采區(qū)供電設計課件

煤礦井下采區(qū)低壓供電設計采區(qū)供電設計概述采區(qū)供電設計的目的井下采區(qū)供電設計的目的是應用煤礦井下供電理論知識具體解決井下供電的技術問題。供電設計遵守的規(guī)范1、《煤礦安全規(guī)程》（以下簡稱《規(guī)程》）2、《礦山電力設計規(guī)范》3、GB50417-2007煤礦井下供配電設計規(guī)范4、《煤礦電工手冊（修訂本）》（以下簡稱《手冊》）第二分冊5、《煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置的整定細則》（以下簡稱《細則》）井下采區(qū)供電設計的基本要求1、設計遵循煤礦工業(yè)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(jīng)濟比較，選擇最佳方案。2、設備選型時，應采用定型的成套設備，盡量采用新技術，新產(chǎn)品，國產(chǎn)設備，積極采取措施，減小電能損耗、，節(jié)約能源。3、確保技術的先進性，經(jīng)濟的合理性，安全的適用性。采區(qū)供電設計的內容框架1、供電設計報告說明

2、電氣安全技術措施3、供電系統(tǒng)的擬定4、供電系統(tǒng)設計包括的內容：1）負荷統(tǒng)計及變壓器容量、型號、臺數(shù)選擇2）高壓電纜的選擇、低壓動力電纜的選擇3）電壓損失校驗4）電網(wǎng)短路電流的計算5）高、低壓配電裝置的選擇6）高、低壓開關保護裝置的整定計算及校驗7）各類技術參數(shù)表分公司相關規(guī)定1鶴崗分公司礦井供電設計管理規(guī)定機函字[2013]1號第六條

采、掘區(qū)設備安裝必須提前做好供電設計，設計包括：1、采區(qū)設備布置示意圖(圖上要標明風、水管路及電話安裝位置)、供電系統(tǒng)圖(供電系統(tǒng)圖標明各種電氣設備的型號、名稱、整定、負荷及使用單位；標注短路電流值及電纜截面和長度；接地極設置、風電聯(lián)鎖的聯(lián)接、瓦斯監(jiān)測分站電源出處及控制停電的范圍)。2、變壓器容量選擇、高壓開關的選擇整定計算、低壓開關的選擇整定計算、電纜截面積選取，電纜長度的選定。過負荷保護整定、二相短路電流值的計算及供電線路最遠端電壓降等內容的計算。3、根據(jù)本采區(qū)的實際情況和具體特點，制定出有針對性的技術安全措施。分公司相關規(guī)定24、每月定期由機電科專責工程師召集各采區(qū)機電技術員做供電設計月份報告，把現(xiàn)有的供電情況畫出供電系統(tǒng)圖。一式兩份。月份報告應用編制人簽字，機電科專責審批簽字，雙方各存檔一份。5、井下多家使用單位共用一臺變壓器時，新申請用電單位必須提前向機電科專責工程師提出書面報告，專責工程師統(tǒng)一平衡審批后方可實施(以后的月份供電報告由專責工程師指定單位制定)。使用單位臨時或零散電器設備接入供電系統(tǒng)時，由使用單位技術人員以書面形式標明接入設備地點及方式，并及時向機電科專責工程師匯報。6、外來施工單位視同本礦管理，機電科有義務在施工單位進入前，告之其本單位的各項管理辦法，并有權對施工單位的違章情況按本單位管理辦法執(zhí)行。分公司相關規(guī)定3采掘電氣管理規(guī)定

第二條采、掘區(qū)設備安裝必須提前做好供電設計，供電設計必須經(jīng)機電科主管工程師、安檢科機電工程師及通風科主任工程師審批，然后報礦機電副總工程師審批后方可按設計施工。設計包括：1、采區(qū)設備布置示意圖(圖上要標明風、水管路及電話安裝位置)、供電系統(tǒng)圖(供電系統(tǒng)圖標明各種電氣設備的型號、名稱、整定、負荷及使用單位；標注短路電流值及電纜截面和長度；接地極設置、風電聯(lián)鎖的聯(lián)接、瓦斯監(jiān)測分站電源出處及控制停電的范圍)。分公司相關規(guī)定4掘進開拓工作面“雙三?！惫芾碇贫纫?、掘進、開拓工作面雙風機采用“雙三?！惫╇姺绞?，三專變電站（干式變壓器）電源分別取自于采區(qū)變電所6KV的不同線號段。二、6KV電源來自專供局部風機負荷母線段的局部通風機為主風機，來自動力6KV電源母線段的局部風機為備用風機，正常情況下只允許開啟主風機，備用風機處在備用狀態(tài)。三、重點瓦斯工作面一臺三專用變壓器只能為一個工作面風機供電。四、一般掘進（開拓）工作面一臺三專變壓器不能超過為三個工作面風機供電，且每臺風機應有單獨的電纜線路并配有分控饋電開關。分公司相關規(guī)定5五、應采用光電式轉換原理制造的煤礦風機用隔爆型雙電源真空電磁起動器控制雙風機，并做到：1）主、備風機在初次送電或復送電時，三專風機與備用風機不許自行啟動，必須在人工操作下啟動。2）當主風機故障停運時，可靠轉換到備用風機運行。六、風電閉鎖開關必須完成以下功能：1）只有當主風機正常運轉，備風機同時處于帶電備用狀態(tài)時，閉鎖開關才可以送電；2）當所控工作面瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出斷電指令時，必須可靠斷電；3）閉鎖開關控制供風巷道除本安線路外的一切電源。……………..一、供電設計報告說明1一、自然條件概述

1．開拓、掘進工作面注明：施工地點、施工單位、開工時間、收工時間、通風系統(tǒng)簡介、瓦斯等級等。

2．采煤工作面要注明：走向長度、工作面長度、煤層傾角、煤層厚度、開采方式、瓦斯等級、開采時間、停采時間，瓦斯抽放情況等。一、供電設計報告說明2二、供電方式概述

1．使用哪個變電所、變電所內負荷情況及你要接線的變壓器情況（主要是有無其他單位負荷等情況）。

2.采用的電壓等級。

3.最遠點供電距離：開拓、掘進工作面應為巷道施工結束收工時的線路的長度，并且供電設計計算應以此時的系統(tǒng)為準進行計算。要注明三專線路的長度。一、供電設計報告說明3三、使用主要采掘機械設備二、電氣安全技術措施

以《煤礦安全規(guī)程》等規(guī)范為依據(jù)結合分公司管理制度，根據(jù)本采區(qū)的實際情況和作業(yè)場所的具體特點，制定出有針對性的電氣安全技術措施。如：綜采工作面采煤機閉鎖運輸機措施3300v供電安全技術措施雙三專供電接線、控制方式措施…………….三、供電系統(tǒng)的確定

1確定原則：采區(qū)供電系統(tǒng)是根據(jù)采區(qū)機械設備布置圖擬定，應符合安全、經(jīng)濟、操作靈活，系統(tǒng)簡單，保護完善、便于檢修等項要求。原則如下：1、保證供電可靠，力求減少使用開關、起動器，使用電纜的數(shù)量應最少；2、原則上一臺起動器控制一臺設備；3、變壓器最好不并聯(lián)運行；4、工作面配電點到各用電設備宜采用輻射式供電供電系統(tǒng)的確定

25、配電點起動器在三臺以下，一般不設配電點進線自動饋電開關；6、工作面配電點最大容量電動機用的起動器應靠近配電點進線，以減少起動器間連接電纜的截面；7、供電系統(tǒng)盡量減少回頭供電；8、沼氣噴出區(qū)域，高沼氣礦井、煤（巖）與沼氣突出礦井中的采掘供電分開，所有掘進工作面的局部扇風機裝設“雙三專三?！?、“兩閉鎖”設施。根據(jù)采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定原則，確定采區(qū)供電系統(tǒng)。圖例1圖例2四、設備布置圖圖名為：××水平××區(qū)××段××分層（××巷道）設備布置圖1.采用采區(qū)巷道布置平面為基礎，必須保留主要運輸大巷、主要通風巷，能準確反映出工作面位置以及相關的巷道和系統(tǒng)；圖面標明：經(jīng)緯線，巷道名稱，停采線、停送點、巷道標高。比例為1:1000或1:2000。

2.注明變電所（變電站）的準確位置，設備依次按順序編號，編號不得重復。

3.注明風流方向，開拓、掘進場子應注明新鮮風流方向和乏風方向。

4.注明電纜敷設方向。

五、供電系統(tǒng)圖1.圖上要標出每臺設備的型號、額定容量、編號。（1）.高開編號為1＃、2?！?，寫在高開符號上方。（2）.變壓器編號為1＊、2＊……，寫在變壓器圖形符號邊。（3）.低壓開關編號為1、2……，填在開關圖形符號中置。（4）.電動機圖形符號中間填寫設備編號，設備編號應與設備布置圖中的相符合。

2.電纜應分別編號，注明型號、截面、長度。如：001-MY-3×35-100填寫在該段電纜圖形符號上方。3.標出各短路點及兩向短路電流值，短路點符號的箭頭應畫在開關圖形符號或電動機圖形符號上。4.在開關圖形符號右下角處標注開關型號、整定電流值。5.各類編號不得重復。六、供電設計計算1、變壓器選擇及電壓損失計算：根據(jù)《煤礦電工手冊》第二分冊式（10－3－1）：式中：

S————所計算的電力負荷總的是視在功率。KVA ∑PN——— 參加計算的所有用電設備（不包括備用）額定功率之和。KW cosφ——參加計算的電力負荷的平均功率因數(shù)。

Kr————需用系數(shù)。Kr—需用系數(shù)取值平均功率因數(shù)cosφ的取值變壓器型號選擇確定原則在確定變壓器型號時，應考慮國產(chǎn)礦用變壓器的電壓等級和容量，同時應根據(jù)巷道斷面，運輸條件及設備容量等因素對選用方案進行經(jīng)濟比較，選取最佳方案。1）礦用隔爆型干式變壓器KSGB礦用隔爆型干式變壓器可用于有甲烷混合氣體和煤塵等具有爆炸危險的礦井中，作為煤礦井下供配電裝置。2）隔爆移動變電站KSGZY型礦用隔爆千伏級移動變電站可用于綜合機械化采煤工作面，也可在普通660伏采區(qū)使用。變壓器正常運行時電壓損失的計算2、高壓電纜截面的選擇及校驗--選擇原則：

選擇原則：1、選擇適合井下用的高壓電纜。2、電纜耐壓要大于電網(wǎng)電壓。3、電纜的截面要滿足負荷及繼電保護要求。4、選擇的電纜滿足供電要求。2.高壓電纜截面的選擇及校驗--高壓電纜截面選擇

2.高壓電纜截面的選擇及校驗--按電纜短路時的熱穩(wěn)定條件校驗

2.高壓電纜截面的選擇及校驗--按經(jīng)濟電流密度確定電纜截面

3、低壓電纜的選擇及校驗

選擇原則1、礦用橡套電纜型號選擇時應符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。2、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。橡套電纜允許溫升是650C。3、正常運行時電纜網(wǎng)路的實際電壓損失必須不大于網(wǎng)路所允許的電壓損失。4、采區(qū)常移動的橡套電纜支線的截面選擇一般按機械強度要求的最小截面選取即可，不必進行其它項目的校驗。對于干線電纜，則必須首先按長期允許電流選擇，然后再按允許電壓損失計算校驗電纜截面。5、對于低壓電纜，由于低壓網(wǎng)路短路電流較小，按上述方法選擇的電纜截面的熱穩(wěn)定性和電動力穩(wěn)定性均能滿足要求，因此不必再進行短路時的熱穩(wěn)定校驗。低壓電纜的選擇及校驗--電纜長度確定

根據(jù)擬定的供電系統(tǒng)，確定系統(tǒng)中各段的電纜長度。在確定電纜長度時，固定敷設的橡套電纜實際長度應比敷設電纜巷道長度增加10%余量考慮，鎧裝電纜按5%余量考慮；移動設備用的橡套電纜的長度，除應按上述因素考慮外，應增加一段機頭部分的活動長度，約3到5m左右。低壓電纜的選擇及校驗--電纜截面確定

1、電纜截面的選擇，應滿足下列條件(1)電纜的正常工作負荷電流應等于式小于電纜允許持續(xù)電流；(2)正常運行時，電動機的端電壓應不低于額定電壓的10%。(3)電纜末端的最小二相短路電流應大于饋電開關整定電流值的1.5倍。(4)、對橡套電纜，需考慮電纜機械強度要求的最小截面。2、電纜芯線數(shù)目的選擇(1)、動力用橡套電纜一般選用四芯，對采掘機械來說要根據(jù)具體的控制、信號方式相應的增加控制芯線。(2)、信號電纜芯線根數(shù)要按控制、信號、通信系統(tǒng)的需要確定，并留有備用芯線。(3)、橡套電纜的接地芯線，除用做監(jiān)測接地回路外，不得兼做其它用途。低壓電纜的選擇及校驗--電纜截面計算電纜截面按長時允許負荷電流選擇，按機械強度和系統(tǒng)允許電壓損失進行校驗。

低壓電纜的選擇及校驗--電壓損失校驗

4、短路電流計算

1140V以上（包括1140V）供電系統(tǒng)短路電流計算應考慮系統(tǒng)電抗、電纜電抗對短路電流值的影響。短路電流計算--高壓電纜的電阻、電抗計算

短路電流計算--變壓器阻抗計算：

短路電流計算--供電的干線、支線阻抗計算如下:短路電流計算

--d點短路電流：短路電流計算--圖表法計算兩相短路電流

圖表法求兩相短路電流步驟：1、根據(jù)阻抗相等原則，將不同截面電纜換算成同一截面，求得各段電纜的換算長度。2、不同線芯截面的電纜換算系數(shù)見煤礦井下供電的三大保護細則表63、把各段電纜的換算長度相加計算出總的換算長度。4、以計算出總的換算長度值在兩相短路電流計算表中查取對應容量變壓器的兩相兩相短路電流值。5、高壓開關的選擇

選擇原則：(1)開關的額定電壓與電網(wǎng)電壓等級相適應。

(2)開關的最大工作電流應小于開關的額定電流。

(3)開關設置地點的最大三相短路容量應小于開關額定斷流容量

。

(4)開關保護裝置功能符合要求。高壓開關的選擇--計算公式

6、低壓開關的選擇

1、在有沼氣突出礦井的任何地點和有沼氣及煤塵爆炸危險礦井的采區(qū)進風巷道、回風巷道以及采掘工作面，可使用礦用隔爆型開關、礦用本質安全型、礦用隔爆兼本質安全型開關。2、選用礦用低壓開關時，其額定電壓必須大于或等于被控制線路的額定電壓；其額定電流要大于被控線路長期負荷的最大實際工作電流；開關分斷的最大三相短路電流應小于開關額定最大分斷電流。同時開關保護裝置功能應符合控制線路負載設備、電氣安全要求。3、礦用低壓隔爆開關的接線喇叭口數(shù)目及內徑要符合受控線路所選用電纜的條數(shù)及外徑要求。一個喇叭口只允許接一條電纜。4、礦用低壓開關使用地點的海拔高度不得超過1000m；環(huán)境溫度不得超過35度環(huán)境相對濕度不得大于95±3%；垂直面斜度不得大于15度。同時在周圍介質中不得有使金屬腐蝕和絕緣損壞的氣體存在，不得有水及其它液體浸入。7、過流保護裝置的整定及校驗

過流保護裝置的整定和校驗的依據(jù)是《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置的整定細則》（一）、低壓開關繼電保護裝置的要求1、選擇性好：保護裝置動作時，保證只切斷故障部分的電路，其他部分仍能正常工作。2、動作可靠：電動機起動或正常運轉時保護裝置不能誤動作。當電動機或線路發(fā)生短路或過負荷時，保護裝置可靠動作。3、動作迅速：保護范圍內發(fā)生故障時，保護裝置迅速動作，切斷被保護的線路，防止事故蔓延，減少故