柏沟煤矿一采区运输上山掘进供电设计

目 录

第一章 供电设计报告说明 .................................. 1 第一节 采区自然条件及工作面概况 .......................... 1 第二节 供电方式及负荷统计 ................................ 1 第二章 供电设计及验算 .................................... 2 第一节 供电系统确定及变压器容量验算 ...................... 2 第二节 高压电缆的选择及校验 .............................. 3 第三节 低压电缆的选择与校验 .............................. 5 第四节 低压电缆的短路计算 ............................... 11 第五节 高压开关的选择与确定 ............................. 12 第六节 变电站、高开及馈电的整定计算 ..................... 12 第七节 变电站低压则整定计算 ............................. 13 第八节 低压开关整定及所需台数 ........................... 14 第三章 机电管理及安全管理技术措施 ....................... 15 第一节 机电设备的管理要求 ............................... 15 第二节 供电管理措施 ..................................... 16

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第一章 供电设计报告说明 第一节 采区自然条件及工作面概况 工作面名称：一采区运输上山 掘进长度：500米 掘进方法：综掘机掘进 瓦斯等级：低

第二节 供电方式及负荷统计 一、供电方式说明：

该设计高压供电由地面高压配电室通过高压电缆直接送入一采区轨道上山采区变电所，变电所内布置2台630移变，01号移变为KBSGZY-630/10/1.14，02号移变为KBSGZY-630/10/0.69。一采区运输上山工作面由掘进机掘进，掘进机电压为1140V，运输系统由一部DSJ-80/35/2x75可伸缩皮带和一部SGB-620/40T刮板输送机组成，物料进出由一部JD-1.6调度绞车组成。工作面除掘进机外的所有用电设备电压等级均为660V。 二、负荷统计：见负荷统计表

设 备 综掘机EBZ-160 刮板输送机SGB-620/55 带式输送机DSJ-80/35/2x75 对旋轴流局部通风机FBD№5.0/2x7.5 调度绞车JD-1.6 探水钻机 ∑P 台数 Pe kw 1 246 1 55 1 2x75 2 15 1 25 1 18.5 509.5 Ue v 1140 660 660 660 660 660 1

第二章 供电设计及验算

第一节 供电系统确定及变压器容量验算 一、供电系统图确定：见附图 二、移动变电站容量、台数的选择验算 1、160综掘机移动变电站选型计算

一采区运输上山掘进工作面综掘机采用1140V供电，功率总为246KW。

Sca.T??PeKdeCOS??.m

Sca.T——变电站的计算容量。 Kde——需用系数（详见表）。

?Pe——由该变电站供电的设备的额定总功率，KW。

COS??.m——加权平均功率因数。

Kde?0.5COS??0.65 ?.mSca.T?246?0.5?189.230.65

根据计算结果选择01号KBSGZY-630/10/1.14移动变电站供电，满足负荷要求。

2、运输设备、风机、探水钻移动变电站选型计算

一采区运输上山掘进工作面综掘机采用660V供电，功率总为263.5KW。

Sca.T??PeKdeCOS??.m

Sca.T——变电站的计算容量。 Kde——需用系数（详见表）。

2

?Pe——由该变电站供电的设备的额定总功率，KW。

COS??.m——加权平均功率因数。

Kde?0.5COS??0.65 ?.mSca.T?263.5?0.5?202.70.65

根据计算结果选择02号KBSGZY-630/10/0.69移动变电站供电，满足负荷要求。

矿井电力负荷计算需用系数Kde及加权平均功率因数COS?wn

用电设备 采煤工作面 综合机械化工作面（自移支架） 0.4?0.6Pmax/?PN 需用系数Kde 加权平均功率因数COS?wn 0.7 0.6～0.7 0.6～0.7 0.6 0.7 0.6～0.7 0.6 0.9 0.9 0.7 0.7 0.8 一般机械化工作面（单体支架） 0.268?0.714Pmax/?PN 一般机械化工作面（倾斜机采面） 缓倾斜煤层（炮采工作面） 急倾斜煤层（炮采工作面） 掘进工作面 采用掘进机的 非掘进机的 电机车： 架线式电机车 蓄电池电机车 其他运输设备（输送机、绞车等） 井底车场： 无主排水设备 有主排水设备 0.6～0.75 0.4～0.5 0.5～0.6 0.5 0.3～0.4 0.5～0.65 0.8 0.5 0.6～0.7 0.75～0.85 第二节 高压电缆的选择及校验 一、 高压电缆的选择原则

1、按?煤矿安全规程?要求，选择煤矿用阻燃电缆。 2、电缆的电压等级必须大于或等于电网的实际工作电压。 3、向移动变电站供电的高压电缆应采用高压屏蔽电缆。

3

4、电缆实际运行电流必须小于或等于电缆允许的载流量。 5、正常运行时电缆网络的实际电压损失必须小于或等于允许的电压损失，不超过7%。

6、距电源最远、容量最大的电动机起动时应保证电动机端电压不低于该设备允许的最小起动电压和保证电磁起动器有足够的吸合电压 。

7、电缆应满足机械强度的要求。

8、在电缆线路发生短路故障时应满足热稳定性的要求。 二、 高压电缆截面的选择及校验

按现有的MYPTJ－8.7/10KV－3×50×16/3+3×2.5进行验算 1、按长期负荷电流校验电缆截面负荷计算：

Ica=Sca,T3VNKsc?509.5?29.42A3?10

根据计算结果选择一条型号为MYPTJ－8.7/10KV-3×50x16/3+3x2.5的高压电缆，其最大长时工作电流为173于计算24.8A 2、按热稳定性校验电缆截面

Amin?IssISS___tphC

稳态短路电流，ISS取井下高压电网最大断流容量50MVA时的

分断电流 Iss?Sbr/3?VN?50/1.732?10?2.8868KA

tph___短路作用假想时间=0.25S

C――热稳定系数 取141

Amin?IsstphC?2886.80.25?10.2369mm21414

已知所选电缆主芯线截面为50mm2,该截面满足热稳定条件第三节 低压电缆的选择与校验 一、低压电缆的选择原则

1、按?煤矿安全规程?要求，选择煤矿用阻燃电缆。 2、电缆的电压等级必须大于或等于电网的实际工作电压。 3、电缆实际运行电流必须小于或等于电缆允许的载流量；电缆芯线温升不能超过绝缘所允许的最高温升。

4、正常运行时电缆网络的实际电压损失必须小于或等于允许的电压损失，不超过7%。

5、距电源最远、容量最大的电动机起动时应保证电动机端电压不低于该设备允许的最小起动电压和保证电磁起动器有足够的吸合电压。

6、电缆应满足机械强度的要求。 7、采煤机必须选用矿用屏蔽电缆。 二、低压电缆截面的选择与校验 矿用橡套软电缆载流量表

电缆主芯截面（mm2） 6 10 16 25 35 50 70 95 长期连续负荷允许截流量（A） 46 64 85 113 138 173 215 260 1、综掘机负荷电缆选型

Ica?Ie?P?0.633?246?0.633?155.718A

5

P—为综掘机的功率

选择3x70+1x25电缆，查表得其长时允许电流为215A，符合要求。 2、刮板输送机负荷电缆选型

Ica?Ie?P?1.15?55?1.15?63.25A

选择3x25+1x16电缆，查表得其长时允许电流为113A，符合要求。 3、可伸缩式带式输送机负荷电缆选型

Ica?Ie?P?1.15?150?1.15?172.5A

选择3x70+1x25电缆，查表得其长时允许电流为215A，符合要求。 4、探水钻负荷电缆选型

Ica?Ie?P?1.15?18.5?1.15?21.275A

选择3×10＋1×10型矿用橡套电缆，其长时允许电流为64A，符合要求。

5、风机负荷电缆选型

Ica?Ie?P?1.15?15?1.15?17.25A

选择3x10+1x10电缆，查表得其长时允许电流为64A，符合要求。 6、调度绞车负荷电缆选型

Ica?Ie?P?1.15?25?1.15?28.75A

选择3x25+1x16电缆，查表得其长时允许电流为113A，符合要求。 7、综掘机干线电缆选型

由于综掘机自身携带电控设备，所以综掘机负荷电缆即为其干线电缆，选择3x70+1x25电缆，查表得其长时允许电流为215A，符合要求。

8、660V用电设备干线电缆选择

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（1）可伸缩带式输送机干线电缆选择

由于可伸缩带式输送机Ica?172.5A，所以干线电缆选择为3x70+1x25电缆，查表得其长时允许电流为215A，符合要求。 （2）溜子、探水钻、风机干线电缆选择

Ica总?63.5?21.275?17.25?28.75=130.525A

选择3x70+1x25电缆，查表得其长时允许电流为215A，符合要求。 9、按正常运行时的电压损失校核电缆截面 （1）、1140V移动变电站内部电压损失

查表得移动变电站KBSGZY-630/10/1.14KV,负载损耗?PN?4000W，阻抗电压u?4.07% cos?T?0.65 sin?T?0.69

?VT?K10?T?uRcos?T?uXsin?T??100%

K10?T?Ica,TI2N?Sca,TSN

uR??PN 10SN22uX?uS?uR K10?T—变压器的负荷系数 Sca,T—变压器的计算功率 KV?A

SN —变压器的额定功率 KV?A ?PN—变压器短路损耗

uS—变压器阻抗压降百分数

K10?T?Ica,TI2N?Sca,TSN?189.23?0.3 6307

uR??PN4000??0.635 10SN10?63022uX?uS?uR?4.072?0.6352?4

?VT?K10?T?uRcos?T?uXsin?T??100%?0.3??0.635?0.65?4?0.69??100%?0.95%移动变电站的电压损失为

?VT损??VT?V2N0.95?1140??10.85V 100100综掘机干线电缆电压损失

PNK10Lb1?103246?600?103?Vb1??=38.35V

?scVNAb1?m053?1140?70?0.91K10—电动机的负荷系数

?Vb1—配电点中线路最长且负荷最大的支线电缆电压损失，V

?SC—电缆材料的导电系数，?SC?53，m/(??mm2)

Ab1、Lb1依次为干线的电缆截面(mm2),长度（m）。

向综掘机供电线路的电压损失为

?V??VT??Vb1?38.35?10.85?49.2V

35.51<1140x7%=79.8V 满足供电质量的要求。 （2）、660V移变内部电压损失

查表得移动变电站KBSGZY-630/10/0.69KV,负载损耗?PN?4000W，阻抗电压u?4.07% cos?T?0.65 sin?T?0.69

?VT?K10?T?uRcos?T?uXsin?T??100%

K10?T?Ica,TI2N?Sca,TSN

uR??PN 10SN8

22uX?uS?uR K10?T—变压器的负荷系数 Sca,T—变压器的计算功率 KV?A

SN —变压器的额定功率 KV?A ?PN—变压器短路损耗

uS—变压器阻抗压降百分数

K10?T?Ica,TI2N?Sca,TSN?202.7?0.32 630uR??PN4000??0.635 10SN10?63022uX?uS?uR?4.072?0.6352?4

?VT?K10?T?uRcos?T?uXsin?T??100%?0.32??0.635?0.65?4?0.69??100%?1%移动变电站的电压损失为

?VT损??VT?V2N1?660??6.6V 100100带式输送机干线电缆电压损失

PNK10Lb1?103150?300?103?Vb1??=13.46V

?scVNAb1?m053?660?70?0.91溜子、探水钻、风机干线电缆电压损失

PNK10Lb1?103113.5?500?103?Vb1??=25.5V

?scVNAb1?m053?660?70?0.91K10—电动机的负荷系数

?Vb1—配电点中线路最长且负荷最大的支线电缆电压损失，V

?SC—电缆材料的导电系数，?SC?53，m/(??mm2)

Ab1、Lb1依次为干线的电缆截面(mm2),长度（m）。

向溜子、皮带、风机、小绞车的电压损失为

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?V??VT??Vb1??Vb1?6.6?13.46?25.5?45.56V

45.56<660x7%=46.2V 满足供电质量的要求。

采区低压电网允许电压损失

UN，V U2N，V Um0＝0.95Un，V ?Up 380 660 1140 400 690 1200 361 627 1083 39 63 117 6、按起动条件校验电缆截面

（1）起动时电压损失，计算最远端综掘机的启动电压损失。

?V?3?IqdL?1030.6?103cos??3?934.3080.65?170.1V ?SCA53?70Iqd—电动机实际启动电流 Iqd?246?0.633?6?934.308A

(2)起动时变压器的电压损失

?Vb?K10??uRcos?T?uXsin?T??V2N100?0.3??0.635?0.65?4?0.69??1140100

?10.85VK10—变压器的负荷率

K10?Ica,TI2N?Sca,TSN?189.23?0.3 630uR??PN4000??0.635 10SN10?63022uX?uS?uR?4.072?0.6352?4

起动时总的电压损失

??Vq??V??Vb?10.85?170.1?180.95V

起动条件校验:电动机最小允许起动电压 180.95<1140x25%=285V 满足要求。

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电缆表

型号 MY MY MY MY MY MY MY 芯数及面积 3×70＋1×25 3×70＋1×25 3×70＋1×25 3×70＋1×25 3×25＋1×16 3×10＋1×10 3×10＋1×10 长时允许电流（A） 长度（M） 215 215 215 215 113 64 64 600 500 300 10 15 15 30 数量（根） 1 1 1 1 2 4 1 第四节 低压电缆的短路计算 1140V及660V用查表法

电缆换算系统表

额定电压380，660，1140 127 等级/V 电缆截面4 6 10 16 25 35 50 70 95 2.5 4 6 10 /mm2 换算系数11.97 8.11 4.75 3.01 1.91 1.37 1 0.73 0.53 1.64 1 0.58 0.34 /Kct 1140V电压下总的电缆换算长度

?Lct?Lst?Kct,g?Lg?Kct,1?L1?..............

?Lct?63.3?0.73?600?501.3

)IS(3得出根据换算查表得出两相短路电流为2054A，由IS(2)?0.866I(3)AS(2)IS2054????2371.8A 0.8660.866由公式SS?3VSIS?1.732?1200?2371.8?4.93MVA 由于4.93MVA<50MVA 所以设计合格 660V电压下总的电缆换算长度

?Lct?Lst?Kct,g?Lg?Kct,1?L1?..............

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?Lct?20.9?0.73?810?1.91?30?605.5

)IS(3得出根据换算查表得出两相短路电流为1194A，由IS(2)?0.866I(3)AS(2)IS1194????1378.75A 0.8660.866由公式SS?3VSIS?1.732?690?1378.75?1.65MVA 由于1.65MVA<50MVA 所以设计合格 第五节 高压开关的选择与确定 一、高压开关的选择原则

1、按?煤矿安全规程?规定，采区变电所选用矿用防爆型开关。 2、开关的电压等级必须符合高压电网的实际工作电压。 3、开关的额定电流不小于所控制负荷的长期工作电流。 4、开关的额定断流容量不小于变电所母线上的实际短路容量。 二、高压开关的选择计算与确定

由于柏沟煤矿井下中央变电所还没有形成，所以高压均有地面高压配电室直径送入井下移变。

1、长期负荷电流：向工作面移动变电站供电10KV线路最大负荷电流。

IN,T?SN,T3VN,T?509.9?29.44A3*10KV

而地面高压开关柜的额定电流为630A，所以满足要求.

第六节 变电站、高开及馈电的整定计算 1、 变电站的整定

KBSGZY-630/10/1.14移动变电站

短时整定：I短?246?0.633?6?934.3A 取950A

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长时整定：I长?246?0.633?155.7A 取160A KBSGZY-630/10/0.69移动变电站 短时整定：

I短?75?1.15?6?(75?55?15?18.5?25)?1.15?734.275A 取750A

长时整定：

I长??75?2?55?18.5?22?25??1.15?311.075A 第七节 变电站低压则整定计算 1、1140V综掘机移变的整定计算：

短时整定：I短?246?0.633?6?934.3A 长时整定：I长?246?0.633?155.7A 电缆换算长度：?Lct?63.3?0.73?600?501.3

根据换算查表得出I2d?2054A

K=I2d2054I=?2.16＞1.5 合格

短950馈电开关的整定计算：

I短?246?0.633?6?934.3A I长?246?0.633?155.7A 电缆换算长度：?Lct?63.3?0.73?600?501.3 查表得：I2d?2054A

K=I2dI=2054?2.16＞1.5 合格.. z9502、660V刮板输送机移变整定计算： 短时整定：

I短?75?1.15?6?(75?55?15?18.5?25)?1.15?734.275A13

取320A

取950A 取160A 取950A

取160A

取750A

长时整定：

I长??75?2?55?18.5?22?25??1.15?311.075A 取320A

电缆换算长度：?Lct?20.9?0.73?810?1.91?30?605.5

2查表得：Id?1194A

I2d1194=?1.6＞1.5 合格.. K=Iz750第八节 低压开关整定及所需台数

开关名称 型号 计算 整定值（A） 所需台数 1 1 2 1 1 1 1 1 综掘机馈电 KBZ-630/1140(660) 246×0.633 155.718 取160 皮带机馈电 KBZ-400/1140(660) 150×1.15 173.075 取185 溜子、探水钻、风机、KBZ-400/1140(660) 113.5×1.15 130.525 取135 小绞车馈电 皮带机开关 QJZ-400/1140(660) 150×1.15 173.075 取180 溜子开关 QBZ-120/1140(660) 55×1.15 63.25 取65 JD-25小绞QBZ-80/1140(660)N 25×1.15 28.75 取30 车开关 探水钻开关 QBZ-80/1140(660)N 18.5×1.15 21.275 取25 照明综保 ZBZ-4.0/1140(660)M 风机开关 QBZ-2x120/1140(660)SF 15x1.15 17.25 取20 电气安全措施

1、电气设备防爆率，合格率达到百分一百，严禁失爆。 2、使用的机电设备必须有出厂合格证，防爆证。 3、供电使用的电缆必须符合国家标准。

4、电气设备的三大保护要求安全，可靠灵敏，严禁脱离运行。 5、继电保护整定合格。

6、用电设备及电缆严禁超负荷工作。 7、停电送电要有通知书，并设专人看管。 8、电缆吊挂合格。

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9、机电设备的运转环境达到标准。 10、严禁带电作业。

第三章 机电管理及安全管理技术措施 第一节 机电设备的管理要求

1. 井下机电设备使用必须符合《煤矿机电设备完好标准》。 2. 井下电气设备的选用必须符合《煤矿安全规程》第444条电气设备防爆率达到100%。

3. 操作井下机电设备必须是专职或值班电气人员，否则不得擅自操作电气设备

4. 高压联络开关的分，合闸必须有安全措施。

5. 一切容易碰到的裸露的电气设备及其带动的机器外露的传动部分必须加装护栏，防止碰触危险。

6. 乳化液和液压系统完好，不漏液，泵站压力大于30MPA，乳化液配比3%--5%，有现场配比和检查手段，每小班检测三次，并做好记录。

7. 严格执行停送电制度，严禁带电、拆装，检修电电气设备和线路。 8. 检修设备电路时，停电后要验电，放电后在工作，

9. 工作面电缆槽货必须班班清净，拉架掉货要随手及时捡出，避免刮坏机组大线。

10.倒系统时，串线必须先检查所经线路的顶板及烧杯帮，发现隐患及时处理。

11.倒系统接线后要先顺好电缆线，防止刮压电缆线。

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12.放串车必须两台绞车配合使用，防止跑车事故的发生， 13.变电站提放时一次只能提一个，串车不准超过3个，绞车打设及大绳连接执行运输措施。

14.变电站及串车放到位后，必须用锚链好，最下方变电站不小于四道锁。

15.电缆和敷设与管理必需符全《煤矿安全规程》468，469，470，471，472，条中的规定和要求。

(一) 严格按照质量标准做好安装工作需安装设备必须经过检验并鉴定合格后才能安装，安装后应组织有关人员验收，验收合格后才能移交生产，安装期间所有数据应做好记录。

(二) 设备不得超速运转，但要尽可能地接近满载运转，使设备的出力达到额定值。

(三) 要配备合格的操作人员，工人经培训考试合格方能上岗操作，做到三懂（懂设备，懂结构，懂性能）四会（会操作，会保养，会检查，会排除故障）。

(四) 要为设备创造良好的工作条件，根据设备使用，维护和检修的需要，对整洁，防尘，防爆，防水，防火，防潮，防冻，通风，散热等条件给充分注意，提供良好的工作环境。加强对职工的教育培训，对机电事故要进行分析，查明原因，采取措施以防再次发生。 第二节 供电管理措施

1. 深入惯彻国家安全监督管理总局，国家煤矿安全监察局，国家电力监管委员会联合下发的《关于加强煤矿企业供用电安全管理工作的紧急通知。》

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2. 必须指定完善的停送电管理制度并严格按照制度进行停送电操纵，消灭井下随意停送电的现象。

3. 加强供电现场管理提高接地保护的使用标准上齐上全接地保护。 4. 提高电缆的吊挂标准和质量，不得利用架线的水平钩吊挂。 5. 加强电气设备的防爆管理，杜绝电气设备的各类失爆现象。 6. 必须制定供用电设备定期检修计划，实行定期检修 7. 加强检查人员的业务培训提高人员的素质。 第三节 信号系统管理的技术措施。

1. 信号系统必须声光齐备，信号灯要有明显的标志。 2. 信号灯、点铃、打点机、拉点机要安装在操纵架上。 3. 信号线用专用的信号线，吊挂要整齐。 第四节 监测监控系统管理的技术措施

1 生产单位与监测部门必须按以批准的作业规程、安全措施、供电措施中的监控系统设计安装调试。

2各单位在各动力配电点留出安设监控设备的标准空间位置及监控电缆的吊挂勾

3安装监控设备时使用单位必须按质量标准化的要求对接监控设备的电源及断电接点，并监护好监控设备的正常运行。监控分站、及断电器必须设置在进风流中。

4监控设备必须接在工作面动力电源的电源侧。当工作面瓦斯超限时，监控设备必须能切断工作面的全部非本质安全型电气设备。监测系统具备断线断电功能，工作面传感器线路断开时将切断工作面电源。

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5监控系统的现场管理要严格按煤矿安全规程、煤矿安全质量标准化要求和矿文件要求执行。

6现场监控电缆及通信电缆严格按急电管理要求执行。

7与安全监控设备关联的电气设备，电源线及控制线在拆除或改线时，必须与安全监测部门共同处理。检修与安全监控设备关联的电器设备，需要安全监控设备停止运行，必须经过安全副总工程师几矿调度同意，并制定措施后方可进行。严禁任何人、任何单位擅自断开监控 电源、断电控制线，断开和短接断电接点

8现场使用的监控设备，必须设置在周围环境不影响监控系统正常运行，并符合设置要求的位置。

附：参考文献：《矿井低压电网短路保护整定细则》 《煤矿井下供电》 《矿山电工学》 《煤矿电工手册》

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