[能源化工]煤礦井下供電技術畢業(yè)論文

1、1 煤礦井下供電技術 畢 業(yè) 設 計 2 目 錄 第一章第一章 緒論緒論 .1 1 1. .1礦井基本概況.1 1.1.1 交通位置 .1 1.1.2 地形地勢 .1 1.1.3 氣象、地震.1 1.1.4 礦區(qū)水、電源.1 1.1.5 地層、地質(zhì)構造.2 1.1.6 煤層、煤質(zhì).2 1.1.7 儲量.6 1.21.2 礦井生產(chǎn)概況礦井生產(chǎn)概況.7 7 1.2.1 十礦現(xiàn)生產(chǎn)狀況.8 1.2.2 礦井通風現(xiàn)狀 .8 1.2.3 地面生產(chǎn)系統(tǒng) .8 第二章第二章 井下變電所配電點位置的確定井下變電所配電點位置的確定 .9 9 2.1 井下中央變電所位置的確定.9 2.2 采區(qū)變電所位置的確定.9

2、 2.3 移動變電所位置的確定.9 2.4 工作面配電點位置的確定.9 第三章第三章 井下供電系統(tǒng)的確定井下供電系統(tǒng)的確定 .1 10 0 3.1 井下電壓等級的確定.10 3.2 井下中央變電所的擬定.10 3.2.1 高壓供電系統(tǒng)的擬定.10 3.2.2 低壓供電系統(tǒng)的擬定.10 3.3 己四采區(qū)變電所供電系統(tǒng)的擬定.11 3.3.1 高壓供電系統(tǒng)的擬定.11 3.3.2 低壓供電系統(tǒng)的擬定.11 第四章 負荷統(tǒng)計與變壓器的選擇負荷統(tǒng)計與變壓器的選擇 .1 13 3 3 4.1 需用系數(shù)法統(tǒng)計負荷.14 4.2 變壓器的選擇.17 4.2.1 采區(qū)變電所變壓器的選擇：.17 4.2.2 中

3、央變電所變壓器的選擇：.17 4.3 井下高壓負荷的計算.18 第五章第五章 電纜的選擇電纜的選擇 .2 21 1 5.1 低壓電纜的選擇.21 5.1.1 低壓電纜型號的選擇.21 5.1.2 電纜的芯線數(shù)目的確定.21 5.1.3 電纜長度的確定 .21 5.1.4 低壓電纜主芯線截面的選擇.22 5.2 高壓電纜的選擇.22 5.2.1 高壓電纜型號的確定.22 5.2.2 高壓電纜芯數(shù)的確定.22 5.2.3 高壓電纜長度的確定.22 5.2.4 高壓電纜主芯線截面的選擇 .23 第六章第六章 短路電流的計算短路電流的計算 .2 25 5 6.1 井下高壓電網(wǎng)的計算.25 6.2 井下

4、低壓電網(wǎng)計算短路電流.26 第七章第七章 電氣設備的選擇電氣設備的選擇 .2929 7.1 按使用場所選擇電氣設備的類型.29 7.2 高壓配電箱的選擇.30 7.3 低壓電氣設備的選擇.30 第八章第八章 保護裝置的整定計算保護裝置的整定計算 .3 32 2 8.1 井下對保護裝置的要求.32 8.2 低壓系統(tǒng)保護裝置的整定計算.32 8.2.1 低壓熔斷器的選擇.32 8.2.2 繼電器及電子保護裝置的整定計算.32 4 8.3 高壓配電箱保護裝置的整定計算.34 第第九九章章 井下保護接地系統(tǒng)井下保護接地系統(tǒng) .3 35 5 9.1 井下保護接地系統(tǒng)的裝設原則.36 9.2 井下對保護接

5、地裝置的要求.36 9.3 保護接地裝置的安裝和連接.36 9.4 對接地電阻的要求和降阻措施.37 9.4.1 對接地電阻的要求.37 9.4.2 降低降低電阻的措施.37 第第十十章章 變電所硐室及設備布置變電所硐室及設備布置 .3 38 8 10.1 井下中央變電所硐室.38 10.1.1 對硐室的要求.38 10.1.2 對設備布置的要求.38 第第十一十一章章 井下照明設計井下照明設計 .4040 11.1 照明設計的原則與要求.40 11.2 照明光源、燈具的選擇與布置.40 11.2.1 照明光源與燈具的選擇.40 11.2.2 燈具的布置.41 11.3 照度的計算.41 11

6、.4 照明供電系統(tǒng)的擬定.41 11.4.1 照明供電電壓.42 11.4.2 照明供電方式.42 11.5 照明附屬設備的選擇 .42 總 結 .43 致 謝 .44 參考文獻 .45 5 前前 言言 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。所有的設計 方案都要以煤礦安全規(guī)程、煤礦井下供電設計規(guī)范、煤礦電工 手冊等為準則

7、。 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，所以在設計的同時，除了滿足對供電的基本要求外，還應當注意 電氣設備的選擇，（采用煤礦專用設備）電氣保護裝置等等。 總之，所有的供電系統(tǒng)都是以井下安全生產(chǎn)所服務為目的。設計一套 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。 6 第一章第一章 概況概況 1.11.1礦井基本概況礦井基本概況 1.1.11.1.1 交通位置交通位置 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

8、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。 1.1.21.1.2 地形地勢地形地勢 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，山的相對標高為360m460m，平原 +80+100m。 1.1.31.1.3 氣象、地震氣象、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 226

9、9.2mm，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。常年風向多為北西和北東，以北西風的風速最大，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)。 1.1.41.1.4 礦區(qū)水、電源礦區(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 7 巖含水層，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

10、和 35kv 系統(tǒng)以及平煤集團公司所轄的謝莊 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，另一座位于北翼風井工業(yè)場地內(nèi)，稱北翼風井 6kv 變電所。 礦井電源取自于北翼風井工業(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（平八礦西風井）35kv 站，當主送線路故障時，備用電源可通過裝置自動投 入。 月臺變電站屬礦務局供電公司管轄，其 6kv 系統(tǒng)為單母線

11、分段接線，兩段母 線分別向北風井工業(yè)場地內(nèi)的提升絞車、空壓機、扇風機、北風井變電所、 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。 1.1.51.1.5 地層地層、地質(zhì)構造地質(zhì)構造 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?沉積。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)的主體構造為一寬緩的復式向斜，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

12、向斜南翼，處于、二級構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)構造簡單，褶曲、斷層不發(fā)育。 8 1.1.61.1.6 煤層、煤質(zhì)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

13、板標高為-520-750m，丁5、丁6煤層結構穩(wěn)定，被十礦 稱為“四煤三矸”結構。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、

14、戊10、 戊11?？刹晌旖M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.

15、3m 左右，僅個別地方達 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 9 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)r 820m， 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

16、25 勘探線以東合層，煤厚在 3.5m 左右，局部可達 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

17、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。 煤層 名稱 灰分 （%） 揮發(fā)分 （%） 水分 （%） s （%） 發(fā)熱量 （kj/kg） 工 業(yè) 牌 號 丁531.0034.951.170.3522.131/3jm 丁622.1634.431.400.3626.671/3jm 戊827.1134.401.170.3424.23fm1/3jm 戊9-1025.0633.971.160.3426.861/3jm 己1518.7027.030.900.4928.14fm1/3jm 己16-1713.8430.510.8

18、90.4430.951/3jm 表 11 煤質(zhì)特征表 10 表 12 可采煤層特征表 煤 層 名 稱 煤層厚度 （m） 傾角 （度） 穩(wěn) 定 性 硬 度 夾矸 （厚 m） 層 間 距 （m ） 容重 （t/m3 ） 頂 板 巖 性 底 板 巖 性 丁5 0.551.85 1.0 617 穩(wěn)定 局部 可采 中 硬 少數(shù) 1 層 炭質(zhì)泥巖 10 深灰 色泥 巖、 砂質(zhì) 泥巖 深灰色 泥巖 丁6 1.093.64 2.01 617 穩(wěn)定 偶含 14 層 00.26m 炭質(zhì)泥巖 80 深色 泥巖、 砂質(zhì) 泥巖 深灰色 泥巖， 炭質(zhì)泥 巖 戊8 0.551.85 1.93 617 穩(wěn)定 含矸層 10.0

19、50. 3m 泥巖 0.6 18 .5 深灰 色砂 質(zhì)泥 巖， 泥巖 深灰色 泥巖 戊9 0.383.81 1.37 617穩(wěn)定 0.6 16 砂質(zhì) 泥巖， 泥巖 泥巖 戊10 0.74.15 2.42 617穩(wěn)定 中 硬 08. 76 致密 泥巖 深灰根 土泥巖 戊9- 10 5.817.70 6.23 617穩(wěn)定 中 硬 157 泥巖， 砂質(zhì) 泥巖， 砂巖 灰色泥 巖，砂 質(zhì)泥巖 己15 0.551.85 1.40 617穩(wěn)定 中 硬 1.9 10 泥巖， 砂質(zhì) 泥巖， 細砂 巖 灰色粒 土泥巖 己16 0.754.84 1.26 617穩(wěn)定軟 0.6 9.0 深灰 色砂 質(zhì)泥 巖 深灰根

20、 土泥巖 己17 0.82.56 1.26 617穩(wěn)定軟 含矸 1 層 0.050.6 m 泥巖 1.4 炭質(zhì) 泥巖 深灰色 砂質(zhì)泥 巖 11 1.1.71.1.7 儲量儲量 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)平煤集團公司關于對十礦三水平地質(zhì)說明書的批復，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

21、:4970.6 萬 t。工業(yè)儲量 9821.43 萬 t，可采儲量 7921.5 萬 t。 單位：萬噸 煤層工業(yè)儲量a+b可采儲量合計 己15-16 1444.71444.71083.5 己17 1666.01637.91492.9 己16 601.4464.3511.1 己15 1054.6809.2843.7 戊11 356.3356.3285.1 戊10 2370.32070.31896.3 戊9 1018.11018.1865.5 丁5 528.5528.5449.1 丁6 581.5518.5494.3 合計 9821.46777.57921.57921.5 表 13 儲量匯總表 1

22、2 1.21.2 礦井生產(chǎn)概況礦井生產(chǎn)概況 1.2.11.2.1 十礦現(xiàn)生產(chǎn)狀況十礦現(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）北翼進風井：核定能力 180 萬 t/a （3）大皮帶斜井主要擔負井下工作人員上下

23、。 目前礦井二水平輔助運輸和人員上下主要通過北翼進風井，大皮帶斜井完成。 1.2.21.2.2 礦井通風現(xiàn)狀礦井通風現(xiàn)狀 礦井采用分區(qū)通風系統(tǒng)，其中 4 號風井（己二風井）主要為己二采區(qū)服務， 6 號風井（戊三風井）主要為北翼東區(qū)戊組服務，7 號風井（丁三風井）主要為 戊七采區(qū)服務（已報廢），8 號風井（北翼風井）主要為北翼中區(qū)服務，己四風 井主要為己四采區(qū)服務。目前礦井總進風量 20310m3/min，礦井總回風量 20836m3/min。按通風能力核定生產(chǎn)能力 210 萬 t/a，但實際風量分配不均，主要 為 8 號風井負壓嚴重超限（3800pa），嚴重制約了現(xiàn)有生產(chǎn)采區(qū)生產(chǎn)和未來三水 平

24、建設。 1.2.31.2.3 地面生產(chǎn)系統(tǒng)地面生產(chǎn)系統(tǒng) 13 （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

25、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) 北二進風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

26、風井提升至地面。 其排放系統(tǒng)為：由北一進風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（即北一風井排矸系統(tǒng)）。 14 第第二二章章 井下變電所配電點位置的確定井下變電所配電點位置的確定 2.12.1 井下中央變電所位置的確定井下中央變電所位置的確定 由于礦務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)也較為龐大及復雜，且重要的部分在-320 水平面。本設計以-320 中央變 電所為例。 -320 井下中央變電所位置設在-320 井底車場靠近副井井底 ，靠近負荷中 心，并與中央水泵房相鄰。變電所的通風良好，地質(zhì)條件好。 2.2

27、2.2 采區(qū)變電所位置的確定采區(qū)變電所位置的確定 十礦-320 采區(qū)變電所較多，本設計以己四上部采區(qū)變電所為例。 己四采區(qū)變電所位置設在負載中心，以便減少底壓線路長度和電壓損失， 保證采區(qū)設備的供電質(zhì)量。其地質(zhì)條件好，頂?shù)装宸€(wěn)定。變電所內(nèi)通風良好。 2.32.3 移動變電所位置的確定移動變電所位置的確定 移動變電站設在距工作面 100m150m 的巷道中。當下一個工作面尚未 開采，而其回風巷已經(jīng)掘進完畢，可將上工作面的移動變電站設置在下一個工 作面的回風巷內(nèi)，經(jīng)過聯(lián)絡巷、運輸巷向上工作面供電。 2.42.4 工作面配電點位置的確定工作面配電點位置的確定 回采工作面配電點設在工作面 50m70m

28、 處的巷道中；掘進工作面配電點設 在掘進頭 80m100m，配電點至掘進設備的電纜長度不超過 100m。在電纜分叉設 有配電點，此配電點在巷道交匯處附近。壓入式局部扇風機和啟動裝置安裝在進 風巷道中。 15 第第三三章章 井下供電系統(tǒng)的確定井下供電系統(tǒng)的確定 3.13.1 井下電壓等級的確定井下電壓等級的確定 1.井下高壓為 6kv 2.低壓為 1140v、660v，固定照明為 127v 3.23.2 井下中央變電所的擬定井下中央變電所的擬定 3.2.13.2.1 高壓供電系統(tǒng)的擬定高壓供電系統(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。當其中任一回路停止供電時

29、，其余回 路可以擔負全負荷供電。 -320 中央變電所的高壓母線采用單母線分段。各段母線之間設置分段聯(lián) 絡開關，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。“己四中部、己四上部” 采用雙回路供電。 6#配電盤引向中區(qū)戊軌絞車房配電點。 3.2.23.2.2 低壓供電系統(tǒng)的擬定低壓供電系統(tǒng)的擬定 由于井底水泵、硅整流需用雙回路，特設兩臺變壓器接在 8#、5#配電盤。 當其中一臺停止供電

30、時，另一臺擔負排水、生產(chǎn)、照明等全部用電。兩臺變壓 器的低壓側(cè)設有低壓總開關（35235、35270），并設檢漏繼電器。 低壓側(cè)的用電負荷分配如下： 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。 16 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（35334）控制。 3.33.3 己四采區(qū)變電所供電系統(tǒng)的擬定己四采區(qū)變電所供電系統(tǒng)的擬定 3.3.13.3.1 高壓供電系統(tǒng)的擬定高壓供電系統(tǒng)的擬定 由于己四采區(qū)是綜合機械化采煤且有排水設備，需采用雙電源近線。兩回 路電源同時供電，母線分段并

31、設聯(lián)絡開關，正常分列運行。 3.3.23.3.2 低壓供電系統(tǒng)的擬定低壓供電系統(tǒng)的擬定 采區(qū)內(nèi)的用電設備根據(jù)電壓等級、生產(chǎn)環(huán)節(jié)和安裝地點的不同進行了分組， 各組分開供電。分組供電還考慮到用電負荷的大小、巷道布置情況和電纜敷設 的線路等等。各組用電負荷分配情況如下： 4#高爆開關引向 24060 風巷配電點。 6#高爆開關通過 1#變壓器（礦用隔爆型干式變壓器 kbsg）供電，并設低 壓總開關（35560）及檢漏繼電器（jyb2-a）。該組用電負荷分配如下：己四 運輸機檢修通道（28kw）、24060 風巷（2x30kw），另外備用一臺。 8#高爆開關由 2#變電所（礦用隔爆型干式變壓器 kbs

32、g）通過開關 （40008）向己四總機巷四部供電（4x40kw）。 10#高爆開關由 3#變電所（礦用隔爆型干式變壓器 kbsg）通過開關 （40010）向己四總機巷三部供電（4x40kw），并設檢漏繼電器（jyb2-c）。 9#高爆開關通過 4#變壓器（礦用隔爆型干式變壓器 kbsg）供電，并設低 壓總開關（35571）及檢漏繼電器（jyb2-a）。該組用電負荷分配如下：己四 運輸機檢修通道（28kw）、24060 風巷（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）、24

33、060 風巷配電點監(jiān)測電源（0.5kw）、變 電所室內(nèi)照明（4kva+20w）。 7#高爆開關通過 5#變壓器（礦用隔爆型干式變壓器 kbsg）供電，并設低 17 壓總開關（40018）及檢漏繼電器（jyb2-c）。該組用電負荷分配如下：己四 總機巷二部（3x40kw）、-320 充電房及照明（2x90a+4kva）。 5#高爆開關引向己四軌道絞車房配電點。 3#高爆開關引向采區(qū)。設置 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#變壓器支路上設有總開關（4000、型號 kbz-40)，并 設檢漏繼電器（jyb2-c）。其負荷分配如下：24070 機巷轉(zhuǎn)載機（2

34、x40kw）、 24070 機巷運輸機（24x40kw）。7#變壓器支路上設有總開關（4001、型號 kbz-40），并設檢漏繼電器（jyb-c）。其負荷分配如下：采煤機（150kw）、 運輸機（220kw）泵站（2x75kw）。 圖 31 井下供電系統(tǒng)圖 18 第第四四章章 負荷統(tǒng)計與變壓器的選擇負荷統(tǒng)計與變壓器的選擇 4.14.1 需用系數(shù)法統(tǒng)計負荷需用系數(shù)法統(tǒng)計負荷 由于采區(qū)變電所的負荷比較多，現(xiàn)將各變壓器的配電干線負荷列表如 下：表 19 設備臺數(shù)設備容量/kw計算負荷工作電流 a 線 路 號 負荷名稱 安裝 臺數(shù) 工作 臺數(shù) 安裝 容量 工作 容量 額定 電壓 v 需用 系數(shù) kde

35、 功率 因數(shù) cos tan 有功功 率 kw 無功功 率 kvar 視在功 率 kva 額定實際 24060 風巷 226060660v0.80.80.648 28.855.98 6948.9 運輸機檢修通 道 112828660v0.80.80.622.4 13.4426.12 3222.85 24070 風巷掘 進機 11145145660v0.70.71.02101.5 103.53145166.7 145.8 6# 干線負荷 233233171.9 145.77 227.1267.7217.5 8# 總機巷四部 44160160660v0.70.71.02112 114.24 160

36、184140 10# 總機巷三部 44160160660v0.70.71.02112 114.24 160184140 24060 風巷 226060660v0.80.80.648 28.855.98 6948.9 運輸機檢修通 道（備） 1128kw28kw 660v0.80.80.622.4 13.44 26.123222.85 24070 風巷 226060660v0.80.80.648 28.8 55.986948.9 -320 水倉水泵 1130kw30kw 660v0.85 0.80.625.515.329.734.526 南大巷照明4kva 24020 機巷 3312012066

37、0v0.70.71.0284 85.68 120138105 -320 新充電房 44 90 90 變電所水泵 115kw5kw 660v0.85 0.80.642.44.665.754.1 風巷配電點監(jiān) 測電源 0.5kw 0.5 變電所室內(nèi)照 明 4kva 9# 干線負荷 303303232.4 174.42 300.94 438.3345.7 總機巷二部 33120120660v0.70.71.0284 85.68 120138105 -320 充電房及 照明 224kva90a90 7# 干線負荷 1201208485.68124228195 轉(zhuǎn)載機 228080660v0.70.71

38、.0256 57.12 809270 機巷運輸機 44160160660v0.70.71.02112 114.24 160181140 干線負荷 240240168 171.36 240273210 采煤機11 150kw150kw 1140v 0.70.71.02105107.1 149.98 100.5 76 運輸機 11 220kw220kw 1140v 0.70.71.02154 157.08 157.08 14779.5 泵站 2115075kw 1140v0.80.80.6603669.9750.2535.4 3# 干線負荷 520445319 300.18 377.03 297.

39、8 191 20 己四采區(qū)變電所的總負荷統(tǒng)計： 表 42 己四采區(qū)變電所的總負荷統(tǒng)計 注：備用設備沒有計入。ks=ksp=ksq=1。 320 中央變電所負荷統(tǒng)計： 設備臺數(shù)設備容量 /kw 計算負荷工作電流/a 線 路 號 負荷名稱 安裝 臺數(shù) 工作 臺數(shù) 安裝 容量 工作 容量 額定電 壓/v 需用 系數(shù) kde 功率 因數(shù) cos tan 有功 功率 kw 無功功 率 kvar 視在功 率 kva 額定實際 6# 干線負荷 233233171.9 145.77 227.1267.7 217.55 8# 總機巷四部 44160160660v0.70.71.02112 114.24 1601

40、84140 10# 總機巷三部 44160160660v0.70.71.02112 114.24 160184140 9# 干線負荷 155155114 103.38162178.3 113.2 7# 干線負荷 1201208485.68124228195 干線負荷 240240168 171.36 2402732103# 干線負荷 520445319 300.18 377.03 297.8 191 5# 軌道絞車房 21500250660v0.70.71.02175 178.5254287.5 222.2 4# 24060 風巷配 電點 155114 103.38162178.3 113.2

41、 負荷總計 1918 1369.9 1316.7 1866.1 1878 1352.2 計算總負荷 19181370 1316.7 1866.1 22 設備臺數(shù) 設備容量 /kw 計算負荷 線 路 號 負荷名稱 安裝 臺數(shù) 工作 臺數(shù) 安裝 容量 工作 容量 額定 電壓 /v 需用系 數(shù) kde 功率 因數(shù) cos tan 有功功 率 kw 無功功 率 kvar 視在功 率 kva 計算 電流 4# 1#泵 1168068060000.850.80.6578 346.8674 64.86 6# 中區(qū)戊軌絞車 房 215002506600.70.71.02175 178.5 254222.2 2

42、#硅整流4490 井底水泵 1175756600.80.80.663.7538.2574.3465 8# 干線負荷 757563.75 38.2582.34 155 己四中部變電 所 2# 23101820 17702255 1973 南石門變電所 19801410 13781980 1732 東區(qū)戊軌下山 變電所 3220 284528043994 3494 己四上部變電 所 2# 19181370 1316.7 1866.1 1352 10 # 干線負荷 94287445 7268.7 10095 8551 9# 通排一回路變 電所 18881290 12401789 1565 7# 2#

43、泵 1168068060000.850.80.6578 346.8674 64.86 4#泵 1175756600.850.80.663.75 38.2574.34 65 硅整流 1# 4490 火藥庫東西大 巷照明 4 瓦斯監(jiān)測電源 0.5 0.5 井底水泵 1175756600.80.80.663.75 38.2574.34 65 檢修泵站 1130306600.80.80.624 14.4 2824.5 5# 干線負荷 180152 91181.2 244.5 3# 3#泵 1168068060000.850.80.6578 346.8674 64.86 正常排水時總 負荷 1235 1

44、 9577 908712935 10673 最大排水時總 負荷 1386 1 10860 9857.1 14423. 6 10932 最大排水時計 算負荷 103179364.3 13933 23 4.24.2 變壓器的選擇變壓器的選擇 4.2.14.2.1 采區(qū)變電所變壓器的選擇采區(qū)變電所變壓器的選擇： 選擇了礦用隔爆型干式變壓器。由于各支路采用單變壓器供電，根據(jù) sn.t=(1.151.25)sa.c； sn.t：變壓器的額定容量，kva； sa.c：變壓器二次負荷的計算容量，kva； 各支路的變壓器分別選擇如下： 6#：sa.c227kva；選擇 kbsg-315/6 型變壓器； 8#、

45、10#：sa.c160kva；選擇 kbsg-200/6 型變壓器； 9#：sa.c300.94kva；選擇 kbsg-500/6 型變壓器； 7#：sa.c 124kva；選擇 kbsg-200/6 型變壓器； 3#：由于采面的電壓等級不同，需設兩臺變壓器分別供電； 變壓器 1：sa.c240kva；選擇 kbsgzy-315/6 礦用隔爆型移動變電站； 變壓器 2：sa.c377.03kva；選擇 kbsgzy-500/6 礦用隔爆型移動變電站； 4#：24060 風巷配電點（略）； 5#：己四絞車房配電點（略）； 各變壓器的技術數(shù)據(jù)如下： 4.2.24.2.2 中央變電所變壓器的選擇中央

46、變電所變壓器的選擇： 選擇礦用一般型變壓器。根據(jù) sn.t=（1.151.25）sa.c； 8#：sa.c82.34kva，選擇 ks7-200/6 變壓器； 5#：sa.c181.2kva，選擇 ks7-250/6 變壓器； 變壓器的技術數(shù)據(jù)如下： 24 4.34.3 井下高壓負荷的計算井下高壓負荷的計算 將變壓器二次側(cè)低壓計算負荷與變壓器的電力損耗相加求出變壓器一次側(cè) 的高壓負荷，然后將各高壓負荷匯總后求出總負荷。 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

47、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：變壓器在額定負荷時的短路損耗，kw； ：變壓器的負荷率，它等于變壓器的實際負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：變壓器額定負荷時的無功功率損耗，kw； i0%：變壓器的空載電流百分數(shù)； us%：變壓

48、器的短路電壓百分數(shù)，即阻抗電壓； sn.t：變壓器的額定容量，kw。 額定電壓 kv額定損耗 w 外形尺寸 m 型號 額定容 量 kva 高壓低壓空載 短路 阻抗 電壓 空載 電流連接組重量 t 長寬 高 ks7-200/620060.693/0.4540340042.41.031.471.051.24 ks7-250/625060.693/0.4640400042.4 y,y0 y,d11 1.151.450.911.37 25 各變壓器的技術數(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)計算負荷： p(高)p(低)pt；q(高)=q(低)+qt； s(高)= 6#

49、：p(高)p(低)pt171.1kw2.54kw173.64kw； q(高)=q(低)+qt145.77kvar14.4kvar 150.17kvar； s(高) = = = 229.569kva 同理，求出： 8#：s(高)=168.765kva； 10#：s(高)168.765kva； 9#：s(高)168.024kva； 7#：s(高)126.935kva； 3#：s1(高)252.813kva；s2(高)455.43kva； s(總)1570.301kva 注：計算采區(qū)變電所的總負荷應將 4#、5#高壓側(cè)的負荷和 s(總)相加。 計算中央變電所各變壓器的電力損耗： 求出：8#：s(高)

50、=79.42kva； 5#：s(高)=186.084kva； s(總)265.504kva； 注：計算320 中央變電所的總負荷應將各線路的總負荷相加。s(總)是 p 2高高高+ q2高高高 173.64 2高 150.172 p 2高 高 高 + q2高 高 高 26 8#、5#帶變壓器的電力損耗的總負荷。 表 45 變壓器的技術數(shù)據(jù) 額定損耗 w 負荷容量/額 定容量 線路號 變壓器型號 空載 短路 阻抗電壓 空載電 流 pt/kwqt/kvar 8#ks7-200/6540340042.40.411.936.14 5#ks7-250/6640400042.40.723.5211.18 2

51、7 第第五五章章 電纜的選擇電纜的選擇 5.15.1 低壓電纜的選擇低壓電纜的選擇 5.1.15.1.1 低壓電纜型號的選擇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）固定敷設的應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)低壓電纜嚴禁采用鋁芯。 （4）電纜應帶有供保護接地用的足夠截面的導體。 （5）固定敷設的照明，通信和控制用電纜，應采用鎧裝電纜、不延燃橡 套電纜或

52、礦用塑料電纜；對于半固定敷設的電纜，為了移動方便一般選用不延 燃橡套電纜。 5.1.25.1.2 電纜的芯線數(shù)目的確定電纜的芯線數(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。 5.1.35.1.3 電纜長度的確定電纜長度的確定 由于電纜有一定柔性，敷設時會出現(xiàn)彎曲，所以電纜的實際長度 l 應按其 公式計算。即 28 l=kinlto （5-1） 式中 lin-電纜敷設路徑的長度，

53、m kto-電纜增長系數(shù)，橡套電纜取 1.1，鎧裝電纜取 1.05。 5.1.45.1.4 低壓電纜主芯線截面的選擇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，應該先按電纜的允許持 續(xù)電流初選；當干線電流較長時，應先按正常時的允許電壓初選；然后再其他 條件效核。 5.25.2 高壓電纜的選擇高壓電纜的選擇 5.2.15.2.1 高壓電纜型號的確定高壓電纜型號的確定 高壓電纜的型號應按以下原則確定： （1）固定敷設的敷設電纜應選用鎧裝電纜。 （2）中央變電所至采

54、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）井下嚴禁使用鋁包電纜。 （5）電纜應帶有供保護接地用的足夠的截面的導體。 5.2.25.2.2 高壓電纜芯數(shù)的確定高壓電纜芯數(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為四 芯電纜。 5.2.35.2.3 高壓電纜長度的確定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，應在電纜的兩頭各留 8m10m 的裕量。 29 5.2.45.2.4 高壓電纜主芯線截面的選擇高壓電纜主芯線截面的選擇 高壓電纜主芯線截面應按下述條件進行選擇： （1）按正常工作時

55、的經(jīng)濟電流密度選擇。 （2）按允許持續(xù)電流選擇。 （3）按電纜首端的最大三相短路電流效驗其熱穩(wěn)定。 （4）按正常和故障狀態(tài)時，分別效驗電壓損失。 根據(jù)以上原則，將各種電纜的選擇結果列表如下： 表 51 電纜的選擇結果 電纜的選擇結果負荷情況選擇計算情況電纜 編號 型號 主芯線 截面 /mm2 長度 /m 負荷名 稱 ica/a im.n/ a 機械強度 要求截面 mm2 長時允許 電流/a 經(jīng)濟 截 面 mm2 電纜的電 壓損失/v 1、2 uyp-1kv-3x16+1x101613 102585 3uyp-1kv-3x25+1x162581025113 4、5 uyp-1kv-3x35+1x

56、1635600 24070 機 巷轉(zhuǎn)載 機 7513848 6uyp-1kv-3x95+1x50955 機巷轉(zhuǎn) 載機、 運輸機 242250 7uypj-3.6kv- 3x35+3x16 35150采煤機3550138 8uyp-1kv-3x16+1x101650 泵站 162585 9uyp-1kv-3x50+1x1650150 運輸機 147173 10uyp-1kv-3x95+1x509580225250 11ugsp-6kv-3x2525200 采泵運 42.819.03 12ugsp-6kv-3x35358006629.3 13uyp-1kv-3x50+1x165010140173

57、14uyp-1kv-3x70+1x3570600 機巷運 輸機 21547.7 ugsp-6kv+3x3535100 1# 2# 3# 泵 64.86 64.8664.8632.43 30 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。 31 第第六六章章 短路電流的計算短路電流的計算 為了選擇和效驗井下高、低壓電氣設備和電纜，需計算通過該設備的最大 三相短路電流。為了整定高、低壓開關的

58、保護裝置，需計算保護范圍內(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。 6.16.1 井下高壓電網(wǎng)的計算井下高壓電網(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)s12.48ka 三相短路沖擊電

59、流及沖擊電流有效值： i(3)im2.55i(3)5.58ka i(3)im=1.52i(3)3.77ka 三相短路容量： s(3)s127.06mva 32 s2 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)s21.85ka 三相短路沖擊電流及沖擊電流有效值： i(3)im2.55i(3)4.72ka i(3)im=1.52i(3)2.81ka 三相短路容量： s(3)s220.186mva s3 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(

60、3)ss=i(3)s31.7ka 三相短路沖擊電流及沖擊電流有效值： i(3)im2.55i(3)4.33ka i(3)im=1.52i(3)2.584ka 三相短路容量： s(3)s318.55mva 6.26.2 井下低壓電網(wǎng)計算短路電流井下低壓電網(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 關的過流線圈、開關觸電電阻均可不計。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： 33 圖 62 井下低壓電網(wǎng)短路