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1、附件矿井供电设计计算第1章 绪论1.1煤矿安全规程的有关条款l第441条 矿井应有两回路电源线路.当任一回路发生故障停止供电时,另一回路应能担负矿井全部负荷.年产60000t以下(不含60000t)的矿井采用单回路供电时,必须有备用电源.备用电源的容量必须满足通风、排水、提升等要求,并保证主要通风机等在10min内可靠启动和运行.备用电源应有专人负责管理和维护,每10天至少进行一次启动和运行试验,试验期间不得影响矿井通风等,试验记录要存档备查. 矿井的两回路电源线路上都不得分接任何负荷. 正常情况下,矿井电源应采用分列运行方式.若一回路运行,另一回路必须带电备用,以保证供电的连续性.带电备用电
2、源的变压器宜热备用;若冷备用,必须保证备用电源能及时投入正常运行,保证主要通风机等在10min内可靠启动和运行. 10kV及以下的矿井架空电源线路不得共杆架设.l第442条 对井下变(配)电所含井下水平中央变(配)电所和采区变(配)电所、主排水泵房供电的线路,不得少于两回路.当任一回路停止供电时,共余回路应能担负全部负荷.向局部通风机供电的井下变(配)电所应采用分列运行方式. 主要通风机、提升人员的立井绞车、抽放瓦斯泵等主要设备房,应各有两回路直接由变(配)电所馈出的供电线路;受条件限制时,其中一回路可引自上述同种设备房的配电装置.向煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井自救系统供风的压风机、井下
3、移动瓦斯抽放泵应各有两回路直接由变(配)电所馈出的供电线路. 本条上述供电线路应来自各自的变压器和母线段,线路上不应分接任何负荷. 本条上述设备的控制回路和辅助设备,必须与主要设备同等可靠的备用电源.l第443条 严禁井下配电变压器中性点直接接地. 严禁由地面中性点直接接地的应压器或发电机直接向井下供电.1.2 煤矿企业电力负荷分级l煤矿企业的电力负荷,按照用电设备在安全生产中的重要性分为三级. 一级负荷:凡因供电突然中断,可造成人员伤亡或使重要设备损坏并在较短的时间内难以修复,造成重大经济损失的负荷.如主要通风机、井下主排水泵(包括作主排水泵的煤水泵)、下山开采的采区的采区排水设备、升降人员
4、的立井提升机、抽放瓦斯设备(包括井下移动抽放泵站设备). n一级负荷对供电的要求:两个独立电源供电. 二级负荷:凡因供电突然中断,造成大量减产或造成较大的经济损失的负荷.如主提升机(包括主提升带式输送机和煤水泵)、经常升降人员的斜井提升设备、副井井口和井底操作设备、主要空气压缩机、采区变电所等. n二级负荷对供电的要求:两个独立电源供电.或专用线路供电 三级负荷:凡因突然停电,对煤矿生产没有直接影响的用户和用电设备.如矿区工人住宅区、机电修配厂、乘人电车、办公室照明、福利的设施等. n供电:单电源供电.多负荷共用一条配电线路.l矿井供电必须具备的“三性” 可靠性:供电不间断.保证煤矿主要设备经
5、常不停地运转. 安全性:不出事.不发生矿井电气火灾、人身触电、瓦斯煤尘爆炸等事故. 充足性:电能充足.满足煤矿对电能的需求.l对两回电源线路的要求 煤矿矿井两回电源线路,当任一回路发生故障停止供电时,另一回路应能担负矿井全部负荷. 两回电源线路供电,应符合下列条件之一:n2个电源之间相互独立,无联系;n如果2个电源之间有联系,应符合下列规定: 在发生任何一种故障时,该2个电源、线路不得同时受到损坏; 在发生任何一种故障且保护动作正常时,至少应有一个电源不中断供电,并能担负矿井的全部负荷; 在发生任何一种故障且主保护失灵以至所有电源中断供电时,应能在有人值班的变电所,经过必要的操作,迅速恢复1个
6、电源的供电,并能担负矿井的全部负荷; 为使矿井的2回电源线路真正能够做到互为备用,应使其分别来自电力网中2个不同区域的变电所或发电厂.当实现这一要求确有困难时,则必须分别引自同一区域的变电所或发电厂的不同母线段.1.3 矿井供电系统l矿井供电系统的形式:深井供电系统,浅井供电系统l深井供电系统.图1-1图1-1 矿井深井供电系统l深井供电系统的特点110kV或35kV地面变电站高压10kV(或6kV)经井筒入井井下中央变电所采区变电所工作面配电点,将10kV降为3300V、1140V、660V用电设备; n决定因素:煤层深,井下负荷大,涌水量大; n供电回路数:2回路及以上. 设备用电n井底车
7、场附近的低压设备用电,由设在中央变电所的变压器降压后供给; n采区变电所附近低压设备用电,由采区变电所的变压器降压后后供给; n综采工作面用电,是由采区变电所引出10kV或6kV高压电缆,送至综采工作面配电点的移动变电站,降压后送给采煤机、刮板输送机等工作面用电设备; n掘进工作面用电,通常是采区变电所引出10kVkV高压电缆,送至掘进工作面配电点的隔爆型移动变电站,降压为1140V或660V后,送给综掘机等用电设备.l浅井供电系统.图1-2图1-2 浅井供电系统 浅井供电适应条件:煤层埋藏深度在100m200m范围内,井田范围大等.浅井供电系统特点 n采区供电经地面钻孔供电. 浅井供电种类
8、n井底没有高压水泵;井底车场及附近巷道的低压用电设备的供电,由地面变电所降压后,低压入井,进行供电.n井底有高压水泵时,要设置中央变电所,高压电缆入井. n采区用电负荷大,有高压设备,则高压电缆经钻孔入井,送至采区变电所,采区变电所变配电后送至工作面配电点. n采区用电负荷不大,无高压设备时,地面110kV(35kV)/10kV(6kV)变电站的10kV(6kV)10kV(6kV)架空线路采区的上部地面变电亭,10kV(6kV)/1140V(660V)低压电缆经钻孔入井采区变电所工作面配电点. 究竟采用哪种供电方式,应根据矿井具体情况经济技术比较后确定1.4 井下中央变电所电缆接线方式l2根电
9、缆下井 接线方式.图1-3 图1-3 下井电缆两根一般使用条件:中、小型矿井,井井负荷不太大.电缆选择原则:当一根电缆停运时,另一根电缆承担全矿井下负荷. 优点:系统简单,可靠.l3根电缆入井 接线方式.图1-4 (a) (b) (c)图1-4 下井三根电缆使用条件n对老矿井原来采用2根电缆供电,后因增加负荷,需扩大供电能力时采用;n对新矿井,需要与2根电缆的供电方案进行技术经济比较后采用.电缆选择原则:每根电缆能承担全矿井下负荷的.主要优缺点n图a.优点:不需要增设联络开关; 缺点:运行灵活性差.n图b.优点:运行的灵活性比图a好些; 缺点:井下好多增加1台联络开关.n图c.优点:运行的灵活
10、性最强; 缺点:地面及井下变电所多增加1台联络开关.l4根电缆入井 接线方式.图1-5. (a) (b)图1-5 下井4根电缆使用条件:大型矿井或井下涌水量大的矿井.电缆选择原则:每根电缆按承担全矿井下负荷的.优缺点n图a.优点:系统简单,节省开关. 缺点:母线需停电时,运行灵活性差.n图b.优点:运行灵活性好. 缺点:井下需增设3台联络开关.1.5 采区变电所高压接线方式l单电源进线 无高压出线,且变压器不超过2台的采区变电所,可不设电源进线开关.图1-6. 图1-6 单电源进线,无高压出线,接线方式 有高压出线的采区变电所,为便于采区操作,一般设进出线开关.图1-7. 图1-7 单电源进线
11、,有高压进出线开关,接线方式l双电源进线 适用条件:综采工作面,或接有下山排水设备的采区变电所. 1回路供电,1回路备用,2回路均设进线开关.由于出线及变压器台数少,母线可不分段.图1-8.阴影开关,为热备用开关. 图1-8 双电源进线,母线不分段,接线方式 2回路同时供电,由于出线及变压器台数较多,2回路均设进线开关.母线分段,正常情况下分段开关断开,保持电源在分列运行状态.图1-9. 图1-9 双电源进线,母线分段,分列运行方式l向移动变电站供电的接线方式 大多数移动变电站均要求在其供电的采区变电所的馈线上装设开关馈出.移动变电站上虽装设高压断路器,由于高压单相接地保护装置的要求,需要在采
12、区变电所馈出线上装馈出开关;移动变电站经常随工作面推进而移动,要频繁地切断高压电源,向移动变电站供电的馈线上应装设开关馈出.图1-10. 图1-10 向移动变电站供电的接线方式第2章 井下供电计算方法l井下供电计算方法选至原煤炭工业部1998年编制的煤矿井下供电的三大保护细则中的部分内容.2.1 短路电流计算方法l选择短路保护装置的整定电流时,需计算两相短路电流值,可按分式(2-1)计算: (2-1) 式中 -两相短路电流,A; 、-短路回路内一相电阻、电抗的总和,; -根据三相短路容量计算的系统电抗值,见表2-1,(折算到变压器二次侧); 、-高压电缆的电阻、电抗值.,-高压电缆单位长度电阻
13、、电抗值.见表2-2,/km;-高压电缆长度,km; -矿用变压器的变压比;l变压器变压比定义 l变压器为Y,y联结,一次电压为10kV,二次电压为400V、693V、1200V、34650V时,变压比依次为25、14.4、8.3、2.9;l变压器为Y,d联结,一次电压为10kV,二次为400V、693V、1200V时,变压比依次为14.4、8.3、4.8;l变压器为Y,y联结,一次电压为6kV,二次电压为400、690、1200V时,变压比依次为15、8.7、5;l变压器为Y,d联结,一次电压为6kV,二次为400、690V时,变压比依次为8.7、5;、-矿用变压器的电阻、电抗值,; l移动变电站和隔爆干式变压器的每相电阻值、电抗值,由技术参数中给出的负载损耗、阻抗电压百分数计算获得. -变压器每相阻抗,；-变压器的负载损耗,W;-变压器阻抗电压百分数,%;-变压器二次额定电压,V;-变压器额定容量,VA;、-低压电缆电阻、电抗.,-低压电缆单位长度电阻、电抗值.参见表2-3,/km(查不到准确的数据时,矿用低压电缆芯线的电抗值可按0.081/km计算
