采區(qū)變電所的設(shè)計(jì)

1、引 言對(duì)于采區(qū)供電，由于煤礦供電的特殊性和井下電氣設(shè)備的工作環(huán)境惡劣，為此，對(duì)供電的布局和正確選擇電器設(shè)備，提出很高的要求，以便加強(qiáng)電器設(shè)備的維護(hù)和檢修，滿足礦井生產(chǎn)的需要。采區(qū)供電通常以相對(duì)固定的采區(qū)變電所，是通過放射式電纜網(wǎng)向用電比較集中的配電點(diǎn)供電，而為了供電的安全，通常都是要以雙回路供電，因此對(duì)于采區(qū)供電，要對(duì)采區(qū)的采高、電氣設(shè)備的選型和對(duì)電纜的選擇都是非常重要的，在確定了電氣設(shè)備后，要對(duì)各種配電開關(guān)進(jìn)行整定計(jì)算，對(duì)電纜選定后，要對(duì)它的距離進(jìn)行確定，所以對(duì)電纜支線的電壓損失和各負(fù)荷電纜的電壓損失進(jìn)行計(jì)算。對(duì)各種保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)是否合格，所以采區(qū)供電是一種復(fù)雜的供電，要經(jīng)過嚴(yán)格的選擇和供

2、電的布局，才能最終形成一個(gè)完整的采區(qū)供電。 第一章 緒論1.1 采區(qū)變電所的發(fā)展采區(qū)是井下動(dòng)力負(fù)荷集中的地方，采區(qū)供電是否安全、可靠、經(jīng)濟(jì)合理，將直接關(guān)系到人身、礦井和設(shè)備安全及采區(qū)生產(chǎn)的正常運(yùn)行。由于井下工作環(huán)境十分惡劣，因此在供電上除采取可靠的防止人身觸電危險(xiǎn)的措施外，還必須正確的選擇電器設(shè)備的類型和參數(shù)，并采取合理的供電、控制和保護(hù)系統(tǒng)，加強(qiáng)對(duì)電器設(shè)備的維護(hù)和檢修工作，確保電氣設(shè)備的安全運(yùn)行和防止井下瓦斯和煤塵爆炸。1隨著煤炭工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，采掘機(jī)械化程度越來越高，機(jī)電設(shè)備的總裝機(jī)容量和單機(jī)容量在不斷增加。以采煤機(jī)為例，從20世紀(jì)70年代初期的150kW左右，增加到了現(xiàn)在的375

3、15;2kW，目前國外采煤機(jī)單機(jī)功率已超過1000kW；綜采工作面總?cè)萘恳矎膸装偾咴黾拥?0003000kW。由于機(jī)械化程度的不斷提高，加快了工作面的推進(jìn)速度，這就要求采區(qū)走向長度加長，從而使供電距離增大，給供電帶來了新的問題。因?yàn)楣╇婋妷旱燃?jí)一定時(shí)，輸送的功率越大，電網(wǎng)的電壓損失越大，電動(dòng)機(jī)的端電壓越低，這將影響用電設(shè)備的正常工作。解決的辦法有：加大電纜截面，但有一定的限度，因?yàn)殡娎|截面過大，不便移動(dòng)和敷設(shè)，而且也不經(jīng)濟(jì)；采用移動(dòng)變電站使高壓深入到工作面順槽來縮短低壓供電距離，可是供電電壓質(zhì)量得到較大的提高；提高用電設(shè)備的等級(jí)也是一個(gè)提高電壓質(zhì)量的有效措施。目前國內(nèi)生產(chǎn)的綜采工作面電氣設(shè)備

4、電壓等級(jí)為1140V，而且還將繼續(xù)提高，現(xiàn)正研制3kV的采掘運(yùn)電氣設(shè)備，以適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要。提高電壓等級(jí)和采用移動(dòng)變電站供電不僅保證了供電質(zhì)量，而且還降低了電網(wǎng)輸電損耗。機(jī)械化程度的提高無疑帶動(dòng)了采區(qū)用電的發(fā)展，則合理的設(shè)計(jì)采區(qū)變電所也是當(dāng)前的重要任務(wù)。第二章 采區(qū)變電所位置的確定2.1 原始資料：( 1 ) 井田設(shè)計(jì)能力200萬噸/年。( 2 ) 井田內(nèi)布置方式：采區(qū)式，運(yùn)輸大巷底板巖巷。( 3 ) 礦井瓦斯等級(jí)：低等級(jí)。( 4 ) 采區(qū)煤層傾角：18°32°/26°( 5 ) 設(shè)計(jì)煤層:K2=1.762.15m/2.15m。2.2采區(qū)供電對(duì)對(duì)電能的要求2.2

5、.1電壓允許偏差 電壓偏差計(jì)算公式如下： 電壓偏差×100%電能質(zhì)量供電電壓允許偏差（GB 1232590）規(guī)定電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下，用戶受電端供電電壓允許偏差值為：（1）35KV及以上供電和對(duì)電壓有特殊要求的用戶為額定電壓的+5%5%；（2）10KV及以上高壓供電和低壓電力用戶的電壓允許偏差為用戶額定電壓的+7%7%；（3）低壓照明用戶為+5%10%。2.2.2三相電壓不平衡 根據(jù)電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)正常運(yùn)行方式下不平衡度允許值為2%，短時(shí)間不得超過4%。在采區(qū)變電所供電情況下，交流額定頻率為50HZ電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式下由于負(fù)序分量而引起的pc

6、c點(diǎn)連接點(diǎn)的電壓不平衡度能滿足規(guī)定要求。2.2.3電網(wǎng)頻率電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率允許偏差（GB/T 155431995）中規(guī)定：電力系統(tǒng)頻率偏差允許值為0.2HZ，當(dāng)系統(tǒng)容量較小時(shí)，偏差值可放寬到+5% HZ5% HZ，標(biāo)準(zhǔn)中沒有說明容量大小的界限的電網(wǎng)容量在300萬KW以上者為0.2HZ；電網(wǎng)容量在300萬KW以下者為0.5HZ。2.2.4波形正常情況下，要求電力系統(tǒng)的供電電壓（或電流）的波形為正弦波，在電能的輸送和分配過程中不應(yīng)該使波形產(chǎn)生畸變，還應(yīng)注意負(fù)荷中諧波源（裝整流裝置等）的影響，必要時(shí)采取一定措施消除諧波的影響。2.2.5供電可靠性供電可靠性是衡量電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，必須保證供

7、電的可靠性。采區(qū)變電所要便于對(duì)硐室的擴(kuò)大和設(shè)備的增加，同時(shí)便于體積較大的變壓器等設(shè)備直接通過運(yùn)輸上山運(yùn)到采區(qū)變電所硐室減少運(yùn)輸設(shè)備的費(fèi)用。在滿足費(fèi)用要求的同時(shí)還要滿足頂板堅(jiān)固，無淋水且通風(fēng)良好，保證變電所硐室內(nèi)的溫度不超過附近巷道5。根據(jù)采區(qū)巷道布置，要使采區(qū)變電所能順利的通過運(yùn)輸平巷向整個(gè)采區(qū)的負(fù)荷中心（采煤工作面）進(jìn)行供電。在回風(fēng)上山和運(yùn)輸上山聯(lián)絡(luò)巷處，低壓供電距離合理，并且不必移動(dòng)采區(qū)變電所就能對(duì)采區(qū)的采煤、掘進(jìn)及回采等進(jìn)行供電。所以把采區(qū)變電所布置在回風(fēng)上山和運(yùn)輸上山聯(lián)絡(luò)巷處。(1)變電所是采區(qū)的動(dòng)力中心，其任務(wù)是將中央變電所送的高壓電能變?yōu)榈蛪弘娔埽⒋穗娏ε渌偷讲删蚬ぷ髅姹ＷC采區(qū)

8、內(nèi)各負(fù)荷電壓不低于該設(shè)備電壓的95%。(2)附近巷道應(yīng)有軌道，便于運(yùn)輸采區(qū)變電所的大型電器設(shè)備。(3)變電所內(nèi)通風(fēng)良好，保證變電硐室溫度不超過附近巷道溫度5*C。(4)變電硐室圍巖穩(wěn)定，易于維護(hù)，防止進(jìn)水，頂?shù)装鍒?jiān)固，頂板無淋水現(xiàn)象。(5)根據(jù)采取的特殊性要求，盡可能有一個(gè)變電所想采區(qū)全部電氣設(shè)備供電。在采取內(nèi)全部生產(chǎn)期間力求減少遷移次數(shù)。2.3對(duì)采區(qū)變電硐室要求(1)采區(qū)變電硐室應(yīng)用不燃性材料支護(hù)，其通風(fēng)，防水，防火，通道等安全措施要與其中央變電所相同。(2)變壓器可與變電設(shè)備布置在同一硐室內(nèi)。(3)采區(qū)變電所的、高低壓設(shè)備一般應(yīng)分開布置在不同側(cè)。(4)檢漏繼電器應(yīng)放置在固定于硐室墻壁的支架

9、上。有備用電源線路或變壓器，以保證供電的可靠性。(5)各設(shè)備之間、設(shè)備于墻壁之間要留有維護(hù)和檢修通道，不同側(cè)面和背后檢修的的設(shè)備不留通道。(6)無值班人員的采區(qū)變電所必須關(guān)門加鎖。(7)大的變壓器等設(shè)備直接通過采區(qū)變電所要便于對(duì)硐室的擴(kuò)大和設(shè)備的增加，同時(shí)便于體積較運(yùn)輸上山運(yùn)到采區(qū)變電所硐室減少運(yùn)輸設(shè)備的費(fèi)用。在滿足費(fèi)用要求的同時(shí)還要滿足頂板堅(jiān)固，無淋水且通風(fēng)良好，保證變電所硐室內(nèi)的溫度不超過附近巷道5。2.4采區(qū)變電所位置的選擇(1)設(shè)于能向最多生產(chǎn)機(jī)械供電的負(fù)荷中心，使低壓供電距離合理，并力求減少變電所的移動(dòng)次數(shù)。（2）設(shè)于頂，底板堅(jiān)固且無淋水及通風(fēng)良好的地方，以保證變電所硐室內(nèi)的溫度不超

10、過附近巷道溫度的5°。（3）便于變電所設(shè)備運(yùn)輸 此外，采區(qū)變電所不能設(shè)在工作面的順槽中，一般設(shè)于采區(qū)與部署斜巷軌道巷之間的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)【2】。掘進(jìn)工作面的供電一般由采區(qū)變電所承擔(dān)，不易設(shè)變電所。根據(jù)采區(qū)巷道布置，要使采區(qū)變電所能順利的通過運(yùn)輸平巷向整個(gè)采區(qū)的負(fù)荷中心（采煤工作面）進(jìn)行供電。在回風(fēng)上山和運(yùn)輸上山聯(lián)絡(luò)巷處，低壓供電距離合理，并且不必移動(dòng)采區(qū)變電所就能對(duì)采區(qū)的采煤、掘進(jìn)及回采等進(jìn)行供電。所以把采區(qū)變電所布置在回風(fēng)上山和運(yùn)輸上山聯(lián)絡(luò)巷處。第三章 采區(qū)負(fù)荷的計(jì)算及變壓器容量的確定3.1 變壓器選擇注意事項(xiàng)變壓器是供電系統(tǒng)中的主要電氣設(shè)備，對(duì)供電的可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性有著重要意義。

11、如果變壓器容量選擇過大，不僅使設(shè)備投資費(fèi)用增加，而且變壓器的空載損耗也將過大，促使供電系統(tǒng)中的功率因數(shù)減??；如果變壓器容量選擇過小，在長期過負(fù)荷運(yùn)行情況下，銅損耗將增大，使線圈過熱而老化，縮短變壓器壽命,既不安全又不經(jīng)濟(jì)。3.2 臺(tái)數(shù)的確定采區(qū)變電所變壓器在一般情況下是按計(jì)算容量選設(shè)，不留備用量。其原因是為了盡力減少變電所硐室開拓量，降低供電成本。但是，若采區(qū)變電所的供電負(fù)荷中有一級(jí)負(fù)荷（如采區(qū)內(nèi)分區(qū)水泵等）時(shí)，則變壓器臺(tái)數(shù)不得少于兩臺(tái)，以便保證供電的可靠性。3.3 采區(qū)負(fù)荷的計(jì)算及變壓器容量、臺(tái)數(shù)確定本工作面采用6MG-200W型滾筒式采煤機(jī)為綜合機(jī)械化采煤，為保證供電質(zhì)量和安全，根據(jù)采區(qū)巷

12、道布置，按需用系數(shù)法計(jì)算變壓器容量和臺(tái)數(shù)。（1）、采區(qū)電壓等級(jí)為1140V變壓器容量及臺(tái)數(shù)的確定SB1 Pe Kx Kc / cospj (3-1) 984×0.58×1/0.7815KVA式中：Pe變電所供電設(shè)備額定功率之和Pe 600+264+90+30984KWKx需用系數(shù)，Kx0.40.6×300÷9840.58cospj加權(quán)平均功率因率，按綜采工作面，取0.7Kc采區(qū)重合系數(shù)，取1此變壓器所接負(fù)荷中有大量的一級(jí)負(fù)荷，所以必需選擇兩臺(tái)（或兩臺(tái)以上）變壓器。根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇KBSG-800/10/1.2干式變壓器一臺(tái)和KBSG-500/10/1.2

13、干式變壓器一臺(tái)。（2）、采區(qū)變電所變壓器容量及臺(tái)數(shù)的確定SB1 Pe Kx Kc / cospj 549×0.49×1/0.7384KVA式中：Pe變電所供電設(shè)備額定功率之和 Pe 132+150+85+22+160549KWKx需用系數(shù)，Kx0.40.6×80÷5490.49cospj加權(quán)平均功率因率，按綜采工作面，取0.7Kc采區(qū)重合系數(shù)，取1所以根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇KS7-500/10/0.693干式變壓器一臺(tái)。第四章 擬定采區(qū)供電系統(tǒng)4.1采區(qū)高壓供電系統(tǒng)的擬定原則(1) 供綜采工作面的采區(qū)變（配）電所一般由兩回路電源線進(jìn)行供電，除綜采外，每個(gè)采區(qū)應(yīng)

14、為一回路；(2) 雙電源進(jìn)線的采區(qū)變電所，應(yīng)設(shè)置電源進(jìn)線開關(guān)；(3) 采區(qū)變電所的高壓饋出線宜用專用的開關(guān)柜。4.2采區(qū)低壓供電系統(tǒng)的擬定原則(1) 在保證供電安全可靠的前提下，力求所用的設(shè)備最?。?2) 原則上一臺(tái)啟動(dòng)器只能控制一臺(tái)設(shè)備；(3) 當(dāng)采區(qū)變電所動(dòng)力變壓器超過一臺(tái)時(shí)，應(yīng)合理分配變壓器負(fù)荷；(4) 變壓器最好不要并聯(lián)運(yùn)行；(5) 從變電所向各配電點(diǎn)或配電點(diǎn)到用電設(shè)備采用輻射式供電，上山及順槽運(yùn)輸機(jī)采用干線式供電；(6) 工作點(diǎn)配電點(diǎn)最大容量電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)器應(yīng)靠近配電點(diǎn)進(jìn)線；(7) 供電系統(tǒng)應(yīng)盡量避免回頭供電；(8) 瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井中，掘進(jìn)

15、工作面的局部通風(fēng)機(jī)組都應(yīng)實(shí)行三專（專用變壓器、專用開關(guān)、專用線路）供電；(9) 局部通風(fēng)機(jī)和掘進(jìn)工作面中的電氣設(shè)備必須裝有風(fēng)電閉鎖裝置。在瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井中的所有掘進(jìn)工作面應(yīng)裝設(shè)兩閉鎖（風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖）實(shí)施。第五章電纜的的選擇和校驗(yàn)5.1電纜型號(hào)確定根據(jù)供電電壓、工作條件、敷設(shè)地點(diǎn)環(huán)境，確定電纜型號(hào)為: MYP、MY、MYJV22 和MYCP型。其中MYP型電纜用于額定電壓為1140V的設(shè)備，MYJV22型電纜用于高壓開關(guān)至移變的電纜，MYCP用于采煤機(jī)組及工作面刮板運(yùn)輸機(jī)真空磁力啟動(dòng)器至電動(dòng)機(jī)的電纜，其余所需電纜用MY型。5.2 電纜長度確定

16、電纜長度的確定如表5-1所示由式： LzLX （5-1）式中: 系數(shù)，橡套電纜取1.1，鎧裝電纜取1.05LX巷道實(shí)際長度m表5-1電纜長度計(jì)算結(jié)果表序 號(hào)地 點(diǎn)巷道長度（m）選取電纜長度（m）電 壓備 注1Z1180200低壓橡套2Z2185200低壓橡套3Z3510低壓橡套4Z45560低壓橡套5Z53540低壓橡套6Z66570低壓橡套7Z790100低壓橡套8Z810501105低壓橡套9Z9180200低壓橡套10G1120130低壓鎧裝11G28590低壓鎧裝12G3150160低壓鎧裝5.3配電點(diǎn)電纜的選擇5.3.1第一配電點(diǎn)電纜的選擇配電點(diǎn)電纜的選擇其計(jì)算公式如1-2所示 Lg

17、1=(20+20+130+510-50)×1.1+24=717m （5-2）式中 20+20變電所內(nèi)及變電所至第一區(qū)段平巷的距離； 130+510工作面和一翼區(qū)段走向長度； 50配電點(diǎn)距工作面的距離；1.1橡套電纜的增數(shù)；24每個(gè)接線盒兩端各加3m，510m電纜要設(shè)4個(gè)接線盒，故應(yīng)加24 m電纜；（1）支線電纜長度選擇：配電點(diǎn)至機(jī)組的支線長度：Lz11=（50+130）×1.1+6=204m工作面輸送機(jī)尾電動(dòng)機(jī)的支線長度：Lz12=50×1.1=55m回柱絞車支線長度：Lz13=10m電鉆電纜長度：Lz14=（130÷2+50）×1.1=126

18、.5m（2）采區(qū)電纜的選擇回采工作面電纜的選擇，選擇圖3-1中干線g1、g2和支線Z11、Z12、Z13、Z14所用電纜。為了便于對(duì)照和計(jì)算，把表31中電流值按要求的截面，并按溫升條件所允許的截面，以及按其它條件選擇（校驗(yàn)）的截面，一并列入表52中。表5-2 選擇電纜截面及型號(hào)的結(jié)果編號(hào)用途通過電流值（A）型號(hào)與規(guī)格按機(jī)械強(qiáng)度按溫升按電壓Z11Z12Z13Z14Lg1Lg2采煤機(jī)組輸送機(jī)機(jī)尾回柱絞車電鉆配電點(diǎn)1干線順槽帶式輸送機(jī)9151.619.72.19UCP-1000 3x35+1x6+4x4 204mUP-1000 3x16+1x6 55mUP-1000 3x16+1x6 10mU-50

19、0 3x6+1x4 126.5m25 mm210 mm24 mm24 mm235 mm210 mm250mm270mm2截面型號(hào)的選擇：（3）按負(fù)荷電流選擇干線Lg1截面Lg1截面的選擇：Ig1=Ig·kx=(91+51.6+19.7+2.19) ×0.7=115A 式中 kx=0.7根據(jù)主要負(fù)荷機(jī)組和輸送機(jī)是同時(shí)工作，占Lg1中負(fù)荷88%左右，而且兩者的負(fù)荷系數(shù)均為0.8，故取kx=0.7。易知：選用UP-1000、3×50+1×10電纜。（4）按允許電壓損失選擇Lg1截面支路電壓損失由于機(jī)組容量最大，距離最遠(yuǎn)，所以若它計(jì)算合格，則其它支路均合格。機(jī)組

20、支線電壓損失為：Uz11=14.4 V求變壓器電壓損失為：由前面計(jì)算已知向機(jī)組供電的KSJ3320/6型變壓器總?cè)萘縎b=245.6KVAPb=245.6×0.7=172KW Qb=175.3 kvar Rb=0.0286，Xb=0.061 按下式計(jì)算為：Ub=23.7VLg1干線上允許的電壓損失根據(jù)計(jì)算采區(qū)電網(wǎng)允許的電壓損失為：Uy=U2eUp=690-0.95×660=63VLg1上允許電壓損失為：Ug1y=63-14.4-23.7=24.9V求Lg1干線截面Sg1=101.3mm2由于U或UP電纜截面最大者為70mm2，若按上述計(jì)算考慮需用兩條電纜作為干線，顯然既不經(jīng)

21、濟(jì)又不方便。為此擬將機(jī)組電纜截面改用50mm2，而最遠(yuǎn)用電設(shè)備降低其供電質(zhì)量，只保證0.9Ue，此時(shí)：Lg5供電變壓器負(fù)荷容量Sb=245.6KVAPb=245.6×0.7=172KWQb=175.3 kvarRb=0.0286，Xb=0.061 。變壓器的電壓損失為：Ub=23.7VLg5上允許電壓損失為：Ug5y=63-23.7=39.3V求出等截面為：Sg5= =7mm2可選用UP 1000、 3×10+1×6電纜（其型號(hào)的確定如表5-3所示）。表5-3 第一配電點(diǎn)電纜型號(hào)規(guī)格確定采煤機(jī)JCP1000 、 3×50+1×10+7×

22、;4輸送機(jī)機(jī)尾UP1000 、 3×16+1×6回柱絞車UP1000 、 3×16+1×6煤電鉆U500 、 3×6+1×6主干電纜UP1000 、3×70+1×165.3.2第二配電點(diǎn)電纜的選擇第二配電點(diǎn)干線電纜長度選擇：Lg2=（20+20+510-50）×1.1+18=568m18每個(gè)接線盒兩端各加3m，510m電纜要設(shè)3個(gè)接線盒，故應(yīng)加18 m電纜；支線電纜長度選擇：順槽運(yùn)輸機(jī)支線長度：Lz21=（110-50）×1.1=66m工作面運(yùn)輸機(jī)尾電動(dòng)機(jī)的支線長度：Lz22=50×1

23、.1=55m 移動(dòng)溜齒輪油泵電纜長度：Lz23=10m電鉆電纜長度：Lz24=（130÷2+50）×1.1=126.5m截面型號(hào)的選擇：干線Lg2截面的選擇（1）按負(fù)荷電流選擇Lg2截面Ig2=Ig·kx= (25.8×4+8.7+2.19) ×0.8=91.3A 式中 kx負(fù)荷系數(shù)為0.8。取s=50 mm² 選UP-1000、350+110電纜。（2）按允許電壓損失選擇Lg2截面支路電壓損失輸送機(jī)機(jī)頭電壓損失為：Uz21=5.8 V求變壓器電壓損失由前面計(jì)算已知向機(jī)組供電的KSJ3320/6型變壓器總?cè)萘縎b=245.6KVAPb

24、=245.6×0.7=172KW，Qb=175.3 kvar 其中Rb=0.0286，Xb=0.061 ，按下式計(jì)算為：Ub=23.7V Lg2干線上允許的電壓損失根據(jù)計(jì)算采區(qū)電網(wǎng)允許的電壓損失為：Uy=U2eUp=690-0.95×660=63VLg2上允許電壓損失為：Ug2y=63-5.8-23.7=33.5V求Lg2干線截面Sg2=42.5mm2選用標(biāo)稱UP1000、3×50+1×10電纜（其型號(hào)的確定如表5-4所示）。表5-4 第二配電點(diǎn)所選電纜型號(hào)規(guī)格確定輸送機(jī)機(jī)頭UP1000、3×16+1×6齒輪油泵U500、3×

25、;6+1×6煤電鉆U500、3×6+1×6主干電纜UP1000、3×50+1×10順槽輸送機(jī)機(jī)頭UP1000、3×16+1×65.3.3 第三配電點(diǎn)電纜的選擇第三配電點(diǎn)干線電纜長度選擇：Lg3=（20+20+130）×1.1+6=193m6每個(gè)接線盒兩端各加一3m，130電纜要設(shè)1個(gè)接線盒，故應(yīng)加6 m電纜；支線電纜長度選擇：材料絞車電纜長度：Lz31=（50+15）×1.1=71.5m局部通風(fēng)機(jī)電纜長度：Lz32=10m煤電鉆與變壓器，隨工作面每隔80-100m移動(dòng)一次的最遠(yuǎn)長度：Lz33=510

26、15;1.1+18=579m電鉆電纜長度：Lz34=100m截面型號(hào)的選擇：干線Lg3截面的選擇（1）按負(fù)荷電流選擇Lg3截面Lg3截面的選擇： Ig3=Ig·kx= (12.9+12.6+2×2.19) ×0.7=17.9A式中 kx負(fù)荷系數(shù)為0.7。取s=10 mm²選用UP-1000、3×35+1×16電纜。（2）按允許電壓損失選擇Lg3截面材料絞車電壓損失：Uz31=1.6 V求變壓器電壓損失由前面計(jì)算已知向機(jī)組供電的KSJ3320/6型變壓器總?cè)萘縎b=245.6KVPb=245.6×0.7=172KW，Qb=17

27、5.3 kvar其中Rb=0.0286，Xb=0.061 ，按下式計(jì)算為：Ub=23.7V Lg3干線上允許的電壓損失根據(jù)計(jì)算采區(qū)電網(wǎng)允許的電壓損失為：Uy=U2eUp=690-0.95×660=63VLg3上允許電壓損失為：Ug3y=63-1.6-23.7=37.7V求Lg3干線截面Sg3=3.76mm2可選用UP1000、 3×16+1×6電纜（其型號(hào)的確定如表5-5所示）。表5-5 第三配電點(diǎn)所選電纜型號(hào)規(guī)格確定材料絞車UP1000、3×16+1×6煤電鉆變壓器UP1000、3×16+1×6局部通風(fēng)機(jī)UP1000、3&

28、#215;6+1×6照明系統(tǒng)UP500、3×6+1×6煤電鉆UP500、3×6+1×6主干電纜UP1000、3×16+1×65.3.4第四配電點(diǎn)電纜的選擇第四配電點(diǎn)干線電纜長度選擇：干線電纜的選擇：Lg4=（20+20）×1.1=44m支線電纜長度選擇：局部通風(fēng)機(jī)電纜長度：Lg41=10m電鉆變壓器電纜長度：Lg42=510×1.1+18=579m電鉆電纜長度：Lg43=100m截面型號(hào)的選擇：干線Lg4截面的選擇（1）按負(fù)荷電流選擇Lg4截面Lg4截面的選擇：Ig4=Ig·kx= (12.6+

29、2.19) ×0.6=8.87A式中 kx負(fù)荷系數(shù)為0.6。取s=16 mm²選用UP-1000、316+16電纜。（2）按允許電壓損失選擇Lg4截面支路電壓損失局部通風(fēng)機(jī)電壓損失為：Uz41=0.5 V求變壓器電壓損失由前面計(jì)算已知向機(jī)組供電的KSJ3320/6型變壓器總?cè)萘縎b=245.6KVAPb=245.6×0.7=172KWQb=175.3kvar其中Rb=0.0286，Xb=0.061，按下式計(jì)算為：Ub=23.7V Lg4干線上允許的電壓損失根據(jù)計(jì)算采區(qū)電網(wǎng)允許的電壓損失為：Uy=U2eUp=690-0.95×660=63VLg4上允許電壓

30、損失為：Ug4y=63-0.5-23.7=38.8V求Lg4干線截面Sg4=0.4mm2可選用UP 1000、 3×16+1×6電纜（其型號(hào)的確定如表5-6所示）。（3）順槽帶運(yùn)輸機(jī)干線供電電纜才長度：Lg5=（210+20+20）×1.1+6=281m式中210順槽運(yùn)輸機(jī)的長度。Lg5截面的選擇：Ig5=Ig·kx=23.2+23.2=46.4A取s=10 mm²故選用UP-1000、310+16電纜。（4）上山帶式輸送機(jī)干線式供電電纜長度：Lg6=260×1.1+6=292mLg6截面的選擇：Ig6=Ig·kx=23.2

31、×+2=46.4A取s=10 mm²故選用UP-1000、310+16電纜。（5）變電所照明變壓器電纜長度：Lg7=10m表5-6 第四配電點(diǎn)所選電纜型號(hào)規(guī)格確定局部通風(fēng)機(jī)UP1000、3×6+1×6煤電鉆變壓器UP1000、3×16+1×6照明系統(tǒng)UP500、3×6+1×6煤電鉆UP500、3×6+1×6主干電纜UP1000、3×16+1×6第六章 低壓控制電器的選擇6.1 選擇變壓器二次總饋電開關(guān)因KSJ3320/6變壓器額定電流為260A，故選用1臺(tái)660V、DW813

32、50F型饋電開關(guān)作為二次總開關(guān)；選用一臺(tái)JY823型檢漏繼電器于其配合，進(jìn)行漏電保護(hù)。6.2 選擇分路配電開關(guān)Lg1Lg4四條干線的兩端（采區(qū)變電所和配電點(diǎn)）各設(shè)1臺(tái)饋電開關(guān)，Lg5和Lg6是兩條干線式電路，僅在采區(qū)變電所端設(shè)分路開關(guān)。各分路的工作電流分別為：Ig1= (91+51.6+19.7+2.19) ×0.7=115AIg2= (25.8×4+8.7+2.19) ×0.8=91.3AIg3= (12.9+12.6+2×2.19) ×0.7=17.9AIg4= (12.6+2.19) ×0.6=8.87A Ig5= Ig6=23

33、.2×2=46.4A從計(jì)算可見，Ig3和Ig4很小，可采用QS8140開關(guān)，但考慮到手動(dòng)開關(guān)僅有熔斷器作保護(hù)，當(dāng)出現(xiàn)一相熔件熔斷時(shí)會(huì)造成電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行。為了供電安全可靠，上述各分路均采用DW80200型饋電開關(guān)作分路配電開關(guān)，共計(jì)10臺(tái)。6.3 各配電點(diǎn)起動(dòng)器的選擇（1）采煤機(jī)組：選用DQBH660/200Z型，其控制容量為170KW，大于80KW。（2）刮板輸送機(jī)：選用QC81060型，其控制功率為45KW，大于2×22KW。（3）回柱絞車：選用QC8380N型，其控制容量為40KW，大于15KW。（4）局部通風(fēng)機(jī)：選用QC8330型，其控制容量為15KW，大于11KW。

34、根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，局部通風(fēng)機(jī)和掘進(jìn)工作面中的電氣設(shè)備，必須裝有風(fēng)電閉鎖裝置。（5） 電鉆變壓器綜合裝置：在一、二配電點(diǎn)處不另設(shè)開關(guān)；在三、四配電點(diǎn)處，因距離較遠(yuǎn)可設(shè)置QS8140型手動(dòng)起動(dòng)器，作為電鉆變壓器綜合裝置和照明干式變壓器的配電開關(guān)；在采區(qū)變電所照明用干式變壓器，采用QS8140型手動(dòng)起動(dòng)器控制。（6）泵站：選用QC8330開關(guān)，其控制電流30A，大于8.7A。（7）材料絞車：選用QC8380N型，其控制電流80A，大于12.9A。（8）帶式輸送機(jī)：選用QC8380開關(guān)，其控制容量40KW，大于30KW。選擇開關(guān)的根據(jù)及有關(guān)數(shù)據(jù)見表61，以便于核對(duì)。表6-1 選擇開關(guān)的根據(jù)及有關(guān)數(shù)

35、據(jù)使用地點(diǎn)工作電流（A）電纜外徑（mm）選用開關(guān)的數(shù)據(jù)型號(hào)臺(tái)數(shù)額定電壓（V）額定電流（A）允許最大電纜外徑（mm）變壓器二次總開關(guān)2608.5DW81350F135050干線Lg1兩端11548.5DW80200220052干線Lg2兩端91.3DW80200220052干線Lg3兩端17.9DW80200220052干線Lg4兩端8.87DW80200220052Lg5電源端46.4DW80200120052Lg6電源端46.4DW80200120052采煤機(jī)組9146.9DQBH660/2001200刮板輸送機(jī)25.8x229.5QC8106036042回柱絞車19.729.5QC8380

36、N18042局通12.6QC833023035泵站8.7QC833013035材料絞車12.9QC8380N18042帶式輸送機(jī)23.2QC838043035電鉆或照明變壓器2.19QS814044050第七章 過流保護(hù)整定7.1 配電點(diǎn)過流保護(hù)整定7.1.1 第一配電點(diǎn)過流保護(hù)整定采區(qū)變電所和第一配電點(diǎn)的供電系統(tǒng)圖如圖7-1所示圖7-1 采區(qū)變電所和第一配電點(diǎn)的供電系統(tǒng)（1）為了校驗(yàn)開關(guān)和過流保護(hù)整定計(jì)算，選圖7-1中d1d7七點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算結(jié)果于表7-1：表7-1 第一配電點(diǎn)各短路點(diǎn)計(jì)算結(jié)果短路點(diǎn)至短路點(diǎn)的等效長度（m）I0(2)I0(3)d120×0.71=14.2462

37、95345d2717 ×0.71=50912771475d3717 ×0.71+220=7139671117d4717×0.71+55×3.01=67510121169d5717 ×0.71+10×3.01=53912231412d60209241d7126.5×0.58=73.595110（2）開關(guān)通斷能力的校驗(yàn)采區(qū)變電所內(nèi)的低壓開關(guān)除照明、電鉆變壓器采用QS8140型開關(guān)外，其余均有DW型饋電開關(guān)。DW開關(guān)的通斷能力為7000A，均大于d1點(diǎn)三相短路電流5345A，故滿足需要。（3）開關(guān)整定計(jì)算機(jī)組DQBH600/220

38、Z開關(guān)整定計(jì)算過載保護(hù)：該開關(guān)用JRO20/3D型熱繼電器保護(hù)，采用7號(hào)熱元件。其動(dòng)作電流可調(diào)范圍為2.22.83.5A。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流和160/5的電流比較，動(dòng)作電流整定值為：Idz=91÷160÷5=2.8A，所選熱繼電器的工作電流為2.8A。短路保護(hù)：該開關(guān)用RTO400/400型熔斷器，熔件額定電流為：Ire=Iqe/K=426÷3=142A可知，選用額定電流為150A熔件。靈敏度校驗(yàn)：Idmin(2)/ IRe =967÷150=6.45>6可知，根據(jù)熱穩(wěn)定性要求，符合電纜最小允許截面的配合關(guān)系。輸送機(jī)機(jī)尾電動(dòng)機(jī)QC81060開關(guān)整

39、定計(jì)算可知：用JRO60/3D型熱繼電器做過載保護(hù)，用RM1200型熔斷器作為電流保護(hù)。根據(jù)額定電流Ie=25.8×2=51.2A，應(yīng)選用16號(hào)熱元件，其整定范圍為405263A，所以選用52A。短路保護(hù)熔件的額定電流為：IReIqe/K =2×180÷2.5=144A可知，選擇額定電流為160A的熔件，靈敏度校驗(yàn)：Idmin(2)/ IRe =1012÷160=6.3>6不滿足電纜最小允許截面配合要求，應(yīng)選35mm2電纜?；刂g車QC8380N型開關(guān)整定計(jì)算 QC8380N型開關(guān)只有RM1型熔斷器作短路保護(hù)，它的額定電流為200A。其熔件電流計(jì)算

40、值為：IRe= Iqe/K=109.6÷2=54.6A可知，選用額定電流為100A的熔件。靈敏度校驗(yàn)：Idmin(2)/ IRe =1223÷100=12.23>7可見，也滿足電纜最小允許截面配合的要求。 電鉆變壓器綜合保護(hù)裝置整定計(jì)算 它采用BZ802.5型保護(hù)器，用JRO20/3型熔斷器作為過載保護(hù)；短路保護(hù)一次為RL1型熔斷器，二次為RM160/15型熔斷器。電鉆額定電流近似為9A，應(yīng)選用10號(hào)熱元件，其整定范圍為6.8911A。設(shè)電鉆的Iqe=5Ie=5×9=45A,二次熔件電流應(yīng)為：IreIqe/k=45÷2.5=18A 可知，選用額定電

41、流為20A熔件。靈敏度校驗(yàn)：Idmin(2)/ IRe =95÷20=4.75>4基本上符合電纜最小允許截面的配合關(guān)系。變壓器的一次側(cè)熔斷器，作為變壓器的短路保護(hù)用，并盡可能成為127V的后備保護(hù)。其熔件的額定電流按下式進(jìn)行計(jì)算:Ire(1.21.4/nb) Iqe/K=(1.3×133÷660) ×45÷2=5.9A應(yīng)選用RL1型15A熔斷器，其熔件額定電流為6A。(Idmin(2)/ nb)/ IRe=(209×133÷660)÷6=7.07>7靈敏度符合要求。7.1.2 第二配電點(diǎn)過流保護(hù)整定采區(qū)

42、變電所和第一配電點(diǎn)的供電系統(tǒng)圖如圖7-2所示圖7-2 采區(qū)變電所和第二配電點(diǎn)的供電系統(tǒng)為了校驗(yàn)開關(guān)和過流保護(hù)整定計(jì)算，選圖7-2中d1d7七點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算結(jié)果于下表7-2所示：表7-2 第二配電點(diǎn)各短路點(diǎn)計(jì)算結(jié)果短路點(diǎn)至短路點(diǎn)的等效長度（m）I0(2)I0(3)d120×0.71=14.246295345d2568×0.71=403.315381776d3568×0.71+66×3.01=60211191292d4568×0.71+55×3.01=568.811711352d5568×0.71+10×3.01

43、=433.414561681d60209241d7126.5×0.58=73.595110（2）開關(guān)通斷能力的校驗(yàn)采區(qū)變電所內(nèi)的低壓開關(guān)除照明、電鉆變壓器采用QS8140型開關(guān)外，其余均有DW型饋電開關(guān)。DW開關(guān)的通斷能力為7000A，均大于d1點(diǎn)三相短路電流5345A，故滿足需要。（3）開關(guān)整定計(jì)算輸送機(jī)機(jī)頭電動(dòng)機(jī)QC81060開關(guān)整定計(jì)算 可知：用JRO60/3D型熱繼電器做過載保護(hù)，用RM1200型熔斷器作為電流保護(hù)。根據(jù)額定電流Ie=25.8×2=51.6A，應(yīng)選用16號(hào)熱元件，其整定范圍為405263A，所以應(yīng)選用52A。短路保護(hù)熔件的額定電流為：IReIqe/K

44、=2×180÷2.5=144A可知，選擇額定電流為160A的熔件。靈敏度校驗(yàn)：Idmin(2)/ IRe =1119÷160=6.9>6不滿足電纜最小允許截面配合要求，本題實(shí)選為16mm2，160A的熔件最小截面為35mm2。工作面輸送機(jī)QC8380型開關(guān)整定計(jì)算 QC8380型開關(guān)只有RM1型熔斷器作短路保護(hù)，它的額定電流為200A。短路保護(hù)熔件的額定電流為：IReIqe/K=2×180÷2.5=144A選擇額定電流為160A的熔件。靈敏度校驗(yàn)：Idmin(2)/ IRe =1171÷160=7.3>7不滿足電纜最小允許

45、截面配合要求，本題實(shí)選為16mm2，160A的熔件最小截面為35mm2。齒輪油泵QC8330型開關(guān)整定計(jì)算 QC8330型開關(guān)只有RM10型熔斷器作短路保護(hù)，它的額定電流為200A。其熔件電流計(jì)算值為：IRe= Iqe/K=8.7×7÷2.5=30.5A可知，選用額定電流為35A的熔件。靈敏度校驗(yàn)：Idmin(2)/ IRe =1456÷35=41.6>7可見，也滿足電纜最小允許截面配合的要求。電鉆變壓器綜合保護(hù)裝置整定計(jì)算 它采用BZ802.5型保護(hù)器，用JRO20/3型熔斷器作為過載保護(hù)；短路保護(hù)一次為RL1型熔斷器，二次為RM160/15型熔斷器。電鉆

46、額定電流近似為9A，應(yīng)選用10號(hào)熱元件，其整定范圍為6.8911A。設(shè)電鉆的Iqe=5Ie=5×9=45A,二次熔件電流應(yīng)為：IreIqe/k=45÷2.5=18A 可知，選用額定電流為20A熔件。靈敏度校驗(yàn)：Idmin(2)/ IRe =95÷20=4.75>4符合電纜最小允許截面的配合關(guān)系。變壓器的一次側(cè)熔斷器，作為變壓器的短路保護(hù)用，并盡可能成為127V的后備保護(hù)。其熔件的額定電流按下式進(jìn)行計(jì)算:Ire(1.21.4/nb) Iqe/K=(1.3×133÷660) ×45÷2=5.9A應(yīng)選用RL1型15A熔斷器，

47、其熔件額定電流為6A，則有:(Idmin(2)/ nb)/ IRe=(209×133÷660)÷6=7.07>7靈敏度符合要求。7.1.3 第三配電點(diǎn)過流保護(hù)整定采區(qū)變電所和第一配電點(diǎn)的供電系統(tǒng)圖如圖7-3所示圖7-3 采區(qū)變電所和第三配電點(diǎn)的供電系統(tǒng)為了校驗(yàn)開關(guān)和過流保護(hù)整定計(jì)算，選圖5-3中d1d6七點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算結(jié)果于下表5-3所示：表7-3 第三配電點(diǎn)各短路點(diǎn)計(jì)算結(jié)果短路點(diǎn)至短路點(diǎn)的等效長度（m）I0(2)I0(3)d1579×3.01=1742.8428.6494.9d2193+579×3.01=1935.8384.644

48、4.2d3193+71.5×3.01=408.214831712.5d4579×3.01+10×0.58=1748.6426.5492.5d50209241.3d6100×0.58=58108.2124.9（2）開關(guān)通斷能力的校驗(yàn) 采區(qū)變電所內(nèi)的低壓開關(guān)除照明、電鉆變壓器采用QS8140型開關(guān)外，其余均有DW型饋電開關(guān)。DW開關(guān)的通斷能力為7000A,均大于d1點(diǎn)三相短路電流1712.5A，故滿足需要。（3）開關(guān)整定計(jì)算JD11.4-材料絞車QC83-80N型開關(guān)整定計(jì)算QC8380N型開關(guān)只有RM1型熔斷器作短路保護(hù)，它的額定電流為200A。其熔件電流

49、計(jì)算值為：Ire=Iqe/K=77÷2.5=30.8A可知，選用額定電流為100A熔件。靈敏度校驗(yàn)：Idmin(2)/ IRe =1483÷100=14.83>7根據(jù)熱穩(wěn)定性要求，符合電纜最小允許截面的配合關(guān)系。局部通風(fēng)機(jī)QC8330型開關(guān)整定計(jì)算QC8330型開關(guān)只有RM10型熔斷器作短路保護(hù)，它的額定電流為200A。其熔件電流計(jì)算值為：IReIqe/K=89÷2.5=35.6A選擇額定電流為60A的熔件。靈敏度校驗(yàn)：Idmin(2)/ IRe =426.5÷60=7.1>7也滿足電纜最小允許截面配合要求。電鉆變壓器綜合保護(hù)裝置整定計(jì)算 它

50、采用BZ802.5型保護(hù)器，用JRO20/3型熔斷器作為過載保護(hù)；短路保護(hù)一次為RL1型熔斷器，二次為RM160/15型熔斷器。電鉆額定電流近似為9A，應(yīng)選用10號(hào)熱元件，其整定范圍為6.8911A。設(shè)電鉆的Iqe=5Ie=5×9=45A,二次熔件電流應(yīng)為：IreIqe/k=45÷2=22.5A 選用額定電流為25A熔件。靈敏度校驗(yàn)：Idmin(2)/ IRe =108.2÷25=4.33>4基本上符合電纜最小允許截面的配合關(guān)系。變壓器的一次側(cè)熔斷器，作為變壓器的短路保護(hù)用，并盡可能成為127V的后備保護(hù)。其熔件的額定電流按下式進(jìn)行計(jì)算:Ire(1.21.4

51、/nb) Iqe/K=(1.3×133÷660) ×45÷2=5.9A選用RL1型15A熔斷器，其熔件額定電流為6A，則有:(Idmin(2)/ nb)/ IRe=(209×133÷660)÷6=7.07>7靈敏度符合要求。7.1.4 第四配電點(diǎn)過流保護(hù)整定采區(qū)變電所和第一配電點(diǎn)的供電系統(tǒng)圖如圖7-4所示圖7-4采區(qū)變電所和第四配電點(diǎn)的供電系統(tǒng)為了校驗(yàn)開關(guān)和過流保護(hù)整定計(jì)算，選圖7-4中d1d6七點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算結(jié)果于下表7-4所示：表7-4 第四配電點(diǎn)各短路點(diǎn)計(jì)算結(jié)果短路點(diǎn)至短路點(diǎn)的等效長度（m）I0(2)I0(

52、3)d1579×3.01=1742.8428.6494.6d244 ×3.01+579×3.01=1875.3399.5461.3d310×0.58+579×3.01=1748.6427.3493d410×0.58+579×3.01=1748.6427.3493d50209241.3d6100×0.58=58108.2124.9（2）開關(guān)通斷能力的校驗(yàn) 采區(qū)變電所內(nèi)的低壓開關(guān)除照明、電鉆變壓器采用QS8140型開關(guān)外，其余均有DW型饋電開關(guān)。DW開關(guān)的通斷能力為7000A,均大于d1點(diǎn)三相短路電流494.6A，故滿

53、足需要。（3）開關(guān)整定計(jì)算局部通風(fēng)機(jī)QC8330型開關(guān)整定計(jì)算QC8330型開關(guān)只有RM10型熔斷器作短路保護(hù)，它的額定電流為200A。其熔件電流計(jì)算值為：IRe= Iqe/K=89÷2.5=35.6A選用額定電流為60A的熔件。靈敏度校驗(yàn)：Idmin(2)/ IRe =427.3÷60=7.1>7可見，也滿足電纜最小允許截面配合的要求。電鉆變壓器綜合保護(hù)裝置整定計(jì)算 它采用BZ802.5型保護(hù)器，用JRO20/3型熔斷器作為過載保護(hù)；短路保護(hù)一次為RL1型熔斷器，二次為RM160/15型熔斷器。電鉆額定電流近似為9A，選用10號(hào)熱元件，其整定范圍為6.8911A。設(shè)

54、電鉆的Iqe=5Ie=5×9=45A,二次熔件電流應(yīng)為：IreIqe/k=45÷2=22.5A 選用額定電流為25A熔件。靈敏度校驗(yàn)：Idmin(2)/ IRe =108.2÷25=4.32>4基本上符合電纜最小允許截面的配合關(guān)系。變壓器的一次側(cè)熔斷器，作為變壓器的短路保護(hù)用，并盡可能成為127V的后備保護(hù)。其熔件的額定電流按下式進(jìn)行計(jì)算:Ire(1.21.4/nb) Iqe/K=(1.3×133÷660) ×45÷2=5.9A選用RL1型15A熔斷器，其熔件額定電流為6A，則有:(Idmin(2)/ nb)/ IRe=(209×133÷660)÷6=7.07>7靈敏度符合要求。第八章 采區(qū)保護(hù)措施8.1 漏電保護(hù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定：“井下由采區(qū)變電所、移動(dòng)變電站或配電點(diǎn)引出的饋線上應(yīng)裝設(shè)漏電保護(hù)裝置，井下低壓饋電線上必須裝設(shè)檢漏保護(hù)裝置或有選擇性的漏電保護(hù)裝置，保證自動(dòng)切斷漏電的饋電線路”。對(duì)低壓電網(wǎng)漏電保護(hù)的要求（1）正常情況監(jiān)視電網(wǎng)的絕緣狀態(tài)，當(dāng)絕緣電阻降低到下列數(shù)值時(shí)，應(yīng)切斷供電電源；1140v電網(wǎng)相對(duì)地絕緣電阻為30k。660v電網(wǎng)相對(duì)地絕緣電阻為11k.380v電網(wǎng)相對(duì)地絕緣電阻為3.5k【4】( 2 )動(dòng)作速度。( 3 )檢漏繼電器