采区供电设计完整版11.doc

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

前言

本书是根据辽工大职业技术学院《机电设备维修与管理》专业毕业设计的要求，与图纸配套而编写的毕业设计说明书。

学校安排的毕业设计是对我们所学专业知识的总结和运用，培养我们的自学能力和独立性。机电技术专业是应用煤矿井下供电理论知识具体解决煤矿井下供电的有关技术问题。

本设计是以山西汾矿集团水峪煤矿某采区模拟负荷的资料为基础，遵循《煤矿安全规程》、《煤矿工业设计规范》、《煤矿井下供电设计技术规定》等技术要求，在保证安全可靠的基础上进行经济技术比较，选择最佳方案。设备选型应采用定型成套设备，尽量采用新技术，新产品，积极采取措施减少电能的损耗，节约能源。

全书共分七章，第一章阐述了井下供电设计的目的、任务和要求，第二章原始资料分析。第三章按井下供电设计程序，对各设计环节进行分析、阐明。第四章对井下高低压电缆的选择进行确定、并对支线和干线电缆的选择进行校验，电缆芯线截面按机械强度和允许电压损失进行选择。第五章对井下短路的电流进行计算，分别对高、低压电网的短路参数进行计算。第六章井下电气设备高低压进行选择、分别按工作条件、工作电压、短路容量、动热稳定性条件进行校验。第七章对井下漏电保护及接地系统的整定。

由于编者学识水平有限，书中难免有错误和不妥之处，恳请老师批评指正。

编者：李瑞文

1

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

1 采区供电设计概述

1.1 采区供电设计的目的、要求及任务

采区供电是整个井下供电的一个重要组成部分，同时也是井下采煤机械化，电气化的物质基础，它对整个采区的正常生产和安全应影响极大。因此，正确地进行采区供电设计是十分必要的。 1.1.1采区供电设计的目的

井下采区供电设计的目的是应用煤矿井下供电理论知识具体解决井下供电的技术问题，使学生学会查阅技术资料和各种文献的方法，培养计算数据，绘制图表，编写技术资料的能力，掌握井下供电设计的技术经济政策及安全规程的规定，完成井下采区供电设计的内容及对机电设计技术员的基本训练。 1.1.2对井下采区供电设计的基本要求

1）设计要符合《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》。

2）设计遵循煤矿工业建设的方针政策，在保证供电安全可靠的基础上进行 技术经济比较，选择最佳方案。

3）设备选型时，应采用定型的成套设备，尽量采用新技术，新产品，国产 设备，积极采取措施，减小电能损耗、，节约能源。

4）设计质量确保技术的先进性，经济的合理性，安全的适用性。 1.1.3采区供电设计的任务

1）采区变电所和工作面配电点位置的确定 2）采区供电系统的拟定

3）采区变电所的负荷统计及变压器容量、型号、台数选择。 4）采区高压电缆的选择 5）采区低压动力电缆的选择 6）采区电网短路电流的计算 7）采区高、低压配电装置的选择

8）采区高、低压开关保护装置的整定计算 9）井下漏电保护及井下保护接地系统

2

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

10）采区变电所硐室及设备布置 11）编制设计说明书及绘制图纸的要求 1.1.4采区供电设计说明书要求

1） 说明书应反应出设计人员的基本设计思想、设计方法和步骤，给出主要 计算公式及设备选择结论及技术特征。

2）设计中设备选择结果应以表格形式出现，方案比较应列表分析，对相同的计算选择内容可选一例计算，其余内容可用表格形式反应，免于重复。

3）设计说明书内容完整，计算准确，语言通顺，字迹工整，图示清楚按规定格式打印输出，设计图纸清晰整洁。

5）设计说明书须附英文内容摘要

3

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

2 采区原始资料

2.1 采区巷道布置及开采发法

采区为缓倾斜煤层，东西走向，向南倾斜，倾斜角8?～10?。煤层中硬，低瓦斯，煤层平均厚度3m,一次采全高。采区长1000m、宽150m。采煤方法用走向长壁后退式开采。采煤机用可调高MG2×170型双滚筒采煤机组，支护用ZY-35型支撑掩护式液压支架，采取二班生产一班检修的工作方式。 2.2 运输及通风情况

工作面运煤由可弯曲刮板输送机，经顺槽刮板转载机，可伸缩带式输送机运至运输上山，运输上山采用一部宽为1m的带式输送机将煤运至采区煤仓。

工作面所需材料和设备的运输，用110KW单滚筒绞车从轨道上山运至轨道平巷，再由调度绞车运至工作面。

采区通风系统的新鲜风流由水平运输大巷，经采区运车上山，运输平巷进入工作面，污浊风流经轨道平巷，轨道上山，采区回风石门至斜风井。 2.3 电源及负荷情况

井下中央变电所至采区距离为2000m，配电电压为6KV，采用双回路向采区变电所供电，以防一条线路故障或检修时，用另一条线路供电。中央变电所母线短路容量最大为100MVA，最小为80MVA。 2.4用电设备特征

用电设备特征见表2—1

4

用电设备名称 电动机型号 设备额效率 台数 压/V 数 工作 DMB-170S 1 1 1 1 2 2 1 2 1 4 1 2 1 4 1 5.5 660 660 1 11.4 660 1 17 660 0.6×2 20.1 12.9 6.3 4.6 660 1 1. 2 9 127 8 897 56.7 130 72 44.1 35 1 125 660 138 213.1 30 6 660 32.9 1 75 1140 47.5 308.0.86 0.86 0.87 0.792 0.84 0.87 0.88 1 110 72 1140 432 0.85 1 132 1140 84.6 528 0.88 2 132 1140 84.6 528 0.88 2 2 2.5 4 1.4 2.5 1.6 2 170 2 1140 108 567 0.86 0.55 YBYc1321-kw-4 YBYc132-kw-4 JB3-250M-4 JB3-180L-4 JDSB-125 MZ2-12 BJO?71-6 JBJQ-11.4 JQ?41-2 作 0.93 0.935 0.935 0.91 0.92 0.92 0.9 0.795 0.885 0.89 0.865 0.89 启动 工作 启动 启动/工矩 动机数 定功率/kw 每台电定额定电额定电流/A 额定转电动机额额定功率因综采设备 MG2×170型可调高双滚筒采煤机 SGB-764/264型可弯曲刮板输送机 SZB-764/132型刮板转载机 LSP-1000型破碎机 XRB-110/30型乳化液泵 XRB-250/55型喷雾泵 SSJ1000/125型可伸缩带式输送机 煤电钻 照明 JH2-14型回柱绞车 表2—1用电设备特征

JD-11.4型调度绞车 JZ-4型张紧绞车 辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

4BA-18A型小水泵 上山运输设备 DSB-75 1 1 1 1 LBRO-355M-8 75 110 0.4 82 125.3 553 0.87 0.82 2.5 0.91 0.94 DP-280/1 200S型固定带式输送机 TBT-1 600/224型单滚筒提升绞车 5

上山、硐室照明

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

3采区变电所、工作面配电点及变电站位置的确定

3.1变电所及配电点位置的确定 3.1.1采区变电所位置的确定

采区变电所是采区供电的中心，其任务是将从井下中央变电所送来的6kV高压变为1140V（660V）低压，再配送至综采工作面及其他设备。

采区变电所位置选择要根据低压电网、供电电压供电距离，采煤方法采区巷道布置方式，采煤机械化程序和机组容量大小因素来确定。随着回采工艺的发展，采煤机械化的提高，采区电气设备的日益增多，电气设备容量不断增大，而采煤机功率大，供电线路高远，重载启动并且启动频繁，因此，采区变电所到机组最大供电距离由采煤机机组主电动机长时允许电压损失确定，以保证机组有足够的启动力矩。

1）根据《煤矿井下供电设计技术规定》第6-1-1条规定，采区变电所一般设 在采区上（下）山的运输斜巷与轨道斜巷之间的横巷道内。

2）每个采区最好只有一个采区变电所对整个采区工作面供电，尽量减少变 电所搬迁次数。

3）采区变电所要求通风良好，温度不得超过附近巷道5摄氏度，进出线和 运输方便。

4）顶底板稳定，无淋水。 3.1.2移动变电站位置的确定

移动变电站设在综采工作面附近，将从井下中央变电所（或采区变电所）来的6kV高压变为1140V（660V）后，再向工作面各用电设备供电。

1）煤矿《井下供电设计技术规定》第6-2-1条规定，采区移动变电站向采区 供电时，向回采工作面供电的移动变电站位置一般距工作面100m～150m。

2）当下一个工作面尚未回采，其回风巷已掘进完毕，可将上工作面的移 动变电站设置在下工作面回风巷内，经过联络巷运输向上工作面供电置在下工作面回风巷内，经过联络巷运输向上工作面供电

3）低沼气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巷内 根据位置确定原则，向综采工作面供电的移动变电站设在距工作面150m，向顺

6

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

槽带式输送机，绞车系设备供电的移动变电站在运输顺槽入口处，距上山巷道20m地方。

3.1.3工作面配电点位置确定

工作面配电点是将由移动变电所送来的1140V（660V）的电能分配到回采工作面或掘进工作面的机电设备上，主要起配电作用，它随工作面的推进而移动。

1）采工作面的配电点，大都设在工作面附近的运输平巷或回风巷的避硐 室里，一般距工作面50m～100m。

2) 掘进工作面配电点大都设在掘进巷道或附近巷道的一侧，一般距掘进工作面80m～100m。

3.1.4采区变电所硐室及设备布置 1）对硐室的要求：

1采区变电所硐室必须用耐火材料建筑，硐室出口附近5m之内的巷道支架○

应用耐火材料支护。

2硐室出口处必须设置两重门，即铁板门和铁栅门，铁栅门在平时关闭，铁○

板门平时向外敞开，当硐室内发生火灾时铁板门应能自动或手动关闭。

3为了通风良好《煤矿安全规程》规定硐室长度，超过6m是必须在硐室两○

端各设一个出口，硐室内最高温度不得超过巷道中温度的5摄氏度。

4硐室内敷设的电缆，根据《煤矿安全规程》规定，要将黄麻外皮剥除掉，○

同时应定期在铠装层上加防锈油漆，硐室内应设有砂袋、砂箱及干式灭火器材。

2）室内设备布置的要求；

1硐室的高低压配电设备应分开设置，其间应留有大于0.8m的过道、电缆○

线路沿硐室墙壁敷设。

2硐室内所有电气设备的外壳要求有良好的接地，接地干线沿硐室内墙壁敷○

设，距地一般0.5m，接地极埋设在附近有水沟硐室中或有潮湿的地段，接地干线与井下主接地系统相连。

3变电所硐室尺寸按设备数量及布置方式确定，一般不留设备位置，硐室内○

一般不设电缆沟，电缆沿墙壁挂设，穿过硐室密闭门出需用?60mm焊接钢管保

7

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

护。

4硐室内照明设备采用KBY—15型，15W，127V照明灯，灯距4m。采用○

V100型电缆沿硐室顶敷设。

5硐室内高压电气设备必须在明显处挂有“高压危险”的标牌，在硐室入口○

处用有类似告示牌，无人值班的硐室必须关门加锁。

6安装在巷道内的移动变电站或平车上的综合机械化工作面的机电设备，最○

突出部分根据《煤矿安全规程》与巷道支护之间的距离不小于0.25m，同时输送机的距离应满足设备检查、检修需要，并不得小于0.7m。 3.2.1采区变电所的负荷统计

采区变电所负荷统计，根据采区开拓、开采方法、系统的运行方式、负荷分配原则等，首先确定每台变压器担负的负荷进行负荷统计列表：

用需用系数法统计负荷：

每组用电设备总的实际负荷?p总是小于该组的总额定负荷?负荷与额定负荷的比值用需用系数kde表示。

综合机械化采煤工作面需用系数按经验公式计算： 式中：

pN。将实际

kde?0.4?0.6pN.max?p （3-1）

NpN.max—该组容量最大的一台电动机额定功率； —该组用电设备的功率之和；

?pN成组用电设备的计算负荷为：

pQca??k?pdeN

wmcap?catan? （3-2）

S式中：

capcacacos?

wmpca用电设备组有功功率计算负荷，kW；Q无功计算负荷，kvar；

caS 视在计算负荷，kVA；

8

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

cos?wm—该组用电设备的加权平均，功率因数 tan?wm—与cos?wm对应的正切值

查《工矿企业供电》表2-2得cos?wm可取0.6～0.7，故取cos?wm=0.7

成组负荷统计： 第一组

kde?0.4?0.6?170?2997.24?0.62

pca?0.6?997.24?598.3kW Qca?598.3?tan?wm?610.4kvar

Sca?598.30.7?854.7kVA

Ica7ca?S3U?854.?432.8?

N3?1.14第二组：查表2-2 取kde=0.7

cos??0.

pca?0.7?264.4?185.1kW Qca?185.1?tan?wm?188.8kvar

Spcaca?0.7?264.4kVA

ISca?264.4ca?3U3?0.66?231.2A

N第三组：查表2-2 取kde=0.7 cos??0.7

pca?0.7?185.4?129.8kW Qca?129.8?tan?wm?132.4kvar

Sca?129.83U?185.4kVA

NIca?Sca3U?185.4N3?0.66?162.2A

负荷统计表见3-1

9

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

表3-1负荷统计计算

设用电设备负荷名称 台容量/KW 数 工作面设备 采煤机 刮板输送机 刮板转载机 破碎机 乳化液泵 煤电钻 通信、信号、控制 工作面变压器计算负荷 1 1 1 1 2 1 1 170×2 132×2 132 110 75×2 1.2 0.04 997.24 1140 1140 1140 1140 1140 127 127 1140 0.6 0.86 0.88 0.88 0.85 0.87 0.79 0.7 备额定压/V 额定电需用系数 数 功率因有功功率/KW 598.3 无功功率/Kvar 610.4 视在功率/KVA 854.7 额定电计算电流 流 108×2 84.6×2 84.6 72 47.5 9 432.8 KBSGZY-1000/6型移动变变压器损耗 7.2 58.83 电站 工作面计算负荷 顺槽设备 带式输送机 张紧绞车 回柱绞车 调度绞车 喷雾泵 小水泵 煤电钻 照明 顺槽变压器计算负荷 1 1 1 4 2 2 1 997.24 125 4 17 11.4 30 5.5 1.2 0.6 264.4 6000 660 660 660 660 660 660 127 127 660 0.607 0.7 0.67 0.87 0.85 0.87 0.86 0.88 0.79 1 0.7 605.5 185.1 669.23 188.8 902.4 264.4 138 4.6 20.1 12.9 32.9 6.3 9 86.8 231.2 KBSGZY-315/6型移动变电变压器损耗 顺槽计算负荷 264.4 6000 0.71 0.68 2.95 188.05 16.75 205.55 278.76 站 26.8 一台工作 一台工作 ZK-2系统 备注 计算负荷 工作电流 综采工作面负荷总计 1261.64 6000 793.55 874.78 1181 113.6 KS7-400/6型油浸变压器 固定带式输送机 单滚筒提升绞车 上山、硐室照明 上山变压器计算负荷 变压器损耗 上山运输计算负荷 采区变电所负荷总计 1 1 75 110 0.4 185.4 185.4 1147.04 660 660 127 660 6000 6000 0.7 0.71 0.87 1 0.7 0.68 129.8 3.5 133.3 926.85 132.4 116.7 144.07 1018.85 185.4 196.3 1377.3 82 125.3 162.2 18.9 采区变电所计算负荷 1147.04 6000 0.56 0.67 834.17 916.97 1239.57 119.3 ks?0.9

10

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

3.2.2 变压器型号、选择确定

1）主变压器型号选择确定原则

在确定变压器型号时，应考虑国产矿用变压器的电压等级和容量，同时应根据巷道断面，运输条件及设备容量等因素对选用方案进行经济比较，选取最佳方案。

1矿用动力变压器：○目前我国煤矿井下主变电所及采区变电所内使用的动力变压器主要是KSJ及KSZL系列，均为矿用一般型设备，允许安装在无易燃、易爆性气体的环境中。

2矿用隔爆型干式变压器 ○

KSG及KSGLZ 系列矿用隔爆型干式变压器主要用于易燃、易爆危险的场合，如煤矿井下采掘工作面等处。

KSGB矿用隔爆型干式变压器可用于有甲烷混合气体和煤尘等具有爆炸危险的矿井中，作为煤矿井下综合机械化系统成套设备的主要供配电装置。

3隔爆移动变电站 ○

KSGZY型矿用隔爆千伏级移动变电站是根据我国煤矿井下采煤方式，由炮采及普通机械化采煤逐渐向综合机械化发展的需要而研制的一种成套高档供电设备，该设备可用于综合机械化采煤工作面，也可在普通机械化660V采区推广使用。

2）采区变电所变压器在一般情况下是按计算容量选设（ST.N?ST），不留

备用量，其原因是为了尽力减少变压器所在硐室的开拓量，降低供电成本，但是，若采区变电所的供电负荷中有一类用户，（如采区内分区水泵）时，则变压器台数不得小于两台，以保证供电的可靠性。对低瓦斯煤矿按照《煤矿安全规程》要求，局部通风机使用专用变压器，对低瓦斯煤矿采掘工作面应分开供电。此外，在确定变压器的台数时，还应考虑不同电压等级的设备需要的变压器等问题，以保证变压器的正常运行。 主变压器容量选择：

采区变电所每台变压器的计算容量按容量系数计算：

11

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

ST??pcos?caks （3-2）

.wm见《煤矿电工学》书191页式（7-4）

式中：

s—变压器计算容量，kVA;

Tk—组间同时系数，当供给一个工作面时取1，供给两个工作面时取

S0.95，供给三个工作面及以上工作面时取0.9.

?pca—变压器所带各组设备计算功率之和，kW —变压器加权平均功率因数；

cos?twm 变压器容量的确定：

根据所选变压器型号和所求变压器计算容量sT，选取应满足下列条件的变 压器额定容量：

ST.N?ST

第一台变压器的容量计算： 式中： cos?

SST??pcos?cakS?598.3?10.7?854.7kVA

twmtwm—变压器加权平均功率因数为cos?twm?0.7

k—组间同时系数，仅供一个工作面时取kS?1

根据《工矿企业供电》书，查表5-11选用KBSGZY-1000/6型变压器一台。

ST.N?1000kVA>ST?854.7kVA, 容量满足要求。

第二台变压器容量计算：

ST??pcos?cakS?185.10.7?1?264.4kVA

twm查表选用KBSGZY-315/6型变压器一台 第三台变压器计算：

S选择见列表3-2

T??pcos?cakS?129.80.7?1?185.4kVA

twm 12

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

表3-2

变压器型号 额定额定电压/KV 容量/KVA KBSGZY-1000/6 1000 KBSGZY-315-6 KS7-200/6 315 200 高压 低压 6 6 6 1.2 空载 2700 短路 6100 2200 3400 额定损耗/W 阻抗空载连接组 电压电流/％ /％ 6 4 4 1.5 2.5 2.4 Y.y0 Y.y0/Y.d11 Y .y0 Y.d1 1.2/0.693 1400 0.693 0.4 540

13

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

4 井下高、低压电缆的选择

4.1 井下高压动力电缆的选择确定 4.1.1井下高压电缆选择确定原则

1） 按经济电流密度计算，选定电缆截面，对于输送机容量较大，年最大负 荷利用小时数较高的高压电缆尤其应按经济电流密度对其截面进行计算。

2）按最大持续负荷电流校验电缆截面，如果想单台设备供电时则可按设备 的额定电流校验电缆截面。

3）按系统最大运行方式时发生的三相短路电流校验电缆的稳定性，一般在 电缆首端（馈出变电所母线）选定短路点。

4）按正常负荷及有一条电缆发生短路故障时，分别校验电缆的电压损失。 5）固定敷设的高压电缆型号应按一下原则确定：

1在立井井筒倾角45及其以上的巷道内，应采用钢丝铠装不滴流铅包纸绝 ○

?缘电缆，钢丝铠装交联聚乙烯绝缘电缆

2在水平巷道或倾角45以下的井下巷道内，采用钢丝铠装不滴流铅包纸绝 ○

?缘电缆，钢带铠装聚乙烯绝缘电缆或钢带铠装铅包纸绝缘电缆。

3在进风斜井下，井底车场及其附近，主变电所至主采区变电所之间的电缆 ○

可以采用铝芯，其他地点必须采用铜芯电缆。

4移动变电站应采用监视屏蔽橡胶电缆。 ○

4.1.2确定电缆的型号和长度

根据电缆型号的确定原则，全部选择煤矿用阻燃电缆，其型号选择如下：由中央变电所至采区变电所的高压电缆，MYJLV22-3.6/6型煤矿用铝芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套聚氯乙烯护外被层细钢丝铠装阻燃型塑料电缆；由采区变电所至移动变电站的高压电缆，选用MYPTJ-3.6/6 型矿用移动屏蔽监视橡套软电缆：采煤机选用MCP-0.66/1.14型矿用移动屏蔽橡套软电缆；向千伏级设备供电的电缆，均选用MYP-0.66/1,14型矿用移动屏蔽橡套电缆；其他从启动器至电动机以及向顺槽供电的干线均选用 MYP-0.38/0.66型矿用屏蔽橡套软电缆；向上山绞车，上山输送机供电的干线电缆选用MVV22-0.66/1型铜芯聚氯乙烯外被层钢带铠装电力电缆；电钻选用电钻专用MZP-0.3/0.5型矿用屏蔽电钻电缆。

14

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

根据电缆长度的确定原则，以采区变电所、移动变电站和采煤机的供电电缆为例，确定电缆长度。从中央变电所至采区变电所MVL22型电缆的总长度为：

L?Kin.Lto?1.05??2000?249?20??2382m （4—1）

式中： 2000—中央变电所至采区入口处距离，m；

249 —采区入口处至采区变电所距离，m； 20 —采区变电所引入线的距离， m；

假设电缆中间有三个接头?电缆有中间接头时，应电缆总长度应为：2382+6?3=2400m

从采区变电所至1#变电站MYPTJ—3.6/6型电缆总长度为： L?Kin.Lto?1.1??150?20??187m 式中： 150—采区变电所至上山巷道口距离 20 —1#变电站至上山巷道的距离，m

考虑一般每条电缆长100m有一个接头，则电缆长度应为187+6=193m因此，长度取200m.

从1#移动变电站至2#移动变电站的MYPTJ—3.6/型电缆的总长度为：

L?KinLto?1.1?(1000?150?150)?1100在电缆两端头处各增加3m?则

m

式中：1000—采区走向长度，m

150--采区变电所至上山巷道口距离m 150 —2#移动变电站至工作面的距离，m

向移动变电站供电的电缆，一般每段长100m用插销式电缆连接器连接，这样可随移动变电站移动，比较方便地将电缆拆除或接入，所以，应选11段电缆，总长度为1100m考虑到电缆中间有10个接头及其两端的变电站的电缆所需总长度为1100+6?10=1166m因此，选择总长度为1200m电缆满足了供电距离的要求。

向采煤机供电MYP—0.66/1.4型支线电缆，考虑工作面长度150m配电点至工作面距离70m则电缆长度为：

L?Kin.Lto?1.1??150?70??242m

再增加长度5m和与启动器连接处3m所以确定电缆长度为250m。

15

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

4.1.3电缆主芯线截面积的选择

1、高压电缆截面的选择

1）向移动变电站供电的高压电缆截面选择。首先按长时允许电流选择由综 采工作面负荷统计表可知，采区变电所至2#移动变电站电缆最大工作电流为113.6A，查《工矿企业供电》表7-12，选择截面为25mm2，其长时允许电流为121A，大于113.6A，查《工矿企业供电》表7-6选用MYPTJ-3.6/6-3×25+1×16+3×2.5型移动变电站专用高压电缆。由于此型号的目前最小截面为25mm2。所以，

?#1移动变电站采用电缆选用此种电缆（设环境温度为25C）

1按短路时热稳定条件校验截面： ○

电缆首端最大运行方式时三相短路容量为100MVA 三相短路电流： I(3)??Ss3UavI??100?106.3?33 ?9.2kA （4-2）

(3) Amin?C ti （4-3）

式中：Amin—最小截面，mm2

I?C(3)—三相短路电流，A

—导体材料的热稳定系数，见《工矿企业供电》表3-10，取C=112A

ti—假想短路电流作用时间，S（对于井下高压开关取0.15s）。

9.2?10?1123 Amin?0.15?31.8mm2>25mm2

不符合要求改用截面为35mm2，MYPTJ-3.6/6-3×35+1×16+3×2.5型电缆。

2按允许电压损失校验截面： ○

?Ur?PRUN?Kde?PNL?10UNrscA3 （4-4）

式中：?Ur—导线电阻上的电压损失，V；

16

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

UN—线路的额定电压，V；

N?P—该段线路的用电设备额定功率之和，kW；

L、A、rSC—该段线路导线的长度，；截面积，mm2；电导率，m/(??mm2)；查 《工矿企业供电》表3-4，取rSC=53；

Kde—该段线路所有负荷的需用系数：

PRUN?Kde?PNL?10UNrscA3?Ur??0.629?1261.64?1200?106000?35?533?85.6V

线路电压损失允许值查《工矿企业供电》表7-16，允许电压损失为额定电压的5%。

6000×5%=300V>85.6V 符号要求。 2）由中央变电站至采区变电所的高压电缆。由负荷统计表可知采区标点所 的最大长时工作电流为119.3A .查表《工矿企业供电》表7-12选择截面为50mm2的电缆，其长时允许电流为163A,其值大于119.3A。确定选用MYJLV22-3.6/6-3×50型矿用铝芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套聚氯乙烯护被层钢丝铠装阻燃型塑料电缆。

1按短路的热稳定条件校验 ○

电缆首端最大运行方式时三相短路容量为100MVA 三相短路电流I(3)??Ss3Uav?100?106.3?33?9.2kA

Amin?9.2?10?11230.15?31.8mm2<50mm2,符合要求。

2按允许电压损失校验截面： ○

?Ur?PRUN?Kde?PNL?10UNrscA3?0.576?1447.04?2400?106000?32?503?208.4V

线路电压允许值为额定电压的5%，6000×5%=300 208。符合要求。 3）低压电缆截面选择

1选择支线电缆截面。○支线电缆的截面应按机械强度和长允许电流选择和校

17

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

验，下面以采煤机支线为例选择截面。查表7-20满足采煤机机械强度的最小截面为35mm2，查表7-12，其长时允许电流为138A，小于采煤机额定电流216A。确定选用70mm2的电缆，其长时电流为215A?216A。考虑到用电设备的实际负荷一般小于其额定负荷，所以选择70mm2的电缆是合适的，考虑到控制要求，最后选用MCP-0.66/1.14-3×70+1×35+3×6型采没机用屏蔽橡套电缆。

其他支线电缆截面选择结果见表4-1

设备 长度/m 截面 /mm2 型号 正常工作电压损失/V 采煤机 250 70 MCP-0.66/1.14-3×70+1×35+3×6 乳化液泵 30 10 MYP-0.66/1.14-3×10+1×10 煤电钻 170 2.5 MZP-0.3/0.5-3×2.5+1×2.5 1.68 46.68 35 9 4.64 14.64 64 47.7 25.6 70.32 215 216 电压损失/V 长时工作电流/A 实际工作电流/A 2-1 #干线90 95 MYP-0.66/1.14-3×95+1×50 6.72 21.3 206 248.8 转载机 40 16 MYP-0.66/1.14-3×16+1×6 6.81 41.93 85 84.6 破碎机 40 16 MYP-0.66/1.14-3×16+1×16 5.68 15.34 85 72 刮板输送机 170 50 MYP-0.66/1.14-3×50+1×25 18.53 55.03 173 84.6×2 2-2 #干线90 95 MYP-0.66/1.14-3×95+1×50 6.93 22.47 260 256.2 带式输送100 35 MYP-0.38/0.66-312.73 70.35 138 138 18

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

机 ×4+1×2.5 张紧绞车 20 4 MYP-0.38/0.66-3×4+1×2.5 0.71 3.93 36 4.6 小水泵 100 4 MYP-0.38/0.66-3×4+1×2.5 4.90 24.76 36 6.3 调度绞车 100 4 MYP-0.38/0.66-3×4+1×2.5 10.16 32.34 36 12.9 喷雾泵 20 4 MYP-0.38/0.66-3×4+1×2.5 5.35 15.22 36 32.9 1#干线-1 100 70 MYP-0.38/0.66-3×70+1×35 7.34 38.88 215 205.8 回柱绞车 100 4 MYP-0.38/0.66-3×4+1×2.5 15.15 58.4 36 20.1 1#干线-2 350 25 MYP-0.38/0.66-3×25+1×6 20.44 51.34 113 51.2 固定带式输送机 单滚筒提升绞车 上山干线 200 25 MVV22-0.6/1-3×25 1.87 12.14 94 82 200 50 MVV22-0.6/1-3×50 1.37 149 125.3 200 95 MVV22-0.6/1-3×95 9.73 226 185.35

2选择干线电缆的截面，从2#移动变电站到配电点的干线电缆长度很短（仅○

为80×1.1m.取90m，所以电压损失不是主要矛盾。因此，应该允许负荷电流初选其截面。

供该采煤机配电干线电缆的最大长时工作电流为：（取干线负荷

Kde?0.7,cos?wm?0.7）

19

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

IKde?PN(170?2?75?75?1.2?0.04)ca??0.7??248.83UNcos?wm3?1.14?0.7A

按95mm2的橡套电缆，其允许电流为260A>248.8A 4）按正工作时允许的电压损失校验电缆截面。 2#移动变电站变压器的电压损失为：

?UT%?STS(Ur%cos?T?Ux%sin?T)

N.T?UT??UT0U2N.T

U?pN.Tr%?S?100

N.TU?(U22x%z%)?(Ur%)

式中： U2N.T—变压器二次侧额定电压，V；

?UT—变压器的电压损失，V； ?UT%—变压器损失的百分数

Ur%—变压器额定运行时电阻压降百分数

Ux%—变压器额定运行时电抗压降百分数

ST—变压器负荷的视在功率，kVA；

?T—变压器负荷的功率因数

SN.T—变压器的额定容量，kVA； ?PN.T—变压器的短路损耗，kW；

Uz%——变压器的阻抗电压百分数

?U902.4.T%?1000?(0.61?0.7?5.79?0.71)?4.23

?U4.23.T?100?1140?48.2V

20

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

其中：Ux%?(Uz%)?(Ur%)=5.79, Ur%?22?pN.TSN.T?100=0.61

(同理，1# 变压器：?UT=20.2V，上山变压器：?UT=25.57V) 干线电压损失为：

?Ums?Kde?PNL?10UNrscA3?0.7?(170?2?75?75?1.2?0.04)?90?106000?32?503

=6..27V

采煤机支线电缆的电压损失（取采煤机负荷系数Klo?0.9,效率?=0.9）为： ?Ubl?Klo.Pn.LBL?10Un.rsc.Abl.?3?0.9?170?2?250?101140?42.5?70?0.93

=25.06V 低压电网点电压损失为：

?U??Ut??Ubl?48.2?6.72?25.06?79.98V

1140V电网允许电压损失为117V，其值大于79.98V，电缆截面积满足要求。 4）按启动时允许电压损失校验电缆截面

查表《工矿电缆供电》7—21选取采煤机的最小启动转矩倍数=1.2，则采煤机的最小启动电压为： Ust.mi?Unk?1140?1.22?883.0V

?式中：?—为电动机额定电压启动转矩与电动机额定转矩之比；

采煤机额定启动电流：

ISTN?(5?7)?0.75IN，取7倍

883.01140I=5

此时采煤机的启动电流为IST=Ist.N\\Ust.minUN?567?2??878.4A

启动时采煤机支线的电压损失为：

?Ubl.st?3Istcos?stLblrsc.Abl3?878.4?0.55?25042.5?70?70.32V

启动器安装外的电压为

21

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

U?Ust.min??Ubl.st?883.0?70.32?953.32V?0.75Un?855V

满足启动器吸持电压的要求。

启动时干线电缆的电压损失（除采煤机外，取干线其他用电设备的需用系数

Kde=0.9）。

Lmsrsc.Ams(3Istcos?st?Kde?PN.reUn)

?Ums.st?9042.5?95=

?3?878.4?0.55?0.9?(75?75?1.2?0.04)?1011403

=21.3V

启动2#移动变电站变压器的电压损失为（除采煤机外，取移动变电站其他用电设备的需用系数Kde?0.7，功率因数cos?wm.re?0.7）

?UT.ST%?1I2N.T?ur%?IstKdecos?st??10N3Kde?PN.reN?1033Utan?wm.re??ux%?Istsin?st??Pre3U??3?UT.ST%?1481??0.61??878.4?0.55?0.75?657.24?103?1140?

3?0.75?657.24?10?5.97???1.02??878.4?0.84?3?1140???13.25 ?UT.ST??TST0U2N.T?13.25100?1200?159V

其中：?PN.re?132?2?132?110?75?75?1.2?0.04?657.24V

启动总电压损失为：

?UST??UT.ST??Ums.st??Ubl.st?159?21.3?70.32?250.62V 此时采煤机的端电压为：

U2N.T??UST?1200?250.62?949.38V>Ust.min?883.0V

因此，所选电缆截面满足启动条件的要求。

22

S6S7刮板输送机尾S8转载机S9破碎机S10 S11 采煤机 S12 乳化液泵 S13 煤电钻 S15 带式输送机 S16 张紧绞车 S17 喷雾泵 S18 小水泵 S19S14

KBSGZY-1000/6-6/1.2KVΔPs.T=6.1KWU2%=6S1S4S4678S5、短路电流计算

2341091615S20 S21 调度绞车 S22 小水泵 S23 回柱绞车 S24 煤电钻511122#S3S5Ss=80MVA14 1#13181920222317ur%=0.61ux%=5.79ur%=0.698ux%=3.4921KBSGZY-3.1516-6/0.693KVΔPN.T=2.2KWU2%=4S26 S27 提升 绞车 S28 固定S25下面以S??点短路为例计算最小两相短路电流。

调度绞车242528262729 带式 输送 机辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

Ss=80MVAur%=1.7ux%=3.62KST-200/6610.693ΔPN.T=3.4KWu2%=4示，矿用高、低压电缆的阻抗如《工矿企业供电》表11—3 和表11—4所示，

工作面短路电流计算如图5—1所示，图中各电缆的型号与截面如表4—1所

23

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

5.1 短路回路阻抗计算

因变压器容量较大，又因 点处于千伏级电网变压比较小，因此高压系统的阻抗不宜忽略。采区正常生产时，只是单回路供电，另一回路备用，在此只对单回路工作时计算。

中央变电所母线前电源系统的电抗为：

X1?UavSS2?6.3802?0.496?

中央变电所至采区变电所高压电缆的阻抗为（电抗值 参照铠装电缆选取）

R2?R0L2?0.722?2.4?1.733?

X2?X0L2?0.06?2.4?0.144? 短路回路总阻抗为：

RS1?XS1??R1?R2?1.733?

?X1?X2?0.496?0.144?0.64?

采区变电所至2#移动变电站高压电缆的阻抗为：

R3?R0L3?1.03?1.2?1.236?

X3?X0L3?0.06?1.2?0.077?短路回路总阻抗为：

RS2?XS2?#?R3?RS1??X3?XS1??1.236?1.733?2.969? ?0.077?0.64?0.717?

2移动变电站一次侧总阻抗折算二次侧为：

'R?RS2?KT2?2.967?6.3????1.2?2?0.108?

X?'XS2?2KT?0.717?6.3???1.2??2?0.026?

2变电站变压器阻抗为：

24

#辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

2RUZ%U2N.T4?100?S?0.61.22009?

N.T100?11?0.2X?Ux%U2N.T?05.974100?S?1.22N.T1001?0.086?

短路回路总阻抗为：

R'S4??R4?R?0.009?0.108?0.117? X'S4??X4?X?0.086?0.026?0.112?

工作面配电点至2#移动变电站的电缆阻抗为：

R9?R0L9?0.38?0.09?0.0342? X9?X0L9?0.081?0.09?0.007?

支线电缆阻抗为：

R10?R0L10?0.267?0.250?0.067? X10?X0L10?0.078?0.250?0.020?

短路回路总阻抗为：

RS11??R10?RS10??0.067?0.151?0.218?

XS10??X10?XS10??0.020?0.119?0.139?

5.2计算短路电流

S1点最小两相短路电流为：

I(2)2N.TS1?U2R22?630021703A

S1?XS12?1.733?0.642?S2点最小两相短路电流为：

I(2)U2N.TS2??6300?2R21031A

S2??X2S2?2?2.9662?0.7172S4点最小两相短路电流为：

25

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

I(2)U2N.TS4??6300?3704A

2R2S4??X2S4?2?0.1172?0.1122S10点最小两相短路电流为：

I(2).TS10?U2N?6300?3121A

2RS10?2?XS10?22?0.1512?0.1192S11点最小两相短路电流为：

I(2)U2N.TS11??6300?2321A

2RS11?2?X2S11?2?0.2182?0.1392S1 点最小三相短路电流为：

I(2)33)S1?2I(

I(3)?63I(2)?6S13?1703?2001A 三相短路容量为：

SS1?3U(3)av?IS1?3?6.3?2.001?21.83kVA

其他短路点计算见表5-2 26

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

表5—2各短路点的短路电流值

短路点名称 短路方式及参数 最小运行方式 最大运行方式 短路电流冲击有效值 3.042 1.822 2.739 6.501 5.737 5.478 4.151 4.534 4.534 5.478 4.074 5.081 0.896 2.725 2.264 2.028 2.028 0.793 0.793 3.357 0.75 0.75 0.75 0.896 1.636 2.921 2.792 2.705 两相短路电流/A 三相短路电流/A 短路容量 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21 S22 S23 S24 S25 S26 S27 S28

1703 1031 1538 3704 4558 3121 2365 2583 2583 3121 2321 2895 712 2165 1799 1612 1612 630 630 2667 596 596 596 712 1300 2320 2217 2149 2001 1199 1802 4277 5263 3604 2731 2983 2983 3604 2680 3343 822 2500 2077 1861 1861 727 727 3080 688 688 688 822 1501 2679 2560 2482 21.83 13.1 20 46.7 6.32 7.5 5.8 6.2 6.2 7.5 5.6 6.7 0.97 3 2.5 2.2 2.2 0.87 0.87 3.7 0.83 0.83 0.83 0.97 1.8 3.3 3.1 3

27

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

6井下电气设备选择

6.1高压开关选择 6.1.1选择原则

1 ） 根据煤矿安全规程规定，矿用一般型高压配电箱适用于无煤（岩）与沼气突出的矿井井底车场主变电所及主要通风巷道中，作为配电开关或控制保护高压电动机及变压器用。

2）根据煤矿安全规程规定，矿用隔爆型高压配电箱适用于有煤（岩） 与沼气突出的矿井井底车场主变电所及主要通风巷道中，作为配电开关或控制保护高压电动机及变压器用。

3）在选用高压开关时，除考虑使用场所外，其额定电压必须符合井下高压电网的额定用压等级；额定电流应不小于所控制负荷的长期工作电流。

4）在选用高压开关时，其断路容量不得小于变电所母线上的实际短路容量。 6.1.2 电气设备选择步骤

根据采区电气设备的选择原则，采区变电所全部采用BGP9L—6型矿用隔爆型高压真空配电箱。该电箱具有短路，过载，失压，漏电和监视保护。 高压配电箱电气参数的选择和校验: 额定电压选择：UN?UNW?6KV 额定电流选择：以合格。

额定断流容量校验： Sbr?100MVA?21.83MVA 合格。 短路动稳定校验：其动稳定电流ies?25kA?iim?3.042kA, 合格。 短路热稳定校验：其热稳定参数

I2ts.t?102?0.2?20?I2ss.ti?2.0012?0.2?0.8, 合格。 式中： ti?0.15?0.05?0.2s。 6.2低压隔爆开关选择 6.2.1 选择原则

1）矿用一般型开关适用于无沼气和煤尘爆炸危险的矿井和无沼气突出

合格。

2#变电站为例，IN?100A?86.8A

28

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

的井底车场及主要进风巷道中。

2）矿用隔爆型开关可使用在有沼气突出矿井的任何地点和有沼气，煤尘爆炸危险的采区进风巷道，回风巷道以及采掘工作面。

3）在选用矿用低压隔爆开关时，其额定电压必须大于或等于控制线路的额定电压。

4）矿用低压隔爆开关的接线喇叭口数目及内径要符合受控制线路所选用电缆的条数及外径要求。 6.2.2选择步骤 1）采煤机

○

1按工作电压选择：UN?1140V ○

2按工作电流选择：Ip?300A>Ica?216A ○

3按工作条件使用环境选择：QJZ-300/1140J型真空电磁启动器。2）馈电开关

○

1按工作电压选择：UN?1140V ○

2按工作电流选择：Ip?400A>Ica?256.2A ○

3选取BKD-400/1140 智能型矿用隔爆型真空馈电开关。 其它开关选择同上，选择见下列表6-1：

29

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

表6-1

名称 型号 额定/V 采煤机 乳化泵 煤电钻 馈电开关 转载机 破碎机 刮板输送机 馈电开关 带式输送机 张紧绞车 小水泵 调度绞车 喷雾泵 馈电开关 回柱绞车 馈电开关 固定带式输送机 单滚筒提升绞车 馈电开关

30

电压 计算/V 1140 1140 127 1140 1140 1140 1140 额定/A 300 80 40 400 120 120 300 电流 计算/A 216 47.5 9 248.8 84.6 72 169.2 QJZ-300/1140J DQ2B-80/1140 ZBZ-4.0/1140 BKD-400/1140 DQZB-120/1140 DQZB-120/1140 DQZB-300/1140 1140 1140 1140 1140 1140 1140 1140 BKD-400/1140 DQZB-200/660 1140 660 1140 660 400 200 256.2 138 BQD7-80/660 BQD7-80/660 BQD7-80/660 BQD7-80G/660 BKD-400/660 BQD7-80/660 BKD-400/660 DQZB-200/660 660 660 660 660 660 660 660 660 660 660 660 660 660 660 660 660 80 80 80 80 400 180 400 200 4.6 6.3 12.9 32.9 205 20.1 51.2 82 DQZB-300/660 660 660 300 125.3 BDK-400/660 660 660 400 185.35

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

6.3.1保护装置的整定要求

1）可作可靠： 电动机起动或正常运转时，保护装置不动作，当电动机线 路发生短路或过负荷时，保护装置可靠动作。

2）动作速度： 保护范围内发生短路时，保护装置迅速动作切断被保护的电路，防止事故蔓延，减少故障电流对设备的损坏。

3）动作灵敏：在保护范围内发生短路时，保护装置可靠动作。

4）选择性：在井下为了保证可靠性、灵敏性和速动性有时会牺牲选择性。 6.3.2保护装置整定计算 1）采煤机启动器的整定

过载保护的整定值应按电气设备的额定电流整定，其整定电流IOP.O应为 Iop.o?IN?108?2?216A

QJZ—300/1140J型启动器的过载保护按时钟电流整定法可精确整定在216A，所以其实际整定值为216A

短路保护的动作电流应躲过电动机的启动电流其动作电流应为； IOP?Ist.N?567?2?1134A

启动器短路保护的整定值为其过载保护整定值的8倍，所以短路保护的实际整定值为IOP?216?8?1728A?1134A。

校验灵敏度： Kr?Is10.minIOP(2)?31211728?1.85?1.5 满足要求。

2）2#移动变电站低压侧保护箱的整定。 1过载保护的整定 ○

移动变电站低压侧保护箱采用BXB—500/1140型隔爆低压保护箱，其过

载保护装采用热继电器，分别在两路出线上，过载保护的动作电流调整范围0.6-1倍的分路额定电流（300），下面以采煤机出线分路为例整定其过载保护装置。

过载保护的动作电流为：

Iop.o?1.1Ica?1.1?248.8?273A

31

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

式中： 1.1—考虑线路最大长时Ica计算错误的可能系数。

将热继电器的动作电流调整在0.9位分路额定电流，则过载保护的实际整定值为:

Iop.o?300?0.9?270A

2短路保护的整定 ○

BXB-500/1140型隔爆低压保护箱的短路保护装置在主电路上，保护移动变电站二次测所有出线，所以其短路保护的动作电流为：

Iop.p?Ist.N.m??IN.re?567?2?(84.6?84.6?2?72?47.7?9?1271140)?1508.3A

式中：Ist.N.m—干线负荷中启动电流最大的1台（同时启动的多台）电动机的额定（或实际）启动电流；

?IN.re—干线负荷中除负荷启动电流最大的一台（或同时启动的多台）

电动机外，其他设备的额定电流之和。

保护箱短路保护的整定范围为500A 、750A、1000A、1250A、1500A、1750A、2000A、2250A、2500A,因此取短路保护的实际定电流为1750A.(1750A>1508.3A)。

主保护区内（本级线路）的灵敏度为: Kr?IS10.minIop(2)?37041750?2.12>1.5 满足要求。

后备保护区内（下一级线路）的灵敏度为： Kr?IS11.minIop(2)?23651750?1.4>1.2 满足要求。

3）2#移动变电站高压侧开关的整定

过载保护装置按保护变压器过载来整定，其动作电流为：

Iop.o?100?1?100A

短路保护的动作电流应躲过变压器的尖峰负荷电流，其动作电流为：

Iop?1.2KT(Ist.N.m??I)?N.re1.26?1508.3?362.0A

式中：KT—变压器的变比；

32

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

1.2—可靠系数 可取1.2~1.4

高压侧开关短路保护的整定范围1、2 、……….、10倍额定电流将短路保护调整在4倍额定电流的位置，此时短路保护的实际整定值为：

Iop.o?100?4?400A

主保护区的灵敏度为：

Kr?ISminIop(2)?1031400?2.58>1.5 满足要求。

后备保护区的灵敏度为： Kr?IS10.minIop(2)?37046.31.2?400?1.76>1.5

4）采区变电所总高压配电箱的整定

采区变点电所高压配电箱过载保护的动作电流为：

Iop.o?1.1Ica?1.1?119.3?131.23A

配电箱额定电流为200，将保护整定范围整定在1倍的位置，此时过载保护的实际整定值为：

Iop.o?200?1?200A 短路保护的动作电流为：

Iop.o?1.2Iw.max?1.2(Ica??1.2?(119.3?Ist.Nm?Ica.mKT)567?2?0.8?108?261.2)?373.8A

将保护整定范围整定在2倍的位置，此时短路保护的实际整定值为：

Iop.o?200?2?400A

主保护区灵敏度校验

配电箱的主保护区末端为采区变电所母线的末端，忽略母线长度，则其短路电流即为S1点的短路电流，因此其灵敏度为：

33

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

Kr?IS1minIop(2)?1703400?4.3>1.5

后备保护区的灵敏度为：

Kr?IS2minIop(2)?1031400?2.6>1.2

5）向1#移动变电站供电的高低压整定与2#变电站整定计算步骤相同。 （6） 中央变电所中供本采区变电所的高压配电箱的整定

中央变电所中的高压配电箱与采取变电所中的总高压配电箱所带负荷相同，所以其过载保护和短路保护的动作电流计算值与采取变电所总高压配电箱相同，但为了避免故障时越级跳闸，可将过载保护的动作时间适当延长，将短路保护的实际整定值适当加大，即短路保护正定范围整定在3倍的位置，此时短路保护的实际整定值为

Iop?200?3?600A 灵敏度校验：

其后备保护区可确定为母线最末端，若忽略母线长度时，也就是本配电箱的主保护区末端。此时灵敏度为 Kr?满足要求。

本例中过载保护的动作时间，除控制采煤机的启动器其过载保护的动作时间大于采煤机的实际启动时间外，干线上过载保护的动作时间，应大于启动时间最长的电动机的启动时间。过载保护的动作时间，在设计时可初步确定，待投入运行后在根据实际情况进行调整。

34

Is1?minIop（2）?1703600?2.8?1.5

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

7井下漏点保护及保护接地系统

7.1井下漏点保护目的及要求

煤矿井下供电电网发生漏电，不仅会引起人身触电，而且还可能导致瓦斯煤尘爆炸，甚至使电气雷管提前引爆。此外、大量的漏电电流，还可能使绝缘材料发热着火，造成火灾及其更为严重的事故，因此，必须采取切实可靠的漏电保护措施，确保井下供电的安全

在变压器中性点不接地的供电系统中，漏电保护措施有下列几个方面： 1）装设灵敏可靠的漏电保护装置（检漏继电器）并与屏蔽批配合使用，以提高其工作的可靠性。 2）采用保护接地装置。

3）对电网对地的电容电流进行有效补偿，以减少漏电电流值。 4）提高漏电保护装置和自动馈电保护装置提出如下要求：

1不间断地监视被保护电网的绝缘状态，当绝缘电阻低到表6—1数值时应 ○

及时切断其供电电源。

2动作迅速，当电网一相经1K?电阻接地时，检漏继电器的动作时间不应○

超过0.1S，总的分断世界是（包括检漏继电器的动作时间和自动馈电开关的分断）不应超过0.2S。

3检漏继电器只监视电网对地的绝缘电阻值，而不反应其电容的大小。 ○

4电网的绝缘电阻值在对称下降和不对称下降时，动作电阻值不变。 ○

5检漏继电器本身的内部阻抗应足够大， ○以下降电网对地的阻抗和不增加人身触电危险为原则

6动作必须灵敏可靠，不能拒动，也不能误动，检漏继电器本身最好能够自 ○检。

7检漏继电器的动作电阻值应不受电压波动的影响。 ○

8对电网对地的电容电流能够进行有效的补偿。 ○

9在送电之前，最好能够对于电网的绝缘状态，进行预测。一旦发现漏电就 ○

35

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

应将其电源开关闭锁起来，以防向故障电网送电，使事故扩大。

10动作应有选择性，以缩小故障范围，在磁力起动器中装设漏电闭锁装置，○

不仅有助于寻找漏电故障点，也可以防止向故障支路送电，对安全供电有好处。 7.2 漏电继电器的整定动作电阻

漏电继电器的整定原则：

接地种类

单相接地漏电电阻 两相接地漏电电阻 三相接地漏电电阻

7.3 井下保护接地系统的目的及要求

为了保证人身安全，把电气设备的金属外壳与大地之间用导线连接起来，使其电位降低到安全范围内，此时的人身触电电流值远大于，足以防止人身触电事故的发生，这种为了防止人身触电，而将电气设备的金属外壳接地的方法，称为保护接地。

因此，电气设备的金属外壳绝缘损坏可能带有危险电压的必须接地，如电气设备的工作电压低于安全电压的（如36伏）也就无需接地了。

根据煤矿井下有关规定，从接地网上任一局部接地极测得的总接地网电阻，不应超过2?。

井下保护接地系统是由主接地极,局部接地极,接地线母线,接地导线和接地引线等组成的。

井下安装保护接地网的目的：

1）减少总接地电阻，以降低接触电压。

2）采用了统一接地网之后，由于总接地电阻的减少，发生两相接地短路， 能使过井下保护可靠动作，防止事故进一步扩大。

井下保护接地网按《煤矿安全规程》第448条－第453条规定执行。 7.4井下接地系统

根据《煤矿安全规程》的规定，应在煤矿井下指定的地点敷设主接地极，局部接地极，并用电缆铅包、铠装外皮及接地芯线相互连接起来，形成一个总接

36

660伏电网 11KΩ 22KΩ 33KΩ

1140伏电网 30KΩ 60KΩ 90KΩ

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

地网，称之为保护接地系统。保护接地组成系统的好处，一是将各接地极并联后，可降低系统的接地电阻，提高保护的安全性，二是各接地极互为后备，一旦某接地极断路，可通过其他接地极实现保护，提高了保护的可靠性。

《煤矿安全规程》规定：接地网上任一保护接地点的接地电阻不得超过2?。 《煤矿安全规程》规定：在下列地点应装设局部接地极： ① 采区变电所（包括移动变电站和移动变压器） ② 装有电气设备的铜室和单独装设的高压电气设备。 ③ 低压配电点或装有3台以上电气设备的地点。

④ 无低压配电点的采煤工作面的运输巷，回风巷，集中运输巷（胶带运输 巷）以及由变电所单独供电的掘进工作面，至少应分别设置1个局部接地极。

⑤ 连接高压动力电缆的金属连接装置。

采区变电所、配电点及其他机电铜室则应设置辅助接地母线。

此外，与漏电保护装置配合使用的电缆屏蔽层，也应可靠接地。禁止采用铝 导体作为接地极，接地母线，辅助接地母线，连接导线的导线。

在矿井中禁止使用无接地芯线（或无其他可供接地的护套）的像套电缆或塑 料电缆。

37

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

结束语

通过本次自己动手计算及编写毕业的设计说明书，使我们掌握和学习了煤矿井下采区供电设计的基本方法，同时也培养了我们独立分析和解决问题的工作能力，及实际工程设计的基本技能，实现了对电气技术员的基本训练，为我们走向工作岗位创造了良好的基础。

本毕业设计是我们电气技术专业的学生在整个教学过程中最后的综合性实践环节，是毕业之前的一项综合性技能的训练。对我们学生的职业能力培养和实践训练具有相当重要的意义，体现出了专业培养目标中有关业务知识，能力培养和技能训练方面的基本要求。

毕业设计也使我们能够综合运行用所学知识，分析和解决煤矿井下采区供电初步设计反面的技术问题，巩固和扩展知识领域，培养严肃认真的科学态度，提高独立工作的能力。通过设计我们掌握了采区供电设计的基本方法，比较熟悉了国家的有关技术、经济面的方针政策以及安全方面的规程和措施。

通过毕业设计，使我们进一步获得审阅文献、收集资料、调查研究、综合分析、计算比较、设计制图和编写说明书等多方面的训练。进一步培养独立思考和处理实际工作能力，掌握作为高等技术人员必须具备的一些技能。巩固和扩展我们自己的知识领域，培养我们严肃认真的科学态度，提高我们独立工作的能力。

在这里也要感谢指导老师刑景富，让我们从中学到了很多书本中学不到的东西，是我们在以后的工作岗位中，能够用专业技术知识完善自己，使自己成为一个综合性的素质人才，为国家和社会奉献自己的一份微薄力量！

38

辽宁工程技术大学职业技术学院设计（论文）用纸

参考文献

［1］王红俭、王会森。煤矿电工学。北京：煤炭工业出版社，2005 ［2］佟熙田、雷芳清。煤矿井下供电设计指导。北京： 1989

［3］范延瓒、顾永辉等。煤矿电工书册(2). 北京：煤炭工业出版社，1987 ［4］刘介才、简克量。工厂供电。北京：机械工业出版社，2004

［5］李文光、李望、訾贵昌。矿山供电。江苏：中国矿业工业出版社，2005 ［6］刘中用、段浩钧等。煤矿安全规程。北京：煤炭工业出版社，1998 ［7］刘浩军、聂文龙等。煤矿电工学。北京：煤炭工业出版社，2004

煤炭工业出版社，

39

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/klvo.html