煤矿采区供电系统设计编制：
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机电动力科
二零一七年十月
一、15**采区负荷统计
根据15**采区巷道布置情况，按照负荷点统计负荷如下表：
电设备计算有功功率：2574.75kW；由于15**采区与1504采区回采、掘进交替进行，所以15**采区实际最大需用计算有功功率为：1979.2 kW。
二、供电方式及设备选型
根据矿井井下开拓方式、采掘机械设备布置，经方案比较计算，15**采区设立15**采区变电所，采用双回路进线单母线两段式供电，变电所高低压开关全部选用矿用隔爆型设备。
（一）采区变电所位置确定
根据15**采区巷道布置情况，15**采区变电所设置在15**轨道下山下部车场附近，设有两个出口，通风系统与回风大巷相通。
（二）采区变电所供电方式
15**采区变电所主要用电负荷按负荷类型分类，主要配电方式为：
1.综采工作面按两回路高压配电；
2.综掘工作面两顺槽各采用一回路高压供电；
3.15**皮带下山延伸巷输送机采用一回路高压供电；
4.采区变电所所内低压系统配置两台干式变压器，为采
区就近低压负荷供电；
5.采区局部通风机供电采用“三专两闭锁”供电，在采区变电所所内配置两台干式变压器；
6.采区变电所附近照明及信号系统电源就近取自采变所内照明综保或所内低压系统，距离远的地方就近负荷点取电源，配电专用照明信号综保供给照明和信号电源；
7.采区变电所供电具体接线方式见采区变电所供电系统图。
（三）采区变电所设备选型
1.高压防爆配电装置选型
选用PBG-**/6型高压防爆配电装置，进线及联络选用600A，其余开关根据负荷大小选用同型号高压防爆配电装置。进线及联络选用600A，其余开关根据负荷大小选用同型号高压防爆配电装置。
2.低压馈电开关选型
变电所低压总馈电开关选用带检漏继电器保护的BKD20-400/1140(660)Z馈电开关，其余各分路开关根据负荷大小选用同型号馈电开关。
3.变压器选型
变压器选用KBSG-500/6/0.69KV、KBSG-630/6/0.69KV 干式变压器两台，一台工作，一台备用，变压器低压采用660V 供电。
掘进工作面局部通风机电源配套“三专”设备，变压器选用两台KBSG-200/6/0.69KV 型干式变压器，一台工作，一台备用，变压器低压采用660V 供电。4.配电线路选型
4.1综采工作面高压供电线路造型
综采工作面高压电缆采用双回路MYPTJ-6KV 3×50+3×25/3+3×2.5mm 2型双屏蔽电缆供电，电源引自15**采区变电所高压配电装置，供
KBSGZY-1250/6/1.14、
KBSGZY-1000/6/1.14移动变电站二台、KBSGZY-200/6/1.14移动变电站一台。1.14KV 系统配电选用QJZ2-1600/1140-8型组合开关2台进行配电。检漏继电器采用移动变电站低压侧馈电开关检漏，各分路开关带选择性漏电保护。。
（1）按长时允许电流校验电缆截面
=
?∑=?cos U 31000
K P I e r N W 3
0.7000610001030???=141.6 A 式中ΣP N —参加计算的所有用电设备额定功率之和，KW ； K r --需用系数。
Cos Φ—参加计算的电力负荷的平均功率因数； 根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得50mm 2
电缆为152.6A >141.6A 满足要求。
（2）按经济电流密度校验电缆截面。
==
j I A 25
.26
.141=62.5 A ---电缆主芯截面
j---经济电流密度 A/mm2查表得2.25
根据高压电缆经济电流密度校验50mm2电缆能够满足要求。
（3）按允许电压损失校验
ΔU=PL/DSUe=（1030*0.8）/（0.053*50*6）=51.8<5%Ue ΔU——高压电缆线路中的电压损失，V。
P——电缆输送的有功功率，Kw。
L ——电缆长度，km。
D ——导线导电率，0.053Ω* mm2/Km。
S ——电缆截面，km。
Ue——额定电压，kv。
（5-10）%——允许电压损失百分数。
按电压损失校验，满足要求。
4.2其它回路高压供电线路选型
同理，按长时允许电流、经济电流密度和允许电压损失方式选择其它回路高压供电线路如下表：
5.配电装置保护定值
结合矿井供电实际，确定15**采区变电所短路容量为50MVA。
1.综采工作面移动变电站高压侧的短路电流
1）短路回路阻抗
（1）、系统电抗
因为短路点处空载电压V ar＝6.3KV，15**采区变电所短路容量为50MVA，所以系统电抗为：
X sy＝V2ar
s
＝
6.32
＝0.79Ω
（2）、高压电缆阻抗
查表得高压电缆每公里电阻为R50＝0.412Ω/Km,电抗为X0＝0.075Ω/Km,换算到65度时电阻为R65＝0.4367Ω/Km，又知这段电缆长800m，移变变比K＝6300/1200＝3.25，于是可求得：高压电缆电阻：R1＝R65×L
K
＝0.349Ω
高压电缆电抗：X1＝X0×L
K
＝0.064Ω
综上计算可得：
短路回路总电阻：RΣ＝R1＝0.349Ω
短路回路总电抗：XΣ＝X sy+X1＝0.858 Ω
2）短路电流
二相短路电流：I S2=
2×RΣ2+XΣ2
=3400.9 A
三相短路电流：I S3＝1.15×I S132＝3927.2 A
2.通过上述相同的方法可得系统其它各短路点的短路电流如下表所示：
3.保护定值计算
矿井供电系统中短路电流、过载电流的大小和持续时间长短，决定了对供电系统中电气设备的危害程度，必须采取有效措施将短路电流、过载电流的危害限制在最小程度。为此，在短路故障发生时，为了保证过流装置能准确、可靠、迅速的切断故障，必须正确整定过电流、短路电流保护装置。
3.1综采工作面移动变电站高压侧发生短路故障时的保护整定
当各设备满载运行时的额定电流（功率因数取0.7）为：
I N
P
总
3×U ar×cosφ
1030
3×6×0.7
=141.6 A
所带负载最大启动电流：
I N st=I NM+ΣI N
6×P
采
3×U ar×cosφ
+
P
总?采
3×U ar×cosφ
=456.1 A
所以过载保护整定为：I g＝1.2×I N
0.85
＝199.9 A 速断保护整定为：I d＝1.3×I N st＝593.0 A 灵敏度校验：
主保护灵敏度：K r＝I S （2）
I d
=3400.9
593.0
=4.5>5.7 符合要求
3.2同理，系统中其它各短路点的保护整定如表三所示：
三、井下接地
所有电气设备的保护接地装置（包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线）和局部接地装置，应与主接地极连接成1个总接地网。接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2Ω。每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过1Ω。下列地点装设局部接地极：①、变电所（包括移动变电站和移动变压器）。②、机房、硐室③、低压配电点装有3台以上电气设备的地点。④、连接高压动力电缆的金属连接装置。局部接地极可设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿处。设置在水沟中的局部接地极应用面积不小于0.6m2、厚度不小于3mm的钢板或具有同等有效面积的钢管制成，并应平放于水沟深处。局部接地极的设置必须满足《煤矿安全规程》的要
求。
四、附图
1.15**采区变电所供电系统图
第六章采区供电设计 一、采区变电所位置的选择 采区变电所的位置一般设在两条采区上山之间，在特殊情况下，也可以设在其它合适的地方，采区变电所的位置应遵循下述原则： 1、应尽量靠近采区用电设备的负荷中心； 2、顶底板条件好，且无淋水及地质构造影响； 3、通风条件好、设备运输方便，且进出线易于敷设。 二、确定供电电压及供电方案 1、采区及设备的供电回路确定 采区用电设备的供电回路数，决定于用电设备的负荷等级。采煤工作面或掘进工作面的所有机电设备，如果由于某种原因对它们停电，仅仅对产量有所影响，而不会引起人员生命发生危险等重大事故，此时，可采用单回路供电。 对于采区变电所的电源进线回路数要通过分析决定，如果一个矿井的采区较多，那么某一采区停电一段时间，对整个矿井的产量影响并不大，对这样的采区供电时，采用一路电源的供电系统便可满足要求了，不需要设置备用电源。 对于采用综合机械化采煤的矿井，如果仅设置一个或两个采煤工作面就能完成全矿的计划产量，频繁停电，必将影响全矿生产任务的完成，因此对这类采区供电时，便可考虑设置备用电源，采用双回路或环形供电系统。 对采区中的每一台机电设备来讲，如果停电，仅局部影响生产，采用一路电源对它们供电即可。 对于个别设置了地位十分重要的分区水泵的采区，由于这样的水泵属于一类负荷，如果它和采区机电设备由同一个采区变电所供电，那么对这样的采区变电所供电时，必须设置备用电源，而且由采区变电所对这些水泵供电时，也必须采用双回路或环形供电系统。 2、供电电压等级的确定 目前，在采区供电设计中，采区变电所的入线电压，一般采用6000V。对出线电压，380V 的电压已逐步淘汰。由于设备的功率越来越大，为了减少线路的电能损失，一般在660V与1140V电压之间。对于功率较大的设备，要尽可能选用1140V的电压等级。对一般功率的设备，要视具体情况而定。部分大型现代化矿井综采工作面电牵引采煤机组已使用3000V电压。 三、负荷分析与统计 为了正确地设计一个新采区供电系统，首先必须对采区的负荷情况进行全面分析，其内容包括：用电设备的名称、数量、电压等级、功率、功率因数、负荷系数等有关参数，另外
信息与电气工程学院 课程设计说明书（２01５/2016学年第一学期） 课程名称：企业供电系统工程设计 题目:杜家村煤矿3５kV变电所设计 专业班级： 学生姓名: 学号： 指导教师： 设计周数: 1周 设计成绩： 201６年1月１4日
目录 1 设计目的.................................................. 错误!未定义书签。 2 设计数据?错误!未定义书签。 2．1 给定数据............................................ 错误!未定义书签。 2.2 用电负荷数据?错误!未定义书签。 3 技术要求.................................................. 错误!未定义书签。 4 主要任务 (2) 5 变电所的设计?错误!未定义书签。 ５.1 负荷计算?错误!未定义书签。 地面６ｋV高压：?2 5．２短路电流计算?错误!未定义书签。 5．２.1 ３５kV母线K1点短路......................... 错误!未定义书签。 5.２.2 6ｋV母线K2点短路：?错误!未定义书签。 5．2.3 ６kV母线短路电流............................ 错误!未定义书签。 ５.3 供配电系统的设计方案技术及经济性对比................ 错误!未定义书签。 5.4 供配电系统图的拟定和绘制?错误!未定义书签。 5.4.1 一次侧的设计................................... 错误!未定义书签。 5．4.2 二次侧的设计.................................. 错误!未定义书签。 5．5 变压器的选择........................................ 错误!未定义书签。 5．6 主要电气设备的选择.................................. 错误!未定义书签。 5．6.1 高压设备的选择?错误!未定义书签。 5.6.2 选隔离开关..................................... 错误!未定义书签。 5.6.３低压设备的选择?错误!未定义书签。 ５．6.4 互感器的选择?错误!未定义书签。 ５.６．５高压熔断器的选择?错误!未定义书签。 5.７线缆的选择?错误!未定义书签。 5.7.1 母线的选择?9 5.7.2 各负荷电缆的选择?错误!未定义书签。 6 心得体会.................................................. 错误!未定义书签。 7 参考文献.................................................. 错误!未定义书签。 8 指导教师评语?错误!未定义书签。
设计条件与要求 1.独立完成与毕业设计说明书配套的毕业设计0号图纸（或折合为0号图纸）一张（不包括毕业设计说明书中的插图）以上。 2. 把各章节中的计算、分析、比较以与最后确定的内容系统地加以说明。 3.毕业设计说明书一份7000字以上。 4.绘制一张A0供电系统图。
摘要 电力是现代化矿山企业生产的主要动力来源，首先应该保证供电的可靠和安全，并做到技术和经济方式双满足生产的需要。煤矿的电气化为煤矿生产过程的机械化和自动化创造了有利条件，不断地改善矿工的劳动条件。现代的煤矿生产机械无不以电能作为直接（用电动机拖动）或间接（用气压驱动）的动力，矿山的照明、通讯和信号也都使用电能。对矿山企业进行可靠、安全、经济、合理的供电，对提高经济效益与保证安全生产方面都十分重要。 本次设计的内容是采区供电。井下采区变电所是井下各个动力负荷集中的地方，采区供电是否安全、可靠、经济、合理将直接关系到人身、矿井和设备安全与采区生产的正常进行。所以，在对采区变电所的位置选择以与供电设备的选择上必须有严格的要求，这样才能保证生产的顺利进行由于井下工作环境十分恶劣，因此，此次设计在供电上即采用可靠的防止人身触电危险外，还正确选择了电气设备的类型与参数，并采用了合理的供电、控制和保护系统，以确保电气设备的安全运行和防止井下瓦斯和煤尘爆炸。 本设计变压器选用矿用隔爆型干式变压器和矿用隔爆型移动变电站；高压开关与低压馈电开关都选用具有技术先进的智能化综合保护装置的高压防爆真空开关和低压矿用隔爆型真空馈电开关，各种设备的开关选用矿用隔爆型真空起动器。高压铠装电缆选用交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电力电缆。通过短路电流、开关继电保护整定的计算和保护接地的确定，使其设计可靠性高、功能完善、组合灵活，以与功耗低，保证采区供电安全、经济、高效平稳运行。 关键词：变电所，电力，供电方式，采区变电所
煤矿井下供电设计规范-GB--
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煤矿井下供配电设计规范 GB５0４17-２０07 中华人民共和国建设部 ２0０7年05月21日发布２007年12月01日实施 煤矿井下供配电设计规范
GＢ5０417-2007 20０7—0５—21 发布 2007—12—0１实施 中华人民共和国国家建设部联合发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中华人民共和国国家标准、中国煤炭建设协会主编、中华人民共和国建设部公告第6４6号，建设部关于发布国家标准《煤矿井下供配电设计规范》的公告，现批准《煤矿井下供配电设计规范》为国家标准,编号为 GB50417—２０0７,自２0０7年12月1日起实施。其中,第2.0.1、2.Ｏ.3、2.0.5、2.0.6、2.０.９、4.1.1、４.2．1、４.２.9、5.1.3、5.1．４（４.5．6)、6．1.4、６.3.1(4)、７.１.１、7.1．2、７．１.3、７．１.4、7.1．5、7.2.１、7.2．8 条(款)为强制性条文，必须严格执行。本规范由建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。 中华人民共和国建设部二OＯ七年五月二十一日 前言 本规范是根据建设部建标函[2005]12４号文件《关于印发“２０05年工程建设标准制定、修订计划(第二批）”的通知》的要求，由中煤国际工程集团武汉设计研究院会同有关单位共同编制完成的。本规范在编制过程中,编制组认真分析、总结和吸取了十几年来国内外煤矿井下供配电采用新技术、新装备的经验及新的科研成果。所引用的技术参数和指标，是生产实践经验数据的总结。特别是高产高效工作面近几年发展较快，其供配电系统有了比较成熟的运行实践经验。编制组广泛征求了有关单位意见,经反复修改，最后经审查定稿。本规范共8 章，内容涉及煤矿井下供电的各个方面，主要包括: 总则、井下供配电系统与电压等级、井下电力负荷统计与计算、井下电缆选择与计算、井下主(中央)变电所设计、采区供配电设计、井下电气设备保护及接地、井下照明等。适用于煤矿井下供电设计咨询的各个阶段。本规范以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国煤炭建设协会负责日常管理,由中煤国际工程集团武汉设计研究院负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验,如发现需要修改或补充之处，请将意见和建议寄交中煤国际工程集团武汉设计研究院（地址：湖北省武汉市武昌区武珞路44２号，邮编:4300６4)，以便今后修订时参考。 本规范主编单位、参编单位和主要起草人。主编单位：中煤国际工程集团武汉设计研究院，参编单位：煤炭工业郑州设计研究院、煤炭工业合肥设计研究院，主要起草人：张建民周秀隆于新胜刘兴晖刘建平马自玫张焱杨敢李明胡腾蛟周桂华杨晓明 目次 1．总则
某煤矿（整合0.15Mt/a）供电设计 （仅供参考） 第一节供电电源 一、供电电源 某煤矿矿井双回路电源现已形成，其中：一回路电源由1#变电所10kV直接引入，LGJ-70型导线，距离矿区7公里；另一回路电源由2#变电所10kV直接引入，LGJ-120型导线，距离矿区20公里。 第二节电力负荷计算 经统计全矿井设备总台数84台，设备工作台数66台；设备总容量1079.64kW，设备工作容量696.34kW，计算负荷为： 有功功率：513.24 kW 无功功率：425.94 kVar 自然功率因数COSΦ＝0.77 视在功率：666.96 kVA 考虑有功功率和无功功率乘0.9同时系数后： 全矿井用电负荷 有功功率：461.92 kW 无功功率：383.35 kVar 功率因数COSΦ＝0.77 视在功率：600.27 kVA 矿井年耗电量约243.89万kW·h，吨煤电耗约16.26kW·h/t。 负荷统计见表1。 第三节送变电 一、矿井供电方案 根据《煤矿安全规程》要求，矿井应有两回电源供电，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。根据本矿井现有的电源条件，设计在本矿井工业场地内建10kV变电所。两回10kV电源分别引自10kV 1#变电所
和2#变电所。 二、10kV供电线路 设计对线路导线截面，按温升、经济电流密度、线路压降等校验计算如下： 1、根据经济电流密度计算截面积 导线通过的最大电流：（两回10kV线路，当一回故障检修时，另一回10kV线路向本矿供电时，导线通过的电流最大） I j＝P／（3UcosΦ）＝513.24／（1.732×10×0.77）＝38.5A 导线经济截面： S＝I j／J＝38.5／0.9＝42.8mm2（J为经济电流密度） 通过计算，实际选用的钢芯铝绞线截面满足要求。 2、按电压降校验 由10kV1#变电所和2#变电所向本矿工业场地10kV变电所供电的两回10kV线路供电距离分别为7km和20km，正常情况下两回线路同时运行，当两回10kV线路中一回线路事故检修时，由另外一回10kV线路向本矿供电。按正常情况及事故情况对两回电源线路分别做电压降校验如下：1）正常情况下 两回10kV线路同时运行，线路电压损失： ⑴1#变电所10kV供电线路电压损失： ΔU％＝Δu％PL／2 ＝0.745×0.51324×7／2 ＝1.34％。 线路能满足矿井供电。 ⑵2#变电所10kV供电线路电压损失： ΔU％＝Δu％PL／2 ＝0.555×0.51324×20／2 ＝2.85％。 线路能满足矿井供电。 2）事故情况下 单回10kV供电线路电压损失： ⑴1#变电所10kV供电线路电压损失：
摘要 随着矿井开采深度的不断延伸和采掘设备容量的不断增大，工作面的耗电量骤增。如果继续采用以往由采区变电所用低压向工作面供电的方式，显然是不经济、不合理的。为此，专门设计、制造了移动变电站，移动变电站可以放在采掘工作面附近平巷的轨道上，可随工作面的推进而移动，并将采区变电所送来的高压电降为与采掘设备电压等级相符的电压后，供给采掘设备使用。供电距离大大缩短，可大幅减少电压损失，提高供电质量和供电的经济性。本设计通过对采区负荷的分析和计算选取变压器，根据短路电流的计算，选择并校验高压配装置和低压保护箱。最后，选取并校验了电力电缆，进行了必要的继电保护整定，完成了整个设计。 关键词：高压配电装置；干式变压器；低压保护箱 I
ABSTRACT As the depth of mining equipment to extend the capacity of growing, the consumption leve l face.if you continue to be used to face with low power,that is not the economy and unreasonal. In this regard, special design making mobile substations, and move parts can be placed in orbit around face, but in the face of moves and power is reduced to a level consistent with equipment of the voltage on, the supply of equipment using.Power distance is shorten,can significantly reduce the voltage loss, improve the quality of power supply and power supply of the economy. This design through to the mining area load analysis and calculation of the selection transform according to the calculation of short-circuit current, Select and check high pressure devices and low voltage protection case.In the end, select and check the power cable, the necessary of relay protection setting, to complete the whole design. KEY WORDS: High voltage power distribution equipment；Dry type transformer；Low voltage protection case II
毕业设计（论文） （说明书） 题目：煤矿采区供电设计 姓名： 编号： 平顶山工业职业技术学院 年月日
平顶山工业职业技术学院 毕业设计（论文）任务书 姓名何俊华 专业矿山机电 任务下达日期年月日 设计（论文）开始日期年月日设计（论文）完成日期年月日设计（论文）题目： A．编制设计 B．设计专题（毕业论文） 指导教师 系(部)主任 年月日
平顶山工业职业技术学院 毕业设计（论文）答辩委员会记录 电力工程系矿山机电专业，学生何俊华于年月日 进行了毕业设计（论文）答辩。 设计题目：煤矿采区供电设计 专题（论文）题目：煤矿采区供电设计 指导老师： 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生何俊华毕业设计（论文）成绩为。 答辩委员会人，出席人 答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委
员：，，， ，，， 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语 第 1 页 毕业设计（论文）及答辩评语：
煤矿采区供电设计 摘要 电力是煤矿企业的主要能源，由于井下特殊环境，为了减少井下自然灾害对人身和设备的危害，这就要求我们对煤矿企业采取一些特殊的供电要求和管理方法。由于电能够方便而经济地有其他形式的能量转化而得，又能简便而经济地转化成其他形式的能量供应使用;无论是工业还是居民生活，电能的应用极为广泛，一旦中断可能造成人员伤亡、设备损坏、生产停顿、居民生活混乱。所以搞好供电工作对工矿企业生产和职工生活的正常进行具有十分重要的意义。 此次设计注重能力和技能训练的原则，结合工业企业电气化、电气工程自动化电气控制的目标，以供电设计基础能力为主兼顾供电系统的运行和设备维护与管理等知识。设计搜索、总结了供电方面的知识，为供电设计提供了参考依据。 本次设计的对象是——平煤股份六矿公司采区供电，由于矿区开采煤层深、用电负荷大井下涌水量大、机械程度高所以选用深井供电系统。 采取供电要求——采区供电是否安全可靠，技术和经济合力将直接关系到人身，矿井和设备的安全及正常生产，由于矿井工作环境特殊，正确选择电气设备和导线，并采用合理供电控制和保护系统，以确保电气设备安全和防止瓦斯煤尘爆炸。 关键词：电力，供电，采区，设计
9矿山生产系统设计 9．4 供电系统设计 9.4.1 概述 一供电的重要性和基本要求 电力是企业生产的主要能源。对企业应做到可靠、安全全和生产的需要，企业对供电提出以下基本要求：供电安全、供电可靠、供电优质、供电经济。 1.供电安全 在电能的供应、分配和使用过程中，不应发生人身伤亡和设备损坏事故。对于煤矿生产来说，由于主要是地下作业，工作环境特殊，供电线路和电气设备易受损坏，可能造成人身触电、电气火灾和电火花引起的瓦斯煤尘爆炸等事故，所以必须严格按照《煤矿安全规程》的有关规定进行供电，确保安全生产。 2.供电可靠 供电可靠就是要求供电具有连续可靠性。供电中断时不仅影响企业生产，而且可能损坏设备，产生废品，甚至发生人身伤亡事故。而煤矿一旦断电，不仅影响产量，还有可能引发瓦斯集聚、淹井、人身伤广和设备损坏，严重时将造成矿井的破坏。为了保证供电的可靠性，通常采用双电源。双电源可来自不同变电所或发电厂或同一变电所的不同母线上。对于煤矿，在一个电源发生故障的情况下，另一电源应能满足对主要个产设备的供电，以保证通风、排水以及生产的正常进行。 3.供电优质 在保证安全和可靠供电的前提下，还要保证供电的质量，用电设备在额定值下运行性能最好。因此要求供电质量方面有稳定的电压和频率，电压和频率足衡量电能质量的重要指标。
具体有以下4项指标： (1)电压：额定电压电压偏差不得超过允许值，电动机±5％，白炽灯+3％~-2.5。 (2)频率：额定频率50Hz，频率偏差不得大于±0.4％~±1％。 (3)波形：正弦波形，波形上不得有高次谐波产生的毛刺，以防造成电力污染。 (4)平衡度：三相电网电压平衡。 4．供电经济 一般考虑下列3个方面； (1)尽量降低企业变电所与电网的基本建设投资。 (2)尽量降低设备材料及有色金属的消耗量。 (3)注意降低供电系统的电能损耗及维护费用。 此外，企业还要求有足够的电能。这不仅要求电力系统或发电厂能提供充裕的电能而且要求企业供电系统的各项供电设施具有足够的供电能力。 二电力负荷分类 为了满足电力用户对供电可靠性的要求，即停电所造成的影响不同．同时又考虑到供电的经济件，根据用电设备在企业中所处的重要地位，以方便在不同情况下区别对待，通常将电力负荷分为3类。 1．一类负荷(一级负荷) 凡因突然小断供电，可能造成人身伤亡事故或重要设备损坏事故，给国民经济造成重大损失的或在政治上产生不良影响的负荷，均属于一类负荷。如钢厂炼钢炉，停电30min，即造成炼钢炉报废；电解铝厂，停电15min，即造成电解槽
内蒙古蒙发煤炭有限责任公司 呼和乌素煤矿煤矿4101综采工作面供电设计 单位：机电科 编制：张东东 日期： 2012年8月1日
呼和乌素煤矿采区供电设计 一、原始资料： 1、井田设计能力120万吨/年。 2、井田内布置方式：采区式，运输大巷底板岩巷。 3、矿井瓦斯等级：低等级。 4、采区煤层倾角：0°─5° 设计煤层:4#。 1 / 26 5、 二、设计要求： １、设计要符合煤矿安全规程、煤矿工业设计规程、煤矿井下供电设计技术规定。 ２、设计遵循煤炭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，选用最佳方案。 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，积极采取措施减少电能损耗，节约能源。 ４、设计质量要确保技术的先进性、经济合理性、安全适应性。
目录 第一节、采区移动变电站位置的确定 (4) 一、采区供电对电能的要求 (4) 二、环境要求 (5) 第二节拟定采区供电系统的原则 (5) 一、采区高压供电系统的拟定原则 (5) 二、采区低压供电系统的拟定原则 (6) 第三节采区主要设备 (6) 第四节采区负荷的计算及变压器容量、台数确定 (8) 一、变压器选择注意事项 (8) 二、台数的确定 (8) 三、采区负荷的计算及变压器容量、台数确定 (8) 第五节采区低压供电网络的计算 (11) 一、电缆型号确定 (11) 二、电缆长度确定 (11) 三、选择支线电缆 (12) 四、干线电缆的选择 (17) 第六节采区电气设备的选择 (18) 一、矿用低压隔爆开关选择 (18)
三、磁力起动器的选择 (19) 第七节采区接地保护措施 (19) 第八节采区漏电保护措施 (21)
煤矿采区供电设计 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
内蒙古蒙发煤炭有限责任公司 呼和乌素煤矿煤矿 4101综采工作面供电设计 单位：机电科 编制：张东东 日期： 2012年8月1日 呼和乌素煤矿采区供电设计 一、原始资料： 1、井田设计能力120万吨/年。 2、井田内布置方式：采区式，运输大巷底板岩巷。 3、矿井瓦斯等级：低等级。 4、采区煤层倾角：0°─5° 设计煤层:4#。 2 / 24 二、设计要求： １、设计要符合煤矿安全规程、煤矿工业设计规程、煤矿井下供电设计技术规定。 ２、设计遵循煤炭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，选用最佳方案。 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，积极采取措施减少电能损耗，节约能源。 ４、设计质量要确保技术的先进性、经济合理性、安全适应性。
目录
第一节、采区移动变电站位置的确定 一、采区供电对电能的要求 1、电压允许偏差 电压偏差计算公式如下： 电压偏差＝ 额定电压 额定电压 —实际电压×100% 《电能质量供电电压允许偏差》（GB 12325—90）规定电力系统在正常运行条件下，用户受电端供电电压允许偏差值为： （1）35KV 及以上供电和对电压有特殊要求的用户为额定电压的+5%—－5%； （2）10KV 及以上高压供电和低压电力用户的电压允许偏差为用户额定电压的+7%—－7%； （3）低压照明用户为+5%—－10%。 2、三相电压不平衡 根据《电能质量三相电压允许不平衡度》规定：电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时间不得超过4%。在采区变电所供电情况下，交流额定频率为50HZ 电力系统正常运行方式下由于负序分量而引起的pcc 点连接点的电压不平衡度能满足规定要求。 3、电网频率 《电能质量电力系统频率允许偏差》（GB/T 15543—1995）中规定：电力系统频率偏差允许值为，当系统容量较小时，偏差值可放宽
XXXX煤矿 采区变电所设计 设计： 审核： 批准： 二0一三年二月五日
一、概况 -400西变电所位于-520水平上平台，负责-350水平变电所、西五采区、-520水平的供电，-350水平变电所负责西四采区和西三采区的供电；西五采区现有一个掘进工作面，一个采煤工作面，-520水平现有一个掘进工作面；各采区采掘均分开供电，并实行“三专两闭锁”，掘进工作面均采用双风机双电源，采区变电所设在大巷进风流中，高压供电电压为6kv，采区用电设备电压为660v，信号照明电压为127v。 二、采区设备负荷统计 1、-350水平变电所负荷统计 2、西五采区负荷统计 1、采煤设备负荷统计表
3、-520水平负荷统计
三、高压电缆截面确定 （1）-400西变电所电缆截面 按设计规定，初选MYJV 22-3×35交联聚氯乙烯干式高压电缆，其主芯线截面A=35mm 2。电缆长度为实际敷设距离1900m 的1.05倍，为1995m 。 ①按照长时允许电流校验高压电缆截面 查表得这类电缆在25°的环境中的长时允许负荷电流为I g =148A ， pj pj e x e g U k P I ηcos 3∑ = ∑ e P ——高压电缆所带的设备额定功率之和,kw ； x k ——需用系数；计算取0.5； e U ——高压电缆额定电压(V), 6000v ； pj cos ——加权平均功率因数， 0.6； pj η——加权平均效率，0.8-0.9； A U k P I pj pj e x e g 1365.61 760.55 0.90.661.7320.51.1521ηcos 3∑ ==××××= = 注：负荷统计中，包括三台水泵电机的负荷。 I g =136A<148A,故所选电缆能够满足长时工作发热需要。 ②按照经济电流密度校验高压电缆截面 24.6025 .2136 mm j I A n === ＞253mm 查表经济电流密度: 2 25.2mm A J = 所选电缆截面略小，不够经济，但能满足使用要求。
一、负荷计算与变压器选择 工作面电力负荷计算是选择变压器和移动变电站台数、容量的依据，也是配电网络计算的依据之一。 1、负荷统计 按表1-1内容，把工作面的每一种负荷进行统计。 平均功率因数计算公式： en e e en en e e e e pj P P P P P P + + ++ + + = ... cos ... cos cos cos 2 12 2 1 1 ?? ? ? 加权平均效率计算公式： en e e en en e e e e pj P P P P P P + + ++ + + = ...... 2 12 2 1 1η η η η 注：负荷统计表的设计参考北京博超公司的负荷统计表的设计
2、负荷计算 1）变压器需用容量 b S 计算值为： pj e x b P K S ?cos ∑= ()KVA 2）单体支架各用电设备无一定顺序起动的一般机组工作面，按下式计算需用系数： ∑+=e x P P K max 714 .0286.0 3）自移式支架，各用电设备按一定顺序起动的机械化采煤工作面，按下式计算需用系数： ∑+=e x P P K max 6 .04.0 max P ——最大一台电动机功率，kw 。
二、高压电缆选择计算和校验 1、按长时负荷电流选择电缆截面 长时负荷电流计算方法：pj pj e x e g U k P I η?cos 3103 ??= ∑ ∑e P ——高压电缆所带的设备额定功率之和kw ； （见变压器负荷统计中的结果） x k ——需用系数；计算和选取方法同前。（见变压器负荷统计中的结果） e U ——高压电缆额定电压(V) V 10000、V 6000； pj ?cos ——加权平均功率因数； （见变压器负荷统计中的结果） pj η——加权平均效率。0.8-0.9 2、电缆截面的选择 选择要求是： g y I KI ≥ ―> 长时最大允许负荷电流应满足： K I I g y ≥ ，初步筛选出符合条件的电缆 g I ——电缆的工作电流计算值，A ； y I ——环境温度为C o 25时电缆长时允许负荷电流，A ； K ——环境温度校正系数。 不同环境温度下的电缆载流量修正系数K
煤矿井下电力监测监控系统设计方案 一、系统组成 1．1 数据交换中心 此部分主要由数据采集服务器和两台互为冗余的网路交换机组成。 数据采集服务器：主要通过井下隔爆交换机把井下各个电力监控分站的数据采集汇总到此服务器，完成数据处理及数据备份。 选用了IBM X3500服务器一台，做了RAID5磁盘镜像。 网路交换机：采用了双交换机、冗余设计，保证了地面集控站与数据交换中心的数据链路安全。 选用了CISC029系列的两台网络交换机。 1．2 地面集控站 此部分主要配置包括两台互为双机热备的电力监控服务器(选用IBM X3500服务器)和两台操作员站(选用DELL工控机)。 主要根据采集的电网数据和友好的软件平台，实现电网的运行监视和控制管理。另外，地面集控站预留了视频及WEB接口，便于将来扩充视频服务器和WEB服务器。视频服务器主要用于将井下和地面的配电室及变电所现场安装的摄像头采集的视频信号进行监视和保存；WEB服务器则用于将系统采集的电网数据以网页的形式发布到公司的办公系统网络中，公司领导只要在自己的办公室打开电脑就可以观看到全矿的电网实时数据。 综述，以上体系结构符合集控系统的体系结构原理，满足了系统功能和性能要求，并且符合实时性、安全性和可靠性原则。关键设备用了冗余配置。 二、系统软件 2．1 系统组态软件 选用了具有良好的开放性和灵活性的SIMATIC WinCC组态软件，布置在地面集控站的监控服务器上，实现用户的监控需求。采用此软件主要有以下优点： (1)包括所有的SCADA功能在内的客户机／服务器系统。最基本的WINCC系统仍能够提供生成可视化任务的组件和函数，而且最基本的WINCC系统组件即涵盖了画面、脚本、报警、趋势和报表的各个编辑器。 (2)强大的标准接口。WINCC提供了OLC、DDE、ActiveX、OPC等接口，可以很方便地与其他应用程序交换数据。 (3)使用方便的脚本语言。WINCC可编写ANSI-C和Visual Basic脚本程序。 (4)具有向导的简易(在线)组态。WlNCC提供了大量的向导来简化组态工作。在调试阶段还可以进行在线修改。 2．2 系统数据库软件 系统选用了力控实时数据库，它以其强大的功能，为企业信息化建设提供了完整的实时管理工具，能够提供及时、准确、完整的产生和统计信息，为实施企业管控一体化提供稳固的基础和有力的保证。其性能主要有： (1)真正的分布式结构，同时支持C／S和B／S应用； (2)实时数据库系统具有高可靠性和数据完整性； (3)灵活的扩展结构可满足用户各种需求； (4)高速的数据存储和检索性能；
煤矿采区供电设计所需原始资料 煤矿采区供电设计所需原始资料 在进行井下采区供电设计时，必须首先收集以下原始资料，作为设计的依据。 (1)矿井的瓦斯等级，采区煤层走向、倾角，煤层厚度、煤质硬度、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，供电距离、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、职工人数及平均工资等资料。 此外，在做井下采区供电设计时还需要准备下述资料： 《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)、《中国煤炭工业产品大全》、各类有关的电气设备产品样本、各类供电教材。煤矿采区供电设计供电系统的拟定
拟定采区供电系统，就是确定变电所内高、低压开关和输电线路及控制开关的数量。在拟定供电系统时，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、起动器和电缆等设备最少； (2) 原则上一台起动器只控制一台低压设备；一台高压配电箱只控制一个变压器。当高压配电箱或低压起动器三台及以上时，应设置进线开关；采区为双电源供电时，应设置两台进线高压配电箱。 (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；且变压器最好不并联运行； (4)由工作面配电点到各用电设备宜采用辐射式供电，上山及顺槽的输送机宜采用干线式供电；供电线路应走最短的路线，但应注意回采工作面（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，并尽量避免回头供电； (5)大容量设备的起动器应靠近配电点的进线端，以减小起动器间电缆的截面； (6)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； (7)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； (8)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。
福建邵武煤业有限公司 采区供电设计 一、原始资料： 1、井田设计能力50万吨/年。 2、井田内布置方式：采区式，运输大巷底板岩巷。 3、矿井瓦斯等级：低等级。 4、采区煤层倾角：18°─32°/26° 5、设计煤层:K2=1.76－2.15m/2.15m。 6、年工作日：300天，日工作小时：14小时。 7、矿井电压等级及供电情况：该矿井供电电源进线采用双回路电 源电压35kv，变电所内设有630kv，35/6.3kv变压器两台和400kv，6/0.4kv变压器两台，承担井下和地面低压用电负荷。用两条高压电缆线下井，电压等级为6kv，经中央变电所供给采区变电所。二、设计要求： １、设计要符合煤矿安全规程、煤矿工业设计规程、煤矿井下供电设计技术规定。 ２、设计遵循煤炭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，选用最佳方案。 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，积极采取措施减少电能损耗，节约能源。 ４、设计质量要确保技术的先进性、经济合理性、安全适应性。
目录 第一节采区变电所位置的确定-------------------------------------------4 一采区供电对对电能的要求----------------------------- 5 二费用和环境要求--------------------------------------------------------5 第二节拟定采区供电系统的原则-----------------------------------------6 一采区高压供电系统的拟定原则------------------------- 7 二采区低压供电系统的拟定原则--------------------------------------7 第三节采区主要设备------------------------------------- 7 第四节采区负荷的计算及变压器容量、台数确定-------------------8 一变压器选择注意事项-------------------------------- 8 二台数的确定---------------------------------------- 8 三采区负荷的计算及变压器容量、台数确定----------------------9 第五节采区低压供电网络的计算----------------------------------------9 一电缆型号确定----------------------------------------------------------10 二电缆长度确定----------------------------------------------------------10 三选择支线电缆----------------------------------------------------------11 四干线电缆的选择-------------------------------------------------------15 第六节采区电气设备的选择----------------------------------------------21 一采区高压开关柜的选择------------------------------ 22 二矿用低压隔爆开关选择------------------------------ 22 第七节短路电流的计算----------------------------------------------------24
目录 前言 (3) 设计原始资料 (4) 一、全矿概貌 (4) 二、采区资料 (4) 第一章一般规定 (5) 第一章采区变电所的变压器选择 (5) 一、采区负荷计算 (5) 二、变压器容量计算 (6) 三、变压器的型号、容量、台数的确定 (6) 第二章采区变电所及工作面配电所位置的确定 (7) 一、采区变电所位置 (7) 二、工作面配电点的位置 (7) 第三章采区供电电缆的确定 (8) 一、拟定原则 (8) 二、按照采区供电系统的拟定原则确定供电系统图 (9) 第四章采区高低压电缆的选择 (11) 一、选择原则 (18) 二、选择步骤 (18) 三、电缆长度的确定 (11) 四、电缆型号的确定 (11) 五、电缆选择原则 (11) 六、低压电缆截面的选择 (11) 七、采区电缆热稳定校验 (15) 第六章采区低压控制电器的选择 (20) 一、电器选择按照下列一般原则进行 (20) 二、据已选定的电缆截面、长度来选择开关、起动器容量及整定计算 (20) 第七章低压保护装置的选择和整定 (22) 一、低压电网短路保护装置整定细则规定 (22) 二、保护装置的整定与校验 (22) 第八章高压配电箱的选择和整定 (27)
一、高压配电箱的选择原则 (27) 二、高压配电箱的选择 (27) 三、高压配电箱的整定和灵敏度的校验 (28) 第九章井下漏电保护装置的选择 (29) 一、井下漏电保护装置的作用 (29) 二、漏电保护装置的选择 (29) 三、井下检漏保护装置的整定 (29) 第十章井下保护接地系统 (30) 结束语 (32) 参考文献 (33)
前言 在即将毕业之际，根据教学大纲安排，完成毕业论文及设计、做好毕业答辩工作，我到了大同同煤集团雁崖矿参加毕业实习。 此次实习任务，除了对该煤矿作业过程及对矿井各设备的了解，还须收集矿井原始资料，并以其为依据，对矿井采区作供电系统的设计。 本设计分为三大部分，第一部分为原始资料，第二部分为设计过程，第三部分为参考资料，书中着重讲述采区供电系统中各电气设备的设计过程，如高压配电箱、变压器。电缆的选择方法，并对其的整定及校验，书中详细叙述了电缆及设备的选择原则，井下供电系统采取各种保护的重要性，简明易懂。 本设计方案符合《煤矿安全规程》、《煤矿工业设计规范》，坚持从实际出发、联系理论知识，在设计过程中，通过各方面的考虑，选用新型产品，应用新技术，满足供电的可靠性、安全性、经济性及技术合理性。 通过设计，让我了解了矿山的概况,了解了煤矿供电系统运行和供电设备管理情况和煤矿生产管理的基本知识，使自己具有一定的理论知识的同时，又具有较强的实际操作能力及解决实际工程问题的能力，根据新采区的实际情况，在老师和单位技术员的指导下，并深入生产现场，查阅了有关设计资料、规程、规定、规范。听取并收录了现场许多技术员的意见及经验，对采区所需设备的型号及供电线路等进行设计计算与分析。 本次设计承张文老师的指导及同煤集团雁崖矿机电科长的大力支持，在此表示深深的谢意！ 编者 2011年10月
煤矿采区供电系统设计编制： 审核： 机电科： 机电副总： 主管矿长： 总工： 机电动力科
二零一七年十月 一、15**采区负荷统计 根据15**采区巷道布置情况，按照负荷点统计负荷如下表：
电设备计算有功功率：2574.75kW；由于15**采区与1504采区回采、掘进交替进行，所以15**采区实际最大需用计算有功功率为：1979.2 kW。 二、供电方式及设备选型 根据矿井井下开拓方式、采掘机械设备布置，经方案比较计算，15**采区设立15**采区变电所，采用双回路进线单母线两段式供电，变电所高低压开关全部选用矿用隔爆型设备。 （一）采区变电所位置确定 根据15**采区巷道布置情况，15**采区变电所设置在15**轨道下山下部车场附近，设有两个出口，通风系统与回风大巷相通。 （二）采区变电所供电方式 15**采区变电所主要用电负荷按负荷类型分类，主要配电方式为： 1.综采工作面按两回路高压配电； 2.综掘工作面两顺槽各采用一回路高压供电； 3.15**皮带下山延伸巷输送机采用一回路高压供电； 4.采区变电所所内低压系统配置两台干式变压器，为采
区就近低压负荷供电； 5.采区局部通风机供电采用“三专两闭锁”供电，在采区变电所所内配置两台干式变压器； 6.采区变电所附近照明及信号系统电源就近取自采变所内照明综保或所内低压系统，距离远的地方就近负荷点取电源，配电专用照明信号综保供给照明和信号电源； 7.采区变电所供电具体接线方式见采区变电所供电系统图。 （三）采区变电所设备选型 1.高压防爆配电装置选型 选用PBG-**/6型高压防爆配电装置，进线及联络选用600A，其余开关根据负荷大小选用同型号高压防爆配电装置。进线及联络选用600A，其余开关根据负荷大小选用同型号高压防爆配电装置。 2.低压馈电开关选型 变电所低压总馈电开关选用带检漏继电器保护的BKD20-400/1140(660)Z馈电开关，其余各分路开关根据负荷大小选用同型号馈电开关。 3.变压器选型 变压器选用KBSG-500/6/0.69KV、KBSG-630/6/0.69KV 干式变压器两台，一台工作，一台备用，变压器低压采用660V 供电。