煤矿掘进切割巷供电设计报告

供电设计报告矿井名称程庄煤矿施工地点9508切割巷施工单位掘一队填报日期20163第一章机电设备管理及安全技术措施一、机电设备管理要求1、井下机电设备使用必须符合煤矿机电设备完好标准；2、井下电气设备的选用必须符合煤矿安全规程444条，电气设备防爆合格率达100；3、井下机电峒室必须设在进风流中，机电峒室的空气温度不得超过30；4、操作井下电气设备必须是专职或职班电气人员，否则不得擅自操作电气设备；5、高压联络开关的分、合闸必须有安全措施；6、一切容易碰到的裸露的电气设备及其带动的机器外露的传动和转动部分必须加装护罩或遮栏，防止碰触危险；7、井下检修或搬迁电气设备（包括电缆和电线）前，必须切断电源，在瓦斯检查员的配合下，检查瓦斯在其巷道风流中，瓦斯浓度在1以下时，并用同电源电压相适应的验电笔检验无电后，方可进行导体对地放电；8、所有开关把手切断电源时都应闭锁，并悬挂“有人作业，不许送电”牌，设专人看管，只有执行这项工作的人员，才有权取下此牌并送电；9、橡套电缆的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼作其它用途；10、工作面配电点和风机的位置，必须设在距回风流10米以外处新鲜风流巷道内；11、掘进工作面局部通风机必须实行“三专”供电，装设两闭锁、双风机、双电源、自动换机，当双电源都停电后，再来电时，不能自动复机；12、局部通风机及供电设施设置专人管理，保证正常运行；13、井下低压配电系统同时存在两种或两种以上电压时，低压配电设备标牌上，明显得标出其额定电压值，三专风机开关、动力风机开关、连锁开关用黄色底红色字与其它开关标志区分开；14、电缆的敷设与管理必须符合煤矿安全规程468、469、470、471、472条中要求；15、井下必须使用防爆电话，电话线联结使用符合防爆要求的联结装置，井下电话线路严禁利用大地作回路，电话线的悬挂与电缆相同；16、绞车零部件齐全完整达到完好标准,安装牢固，压顶子、戗柱及地牛齐全合格，绞车起动器必须使用可逆开关，声光信号齐全，必须具有合格的档卧闸，绞车钢丝绳及连接装置必须达到煤矿安全规程402、405、406、407、408、409条要求；17、定期对小绞车进行安全检查，包机队每日一次检查，配备工每班一次检查，检查落实负责人，做好各项检查记录，发现问题必须立即处理，保证不了安全时立即停止运行；18、减速机及带油滚筒定期注油，输送机的机头、机尾压顶子打牢固,控制及信号必须灵敏、可靠。皮带运输机堆煤、低速保护灵敏、可靠，洒水、沙箱、灭火器必须齐全,严禁使用运输机运送物料；19、机电设备必须按煤矿操作规程进行操作。二、电气安全技术措施1、过流保护必须按矿井低压电网短路保护装置整定细则执行，实际供电中各开关的整定值按供电设计中提出的整定，如有变化必须及时整定。2、漏电保护（1）执行煤矿井下漏电继电器的安装、运行、维护与检修细则，机电队每天设专人对变压器漏电保护进行本身模拟试验，确保漏电继电器既不拒动也不误动，禁止漏电继电器甩掉和假投，每月必须在瓦检员的配合下做漏电继电器远方漏电模拟试验，确保漏电继电器灵敏可靠，每次的检查实验必须有专门的记录；（2）660V电压等级的漏电继电器单相漏电整定值必须大于或等于11千欧；1140V电压等级的漏电继电器单相漏电整定值必须大于或等于20千欧；（3）检漏继电器的维护，检修及调试工作，记入专门的检漏继电器运行记录簿内；（4）检漏继电器的辅助接地极单独设置，辅助接地极及引线与局部接地极及引线间的裸露导线之间的直线距离必须大于5米。3、接地保护装置必须执行煤矿井下接地保护装置安装、维护与检修细则中的有关规定；（1）所有必须接地的设备和局部接地装置，都要和总接地网连接；（2）局部接地极必须设在巷道水沟内；（3）连接导线、接地导线采用断面不小于25的裸铜线或断面不小于50的钢绞线；（4）局部接地极采用铁管，铁管直径不得小于35MM，长度不得小于15米，管子上至少要钻20个直径不得小于5MM的透眼。三、风水管路管理措施1、风水管路杜绝羊角和风水环，过道使用硬管连接，风水管路吊挂平直、清洁干净，无跑风漏水现象；2、每次处理风水管路时,必须将风水管路内的残压放净,方可进行；3、接风水管试风水时,管路开口正前方禁止有人。第二章设备的选择及校验第一节变压器容量的选择及校验一、本区负荷计算表1序号名称类型台数电压V电流A装机容量KW功率因数1主风机通风机266065660082副风机通风机266065660083煤溜输送机11140328550854煤溜输送机11140328550855煤溜输送机11140328550856掘进机掘进机11140106919009二、变压器容量、台数及型号的确定变压器容量按下式计算（411）；出自煤矿电工手册矿井供电下P348COSKPSRNS参加计算的所有用电设备（不包括备用）额定功率之和，KW；需用系数；RK参加计算的电力负荷的平均功率因素；COS同时系数，当供给一个工作面时取1，供给两个工作面时取095，供给三面时取S09。需用系数可按下列三种情况选取1单体支架，各用电设备无一定起动顺序起动的一般机组工作面，可按式412计算需用系数412NSRPK7140286式中最大电动机的功率，KW；S电动机的功率之和，KW；N2自移式支架，各用电设备按一定顺序起动的机械化采煤工作面，可按式413计算需用系数413NSRPK6043井下井底车场等其它变电站的负荷，其所选取的各用设备的需用系数及平均功率因数见下图1、变压器T1的选择计算需要系数1K04066060将1,COS07,1,60,代入公式得KKPS8571KVA；601107根据计算结果选择KBSG315/10动力变压器能满足要求；2、变压器T3的选择计算需要系数06K0406120355将06,COS08,1,355,代入公式得KKPS26625KVA；35506108根据计算结果选择KBSGZY1000/10移动变电站能满足要求；四、变压器的主要技术数据表表2名称型号额定容量KVA视在功率KVA是否合格T1KBSG315/103158571合格T3KBSGZY1000/10100026625合格第二节低压电缆的选择及校验一、选择原则1、矿用橡套电缆型号选择时符合煤矿安全规程的规定；2、在正常工作时电缆芯线的实际温升不得超过绝缘所允许的最高温升，否则电缆将因过热而缩短其使用寿命或迅速损坏。橡套电缆允许温升是650C,铠装电缆允许温升是800C；3、正常运行时电缆网路的实际电压损失不得大于网路所允许的电压损失；4、采区常移动的橡套电缆支线的截面选择一般按机械强度要求的最小截面选取即可，不必进行其它项目的校验。对于干线电缆，则必须首先按长期允许电流选择，然后再按允许电压损失计算校验电缆截面；5、对于低压电缆，由于低压网路短路电流较小，按上述方法选择的电缆截面的热稳定性和电动力稳定性均能满足要求，因此不必再进行短路时的热稳定校验。二、电缆型号的确定1、干线电缆采用不延燃橡套电缆；2、移动式和手持式电气设备使用专用的不延燃橡套电缆；3、固定敷设的照明、通讯、信号和控制用的电缆采用铠装电缆，不延燃橡套电缆或矿用塑料电缆，非固定敷设的采用不延燃橡套电缆。三、电缆长度的确定根据拟定的供电系统，确定系统中各段的电缆长度。在确定电缆长度时，固定橡套电缆按10余量考虑，铠装电缆按5余量考虑；移动设备用的橡套电缆的长度，除应按实际使用长度选取外，必须增加一段机头部分的活动长度，约35米左右。四、电缆截面的确定1、电缆的正常工作负荷电流必须等于或小于电缆允许持续电流；2、正常运行时，电动机的端电压不低于额定电压的510；3、电缆未端的最小两相短路电流大于馈电开关短路保护整定值的15倍；4、对橡套电缆，需考虑电缆机械强度要求的最小截面。五、电缆芯线数的确定1、动力用橡套电缆选用四芯；2、当控制按钮不装在工作机械上时，采用四芯电缆；3、当控制按钮装在工作机械上时，选用六芯、七芯电缆。六、电缆截面选择计算矿用橡套软电缆载流量1、按持续允许电流选择电缆截面向单台或两台电动机供电的电流计算，其实际工作电流可取电动机额定电流或两台电动机额定电流之和。向三台以上（包括三台）电动机供电的电流可按下式计算（431）出自煤矿电工手册矿井供电下COS310NRWUKPIP370干线电缆所供的电动机额定功率之和，KW；需用系数；RK所带负荷的加权平均功率因素，（由确定）；COSNPCOS效率因数电网额定电压，V。NU电缆C7的载流为将1，COS088，06，1140，355，代入公式得KUP123AI355100006311401088电缆C9的载流为将1，COS088，064，1140，300，代入公式得KUP1103AI3001000064311401088电缆C10负载的电动机数目为2台，其载流为电动机额定电流之和，963AI电缆C11负载的电动机数目为1台，其载流为电动机额定电流之和，1069AI电缆C12,C13,C14负载的电动机数目为1台，其载流为电动机额定电流之和，328AI电缆C16负载的电动机数目为2台，其载流为电动机额定电流之和，656AI电缆C17负载的电动机数目为1台，其载流为电动机额定电流之和，656AI2、计算运行时的电压损失变压器运行时的电压损失包括变压器的电压损失和电缆的电压损失两部分，我们在此只计算最长线路的电压损失，如果最长线路的电压损失能满足电压损失允许值，一般此变压器所有线路都能满足要求。电压损失由三个部分组成出自煤矿电工手册矿井供电下P37121UUT变压器中的电压损失，V；、干线和支线电缆中的电压损失，V；12U（1）变压器的电压损失计算式（32）10/SIN0COS102222NNKNWTSPSPI正常运行时，变压器低压侧的负荷电流，A；变压器二次侧额定电压，V。U2变压器二次侧的额定电流，A；变压器的短路损耗，W；NI2变压器额定容量，KVA；变压器的阻抗电压百分数；SK、变压器负荷中的功率因数及对应的正弦值；COSIN变压器T1的电压损失将7498，26248，P2500，315，4，COSI160306607ISU07，SIN071，693，代入公式中得I5666V；U变压器T3的电压损失将13484，48117，P6100，1000，4，COSI06355311408ISU08，SIN06，1200，代入公式中得I8087V；U（2）干线和支线电缆中的电压损失值计算式（33）100TGXRULPKNR电缆所带电动机的额定功率，KW；需用系数，支线电缆取1；NRK电缆长度，KM；电网额定电压，V；LNU、电缆单位长度的电阻和电抗，；电动机平均功率因数相应的正切值。0RXKM/TG变压器T1干线电压损失由C16,组成，电压损失计算如下C16将1，60，L14，660，032，0078，TG102，代入公式中得KPURXU50855V；1601000140320078102660变压器T1的干线电压损失总和为U50855V；变压器T1支线电压损失由C17,组成，电压损失计算如下C17将60，L001，660，112，005，TG075，代入公式中得PURXU1052V；1601000001112005075660变压器T1的支线电压损失总和为U1052V；变压器T3干线电压损失由C11,C10,C9,C7,组成，电压损失计算如下C11将06，190，L01，1140，032，0078，TG075，代入公式中KPURX得U3785V；0619010000103200780751140C10将06，245，L01，1140，032，0078，TG075，代入公式中KPURX得U4881V；0624510000103200780751140C9将06，300，L002，1140，032，008，TG075，代入公式中得KPURXU12V；0630010000020320080751140C7将06，355，L14，1140，016，0039，TG075，代入公式中得KPURXU49504V；0635510001401600390751140变压器T3的干线电压损失总和为U5937V；变压器T3支线电压损失由组成，电压损失计算如下变压器T3的支线电压损失总和为U0V；变压器T1的所选择线路的电压损失总和为U566650855105257573V；UUU电压损失67V，合格。变压器T3的所选择线路的电压损失总和为U80875937067457V；UUU电压损失117V，合格。3、按起动时校验系统最大电压损失计算电动机起动电压损失时，我们遵循电动机容量最大，受电距离最远的线路选择；在变压器T1所带线路中，电动机主风机启动时电压损失最大，由变压器T1，电缆C16,C17,组成的线路。在变压器T3所带线路中，电动机掘进机启动时电压损失最大，由变压器T3，电缆C11,C10,C9,C7,组成的线路。（1）起动时工作机械支路电缆的电压损失在校验支线电压损失时，选择最大起动电机的起动电流进行计算，其计算公式为，V（435）ZQZALIU310COS3式中支路电缆芯线导体的电导率，铜取53；/2M支路电缆实际长度，KM；ZL电动机起动时的功率因数；COS支路电缆的芯截面，；ZA2M电动机的实际起动电流，A，取额定起动电流的075倍；QI变压器T1所带线路中电动机主风机启动时，其支线电压损失为电缆C17截面面积20，10M，所带电机的启动电流2955A，代入公式得AMMLI计算得出该支线启动电压损失4V。U支线电压损失总和4V。变压器T3所带线路中电动机掘进机启动时，其支线电压损失为支线电压损失总和V。（2）起动时干线电缆中电压损失在校验干线电缆截面时，是依据供电距离最远，容量最大的负荷电动机起动，其余负荷电动机正常运行状态取值计算，其公式为，V（437）GQGALIU310COS3式中干线电缆芯线的电导率，铜取53；/2M干线电缆实际长度，KM；GL干线电缆芯线截面，；A2干线电缆中实际起动电流，A，取额定起动电流的075倍；GQI（438）22SINSINCOSCOSPJQPJIQIII其余负荷电动机正常工作电流之和，A；II其余负荷的加权平均功率因数；PJCS干线电缆在起动条件下的功率因数，QO（439）GQPJIIIGCOSCSCS变压器T1所在线路中电动机主风机启动时，其干线电压损失为干线电缆实际启动电流为将电动机主风机启动电流2955A，功率因数08，06，其余负荷电动ICOSSIN108机正常工作电流之和0A，其余负荷的加权平均功率因数1，0代入公式ICOSSIN11得干线电缆实际启动电流296A。I2955080129550600电缆C16截面面积70MM，长度1400M，干线电缆实际启动电流296A，代入公式得ALI该干线启动电压损失155V。U干线启动电压损失总和155V。变压器T3所在线路中电动机掘进机启动时，其干线电压损失为干线电缆实际启动电流为将电动机掘进机启动电流4731A，功率因数09，0436，其余负荷电ICOSSIN109动机正常工作电流之和133A，其余负荷的加权平均功率因数085，ICOSSIN10850527代入公式得干线电缆实际启动电流606A。I473109133085473104361330527电缆C11截面面积70MM，长度100M，干线电缆实际启动电流606A，代入公式得ALI该干线启动电压损失25V。U电缆C10截面面积70MM，长度100M，干线电缆实际启动电流606A，代入公式得ALI该干线启动电压损失25V。U电缆C9截面面积70MM，长度20M，干线电缆实际启动电流606A，代入公式得ALI该干线启动电压损失5V。U电缆C7截面面积140MM，长度1400M，干线电缆实际启动电流606A，代入公式得ALI该干线启动电压损失176V。U干线启动电压损失总和231V。（3）起动时变压器中的起动电压损失在计算变压器的起动电压损失时，（4310）SINCOSBQXBQRBEQUIU，V（4311）10EQ式中起动时变压器的负荷电流，A。可参照式（438）计算；BI变压器负荷侧额定电流，A；E变压器负荷侧额定电压，V；BU起动时变压器负荷功率因数，可按下式（439）计算。QCOS变压器在额定负荷时的电阻压降百分数R变压器在额定负荷时的电抗压降百分数XU式中额定容量，KVA431010NRSPNS短路损耗4311P式中阻抗电压百分数2RKXUK变压器T1所带线路在电动机主风机启动时，变压器启动电压损失为起动时变压器的负荷电流将电动机主风机启动电流2955A，功率因数08，06，其余负荷电动ICOSSIN108机正常工作电流之和0A，其余负荷的加权平均功率因数1，0代入公式ICOSSIN11得干线电缆实际启动电流296A。I2955080129550600计算电阻压降百分数将短路损耗2500，额定容量315KVA，代入公式得，电阻压降百分数0794U250010315计算电抗压降百分数将阻抗电压百分数4，电阻压降百分数0794，代入公式得，电抗压降百分数UU07944392将启动时变压器负荷电流296A，负荷侧额定电流26248A，负荷侧额定电压693V，负荷IIU功率因数08，电阻压降百分数0794，电抗压降百分数392代入公式得COSUU该变压器启动电压损失23V。变压器T3所带线路在电动机掘进机启动时，变压器启动电压损失为起动时变压器的负荷电流将电动机掘进机启动电流4731A，功率因数09，0436，其余负荷电ICOSSIN109动机正常工作电流之和133A，其余负荷的加权平均功率因数085，ICOSSIN10850527代入公式得干线电缆实际启动电流606A。I473109133085473104361330527计算电阻压降百分数将短路损耗6100，额定容量1000KVA，代入公式得，电阻压降百分数061U6100101000计算电抗压降百分数将阻抗电压百分数4，电阻压降百分数061，代入公式得，电抗压降百分数UU06143953将启动时变压器负荷电流606A，负荷侧额定电流48117A，负荷侧额定电压1200V，负荷IIU功率因数089，电阻压降百分数061，电抗压降百分数3953代入公式得COSUU该变压器启动电压损失35V。4、起动状态下供电系统中总的电压损失，V（248）BQGZQU变压器T1所带线路在电动机主风机启动，其它正常工作时其启动电压损失U415523182V，损失百分率是2758。起动电压损失199V合格。变压器T3所带线路在电动机掘进机启动，其它正常工作时其启动电压损失U023135266V，损失百分率是2333。起动电压损失345V合格。八、低压电缆统计表表3名称型号额定载流A工作电流A长度M是否合格C7MYP066/1143701254101231400合格C9MYP066/114370125205110320合格C10MYP066/114370125205963100合格C11MYP066/1143701252051069100合格C12MYP066/11432511011032810合格C13MYP066/11432511011032810合格C14MYP066/11432511011032810合格C16MYP066/1143701252056561400合格C17MYP066/1143101612665610合格第三节短路电流计算低压侧短路电流计算分为两种方法来计算，查表法是根据电缆的换算长度查表得到短路电流值，计算法比较精确。计算公式如下出自煤矿井下供电的三大保护细则P3,式（415）222XRUIED2315DDII式中；21/KB221/XKXBX两相短路电流，A；三相短路电流，A；2DI3DI、短路回路内一相电阻、电抗值总和，；RX根据系统三相短路容量计算的系统电抗，；变压器二次侧的额定电压，V；XEU变压器的变压比；、变压器的电阻、电抗值；BKBRX1R、高压电缆的电阻，电抗值,；、2低压电缆的电阻，电抗值,X1、短路点D1的短路电流计算系统三相短路容量50MVA；系统电抗值00288；SX120012001050变压器T3型号KBSGZY1000/10/12；变压器变压比833K100001200变压器电阻00088；电抗00569；RX短路回路内电阻值的总和R00088；短路回路内电抗值的总和X0028800569000857；两相短路电流6965A；I1200200088008572、短路点D2的短路电流计算系统三相短路容量50MVA；系统电抗值00288；SX120012001050变压器T3型号KBSGZY1000/10/12；变压器变压比833K100001200变压器电阻00088；电抗00569；RX低压电缆总电阻0224；总电抗00546；RX短路回路内电阻值的总和R00088022402328；短路回路内电抗值的总和X002880056901403；两相短路电流2207A；I1200202328014033、短路点D3的短路电流计算系统三相短路容量50MVA；系统电抗值00288；SX120012001050变压器T3型号KBSGZY1000/10/12；变压器变压比833K100001200变压器电阻00088；电抗00569；RX低压电缆总电阻02944；总电抗00718；RX短路回路内电阻值的总和R000880294403032；短路回路内电抗值的总和X002880056901575；两相短路电流1756A；I1200203032015754、短路点D4的短路电流计算系统三相短路容量50MVA；系统电抗值00288；SX120012001050变压器T3型号KBSGZY1000/10/12；变压器变压比833K100001200变压器电阻00088；电抗00569；RX低压电缆总电阻02332；总电抗00555；RX短路回路内电阻值的总和R00088023320242；短路回路内电抗值的总和X002880056901412；两相短路电流2141A；I120020242014125、短路点D5的短路电流计算系统三相短路容量50MVA；系统电抗值00288；SX120012001050变压器T3型号KBSGZY1000/10/12；变压器变压比833K100001200变压器电阻00088；电抗00569；RX低压电缆总电阻02396；总电抗00571；RX短路回路内电阻值的总和R000880239602484；短路回路内电抗值的总和X002880056901428；两相短路电流2094A；I1200202484014286、短路点D6的短路电流计算系统三相短路容量50MVA；系统电抗值00288；SX120012001050变压器T3型号KBSGZY1000/10/12；变压器变压比833K100001200变压器电阻00088；电抗00569；RX低压电缆总电阻02716；总电抗00649；RX短路回路内电阻值的总和R000880271602804；短路回路内电抗值的总和X002880056901506；两相短路电流1885A；I1200202804015067、短路点D7的短路电流计算系统三相短路容量50MVA；系统电抗值00095；SX6906901050变压器T1型号KBSG315/10/069；变压器变压比1449K10000690变压器电阻00121；电抗00598；RX短路回路内电阻值的总和R00121；短路回路内电抗值的总和X0009500598000693；两相短路电流4904A；I690200121006938、短路点D8的短路电流计算系统三相短路容量50MVA；系统电抗值00095；SX6906901050变压器T1型号KBSG315/10/069；变压器变压比1449K10000690变压器电阻00121；电抗00598；RX短路回路内电阻值的总和R00121；短路回路内电抗值的总和X0009500598000693；两相短路电流4904A；I690200121006939、短路点D9的短路电流计算系统三相短路容量50MVA；系统电抗值00095；SX6906901050变压器T1型号KBSG315/10/069；变压器变压比1449K10000690变压器电阻00121；电抗00598；RX低压电缆总电阻0448；总电抗01092；RX短路回路内电阻值的总和R00121044804601；短路回路内电抗值的总和X000950059801785；两相短路电流699A；I6902046010178510、短路点D10的短路电流计算系统三相短路容量50MVA；系统电抗值00095；SX6906901050变压器T1型号KBSG315/10/069；变压器变压比1449K10000690变压器电阻00121；电抗00598；RX低压电缆总电阻04592；总电抗01097；RX短路回路内电阻值的总和R001210459204713；短路回路内电抗值的总和X00095005980179；两相短路电流684A；I6902047130179第四节低压开关的选择一、选择原则根据煤矿安全规程规定，各种不同类型的矿用低压开关，应按沼气等级和有无煤（岩）爆炸危险及其使用地点的通风条件来确定使用范围。1、矿用一般型开关适用于无沼气和煤尘爆炸危险的矿井和无沼气突出的井底车场及主要进风巷道中。矿用增安型开关适用于有沼气和煤尘爆炸危险的矿井进风巷道和通风良好的硐室中。2、矿用隔爆型开关使用在有沼气突出矿井的任何地点和有沼气及煤尘爆炸危险矿井的采区进风巷道、回风巷道以及采掘工作面。矿用本质安全型和矿用隔爆兼本质安全型开关的应用范围同矿用隔爆型开关。3、选用矿用低压开关时，其额定电压必须大于或等于被控制线路的额定电压；其额定电流要大于或等于被控线路的负荷长期最大实际工作电流。同时应根据控制线路需要选定过流保护继电器的整定电流值。4、矿用低压隔爆开关的接线喇叭口数目及内径要符合受控线路所选用电缆的条数及外径要求。一个喇叭口只允许接一条电缆。5、矿用低压开关使用地点的海拔高度不得超过1000M；环境温度不得超过350C环境相对湿度不得大于953；垂直面斜度不得大于150。同时在周围介质中不得有使金属腐蚀和绝缘损坏的气体存在，不得有水及其它液体浸入。二、开关的整定计算低压开关主要技术数据表表4型号开关类型额定电压（V）额定电流（A）台数KBZ630馈电开关6606301KBZ400馈电开关6604001KBZ630馈电开关11406301KBZ400馈电开关11404001QBZ120启动器11401203QBZ2120SF组合开关6601201过载整定值（61）；出自煤矿井下供电的三大保护细则P6P8EXGIK式中电子保护器的过载整定值，A；需用系数；电动机的额定电流之和，A。IXKEI馈电开关的短路整定值62EXQZIKI