《矿山供电设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《矿山供电设计（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课程设计设计过程目 录 一 前言 二 设计步骤及过程 1设计资料的收集 . 2井下变电所及配电点位置确定 3井下供电系统的拟定. 4采区负荷统计 5 采区变压器选择 6采区变电所和工作面配电点的确定 7采区供电系统图 8采区低压电缆截面计算 9 采区低压电气设备的选择 10采区电气整定保护计算. 11采区接地保护装置 三 设计小结 四 参考文献参考资料煤矿安全规程 煤炭工业设计规范 煤矿井下供电设计技术规定 矿井低压电网短路保护装置整定细则 矿井保护接地装置安装、检查、测定工作细则 煤矿井下检漏继电器安装、运行、维护与检修细则 煤矿电工手册第二分册(下) 工矿企业供电设计指导书各类有关的煤矿电
2、气设备产品样本、各类供电教材。 第一节 设计资料的收集1、采区部分 (1)矿井的瓦斯等级、采区煤层走向、倾角，煤质硬度、煤质厚度 、顶底板情况、支护方式。 (2)采区巷道布置，采区区段数目、区段长度、走向长度、采煤工 作面长度，采煤工作面数目，巷道断面尺寸。 (3)采煤方法，煤、矸、材料的运输方式，通风方式。 (4)采区机械设备的布置；各用电设备的详细技术特征。 、 (5)电源情况。了解采区附近现有变电所及中央变电所的分布情况 。供电能力及高压 母线上的短路容量等情况。 (6)采区年产量、月产量、年工作时数，电气设备的价格、当地电 价、硐室开拓费用、职工人数及严均工资等资料。 2、矿井部分(1
3、)井筒深度，井下各巷道的分布、标高、断面等情况。(2)井下采区数目、掘进区数目及在井下的分布情况。 (3)井下运输方式，通风方式。 (4)井下涌水量情况。主排水泵的安装台数、正常及最大涌水量 时主排水泵的工作台数及技术数据。(5)井底车场各用电设备及井下各高压用电负荷的分布情况，各 用电负荷的详细技术(6)矿井生产能力，年产量、月产量、日产量，矿井工作制度、 年工作日、日工作时数等。(7)地面变电所配电母线的最大、最小短路容量。串有电抗器， 应为电抗器出口的数据。 第二节 井下变电所及配电点位置确定一、井下中央变电所位置的确定 (1)尽量靠近负荷中心，一般井下主排水泵是用电大户，因此可 与主排
4、水泵房建在一起，呈“一”字形或“L”形布置。(2)变电所内要求通风良好，温度不得超过附近巷道温度5。(3)便于设备运输，电缆进出线要方便。(4)地质条件好，顶底板岩层稳定，少压煤，无淋水。根据上述要求，井下中央变电所一般设在井底车场靠近副井井 底的地方，并与中央水泵 房相毗邻。有条件时，可与牵引变 流所联合建筑。中央变电所应有单独通往井底车场或大巷的通 道。二、采区变电所位置的确定 (1)尽量位于负荷中心，以减少低压线路长度和电压损失，保证 采区设备的供电质量。(2)每个采区最好只设一个变电所，对整个采区和掘进工作面供 电，并且尽量不迁移或少迁移变电所，减少变电所硐室的开拓 费用。如一个变电所
5、不能满足要求时，可在下一区段增设变电 所，初期向掘进供电，后期向回采供电。 ，(3)变电所内要求通风良好，温度不得超过附近巷道温度5。(4)设备运输要方便，便于电缆进出，地质条件好，顶底板稳定 ，无淋水。分析上述四项要求可见，后两个要求容易满足，但前两个要求 相互矛盾。因此，在确定采区变电所的位置时，应全面分析， 综合考虑。一般先根据后两个要求确定变电所的位置范围，然 后再根据前两个要求确定变电所的位置。在确定变电所的位置 时，一般要列出几种可行方案，进行技术经济比较后择优选用 。(5)采区变电所的位置一般设在上(下)山的运输斜巷和轨道斜巷的 横贯内，或在甩车场附近的巷道内。当采用矿用一般型变
6、压器 时，不得设在回风巷或工作面进风顺槽内。 (6)在多煤层的采区中，各分层是否分别设置或集中设置变电所， 应经过技术经济比较后决定。 (7)当附近变电所不能满足大巷掘进供电要求时，可利用大巷横贯 巷道设置掘进变电 所。如大巷为单巷而无横贯巷道利用时， 可采用移动变电站。三、移动变电站位置的确定l、采用移动变电站供电的条件随着采掘机械化的发展，工作面的电气设备多、容量大，工作面走向 长，如仍采用固定的采区变电所供电，既不经济，又满足不了电压质 量的要求。因此，属下列情况的采区供电宜采用移动变电站：(1)综采工作面的供电。(2)普采工作面由采区固定变电所供电困难或不经济时。(3)大巷单巷掘进附近
7、无变电所可利用时。2移动变电站位置的确定移动变电站的位置一般按下列原则确定：(1)向回采工作面供电的移动变电站位置，一般设在距工作面100 m 150 m的巷道中。(2)当下一个工作面尚未开采，而其回风巷已经掘进完毕，可将上工作 面的移动变电站设置在下一个工作面的回风巷内，经过联络巷、运输 巷向上工作面供电。(3)低瓦斯矿井的回采工作面移动变电站，可设置在该回采工作面的回 风巷内。四、工作面配电点位置的确定(1)回采工作面配电点一般设在距工作面50m70m处的巷道中 。(2)掘进工作面配电点距掘进头80m100m，一般配电点至掘 进设备的电缆长度以不超过100m为宜(3)在电缆分叉点应设有配电
8、点，此配电点在巷道交汇处附近。(4)压入式局部扇风机和启动装置必须安装在进风巷道中，距回 风口不得小于10m。第三节 井下供电系统的拟定 一、井下电压等级的确定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10kV。(2)低压不应超过1140V。炮采工作面一般采用660V，高档普 采和综采根据具体情况和采用的机械设备可采用660V或 1140V。井低车场一般采用660V。手持电气设备、固定照明 采用127V，亦可采用220V。2低压供电系统的拟定 在拟定供电系统时，应将采区内的用电设备按电压等级、生 产环节和安装地点分组，各组尽量分开供电。在用电设备分组 时，
9、还应考虑到各组用电负荷的大小巷道布置情况和电缆敷设 的路线。各组用电负荷不能过大，以保证受电端的电压质量。 巷道有分叉点时，应装有开关或电缆接线盒。应注意回采工作 面（机采除外）、轨道上下山等处不应敷设电缆，溜放煤、矸 、材料的溜道中严禁敷设电缆。 在具体拟定供电系统时还应考虑以下原则：。 (1)在保证供电安全可靠的前提下，力求所用的开关、启动器和 电缆等设备最少。(2)原则上一台启动器只控制一台设备。(3)当采区变电所的动力变压器多于一台时，应合理分配变压器 的负荷，原则上一台变 压器负担一个工作面的用电设备。 (4)变压器最好不并联运行。 (5)由工作面配电点到各用电设备宜采用辐射式供电，
10、上山及顺槽的辅 送机宜采用干 线式供电。 (6)供电线路应走最短的路线，并尽量避免回头供电。 (7)如配电点距电源供电点较近或启动器数量少于三台时，一般不设配 电点进线自动馈电开关。 (8)大容量设备的启动器应靠近配电点的进线端，以减小启动器间电缆 的截面。 (9)低瓦斯矿井掘进工作面的局部通风机；可采用装有选择性漏电保护 装置的供电线路供电，或采用掘进与采煤工作面分开供电。 (10)瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中 ，掘进工作面的局部通风机都应实行三专(专用变压器、专用开关、 专用线路)供电。 (11)局部通风机与掘进工作面的电气设备，必须装有风电闭锁装置。 瓦
11、斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤(告)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中的 所有掘进工作面应转设两闭锁(风电锁、瓦斯电闭锁)设施。因此，为 了实现风电闭锁，在掘进工作面的供电线路上应设一台闭锁用的磁力 启动器。(12)局部通风机无论在工作面或交接班时，都不准停风。因此要 在专用变压器与采区变电所内其他任意一台变压器之间加设联 络开关。平时断开，在试验局部通风机线路的漏电保护时，合 上联络开关，以防局部通风机停电。(13)采区变电所、上山绞车房、装车站及综采工作面应设照明 灯。井下中央变电所、采区变电所的电源进线以及变电所的供 配电系统，当有多种可行方：时，应经过技术经济比较后择优选择。供电方案确定后，应画
12、 出供电系统草图，并在图上标出开关、启动器、变压器的设置 情况和电缆所带设备的名称、功率和电缆的长度等。中央变电 所与采区供电系统草图参考教材工矿企业供电)、(煤矿电工手册)等书籍。 第八节 电缆的选择 一、低压电缆型号、芯数和长度的确定 1、低压电缆型号的选择 电缆的型号主要依据其电压等级、用途和敷设场所等条件来决定。煤 矿井下所选电的型号必须符合煤矿安全规程的有关规定。矿用低 压电缆的型号，一般按下列原则确定(1)从启动器到电动机的电缆一律采用不延燃橡套电缆。1140 v设备及采 掘工作的660V和380V设备，必须用分相屏蔽不延燃橡套电缆；移动 式和手持式电气设备，都应使用专用的分相屏蔽
13、不延燃橡套电缆(2)低压电缆不应采用铝芯，采区低压电缆严禁采用铝芯。(3)电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体。4)固定敷设的照明、通信和控制用电缆，应采用铠装电缆、不延燃橡套 电缆或矿料电缆；非固定敷设的电缆，应采用不延燃橡套电缆。 选择铠装电缆时，还应注意：电缆敷设的水平差、电缆允许的巷道 倾角和是否适用于可燃性支架的场所等问题。2、确定电缆的芯线数目 (1)动力用的纸绝缘铠装电缆选三芯电缆。 (2)动力用的橡套电缆，当控制按钮不在工作机械上时，一般采用四芯电缆；对 控制按钮在工作机械上的，应根据控制要求增加控制芯线的根数。 (3)信号电缆芯线根数要按控制、信号、通讯系统的需要决定，并留
14、有备用芯线 。(4)电缆中的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼作其他用途。 3、确定电缆长度 电缆有一定柔性，敷设时会出现弯曲，所以电缆的实际长度L应按式 L = kinLto 式中 Lto 电缆敷设路径的长度，mkin 电缆增长系数，橡套电缆 1.1，铠装电缆 1.05。 为了便于安装维护和便于设备移动，确定电缆长度时还应考虑以下几点：(1)移动设备的电缆，须增加机头部分活动长度 3m-5m。(2)当电缆有中间接头时，应在电缆两端头处各增加 3m。(3)半固定设备的电动机至就地控制器的电缆长度，一般取 5m10m。（4）掘进配电点至掘进设备的电缆长度，按配电点移动距离考虑，但电缆长度 以
15、不超过100m为宜。第九节 低压电气设备的选择 (1)供电线路用总开关、分路开关和配电点进线开关 ，应选用隔爆型真空馈电开关。(2)不需要进行远方控制及不经常启动的小型机械， 一般选用手动启动器或插销式开关。(3)需要进行远方控制、集中联锁控制或频繁启动的 机械应选用磁力启动器。(4)需要经常正反转的机械；应选用可逆磁力启动器 。(5)40kW及以上的启动频繁的低压设备应选用真空磁 力启动器。 第十一节 井下保护接地系统保护接地系统应遵循下述原则： (1)36V以上的由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、 架构等，都必须有保护接地。铠装电缆的金属铠装层、橡套电缆和塑 料电缆的接地芯
16、线等均须接地。(2)所有需要接地的电气设备，均应通过其专用的连接导线直接与接地网 (接地母线或辅助接地母线)或铠装电缆的金属铠装层、铅护套相连接 ，禁止将几台设备串联接地，也禁止将几个接地部分串联。 (3)所有必须接地的设备和局部接地装置，都应同井下主接地扳接成一个 总接地网。 从井上独立的供电(包括钻孔供电)分区，如果不能阿主接 地极连接时，可单独在井下或井上设置分区的主接地极，形成一个分 区接地网。但其总接地网的接地电阻应满足要求。 ，(4)主接地极应在主、副水仓中各埋设一块；矿井有几个水时，每个水平 的总接地网都要与主、副水仓中的主接地极接。(5)每个装有电气设备的碉室和配电点应设置辅助接地母线。(6)下列地点应装设局部接地极
