某煤礦1032綜采工作面供電設(shè)計(jì)

1、 志鴻煤礦 1032綜采工作面供電設(shè)計(jì)說(shuō)明書2011年10月6日 目錄概述21.1工作面負(fù)荷統(tǒng)計(jì)(詳細(xì)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見(jiàn)附表1)：21.2供電系統(tǒng)擬定21.3.變壓器選擇3計(jì)算容量及選擇移動(dòng)變電站3移變確定32.電纜的選擇52.1電纜型號(hào)的確定及走向52.2電纜長(zhǎng)度的確定52.3電纜截面的確定6高壓電纜選擇6低壓電纜截面的確定82.4采區(qū)低壓電器選擇11計(jì)算各點(diǎn)的短路電流11低壓開(kāi)關(guān)的選擇122.5高壓配電裝置的整定校驗(yàn)13采區(qū)變電所高壓開(kāi)關(guān)的整定132.6低壓開(kāi)關(guān)的整定校驗(yàn)13低壓開(kāi)關(guān)各種保護(hù)裝置整定及檢驗(yàn)133.工作面保護(hù)接地措施153.1井下保護(hù)接地裝置的裝設(shè)原則153.2保護(hù)接地裝置的安裝地點(diǎn)

2、和要求153.3保護(hù)接地裝置的安裝和接地164.防火措施16附表117附表218參考資料：19概述該工作面位于志鴻煤礦一采區(qū)3#煤層?xùn)|冀，工作面運(yùn)輸巷長(zhǎng)度為650m，回風(fēng)巷長(zhǎng)度650m，切割巷長(zhǎng)度140m。該工作面為綜采工作面，根據(jù)基本參數(shù)，結(jié)合綜采配套設(shè)備選型，其供電設(shè)計(jì)如下：1.1工作面負(fù)荷統(tǒng)計(jì)(詳細(xì)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見(jiàn)附表1)： 序號(hào)采區(qū)內(nèi)設(shè)備配置設(shè)備臺(tái)數(shù)單臺(tái)設(shè)備電機(jī)數(shù)量(臺(tái))電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)設(shè)備名稱Pe(kW)Ue(V)1采煤機(jī)MG300/720AWD112300114025527.52工作面運(yùn)輸機(jī)SGZ764/40012200/10011403橋式轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ764/20011200/10011

3、404乳化泵BRW315/31.5212001140破碎機(jī)PLM10001111011405回柱絞車JH計(jì)16461.2供電系統(tǒng)擬定根據(jù)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)情況及工作面的設(shè)備分布情況，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備，擬在1032運(yùn)輸巷外上山以西設(shè)一臺(tái)二次側(cè)電壓為1140V的移動(dòng)變電站，給1140V電壓等級(jí)設(shè)備供電。采區(qū)變電所8高壓開(kāi)關(guān)向1032運(yùn)輸巷1140V移動(dòng)變電站供電。1140V移動(dòng)變電站送出2回1140V出線，一回向采煤機(jī)供電，另一回向刮板輸送機(jī)、橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、回柱機(jī)供電。在橋轉(zhuǎn)機(jī)處安設(shè)各設(shè)備磁力起動(dòng)器。1.24各轉(zhuǎn)載點(diǎn)、硐室照明使用ZXB-2.5/127V信號(hào)照明綜保。1.3.變壓

4、器選擇計(jì)算容量及選擇移動(dòng)變電站按需用系數(shù)法計(jì)算變壓器容量移變確定根據(jù)公式，計(jì)算變壓器容量：式中：需用率式中：參加計(jì)算的所有用電設(shè)備額定功率(不包括備用)之和(kW)=725+400+200+200+110+11=1646kWPmax同時(shí)起動(dòng)電機(jī)的額定功率(kW)，采煤機(jī)電機(jī)425KW。這里取0.85根據(jù)計(jì)算，查礦用隔爆型移動(dòng)變電站數(shù)據(jù)表，選擇一臺(tái)KSGZY-1250/10的移變，根據(jù)公式：SB.eSB.j式中: SB.e變壓器的額定容量(kVA)故能滿足要求.計(jì)算移變繞阻電壓損失(V)：式中：變壓器的二次側(cè)負(fù)荷電流IB式中：KfB變壓器的負(fù)荷率I2e 變壓器二次側(cè)額定電流(A)變壓器繞組阻抗R

5、B：式中：變壓器短路損耗(W)，查表得7400W變壓器繞組電抗XB：式中：Ux變壓器繞組阻抗，查資料取4UN2變壓器副邊電壓(kV)，1.2kV所選變壓器參數(shù)表型號(hào)容量一次側(cè)電壓（V）二次側(cè)電壓(V)一次側(cè)電流(A)二次側(cè)電流(A)阻抗電壓百分?jǐn)?shù)（）每相電阻（）每相電抗（）KSGZY125010000125072.17601.44.50.00680.05142.電纜的選擇2.1電纜型號(hào)的確定及走向根據(jù)采區(qū)供電電壓等級(jí)，工作條件，敷設(shè)以及電纜型號(hào)選擇原則等要求，該工作面電纜型號(hào)確定如下：2.1.1確定從東區(qū)工作面A配電點(diǎn)的供電采用MYJV22型10kV交聯(lián)聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套的鋼帶鎧裝三相銅

6、芯電纜；2.1.2從變電站向采煤機(jī)、工作面刮板運(yùn)輸機(jī)等移動(dòng)設(shè)備供電，采用MYP、MYCP型1.2kV屏蔽電纜。2.2電纜長(zhǎng)度的確定根據(jù)設(shè)備布置圖(附圖)和電纜長(zhǎng)度確定公式要求，現(xiàn)將各段電纜長(zhǎng)度計(jì)算如下：2.2.1移動(dòng)變電站至橋轉(zhuǎn)機(jī)電纜長(zhǎng)度確定：式中：巷道實(shí)際長(zhǎng)度(m)， =650m電纜敷設(shè)時(shí)對(duì)橡套電纜要求的系數(shù)，一般取1.1電纜長(zhǎng)度(m)2.2.2其它電纜長(zhǎng)度計(jì)算略(見(jiàn)附表2)，并注于供電系統(tǒng)圖(附圖)。2.3電纜截面的確定2.3.1高壓電纜選擇GY01電纜截面的確定1、按持續(xù)允許電流選擇電纜截面總視在功率：式中：PN設(shè)備最大同時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)總功率，kWPN=1646kW供電線路額定電壓(kV

7、)：10計(jì)算電流為：根據(jù)IN查表選擇電纜截面為：A=35 mm22、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面同時(shí)工作的電纜根數(shù)：n=1電力電纜經(jīng)濟(jì)電流密度：j=2.5A/mm2計(jì)算所得電纜截面為：n不考慮電纜損壞時(shí)，同時(shí)工作電纜的根數(shù)，1根j經(jīng)濟(jì)電流密度(A/mm2)，取2.5根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度效驗(yàn)，35mm2電纜能滿足要求，選擇電纜截面為：A=35mm23、按電纜短路時(shí)熱穩(wěn)定選擇電纜截面：高壓供電線路平均電壓：Up=10.5kV變電所母線的短路容量：Sd=100.0 MVA三相最大穩(wěn)態(tài)短路電流為：短路電流作用假想時(shí)間：tf=0.25秒熱穩(wěn)定系數(shù)：C=93.4計(jì)算所得電纜截面為：根據(jù)電纜短路時(shí)熱穩(wěn)定選擇電纜截

8、面為：A=35 mm24、根據(jù)計(jì)算所得的最大截面選擇電纜參數(shù)高壓電纜型號(hào)：MYJV223×35330m截面：A=35mm2長(zhǎng)時(shí)載流量：IY=168A每公里電纜的電阻值：式中：導(dǎo)電銅線芯+20時(shí)的電阻率，每公里電纜的電抗值：X0=0.064/km5、高壓電纜電壓損失校驗(yàn) 平均功率因數(shù)：cos=0.85有功功率：P=S×cos=1074.59×0.85=913.4kW高壓電纜長(zhǎng)度：L=0.38km計(jì)算高壓電纜損失百分?jǐn)?shù)u%為：滿足電壓損失要求 2.3.2低壓電纜截面的確定1、變電站至采煤機(jī)起動(dòng)器電纜截面的確定：計(jì)算該段電纜實(shí)際流過(guò)的負(fù)荷電流：式中：kx需用率，取0.5

9、=725kW按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷選擇電纜主截面：G01電纜型號(hào)：MYP-3×95+1×50-650m AG01=95mm2電纜允許載流量為：IY=271A 采煤機(jī)起動(dòng)器采煤機(jī)電纜廠家已配：MCP-0.66/1.14-3×95+1×25+4×4電纜200米、MCP-0.66/1.14-3×70+1×25+4×4電纜200米。以允許電壓損失校驗(yàn)電纜，對(duì)于1140V電網(wǎng)，其允許損失為：變壓器電壓損失：=29.58V電纜電壓損失： 式中：電纜長(zhǎng)度：650m電纜長(zhǎng)度：200mPeG01G01段負(fù)荷：725kWPeG011

10、G011段負(fù)荷：200kW電導(dǎo)率，銅：42.5m/-mm2電纜截面，35mm2能滿足電壓損失要求。2、G02 移變至橋轉(zhuǎn)機(jī)段電纜截面的確定：計(jì)算該段電纜實(shí)際流過(guò)的負(fù)荷電流： 式中：kx需用率，取0.6=400200+110+11=721kW按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷選擇電纜主截面：G02電纜型號(hào)：MYP-3×95+1×50-650m AG02=95mm2電纜允許載流量為：IY=271A以允許電壓損失校驗(yàn)電纜，對(duì)于1140V電網(wǎng)，其允許損失為：變壓器電壓損失：=29.58V電纜電壓損失： 式中：電纜長(zhǎng)度：650m721kW電導(dǎo)率，銅：42.5m/-mm2電纜截面，95mm2滿足

11、電壓損失要求3、刮板輸送機(jī)電纜的選擇3.1 起動(dòng)器至刮板輸送機(jī)機(jī)頭電纜的選擇計(jì)算該段電纜實(shí)際流過(guò)的負(fù)荷電流，： 式中：kx需用率，取0.6=400kW按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷選擇電纜主截面：Z01電纜型號(hào)：MCP-3×70+1×25+4×4-50m AZ01=70mm2電纜允許載流量為：IY=207A3.2 刮板輸送機(jī)機(jī)頭至機(jī)尾電纜選擇計(jì)算該段電纜實(shí)際流過(guò)的負(fù)荷電流，： 式中：kx需用率，取0.6=200kW按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷選擇電纜主截面：Z02電纜型號(hào)：MYP-3×50+1×25-160m AZ02=50mm2電纜允許載流量為：IY=

12、173A以允許電壓損失校驗(yàn)電纜，對(duì)于1140V電網(wǎng)，其允許損失為：變壓器電壓損失：=29.58V干線電纜電壓損失：67.2V支線電纜電壓損失： 式中：、電纜長(zhǎng)度：50、160m400kW、200kW電導(dǎo)率，銅：42.5m/-mm2電纜截面，95mm2滿足電壓損失要求2.4采區(qū)低壓電器選擇2.4.1計(jì)算各點(diǎn)的短路電流用解析法計(jì)算d2點(diǎn)的短路二相電流，(見(jiàn)附圖)式中：變壓器二次側(cè)電壓，1200VR=RB+RG02LG02+ RZ01LZ01+ RZ02LZ02+RHRB+LG02/AG02/+ LG021/AG021/+ LG022/AG022/+RH=0.0068+715/95/53+50/70

13、/53+160/50/53+0.01=0.23266X=XB+ XG02LG02+ XZ01LZ01+ XZ02LZ02=0.0514+0.08×0.715+0.08×0.05+0.08×0.16=0.125RB、XB變壓器折合到二次繞組的相電阻及相電抗()RG01、RG011、XG01、XG011每公里電纜(見(jiàn)供電圖)的電阻及電抗(/km)電導(dǎo)率，+20時(shí)銅的電導(dǎo)率：53m/-mm2RH短路點(diǎn)的電弧電阻，0.01其余各點(diǎn)的短路電流計(jì)算省略，其值見(jiàn)下表：短路點(diǎn)(A)(A)d11081612489 d222702621 d325592955 d41078812457

14、 2.4.2低壓開(kāi)關(guān)的選擇根據(jù)計(jì)算負(fù)荷的電流，選擇低壓開(kāi)關(guān)見(jiàn)下表：開(kāi)關(guān)編號(hào)開(kāi)關(guān)型號(hào)負(fù)荷實(shí)際工作電流（A）額定電壓(V)備注1K01KBZ-63021611401K02KBZ-630257.7511401K03KBZ-63012611401K04KJZ4×400126.6114089.3711401K05KJZ4×40014311401140低速起動(dòng)71.511401140低速起動(dòng)1K06QJZ30071.51140QJZ30071.511402.5高壓配電裝置的整定校驗(yàn)2.5.1采區(qū)變電所高壓開(kāi)關(guān)的整定計(jì)算通過(guò)該高壓開(kāi)關(guān)的電流：式中：SB01該臺(tái)變壓器帶負(fù)荷的視在功率，10

15、74.59kVA 該高壓開(kāi)關(guān)柜采用WGZB-HWA型微電腦控制高壓饋電綜合保護(hù)器，根據(jù)實(shí)際通過(guò)該開(kāi)關(guān)的電流值進(jìn)行整定。額定電流：100A過(guò)載：IGK01=0.8倍(80A)短路：IGK01=4倍(400A) 靈敏度校驗(yàn)：式中：變壓器變壓比：KB=10000/1200=8.33變壓器低壓側(cè)母線上的最小兩相短路電流：10788A2.6低壓開(kāi)關(guān)的整定校驗(yàn)2.6.1低壓開(kāi)關(guān)各種保護(hù)裝置整定及檢驗(yàn)1K01礦用隔爆型真空饋電開(kāi)關(guān)(KBZ-630/1140)的整定，計(jì)算該開(kāi)關(guān)實(shí)際流過(guò)的負(fù)荷電流：已經(jīng)計(jì)算出該開(kāi)關(guān)所帶負(fù)荷電流：該饋電開(kāi)關(guān)采用PIR-800智能綜合保護(hù)器，根據(jù)實(shí)際通過(guò)該開(kāi)關(guān)的電流值進(jìn)行整定。過(guò)載

16、整定：I1K01=220A短路整定：I1K01=8倍(1760A)式中：最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流其余電動(dòng)機(jī)的額定電流之和(A)。靈敏度校驗(yàn)： （符合要求）1K01饋電開(kāi)關(guān)保護(hù)范圍末端的最小兩相短路電流：2718A其它整定計(jì)算省略，整定值見(jiàn)下表：開(kāi)關(guān)編號(hào)開(kāi)關(guān)型號(hào)保護(hù)方式整定值靈敏度校驗(yàn)1K01KBZ-630PIR-800綜保過(guò)載：150A短路：8倍(1200A)8.991.51K02KBZ-630PIR-800綜保過(guò)載：250A短路：6倍(1500A)1.71.51K03KBZ-630PIR-800綜保過(guò)載：250A短路：6倍(1500A)1.5151.51K04QJZ4×400PLC

17、過(guò)載：200APLC過(guò)載：150A1K05QJZ4×400PLC過(guò)載：250APLC過(guò)載：250APLC過(guò)載：125APLC過(guò)載：125A1K6QJZ-300PLC過(guò)載：75A1K7QBZ-80NPLC過(guò)載：8A1K8QJZ-300PLC過(guò)載：125A1K9QJZ-300PLC過(guò)載：125A3.工作面保護(hù)接地措施3.1井下保護(hù)接地裝置的裝設(shè)原則1、36V以上的由于絕緣損壞可能帶有危險(xiǎn)電壓的電氣設(shè)備的金屬外殼、架構(gòu)等，都必須有保護(hù)接地裝置。鎧裝電纜的金屬鎧裝層、橡套電纜的接地芯線等均須接地。2、所有需要接地的電氣設(shè)備，均應(yīng)通過(guò)其專用的連接導(dǎo)線直接與接地網(wǎng)或鎧裝電纜的金屬鎧裝層、鉛護(hù)套相

18、連接，禁止將幾臺(tái)設(shè)備串聯(lián)接地，也禁止將幾個(gè)接地部分串聯(lián)。3、所有必須接地的設(shè)備和局部接地裝置，都應(yīng)同井下接地極接地一個(gè)總接地網(wǎng)。4、每個(gè)裝有電氣設(shè)備的硐室和配電點(diǎn)應(yīng)設(shè)置輔助接地母線。5、每個(gè)單獨(dú)裝設(shè)的高壓電氣設(shè)備設(shè)置1個(gè)局部接地極。6、電纜的接地芯線，除用作監(jiān)測(cè)接地回路外，不能兼作其它用途。7、輔助接地極與主接地極相距5米以上。3.2保護(hù)接地裝置的安裝地點(diǎn)和要求1、移動(dòng)變電站配電點(diǎn)，橋轉(zhuǎn)機(jī)配電點(diǎn)各裝設(shè)1組局部接地極，同一地點(diǎn)有3臺(tái)電氣設(shè)備及其以上集中安裝1組局部接地極。2、接地網(wǎng)上任一保護(hù)接地點(diǎn)的接地電阻不得超過(guò)2歐姆。3、所有電氣設(shè)備的保護(hù)接地裝置(包括電纜的鎧裝、鉛皮、接地芯線)和局部接地

19、裝置，應(yīng)與主接地極連接成1個(gè)總接地網(wǎng)。4、局部接地極組成部件的材質(zhì)和幾何參數(shù)不得低于煤礦安全規(guī)程第四百八十六條的要求。禁止采用鋁導(dǎo)體作為接地極、接地母線、接地導(dǎo)線和連接導(dǎo)線。3.3保護(hù)接地裝置的安裝和接地1、安裝主接地極時(shí)，應(yīng)保護(hù)接地母線和主接地極連接處不承受較大拉力，并應(yīng)有便于取出主接地極進(jìn)行檢查的牽引裝置，接地母線和主接地極采用焊接連接。2、局部接地極應(yīng)平放于水溝深處，鉆眼鋼管必須垂直埋于潮濕的地下，地下部分不小于1.5m，地表部分應(yīng)留有100m以上的焊接長(zhǎng)度。3、接地導(dǎo)線與接地母線的連接最好也用焊接。4、固定電氣設(shè)備與連接導(dǎo)線采用螺栓連接。5、電纜接線盒的接地，應(yīng)將接線盒 上的接地螺栓直

20、接用接地導(dǎo)線與局部接地極相連。6、保護(hù)接地裝置所使用的鋼材應(yīng)鍍鋅或采取其他防蝕措施。4.防火措施1、配電硐室、皮帶硐室、各配電點(diǎn)必須用耐火材料建筑，硐室出口附近5米以內(nèi)的巷道支架應(yīng)用耐火材料支護(hù)。2、為了通風(fēng)良好，在硐室內(nèi)最高溫度不得超過(guò)附近巷道中溫度的5。3、硐室內(nèi)應(yīng)設(shè)有砂箱1個(gè)、容積不少于0.2立方米，干式滅火器材4具。附表1采區(qū)內(nèi)設(shè)備配置序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)設(shè)備臺(tái)數(shù)1采煤機(jī)MG300/720-AWD112工作面運(yùn)輸機(jī)SGZ764/40023橋式轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ764/20014乳化泵RBW-315/31.525皮帶機(jī)DSJ80/15/7516破碎機(jī)PLM100017礦用雙速多用絞車JSDB-2518回柱絞車JH-1419無(wú)極繩絞車JWB55BJ1附表2電纜長(zhǎng)度及規(guī)格列表：序號(hào)電纜始未端（走向）電纜代碼巷道實(shí)際長(zhǎng)度(m)電纜長(zhǎng)度(m)規(guī)格型號(hào)備注1采區(qū)變電所移動(dòng)變電站(高壓)GY01300330MYJV22-10KV-3×35-3302移動(dòng)變電站橋式轉(zhuǎn)載機(jī)（采煤機(jī)）G01650715MYP-0.66/1.14-3×95+1×50-715m3移動(dòng)變電站橋式轉(zhuǎn)載機(jī)（刮板輸送機(jī)）G02650462MYP-0.66/1.1