瓦斯泵站供電設計報告

瓦斯泵站供電設計報告

單位名稱：集賢礦通風區

泵站地點：中一下山區軌道運輸巷左側

施工單位：通風區瓦斯抽放段

日期：2008年12月1日
編製人：肖占勝

目錄
第一章 供電設計報告說明
一、泵站概況說明
二、泵站通風係統
三、供電方式
四、電壓等級、最遠供電距離
五、用電設備數據表
第二章 機電設備管理要求及安全技術措施
一、機電設備管理要求
二、安全技術要求
第三章 供電係統的確定
一、確定原則
二、供電係統圖
第四章 供電設備的選擇及校驗
一、變壓器的選擇
二、高壓電器設備的選擇
三、高壓電纜的選擇及校驗
四、低壓電器設備的選擇
五、低壓電纜的選擇及校驗
第五章 供電係統過流保護裝置的整定及校驗

第一章 供電設計報告說明

一、泵站概況說明
瓦斯抽放泵站位於-370中一下山區集中下料道左側，與中一下變電所相距60米。
1、 根據瓦斯抽放設計要求，泵站內安裝四台套瓦斯抽放泵，兩台運行兩台備用。泵站內用兩台（一台運行、一台備用）型號為ZWY-85/160瓦斯抽放泵站直接抽放3604采煤工作麵的采空區瓦斯；另外兩台（一台運行、一台備用）型號分別為ZWY-60/110、ZWY-80/160瓦斯抽放泵站抽放3604采煤工作麵仰角鑽孔。
2、瓦斯抽放泵站抽放泵工作液水源采用循環往複水，方法是建一個50立方米的蓄水池，利用兩台4KW(一台運行、一台備用)耐磨泵加壓供水。
3、泵站照明使用KSG-2.5/0.7照明變壓器。
二、泵站通風係統
由中一下山區軌道下山運輸巷——瓦斯抽放泵站¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬——¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬中一下山區集中回風道——二段風井
三、供電方式
瓦斯抽放泵站距中一下山變電所110米，泵站內設計安裝兩組共四台瓦斯抽放泵，每組兩台瓦斯抽放泵（一台運行，一台備用）配置雙電源、雙回路供電方式。
四、電壓等級、最遠供電距離
根據泵站用電設備數據表，瓦斯抽放泵站供電電源的電壓等級應為660V。最遠供電距離為120米。
五、用電設備數據表，見附表

第二章 機電設備管理要求及安全技術措施
一、機電設備管理要求
（1）、井下機電
1、井下電氣設備的選用必須符合《煤礦安全01manbetx 》第444條，電氣設備防爆合格率達100%。
2、操作井下電氣設備必須是專職或值班電氣人員，否則不得擅自操作電氣設備。
3、一切容易碰到的裸露的電氣設備及其轉動的機器外漏的傳動部分必須加裝保護罩或遮攔，防止碰觸危險。
4、所有開關把手切斷電源時都應閉鎖，並懸掛“有人作業、不許送電”牌，設專人看管，隻有執行這項工作的人員，才有權取下此牌並送電。
5、井下檢修或搬遷電氣設備（包括電纜和電線）前，必須切斷電源，在瓦斯檢察員的配合下，檢查瓦斯在其巷道風流中，瓦斯濃度在1%以下時，並用同電源電壓相適應的驗電筆檢驗無電後，方可進行導體對地放電。
6、橡套電纜的接地芯線，除用作監測接地回路外，不得兼做其他用途。
7、電纜的敷設與管理必須符合《煤礦安全01manbetx 》第468、469、470、471、472條的要求。
8、井下必須使用防爆電話，電話線連接使用符合防爆要求的連接裝置，井下電話線路嚴禁利用大地做回路，電話線的懸掛與電纜相同，與電纜同側懸掛時，應在動力電纜上方，間距大於100mm。
9、機電設備必須按《煤礦01manbetx 01manbetx 》進行操作。
二、安全技術要求
（1）、過流保護：
必須按《礦井低壓電網短路保護裝置整定細則》執行，實際供電中各開關的整定值按供電設計中提出的整定，如有變化必須及時整定。
（2）漏電保護：
1、執行《煤礦井下漏電繼電器的安裝、運行、維護與檢修細則》機電隊每天設專人對變壓器（電站）漏電保護作業本身模擬實驗，確保漏電繼電器既不拒動也不誤動，禁止漏電繼電器甩掉和假投。確保檢漏繼電器靈敏可靠，每次試驗必須有專門的記錄。
2、660v電壓等級的漏電器繼電器單相漏電整定值必須大於或等於11千歐。
3、檢漏繼電器的維護，檢修及調試工作，記入專門的檢漏繼電器運行記錄簿內。
4、檢漏繼電器的輔助接地極單獨設置，輔助接地極及引線與局部接地極及引線的裸露導線間的直線距離必須大於5米。
（3）、接地保護裝置：
必須執行《煤礦井下接地保護裝置安裝、維護與檢修細則》中的有關規定。
1、所有必須接地的設備和局部接地裝置，都要和總接地網連接。
2、連接導線，接地導線采用斷麵不小於25mm2；裸銅線行或斷麵不小於50mm2的鍍鋅扁鋼。
3、局部接地極必須設在巷道水溝內。
第三章 供電係統的確定
一、確定原則
采區供電係統時根據采區機械設備布置圖擬定，應符合安全、經濟、操作靈活、保護完善、便於檢修等要求。其原則如下：
1、保證供電可靠，力求減少開關、啟動器，使用電纜的數量應做少，原則上一台啟動器控製一台設備。
2、采區變電所動力變壓器多餘一台時，合理分配變壓器負荷，通常一台變壓器擔負一個工作麵的用電設備。
3、變壓器最好不並聯運行。
4、配電點啟動器在三台以下時，一般不設配電點進線自動饋電開關。
5、工作麵配電點最大容量電動機用的啟動器應靠近配電點進線，以減小啟動器間連接電纜的截麵。
6、供電係統盡量較少回頭供電。
7、本設計根據供電係統的擬定原則和設備布置圖的特點，采用幹線式供電。
二、供電係統圖（見附表）

第四章 供電設備的選擇及校驗
一、變壓器的選擇
1）、負荷的分組及變壓器容量的選擇
A組: ∑PN=110KW+4KW=114KW
B組: ∑PN=160KW+4KW=164KW
C組: ∑PN=160KW+2KW=162KW
D組: ∑PN=160KW=160KW
一組用電設備的計算負荷，應按下式計算：
Ica=∑PNKde/COSФWm
=164×0.85/0.8
=174KW
查表知可，選擇型號KBSG-315/6型的變壓器兩台。

二、低壓電器設備的選擇
1、低壓電器設備選擇的原則
根據《煤礦安全01manbetx 》規定，各種不同類型的礦用低壓開關，應按沼氣等級和有無煤（岩）突出危險及其試驗地點的通風條件來確定試驗範圍
a) 礦用一般型開關適用於無沼氣和煤塵爆炸危險的礦井及無沼氣突出的井底車場和主要進風巷中，礦用增安型開關適用於有沼氣和煤塵爆炸危險的礦井進風道和通風良好的硐室中。
c) 礦用隔爆型開關適用於有沼氣突出的任何地點和有沼氣及煤塵爆炸危險的采區進風巷道，回風巷道以及采掘工作麵，礦用本質安全型和礦用隔爆兼本質安全型開關的應用範圍同礦用隔爆型開關。
d) 選用礦用低壓開關時，其額定電壓必須大於或等於被控製線路的額定電壓，其額定電流要大於或等於被控線路的負荷長期最大實際工作電流，同時，根據被控製線路需要選定過流保護繼電器的整定電流值。
e)礦用低壓隔爆開關的接線喇叭口數目及內徑要符合受控線路所選用電纜的條數及口徑要求，一個喇叭口隻允許接一條電纜。
2、低壓開關型號的確定
1)、變壓器低壓側饋電開關的選擇
各饋電開關有效負荷電流為：
QA1：Kde∑IN=0.85×(124.8+5.6+2.2)=113A
QA2：Kde∑IN=0.85×(192.7+5.6)=169A
QA3：Kde∑IN=0.85×195=166A
QA4：Kde∑IN=0.85×195=166A
根據以上計算數據，可選KBZ400/660型隔爆型真空饋電開關。
2）、泵站用電設備磁力啟動器的選擇
a)、一台型號為ZWY-60/110的瓦斯抽放泵的磁力啟動器，可選BQD4-200D型開關。當VN=660V時，IN=200A＞IN,MO=124.8A，滿足要求。
b)、 一台型號為ZWY-80/160的瓦斯抽放泵的磁力啟動器，可選QBZ-315型開關。當VN=660V時，IN=315A＞IN,MO=192.7A，滿足要求。

c)、 兩台型號為ZWY-85/160的瓦斯抽放泵的磁力啟動器，可選QJZ-315。當VN=660V時，IN=315A＞IN,MO=195A，滿足要求。
d)、兩台水泵開關可選QC810-30型磁力啟動器，當VN=660V時，IN=30A＞IN,MO=5.6A，滿足要求。
e)、泵站照明可選用BZX-4.0型礦用照明綜合保護器。
五、低壓電纜的選擇及校驗
1、選擇原則
a) 礦用橡套電纜型號選擇時，應符合《煤礦安全規程》的規定。
b) 在正常工作時，電纜芯線的實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。橡套電纜允許溫度是65度，鎧裝電纜允許溫度是80度。
c) 正常運行時電纜網絡的實際電壓損失不得大於網絡所允許的電壓損失。
d) 采區經常移動的橡套電纜支線截麵選擇一般按機械強度要求的最小截麵選取即可，不必進行其他項目的校驗，對於幹線電纜，則必須首先按長期允許電流選擇，然後再按允許電壓損失計算校驗電纜截麵。
e) 對於低壓電纜，處於低壓網絡短路電流較小，按上述方法選擇的電纜截麵的熱穩定性和電動機穩定性均能滿足要求，因此不必再進行短路時熱穩定校驗。
2、電纜型號的確定
a) 幹線電纜采用不延燃橡套電纜。
b) 移動式和手持式電氣設備使用不延燃橡套電纜。
c) 固定敷設的照明、通信、信號和控製用的電纜，不延燃橡套電纜，非固定敷設的采用不延燃橡套電纜。
3、電纜長度的確定
根據擬定的供電係統，確定係統中各段的電纜長度，在確定電纜長度時，固定橡套電纜按10%餘量考慮，鎧裝電纜按5%餘量考慮，移動設備用的橡套電纜長度，除應按實際使用長度選取外，必須增加一段機頭部分的活動長度，約3-5米。
4、電纜截麵的確定
a) 電纜的正常工作負荷電流必須等於或小於電纜允許持續電流。
b) 正常運行時，電動機的端電壓不低於額定電壓的5-10%。
c) 電纜末端的最小兩相短路電流大於饋電開關整定電流值的1.5倍。
d) 對橡套電纜需考慮電纜機械強度要求的最小截麵。
5、電纜芯線數的確定
a) 動力用橡套電纜選用四芯的電纜。
b) 當控製按鈕不裝在工作機械上時，采用四芯電纜。
6、根據以上原則及規定選擇供電係統使用電纜的截麵及型號
a)、水泵電纜的選擇
根據低壓支線電纜向單台或兩台電動機供電時，用下式進行計算：
Ica= K10PN×103/√3VN COSФNηmo
Ica= K10PN×103/√3VN COSФNηmo
=1×4×103/√3×660×0.8×0.85=5.1A
查表可選3×4mm2截麵的電纜，且IP=36A＞Ica=5.1A；滿足溫升條件。故選MY-0.38/0.66-3×4+1×4型礦用電纜。電纜長度L=1.1×14=15米。
b)、照明電纜選擇同水泵電纜截麵的選擇方法
可選用uz-0.3/0.5-3×2.5+1×2.5型電纜
c)、瓦斯抽放泵電纜截麵的選擇
1、電纜型號的確定
由於抽放泵負荷較大，應以滿足兩相短路電流繼電器保護的要求，故可選MY-0.38/0.66型礦用橡套電纜。
2、電纜長度的確定：
Lca=KLwa=1.1×120m=132m
3、電纜截麵的確定
初選電纜主芯線截麵為70mm2的電纜，考慮到供電距離及用電負荷，可依據滿足溫升條件選擇，選擇負荷164KW一組電氣設備計算電纜截麵。可依據下式校核計算：Ica= K10PN×103/√3VN COSФNηmo
=164×0.85×103 /√3×660×0.78×0.8
=195.4A
查表知：3×70mm2截麵的電纜，其IP=215A＞Ica=195.4A；滿足溫升條件，故選MY-0.38/0.66-3×70+1×25型礦用橡套電纜。
7）、礦用橡套電纜的載流量(1KV以下)，見下表
主芯截麵mm2 長時允許載流量A
4 36
25 113
70 215

第五章 供電係統過流保護裝置整定計算及校驗
1、低壓開關繼電保護裝置的整定要求及選用原則：
A、保護裝置整定要求
a、選擇性好：保護裝置動作時，保證隻切斷故障部分的電路，其他部分仍能正常工作。
b、動作可靠：電動機啟動或正常運轉時保護裝置不能誤動作，當電動機或線路發生短路或過負荷時，保護裝置可靠動作。
c、動作迅速：保護範圍內發生故障時，保護裝置迅速動作切斷被保護的線路，防止02manbetx.com 蔓延，減少故障電流對設備的損壞。
d、動作靈敏：在保護範圍內發生最小兩相短路電流時，保護裝置可靠動作。
B、熔斷器選用原則
a、熔斷器的額定電壓與電網的額定電壓相符，一般等於或稍大於電網的額定電壓。
b、熔斷器的額定電流要大於或等於所帶負荷的最大長時工作電流，在一定額定電壓的熔斷器中，可以裝設幾種額定電流不相同的熔體。
c、熔體熔定電流的選擇要保證當保護範圍內出現最小兩相短路電流時，能很快熔斷，而負荷中流過電動機最大起動電流時不會熔斷。
2、從供電係統圖我們可以看出：變壓器（T1、T2）供電線路及負荷較相似，可以選負荷較大T2供電係統進行整定計算即可。
3、利用表格法計算T2供電係統線路各節點短路電流
1）、求係統電抗和高壓電纜的換算長度
（1）根據井下對380V、660V的供電係統中係統電抗和高壓電纜推低壓電網短路電流造成的誤差較小，可將電源電抗和高壓電抗不計入。
(2)、中一下山變電所至抽放泵電纜的換算長度
L1=KL=0.73×132=96m
（3）、SM1至抽放泵ZWY-85/160電纜的換算長度
L2=KL=0.73×30=21.9米
（4）、SM2至抽放泵ZWY-60/110電纜的換算長度
L3=KL=0.73×25=18.25米
（5）、SM2至水泵MD34-12電纜的換算長度
L3=KL=11.97×30=359.1米
（4）利用表格法計算T2供電係統短路電流如下表
短路點電流/A 短路點電流/A 短路點 短路點電流/A
IS(2) IS(3) IS(2) IS(3)
S1 3690 4260 S3 3464 4000
S2 3414 3942 S4 1435 1657
S5 117
（3）KBSG-315/6型變壓器（T2）供電係統過流保護整定
KBSG-315/6型變壓器（T2）低壓側饋電開關技術數據如下表
開關型號 DZKD
變壓器容量（KV•A ） 315 500 630
額定電壓/V 1140/600
額定電流/A 400
通斷能力COSφ=0.3/KA 7 9
電流互感器變化 400/5
過電流保護裝置整定範圍 長延時 0.4-1
瞬時 3—10
KBSG-315（T2）變壓器低壓側開關過流保護整定列表如下：

KBSG-315變壓器（T2）供電係統保護整定表
開關代號 開關型號 所控負荷 保護裝置 整定計算式及其整定值 靈敏度驗算
QA2 KBZ400 T2低壓側總開關 電子保護 Isb1=1300A>Ist.w+kdeΣIN
=195×6+5.6
=1175.6A 主保護：Kr=IS1(2)/ Isb1=3690A/1300A=2.84>1.5
後備：Kr=IS2(2)/ Isb1=3414A/1300A=2.63>1.2
SM1 QJZ-315 抽放泵1 電子保護 過載：Isb=200A>IN=195A
短路：I’sb=8×200A=1600A 電子保護：
Kr=IS2(2)/ I'sb=3414A/1600A=2.13>1.2
SM2 BQD4-200D 抽放泵2 電子保護 過載：Isb=200A>IN=174.8A
短路：I’sb=8×200A=1600A 電子保護：
Kr=IS3(2)/ I'sb=3464A/1600A=2.16>1.2
SM3 QC810-30 小水泵 熔斷器 熔體額定電流
IN，F=20A＞5.6A×5.5/2.5=12.3A 熔斷器：Kr=IS4(2)/ IN.F=1435A/20A=71.75>7
SM4 BZX-4.0 泵站照明 熔斷器 熔體額定電流
IN，F=4A＞IN=2.18A 熔斷器：Kr=IS5(2)/ IN.F=117A/4A=29.25>7