60萬噸/年井田（低瓦斯）采區供電設計

　　山西呂梁襄礦環能國鼎煤業有限公司

　　60萬噸/年井田(低瓦斯)采區供電設計

　　原始資料：

　　井田設計能力60萬噸/年。

　　井田內布置方式：采區式，運輸大巷底板岩巷。

　　礦井瓦斯等級：低等級。

　　采區煤層傾角：18°─32°/26°

　　設計煤層:K2=1.76-2.15m/2.15m。

　　設計要求：

　　設計要符合煤礦安全規程、煤礦工業設計規程、煤礦井下供電設計技術規定。

　　設計遵循煤炭工業建設的方針政策，在保證供電安全可靠的基礎上進行技術經濟比較，選用最佳方案。

　　設備選型時，應采用定型的成套設備，盡量采用新技術、新產品，積極采取措施減少電能損耗，節約能源。

　　設計質量要確保技術的先進性、經濟合理性、安全適應性。

　　目 錄

　　第一節 采區變電所位置的確定 -------------------------------------------6

　　一 采區供電對對電能的要求----------------------------- 6

　　二 費用和環境要求--------------------------------------------------------7

　　第二節 擬定采區供電係統的原則-----------------------------------------8

　　一 采區高壓供電係統的擬定原則------------------------- 8

　　二 采區低壓供電係統的擬定原則--------------------------------------8

　　第三節 采區主要設備------------------------------------- 9

　　第四節 采區負荷的計算及變壓器容量、台數確定-------------------10

　　一 變壓器選擇注意事項-------------------------------- 10

　　二 台數的確定---------------------------------------- 10

　　三 采區負荷的計算及變壓器容量、台數確定----------------------10

　　第五節 采區低壓供電網絡的計算----------------------------------------11

　　一 電纜型號確定----------------------------------------------------------11

　　二 電纜長度確定----------------------------------------------------------12

　　三 選擇支線電纜----------------------------------------------------------13

　　四 幹線電纜的選擇-------------------------------------------------------18

　　第六節 采區電氣設備的選擇----------------------------------------------24

　　一 采區高壓開關櫃的選擇------------------------------ 24

　　二 礦用低壓隔爆開關選擇------------------------------ 25

　　三 磁力起動器的選擇---------------------------------- 26

　　第七節 采區接地保護措施-------------------------------- 27

　　第八節 采區漏電保護措施-------------------------------------------------29

　　第九節 采區變電所的防火措施-------------------------------------------30

　　第十節 附表-------------------------------------------- 31

　　第十一節 附圖----------------------------------------------------------------31

　　參 考 文 獻--------------------------------------------- 34

　　鬆藻煤礦南翼23采區供電設計

　　第一節、采區變電所位置的確定

　　一、采區供電對對電能的要求

　　1、電壓允許偏差

　　電壓偏差計算公式如下：

　　電壓偏差=×100%

　　《電能質量供電電壓允許偏差》(GB 12325—90)規定電力係統在正常運行條件下，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、三相電壓不平衡

　　根據《電能質量三相電壓允許不平衡度》規定：電力係統公共連接點正常運行方式下不平衡度允許值為2%，短時間不得超過4%。在采區變電所供電情況下，交流額定頻率為50HZ電力係統正常運行方式下由於負序分量而引起的pcc點連接點的電壓不平衡度能滿足規定要求。

　　3、電網頻率

　　《電能質量電力係統頻率允許偏差》(GB/T 15543—1995)中規定：電力係統頻率偏差允許值為0.2HZ，當係統容量較小時，偏差值可放寬到+5% HZ—-5% HZ，標準中沒有說明容量大小的界限的電網容量在300萬KW以上者為0.2HZ;電網容量在300萬KW以下者為0.5HZ。

　　4、波形

　　正常情況下，要求電力係統的供電電壓(或電流)的波形為正弦波，在電能的輸送和分配過程中不應該使波形產生畸變，還應注意負荷中諧波源(裝整流裝置等)的影響，必要時采取一定措施消除諧波的影響。

　　5、供電可靠性

　　供電可靠性是衡量電能質量的一個重要指標，必須保證供電的可靠性。

　　二、費用和環境要求

　　采區變電所要便於對硐室的擴大和設備的增加，同時便於體積較大的變壓器等設備直接通過運輸上山運到采區變電所硐室減少運輸設備的費用。在滿足費用要求的同時還要滿足頂板堅固，無淋水且通風良好，保證變電所硐室內的溫度不超過附近巷道5℃。

　　根據采區巷道布置，要使采區變電所能順利的通過運輸平巷向整個采區的負荷中心(采煤工作麵)進行供電。在回風上山和運輸上山聯絡巷處，低壓供電距離合理，並且不必移動采區變電所就能對采區的采煤、掘進及回采等進行供電。所以把采區變電所布置在回風上山和運輸上山聯絡巷處。

　　第二節 擬定采區供電係統的原則

　　一、采區高壓供電係統的擬定原則

　　1、供綜采工作麵的采區變(配)電所一般由兩回路電源線進行供電，除綜采外，每個采區應為一回路;

　　2、雙電源進線的采區變電所，應設置電源進線開關;

　　3、采區變電所的高壓饋出線宜用專用的開關櫃。

　　二、采區低壓供電係統的擬定原則

　　1、在保證供電安全可靠的前提下，力求所用的設備最省;

　　2、原則上一台啟動器隻能控製一台設備;

　　3、當采區變電所動力變壓器超過一台時，應合理分配變壓器負荷;

　　4、變壓器最好不要並聯運行;

　　5、從變電所向各配電點或配電點到用電設備采用輻射式供電，上山及順槽運輸機采用幹線式供電;

　　6、工作點配電點最大容量電動機的啟動器應靠近配電點進線;

　　7、供電係統應盡量避免回頭供電;

　　8、瓦斯噴出區域、高瓦斯礦井、煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中，掘進工作麵的局部通風機組都應實行三專(專用變壓器、專用開關、專用線路)供電;

　　9、局部通風機和掘進工作麵中的

　　電氣設備必須裝有風電閉鎖裝置。在瓦斯噴出區域、高瓦斯礦井、煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中的所有掘進工作麵應裝設兩閉鎖(風電閉鎖、瓦斯電閉鎖)實施。

　　第三節 采區主要設備

　　根據采區巷道的布置和采區的實際情況將采區的主要設備選型如下：

　　采區主要設備選型表

　　序號 設備名稱 設備型號 台數 電動機 安裝

　　地點

　　功率kw 電壓v

　　1 刮板輸送機 SGZ-730/264 1台 2×132 1140 工作麵

　　2 滾筒式采煤機 MG300-W 1台 2×300 1140 工作麵

　　3 轉載機 ZYC-28 1台 132 660 順槽

　　4 膠帶輸送機 SDZ-150 1台 150 660 順槽

　　5 破碎機 PEM980×85 1台 85 660 順槽

　　6 乳化液泵站 MRB-125/32 1套 90 1140 順槽

　　7 噴霧泵站 XPB-250/55 1套 30 1140 順槽

　　8 液壓安全絞車 XAJ-22 1台 22 660 順槽

　　9 膠帶輸送機 SD-80X 1台 160 660 上山

　　第四節 采區負荷的計算及變壓器容量、台數確定

　　一、變壓器選擇注意事項

　　變壓器是供電係統中的主要電氣設備，對供電的可靠性、安全性和經濟性有著重要意義。如果變壓器容量選擇過大，不僅使設備投資費用增加，而且變壓器的空載損耗也將過大，促使供電係統中的功率因數減小;如果變壓器容量選擇過小，在長期過負荷運行情況下，銅損耗將增大，使線圈過熱而老化，縮短變壓器壽命。既不安全又不經濟。

　　二、台數的確定

　　采區變電所變壓器在一般情況下是按計算容量選設，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，若采區變電所的供電負荷中有一級負荷(如采區內分區水泵等)時，則變壓器台數不得少於兩台，以便保證供電的可靠性。

　　三、采區負荷的計算及變壓器容量、台數確定

　　本工作麵采用MG300—W型滾筒式采煤機為綜合機械化采煤，為保證供電質量和安全，根據采區巷道布置，按需用係數法計算變壓器容量和台數。

　　1、采區電壓等級為1140V變壓器容量及台數的確定

　　SB1 =ΣPe Kx Kc / cosφpj

　　=984×0.58×1/0.7

　　=815KVA

　　式中：ΣPe——變電所供電設備額定功率之和

　　ΣPe =600+264+90+30=984KW

　　Kx——需用係數，Kx=0.4+0.6×300÷984=0.58

　　cosφpj——加權平均功率因率，按綜采工作麵，取0.7

　　Kc——采區重合係數，取1

　　此變壓器所接負荷中有大量的一級負荷，所以必需選擇兩台(或兩台以上)變壓器。根據計算結果選擇KBSG-800/10/1.2幹式變壓器一台和KBSG-500/10/1.2幹式變壓器一台。

　　2、采區變電所變壓器容量及台數的確定

　　SB1 =ΣPe Kx Kc / cosφpj

　　=549×0.49×1/0.7

　　=384KVA

　　式中：ΣPe——變電所供電設備額定功率之和

　　ΣPe =132+150+85+22+160=549KW

　　Kx——需用係數，Kx=0.4+0.6×80÷549=0.49

　　cosφpj——加權平均功率因率，按綜采工作麵，取0.7

　　Kc——采區重合係數，取1

　　所以根據計算結果選擇KS7-500/10/0.693幹式變壓器一台。

　　第五節 采區低壓供電網絡的計算

　　一、電纜型號確定

　　根據供電電壓、工作條件、敷設地點環境，確定電纜型號為: MYP、MY、MYJV22 和MYCP型。其中MYP型電纜用於額定電壓為1140V的設備，MYJV22型電纜用於高壓開關至移變的電纜，MYCP用於采煤機組及工作麵刮板運輸機真空磁力啟動器至電動機的電纜，其餘所需電纜用MY型。

　　二、電纜長度確定

　　由式： Lz=α·LX

　　式中: α—係數，橡套電纜取α=1.1，鎧裝電纜取α=1.05

　　LX—巷道實際長度m

　　電纜長度計算結果表

　　序 號 地 點 巷道長度(m) 選取電纜長度(m) 電 壓 備 注

　　1 Z1 180 200 低壓 橡套

　　2 Z2 185 200 低壓 橡套

　　3 Z3 5 10 低壓 橡套

　　4 Z4 55 60 低壓 橡套

　　5 Z5 35 40 低壓 橡套

　　6 Z6 65 70 低壓 橡套

　　7 Z7 90 100 低壓 橡套

　　8 Z8 1050 1105 低壓 橡套

　　9 Z9 180 200 低壓 橡套

　　10 G1 120 130 低壓 鎧裝

　　11 G2 85 90 低壓 鎧裝

　　12 G3 150 160 低壓 鎧裝

　　三、選擇支線電纜

　　1、由機械強度初定電纜截麵

　　橡套電纜滿足機械強度的最小截麵

　　用電設備名稱 最小截麵(mm2)

　　采煤機組 35—50

　　可彎曲刮板輸送機 16—35

　　一般輸送機 10—25

　　回柱液壓絞車 16—25

　　裝岩機 16—25

　　調度絞車 4—6

　　局部風機 4—6

　　煤電鑽 4—6

　　照明 2.5—4

　　查書得各電纜截麵的長時允許電流IP值如下：

　　主芯線截麵mm2 4 6 10 16 25 35 50 70 95

　　長期允許電流A 36 46 64 85 113 173 198 215 260

　　各支線電纜的實際長時工作電流計算如下公式：

　　In =( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj )

　　式中: In——電纜中通過的實際工作電流A

　　Kx——需用係數

　　ΣPe ——電纜所帶負荷有功功率之和KW

　　Ue ——電網額定電壓V

　　ηpj——電動機加權平均效率

　　cosφpj——加權平均功率因數

　　1、滿足采煤機組機械強度要求的截麵初步截麵確定為35 mm2，其IP=173A。

　　采煤機組電纜Z1當中的實際長時工作電流

　　Iz1=( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj )

　　=0.6×600×103/1.732×1140×0.9×0.9

　　=112.5A

　　IP=173A>Iz1=112.5A

　　采煤機組初選電纜截麵能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求，所以采煤機組電纜截麵取35 mm2。

　　2、滿足噴霧泵站機械強度要求的截麵初步截麵確定為4 mm2，其IP=36A。

　　噴霧泵站電纜Z2當中的實際長時工作電流

　　Iz2=( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj )

　　=0.61×30×103/1.732×1140×0.9×0.9

　　=11.4A

　　IP=36A>Iz2=11.4A

　　噴霧泵站初選電纜截麵能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求，所以噴霧泵站電纜截麵取4mm2。

　　3、滿足刮板輸送機機組機械強度要求的截麵初步截麵確定為16 mm2，其IP=85A。

　　刮板輸送機機組電纜Z3當中的實際長時工作電流

　　Iz2=( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj )

　　=0.65×264×103/1.732×1140×0.9×0.9

　　=107.2A

　　IP=85A

　　刮板輸送機機組初選電纜截麵不能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求，所以刮板輸送機機組電纜要更大些截麵取25 mm2。

　　4、滿足乳化液泵站機械強度要求的截麵初步截麵確定為4mm2，其IP=36A。

　　乳化液泵站電纜Z4當中的實際長時工作電流

　　Iz4=( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj )

　　=0.61×90×103/1.732×1140×0.9×0.9

　　=34.3A

　　IP=36A>Iz4=34.3A

　　乳化液泵站初選電纜截麵能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求，所以乳化液泵站電纜截麵取4mm2。

　　5、滿足轉載機機組機械強度要求的截麵初步截麵確定為16 mm2，其IP=85A。

　　轉載機機組電纜Z5當中的實際長時工作電流

　　Iz5=( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj )

　　=0.61×132×103/1.732×660×0.9×0.9

　　=86.9A

　　IP=85A

　　轉載機機組初選電纜截麵不能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求，所以轉載機機組電纜要更大些截麵取25 mm2。

　　6、滿足順槽膠帶輸送機機組機械強度要求的截麵初步截麵確定為10 mm2，其IP=64A。

　　順槽膠帶輸送機機組電纜Z6當中的實際長時工作電流

　　Iz6=( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj )

　　=0.75×150×103/1.732×660×0.9×0.9

　　=121.5A

　　IP=64A

　　順槽膠帶輸送機機組初選電纜截麵不能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求，所以順槽膠帶輸送機機組電纜截麵應更大些取35 mm2。

　　7、滿足破碎機機組機械強度要求的截麵初步截麵確定為6 mm2，其IP=46A。

　　破碎機機組電纜Z7當中的實際長時工作電流

　　Iz7( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj )

　　=0.7×85×103/1.732×660×0.9×0.9

　　=64.2A

　　IP=46A

　　破碎機機組初選電纜截麵不能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求，所以破碎機機組電纜截麵要更大些取16 mm2。

　　8、滿足液壓安全絞車機械強度要求的截麵初步截麵確定為16m2，其IP=85A。

　　液壓安全絞車電纜Z8當中的實際長時工作電流

　　Iz8=( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj )

　　=0.7×22×103/1.732×660×0.9×0.9

　　=16.6A

　　IP=85A>Iz8=16.6A

　　液壓安全絞車初選電纜截麵能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求，但是由於液壓安全絞車的供電距離較遠，所以液壓安全絞車電纜截麵取25mm2。

　　9、滿足上山膠帶輸送機機組機械強度要求的截麵初步截麵確定為10mm2，其IP=64A。

　　上山膠帶輸送機機組電纜Z9當中的實際長時工作電流

　　Iz9=( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj )

　　=0.75×160×103/1.732×660×0.9×0.9

　　=129.6A

　　IP=64A

　　上山膠帶輸送機機組初選電纜截麵不能夠滿足該支線的長時實際工作電流的要求，所以上山膠帶輸送機機組電纜截麵應該更大取35 mm2。

　　四、幹線電纜的選擇

　　1、總電網的允許電壓損失

　　電壓等級為1140V的電壓允許損失

　　ΔUP1=U2NT-95%UN

　　=1200-95%×1140

　　=117V

　　式中：U2NT——變壓器二次側電壓

　　UN——電纜上的電壓

　　電壓等級為660V的電壓允許損失

　　ΔUP1=U2NT-95%UN

　　=693-95%×660

　　=66V

　　式中：U2NT——變壓器二次側電壓

　　UN——電纜上的電壓

　　2、各在線電的電壓損失

　　支線電纜的電壓損失按公式

　　ΔUZ =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe)來計算。

　　式中：Kf—負荷係數

　　ΣPe——電纜所帶負荷KW

　　LZ——電纜實際長度m

　　Ue——電網額定電壓V

　　γ——電纜導體芯線的電導率m/(Ω.mm2)

　　Ax——電纜截麵積mm2

　　ηe——加權平均效率

　　采煤機組Z1段電纜的電壓損失

　　ΔUZ1 =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe)

　　=0.6×600×200×103/1140×48.6×25×0.9

　　=57.7V

　　噴霧泵站Z2段電纜的電壓損失

　　ΔUZ2 =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe)

　　=0.61×30×60×103/1140×48.6×4×0.9

　　=0.55V

　　刮板輸送機Z3段電纜的電壓損失

　　ΔUZ3 =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe)

　　=0.65×264×200×103/1140×48.6×25×0.9

　　=27.5V

　　乳化液泵站Z4段電纜的電壓損失

　　ΔUZ4 =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe)

　　=0.61×90×10×103/1140×48.6×4×0.9

　　=2.75V

　　轉載機Z5段電纜的電壓損失

　　ΔUZ5 =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe)

　　=0.61×132×40×103/660×48.6×25×0.9

　　=4.5V

　　順槽膠帶輸送機Z6段電纜的電壓損失

　　ΔUZ6 =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe)

　　=0.75×150×70×103/660×48.6×35×0.9

　　=7.8V

　　破碎機Z7段電纜的電壓損失

　　ΔUZ7 =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe)

　　=0.7×85×100×103/660×48.6×16×0.9

　　=12.9V

　　液壓安全絞車Z8段電纜的電壓損失

　　ΔUZ8 =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe)

　　=0.7×22×410×103/660×48.6×25×0.9

　　=23.5V

　　上山膠帶輸送機Z9段電纜的電壓損失

　　ΔUZ9 =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe)

　　=0.75×160×200×103/660×48.6×35×0.9

　　=23.7V

　　3、計算變壓器的電壓損失

　　變壓器的電壓損失用

　　ΔUB2% =SB[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]/Se

　　ΔUB2 =ΔUB2%×U2NT

　　式中：SB——變壓器負載功率;

　　Ur% ——變壓器電阻壓降百分數;

　　Ux%——變壓器電抗壓降百分數

　　Se——變壓器額定容量

　　U2NT——變壓器二次側電壓

　　幹式變壓器KBSG—800/10/1.2

　　ΔUB2% =SB[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]/Se

　　=616.5[0.8×0.7+4.43×0.714]×100%÷800

　　=2.87%

　　ΔUB2 =2.87%×1200=34.44V

　　幹式變壓器KBSG—500/10/1.2

　　ΔUB2% =SB[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]/Se

　　=315.31[1.08×0.7+4.83×0.714]×100%÷500

　　=2.65%

　　ΔUB2 =2.65%×1200=31.8V

　　礦用KBS7—500/10/0.693

　　ΔUB2% =SB[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]/Se

　　=384[1.13×0.7+4.23×0.714]×100%÷500

　　=2.92%

　　ΔUB2 =2.92%×693=20.23V

　　4、幹線電纜的電壓損失

　　幹線電纜G1的電壓損失

　　ΔUGMS=UP1-UB2-ΔUZ

　　=117-34.44-(41.21+2.75)

　　=38.6V

　　幹線電纜G2的電壓損失

　　ΔUGMS=UP1-UB2-ΔUZ

　　=117-31.8-(27.5+0.55)

　　=57.15V

　　幹線電纜G3的電壓損失

　　ΔUGMS=UP2-UB2-ΔUZ

　　=66-31.8-(4.5+7.8+12.9+8.7)

　　=13.6V

　　5、滿足電壓損失的最小截麵

　　A=

　　式中：Kf—負荷係數

　　ΣPe——電纜所帶負荷KW

　　LZ——電纜實際長度m

　　Ue——電網額定電壓V

　　γ——電纜導體芯線的電導率m/(Ω.mm2)

　　——幹線電纜的電壓損失V

　　ηe——加權平均效率

　　滿足幹線電纜G1電壓損失的最小截麵

　　AG1=

　　=

　　=29.78㎜2

　　所以滿足幹線電纜G1電壓損失的最小截麵為29.78㎜2

　　滿足幹線電纜G2電壓損失的最小截麵

　　AG1=

　　=

　　=14.06㎜2

　　所以滿足幹線電纜G2電壓損失的最小截麵為14.06㎜2

　　滿足幹線電纜G3電壓損失的最小截麵

　　AG3=

　　=

　　=61.6㎜2

　　所以滿足幹線電纜G3電壓損失的最小截麵為61.6㎜2

　　6、按長時工作電流進行校驗

　　按長時工作電流對G1電纜進行校驗

　　Ica1=KdeΣPN103/1.732UNcosφ

　　=0.6×616.5×103/1.732×1140×0.9

　　=208.1A

　　查表得70㎜2電纜的長時允許工作電流為215A，所以幹線電纜G1的電纜截麵取70㎜2。

　　按長時工作電流對G2電纜進行校驗

　　Ica2=KdeΣPN103/1.732UNcosφ

　　=0.75×354×103/1.732×1140×0.7

　　=192.1A

　　查表得50㎜2電纜的長時允許工作電流為198A，所以幹線電纜G2的電纜截麵取50㎜2。

　　按長時工作電流對G3電纜進行校驗

　　Ica3=KdeΣPN103/1.732UNcosφ

　　=0.49×384×103/1.732×660×0.7

　　=235A

　　查表得95㎜2電纜的長時允許工作電流為260A，所以幹線電纜G3的電纜截麵取95㎜2。

　　最終選出各段電纜的截麵如下：

　　線 路 G1 G2 G3 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9

　　主芯線截麵mm2 70 50 95 35 4 25 4 25 35 16 25 35

　　第六節 采區電氣設備的選擇

　　一、采區高壓開關櫃的選擇

　　1、采區高壓開關櫃的選擇的原則

　　1)根據《煤礦安全規程》規定，礦用一般高壓配電箱適用於煤(岩)與沼氣突出的礦井井底主要變電所及主要進風巷道中，作為配電開關或控製保護高壓電動機及變壓器用。

　　2)根據《煤礦安全規程》規定，礦用隔爆型高壓配電箱適用於煤(岩)與沼氣突出的礦井井底主要變電所及所有變電所中，所以配電開關或控製保護高壓電動機幾變壓器用。

　　3)選用高壓開關時，除考慮使用場合外，其額定電壓必須符合井下高壓電網的額定電壓等級，額定電流應不小於所控製負荷的長期工作電流。

　　4)高壓開關在選擇使用時，其斷流容量不得小於變電所母線上的實際短路容量。

　　2、選擇計算公式及選擇條件

　　1) 負荷長期工作電流

　　In= ==69.24 A

　　式中 In —長期工作電流，

　　Sn —受控製負荷計算容量，KVA;

　　Ue —電網額定電壓，KV。

　　根據負荷的長時工作電流69.24A選擇KYGC-Z-25礦用一般手車式高壓開關櫃。

　　二、礦用低壓隔爆開關選擇

　　1、選擇原則

　　1)礦用一般開關適用於無沼氣和煤塵爆炸危險的礦井和無沼氣突出的井底車場幾主要進風巷道中。礦用增安型開關適用於有沼氣和煤塵爆炸危險的礦井和無沼氣突出的井底車場幾主要進風巷道和通風良好的硐室中。

　　2)礦用隔爆型開關可使用於沼氣突出礦井的任何地點及有沼氣和煤塵爆炸危險礦井的采區進風巷、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。

　　3)在選用礦用低壓隔爆型開關時，其額定電壓必須小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製線路的負荷長期最大實際工作電流。同時應根據控製線路需要選定過流保護繼電器的整定電流值。

　　4)礦用低壓開關的接線喇叭口數目及內徑要符合受控線路所選用的電纜的條數及內徑要求。一個喇叭口隻允許接一條電纜。

　　2、根據電纜的長時工作電流選擇低壓開關。

　　低壓隔爆開關的選擇表：

　　序號 名 稱 型 號 長時工作電流A 開關型號 電壓 備注

　　1 滾筒采煤機 MG300-W 152 DWKB80-400 1140

　　2 刮板運輸機 SGZ-730/264 133.7 DWKB80-200 1140

　　3 轉載機 ZYC-28 115.4 DW81-200 660

　　4 帶式輸送機 SDZ-150 131.4 DW81-200 660 順槽

　　5 破碎機 PEM980×85 74.3 DW80-120 660

　　6 乳化液泵站 MRB-125/32 45.6 DWKB80-200 1140

　　7 噴霧泵站 XPB-250/55 15.2 DWKB80-200 1140

　　8 液壓絞車 XAJ-22 19.2 DW80-120 660

　　9 帶式輸送機 SD-80X 140 DW81-200 660 上山

　　三、磁力起動器的選擇

　　1、選擇原則

　　1)磁力起動器的額定電壓必須大於或等於受控電動機的額定電壓，其額定電流應大於或等於受控電動機的最大工作電流。同時要根據過流保護需要對過流保護需要對過流繼電器選定適當的整定電流值。

　　2)磁力起動器進出線及控製線喇叭口內徑必須符合連接電纜的最大外徑要求，並且一個喇叭口隻能接一條電纜。

　　3)工作機械不要求帶負荷改變旋轉方向時，可選用不可逆的磁力起動器。

　　4)磁力起動器必須具備良好的隔爆性能及可靠的過載和短路保護裝置。對使用環境的要求與隔爆自動饋電開關相同。

　　磁力起動器的選擇表：

　　序號 名 稱 型 號 長時工作電流A 起動器型號 電壓 備注

　　1 滾筒采煤機 MG300-W 152 DQZBH-1140/300 1140

　　2 刮板運輸機 SGZ-730/264 133.7 DQZBH-1140/300 1140

　　3 轉載機 ZYC-28 115.4 DQBH-660/200 660

　　4 帶式輸送機 SDZ-150 131.4 DQBH-660/200 660 順槽

　　5 破碎機 PEM980×85 74.3 DQBH-660/2×60 660

　　6 乳化液泵站 MRB-125/32 45.6 DQBH-660/60N 1140

　　7 噴霧泵站 XPB-250/55 15.2 DQBH-660/60N 1140

　　8 液壓絞車 XAJ-22 19.2 DQBH-660/60N 660

　　9 帶式輸送機 SD-80X 140 DQBH-660/200 660 上山

　　第七節 采區接地保護措施

　　井下保護接地係統是由主接地極、局部接地極、接地母線、接地導線和接地引線等組成.

　　井下保護接地網按<<煤礦安全規程>>第448~第453條規定執行.

　　第448條 36V以上和由於絕緣置換可能帶有危險電壓的電氣設備的金屬外殼，構架等必須有保護接地。

　　電氣保護接地工作，應按煤炭工業部頒發的有關礦井保護接地裝置的安裝、檢查與測定工作細則執行。

　　第449條 接地網上任一保護接地點測得的接地電阻值不得超過2Ω，每一個移動式和手持式電氣設備同接地網之間的保護接地用的電纜芯線(或其他相當接地導線，一以下各條同)的電阻值不得大於1Ω。

　　第450條 所有電氣設備的保護接地裝置(包括電纜的鎧裝、鎧皮、接地芯線)和局部接地裝置都應同井下住接地接成一個總接地網。

　　井下主接地極應在主副水倉中各埋設一快。主接地極應用鋼板或耐腐蝕的鋼板製成其麵積不大於0.7m2,厚度不小於5mm。

　　在鑽孔中敷設的電纜，如果不能同主接地極相連接時應單獨形成一分區接地網，其分區主接地極應設在地麵。

　　第451條 下列地點應裝設局部接地極

　　1、每個裝有電氣設備的硐室。

　　2、每個(套)單獨裝設的高壓電氣設備。

　　3、每個低壓配電點。如果煤采工作麵的機巷，回風巷和掘進巷

　　道內無低壓配電點時，上訴巷道內至少應分別設置一個局部接地極。

　　4、連接動力鎧裝電纜的每個接線盒。

　　局部接地極可設置於巷道水溝內或其他就近的潮濕處。設置在水溝中的局部接地極應用麵積小於0.6m2，厚度不小於3mm的鋼板或具有相同有效麵積的鋼管製成。並應平放於水溝深處;設置在其他地點的局部接地極，可用直徑不小於35mm，長度不小於1.5m的鋼管製成，管上至少鑽20個直徑不小於5mm的透眼，並垂直埋入底下。

　　第452條 連接主接地極的接地母線，應用截麵不小於50mm2的銅線截麵不小於100mm2的鍍鋅鐵線或厚度不小於4mm，截麵不小於100mm2的扁鋼。

　　電氣設備的外殼同接地母線地母線局部接地極的連接電纜接線盒兩頭的鎧裝、鎧皮的連接，應用截麵不小於25mm2的銅線，截麵不小於50mm2的鍍鋅線或厚度不小於4mm，截麵不小於50mm2的扁鋼。

　　第453條 橡膠電纜的接地芯線，除用做監測接地回路處，不同兼作其他用途，采用屏蔽橡膠電纜，用於本質安全回路，不受此限。

　　第八節 采區漏電保護措施

　　一、 變壓器中性點不直接接地供電係統的漏電保護措施。

　　1、裝設靈敏可靠的漏電保護裝置(漏電繼電器)並與屏蔽電纜配合使用，提高工作可靠性。

　　2、采用保護接地裝置。、

　　3、對電網對地電容電流進行有效的補償，減小漏電電流值。

　　4、提高漏電保護裝置和自動饋電開關的動作速度，采用超前切斷電流裝置等。

　　二、對低壓電網漏電保護的要求

　　1、正常情況監視電網的絕緣狀態，當絕緣電阻降低到下列數值時，應切斷供電電源;

　　1140v電網——相對地絕緣電阻為30kΩ。

　　660v電網——相對地絕緣電阻為11kΩ.

　　380v電網——相對地絕緣電阻為3.5kΩ

　　2、動作速度。

　　3、檢漏繼電器隻監視電網對地的絕緣電阻值，不反應電容大小。

　　4、電網的絕緣電阻值無論是對稱下降還是不對稱下降，動作電阻值不變。

　　5、檢漏繼電器內部阻抗值應很大，正常時保證電網對地的絕緣，不增加人身觸電的危險

　　6、動作靈敏可靠，既不拒絕動作也不誤動作。

　　7、檢漏繼電器的動作電阻不受電網波動的影響。

　　8、對電網對地電容電流能夠進行有效補償。

　　9、送電前，發現漏電，應該將電源開關閉鎖，以防向故障電網送電。

　　10、動作要有選擇性，以便縮小故障範圍。

　　第九節 采區變電所的防火措施

　　一、 采區變電所硐室必須用耐火材料建築，硐室出口附近5m之內的巷道支架應用耐火材料支護。

　　二、 硐室出口出必須設置兩重門，既鐵板門和鐵柵門，鐵柵門在平時關閉，鐵板門平時向外敞開，當硐室內發生火災時，鐵板門能自動或手動關閉，對鐵板門和鐵柵門的要求符合《煤礦安全規程》第426條。

　　三、為了通風良好，《煤礦安全生產規程》規定硐室長度超過6m時，必須在硐室兩邊各設一個出口，出口處必須符合規程中第426條規定，硐室內最高溫度不得超過附近巷道中溫度5℃。

　　四、硐室敷設的電纜，根據《煤礦安全規程》規定要將其黃麻外皮剝掉，同時應定期在鎧裝層上加塗防鏽油漆，硐室內應設有砂袋、砂箱及幹式滅火器材。

　　第十節 附表

　　表一 采區機電設備一纜表

　　表二 電纜選擇及電壓損失計算結果一覽表

　　第十一節 附圖

　　《采區供電係統圖》

　　《采區變電所平麵布置圖》

　　第十二節 設計總結

　　畢業設計是我們大學三年中最重要的學習過程，是對我們整個大學三年學習過程的檢驗和提高。在設計過程中，我遇到了很多的問題麵對困難時就是要求我們通過自己對問題的認真理解、分析和查找相關資料對問題進行綜合全麵的解答。

　　通過此次設計之後，我能將之前所學的專業知識靈活運用、融會貫通，收獲了很多寶貴的知識。在設計過程中我不僅複習了過去所學的知識，還進一步掌握了如何綜合運用知識去分析、解決問題，這對我今後的工作有非常重要的幫助作用。

　　這次設計過程中，除了自己努力以外更多的是來自蔣老師的輔導報告。為了使我們能搞好這次畢業設計蔣老師放棄了很多休息的時間為我們作了多次詳細、生動的輔導報告。正是有了設計輔導老師的這種敬業精神，我對此次設計信心很足，相信在老師的大力幫助和自己的努力後能收獲一個滿意的成果!

　　表一 采區機電設備一纜表

　　序號 設備名稱 設備型號 數量(台) 電動機 安裝 地點 備 注

　　功率KW 電壓V

　　1 滾筒式采煤機 MG300-W 1 2X300 1140 工作麵

　　2 刮板運輸機 SGZ-730/264 1 2X132 1140 工作麵

　　3 破碎機 PEM-980×85 1 85 660 順槽

　　4 轉載機 ZYC-28 1 132 660 順槽

　　5 帶式輸送機 SDZ-150 1 150 660 順槽

　　6 帶式輸送機 SD-80X 1 160 660 上山

　　7 乳化液泵 MRB-125/32 1套 90 1140 順槽

　　8 噴霧泵 XPB-250/55 1套 30 1140 順槽

　　9 液壓安全絞車 XAJ-22 1 22 660 順槽

　　10 礦用防爆變壓器 KBSG-400/10/0.69 1 660 變電所 400KVA

　　11 移動變電站 KBSGZY-1000/10/1.2 1 1140 順槽 1000KVA

　　12 礦用防爆高壓開關 KYGC-Z-25 1 10000 變電所

　　13 低壓饋電開關 DWKB80-400 2 660 變電所

　　14 低壓饋電開關 DW81-200 3 660 順槽

　　15 低壓饋電開關 DW80-120 2 660 順槽

　　16 低壓真空開關 DWKB80-200 2 1140 順槽

　　17 低壓磁力開關 DQZBH-1140/300 2 1140 順槽

　　18 低壓磁力開關 DQBH-660/200 3 660 順槽

　　19 低壓磁力開關 DQBH-660/2×60 3 660 順槽

　　20 低壓磁力開關 DQBH-660/60N 3 660 順槽

　　21 掩護式液壓支架 ZY35 87 工作麵

　　表二 電纜選擇及電壓損失計算結果一覽表

　　序號 地點 巷道長度m 選取電纜長度m 工作電壓V 電纜的工作電流A 初選電纜截麵mm2 終選電纜截麵mm2 電壓損失V 備注

　　1 Z1 180 200 1140 112.5 10 25 57.7 橡套

　　2 Z2 185 200 1140 107.2 10 25 27.5 橡套

　　3 Z3 5 10 1140 34.3 4 4 2.75 橡套

　　4 Z4 55 60 1140 11.4 4 4 0.55 橡套

　　5 Z5 35 40 660 86.9 10 25 4.5 橡套

　　6 Z6 65 70 660 121.5 25 35 7.8 橡套

　　7 Z7 90 100 660 64.2 10 16 12.9 橡套

　　8 Z8 370 410 660 16.6 10 25 23.5 橡套

　　9 G1 120 130 1140 208.1 70 38.6 鎧裝

　　10 G2 85 90 1140 192.1 50 57.15 鎧裝

　　11 G3 80 90 660 235 95 13.6 鎧裝

　　采區供電係統如下：

　　參 考 文 獻

　　劉兵.礦山供電.徐州:中國礦業大學出版社,2004.

　　史國華.采煤概論.徐州: 中國礦業大學出版社,1994.

　　謝錫純,李曉豁.礦山機械與設備(第二版). 徐州: 中國礦業大學出版社,2007.

　　朱真才,韓振鐸.采掘機械與液壓傳動(第二版). 徐州:中國礦業大學出版社,2005.

　　王子午,徐澤植.常用供配電設備選型手冊.北京:煤炭工業出版社,2006.