采区供电设计计算
煤矿采区变电所设计指导书
第一节矿井变电所
《煤矿安全规程》对煤矿井下供电的主要要求是：
（1）《煤矿安全规程》（2010年版）第四百四十二条规定：井下各水平中央变（配）电所、采区变（配）电所、主排水泵房和下山开采的采区排水泵房的供电线路，不得少于两回路。当任一回路停止供电时，其余回路应能承担全部负荷的供电。向局部通风机供电的井下变(配)电所应采用分列运行方式。
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。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
1140V，
地面变电所6（10）kV侧采用高压开关柜组成。
地面变电所的主要电气设备有隔离开关、断路器、变压器、互感器、避雷器等。
地面变电所的主要用户有井下负荷、矿井主通风机、矿井主井提升机、矿井副井提升机、矿井压风机、地面低压变压器、其他辅助生产设施等。
二、煤矿井下变电所的结线与硐室布置
1.井下中央变电所
井下中央变电所是井下供电系统的核心，其主结线如图1-1所示。
根据《煤矿安全规程》的规定，井下中央变电所的供电线路，不得少于两回路，当任一回路停止供电时，其余回路应能担负全部负荷。所以，为了保证井下供电的可靠性，由地面变电所引至中央变电所的电缆数目至少应有两条，并分别引自地面变电所的两段6（10）kV母线。
中央变电所的高压母线采用单母线分段结线方式，母线段数与下井电缆根数对应，各段母线通过高
压开关联络。正常时联络开关断开，母线采用分列运行方式，当某条下井电缆故障退出运行时，合上母线联络开关，恢复对该段母线负荷的供电。
图1-1 中央变电所主结线图
中央变电所向每个采区变电所馈送两条电缆线路。
主排水泵是一级负荷，但由于水泵总数中已包括备用水泵和检修水泵，因此每台水泵用一条专用电缆供电，可直接用中央变电所的高压开关启动和停止。所有水泵必须均匀分配在各段母线上，不得集中接于一段母线。当主水泵为低压电动机时，配电变压器最少应有两台，变压器低压侧亦采用单母线分段结线，每台变压器的容量均应满足最大涌水期时需开动的全部负荷的供电要求。
通常井下中央变电所设置在井底车场副井井底附近，与中央水泵房相邻。有条件时还应与电机车用的变流所联合建筑。
为了防水，变电所地面应比其出口与井底车场或大巷连接处的底板标高高0.5m。
动。
为低压电动机时，为水泵供电的变压器低压侧也应采用单母线分段结线。上山绞车、上山皮带输送机、局扇等重要设备采用专用线路供电。
图1-3 下山、综采采区变电所主结线图
上山采区没有主排水泵。炮采工作面通常由采区变电所用660V低压供电。
采区变电所通常设置在两个上（下）山巷道之间的联络巷中或运输大巷采区装车站附近。若采区变电所设置在两个上（下）山巷道之间的联络巷中，可以使采区变电所到各区段工作面运输巷的距离基本相同，适合于大型采区。若采区变电所设置在运输大巷采区装车站附近，运输、安装更方便，但变电所距最上部区段的距离大，适合于用移动变电站供电的工作面。
采区变电所的防水、防火、通风等安全措施，除底板标高没有严格规定外，其它与中央变电所相同。变压器可与配电设备布置在同一硐室内。变电所的高、低压设备应分开布置。各设备之间、设备与墙壁
之间均应留有维护和检修通道。不从侧面和背后检修的设备不留通道。
采区变电所内的主要电气设备有矿用隔爆型高压配电箱、矿用变压器、矿用隔爆型低压馈电开关等。
采区变电所的主要负荷有采煤工作面、掘进工作面、采区集中运输设备（上山绞车、皮带输送机）、排水设备、掘进工作面局部通风机等。
3.工作面配电
1）综采工作面配电
综合机械化采煤工作面，单机功率和总功率大，输电距离长，回采速度快，必须采用移动变电站供电。综采工作面机电设备布置参见图1-4。
采区变电所用6（10）kV高压向移动变电站送电，经移动变电站降压后向工作面生产设备供电。综采工作面设备的额定电压通常为1140V，大型高产高效工作面使用3300V。
综采工作面配电结线如图1-5所示。工作面内的生产设备由1#移动变电站供电，1#移动变电站距离
1
1#
工作面配
300～
三、采区供电系统方案拟定原则
1.有一级负荷的采区变电所必须采用单母线分段结线。
2.变电所的每条出线电缆必须有高爆或馈电开关配出；每台生产机械都必须有电磁启动器或其他控制设备操作。
3.每条电缆尽量走最短线路，尽量不走回头路。
4.炮采和掘进工作面由采区变电所低压供电，采用干线式配电。
5.一级负荷和上山运输机械、综采工作面大型机械等重要二级负荷采用专用线路供电。
6.工作局扇和备用局扇的变压器不得在同一段母线。
7.综采工作面的工作乳化液泵和备用乳化液泵尽量不用同一条线路供电。
8.煤电钻和照明要采用综合保护装置供电。
四、井下电气设备的选择
正确选择电气设备对供电的可靠性，安全性，经济性都有着重要的意义。选择井下电气设备的一般原则如下：
（1）煤矿井下必须使用矿用防爆型和矿用一般型电气设备。必须按照《煤矿安全规程》选择井下电气设备的类型。
（2）井下变电所的高压配电开关使用矿用防爆型和矿用一般型高压配电箱，控制高压电动机也可以使用高压启动器。低压配电开关使用矿用防爆型馈电开关。
井下变电所必须选用矿用隔爆型干式变压器或移动变电站。综采工作面必须选用矿用隔爆型移动变电站。
（3）控制生产机械使用矿用防爆型电磁启动器。控制经常正反转的生产机械如调度绞车、回柱绞车、翻车机等应选用矿用防爆可逆式电磁启动器。大功率的生产机械可使用矿用防爆型软启动器或变频启动器。
第二节负荷计算
当我们为采区供电系统选配开关、变压器和电缆时，首先要计算这些设备所负担的功率和电流，这叫负荷计算。负荷计算是正确选择开关、变压器等电气设备和电缆截面的基础。
负荷计算要计算的参数有三个：一是负荷的有功计算功率，简称计算功率，用P ca表示。它是负荷在运行时实际需要的长时最大有功功率，单位是kW（千瓦）。二是负荷的视在计算功率，用S ca表示。它是负荷在运行时实际需要的长时最大视在功率,单位是kVA（千伏安）。用来选择变压器容量。三是长时工作电流，用I ca表示。它是负荷在实际运行时的长时最大工作电流，单位是A（安）。用来选择开关和电缆截面。
这里的长时功率、长时电流是指持续30min的平均功率和平均电流。与长时功率、长时电流相对的
（5-1）
式（
（5-2）式中
N N
当电动机额定电压为10kV时，I N≈ 0.07P N。
例5-1有一台额定电压为660V，额定功率为40kW的电动机，试估算其额定电流。
解：
当电动机额定电压为660V时，I N≈ 1.15P N，把额定功率等于40kW代入公式
I N≈ 1.15×40 = 46A
2.一个用电设备组的负荷计算
生产工艺相同或相近，在生产过程中相互协同共同完成一项生产任务的多台生产机械称为一个用电设备组。采区有采煤工作面、掘进工作面、集中运输等几类用电设备组。
设一个用电设备组有n台电动机，每台电动机的额定功率已知为P N1、P N2、P N3···P Nn。则总额定功率为：
Nn 2N 1N N P P P P +???++=∑ （5-3）
但是这些电动机在生产运行时，一般不会同时工作，同时工作的电动机一般也不会同时满载，因此实际需要的功率P ca 总小于ΣP N 。
∑=N de ca P K P （5-4）
由P ca 可计算出S ca 和I ca
?
cos ca
ca P S = （5-5） N
ca N ca ca 3cos 3U S
U P I ==
? （5-6）
试计算该工作面的负荷（P ca 、S ca 和I ca ）。
解：
1）计算总额定功率
2）查表5-1，缓倾斜炮采工作面K de 取0.5，cos φ取0.6。 3）计算有功计算功率 4）计算长时负荷电流
?
cos 3N ca ca U P I =2056066073216
140=??=.... A
5）计算视在功率
例5-3 试计算项目中的综采工作面设备的负荷并选择工作面移动变电站容量。
解：项目中的综采工作面设备，除下顺槽可伸缩皮带输送机和上顺槽设备外，均由工作面移动变电
站供电。
1）计算总额定功率
2）查表5-1，综采工作面K de取0.7，cosφ取0.7。
3）计算有功计算功率
4）计算视在功率
可选取一台KBSGZY-1000/10/1.2型矿用隔爆型移动变电站。
3.多个用电设备组的负荷计算
当一个变压器、开关或一条电缆向两个或两个以上用电设备组供电时，就需要计算这多个用电设备组的总功率和总电流。步骤如下：
1）计算各组的ΣP N
2）查表5-1选取各组的K de、cosφ和tanφ
（5-7）
（5-8）
（5-9）式中
K sp和
（5-10）
，cos660V。
电动机电压正常、高效运行，可以使过流保护动作灵敏度校验容易满足要求。
通常井下电缆线路导线截面计算可分为三种情况。
1.短电缆
当电缆长度较短，且负荷不太大时，按以下步骤计算电缆截面。
（1）按长时允许电流初选电缆导线截面；
（2）给采掘工作面生产机械供电的支线电缆要校验机械强度允许最小截面。
2.低压长电缆
当电缆长度较长，或负荷较大时，按以下步骤计算电缆截面。
（1）按长时允许电流初选电缆导线截面；
（2）校验允许电压损失。
3.高压电缆和变电所内的低压电缆
（1）按长时允许电流初选电缆导线截面；
（2）长电缆要校验允许电压损失。
（3）校验短路热稳定性，详见本章第四节。
一、电缆导线截面的计算方法
1.按长时允许电流初选电缆导线截面
导线是有电阻的，当电流通过时会发热。温度过高会缩短电缆寿命、烧坏电缆绝缘，造成短路，使电缆报废。长时允许电流是导线能长期通过又不过热的最大电流。表5-2是井下常用电缆在空气中敷设时的长时允许电流。为了使导线在正常运行时不超过其长时允许温度，流过导线的长时工作电流不得超过导线的长时允许电流。即
I≥ca I（5-11）
p
表5-3 矿用橡套电缆接地和控制芯线配置 mm2
2.按机械强度允许最小截面校验导线截面
电缆在工作面和巷道中敷设，难免会受到外部机械力的作用，截面太小的电缆很容易出现断线、护套破裂、绝缘损坏现象。为避免在拖拽、碰撞等外力作用下断线、破裂，给采掘工作面生产机械供电的支线电缆按长时允许电流初选后，还要校验机械强度允许最小截面。这些电缆的截面应符合表4-11的要
求。
表4-11 橡套电缆满足机械强度的最小截面（mm 2
）
3.按允许电压损失校验导线截面
输电线路通过电流时，将产生电压损失L U ?。电压损失过大，会造成电动机电压过低，电动机起动
（5-12）
式中（5-13）
式中R L 、X L 。（5-14）
式中X L 可用下式计算：
L x X 0L = （5-15）
式中 L ——电缆的长度，km ；
0x ——线路每千米电抗，0x 和线路结构、电压等级有关，电缆线路取0.06~0.08
Ω/km，架空线路取0.3~0.4 Ω/km，高压线路取较大的值。
因为电缆线路的电抗很小（0.06~0.08 Ω/km），通常情况下可忽略，式（5-12）和式（5-13）可简化为
N
ca ca L cos 3U A L
P A L I U γγ?==
? （5-16）
例5-6 设例5-5中电缆长度为400m ，试计算其电压损失。
解：从例5-2和例5-5中已知I ca 为205A ，cos φ =0.6，P ca =140.6kW ，电缆截面为70mm 2
，代入式（5-15）可得：
或
2）线路允许电压损失
井下变压器的二次侧额定电压为1.05U N ，电动机的允许最低电压为0.95U N ，因此，变压器和线路的电压损失之和不能超过10%U N 。考虑到井下变压器的电压损失通常不超过5%U N ，则如果从变压器出口处到电动机的线路电压损失不超过5%U N ，即可满足电动机运行的要求。
U ?面。I p ＞50mm 12解：
1）选择电缆型号
选择MYP-0.38/0.66型矿用橡套电缆。 2）计算L 1的截面
L 1的负荷是一台电动机，长时工作电流为：
I ca =I N =1.15P N =1.15×75=86A
查表5-2，选取25mm 2
，长时允许电流为113A ，I p ＞I N 满足要求，初选合格。 L 1电缆的电压损失为：
4.866.0
5.432580
75N 11ca L1=???==?U A L P U γV
3）计算L 2的截面
L 2的负荷是多台电动机。因台数较少，故取K de = 0.8。长时工作电流为
1607.066.0732.1160
8.0cos 3N N de ca =???=∑=
?
U P K I A 选取50mm 2
。长时允许电流为173A ，I p ＞I ca 满足要求，初选合格。
L 2电缆的电压损失为
6.3566.05.4350400
1608.0N 22N de N 22ca L2=????=∑==?U A L P K U A L P U γγV
从变压器到电动机的总电压损失为
446.354.82L 1L L =+=?+?=?U U U V
。 P 1736.066.0732.17.1986.0cos 3N N de ca =???=∑=?
U P K I A
I P ＞I ca ，合格。
L 2段
5.620611
.066.05.432.15.7303407.0p N N de 2=??+++?=?∑=
）（u U P K A γmm 2
选取70mm 2
，I P =215A 。校验长时允许电流
1626
.066.0732.17.1587.0cos 3N N de ca =???=∑=?U P K I A
I P ＞I ca ，合格。
L 3段
9.470611
.066.05.432.15.7302407.0p N N de 3=??+++?=?∑=
）（u U P K A γmm 2
选取50mm 2
，I P =173A 。校验长时允许电流
1216
.066.0732.17.1187.0cos 3N N de ca =???=∑=?U P K I A
I P ＞I ca ，合格
L 4段：
2.350611
.066.05.432.15.730408.0p N N de 4=??+++=?∑=
）（u U P K A γmm 2
L U ?＞LP U ?不合格，把L 2的截面增大到70mm 2
，重新计算电压损失。
596
5.43501100
7.01000cos N ca N ca L =????=?==
?U A L S U A L P U γ?γV L U ?＜LP U ?合格。
注①：从地面主变压器到工作面移动变电站的电缆分三段，地面——井下中央变电所——采区变电所——移动变电站，总电压损失正常时不得超过5%U N ，故障时不得超过7%U N 。故该例题中采区变电所到移动变电站的电缆允许电压损失规定为1%U N 。生产现场可根据实际情况调整。
二、变电所电压管理
电压是衡量电能质量的主要指标。供电系统在运行中，送到用电设备的实际电压与额定电压总有一
些偏差，此偏差值称为电压偏移。如果电压偏移超过允许的范围，电气设备的运行状态将显着恶化，甚至损坏电气设备。例如交流电动机电压过低时，电动机转矩急剧下降，起动困难，电流增大，运行温度升高，加速绝缘的老化，甚至烧毁电动机；电压过高时，会造成电动机空载电流和铁损的增大，温度升高，过高的电压甚至会造成绝缘击穿，引起短路。一般电动机和照明灯的允许电压偏移为其额定电压的±5%。
煤矿井下常见电压问题是靠近变压器的地方电压过高，可达额定电压的1.1倍以上；离变压器远的地方电压过低，可低于0.9倍的额定电压。
当变压器出口处的电压偏高时，可通过电力变压器的调压分接头来调节，矿用隔爆干式变压器的调压分接头有+5%、±0、-5%三个等级。当高压侧输入电压比额定电压高5%时，调压分接头置于+5%位置，依此类推。调节原则是当变压器在正常负载下运行时出口处的电压等于或略高于电网额定电压。
当输电线路远端的电压偏低时，可以通过增大线路导线截面、增加电缆根数或使用移动变电站供电
第四节井下电网短路电流计算
一、短路
电力系统在运行中难免发生各种故障，而使系统的正常运行遭到破坏。根据运行经验，最为常见而且危害最大的故障是短路。
短路是指供电系统中不同电位的导体在电气上被短接。
1.短路的种类
在三相系统中，短路的基本类型有：三相短路、两相短路、两相接地短路、单相短路和单相接地短路等。
在煤矿井下供电系统中，由于电网中性点不接地，故没有单相短路和单相接地短路。常见的短路是三相短路和两相短路。
2.造成短路的原因
煤矿井下电网短路故障的主要原因如下：
（1）电气设备年久失修，绝缘自然老化；
（2）绝缘材料表面污秽、受潮，使绝缘能力下降；
（3）绝缘受到机械性损伤，如撞击、拖拽、过度弯曲等，导致绝缘损坏；
在投入运行前都要做绝缘电阻的检测。
（4）要按《煤矿安全规程》的规定敷设电缆，电缆的架设要稳固、可靠，受力时有一定的缓冲。
（5）严格执行变电所停送电操作规程和检修规程，严禁无电工作业资格的人擅自操作电气设备。
（6）由地面引入井下的电力线路、通信线路、金属管道、铁轨等必须在下井前设置防雷电措施。
二、短路电流的波形
在短路发生后的0.2秒时间内，短路电流不是正弦波。图5-3是高压电网短路电流的波形图。
从图5-3可看出，短路电流是由周期分量和非周期分量组成的。周期分量是正弦波，非周期分量是指数曲线，非周期分量在0.15~0.2s后衰减到零。短路电流在0.01s时出现最大值，叫做冲击电流，用i im表示。冲击电流可达周期分量有效值的1.84～2.55倍，对电气设备的破坏作用很大。
计算短路电流主要是计算周期分量有效值I s。井下电网计算短路电流常用有名值法和查表法。
三、有名值法计算短路电流
有名值法又称绝对值法。井下低压电网短路电流的计算多采用有名值法。 （一）短路点距离变压器较远时
井下低压电网短路时，如果短路点距离变压器较远，影响短路电流大小的主要是变压器和低压电缆线路的阻抗，可以忽略高压线路和电源的阻抗。
图5-4是低压电网两相短路和三相短路示意图和等效电路图。
图中R T 、X T 、R L 、X L 分别表示变压器和线路的电阻、电抗，
3
2N 2N
2U U &&、是两相短路和三相短路时一相的电压。从图5-4可以看出，只要求出短路回路的总阻抗，就可用欧姆定律计算短路电流。短路电流计
算步骤如下：
1.计算短路回路各阻抗元件的阻抗
（5-17）
式中（5-18）
式中（5-19） 式中 X T ——变压器每相的电抗，Ω。
表5-5是KBSG 矿用隔爆变压器和KBSGZY 隔爆移动变电站技术参数表，可供计算时使用。
表5-5 KBSG 矿用隔爆变压器和KBSGZY 隔爆移动变电站技术参数表
2）输电线路的阻抗
输电线路的电阻和电抗计算在本章第三节已有叙述，参见式（5-14）和式（5-15），这里不再赘述。 2.短路回路一相总阻抗的计算
2L T 2L T )()01.0X X R R Z ++++=（ （5-20）
式中 0.01——短路电弧等效电阻。
3.计算短路电流 两相短路电流计算
Z
U I 2N
2)2(s =
（5-21）
式中 N U 2——变压器副边额定电压， V ；
）（2s I ——两相短路电流，A 。
三相短路电流计算
）
（）（2s N 23s 15.13I Z
U I ==
（5-22） 例5-11 给上山绞车供电的变压器为KBSG-315/10/0.693，电缆长460m ，截面为50mm 2
，试计算绞车房的两相短路电流。
解：
1）查表得KBSG-315/10/0.693型变压器的电阻和电抗为：R T =0.0121Ω，X T =0.0598Ω。
028.04.007.02L =?=X Ω
3）画出等效电路如图5-6所示
4）计算S 1点短路回路的总阻抗和两相短路电流
238.0=Ω
1456238.0269321N
221
s =?==Z U I ）（ A 5）计算S 2点短路回路的总阻抗和两相短路电流
168.0=Ω
2063168
.02693
22N 222s =?==
Z U I ）（ A （二）短路点距离变压器较近时
当短路点距离变压器较近时，影响短路电流的除变压器阻抗之外，还有电源电抗和高压电缆阻抗。典型情况是变压器出口处短路，如图5-7和5-8所示。
1.电源电抗和高压电缆阻抗的计算 1）电源电抗
井下电网通常把中央变电所的母线作为电源。中央变电所母线的短路电抗为
s
2N 2
s S U X = （5-23）
式中
取6.35-15），电抗为L X （5-24） （5-25） 2s L T 2L T )()01.0X X X R R Z +++++=（ （5-26）
3.计算短路电流
两相和三相短路电流的计算同式（5-21）和式（5-22）。
例5-13 图5-7中高压电缆为MVV 22型聚氯乙烯塑料绝缘铜芯钢带铠装电缆，截面50mm 2
，长2000m ，变压器为KBSG-315/6/0.693矿用隔爆型干式变压器，试计算S 点的两相短路电流。
解：
1）查表得KBSG-315/6/0.693矿用隔爆型干式变压器的电阻和电抗，R T =0.0104Ω，X T =0.0601Ω。 2）计算高压电缆的阻抗并折算
011.06.485020006693.0222N 12N 2L =?==γA L U U R Ω 00213.0208.06693.02
202N 12N
2L =??==L x U U X Ω
3）计算短路回路的总阻抗
0740.0=Ω
4）计算短路电流
46820740
.02693
2N 2)2(s =?==
Z U I A
～1140V
（5-27）
式中（5-28）
式中
利用查表法计算低压电网两相短路电流的步骤为 （1）绘制短路计算图，并选定短路计算点；
（2）通过查表或计算确定各段电缆的换算长度L ct ；
（3）求出变压器二次侧至短路点所经全部电缆的总换算长度；
（4）根据总换算长度和变压器型号、二次侧额定电压、容量，在相应的变压器栏目下查出对应的两相短路电流值。如表中无对应的换算长度和变压器容量时，可采用插补法。
例5-14 用查表法重新计算例5-11的S 1点短路电流。
解：
1）折算电缆长度
70mm 2
电缆，实际长度400m ，折算系数为0.724，换算长度为290m ；
25 mm 2
电缆，实际长度80m ，折算系数为1.977，换算长度为158m ； 从变压器到S 1短路点的电缆换算总长度为448m 。 2）查表5-7，可得S 1点两相短路电流约为1470A 。 五、井下开关的断流能力校验
井下使用高压配电箱、馈电开关、电磁启动器，除正常的停送电操作外，还要在短路时切断短路电流。因此，要校验其断流能力，以保证开关有足够能力切断短路电流。
校验时，只需使开关的额定开断电流不小于开关安装处的最大三相短路电流即可。
brN I ≥）
（3max s ?I （5-29）
式中
(试行)高压供电设计步骤及公式、系数等参数说明
高压供电设计步骤及公式、参数说明(试行）
地面供电系统高压供电设计程序、步骤 一、供电设计报告说明 1-1矿井概述 1-2矿井供电系统概述 １-2－１矿井地面供电系统 1－２-2矿井井下供电系统 1-３电气安全技术措施 二、矿井负荷统计（每条线路) 2-1地面电源线路负荷参数统计 ２-２供电线路负荷参数统计（供单台变压器可按其容量计算) 三、短路电流、电压损失计算 3-1短路电流计算 （绘制图、表,供井下变电所设计、计算时采用) 3-2电压损失计算 (矿井高压供电线路最远的两个点) 四、矿井电源线路及高压电气设备选择、校验 4-1矿井电源线路选择、校验 4－2高压电气设备选择、校验 五、整定保护 （整定值列表汇总并与上级整定核对、防止下级整定大于上级整定。）5-1 注：高压供电设计要求有目录，页码
井下变电所高压供电设计程序、步骤 （建议由末级变电所向上逐级设计、计算）一、供电设计报告说明 1-1变电所概述 1-2变电所供电系统概述及高压供电系统确定 1-3电气安全技术措施 二、负荷统计 (列表说明) 三、高压电气设备的选择、校验 四、高压电缆的选择、校验 五、继电保护整定计算（计算结果、整定情况列表标明)
采用的公式、系数等参数说明 变压器的容量选择及校验 一、采区负荷统计及变电站台确定 注：启动电流、功率因数、额定效率、负荷系数等按实际情况进行选取 二、 变压器容量、型号的确定 移动变电站负荷统计： S b ＝dj K P x e φcos ?∑（KVA ） （煤矿电工手册—矿井供电(下）式10-３-1 ） ∑? +=e X P P K max 6.04.0 (煤矿电工手册—矿井供电（下）式１0-３-３ ） 式在:S ——所计算的电力负荷总的视在功率，KVA ； ∑P ——参加计算的所有用电设备(不包括备用）额定功率之和，KW ； Φcos ——参加计算的电力的平均功率因数;参照表10－３-１综采工作面取0.7； X K ——需用系数;其中： Ｐm ａx ——最大电动机的功率，K Ｗ; 三、选用变压器的主要技术数据表 四、变电站电压损失：（低压供电设计中已经计算,可省略）
第六章 采区供电设计
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
企业供电系统杜家村煤矿工程设计
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。
采区供电系统毕业设计
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
煤矿采区供电设计
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
煤矿供电设计参考
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：
煤矿采区移动变电站供电系统设计
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
煤矿采区供电设计-蔡仁飞
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
矿山供电系统设计说明
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
煤矿采区供电设计 (2)
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)
(试行)高压供电设计步骤及公式、系数等参数说明
高压供电设计步骤及公式、参数说明（试行）
地面供电系统高压供电设计程序、步骤 一、供电设计报告说明 1-1矿井概述 1-2矿井供电系统概述 1-2-1矿井地面供电系统 1-2-2矿井井下供电系统 1-3电气安全技术措施 二、矿井负荷统计（每条线路） 2-1地面电源线路负荷参数统计 2-2供电线路负荷参数统计（供单台变压器可按其容量计算） 三、短路电流、电压损失计算 3-1短路电流计算 （绘制图、表，供井下变电所设计、计算时采用）3-2电压损失计算 （矿井高压供电线路最远的两个点） 四、矿井电源线路及高压电气设备选择、校验 4-1矿井电源线路选择、校验 4-2高压电气设备选择、校验 五、整定保护 （整定值列表汇总并与上级整定核对、防止下级整定大于上级整定。）5-1 注：高压供电设计要求有目录，页码
井下变电所高压供电设计程序、步骤 （建议由末级变电所向上逐级设计、计算）一、供电设计报告说明 1-1变电所概述 1-2变电所供电系统概述及高压供电系统确定 1-3电气安全技术措施 二、负荷统计 （列表说明） 三、高压电气设备的选择、校验 四、高压电缆的选择、校验 五、继电保护整定计算（计算结果、整定情况列表标明）
采用的公式、系数等参数说明 变压器的容量选择及校验 一、采区负荷统计及变电站台确定 负荷统计表 名称 设备型号 台数 电 动 机 备 注 额定功率kW 额定电压kV 额定 电流 A 注：启动电流、功率因数、额定效率、负荷系数等按实际情况进行选取 二、 变压器容量、型号的确定 移动变电站负荷统计： S b ＝dj K P x e φcos ?∑（KVA ） （煤矿电工手册—矿井供电（下）式10-3-1 ） ∑? +=e X P P K max 6.04.0 （煤矿电工手册—矿井供电（下）式10-3-3 ） 式在：S ——所计算的电力负荷总的视在功率，KVA ； ∑P ——参加计算的所有用电设备（不包括备用）额定功率之和，KW ； Φcos ——参加计算的电力的平均功率因数；参照表10-3-1综采工作面取0.7; X K ——需用系数；其中： P max ——最大电动机的功率，KW ； 三、选用变压器的主要技术数据表 型号 额定容量kVA 额定电流（A ） 额定电压kV 损耗K Ｗ 阻抗电压％ 备注 高压 低压 空载 负载 四、变电站电压损失：（低压供电设计中已经计算，可省略）
煤矿采区供电设计
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
煤矿采区供电设计
摘要 本设计为南二下延采区供电设计。从实际出发进行系统分析，除满足一般设计规程及规范要求外，还满足《煤矿安全规程》的具体要求和标准。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，以及功耗低，保证采区供电安全、经济、高效平稳运行。 关键词：供电设计选用变压器开关电缆
目录 摘要............................................................................................................... I 1采区供电设计的原始资料.. (1) 1.1采区地质概况 (1) 1.2采煤方法 (1) 1.3采区排水 (1) 1.4采区设备及材料的运输 (1) 1.5煤炭的运输 (1) 1.6采区压气系统 (2) 1.7采区通风系统 (2) 2采区供电系统及变电所位置的确定 (3) 2.1变电所位置的确定 (3) 2.2电压等级的确定 (3) 2.3采区负荷计算及变压器、变电站容量、台数的确定 (3) 2.3.1向临时施工的普掘I工作面供电变压器确定 (3) 2.3.2向普掘II工作面供电的变压器（变电站）确定 (4) 2.3.3向煤仓供电的变压器确定 (4) 2.3.4向综采工作面供电的变压器（变电站）确定 (5) 2.3.5向采煤生产准备面设备供电变电站确定 (7) 2.3.6向采区主提升绞车等设备供电变压器确定 (8) 2.3.7专用风机变压器的选择确定 (8) 2.4采区变电所供电系统的确定 (8) 3采区的设备选型 (11) 3.1低压电缆的选择计算 (11) 3.1.1电缆的选择原则 (11) 3.1.2电缆型号的确定 (11) 3.1.3电缆长度的确定 (12) 3.1.4低压电缆截面的选择计算 (13) 3.2高压电缆的选择计算 (23) 3.2.1电缆型号与长度的确定 (23) 3.2.2电缆截面的选择与校验 (23) 3.3采区高、低压开关的选择 (28) 3.4低压电网的短路电流计算 (28) 3.5高、低开关的继电保护整定计算 (30)
煤矿供电设计规范
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
采区供电设计计算
煤矿采区变电所设计指导书 第一节矿井变电所 《煤矿安全规程》对煤矿井下供电的主要要： （1）《煤矿安全规程》（2010年版）第四百四十二条规定：井下各水平中央变（配）电所、采区变（配）电所、主排水泵房和下山开采的采区排水泵房的供电线路，不得少于两回路。当任一回路停止供电时，其余回路应能承担全部负荷的供电。向局部通风机供电的井下变(配)电所应采用分列运行方式。 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。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。上述设备的控制回路和辅助设备，必须有与主要设备同等可靠的备用电源。 （2）《煤矿安全规程》（2010年版）第一百二十八条规定：高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井、低瓦斯矿井中高瓦斯区的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面正常工作的局部通风机必须配备安装同等能力的备用局部通风机，并能自动切换。正常工作的局部通风机必须采用三专（专用开关、专用电缆、专用变压器）供电，备用局部通风机电源必须取自同时带电的另一电源，当正常工作的局部通风机故障时，备用局部通风机能自动启动。其他掘进工作面和通风地点正常工作的局部通风机可不配备备用局部通风机，但必须采用三专供电。 使用局部通风机供风的地点必须实行风电闭锁，保证当正常工作的局部通风机停止运转或停风后能切断停风区全部非本质安全型电气设备的电源。正常工作的局部通风机故障，切换到备用局部通风机工作时，该局部通风机供风围应停止工作，排除故障；待故障排除，恢复到正常工作的局部通风机后方可恢复工作。 一、矿井地面变电所概述 矿井供电系统主要由地面变电所、井下中央变电所和采区变电所三级变电所构成。 地面变电所的受电电压为6~110kV；井下配电高压为6kV或10kV，用电设备电压多为660V和1140V，大功率电动机采用6kV或10kV供电。 地面变电所是矿井供电系统的枢纽。 地面变电所一般设置在矿井工业广场边沿，离井口较近，远离储煤场和矸石山的地方。 为了保证供电可靠性，变电所有两条电源进线。大中型煤矿电源电压多为35kV，特大型煤矿可采用110kV。变电所通常设置两台主变压器，主变压器二次侧电网额定电压为6kV或10kV。用两条或两条以上的电缆线路向井下和其他一级负荷供电。变电所设置两台低压变压器供应地面380/220V动力和照明用电。小型煤矿电源电压多为6kV或10kV，变电所不设置主变压器。 地面变电所35kV侧有两种设备布置方式。一是把开关、互感器、母线等电气设备置于室外，安装在由钢筋混凝土或钢材制成的门架上，二是在室用高压开关柜组成。新建矿井地面变电所多采用此方式。 地面变电所6（10）kV侧采用高压开关柜组成。 地面变电所的主要电气设备有隔离开关、断路器、变压器、互感器、避雷器等。 地面变电所的主要用户有井下负荷、矿井主通风机、矿井主井提升机、矿井副井提升机、矿井压风机、地面低压变压器、其他辅助生产设施等。 二、煤矿井下变电所的结线与硐室布置 1.井下中央变电所 井下中央变电所是井下供电系统的核心，其主结线如图1-1所示。 根据《煤矿安全规程》的规定，井下中央变电所的供电线路，不得少于两回路，当任一回路停止供电时，其余回路应能担负全部负荷。所以，为了保证井下供电的可靠性，由地面变电所引至中央变电所的电缆数目至少应有两条，并分别引自地面变电所的两段6（10）kV母线。 中央变电所的高压母线采用单母线分段结线方式，母线段数与下井电缆根数对应，各段母线通过高压开关联络。正常时联络开关断开，母线采用分列运行方式，当某条下井电缆故障退出运行时，合上母线联络开
煤矿井下电力监测监控系统的设计方案
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；
某煤矿井下采区变电所供电系统设计
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。