平安煤矿综采供电设计报告书

平安煤矿综采供电设计报告书-50左4-4层回采工作面

矿井名称：舒兰市平安煤业有限责任公司

矿长：

技术矿长：

审核：

设计人：孙喜亮

2018 年11 月16 日

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电气安装安全技术措施

1、入井的电气设备必须达到防爆要求，经电气防爆安全检查员检查合格后方可入井，不合格的电气设备不得投入使用。

2、安装高压电气设备、设施时，必须申报公司主管部门批准，并严格执行停电、验电、放电、装设三相短路接地线的措施，办好停电作业票。

3、安装高压电气设备时必须由两人以上人员作业，其中应指定对现场较熟悉的技术较高的人员做监护人。

4、严禁带电移动、搬迁和擦拭电缆或电气设备。

5、井下放电必须在沼气浓度小于1﹪时方可进行。

6、在低压线路上作业时，必须执行停电、验电、放电制度，开关上锁，悬挂停电作业牌。

7、在一经合闸即可送电的作业点的开关手柄上、必须在停电后悬挂停电作业牌，低压开关必须上锁，高压开关必须拉开隔离箱。

8、在电气施工现场，必须指定级别较高、技术水平较好的电气技术工人作为施工负责人和安全负责人。每项施工结束后，两位负责人要负责检查现场的安全和质量，确保施工合格方可一同撤离现场。

9、若在同一线路有几处同时作业时，联系停送电要设专人负责，以防误送电。

10、严禁带电作业，要严格执行谁停电、谁送电的停送电原则，

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中间不得换人，不准预约送电。

11、各种电气设备的过流整定，必须按本设计认真执行，必须达到灵敏可靠，其他设备的熔丝必须按设备的容量认真选取，不准使用过大的熔丝或其他导体代替熔丝。

12、入井的电缆和设备必须符合电压等级和绝缘的要求。

13、采区使用的漏电保护装置必须灵敏可靠，并远方模拟试验合格后方可投入运行。

14、接地系统必须按《接地保护细则》要求进行安装，各台设备的电缆接地芯线的连接要牢固可靠，不允许使用不合格的接地线和接地极。

15、安装大型机电设备，必须有一名以上段干部亲临现场指挥，安装完毕后，要进行试运转，达到安装使用的目的，符合标准化要求。

16全部设备安装完毕后，必须由专业人员进行详细检查，确无问题后，方可送电试气。

17、各项工作都必须严格按质量标准化标准和完好标准进行施工。

18、严禁在酒后作业。

19、本措施未列到的安全措施及要求，要按照《煤矿三大规程》及其他有关标准进行作业。

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目录

一、-50左4-4层工作面采区概况..................................................... - 5 -

二、综采采区设备布置概况.............................................................. - 6 -

三、综采上、下顺移动变电站的选择 .............................................. - 7 -

四、综采上下顺移动变电站低压电缆的选择................................... - 8 -

五、按起动条件校验电缆截面 ........................................................ - 11 -

六、综采电气设备的选择及保护装置的整定................................. - 13 -

七、综采下顺移动变电站低压电缆的选择..................................... - 15 -

八、-50变电所移动变电站的选择.................................................. - 17 -

九、-50变电所移动变电站低压电缆的选择 .................................. - 17 -

十、-50变电所移动变电站电气设备的选择及整定....................... - 18 - 十一、高压电缆的选择与校验 ........................................................ - 19 - 十二、采区高压配电装置的选择与保护的整定............................. - 23 - 十三、保护接地和漏电保护............................................................ - 25 -

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一、-50左4-4层工作面采区概况

-50左4-4层工作面，是一采的准备工作面，预计在2019年4月开始开采，现在回采工作面正在形成，为确保采煤队的正常投产，现在对采煤工作面的机械、电气设备进行选择型号设计计算，准备安装，其自然条件如下：

采区地点：-50左4-4层

储量：45 万吨

走向长度：740 米

工作面长度：140 米

倾角：25°

采高：2、5 米

回采方式：综采，走向长壁后退式开采方法

支护方式：整体顶梁组合液体支架

供电电压：10 KV

用电电压：1140 V、660 V （动力）

127 V (煤电钻)

36 V （控制）

采区设备容量：

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上巷：ΣPe=380+220+18.5+4=622.5Kw

下巷：ΣPe = 110+110+18.5+2*160+160+160+4

= 882.5KW

二、综采采区设备布置概况

根据采掘巷道的实际情况和现有设备的使用情况，决定对货物的运输采用转载机与胶带输送机接力方式运输，采区上、下部设备选型布置如下：

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1、采区上顺供电设备

采区工作面设一台采煤机，供电由采区上顺移动变电站供电。

采区工作面设一台刮板机，供电由采区上顺移动变电站供电。

其他设备见采区设备布置明细表

2、采区下顺供电设备

采区下部设一台转载机，一台破碎机，三台落地胶带输送机，两台乳化泵（一台备用），两台喷雾泵（一台备用），三台绞车；两台乳化泵、两台喷雾泵和三台绞车供电由-50移动变电站供电。

上顺移动变电站及配电列车设在上部距工作面150 m 处；下顺移动变电站及配电列车设在上部距工作面650 m 处，与泵站、喷雾泵设置在一起，采区设备布置情况详见采区设备布置明细表和采区设备布置示意图附图。

三、综采上、下顺移动变电站的选择

采区上顺负荷：

ΣPe =622.5 KW

Kx =0.4+0.6Pe max

ΣPe= 0.4+0.6×（300/622.5）= 0.69

(COSφpj= 0.7 )

S =Kx ·ΣPe

COSφpj =（0.69*622.5）/0.7=613.6KW

查《煤矿三大保护细则》选采区上顺移动变电站为KBSGZY—800/10型移动变电站。

采区下顺负荷：

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ΣPe =882.5 KW

Kx =0.4+0.6Pe max

ΣPe= 0.4+0.6×（160/882.5）= 0.51

(COSφpj= 0.7 )

S = Kx ·ΣPe

COSφpj =（0.51*882.5）/0.7=642.9 KW

查《煤矿三大保护细则》选采区下顺移动变电站为KBSGZY—800/10型移动变电站。

四、综采上下顺移动变电站低压电缆的选择

1、按长时允许电流选择电缆截面（综采上顺）

（1）、采煤机负荷电流

I f = k f·ΣPe·103

3·U e·COSφ

=

3

3×1140×0.8

= 192.5 A

起动开关前级电缆选MYP—1140-3×50＋1×25—10 m两根, 起动开关后级电缆选MCP—1140-3×50＋1×25＋4×6—300 m两根。

I e=170A

Iux= 340 A > 192.5 A

满足长时允许电流要求。

(2)、工作面刮板机所带负荷电流

I f=k f·ΣPe·103

3 ·U e·COSφ

=

3

3×1140×0.8

= 122.8 A

起动开关前级电缆选：MYP—1140-3×50＋1×25—10 m两根,

后级高速电缆选：MCP—1140-3×50＋1×25＋4×6—100 m一根，

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MCP—1140-3×50＋1×25＋4×6—300 m一根，低速电缆选：MCP—1140-3×50＋1×25＋4×6—100 m一根，

MCP—1140-3×50＋1×25＋4×6—300 m一根。

Iux = 170 A > 122.4 A

满足长时允许电流要求。

2、按允许电压损失选择电缆截面

（1）、机组电缆的电压损失

机组

380KW

?U z1=P e·k f·l z1·103

D·U e·S z1·η=

380×0.8×300×103

42.5×1140×100×0.9

= 21.6 V

(2)、变压器的电压损失

查《保护细则》知：R b =0.0135 ?, X b = 0.1072 ?

?U b =Kx·ΣP e(R b＋X B·tgФpj)

U e

=0.65×3800.0135+0.1072×1.02

1.14

=26.62v

(3)、网络允许电压损失

?U y = U be－U dy= 1200 – 0.95×1140 = 117V

?U g1y=?U y－?U b－?U z1 =117－26.62－21.6 =68.78V (4)、机组干线电缆截面的确定

S g1=ΣP e·Kx·l g1·103

D·U e·?U g1y=

380×0.69×10×103

42.5×1140×68.78

= 0.79mm2

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选两根MYP—1140-3×50＋1×25—10 m电缆为机组干线电缆Iux = 340 A

满足长时允许电流和电压损失要求。

（5）、刮板机电缆的电压损失

刮板机

2×110KW

?U z2=P e·k f·l z2·103

D·U e·S z2·η=

220×0.8×300×103

42.5×1140×50×0.9

= 24.2V

(6)、变压器的电压损失

查《保护细则》知：R b =0.0135 ?, X b = 0.1072 ?

?U b =Kx·ΣP e(R b＋X b·tgФpj)

U e

=0.69×2200.0135+0.1072×1.02

1.14

= 16.4 V

(7)、网络允许电压损失

?U g2y = ?U y - ?U b - ?U z2 = 117–16.4–24.2 = 76.4 V (8)、刮板机干线电缆截面的选择

S g2=ΣP e·Kx·l g2·103

D·U e·?U g2y=

220×0.69×10×103

42.5×1140×76.4

= 0.42 mm2

选两根MYP-1140-3×50＋1×25-10 m电缆为刮板机干线电缆

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Iux = 170 A

满足长时允许电流和电压损失要求。

五、按起动条件校验电缆截面

1、机组电动机最小起动电压为：

U q= U e m q

m qe = 1140 ×

1.2

2.5 = 789.8 V

式中：m q ---- 查《煤矿供电》表8—10，取1.2 m qe ---- 查《煤矿供电》附录16，取2.5 2、机组实际起动电压U qs 为：

U qs=

U e2

2·?U dqe[1＋

4·?U dqe

U e2(U be-?U b-?U g+?U bgs)-1]

=11402

2×536.11+4×536.1

11402

（1200?16.4?1.45+8.44）?1

= 872.7V > 789.8 V 满足起动电压要求

式中：?U dqe=P dqe·RΣ+Q dqe·XΣ

U e

=1626.3×0.1593+2667.2×0.132

1.14

= 536.1V

P dqe=

P e

ηe·COSФe·k q·COSФqe

=380

0.9×0.81

×6×0.52

=1626.3kw

Q dqe= P dqe·tgФqe=1626.3×1.64 =2667.2 KVar

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( COSФqe= 0.52 , tgФqe= 1.64)

RΣ= R b + R g + R z= 0.0135+10

42.5×50+300 42.5×50

= 0.1593 ?

R bg= R b + R g=0.0135 +0.0047 = 0.0182?

XΣ= X b + X g + X z= 0.1072 + 0.08 × (0.01 + 0.3)

= 0.132 ?

X bg= X b + X g = 0.0135 + 0.0008 = 0.0143?

?U g=Kx·P e·(R g + X g·tgФpj)

U e

= 0.69×380×0.0047+0.0008×1.02

1.14

= 1.45V

(COSФ = 0.81 , tgФ = 0.72, COSФpj = 0.7 ,tgФpj= 1.02)

?U bgs=P ds·R bg + Q ds·X bg

U e

=337.8×0.0182+243.2×0.0143

1.14

= 8.44V

P ds=P e·k f

η=

380×0.8

0.9

= 337.8KW

Q ds= P ds·tgФ= 337.8×0.72 =243.2KVar 配电点磁力起动器的端电压为：

U p= U qs + P dqe·R z + Q dqe·X z

U e ·(

U qs

U e)

2

=872.7+1626.3×0.141+2667.2×0.024

1.14（87

2.7

1140

）2

=1023.5 V

- 12 -

U p

U e= 1032.5

1140

1023.5

1140

= 0.89 > 0.75

满足起动器吸合电压要求

由以上计算可知所选电缆满足要求

同理选择其它电缆

六、综采电气设备的选择及保护装置的整定

（一）、电气设备的选择原则

1、在本设计中，所有电气设备必须使用隔爆型电气设备，开关、电缆必须符合电压等级要求。

2、供电线路低压总开关选用BXB 型矿用隔爆控制箱，低压支线分开关选用带有选择性漏电保护的KBZ-400 型真空馈电开关。

3、采煤机械和运输机械等控制一般选KJZ系列组合开关和QBZ 系列真空磁力起动器。

4、需经常正反转的设备选QBZ7-80N型可逆开关。

5、开关的保护装置要适应电网和工作机械对保护的要求。

6、开关的电气接线口的数量要满足要求，内径与电缆外径要相适应。

7、电气设备的选择与安装要符合《煤矿安全规程》和质量标准化的有关要求。

8、电气设备的接地系统、漏电保护和过流保护要符合《煤矿三大保护细则》的要求。

（二）、综采上顺移动变电站电气设备的选择及整定

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1、选择1号开关为BXB—800型矿用隔爆低压控制箱做为上顺移动变电站低压总开关

(1) 、过载保护整定

I z1 = I g =240+2*66.8+12.9=386.5A

整定为400 A

（2）、短路保护整定

I z2= I q= 6*380+2*66.8+12.9=2426.9A

整定为2500 A

（3）、灵敏度系数校验

I d1

I z2= 5553/2500=2.2 > 1.5

合格

2、选1-1号开关为KJZ型组合开关控制采煤机组

(1)、过载保护整定

I z1= I g= 240 A

整定为250 A

（2）、短路保护整定

I z2= I q=6*240 =1440 A

整定为1450 A

（3）、灵敏度系数校验

I d1-1

I z2= 3030/1450=2.1> 1.5

合格

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3、选1-2号开关为KJZ型组合开关控制刮板运输机

(1)、过载保护整定

I z1= I g=2*66.8 =134 A

整定为140 A

（2）、短路保护整定

I z2= I q=6*134 =804 A

整定为850 A

（3）、灵敏度系数校验

I d1?2

I Z2

= 3030/850=3.5> 1.5

合格

4、其它起动设备的选择及整定

选择1-3号开关为ZBZ-4.0 熔丝整定5/20 A

选择1-4号开关为QBZ-80N JDB整定20 A

七、综采下顺移动变电站低压电缆的选择

（一）、只按长时允许电流选择电缆，不再进行校验。（皮带机）

Ig1=

k f ·ΣPe·103

3 ·Ue·COSФpj

=

3

3×1140×0.7

= 370.4A

皮带机选MYP—1140 - 3 ×70 +1×25—50m两根做干线电缆，Iux = 430 A > 370.4 A

满足长时允许电流要求。

（二）、转载机、破碎机回柱绞车干线电缆

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Ig2=

k f ·ΣPe·103

3 ·Ue·COSФpj

=

3

3×1140×0.7

= 138.7 A

转载机、破碎机回柱绞车选MYP—3×70+1×25—650m做干线电缆，Iux= 215 A > 138.7 A

满足长时允许电流要求。

（三）、综采下顺移动变电站电气设备的选择及整定

1、选择2号开关为BXB—800型矿用隔爆低压控制箱做为下顺移动变电站低压总开关

(1) 、过载保护整定

I z1= I g = 4×104 ＋2×66.8＋12.9 = 562.9 A

整定为600 A

（2）、短路保护整定

I z2= I q ＋ΣI e= 4 ×104+3×104+2×66.8+12.9

= 874.9 A

整定为900 A

（3）、灵敏度系数校验

L h=600+50+20+3.01×10=700m

I d2?1

I Z2

= 1681/900= 1.8 > 1.5

合格

2、其它起动设备的选择及整定

选择2-1号开关为QJZ-315 电子整定210 A 选择2-2号开关为QJZ-315 电子整定110 A

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选择2-3号开关为QJZ-315 电子整定110 A 选择2-4号开关为QBZ7-200 JDB整定70 A 选择2-5号开关为QBZ7-200 JDB整定70 A 选择2-6号开关为QBZ-80N JDB整定20 A 选择2-7号开关为ZBZ-4.0 熔丝整定5/20 A

八、-50变电所移动变电站的选择

-50变电所所带转载机、破碎机、绞车及水泵等

ΣPe = 125 + 45 + 75+6×22

= 3377KW

Kx = 0.4 + 0.6Pe max

ΣPe= 0.4 + 0.6 ×125/377= 0.6

( COSφpj = 0.7 )

S =Kx·ΣPe

COSφpj =

0.7×614.7

0.7 0.6×377/0.7= 323.1KW

查《煤矿三大保护细则》选-50变电所移动变电站为KBSGZY—500/10/0.69型移动变电站。

九、-50变电所移动变电站低压电缆的选择

按长时允许电流选择电缆，不再进行校验。（乳化泵与水泵干线）

Ig1=

k f ·ΣPe·103

3 ·Ue·COSФpj

=

3

3×660×0.7

= 200A

乳化泵与水泵选MYP—1140 - 3 ×70+1×25—20m做干线电缆，Iux = 215 A > 200 A

满足长时允许电流要求。

- 17 -

Ig2=

k f ·ΣPe·103

3 ·Ue·COSФpj

=

3

3×660×0.7

= 175 A

乳化泵、喷雾泵泵站选MYP—3×70+1×25—80m做干线电缆，Iux= 215 A > 175 A

满足长时允许电流要求。

十、-50变电所移动变电站电气设备的选择及整定

1、选择3号开关为BXB—500型矿用隔爆低压控制箱做为-50变电所移动变电站低压总开关

（1）、过载保护整定

Iz1=ΣIe =134 +83 + 50 + 6×25= 417 A

整定为420A

(2)、短路保护整定

Iz2 = Iq +ΣIe = 6×134+83 + 50 + 6×25= 1087 A

整定为1100 A

(3)、灵敏度系数校验

L h=0.73×80+190+90+160=498m

I d3?1

I Z2

= 2020/1100= 1.8 > 1.5

合格

2、其它起动设备的选择及整定

选择3-1号开关为QBZ7-200 JDB整定140A 选择3-2号开关为QBZ7-200 JDB整定140 A 选择3-3号开关为QBZ7-200 JDB整定85A

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- 19 - 选择3-4号开关为QBZ7-200 JDB 整定 50 A 选择3-5号开关为 QBZ7-200 JDB 整定 50 A 选择3-6号开关为QBZ-80N JDB 整定 25A 选择3-7号开关为QBZ-80N JDB 整定 25A 选择3-8号开关为QBZ-80N JDB 整定 25A 选择3-9号开关为QBZ-80N JDB 整定 25A 选择3-10号开关为QBZ-80N JDB 整定 25A 选择3-11号开关为QBZ-80N JDB 整定 25A

十一、高压电缆的选择与校验

（一）、综采上顺高压电缆选择与校验

用电设备容量为618.5Kw ，供电电压10KV ，功率因数0.7，短路容量为50KV A 、电缆长度900米。

（1）按经济电流密度选择电缆截面

高压电缆的最大长时工作电流Ig 为 Ig=e 3V S = 3×10

=35.7A 由于采区三班生产，年利用小时数在500小时以上，选用交联高压电缆Jj=1.7，故电缆的经济截面

S j =Jj

Ig =35.7/1.7=21mm ² 选用MYJV 22型35mm ²、10KV 交联高压电缆

（2）按长时允许电流校验所选电缆截面

由“煤矿供电”表5—15表中查得MYJV 22型35mm ²长时允许

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