煤矿综掘供电设计

1、一、采区自然条件概况1）采区地点：下五采左三副巷2）施工队组：618队3）掘进工作面煤岩别：半煤岩4）掘进方式：综掘5）巷道类别：开拓6）施工断面：7.82米27）施工长度：570米煤层平均厚度1.7m煤质中硬容重1.32tm38）坡度：+10°9）支护方式：锚杆、钢带10）施工日期：2个月11）瓦斯等级：高沼气12）通风方式：压入式二、提报说明：（1）本报告按综掘方式设计，如遇断层等特殊情况改变掘进方法时，将重新补报供电方案。（2）因各种原因所限变比为6/0.69kv干变外设检漏且两馈电共用一台检漏。（3）供电设计系统为双风机双电源，风机自动转换灵敏可靠（附图一），瓦斯监测系统灵敏

2、可靠（附图二）三、设备选择：（1）根据地质资料查明，工作面倾角平均10°左右，施工断面比较大，选用了S150J掘进机，该机爬坡能力强（±18°），截割硬度80Mpa，截割面积23，并且截割部电机采用双速切换水冷方式，洒水、消尘采用内外喷雾方式。（2）运输设备工作面采用SJ80皮带，上山采用SJ80皮带，平巷采用三台SJ150皮带至漏煤眼。（3）根据供电电压等级东主运变电所配出线电压为10KV，采区综掘机为1140V，其余为660V，激光及照明为127V，负荷要求选用一台国产KSGZY500干变和一台西德THEB-400干变，开关选用QBZ系列真空磁力起动器，绞车开

3、关暂用QC83系列磁力起动器。四、安装要求1、掘进机井下安装工作必须按厂家使用维护说明书安装，各种液压件油缸应集中管理，轻拿轻放以免损坏。2、管接头连接部件要用棉纱绑扎好，防止进杂物和损坏。3、皮带机头至贮带仓必须有水泥基础，溜子与皮带搭接高度不得低于0.4米，皮带要保持平直，附件齐全，每隔50米设一道防跑偏装置。4、每个转载点设有20米消尘管路，灭火用具，设一台电话，皮带道每隔30米设一台照明灯，要有尾控装置。5、电气设备安装包括小型电气设备要台台防爆，完好率必须达到95以上。6、风机前必须设全断面洒水消尘设施。7、电缆和风筒、风水管要分侧吊挂，电缆吊挂合格率要达到95以上。8、掘进所有回风

4、流中的电气设备必须受风电瓦斯电闭锁控制。五、安全技术措施（1）各开关包括变压器低压馈电整定均执行本报告，若有变动必须经机电技术员重新核算，允许方可进行调整。（2）综掘机启动必须设予警信号，机前严禁有人工作，机器各种电气保护严禁甩除。（3）停电顺序：先停低压开关，再停高压开关，先停起动器，再停隔离开关，送电与上顺序相反。（4）高压接线盒应设合格的接地装置，接地线应采用截面不小于100mm2的镀锌铁线。（5）采区入井设备必须经防爆检查合格，二证一标志齐全，失爆设备禁止投入运行，新安装的电气设备投入运行之前应对绝缘电阻和接地电阻进行测定。（6）普通型电气仪表必须在瓦斯浓度1以下地点使用。（7）井下防

5、爆电气设备的运行、维护和修理必须符合防爆性能的各项技术要求。（8）井下不得带电检修、搬迁电气设备电缆，检修或搬迁前必须切断电源，检查瓦斯浓度低于1时，再用与电源电压相适应的验电笔校验，无电后方可进行导体对地放电，所有开关在断电后应闭锁，并悬挂“有人作业、禁止送电”牌，只有执行这项工作的人员才有权取下此牌送电。（9）供电系统的电缆必须是阻燃型并悬挂整齐和风水管路分挂，高低压电缆之间距离要大于100mm，电缆严禁带电盘圈和字，电缆接线符合工艺要求、防爆要求。（10）坚持使用检漏继电器，并动作可靠，每日试验一次，做好记录，有故障供电线路禁止送电运行。（11）非专职电工不得检修电气设备，只须持有电工证

6、书者方可独立工作。（12）对设备每日进行一次全面检查，对开关每日进行一次防爆性能外部检查，每班由专职电工对电缆外皮进行一次检查。（13）掘进工作面及回风流设备必须有可靠风电联锁和瓦电闭锁装置，并每日试验一次，留有记录。（14）禁止带电处理、寻找电气故障，停送高压设备主回路时必须戴绝缘手套、穿电工绝缘靴或站在绝缘台上。（15）两台馈电用一台检漏时的安全措施：1）跳闸线圈必须接在同一相电源上。2）两台馈电开关的跳闸线圈间串接一台防爆耐压大于660伏开关，检修时必须停此开关锁好，避免负荷侧带电。3）检漏继电器的电源只须与一台馈电开关连接，如需停止此台开关应停靠，而另一台继续运行时，将检漏继电器的电源

7、改接到这台开关上。如图所示：六、供电说明：三水平中央变电所至东主运变电所采用双电源供电，本区域三专系统电源由东主运变电所12分高防开关正常供电，生产系统电源由7分高防开关正常供电，同时也作为12分高防开关的备用电源，详见供电系统图。七、采区供电设计计算：（一）变压器容量的选择：根据公式：Sbpe×kx/cospdi式中：Sb变压器计算容量KVAPe由该变压器供电的设备功率之和KWKx需用系数COSPai电动机平均加权功率因数1、1140伏系统变压器的计算容量（以下简称系统）其中：Pe216kwKx0.4+0.6Pd/Pe0.4+0.6*150/2160.81取0.8COSPdi取0.

8、85。得：Sb203KVA据计算知利用现有THEB-400变比10/1.2kv干变能够满足供电要求。2、660伏生产电源系统变压器计算容量（简称系统）其中：Pe439kw（因备用风机运转，工作面无电所以不参与统计）Kx0.286+0.714Pd/Pe0.5Kx取0.5，COSPdi取0.7得：Sb313KVA选用KSGZY500变比10/0.69kv干变满足供电要求3、660伏专用电源系统变压器的计算容量（以下简称系统）其中：PeP618+P2567kwKx0.286+0.714*30/3200.68；Kx取0.7COSPdi取0.75得：Sb55KVA选用KSJ2320变压器能够满足供电要求

9、（二）电缆的初选和电压损失验算：1、按满足机械强度和巷道布置初选电缆截面和长度公式：LSLSH1.1LSH式中：LS电缆所需实际长度LSH巷道的实际长度吊挂余量系数橡套电缆10余量，铠装电缆5余量。各段电缆型号、长度见表六。2、按长时允许电流校验电缆截面积原则：IyIg其中：Iy：电缆长时允许流过负荷电流（）Ig：实际流过电缆的工作电流（）根据公式：IgPe×Kx×103×Ve×COSPdi系统：已知Ve1140V、Pe216KW、Kx0.8COSPdi0.85、Ig103A计算得知选用UPQ3X502电缆满足供电要求系统：已知Ve660V、Pe241.

10、4KW、Kx0.75COSPdi0.8、Ig199A 、Ig2=175 A因考虑设备负荷选用两条U10003×702电缆分别供电，满足供电要求。系统：已知Pe55KW、Ve660V、Kx0.7COSPdi0.75、Ig59A计算得知：选用U10003×502电缆满足要求3、电缆电压损失验算整个线路允许电压损失值660伏：V总V2e0.95Ve690V627V63V1140伏：V总V2e0.95Ve1200V1083V117V1）变压器电压损失：公式：VB（URCOSx+UxSinx）×V2e/100式中：负荷系统，Sb/SeUR：变压器阻抗百分数，URP/10Se

11、Ux变压器电抗百分数Ux(UK)2(UZ)21/2UK变压器绕组阻抗压降百分数COSPdi平均功率因数2）干线电缆损失根据公式：VgPe*Kx*Lg*103/D*Ve*Sg式中：LG干线电缆实际长度D电导率铜芯42.5m/mm2SG选用电缆截面3）支线电缆损失：VZPZ*KX*LZ*103/DVeSZ式中：LZ：支线实际电缆长度SZ：支线选用电缆截面：机械效率取0.9（1）系统：变压器电压损失：216/4000.54 UR3400/50000.68Uk4% Ux3.94COSx0.85对应Sin0.52得：VB19.8V干线电压损失：Pe216KW、Sg70、Lg1300M、Kx0.8、Ve1

12、140VVg42.9V支线电压损失：SZ70、LZ100、Kx0.8、0.9 VZ2.4V Vg19.8V+2.4V+42.9V65.1V117V 验算后知电缆初选合理满足供电要求。（2）系统：变压器电压损失：439/5000.87、UR%0.68、Ux%3.94% V2e690V、COSx0.8、对应Sinx0.6 VB17.85V干线电压损失：（选Js150一台皮带线路此供电距离长）根据负荷分配分段计算：Ve660V、Kx0.75 Vg34.9V支线电压损失：Sz=35、Lz=100M、PZ=75KW、KX=0.75 VZ=6.5V V总=VB+Vg+VZ=59.25V63V验算后知电缆初

13、选合理满足供电要求。（3）系统：变压器电压损失：=67/320=0.15、查变压器技术特征表得：UR%=1.9%、UX=4.09% V2e=690V、COSx=0.75、对应Sinx=0.66 VB=3.63V干线电压损失：Pe=67KW、KX=0.7、LG=1200M、Ve=660V、Sg=50Vg=52.5V支线损失：PZ=18.5KW、KX=0.7、LZ=50M、SZ=25 Vg=2V V总58.13V63V验算后知电缆初选合理满足供电要求。（三）短路电流计算：1、两相短路电流的计算：（公式计算法）I（2） dV2e/2 (R2+X2)1/2式中：V2E变压器二次侧的开路电压（V）R短路

14、回路内一相电阻的总和（）X短路回路内一相电抗的总和（）2、阻抗计算：1）1140伏阻抗计算系统：电源电抗：Xj=V2E2/Sd=(1.2)2/50=0.0288()式中：Xj折合变压器二次侧的系统电抗/相。V2e变压器二次侧额定电压KVSd电源一次侧母线上的短路容量选取50MVA高压电缆的阻抗计算（折合变压器二次值）RgR0L/K20.5292 K6/1.25 XgX0L/K20.0702式中：R0L/DS1000/48.6×350.587/KMX00.08/KM 6KV值D电导率48.6m/ mm2变压器阻抗计算：RBP/3I2e2300/3×19220.0294XB10

15、VX*V2e2/Se0.1584（4）低压电缆阻抗值计算（换算成标准502电缆值并折成65值）RL1.18R0L=0.3806XLX0L=0.0858R00.38/KM(20值) X0=0.081/KM（5）两相短路电流：I（2） d11376A2）660伏阻抗计算系统（1）系统电抗：XjU2E2/Sd0.692/500.0095（2）高压电缆的阻抗计算（折合变压器二次值）RgR0L/K20.4704 变比： K6/0.698.7XgX0L/K20.0624（3）变压器阻抗计算：RBP/3I2 e3400/3×41720.0065 XB10VX*V2e2/Se10×3.94

16、×（0.69）2/5000.0375（4）低压电缆阻抗值（换算成标准502电缆值并折成65值）编号电阻值电抗值编号电阻值电抗值L10.02910.0526L20.00080.0016L30.02460.0445L40.00110.002L50.02240.0405L60.00130.0024L70.00220.0040L80.00220.0040L90.02150.0388L100.00190.0032L110.33630.0607L120.38380.0693（5）计算步骤略得各点两相短路电流值如下：Id12=3006AId22=6127AId32=3304AId42=6084AI

17、d52=3343AId62=6034AId72=5852AId82=5800AId92=3516AId102=4000AId112=973AId122=836A3）660伏系统阻抗计算（1）系统电抗XjU2E2/Sd0.692/500.0095（2）变压器阻抗值查变压器技术数据表得：KSJ2320KVA变比6/0.69KV变压器RB0.0286 XB0.061（3）低压电缆阻抗值计算：RL1.18R0L XLX0L （4）两相短路电流值：Id2=587A四、各开关继保整定及灵敏度校验：1）过流整定：IZIDQ+IE 灵敏度：KId(2)/IZ1.52）熔体整定：IRIqe/1.82.5灵敏度：

18、KrID(2)/IR473）照明综保变压器一次熔体整定：IR1.21.4Ie /Kb灵敏度：KId(2)/31/2KbIR44）JDB过载保护整定：IIe 灵敏度：KId(2)/8IZ1.2电机参数见负荷统计表一，计算过程略，详见开关整定一览表三。 电气设备负荷统计表 (表一)用 电 设 备设备总数每台设备电机数电 动 机 技 术 特 征设备名称设备型号额定容量(千瓦)额定电压(伏)额定工作电流（A）额定起动电流（A）备 注风机2BKJ2×18.5222×18.566032皮带机SJ150317566087SJ80214066046水泵114566052绞车11256602

19、8掘进机S150551140331111407矿用变压器技术参数表(表二)型 号额定容量额 定电 压接线圈阻抗电压%损 耗线圈阻抗AaAR铁损铜损RXTHEB-400/6/1.24006KV/1140 VYY-120683.94260033000.00130.375KSJ23206KV/660VYY-121.94.9100040000.05880.104KBSGZY-500/65006KV/660VYY0-YD110.683.94210035000.04270.0068开关选择继保整定一览表 (表三)开关编号开关型号负荷容量（KW）工作电流（A）整定电流值线路末端两机

20、短路电流值（A）灵敏度电磁元件脱机器热元件熔体JDB1QBZ-2003732355872.02QBZ803732355872.03DW803501671464008362.064QBZ803732358362.985QBZ2001671461508365.576QBZ12075869058568.127QBZ804.04.5658001388QBZ12040454535169.79QBZ804.04.56400095.210QBZ1204045459132.711QBZ804.04.5683619.912DW8035020317740030067.513QBZ1207586903304405814QBZ804.04.