《【2017年整理】第五章 综采工作面供电系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2017年整理】第五章 综采工作面供电系统（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 综采工作面供电系统设计采区变电所是采区供电的中心， 其任务是将井下中央变电所送来的高压 6kV 经高压防爆配电箱,由矿用变压器变为 660V（或 380V ）后，分配或直接配给采掘工作面配电点或用电设备，这是一种传统的采区供电方式，即采区变电所一工作面配电点方式，如图51 所示。图 51 采区变电所工作面配电点供电方式DB1、DB 2高压配电箱；T 1、T 2动力变压器；QA 1、QA 9自动馈电开关；KG1、KG 2漏电继电器；SH 1、SH 4手动起动器；SM1、SM 7磁力起动器；T 3、T 4、T 5照明变压器另外， 随着综合机械化采煤工作面的大量出现，单机容量和设备的总容量都
2、很大，其回采速度又快，若仍采用传统的采区供电方式，既不经济，又不易保证供电质量。因此必须采用移动变电站供电，以缩短低压供电距离，使高压深入负荷中心，将综采工作面供电电压提高到 1140V，以利于保证供电的经济性和供电质量。目前我国高产高效工作面使用的设备， 其额定电压已达 3300V。这种采区供电方式为：采区变电所移动变电站工作面配电点。图 5-1 所示为采区变电所工作面配电点供电方式。这种供电方式以低压向全采区负荷供电，故比较安全。但由于所用电缆和开关较多，故供电系统相对复杂，且电能和电压损失较大。同时低压电缆长，供电容量受到限制。所以这种供电方式仅适用于炮采和一般机械化采煤工作面。图 5-
3、2 所示为采区变电所移动变电站工作面配电点供电方式。这种供电方式的特点是：（1）与采区变电所工作面配电点供电方式相比，由于高压深入工作面，故简化了低压供电系统，缩短了低压供电距离，减少了电能损耗，保证了供电质量，满足了正常运转和起动的需要。低压系统的简化，使电网的安全可靠程度增加，并可减少电缆截面和低压开关数量。（2）采用了干式自冷变压器，提高了采区供电的防爆性能，有利于安全，且便于检修。（3）移动变电站可根据需要在轨道上移动或固定，不需建造变电所硐室。但是，在这种供电方式中，由于 6kV 高压直接深入到了采区工作面附近巷道，并且其低压侧电压也提高到 1140V，故对安全不利。为克服上述不利因
4、素，应在移动变电站高、低压两侧均设漏电、 监视保护装置，以防止漏电事故发生。此外，由于采用了移动变电站，故需拓宽巷道，以便在运输顺槽中为其铺设轨道。同时因地质条件变化不定，使移动变电站的安装、运输和维护等都受到空间的限制，这也是该方式的缺点。图 52 采区变电所航运移动变电站工作面配电点方式第一节 采区供电系统设计要求一、设计内容（1）设计依据综采工作面巷道布置、巷道尺寸及支护方式；综采工作面地质、通风、排水、运输情况；综采工作面的技术和经济参数；综采工作面的作业制度；综采工作面机械设备性能、数据及布置。（2）设计内容根据所设计综采工作面设备选型情况，确定采区工作面配电的方式；选定移动变电站与
5、各配电点位置；确定变压器容量、型号、台数；拟定综采工作面供电系统图；确定电缆型号、长度和截面；选择高低压开关；做继电保护的整定计算；绘制综采工作面供电系统图；造综采工作面供电设备表。二、设计要求 设计应符合煤矿安全规程 、 煤矿工业设计规范和煤矿井下供电设计技术规定 ；设备应选用定型产品并尽量选用新产品和国产设备；设计要保证技术先进、经济合理、安全可靠。三、供电设计有关规定（一） 煤矿安全规程中的规定，严禁井下配电变压器中性点直接接地。 井下电气设备的选用，应符合表 51 要求。表 51 井下电气设备的选用瓦斯矿井使用场所类别煤（岩）与瓦斯突出矿井和瓦斯喷出区域 采区进风道 采区回风、工作面和
6、工作面进、回风道高低压电机和电气设备 矿用防爆型（矿用增安型除外） 矿用防爆型 矿用防爆型（矿用增安型除外）照明灯具 矿用防爆型（矿用增安型除外） 矿用防爆型 矿用防爆型（矿用增安型除外）通信、自动化装置和仪表、仪器矿用防爆型（矿用增安型除外） 矿用防爆型 矿用防爆型（矿用增安型除外）井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，应符合下列要求： （1）高压，不应超过 10000V； （2）低压，不应超过 1140V；（3）照明、手持电气设备的额定电压和电话和信号装置的额定供电电压，都不应超过127V；（4）远距离控制线路的额定电压，不应超过 36V。采区电气设备使用 3300V 供电时，必须
7、制定专门的安全措施。(国外采煤工作面供电电压已达 5000V)井下电力网的短路电流，不得超过其控制用的断路器的开断能力，并应校验电缆的热稳定性。40kw 及以上的电动机，应使用真空电磁起动器控制。井下高压电动机、动力变压器的高压侧，应有短路、过负荷和欠电压释放保护。井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，应装设短路和过负荷保护装置，或至少应装设短路保护装置。低压电动机应具备短路、过负荷、单相断线的保护及远方控制装置。移动变电站必须采用监视型屏蔽橡套电缆。移动式和手持式电气设备都应使用专用的分相屏蔽不延燃橡套电缆。1140V 设备使用的电缆必须用带有分相屏蔽的不延燃橡套电缆；660V
8、 的设备应使用带有分相屏蔽的橡套绝缘屏蔽电缆。照明、通信、信号电缆应采用不延燃橡套电缆。（二） 煤炭工业设计规范中的规定，综合机械化采煤的采区变（配）电所的高压进出线，宜有专用的开关柜。（三） 煤矿井下供电设计技术规定中的规定，一般应由两回路供电，并尽量引自不同的变压器母线段。四、工作面设备电力负荷的计算工作面的电力负荷，可按下式计算：（51）pjeXPKScos式中 S工作面电力负荷视在功率，KVA；工作面用电设备额定功率之和，kw；e工作面电力负荷的平均功率因数，可取 0.7；pjcos需用系数，可按下式汁算：XK（52）edP6.04Pd最大一台电动机功率，kW。五、井下供电系统图例符号
9、井下供电系统图例符号如表 52 所示第二节 供电系统负荷计算一、供电电压井下采区变电所的电源，可以由井下主变电所或从地面变电所经风井(或钻孔)供电，一般不设备用电源，送至采区变电所的电源电压为 6kV。井下综采工作面配电点的电源来自采区变电所，综采工作面的供电电压可以根据其日产量、单机或双机最大容量与总容量，参照表 53 来选定低压配电电压等级。表 53 采区低压配电电压等级及合理使用范围电压等级（V）适用于采煤方式采区总容量（KW）单机最大容量（KW）双机最大容量（KW）产量（t/d）660薄煤层和部分中厚煤层综采5001000 150170 21502170 50010001140 综采
10、10001500 以上 300400 23753400 100030003300一次采全高厚煤层综采 3000 1000 以上 3400 500010000煤电钻与照明电压一律采用 127v。 二、供电系统的拟定原则(1)力求减少电缆的条数与长度，尽量减少回头供电，电缆截面不超过 70 mm2。橡套电缆长度按敷设路径长度乘 1.1，铠装电缆长度按敷设路径长度乘 1.05。 (2)采煤机宜用单独电缆供电，综采工作面配电点到各用电设备宜用辐射式线路供电，带式输送机可以用干线式线路供电。对多台大容量带式输送机，也可以用辐射式线路供电。(3)配电点的设置：一般都设置工作面集中配电点。对输送机及其它附属
11、机械因位置分散也可分别设配电点。 (4)力求减少开关或起动器的使用量，原则上 1 台起动器控制 1 台电动机。对采煤机等重要生产机械宜设置备用起动器即一用一备；对于刮板输送机起动器，宜按二用一备考虑。 (5)配电点起动器在 3 台以下并联配电时，可以不设置进线用总馈电开关。 (6)移动变电站低压侧已有低压馈电开关，而且保护齐全，可以不在移动变电站之外再设置低压总馈电开关。(7)工作面配电点最大容量电动机的起动器应靠近配电点的进线以减小起动器间连接电缆的截面。(8)根据供电设备容量，供电系统一般都选用 23 台移动变电站 1#移动变电站向带式输送机及其它转运设备供电；2 #移动变电站向采煤机、乳
12、化液泵站和喷雾泵供电；3 #移动变电站向刮板输送机、转载机等供电。2 #、3 #移动变电站的负荷可以根据需要适当调换。综采工作面供电系统如图 53 所示图 53 综采工作面供电系统1PBL 型高压配电箱；2KSGZY 型移动变电站；3DWKB 型馈电开关；4QCKB 型磁力起动器；5用电设备电动机；6QS 手动起动器；7照明、电钻变压器三、综采工作面供电设备布置及供电系统举例方案 1：大断面单巷布置法 工作面配电点和乳化液泵站等设备布置在可伸缩带式输送机的一侧，随着工作面的推进而移动变配电设备及泵站。这种方案虽然要求巷道加宽一些，开拓量大一些，支护成本高一些。但是供电、供液设备移动很方便，可以
13、缩短低压供电距离，缩短供液管路，减少电缆线路上的电压损失和液压管路上的压力损失；便于变配电设备和供液设备的运行维护，所以是现代综采供电的典型方案，应优先进用。综采工作面设备布置如图 53、图 55 所示。 方案 2：小断面双巷布置法 将移动变电站、工作面配电点及泵站都设置在单独的辅助巷道内，每隔一定距离，用联络巷与工作面运输巷连通，通过联络巷与运输巷向工作面配电。 这种方案最适宜于下一个工作面尚未回采，但其回风巷已经开拓完毕，这就可在此回风巷布置上工作面的移动变电站、配电点和泵站设置。 图 54 综采工作面设备布置图1采煤机；2刮板输送机；3桥式转载机；4带式输送机；5安全绞车；6液压支架；7
14、乳化液泵站；8喷雾泵；9破碎机；1 #、2 #、3 #移动变电站；4 #DQZBH660/200 型起动器；5#拉紧绞车开关；6 #QCKB 20型起动器；7 #、8 #DQZBH1140/300 型起动器；9#、10 #、11 #、12 #QCKB1140/60 型起动器；13 #通讯信号控制系统；14#、15 #、16 #DQZBH1140/200 型起动器；17 #、18 #DQZBH1140/300 型起动器；19#、20 #电钻变压器综合保护装置这种方案可使运输巷道断面缩小，支护成本低。适合于双巷掘进的开拓系统，其设备布置如图 53 所示。方案 3：定点布置法 将供电、供液设备安装在
15、离工作面较远的短石门里或硐室里，不随工作而推进而多次移动。这种方案适合于顶板比较破碎、压力较大、巷道维护较困难同时走向长度和工作面长度不太大的综采工作面，它有投资少，维护方便的优点。图 55 综采工作面设备布置1输送机；2采煤机；3破碎机；4转载机；5带式输送机；6液压支架；7轨道；8乳化液泵站；9配电开关钮；10移动变电站其它方案：对于低瓦斯矿井的工作面，配电点、移动变电站和泵站可以设置在回风巷，也可以在进风的运输巷与回风巷各设置一部分。对于放顶煤综采支架后的刮板输送机等设备的配电点与移动变电站，有的设置在回风巷。四、供电设备的选型原则（1）符合煤矿安全规程供电设计规定。 （2）各种供电没备的额定电压与所在线路上的额定电压一致；电缆的额定电压应等于或略大于所在线路的额定电压。 （3）设备的额定电流或者长时允许负荷电流应等于或略大于工作中所通过的长时负荷电流。 （4）开关电器的分断能力应等于或大于所通过的最大三相短路电流。 （5）电缆主芯线截面应等于或大于三相短路电流的热稳定截面。（6）综采工作面供电应采用移动变电站。国产矿用隔爆型移动变电站有 KSGZY 和KBSGZY 两种系列，后者为节能新产品。 （7）井下照明及电钻用电电压为 l27V。（8） BGP 56 系列矿用隔爆型高压真空配电装置有 A、B、C、D 四种结构，分别用于
