采區(qū)供電設(shè)計(jì)課件

煤礦井下采區(qū)低壓供電設(shè)計(jì)采區(qū)供電設(shè)計(jì)概述采區(qū)供電設(shè)計(jì)的目的井下采區(qū)供電設(shè)計(jì)的目的是應(yīng)用煤礦井下供電理論知識具體解決井下供電的技術(shù)問題。供電設(shè)計(jì)遵守的規(guī)范1、《煤礦安全規(guī)程》（以下簡稱《規(guī)程》）2、《礦山電力設(shè)計(jì)規(guī)范》3、GB50417-2007煤礦井下供配電設(shè)計(jì)規(guī)范4、《煤礦電工手冊（修訂本）》（以下簡稱《手冊》）第二分冊5、《煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護(hù)裝置的整定細(xì)則》（以下簡稱《細(xì)則》）井下采區(qū)供電設(shè)計(jì)的基本要求1、設(shè)計(jì)遵循煤礦工業(yè)建設(shè)的方針政策，在保證供電安全可靠的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇最佳方案。2、設(shè)備選型時(shí)，應(yīng)采用定型的成套設(shè)備，盡量采用新技術(shù)，新產(chǎn)品，國產(chǎn)設(shè)備，積極采取措施，減小電能損耗、，節(jié)約能源。3、確保技術(shù)的先進(jìn)性，經(jīng)濟(jì)的合理性，安全的適用性。采區(qū)供電設(shè)計(jì)的內(nèi)容框架1、供電設(shè)計(jì)報(bào)告說明

2、電氣安全技術(shù)措施3、供電系統(tǒng)的擬定4、供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括的內(nèi)容：1）負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及變壓器容量、型號、臺數(shù)選擇2）高壓電纜的選擇、低壓動(dòng)力電纜的選擇3）電壓損失校驗(yàn)4）電網(wǎng)短路電流的計(jì)算5）高、低壓配電裝置的選擇6）高、低壓開關(guān)保護(hù)裝置的整定計(jì)算及校驗(yàn)7）各類技術(shù)參數(shù)表分公司相關(guān)規(guī)定1鶴崗分公司礦井供電設(shè)計(jì)管理規(guī)定機(jī)函字[2013]1號第六條

采、掘區(qū)設(shè)備安裝必須提前做好供電設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)包括：1、采區(qū)設(shè)備布置示意圖(圖上要標(biāo)明風(fēng)、水管路及電話安裝位置)、供電系統(tǒng)圖(供電系統(tǒng)圖標(biāo)明各種電氣設(shè)備的型號、名稱、整定、負(fù)荷及使用單位；標(biāo)注短路電流值及電纜截面和長度；接地極設(shè)置、風(fēng)電聯(lián)鎖的聯(lián)接、瓦斯監(jiān)測分站電源出處及控制停電的范圍)。2、變壓器容量選擇、高壓開關(guān)的選擇整定計(jì)算、低壓開關(guān)的選擇整定計(jì)算、電纜截面積選取，電纜長度的選定。過負(fù)荷保護(hù)整定、二相短路電流值的計(jì)算及供電線路最遠(yuǎn)端電壓降等內(nèi)容的計(jì)算。3、根據(jù)本采區(qū)的實(shí)際情況和具體特點(diǎn)，制定出有針對性的技術(shù)安全措施。分公司相關(guān)規(guī)定24、每月定期由機(jī)電科專責(zé)工程師召集各采區(qū)機(jī)電技術(shù)員做供電設(shè)計(jì)月份報(bào)告，把現(xiàn)有的供電情況畫出供電系統(tǒng)圖。一式兩份。月份報(bào)告應(yīng)用編制人簽字，機(jī)電科專責(zé)審批簽字，雙方各存檔一份。5、井下多家使用單位共用一臺變壓器時(shí)，新申請用電單位必須提前向機(jī)電科專責(zé)工程師提出書面報(bào)告，專責(zé)工程師統(tǒng)一平衡審批后方可實(shí)施(以后的月份供電報(bào)告由專責(zé)工程師指定單位制定)。使用單位臨時(shí)或零散電器設(shè)備接入供電系統(tǒng)時(shí)，由使用單位技術(shù)人員以書面形式標(biāo)明接入設(shè)備地點(diǎn)及方式，并及時(shí)向機(jī)電科專責(zé)工程師匯報(bào)。6、外來施工單位視同本礦管理，機(jī)電科有義務(wù)在施工單位進(jìn)入前，告之其本單位的各項(xiàng)管理辦法，并有權(quán)對施工單位的違章情況按本單位管理辦法執(zhí)行。分公司相關(guān)規(guī)定3采掘電氣管理規(guī)定

第二條采、掘區(qū)設(shè)備安裝必須提前做好供電設(shè)計(jì)，供電設(shè)計(jì)必須經(jīng)機(jī)電科主管工程師、安檢科機(jī)電工程師及通風(fēng)科主任工程師審批，然后報(bào)礦機(jī)電副總工程師審批后方可按設(shè)計(jì)施工。設(shè)計(jì)包括：1、采區(qū)設(shè)備布置示意圖(圖上要標(biāo)明風(fēng)、水管路及電話安裝位置)、供電系統(tǒng)圖(供電系統(tǒng)圖標(biāo)明各種電氣設(shè)備的型號、名稱、整定、負(fù)荷及使用單位；標(biāo)注短路電流值及電纜截面和長度；接地極設(shè)置、風(fēng)電聯(lián)鎖的聯(lián)接、瓦斯監(jiān)測分站電源出處及控制停電的范圍)。分公司相關(guān)規(guī)定4掘進(jìn)開拓工作面“雙三?！惫芾碇贫纫弧⒕蜻M(jìn)、開拓工作面雙風(fēng)機(jī)采用“雙三?！惫╇姺绞?，三專變電站（干式變壓器）電源分別取自于采區(qū)變電所6KV的不同線號段。二、6KV電源來自專供局部風(fēng)機(jī)負(fù)荷母線段的局部通風(fēng)機(jī)為主風(fēng)機(jī)，來自動(dòng)力6KV電源母線段的局部風(fēng)機(jī)為備用風(fēng)機(jī)，正常情況下只允許開啟主風(fēng)機(jī)，備用風(fēng)機(jī)處在備用狀態(tài)。三、重點(diǎn)瓦斯工作面一臺三專用變壓器只能為一個(gè)工作面風(fēng)機(jī)供電。四、一般掘進(jìn)（開拓）工作面一臺三專變壓器不能超過為三個(gè)工作面風(fēng)機(jī)供電，且每臺風(fēng)機(jī)應(yīng)有單獨(dú)的電纜線路并配有分控饋電開關(guān)。分公司相關(guān)規(guī)定5五、應(yīng)采用光電式轉(zhuǎn)換原理制造的煤礦風(fēng)機(jī)用隔爆型雙電源真空電磁起動(dòng)器控制雙風(fēng)機(jī)，并做到：1）主、備風(fēng)機(jī)在初次送電或復(fù)送電時(shí)，三專風(fēng)機(jī)與備用風(fēng)機(jī)不許自行啟動(dòng)，必須在人工操作下啟動(dòng)。2）當(dāng)主風(fēng)機(jī)故障停運(yùn)時(shí)，可靠轉(zhuǎn)換到備用風(fēng)機(jī)運(yùn)行。六、風(fēng)電閉鎖開關(guān)必須完成以下功能：1）只有當(dāng)主風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，備風(fēng)機(jī)同時(shí)處于帶電備用狀態(tài)時(shí)，閉鎖開關(guān)才可以送電；2）當(dāng)所控工作面瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出斷電指令時(shí)，必須可靠斷電；3）閉鎖開關(guān)控制供風(fēng)巷道除本安線路外的一切電源?！?.一、供電設(shè)計(jì)報(bào)告說明1一、自然條件概述

1．開拓、掘進(jìn)工作面注明：施工地點(diǎn)、施工單位、開工時(shí)間、收工時(shí)間、通風(fēng)系統(tǒng)簡介、瓦斯等級等。

2．采煤工作面要注明：走向長度、工作面長度、煤層傾角、煤層厚度、開采方式、瓦斯等級、開采時(shí)間、停采時(shí)間，瓦斯抽放情況等。一、供電設(shè)計(jì)報(bào)告說明2二、供電方式概述

1．使用哪個(gè)變電所、變電所內(nèi)負(fù)荷情況及你要接線的變壓器情況（主要是有無其他單位負(fù)荷等情況）。

2.采用的電壓等級。

3.最遠(yuǎn)點(diǎn)供電距離：開拓、掘進(jìn)工作面應(yīng)為巷道施工結(jié)束收工時(shí)的線路的長度，并且供電設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)以此時(shí)的系統(tǒng)為準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。要注明三專線路的長度。一、供電設(shè)計(jì)報(bào)告說明3三、使用主要采掘機(jī)械設(shè)備二、電氣安全技術(shù)措施

以《煤礦安全規(guī)程》等規(guī)范為依據(jù)結(jié)合分公司管理制度，根據(jù)本采區(qū)的實(shí)際情況和作業(yè)場所的具體特點(diǎn)，制定出有針對性的電氣安全技術(shù)措施。如：綜采工作面采煤機(jī)閉鎖運(yùn)輸機(jī)措施3300v供電安全技術(shù)措施雙三專供電接線、控制方式措施…………….三、供電系統(tǒng)的確定

1確定原則：采區(qū)供電系統(tǒng)是根據(jù)采區(qū)機(jī)械設(shè)備布置圖擬定，應(yīng)符合安全、經(jīng)濟(jì)、操作靈活，系統(tǒng)簡單，保護(hù)完善、便于檢修等項(xiàng)要求。原則如下：1、保證供電可靠，力求減少使用開關(guān)、起動(dòng)器，使用電纜的數(shù)量應(yīng)最少；2、原則上一臺起動(dòng)器控制一臺設(shè)備；3、變壓器最好不并聯(lián)運(yùn)行；4、工作面配電點(diǎn)到各用電設(shè)備宜采用輻射式供電供電系統(tǒng)的確定

25、配電點(diǎn)起動(dòng)器在三臺以下，一般不設(shè)配電點(diǎn)進(jìn)線自動(dòng)饋電開關(guān)；6、工作面配電點(diǎn)最大容量電動(dòng)機(jī)用的起動(dòng)器應(yīng)靠近配電點(diǎn)進(jìn)線，以減少起動(dòng)器間連接電纜的截面；7、供電系統(tǒng)盡量減少回頭供電；8、沼氣噴出區(qū)域，高沼氣礦井、煤（巖）與沼氣突出礦井中的采掘供電分開，所有掘進(jìn)工作面的局部扇風(fēng)機(jī)裝設(shè)“雙三專三?！薄ⅰ皟砷]鎖”設(shè)施。根據(jù)采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定原則，確定采區(qū)供電系統(tǒng)。圖例1圖例2四、設(shè)備布置圖圖名為：××水平××區(qū)××段××分層（××巷道）設(shè)備布置圖1.采用采區(qū)巷道布置平面為基礎(chǔ)，必須保留主要運(yùn)輸大巷、主要通風(fēng)巷，能準(zhǔn)確反映出工作面位置以及相關(guān)的巷道和系統(tǒng)；圖面標(biāo)明：經(jīng)緯線，巷道名稱，停采線、停送點(diǎn)、巷道標(biāo)高。比例為1:1000或1:2000。

2.注明變電所（變電站）的準(zhǔn)確位置，設(shè)備依次按順序編號，編號不得重復(fù)。

3.注明風(fēng)流方向，開拓、掘進(jìn)場子應(yīng)注明新鮮風(fēng)流方向和乏風(fēng)方向。

4.注明電纜敷設(shè)方向。

五、供電系統(tǒng)圖1.圖上要標(biāo)出每臺設(shè)備的型號、額定容量、編號。（1）.高開編號為1＃、2＃……，寫在高開符號上方。（2）.變壓器編號為1＊、2＊……，寫在變壓器圖形符號邊。（3）.低壓開關(guān)編號為1、2……，填在開關(guān)圖形符號中置。（4）.電動(dòng)機(jī)圖形符號中間填寫設(shè)備編號，設(shè)備編號應(yīng)與設(shè)備布置圖中的相符合。

2.電纜應(yīng)分別編號，注明型號、截面、長度。如：001-MY-3×35-100填寫在該段電纜圖形符號上方。3.標(biāo)出各短路點(diǎn)及兩向短路電流值，短路點(diǎn)符號的箭頭應(yīng)畫在開關(guān)圖形符號或電動(dòng)機(jī)圖形符號上。4.在開關(guān)圖形符號右下角處標(biāo)注開關(guān)型號、整定電流值。5.各類編號不得重復(fù)。六、供電設(shè)計(jì)計(jì)算1、變壓器選擇及電壓損失計(jì)算：根據(jù)《煤礦電工手冊》第二分冊式（10－3－1）：式中：

S————所計(jì)算的電力負(fù)荷總的是視在功率。KVA ∑PN——— 參加計(jì)算的所有用電設(shè)備（不包括備用）額定功率之和。KW cosφ——參加計(jì)算的電力負(fù)荷的平均功率因數(shù)。

Kr————需用系數(shù)。Kr—需用系數(shù)取值平均功率因數(shù)cosφ的取值變壓器型號選擇確定原則在確定變壓器型號時(shí)，應(yīng)考慮國產(chǎn)礦用變壓器的電壓等級和容量，同時(shí)應(yīng)根據(jù)巷道斷面，運(yùn)輸條件及設(shè)備容量等因素對選用方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，選取最佳方案。1）礦用隔爆型干式變壓器KSGB礦用隔爆型干式變壓器可用于有甲烷混合氣體和煤塵等具有爆炸危險(xiǎn)的礦井中，作為煤礦井下供配電裝置。2）隔爆移動(dòng)變電站KSGZY型礦用隔爆千伏級移動(dòng)變電站可用于綜合機(jī)械化采煤工作面，也可在普通660伏采區(qū)使用。變壓器正常運(yùn)行時(shí)電壓損失的計(jì)算2、高壓電纜截面的選擇及校驗(yàn)--選擇原則：

選擇原則：1、選擇適合井下用的高壓電纜。2、電纜耐壓要大于電網(wǎng)電壓。3、電纜的截面要滿足負(fù)荷及繼電保護(hù)要求。4、選擇的電纜滿足供電要求。2.高壓電纜截面的選擇及校驗(yàn)--高壓電纜截面選擇

2.高壓電纜截面的選擇及校驗(yàn)--按電纜短路時(shí)的熱穩(wěn)定條件校驗(yàn)

2.高壓電纜截面的選擇及校驗(yàn)--按經(jīng)濟(jì)電流密度確定電纜截面

3、低壓電纜的選擇及校驗(yàn)

選擇原則1、礦用橡套電纜型號選擇時(shí)應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。2、在正常工作時(shí)電纜芯線的實(shí)際溫升不得超過絕緣所允許的最高溫升，否則電纜將因過熱而縮短其使用壽命或迅速損壞。橡套電纜允許溫升是650C。3、正常運(yùn)行時(shí)電纜網(wǎng)路的實(shí)際電壓損失必須不大于網(wǎng)路所允許的電壓損失。4、采區(qū)常移動(dòng)的橡套電纜支線的截面選擇一般按機(jī)械強(qiáng)度要求的最小截面選取即可，不必進(jìn)行其它項(xiàng)目的校驗(yàn)。對于干線電纜，則必須首先按長期允許電流選擇，然后再按允許電壓損失計(jì)算校驗(yàn)電纜截面。5、對于低壓電纜，由于低壓網(wǎng)路短路電流較小，按上述方法選擇的電纜截面的熱穩(wěn)定性和電動(dòng)力穩(wěn)定性均能滿足要求，因此不必再進(jìn)行短路時(shí)的熱穩(wěn)定校驗(yàn)。低壓電纜的選擇及校驗(yàn)--電纜長度確定

根據(jù)擬定的供電系統(tǒng)，確定系統(tǒng)中各段的電纜長度。在確定電纜長度時(shí)，固定敷設(shè)的橡套電纜實(shí)際長度應(yīng)比敷設(shè)電纜巷道長度增加10%余量考慮，鎧裝電纜按5%余量考慮；移動(dòng)設(shè)備用的橡套電纜的長度，除應(yīng)按上述因素考慮外，應(yīng)增加一段機(jī)頭部分的活動(dòng)長度，約3到5m左右。低壓電纜的選擇及校驗(yàn)--電纜截面確定

1、電纜截面的選擇，應(yīng)滿足下列條件(1)電纜的正常工作負(fù)荷電流應(yīng)等于式小于電纜允許持續(xù)電流；(2)正常運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的端電壓應(yīng)不低于額定電壓的10%。(3)電纜末端的最小二相短路電流應(yīng)大于饋電開關(guān)整定電流值的1.5倍。(4)、對橡套電纜，需考慮電纜機(jī)械強(qiáng)度要求的最小截面。2、電纜芯線數(shù)目的選擇(1)、動(dòng)力用橡套電纜一般選用四芯，對采掘機(jī)械來說要根據(jù)具體的控制、信號方式相應(yīng)的增加控制芯線。(2)、信號電纜芯線根數(shù)要按控制、信號、通信系統(tǒng)的需要確定，并留有備用芯線。(3)、橡套電纜的接地芯線，除用做監(jiān)測接地回路外，不得兼做其它用途。低壓電纜的選擇及校驗(yàn)--電纜截面計(jì)算電纜截面按長時(shí)允許負(fù)荷電流選擇，按機(jī)械強(qiáng)度和系統(tǒng)允許電壓損失進(jìn)行校驗(yàn)。

低壓電纜的選擇及校驗(yàn)--電壓損失校驗(yàn)

4、短路電流計(jì)算

1140V以上（包括1140V）供電系統(tǒng)短路電流計(jì)算應(yīng)考慮系統(tǒng)電抗、電纜電抗對短路電流值的影響。短路電流計(jì)算--高壓電纜的電阻、電抗計(jì)算

短路電流計(jì)算--變壓器阻抗計(jì)算：

短路電流計(jì)算--供電的干線、支線阻抗計(jì)算如下:短路電流計(jì)算

--d點(diǎn)短路電流：短路電流計(jì)算--圖表法計(jì)算兩相短路電流

圖表法求兩相短路電流步驟：1、根據(jù)阻抗相等原則，將不同截面電纜換算成同一截面，求得各段電纜的換算長度。2、不同線芯截面的電纜換算系數(shù)見煤礦井下供電的三大保護(hù)細(xì)則表63、把各段電纜的換算長度相加計(jì)算出總的換算長度。4、以計(jì)算出總的換算長度值在兩相短路電流計(jì)算表中查取對應(yīng)容量變壓器的兩相兩相短路電流值。5、高壓開關(guān)的選擇

選擇原則：(1)開關(guān)的額定電壓與電網(wǎng)電壓等級相適應(yīng)。

(2)開關(guān)的最大工作電流應(yīng)小于開關(guān)的額定電流。

(3)開關(guān)設(shè)置地點(diǎn)的最大三相短路容量應(yīng)小于開關(guān)額定斷流容量

。

(4)開關(guān)保護(hù)裝置功能符合要求。高壓開關(guān)的選擇--計(jì)算公式

6、低壓開關(guān)的選擇

1、在有沼氣突出礦井的任何地點(diǎn)和有沼氣及煤塵爆炸危險(xiǎn)礦井的采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷道、回風(fēng)巷道以及采掘工作面，可使用礦用隔爆型開關(guān)、礦用本質(zhì)安全型、礦用隔爆兼本質(zhì)安全型開關(guān)。2、選用礦用低壓開關(guān)時(shí)，其額定電壓必須大于或等于被控制線路的額定電壓；其額定電流要大于被控線路長期負(fù)荷的最大實(shí)際工作電流；開關(guān)分?jǐn)嗟淖畲笕喽搪冯娏鲬?yīng)小于開關(guān)額定最大分?jǐn)嚯娏?。同時(shí)開關(guān)保護(hù)裝置功能應(yīng)符合控制線路負(fù)載設(shè)備、電氣安全要求。3、礦用低壓隔爆開關(guān)的接線喇叭口數(shù)目及內(nèi)徑要符合受控線路所選用電纜的條數(shù)及外徑要求。一個(gè)喇叭口只允許接一條電纜。4、礦用低壓開關(guān)使用地點(diǎn)的海拔高度不得超過1000m；環(huán)境溫度不得超過35度環(huán)境相對濕度不得大于95±3%；垂直面斜度不得大于15度。同時(shí)在周圍介質(zhì)中不得有使金屬腐蝕和絕緣損壞的氣體存在，不得有水及其它液體浸入。7、過流保護(hù)裝置的整定及校驗(yàn)

過流保護(hù)裝置的整定和校驗(yàn)的依據(jù)是《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護(hù)裝置的整定細(xì)則》（一）、低壓開關(guān)繼電保護(hù)裝置的要求1、選擇性好：保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，保證只切斷故障部分的電路，其他部分仍能正常工作。2、動(dòng)作可靠：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)或正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保護(hù)裝置不能誤動(dòng)作。當(dāng)電動(dòng)機(jī)或線路發(fā)生短路或過負(fù)荷時(shí)，保護(hù)裝置可靠動(dòng)作。3、動(dòng)作迅速：保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，切斷被保護(hù)的線路，防止事故蔓延，減少故