組：1110萬t，戊組：3964.5萬t，己組:4970.6萬t。工業(yè)儲量9821.43萬t，可采儲量7921.5萬t。1.2 礦井生產(chǎn)概況1.2.1 十礦現(xiàn)生產(chǎn)狀況十礦二水平現(xiàn)有生產(chǎn)采區(qū)四個：己二采區(qū)，北翼中區(qū)，北翼東區(qū)，己四采區(qū)。每個采區(qū)各成系統(tǒng)。戊組煤均通過井下采區(qū)皮帶轉(zhuǎn)載到三條主運輸皮帶從二水平運至老主底，然后通過主井箕斗提至地面;己組煤均通過采區(qū)皮帶轉(zhuǎn)載到二水平大皮帶斜井到達(dá)地面。礦井主提升系統(tǒng)二個：(1)老主井核定能力210萬t/a;(2)大皮帶斜井核定能力120萬t/a礦井輔助提升系統(tǒng)三個：(1)老副井：核定能力210萬t/a(2)北翼進(jìn)風(fēng)井：核定能力180萬t/a(3)大皮帶斜井主要擔(dān)負(fù)井下工作人員上下。目前礦井二水平輔助運輸和人員上下主要通過北翼進(jìn)風(fēng)井，大皮帶斜井完成。1.2.2礦井通風(fēng)現(xiàn)狀礦井采用分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，其中4號風(fēng)井(己二風(fēng)井)主要為己二采區(qū)服務(wù)，6號風(fēng)井(戊三風(fēng)井)主要為北翼東區(qū)戊組服務(wù)，7號風(fēng)井(丁三風(fēng)井)主要為戊七采區(qū)服務(wù)(已報廢)，8號風(fēng)井(北翼風(fēng)井)主要為北翼中區(qū)服務(wù)，己四風(fēng)井主要為己四采區(qū)服務(wù)。目前礦井總進(jìn)風(fēng)量20310m3/min，礦井總回風(fēng)量20836m3/min。按通風(fēng)能力核定生產(chǎn)能力210萬t/a，但實際風(fēng)量分配不均，主要為8號風(fēng)井負(fù)壓嚴(yán)重超限(3800Pa)，嚴(yán)重制約了現(xiàn)有生產(chǎn)采區(qū)生產(chǎn)和未來三水平建設(shè)。1.2.3地面生產(chǎn)系統(tǒng)(一)原煤生產(chǎn)系統(tǒng)丁、戊組原煤采用8t扇型閘門底卸式箕斗裝載，通過絞車提升至井口卸載標(biāo)高卸入箕斗受煤倉，通過倉下K-4型給煤機入膠帶輸送機到跨線方型煤倉上篩分樓，對原煤進(jìn)行篩分，+50mm級檢矸破碎后由膠帶輸送機將混煤卸入15m容量300t的跨線圓型煤倉計量外運。+50mm級煤塊入方型煤倉。儲煤場堆儲量為30000t(堆儲丁、戊組煤)，采用推土機疏散，膠帶輸送機返煤。己組煤通過-320m標(biāo)高的大傾角皮帶斜井(B=1000mm)通道地面。(二)、井下運輸運輸該礦井交通方便，有礦區(qū)鐵路，公路與外界相通。十礦三水平井下皮帶運輸涉及三條皮帶：a、大皮帶斜井皮帶輸送機運輸能力校核。b、三水平戊組皮帶下山鋼繩芯膠帶運輸機選型計算。c、三水平己組皮帶下山鋼繩芯膠帶運輸機選型計算。通過計算現(xiàn)有的大皮帶斜井運輸能力滿足120萬t/a;三水平戊組皮帶下山選用鋼繩芯膠帶運輸機帶寬為1000mm，電動機YB355M2-4, N=250KW, 共3臺,減速機 DCY400-31.5, 共3臺;三水平己組皮帶下山選用鋼繩牽引膠帶運輸機帶寬為1000mm，選用兩臺500kw直流防爆電動機。(三)矸石排放系統(tǒng)北二進(jìn)風(fēng)井井筒及三水平最下部工程產(chǎn)生的矸石可用于填溝，全部從北二進(jìn)風(fēng)井提升至地面。其排放系統(tǒng)為：由北一進(jìn)風(fēng)井將矸石由罐籠提升至地面，經(jīng)翻車機、矸石倉，裝入矸石卸載車，再由絞車牽引至矸石山排放(即北一風(fēng)井排矸系統(tǒng))。第二章 井下變電所配電點位置的確定2.1 井下中央變電所位置的確定由于礦務(wù)局十礦屬于大型礦井，分為-140和-320兩個水平面，所以供電系統(tǒng)也較為龐大及復(fù)雜，且重要的部分在-320水平面。本設(shè)計以-320中央變電所為例。-320井下中央變電所位置設(shè)在-320井底車場靠近副井井底 ，靠近負(fù)荷中心，并與中央水泵房相鄰。變電所的通風(fēng)良好，地質(zhì)條件好。2.2 采區(qū)變電所位置的確定十礦-320采區(qū)變電所較多，本設(shè)計以己四上部采區(qū)變電所為例。己四采區(qū)變電所位置設(shè)在負(fù)載中心，以便減少底壓線路長度和電壓損失，保證采區(qū)設(shè)備的供電質(zhì)量。其地質(zhì)條件好，頂?shù)装宸€(wěn)定。變電所內(nèi)通風(fēng)良好。2.3 移動變電所位置的確定移動變電站設(shè)在距工作面100m150m的巷道中。當(dāng)下一個工作面尚未開采，而其回風(fēng)巷已經(jīng)掘進(jìn)完畢，可將上工作面的移動變電站設(shè)置在下一個工作面的回風(fēng)巷內(nèi)，經(jīng)過聯(lián)絡(luò)巷、運輸巷向上工作面供電。2.4 工作面配電點位置的確定回采工作面配電點設(shè)在工作面50m70m處的巷道中;掘進(jìn)工作面配電點設(shè)在掘進(jìn)頭80m100m，配電點至掘進(jìn)設(shè)備的電纜長度不超過100m。在電纜分叉設(shè)有配電點，此配電點在巷道交匯處附近。壓入式局部扇風(fēng)機和啟動裝置安裝在進(jìn)風(fēng)巷道中。第三章 井下供電系統(tǒng)的確定3.1 井下電壓等級的確定1.井下高壓為6kv2.低壓為1140v、660v，固定照明為127v3.2 井下中央變電所的擬定3.2.1 高壓供電系統(tǒng)的擬定(一)電源回路及母線段數(shù)的確定-320井下中央變電所采用雙回路。當(dāng)其中任一回路停止供電時，其余回路可以擔(dān)負(fù)全負(fù)荷供電。-320中央變電所的高壓母線采用單母線分段。各段母線之間設(shè)置分段聯(lián)絡(luò)開關(guān)，母線分列運行。(二)配出線接線及回路的確定井下主排水泵(1#泵)和(2#泵、3#泵)采用了雙回路，分別接在4#和7#、3#配電盤。10#、9#配電盤分別引向采區(qū)變電所，通過高爆開關(guān)分別向“己四中部、東區(qū)戊軌下山、己四上部、通排一回路”變電所供電?！凹核闹胁俊⒓核纳喜俊辈捎秒p回路供電。 6#配電盤引向中區(qū)戊軌絞車房配電點。3.2.2 低壓供電系統(tǒng)的擬定由于井底水泵、硅整流需用雙回路，特設(shè)兩臺變壓器接在8#、5#配電盤。當(dāng)其中一臺停止供電時，另一臺擔(dān)負(fù)排水、生產(chǎn)、照明等全部用電。兩臺變壓器的低壓側(cè)設(shè)有低壓總開關(guān)(35235、35270)，并設(shè)檢漏繼電器。低壓側(cè)的用電負(fù)荷分配如下：變壓器1#：1#硅整流、1#井底水泵、井口信號照明、變電所室內(nèi)照明。變壓器2#：2#硅整流、2#井底水泵、火藥庫及東大巷照明、瓦斯監(jiān)測電源、檢修泵站。另外根據(jù)需要，分接4#水泵，由低壓開關(guān)(35334)控制。3.3 己四采區(qū)變電所供電系統(tǒng)的擬定3.3.1 高壓供電系統(tǒng)的擬定由于己四采區(qū)是綜合機械化采煤且有排水設(shè)備，需采用雙電源近線。兩回路電源同時供電，母線分段并設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，正常分列運行。3.3.2 低壓供電系統(tǒng)的擬定采區(qū)內(nèi)的用電設(shè)備根據(jù)電壓等級、生產(chǎn)環(huán)節(jié)和安裝地點的不同進(jìn)行了分組，各組分開供電。分組供電還考慮到用電負(fù)荷的大小、巷道布置情況和電纜敷設(shè)的線路等等。各組用電負(fù)荷分配情況如下：4#高爆開關(guān)引向24060風(fēng)巷配電點。6#高爆開關(guān)通過1#變壓器(礦用隔爆型干式變壓器KBSG)供電，并設(shè)低壓總開關(guān)(35560)及檢漏繼電器(JYB2-A)。該組用電負(fù)荷分配如下：己四運輸機檢修通道(28KW)、24060風(fēng)巷(2X30KW)，另外備用一臺。8#高爆開關(guān)由2#變電所(礦用隔爆型干式變壓器KBSG)通過開關(guān)(40008)向己四總機巷四部供電(4X40KW)。10#高爆開關(guān)由3#變電所(礦用隔爆型干式變壓器KBSG)通過開關(guān)(40010)向己四總機巷三部供電(4X40KW)，并設(shè)檢漏繼電器(JYB2-C)。9#高爆開關(guān)通過4#變壓器(礦用隔爆型干式變壓器KBSG)供電，并設(shè)低壓總開關(guān)(35571)及檢漏繼電器(JYB2-A)。該組用電負(fù)荷分配如下：己四運輸機檢修通道(28KW)、24060風(fēng)巷(2X30KW)、-320水倉水泵及南大巷照明(30KW+4KVA)、24020機巷一部(3X40KW)、-320新充電房(4X90A)、變電所水泵(5KW)、24060風(fēng)巷配電點監(jiān)測電源(0.5KW)、變電所室內(nèi)照明(4KVA+20W)。7#高爆開關(guān)通過5#變壓器(礦用隔爆型干式變壓器KBSG)供電，并設(shè)低壓總開關(guān)(40018)及檢漏繼電器(JYB2-C)。該組用電負(fù)荷分配如下：己四總機巷二部(3X40KW)、-320充電房及照明(2X90A+4KVA)。5#高爆開關(guān)引向己四軌道絞車房配電點。3#高爆開關(guān)引向采區(qū)。設(shè)置6#變壓器和7#變壓器(礦用隔爆型移動變壓器KSGZY)向采區(qū)供電。6#變壓器支路上設(shè)有總開關(guān)(4000、型號KBZ-40)，并設(shè)檢漏繼電器(JYB2-C)。其負(fù)荷分配如下：24070機巷轉(zhuǎn)載機(2X40KW)、24070機巷運輸機(24X40KW)。7#變壓器支路上設(shè)有總開關(guān)(4001、型號KBZ-40)，并設(shè)檢漏繼電器(JYB-C)。其負(fù)荷分配如下：采煤機(150KW)、運輸機(220KW)泵站(2X75KW)。圖31 井下供電系統(tǒng)圖第四章 負(fù)荷統(tǒng)計與變壓器的選擇4.1 需用系數(shù)法統(tǒng)計負(fù)荷由于采區(qū)變電所的負(fù)荷比較多，現(xiàn)將各變壓器的配電干線負(fù)荷列表如下：表4.3 井下高壓負(fù)荷的計算將變壓器二次側(cè)低壓計算負(fù)荷與變壓器的電力損耗相加求出變壓器一次側(cè)的高壓負(fù)荷，然后將各高壓負(fù)荷匯總后求出總負(fù)荷。1)變壓器的有功功率損耗由兩部分組成：一部分為鐵損;一部分為銅損。變壓器的銅損與變壓器的負(fù)荷率的平方成正比，計算公式如下：Pt=Pi.t+Pn.t2式中Pt：變壓器的有功功率的損耗，kw;Pi.t：變壓器在額定電壓時的空載損耗，kw;Pn.t：變壓器在額定負(fù)荷時的短路損耗，kw;：變壓器的負(fù)荷率，它等于變壓器的實際負(fù)荷容量與其額定容量的比值。2)變壓器的無功功率損耗也由兩部分組成：一部分是變壓器空載時的無功功率損耗;一部分是變壓器帶負(fù)荷時的無功功率損耗。計算公式如下：Qt=Qi.t+Qn.t2=I0%/100Sn.t+us%/100Sn.t2式中Qt：變壓器的無功功率損耗，kw;表44變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)Qi.t：變壓器空載的無功功率損耗，kw;Qn.t：變壓器額定負(fù)荷時的無功功率損耗，kw; I0%：變壓器的空載電流百分?jǐn)?shù);us%：變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)，即阻抗電壓;Sn.t：變壓器的額定容量，kw。各變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)查、。計算采區(qū)變電所各變壓器的電力損耗。采區(qū)變電所各變壓器高壓側(cè)計算負(fù)荷：P(高)=P(低)+Pt;Q(高)=Q(低)+Qt;4.3 井下高壓負(fù)荷的計算將變壓器二次側(cè)低壓計算負(fù)荷與變壓器的電力損耗相加求出變壓器一次側(cè)的高壓負(fù)荷，然后將各高壓負(fù)荷匯總后求出總負(fù)荷。1)變壓器的有功功率損耗由兩部分組成：一部分為鐵損;一部分為銅損。變壓器的銅損與變壓器的負(fù)荷率的平方成正比，計算公式如下：Pt=Pi.t+Pn.t2式中Pt：變壓器的有功功率的損耗，kw;Pi.t：變壓器在額定電壓時的空載損耗，kw;Pn.t：變壓器在額定負(fù)荷時的短路損耗，kw;：變壓器的負(fù)荷率，它等于變壓器的實際負(fù)荷容量與其額定容量的比值。2)變壓器的無功功率損耗也由兩部分組成：一部分是變壓器空載時的無功功率損耗;一部分是變壓器帶負(fù)荷時的無功功率損耗。計算公式如下：Qt=Qi.t+Qn.t2=I0%/100Sn.t+us%/100Sn.t2式中Qt：變壓器的無功功率損耗，kw;表44變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)Qi.t：變壓器空載的無功功率損耗，kw;Qn.t：變壓器額定負(fù)荷時的無功功率損耗，kw;I0%：變壓器的空載電流百分?jǐn)?shù);us%：變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)，即阻抗電壓;Sn.t：變壓器的額定容量，kw。各變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)查、。計算采區(qū)變電所各變壓器的電力損耗。采區(qū)變電所各變壓器高壓側(cè)計算負(fù)荷：P(高)=P(低)+Pt;Q(高)=Q(低)+Qt;第五章 電纜的選擇5.1 低壓電纜的選擇5.1.1 低壓電纜型號的選擇電纜的型號主要根據(jù)其電壓等級、用途和敷設(shè)場所等條件來決定。煤礦井下所選的型號必須符合煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。礦用低壓電纜的型號，一般按下列原則確定：(1)從啟動器到電動機的電纜一律采用不延燃橡套電纜。(2)固定敷設(shè)的應(yīng)采用鎧裝鉛包紙絕緣電纜或鎧裝聚氯乙烯絕緣電纜，也可采用不延燃橡套電纜。(3)采區(qū)低壓電纜嚴(yán)禁采用鋁芯。(4)電纜應(yīng)帶有供保護(hù)接地用的足夠截面的導(dǎo)體。(5)固定敷設(shè)的照明，通信和控制用電纜，應(yīng)采用鎧裝電纜、不延燃橡套電纜或礦用塑料電纜;對于半固定敷設(shè)的電纜，為了移動方便一般選用不延燃橡套電纜。5.1.2 電纜的芯線數(shù)目的確定(1)動力用的紙絕緣鎧裝電纜選三芯電纜。(2)動力用的橡套電纜，當(dāng)控制按鈕不在工作機械上時，一般采用四芯電纜。(3)信號電纜芯線根數(shù)要按控制、信號、通訊系統(tǒng)的需要決定，并留有備用芯線。(4)電纜的接地芯線除用作監(jiān)測接地回路外，不得作其他用途。5.1.3電纜長度的確定由于電纜有一定柔性，敷設(shè)時會出現(xiàn)彎曲，所以電纜的實際長度L應(yīng)按其公式計算。即L=KinLto (5-1)式中 Lin-電纜敷設(shè)路徑的長度，mKto-電纜增長系數(shù)，橡套電纜取1.1，鎧裝電纜取1.05。5.1.4 低壓電纜主芯線截面的選擇選擇低壓電纜主芯線的截面時，從啟動器到采掘運設(shè)備的支線電纜，一般按機械強度初選，按允許持續(xù)電流效驗后確定。選擇干線電纜主芯線截面時，如果干線電纜不長，應(yīng)該先按電纜的允許持續(xù)電流初選;當(dāng)干線電流較長時，應(yīng)先按正常時的允許電壓初選;然后再其他條件效核。5.2 高壓電纜的選擇5.2.1 高壓電纜型號的確定高壓電纜的型號應(yīng)按以下原則確定：(1)固定敷設(shè)的敷設(shè)電纜應(yīng)選用鎧裝電纜。(2)中央變電所至采區(qū)變電所的電纜可采用鋁芯電纜，其他地點必須采用銅芯電纜。(3)移動變電站必須采用監(jiān)視型屏蔽電纜。(4)井下嚴(yán)禁使用鋁包電纜。(5)電纜應(yīng)帶有供保護(hù)接地用的足夠的截面的導(dǎo)體。5.2.2 高壓電纜芯數(shù)的確定鉛包鎧裝電力電纜可采用三芯，沒有鉛包及鎧裝層的電力電纜最少應(yīng)為四芯電纜。5.2.3 高壓電纜長度的確定其長度按式(5-1)計算電纜中間有接頭時，應(yīng)在電纜的兩頭各留8m10m的裕量。5.2.4高壓電纜主芯線截面的選擇高壓電纜主芯線截面應(yīng)按下述條件進(jìn)行選擇：(1)按正常工作時的經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。其他線路電纜的選擇方法大致相同，都不再一一計算了。電網(wǎng)的電壓損失包括變壓器的電壓損失和線路的電壓損失兩部分。計算電壓損失時，均看成是一個電阻和電感的串聯(lián)電路。計算該段線路的電壓損失：本級電網(wǎng)的允許電壓損失減去其他線路的電壓損失減去變壓器的電壓損失。第六章 短路電流的計算為了選擇和效驗井下高、低壓電氣設(shè)備和電纜，需計算通過該設(shè)備的最大三相短路電流。為了整定高、低壓開關(guān)的保護(hù)裝置，需計算保護(hù)范圍內(nèi)的最小兩相短路電流。井下電網(wǎng)的短路，一般屬于遠(yuǎn)點短路，所以可視為無限大電源容量系統(tǒng)。計算短路電流時，短路點一般在變電所的母線上和電纜線路的末端。6.1 井下高壓電網(wǎng)的計算圖61 短路電流計算電路圖、等值電路圖由于井下高壓電網(wǎng)只有一個電壓等級，為了簡便采用了絕對值計算法。已知十礦井底中央變電所的短路容量為120MVA。繪制短路電流計算電路圖和等值電路圖。求出，S1點的三相短路電流周期分量有效值：I(3)S1=2.48KA三相次暫態(tài)短路電流和短路穩(wěn)態(tài)電流：I(3)=I(3)Ss=I(3)S1=2.48KA三相短路沖擊電流及沖擊電流有效值：i(3)im=2.55I(3)=5.58KAI(3)im=1.52I(3)=3.77KA三相短路容量：S(3)S1=27.06MVAS2點的三相短路電流周期分量有效值：I(3)S2=1.85KA三相次暫態(tài)短路電流和短路穩(wěn)態(tài)電流：I(3)=I(3)Ss=I(3)S2=1.85KA三相短路沖擊電流及沖擊電流有效值：i(3)im=2.55I(3)=4.72KAI(3)im=1.52I(3)=2.81KA三相短路容量：S(3)S2=20.186MVAS3點的三相短路電流周期分量有效值：I(3)S3=1.7KA三相次暫態(tài)短路電流和短路穩(wěn)態(tài)電流：I(3)=I(3)Ss=I(3)S3=1.7KA三相短路沖擊電流及沖擊電流有效值：i(3)im=2.55I(3)=4.33KAI(3)im=1.52I(3)=2.584KA三相短路容量：S(3)S3=18.55MVA6.2 井下低壓電網(wǎng)計算短路電流低壓電纜電阻值相對電抗值較大，電阻值不允許忽略。母線、自動饋電開關(guān)的過流線圈、開關(guān)觸電電阻均可不計。電纜線路中的電容可不考慮。對于千伏級低壓電網(wǎng)，高壓側(cè)阻抗一般不應(yīng)忽略。井下低壓電網(wǎng)短路電纜的計算有公式法和圖表法兩種。其中，圖表法計算簡單、方便、省時，易采用。繪制井下低壓電網(wǎng)短路計算圖：圖62 井下低壓電網(wǎng)短路計算圖第七章 電氣設(shè)備的選擇7.1 按使用場所選擇電氣設(shè)備的類型井下電氣設(shè)備類型的選擇應(yīng)符合煤礦安全規(guī)程的規(guī)定。十礦屬于高瓦斯礦井，對于高、低壓電機和電氣設(shè)備、照明燈具、通訊、自動化裝置在瓦斯噴出的區(qū)域采用礦用隔爆型。井底車場、總進(jìn)風(fēng)巷的高、低壓電機電氣設(shè)備可采用礦用一般型?？偦仫L(fēng)巷、采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、采區(qū)回風(fēng)巷及工作面必須采用礦用隔爆型電氣設(shè)備。7.2 高壓配電箱的選擇根據(jù)額定電壓選擇時，所選電氣設(shè)備的額定電壓應(yīng)不低于所在電網(wǎng)的額定電壓。電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于通過它的最大長時工作電流。還有根據(jù)開關(guān)電氣斷流能力和電氣設(shè)備的短路穩(wěn)定性來根據(jù)本礦的實際情況，選擇GFW-1礦用一般型高壓配電箱和礦用隔爆型高壓真空配電箱BGP6-6型。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：型號額定電壓/KV最高工作電壓/KV額定電流/A額定斷流容量/MAV額定斷開電流/KA極限通過電流/KA(峰值/有效值)熱穩(wěn)定電流/KA保護(hù)裝置種類斷路器類型操作機構(gòu)布置方式外形尺寸/m長寬高GFW-166.94001009.725/156(10s)過載、短路、失壓多油CS靠墻11.152.33666.94001001025/1510(2s)過載、短路、 失壓、監(jiān)視、過壓固有分?jǐn)鄷r間/S1.1581.3561.3440.2表71 GFW-1高壓配電箱、高壓真空配電箱BGP6-6型技術(shù)數(shù)據(jù)7.3 低壓電氣設(shè)備的選擇關(guān)選擇低壓電氣設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于所在電網(wǎng)的額定電壓。電氣設(shè)備的額定電流不小于其所控制線路的最大長時工作電流;開設(shè)備的極限分?jǐn)嚯娏鲬?yīng)不小于通過該設(shè)備的最大三相短路電流。選擇時所用公式與高壓配電箱相同。低壓電氣設(shè)備的型號、技術(shù)數(shù)據(jù)列表如下：7.3 低壓電氣設(shè)備的選擇關(guān)選擇低壓電氣設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于所在電網(wǎng)的額定電壓。電氣設(shè)備的額定電流不小于其所控制線路的最大長時工作電流;開設(shè)備的極限分?jǐn)嚯娏鲬?yīng)不小于通過該設(shè)備的最大三相短路電流。選擇時所用公式與高壓配電箱相同。低壓電氣設(shè)備的型號、技術(shù)數(shù)據(jù)列表如下：編號型號額定電壓/V額定電流/A最大分?jǐn)嗄芰?KA全部分?jǐn)鄷r間/s電纜外徑/mm保護(hù)裝置種類開關(guān)類型質(zhì)量/kg外形尺寸/mm長寬高動力控制202DW80-200660/3802007/155222短路、(漏電)空氣620490780203DW80-315315205206207KBZ-400/11401140/6604007.50.03323714.521過載、短路、欠壓(漏 電)真空190700480420102104106107表72 礦用隔爆型電開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)編號型號額定電壓/V額定電流/A通斷能力/A極限分?jǐn)嗄芰?A控制電動機最大功率/KW電纜外徑/mm保護(hù)裝置種類開關(guān)類型質(zhì)量/kg外形尺寸/mm動力控制長寬高660V1140V201QC83-225660225200045001504519真空150680515765204101FYQC-300G1140,66030024004500230400過載,短路,失壓,漏電,漏電閉鎖,程控,聯(lián)控真空500996750835103105表73 礦用隔爆型磁力啟動器技術(shù)數(shù)據(jù)注：QC83-225隔爆型磁力啟動器的保護(hù)裝置種類：JR9：過載、失壓、短路。JDB：過載、失壓、短路、斷相、漏電閉鎖、聯(lián)控。檢漏繼電器的選擇根據(jù)電網(wǎng)的額定電壓選擇即可。選擇型號為：JY82和JJKB30。第八章 保護(hù)裝置的整定計算8.1 井下對保護(hù)裝置的要求為了可靠地切除短路故障，應(yīng)設(shè)有后備保護(hù)。在井下供電系統(tǒng)中，一般都以前一級線路始端的短路保護(hù)作為后備保護(hù)。在煤礦井下按防火的要求，采用瞬時動作的短路保護(hù)裝置。短路保護(hù)裝置還應(yīng)有足夠的靈敏度，以便將短路故障迅速可靠地切除。所以井下對短路保護(hù)裝置的要求主要是可靠性、