平煤十礦井下供電設(shè)計（本科畢業(yè)設(shè)計論文）

　　目 錄

　　第一章 緒論 1

　　1.1　礦井基本概況 1

　　1.1.1交通位置 1

　　1.1.2地形地勢 1

　　1.1.3 氣象、地震 1

　　1.1.4 礦區(qū)水、電源 1

　　1.1.5 地層、地質(zhì)構(gòu)造 2

　　1.1.6 煤層、煤質(zhì) 2

　　1.1.7 儲量 6

　　1.2 礦井生產(chǎn)概況 7

　　1.2.1 十礦現(xiàn)生產(chǎn)狀況 8

　　1.2.2礦井通風(fēng)現(xiàn)狀 8

　　1.2.3地面生產(chǎn)系統(tǒng) 8

　　第二章 井下變電所配電點(diǎn)位置的確定 9

　　2.1 井下中央變電所位置的確定 9

　　2.2 采區(qū)變電所位置的確定 9

　　2.3 移動變電所位置的確定 9

　　2.4 工作面配電點(diǎn)位置的確定 9

　　第三章 井下供電系統(tǒng)的確定 10

　　3.1 井下電壓等級的確定 10

　　3.2 井下中央變電所的擬定 10

　　3.2.1 高壓供電系統(tǒng)的擬定 10

　　3.2.2 低壓供電系統(tǒng)的擬定 10

　　3.3 己四采區(qū)變電所供電系統(tǒng)的擬定 11

　　3.3.1 高壓供電系統(tǒng)的擬定 11

　　3.3.2 低壓供電系統(tǒng)的擬定 11

　　第四章 負(fù)荷統(tǒng)計與變壓器的選擇 13

　　4.1 需用系數(shù)法統(tǒng)計負(fù)荷 14

　　4.2 變壓器的選擇 17

　　4.2.1 采區(qū)變電所變壓器的選擇： 17

　　4.2.2 中央變電所變壓器的選擇： 17

　　4.3 井下高壓負(fù)荷的計算 18

　　第五章 電纜的選擇 21

　　5.1 低壓電纜的選擇 21

　　5.1.1 低壓電纜型號的選擇 21

　　5.1.2 電纜的芯線數(shù)目的確定 21

　　5.1.3電纜長度的確定 21

　　5.1.4 低壓電纜主芯線截面的選擇 22

　　5.2 高壓電纜的選擇 22

　　5.2.1 高壓電纜型號的確定 22

　　5.2.2 高壓電纜芯數(shù)的確定 22

　　5.2.3 高壓電纜長度的確定 22

　　5.2.4高壓電纜主芯線截面的選擇 23

　　第六章 短路電流的計算 25

　　6.1 井下高壓電網(wǎng)的計算 25

　　6.2 井下低壓電網(wǎng)計算短路電流 26

　　第七章 電氣設(shè)備的選擇 29

　　7.1 按使用場所選擇電氣設(shè)備的類型 29

　　7.2 高壓配電箱的選擇 30

　　7.3 低壓電氣設(shè)備的選擇 30

　　第八章 保護(hù)裝置的整定計算 32

　　8.1 井下對保護(hù)裝置的要求 32

　　8.2 低壓系統(tǒng)保護(hù)裝置的整定計算 32

　　8.2.1 低壓熔斷器的選擇 32

　　8.2.2 繼電器及電子保護(hù)裝置的整定計算 32

　　8.3 高壓配電箱保護(hù)裝置的整定計算 34

　　第九章 井下保護(hù)接地系統(tǒng) 35

　　9.1 井下保護(hù)接地系統(tǒng)的裝設(shè)原則 36

　　9.2 井下對保護(hù)接地裝置的要求 36

　　9.3 保護(hù)接地裝置的安裝和連接 36

　　9.4 對接地電阻的要求和降阻措施 37

　　9.4.1 對接地電阻的要求 37

　　9.4.2 降低降低電阻的措施 37

　　第十章 變電所硐室及設(shè)備布置 38

　　10.1 井下中央變電所硐室 38

　　10.1.1 對硐室的要求 38

　　10.1.2 對設(shè)備布置的要求 38

　　第十一章 井下照明設(shè)計 40

　　11.1 照明設(shè)計的原則與要求 40

　　11.2 照明光源、燈具的選擇與布置 40

　　11.2.1 照明光源與燈具的選擇 40

　　11.2.2 燈具的布置 41

　　11.3 照度的計算 41

　　11.4 照明供電系統(tǒng)的擬定 41

　　11.4.1 照明供電電壓 42

　　11.4.2 照明供電方式 42

　　11.5照明附屬設(shè)備的選擇 42

　　總 結(jié) 43

　　致 謝 44

　　參考文獻(xiàn) 45

　　前 言

　　我國的煤炭事業(yè)發(fā)展較為迅速，也是一個煤業(yè)大國。這樣就要求對煤礦企業(yè)要有一個完整、且合理的供電系統(tǒng)。好的供電系統(tǒng)，對于企業(yè)來說，可以更好的利用和合理分配電力資源，促進(jìn)安全生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本等等。

　　煤礦井下供電尤其重要。因?yàn)樗婕暗?a href=http://cltuan.cn target=_blank class=infotextkey>煤礦企業(yè)的生產(chǎn)、安全及效率。由于井下環(huán)境的特殊性，這樣就對供電系統(tǒng)提出更高的要求。所有的設(shè)計方案都要以《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦井下供電設(shè)計規(guī)范》、《煤礦電工手冊》等為準(zhǔn)則。

　　本說明書是根據(jù)十礦的實(shí)際情況、地理?xiàng)l件而制訂的。十礦屬于高瓦斯礦井，所以在設(shè)計的同時，除了滿足對供電的基本要求外，還應(yīng)當(dāng)注意電氣設(shè)備的選擇，(采用煤礦專用設(shè)備)電氣保護(hù)裝置等等。

　　總之，所有的供電系統(tǒng)都是以井下安全生產(chǎn)所服務(wù)為目的。設(shè)計一套完整、完善的井下供電系統(tǒng)，對煤礦安全生產(chǎn)是必不可缺少的。

　　第一章 概況

　　1.1　礦井基本概況

　　1.1.1交通位置

　　平煤十礦位于河南省平頂山市東部，距平頂山市區(qū)中心約5km，東與十二礦為鄰，西與一礦相鄰。十礦工業(yè)廣場有礦區(qū)專用鐵路與國鐵京廣線、焦支線相連接，東距京廣線孟廟火車站70km，西距焦支線寶豐火車站28km。礦區(qū)專用鐵路線與孟寶線平頂山東站相接。公路以平頂山市為樞紐，有柏油公路通向附近各縣市，東與許南公路相連，交通便利。

　　1.1.2地形地勢

　　井田的東南部為開闊的沖積～洪積平原，西北部為砂巖組成的高山，山脊平緩，山坡陡峭，約為30°，向南逐步過渡到平原。地勢是西北高，東南低。西北部有平頂山，北部為馬棚山，山的相對標(biāo)高為+360m～+460m，平原+80～+100m。

　　1.1.3 氣象、地震

　　本區(qū)屬大陸性半干燥濕度不足帶，年平均降雨量794.6mm，年最大降雨量為1323.6mm，雨季一般集中在7～9月份。歷年平均蒸發(fā)量為2269.2mm，年最大蒸發(fā)量2825mm，蒸發(fā)量大于降雨量。年平均氣溫為15℃，最高氣溫42.3℃，最低氣溫-15℃。常年風(fēng)向多為北西和北東，以北西風(fēng)的風(fēng)速最大，為24m/s;最大積雪厚度為16cm，凍土最深22cm。

　　平頂山位于許昌～淮南震帶的南緣。據(jù)國家地震烈度區(qū)域劃分的意見，本區(qū)為VI級地震列度區(qū)。

　　1.1.4 礦區(qū)水、電源

　　礦區(qū)地下水有寒武系灰?guī)r含水層，太原組下段灰?guī)r含水層，己17煤底板灰?guī)r含水層，己15煤頂板砂巖含水層，戊9-10煤頂板砂巖含水層，均可為礦井供水水源。

　　礦區(qū)電源主要來自平頂山市電業(yè)局所轄的賈莊、肖營和孫嶺變電站的110Kv和35Kv系統(tǒng)以及平煤集團(tuán)公司所轄的謝莊110Kv變電站。

　　十礦現(xiàn)有變電所(地面)兩座，其中一座位于南院工業(yè)場地內(nèi)，稱院內(nèi)6Kv變電所，另一座位于北翼風(fēng)井工業(yè)場地內(nèi)，稱北翼風(fēng)井6Kv變電所。

　　礦井電源取自于北翼風(fēng)井工業(yè)場地內(nèi)的月臺35Kv變電站之6Kv母線。月臺變電所現(xiàn)有兩臺主變，容量為2×1250KVA，電壓等級為35/6Kv，正常情況下兩臺主變同時分列運(yùn)行。月臺站35Kv主送電源取自賈莊220kv站，備用電源取自焦莊(平八礦西風(fēng)井)35kv站，當(dāng)主送線路故障時，備用電源可通過裝置自動投入。

　　月臺變電站屬礦務(wù)局供電公司管轄，其6kv系統(tǒng)為單母線分段接線，兩段母線分別向北風(fēng)井工業(yè)場地內(nèi)的提升絞車、空壓機(jī)、7#扇風(fēng)機(jī)、北風(fēng)井變電所、院內(nèi)變電所和井下第一、第二水平中央變電所及化工廠等場地外的用戶供電。

　　1.1.5 地層、地質(zhì)構(gòu)造

　　平頂山煤田屬華北地層區(qū)豫西分區(qū)澠池～確山小區(qū)。依據(jù)地表出露與鉆探揭露，井田內(nèi)地層層序自上而下為：寒武紀(jì)張夏組、固山組;石炭系太原組;二疊系山西組;第三、四系。明顯的從海相沉積通過海陸交互相沉積，逐漸變?yōu)殛懴虺练e。其中石炭系太原組、二疊系山西組、石盒子組為含煤地層，含煤地層總厚度近800m。

　　十礦礦區(qū)的主體構(gòu)造為一寬緩的復(fù)式向斜，即李口向斜，并伴生著一些一級的背斜和向斜。十礦位于李口向斜南翼，處于、二級構(gòu)造郭莊背斜和牛莊向斜上。十礦三水平位于李口向斜南翼、郭莊背斜北翼。

　　根據(jù)礦區(qū)實(shí)際開采情況和地質(zhì)報告，本井田無陷落柱、剝蝕帶及火成巖侵入情況。井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，褶曲、斷層不發(fā)育。

　　1.1.6 煤層、煤質(zhì)

　　(一)煤層

　　井田內(nèi)有3個煤系地層：上部為二疊系上石盒子組，含丁、戊兩組可采煤層;中部為下二疊系山西組，含己組煤;下部為石炭系太原群，含庚組煤。十礦三水平主要可采煤層為丁5、丁6、戊9、戊10、戊11、

　　己15-16、己17 層。各主要可采煤層、煤組分述如下：

　　1、丁煤組：該組煤層屬二疊系下石盒子組丁煤層，可采煤層為

　　丁5，丁6煤層。煤層底板標(biāo)高為-520～-750m，丁5、丁6煤層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，被十礦稱為“四煤三矸”結(jié)構(gòu)。丁5煤層正常厚度1.15m,丁6煤層正常厚度1.4m，三水平范圍內(nèi),丁5、丁6煤層賦存不穩(wěn)定, 僅局部可采。中西部丁5煤層小于0.8m,為丁5不可采區(qū); 西北部及中東部丁6煤層小于0.8m, 為丁6不可采區(qū)。丁5煤層、丁6煤層可采區(qū)位于丁組煤層中部，丁5、丁6煤層其中間為泥巖，其上、下巖性具有對稱特點(diǎn)，煤層直接頂?shù)装寰鶠樯百|(zhì)泥巖，老頂、老底均為砂巖。

　　2、戊煤組：屬二疊系下石盒子組，上距丁組煤60～80m，下距己煤組160～180m。包括戊8、戊9、戊10、戊11、戊12、戊13，可采煤層為戊9、戊10、戊11?？刹晌旖M煤層上距丁6煤層90m左右，在三水平內(nèi)戊8，戊12，戊13不可采。戊9煤層由東南向西北逐漸變薄，絕大多數(shù)厚度在1.35m左右，僅在西北隅煤厚小于0.8m，為戊9煤層不可采區(qū)。戊10煤層是主要的開采煤層，煤厚在1.8～2.9m之間，一般煤厚為2.5m左右，與戊9煤相似，由東南向西北逐漸變薄。戊11煤層僅西南角局部可采，煤厚1.3～1.7m，因本煤層富含夾矸，煤質(zhì)欠佳，沉積不穩(wěn)定，為非主采煤層。戊8與戊9之間有兩層夾矸，夾矸間有一煤線(0.1～0.2m)，戊9與戊10間泥巖為4～9m，由東向西逐漸變厚，戊10煤層中間含一層夾矸，夾矸厚度多在0.3m左右，僅個別地方達(dá)0.7m，將戊10煤層分為上戊10和下戊10。戊10與戊11間泥巖沉積不穩(wěn)定在1～7m之間，戊8直接頂為致密泥巖，水平層理發(fā)育，厚0.8～1.0m，向上為0.8～1.0m的砂質(zhì)泥巖，再向上為夾硅質(zhì)巖的砂質(zhì)泥巖，厚約6～8m，戊11底板為砂質(zhì)泥巖偶夾透鏡狀砂巖，含菱鐵礦薄層及結(jié)核。

　　3、己煤組：該煤組屬二疊系山西組，下距石炭系太原組頂部灰?guī)r8～20m，上距己組頂板砂巖10～20m，與戊組煤間距180m左右。本煤組包括己14，己15，己16，己17四個煤層，己14不可采，己15，己16，己17為主要可采煤層。在三水平范圍內(nèi)，己15，己16煤層在25勘探線以東合層，煤厚在3.5m左右，局部可達(dá)4.5m，在25勘探線以西，己15煤厚1.86～2.55m，多數(shù)為2.0m左右，由東南向西北逐漸變薄，己16煤厚0.95～1.15m，己17煤層厚度1.8～2.7m，多數(shù)2.2m左右，己15與己16夾矸厚度0.3～2.3m，遇水易膨脹，由東向西逐漸增厚，己16與己17夾矸0.3～0.7m，己15直接頂為砂質(zhì)泥巖含砂質(zhì)條帶，向上有時沉積有條帶狀砂巖，6m左右夾碣色油質(zhì)光澤泥巖，8～10m為0.4m左右的己14煤。其上為己組頂板砂巖，此頂板砂巖為砂巖群，厚度巨大，巖石層面夾炭質(zhì)薄膜及白云母，己17底板一般情況下為含白云母砂質(zhì)泥巖，厚10m左右。

　　(二)煤質(zhì)

　　井田可采煤層煤類為氣煤、1/3焦煤、肥煤和焦煤、可供動力用和煉焦用煤。

　　1.1.7 儲量

　　1、井田境界

　　十礦三水平位于十礦井田北部，深部(北部)邊界為李口向斜軸，東部戊組煤層邊界為21勘探線東500m，東部己組煤層邊界為23勘探線東500m，西部戊組、己組邊界為26勘探線，淺部(南部)丁組、戊組、己組分別接二水平下部邊界。

　　2、儲量

　　據(jù)平煤集團(tuán)公司〈關(guān)于對十礦三水平地質(zhì)說明書的批復(fù)〉，十礦三水平地質(zhì)儲量為10045.1萬t，其中丁組：1110萬t，戊組：3964..5萬t，己組:4970.6萬t。工業(yè)儲量9821.43萬t，可采儲量7921.5萬t。

　　1.2 礦井生產(chǎn)概況

　　1.2.1 十礦現(xiàn)生產(chǎn)狀況

　　十礦二水平現(xiàn)有生產(chǎn)采區(qū)四個：己二采區(qū)，北翼中區(qū)，北翼東區(qū)，己四采區(qū)。每個采區(qū)各成系統(tǒng)。戊組煤均通過井下采區(qū)皮帶轉(zhuǎn)載到三條主運(yùn)輸皮帶從二水平運(yùn)至老主底，然后通過主井箕斗提至地面;己組煤均通過采區(qū)皮帶轉(zhuǎn)載到二水平大皮帶斜井到達(dá)地面。

　　礦井主提升系統(tǒng)二個：

　　(1)老主井核定能力210萬t/a;

　　(2)大皮帶斜井核定能力120萬t/a

　　礦井輔助提升系統(tǒng)三個：

　　(1)老副井：核定能力210萬t/a

　　(2)北翼進(jìn)風(fēng)井：核定能力180萬t/a

　　(3)大皮帶斜井主要擔(dān)負(fù)井下工作人員上下。

　　目前礦井二水平輔助運(yùn)輸和人員上下主要通過北翼進(jìn)風(fēng)井，大皮帶斜井完成。

　　1.2.2礦井通風(fēng)現(xiàn)狀

　　礦井采用分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，其中4號風(fēng)井(己二風(fēng)井)主要為己二采區(qū)服務(wù)，6號風(fēng)井(戊三風(fēng)井)主要為北翼東區(qū)戊組服務(wù)，7號風(fēng)井(丁三風(fēng)井)主要為戊七采區(qū)服務(wù)(已報廢)，8號風(fēng)井(北翼風(fēng)井)主要為北翼中區(qū)服務(wù)，己四風(fēng)井主要為己四采區(qū)服務(wù)。目前礦井總進(jìn)風(fēng)量20310m3/min，礦井總回風(fēng)量20836m3/min。按通風(fēng)能力核定生產(chǎn)能力210萬t/a，但實(shí)際風(fēng)量分配不均，主要為8號風(fēng)井負(fù)壓嚴(yán)重超限(3800Pa)，嚴(yán)重制約了現(xiàn)有生產(chǎn)采區(qū)生產(chǎn)和未來三水平建設(shè)。

　　1.2.3地面生產(chǎn)系統(tǒng)

　　(一)原煤生產(chǎn)系統(tǒng)

　　丁、戊組原煤采用8t扇型閘門底卸式箕斗裝載，通過絞車提升至井口卸載標(biāo)高卸入箕斗受煤倉，通過倉下K-4型給煤機(jī)入膠帶輸送機(jī)到跨線方型煤倉上篩分樓，對原煤進(jìn)行篩分，+50mm級檢矸破碎后由膠帶輸送機(jī)將混煤卸入￠15m容量300t的跨線圓型煤倉計量外運(yùn)。

　　+50mm級煤塊入方型煤倉。

　　儲煤場堆儲量為30000t(堆儲丁、戊組煤)，采用推土機(jī)疏散，膠帶輸送機(jī)返煤。

　　己組煤通過-320m標(biāo)高的大傾角皮帶斜井(B=1000mm)通道地面。

　　(二)、井下運(yùn)輸運(yùn)輸

　　該礦井交通方便，有礦區(qū)鐵路，公路與外界相通。

　　十礦三水平井下皮帶運(yùn)輸涉及三條皮帶：a、大皮帶斜井皮帶輸送機(jī)運(yùn)輸能力校核。b、三水平戊組皮帶下山鋼繩芯膠帶運(yùn)輸機(jī)選型計算。c、三水平己組皮帶下山鋼繩芯膠帶運(yùn)輸機(jī)選型計算。通過計算現(xiàn)有的大皮帶斜井運(yùn)輸能力滿足120萬t/a;三水平戊組皮帶下山選用鋼繩芯膠帶運(yùn)輸機(jī)帶寬為1000mm，電動機(jī)YB355M2-4, N=250KW, 共3臺,減速機(jī) DCY400-31.5, 共3臺;三水平己組皮帶下山選用鋼繩牽引膠帶運(yùn)輸機(jī)帶寬為1000mm，選用兩臺500kw直流防爆電動機(jī)。

　　(三)矸石排放系統(tǒng)

　　北二進(jìn)風(fēng)井井筒及三水平最下部工程產(chǎn)生的矸石可用于填溝，全部從北二進(jìn)風(fēng)井提升至地面。

　　其排放系統(tǒng)為：由北一進(jìn)風(fēng)井將矸石由罐籠提升至地面，經(jīng)翻車機(jī)、矸石倉，裝入矸石卸載車，再由絞車牽引至矸石山排放(即北一風(fēng)井排矸系統(tǒng))。

　　第二章 井下變電所配電點(diǎn)位置的確定

　　2.1 井下中央變電所位置的確定

　　由于礦務(wù)局十礦屬于大型礦井，分為-140和-320兩個水平面，所以供電系統(tǒng)也較為龐大及復(fù)雜，且重要的部分在-320水平面。本設(shè)計以-320中央變電所為例。

　　-320井下中央變電所位置設(shè)在-320井底車場靠近副井井底 ，靠近負(fù)荷中心，并與中央水泵房相鄰。變電所的通風(fēng)良好，地質(zhì)條件好。

　　2.2 采區(qū)變電所位置的確定

　　十礦-320采區(qū)變電所較多，本設(shè)計以己四上部采區(qū)變電所為例。

　　己四采區(qū)變電所位置設(shè)在負(fù)載中心，以便減少底壓線路長度和電壓損失，保證采區(qū)設(shè)備的供電質(zhì)量。其地質(zhì)條件好，頂?shù)装宸€(wěn)定。變電所內(nèi)通風(fēng)良好。

　　2.3 移動變電所位置的確定

　　移動變電站設(shè)在距工作面100m～150m的巷道中。當(dāng)下一個工作面尚未開采，而其回風(fēng)巷已經(jīng)掘進(jìn)完畢，可將上工作面的移動變電站設(shè)置在下一個工作面的回風(fēng)巷內(nèi)，經(jīng)過聯(lián)絡(luò)巷、運(yùn)輸巷向上工作面供電。

　　2.4 工作面配電點(diǎn)位置的確定

　　回采工作面配電點(diǎn)設(shè)在工作面50m～70m處的巷道中;掘進(jìn)工作面配電點(diǎn)設(shè)在掘進(jìn)頭80m～100m，配電點(diǎn)至掘進(jìn)設(shè)備的電纜長度不超過100m。在電纜分叉設(shè)有配電點(diǎn)，此配電點(diǎn)在巷道交匯處附近。壓入式局部扇風(fēng)機(jī)和啟動裝置安裝在進(jìn)風(fēng)巷道中。

　　第三章 井下供電系統(tǒng)的確定

　　3.1 井下電壓等級的確定

　　1.井下高壓為6kv

　　2.低壓為1140v、660v，固定照明為127v

　　3.2 井下中央變電所的擬定

　　3.2.1 高壓供電系統(tǒng)的擬定

　　(一)電源回路及母線段數(shù)的確定

　　-320井下中央變電所采用雙回路。當(dāng)其中任一回路停止供電時，其余回路可以擔(dān)負(fù)全負(fù)荷供電。

　　-320中央變電所的高壓母線采用單母線分段。各段母線之間設(shè)置分段聯(lián)絡(luò)開關(guān)，母線分列運(yùn)行。

　　(二)配出線接線及回路的確定

　　井下主排水泵(1#泵)和(2#泵、3#泵)采用了雙回路，分別接在4#和7#、3#配電盤。

　　10#、9#配電盤分別引向采區(qū)變電所，通過高爆開關(guān)分別向“己四中部、東區(qū)戊軌下山、己四上部、通排一回路”變電所供電。“己四中部、己四上部”采用雙回路供電。

　　6#配電盤引向中區(qū)戊軌絞車房配電點(diǎn)。

　　3.2.2 低壓供電系統(tǒng)的擬定

　　由于井底水泵、硅整流需用雙回路，特設(shè)兩臺變壓器接在8#、5#配電盤。當(dāng)其中一臺停止供電時，另一臺擔(dān)負(fù)排水、生產(chǎn)、照明等全部用電。兩臺變壓器的低壓側(cè)設(shè)有低壓總開關(guān)(35235、35270)，并設(shè)檢漏繼電器。

　　低壓側(cè)的用電負(fù)荷分配如下：

　　變壓器1#：1#硅整流、1#井底水泵、井口信號照明、變電所室內(nèi)照明。

　　變壓器2#：2#硅整流、2#井底水泵、火藥庫及東大巷照明、瓦斯監(jiān)測電源、檢修泵站。另外根據(jù)需要，分接4#水泵，由低壓開關(guān)(35334)控制。

　　3.3 己四采區(qū)變電所供電系統(tǒng)的擬定

　　3.3.1 高壓供電系統(tǒng)的擬定

　　由于己四采區(qū)是綜合機(jī)械化采煤且有排水設(shè)備，需采用雙電源近線。兩回路電源同時供電，母線分段并設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，正常分列運(yùn)行。

　　3.3.2 低壓供電系統(tǒng)的擬定

　　采區(qū)內(nèi)的用電設(shè)備根據(jù)電壓等級、生產(chǎn)環(huán)節(jié)和安裝地點(diǎn)的不同進(jìn)行了分組，各組分開供電。分組供電還考慮到用電負(fù)荷的大小、巷道布置情況和電纜敷設(shè)的線路等等。各組用電負(fù)荷分配情況如下：

　　4#高爆開關(guān)引向24060風(fēng)巷配電點(diǎn)。

　　6#高爆開關(guān)通過1#變壓器(礦用隔爆型干式變壓器KBSG)供電，并設(shè)低壓總開關(guān)(35560)及檢漏繼電器(JYB2-A)。該組用電負(fù)荷分配如下：己四運(yùn)輸機(jī)檢修通道(28KW)<專>、24060風(fēng)巷(2X30KW)<專>，另外備用一臺。

　　8#高爆開關(guān)由2#變電所(礦用隔爆型干式變壓器KBSG)通過開關(guān)(40008)向己四總機(jī)巷四部供電(4X40KW)。

　　10#高爆開關(guān)由3#變電所(礦用隔爆型干式變壓器KBSG)通過開關(guān)(40010)向己四總機(jī)巷三部供電(4X40KW)，并設(shè)檢漏繼電器(JYB2-C)。

　　9#高爆開關(guān)通過4#變壓器(礦用隔爆型干式變壓器KBSG)供電，并設(shè)低壓總開關(guān)(35571)及檢漏繼電器(JYB2-A)。該組用電負(fù)荷分配如下：己四運(yùn)輸機(jī)檢修通道(28KW)<備>、24060風(fēng)巷(2X30KW)<備>、-320水倉水泵及南大巷照明(30KW+4KVA)、24020機(jī)巷一部(3X40KW)、-320新充電房(4X90A)、變電所水泵(5KW)、24060風(fēng)巷配電點(diǎn)監(jiān)測電源(0.5KW)、變電所室內(nèi)照明(4KVA+20W)。

　　7#高爆開關(guān)通過5#變壓器(礦用隔爆型干式變壓器KBSG)供電，并設(shè)低壓總開關(guān)(40018)及檢漏繼電器(JYB2-C)。該組用電負(fù)荷分配如下：己四總機(jī)巷二部(3X40KW)、-320充電房及照明(2X90A+4KVA)。

　　5#高爆開關(guān)引向己四軌道絞車房配電點(diǎn)。

　　3#高爆開關(guān)引向采區(qū)。設(shè)置6#變壓器和7#變壓器(礦用隔爆型移動變壓器KSGZY)向采區(qū)供電。6#變壓器支路上設(shè)有總開關(guān)(4000、型號KBZ-40)，并設(shè)檢漏繼電器(JYB2-C)。其負(fù)荷分配如下：24070機(jī)巷轉(zhuǎn)載機(jī)(2X40KW)、24070機(jī)巷運(yùn)輸機(jī)(24X40KW)。7#變壓器支路上設(shè)有總開關(guān)(4001、型號KBZ-40)，并設(shè)檢漏繼電器(JYB-C)。其負(fù)荷分配如下：采煤機(jī)(150KW)、運(yùn)輸機(jī)(220KW)泵站(2X75KW)。

　　

圖3—1 井下供電系統(tǒng)圖

 

　　第四章 負(fù)荷統(tǒng)計與變壓器的選擇

　　4.1 需用系數(shù)法統(tǒng)計負(fù)荷

　　<一>由于采區(qū)變電所的負(fù)荷比較多，現(xiàn)將各變壓器的配電干線負(fù)荷列表如下：表<1>

　　4.3 井下高壓負(fù)荷的計算

　　將變壓器二次側(cè)低壓計算負(fù)荷與變壓器的電力損耗相加求出變壓器一次側(cè)的高壓

負(fù)荷，然后將各高壓負(fù)荷匯總后求出總負(fù)荷。

 

　　1)變壓器的有功功率損耗由兩部分組成：一部分為鐵損;一部分為銅損。變壓器的銅損與變壓器的負(fù)荷率的平方成正比，計算公式如下：

　　△Pt=△Pi.t+△Pn.tβ^2

　　式中△Pt：變壓器的有功功率的損耗，kw;

　　△Pi.t：變壓器在額定電壓時的空載損耗，kw;

　　△Pn.t：變壓器在額定負(fù)荷時的短路損耗，kw;

　　β：變壓器的負(fù)荷率，它等于變壓器的實(shí)際負(fù)荷容量與其額定容量的比值。

　　2)變壓器的無功功率損耗也由兩部分組成：一部分是變壓器空載時的無功功率損耗;一部分是變壓器帶負(fù)荷時的無功功率損耗。計算公式如下：

　　△Qt=△Qi.t+△Qn.tβ2=I0%/100Sn.t+us%/100Sn.tβ2

　　式中△Qt：變壓器的無功功率損耗，kw;

　　表4—4變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)

　　△Qi.t：變壓器空載的無功功率損耗，kw;

　　△Qn.t：變壓器額定負(fù)荷時的無功功率損耗，kw;

　　I0%：變壓器的空載電流百分?jǐn)?shù);

　　us%：變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)，即阻抗電壓;

　　Sn.t：變壓器的額定容量，kw。

　　各變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)查<表4>、<表5>。

　　計算采區(qū)變電所各變壓器的電力損耗。

　　采區(qū)變電所各變壓器高壓側(cè)計算負(fù)荷：

　　P(高)=P(低)+△Pt;Q(高)=Q(低)+△Qt;

　　4.3 井下高壓負(fù)荷的計算

　　將變壓器二次側(cè)低壓計算負(fù)荷與變壓器的電力損耗相加求出變壓器一次側(cè)的高壓

負(fù)荷，然后將各高壓負(fù)荷匯總后求出總負(fù)荷。

 

　　1)變壓器的有功功率損耗由兩部分組成：一部分為鐵損;一部分為銅損。變壓器的銅損與變壓器的負(fù)荷率的平方成正比，計算公式如下：

　　△Pt=△Pi.t+△Pn.tβ^2

　　式中△Pt：變壓器的有功功率的損耗，kw;

　　△Pi.t：變壓器在額定電壓時的空載損耗，kw;

　　△Pn.t：變壓器在額定負(fù)荷時的短路損耗，kw;

　　β：變壓器的負(fù)荷率，它等于變壓器的實(shí)際負(fù)荷容量與其額定容量的比值。

　　2)變壓器的無功功率損耗也由兩部分組成：一部分是變壓器空載時的無功功率損耗;一部分是變壓器帶負(fù)荷時的無功功率損耗。計算公式如下：

　　△Qt=△Qi.t+△Qn.tβ2=I0%/100Sn.t+us%/100Sn.tβ2

　　式中△Qt：變壓器的無功功率損耗，kw;

　　表4—4變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)

　　△Qi.t：變壓器空載的無功功率損耗，kw;

　　△Qn.t：變壓器額定負(fù)荷時的無功功率損耗，kw;

　　I0%：變壓器的空載電流百分?jǐn)?shù);

　　us%：變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)，即阻抗電壓;

　　Sn.t：變壓器的額定容量，kw。

　　各變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)查<表4>、<表5>。

　　計算采區(qū)變電所各變壓器的電力損耗。

　　采區(qū)變電所各變壓器高壓側(cè)計算負(fù)荷：

　　P(高)=P(低)+△Pt;Q(高)=Q(低)+△Qt;

　　第五章 電纜的選擇

　　5.1 低壓電纜的選擇

　　5.1.1 低壓電纜型號的選擇

　　電纜的型號主要根據(jù)其電壓等級、用途和敷設(shè)場所等條件來決定。煤礦井下所選的型號必須符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。礦用低壓電纜的型號，一般按下列原則確定：

　　(1)從啟動器到電動機(jī)的電纜一律采用不延燃橡套電纜。

　　(2)固定敷設(shè)的應(yīng)采用鎧裝鉛包紙絕緣電纜或鎧裝聚氯乙烯絕緣電纜，也可采用不延燃橡套電纜。

　　(3)采區(qū)低壓電纜嚴(yán)禁采用鋁芯。

　　(4)電纜應(yīng)帶有供保護(hù)接地用的足夠截面的導(dǎo)體。

　　(5)固定敷設(shè)的照明，通信和控制用電纜，應(yīng)采用鎧裝電纜、不延燃橡套電纜或礦用塑料電纜;對于半固定敷設(shè)的電纜，為了移動方便一般選用不延燃橡套電纜。

　　5.1.2 電纜的芯線數(shù)目的確定

　　(1)動力用的紙絕緣鎧裝電纜選三芯電纜。

　　(2)動力用的橡套電纜，當(dāng)控制按鈕不在工作機(jī)械上時，一般采用四芯電纜。

　　(3)信號電纜芯線根數(shù)要按控制、信號、通訊系統(tǒng)的需要決定，并留有備用芯線。

　　(4)電纜的接地芯線除用作監(jiān)測接地回路外，不得作其他用途。

　　5.1.3電纜長度的確定

　　由于電纜有一定柔性，敷設(shè)時會出現(xiàn)彎曲，所以電纜的實(shí)際長度L應(yīng)按其公式計算。即

　　L=KinLto (5-1)

　　式中 Lin--電纜敷設(shè)路徑的長度，m

　　Kto--電纜增長系數(shù)，橡套電纜取1.1，鎧裝電纜取1.05。

　　5.1.4 低壓電纜主芯線截面的選擇

　　選擇低壓電纜主芯線的截面時，從啟動器到采掘運(yùn)設(shè)備的支線電纜，一般按機(jī)械強(qiáng)度初選，按允許持續(xù)電流效驗(yàn)后確定。

　　選擇干線電纜主芯線截面時，如果干線電纜不長，應(yīng)該先按電纜的允許持續(xù)電流初選;當(dāng)干線電流較長時，應(yīng)先按正常時的允許電壓初選;然后再其他條件效核。

　　5.2 高壓電纜的選擇

　　5.2.1 高壓電纜型號的確定

　　高壓電纜的型號應(yīng)按以下原則確定：

　　(1)固定敷設(shè)的敷設(shè)電纜應(yīng)選用鎧裝電纜。

　　(2)中央變電所至采區(qū)變電所的電纜可采用鋁芯電纜，其他地點(diǎn)必須采用銅芯電纜。

　　(3)移動變電站必須采用監(jiān)視型屏蔽電纜。

　　(4)井下嚴(yán)禁使用鋁包電纜。

　　(5)電纜應(yīng)帶有供保護(hù)接地用的足夠的截面的導(dǎo)體。

　　5.2.2 高壓電纜芯數(shù)的確定

　　鉛包鎧裝電力電纜可采用三芯，沒有鉛包及鎧裝層的電力電纜最少應(yīng)為四芯電纜。

　　5.2.3 高壓電纜長度的確定

　　其長度按式(5-1)計算電纜中間有接頭時，應(yīng)在電纜的兩頭各留8m~10m的裕量。

　　5.2.4高壓電纜主芯線截面的選擇

　　高壓電纜主芯線截面應(yīng)按下述條件進(jìn)行選擇：

　　(1)按正常工作時的經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。

　　其他線路電纜的選擇方法大致相同，都不再一一計算了。

　　電網(wǎng)的電壓損失包括變壓器的電壓損失和線路的電壓損失兩部分。計算電壓損失時，均看成是一個電阻和電感的串聯(lián)電路。

　　計算該段線路的電壓損失：本級電網(wǎng)的允許電壓損失減去其他線路的電壓損失減去變壓器的電壓損失。

　　第六章 短路電流的計算

　　為了選擇和效驗(yàn)井下高、低壓電氣設(shè)備和電纜，需計算通過該設(shè)備的最大三相短路電流。為了整定高、低壓開關(guān)的保護(hù)裝置，需計算保護(hù)范圍內(nèi)的最小兩相短路電流。

　　井下電網(wǎng)的短路，一般屬于遠(yuǎn)點(diǎn)短路，所以可視為無限大電源容量系統(tǒng)。計算短路電流時，短路點(diǎn)一般在變電所的母線上和電纜線路的末端。

　　6.1 井下高壓電網(wǎng)的計算

　　

 

　　圖6—1 短路電流計算電路圖、等值電路圖

　　由于井下高壓電網(wǎng)只有一個電壓等級，為了簡便采用了絕對值計算法。已知十礦井底中央變電所的短路容量為120MVA。繪制短路電流計算電路圖和等值電路圖。

　　求出，S1點(diǎn)的三相短路電流周期分量有效值：

　　I(3)S1=2.48KA

　　三相次暫態(tài)短路電流和短路穩(wěn)態(tài)電流：

　　I"(3)=I(3)Ss=I(3)S1=2.48KA

　　三相短路沖擊電流及沖擊電流有效值：

　　i(3)im=2.55I"(3)=5.58KA

　　I(3)im=1.52I"(3)=3.77KA

　　三相短路容量：

　　S(3)S1=27.06MVA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

　　S2點(diǎn)的三相短路電流周期分量有效值：

　　I(3)S2=1.85KA

　　三相次暫態(tài)短路電流和短路穩(wěn)態(tài)電流：

　　I"(3)=I(3)Ss=I(3)S2=1.85KA

　　三相短路沖擊電流及沖擊電流有效值：

　　i(3)im=2.55I"(3)=4.72KA

　　I(3)im=1.52I"(3)=2.81KA

　　三相短路容量：

　　S(3)S2=20.186MVA

　　S3點(diǎn)的三相短路電流周期分量有效值：

　　I(3)S3=1.7KA

　　三相次暫態(tài)短路電流和短路穩(wěn)態(tài)電流：

　　I"(3)=I(3)Ss=I(3)S3=1.7KA

　　三相短路沖擊電流及沖擊電流有效值：

　　i(3)im=2.55I"(3)=4.33KA

　　I(3)im=1.52I"(3)=2.584KA

　　三相短路容量：

　　S(3)S3=18.55MVA

　　6.2 井下低壓電網(wǎng)計算短路電流

　　低壓電纜電阻值相對電抗值較大，電阻值不允許忽略。母線、自動饋電開關(guān)的過流線圈、開關(guān)觸電電阻均可不計。電纜線路中的電容可不考慮。對于千伏級低壓電網(wǎng)，高壓側(cè)阻抗一般不應(yīng)忽略。

　　井下低壓電網(wǎng)短路電纜的計算有公式法和圖表法兩種。其中，圖表法計算簡單、方便、省時，易采用。

　　繪制井下低壓電網(wǎng)短路計算圖：

　　圖6—2 井下低壓電網(wǎng)短路計算圖

　　第七章 電氣設(shè)備的選擇

　　7.1 按使用場所選擇電氣設(shè)備的類型

　　井下電氣設(shè)備類型的選擇應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。十礦屬于高瓦斯礦井，對于高、低壓電機(jī)和電氣設(shè)備、照明燈具、通訊、自動化裝置在瓦斯噴出的區(qū)域采用礦用隔爆型。井底車場、總進(jìn)風(fēng)巷的高、低壓電機(jī)電氣設(shè)備可采用礦用一般型?？偦仫L(fēng)巷、采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、采區(qū)回風(fēng)巷及工作面必須采用礦用隔爆型電氣設(shè)備。

　　7.2 高壓配電箱的選擇

　　根據(jù)額定電壓選擇時，所選電氣設(shè)備的額定電壓應(yīng)不低于所在電網(wǎng)的額定電壓。電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于通過它的最大長時工作電流。還有根據(jù)開關(guān)電氣斷流能力和電氣設(shè)備的短路穩(wěn)定性來根據(jù)本礦的實(shí)際情況，選擇GFW-1礦用一般型高壓配電箱和礦用隔爆型高壓真空配電箱BGP6-6型。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：

　　型號額定

　　電壓

　　/KV最高工作電壓/KV額定電流/A額定斷流容量/MAV額定斷開電流/KA極限通過電流/KA

　　(峰值/有效值)熱穩(wěn)定電流/KA保護(hù)裝置種類斷路器類型操作機(jī)構(gòu)布置方式外形尺寸/m

　　長寬高

　　GFW-166.94001009.725/156(10s)過載、短路、

　　失壓多油CS靠墻11.152.33

　　BGP6-666.94001001025/1510(2s)過載、短路、

　　失壓、監(jiān)視、過壓固有分?jǐn)鄷r間/S1.1581.3561.344

　　≤0.2

　　表7—1 GFW-1高壓配電箱、高壓真空配電箱BGP6-6型技術(shù)數(shù)據(jù)

　　7.3 低壓電氣設(shè)備的選擇

　　關(guān)選擇低壓電氣設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于所在電網(wǎng)的額定電壓。電氣設(shè)備的額定電流不小于其所控制線路的最大長時工作電流;開設(shè)備的極限分?jǐn)嚯娏鲬?yīng)不小于通過該設(shè)備的最大三相短路電流。選擇時所用公式與高壓配電箱相同。

　　低壓電氣設(shè)備的型號、技術(shù)數(shù)據(jù)列表如下：

　　7.3 低壓電氣設(shè)備的選擇

　　關(guān)選擇低壓電氣設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于所在電網(wǎng)的額定電壓。電氣設(shè)備的額定電流不小于其所控制線路的最大長時工作電流;開設(shè)備的極限分?jǐn)嚯娏鲬?yīng)不小于通過該設(shè)備的最大三相短路電流。選擇時所用公式與高壓配電箱相同。

　　低壓電氣設(shè)備的型號、技術(shù)數(shù)據(jù)列表如下：

　　編號型號額定電壓/V額定電流/A最大分?jǐn)嗄芰?KA全部分?jǐn)鄷r間/s電纜外徑/mm保護(hù)裝置種類開關(guān)類型質(zhì)量/kg外形尺寸/mm

　　長寬高

　　動力控制

　　202DW80

　　-200660/3802007/155222短路、(漏電)空氣620490780

　　203DW80-315315

　　205

　　206

　　207KBZ-400/11401140/6604007.50.0332~3714.5~21過載、短路、欠壓(漏 電)真空190700480420

　　102

　　104

　　106

　　107

　　表7—2 礦用隔爆型電開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)

　　編號型號額定電壓/V額定電流/A通斷能力/A極限分?jǐn)嗄芰?A控制電動機(jī)最大功率/KW電纜外徑/mm保護(hù)裝置種類開關(guān)類型質(zhì)量/kg外形尺寸/mm

　　動力控制

　　長寬高

　　660V1140V

　　201QC83-225660225200045001504519真空150680515765

　　204

　　101FYQC-300G1140,66030024004500230400過載,短路,失壓,

　　漏電,漏電閉鎖,程控,聯(lián)控真空500996750835

　　103

　　105

　　表7—3 礦用隔爆型磁力啟動器技術(shù)數(shù)據(jù)

　　注：QC83-225隔爆型磁力啟動器的保護(hù)裝置種類：JR9：過載、失壓、短路。JDB：過載、失壓、短路、斷相、漏電閉鎖、聯(lián)控。

　　檢漏繼電器的選擇根據(jù)電網(wǎng)的額定電壓選擇即可。選擇型號為：JY82和JJKB30。

　　第八章 保護(hù)裝置的整定計算

　　8.1 井下對保護(hù)裝置的要求

　　為了可靠地切除短路故障，應(yīng)設(shè)有后備保護(hù)。在井下供電系統(tǒng)中，一般都以前一級線路始端的短路保護(hù)作為后備保護(hù)。在煤礦井下按防火的要求，采用瞬時動作的短路保護(hù)裝置。短路保護(hù)裝置還應(yīng)有足夠的靈敏度，以便將短路故障迅速可靠地切除。所以井下對短路保護(hù)裝置的要求主要是可靠性、速動性和靈敏性，在保證這些要求的基礎(chǔ)上盡量實(shí)現(xiàn)有選擇性地動作。

　　過負(fù)荷保護(hù)裝置應(yīng)能正確反映負(fù)荷電流的大小，并按被保護(hù)設(shè)備允許的過負(fù)荷時間延遲動作。當(dāng)在負(fù)荷電流大于被保護(hù)設(shè)備的額定電流，時間達(dá)到允許過負(fù)荷時間時，使開關(guān)跳閘切斷電源;當(dāng)在允許過負(fù)荷時間內(nèi)，負(fù)荷電流又下降到被保護(hù)設(shè)備的額定電流以內(nèi)時，過負(fù)荷保護(hù)裝置應(yīng)能可靠地返回。

　　電動機(jī)的斷相保護(hù)應(yīng)能區(qū)別過負(fù)荷和斷相兩種不同的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)為斷相故障時，應(yīng)加快動作時間，使斷相保護(hù)裝置迅速動作。

　　8.2 低壓系統(tǒng)保護(hù)裝置的整定計算

　　8.2.1 低壓熔斷器的選擇

　　當(dāng)?shù)蛪洪_關(guān)選定以后，開關(guān)中熔斷器的型號需選擇熔斷器的額定電流，并效驗(yàn)熔斷器的分?jǐn)嗄芰?。和額定電壓即已確定，在此只

　　8.2.2 繼電器及電子保護(hù)裝置的整定計算

　　熱繼電器和長延時反時限電子保護(hù)裝置可作為過負(fù)荷保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)的整定值應(yīng)保證：當(dāng)被保護(hù)設(shè)備的實(shí)際工作電流大于其額定電流時，按保護(hù)的動作特征性延時動作，保護(hù)的動作特征應(yīng)略低于設(shè)備的允許過載特性;過負(fù)荷保護(hù)裝置6倍電流整定值的可返回時間應(yīng)大于電動機(jī)的實(shí)際啟動時間。

　　電磁式過流繼電器、限流熱繼電器的電磁元件和瞬時動作的電子式保護(hù)裝置可作為短路保護(hù)。短路保護(hù)的整定值應(yīng)保證：被保護(hù)線路正常工作時不動作，保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路時迅速動作。

　　部分保護(hù)裝置短路保護(hù)的整定值過負(fù)荷保護(hù)的整定值有關(guān)，因此先整定過負(fù)荷保護(hù)再整定短路保護(hù)。

　　電氣設(shè)備過負(fù)荷短路靈敏度整定情況

　　編號設(shè)備型號Iop.o/AIn/AIop.s/AIn.st/AKr型號2SA位置整定范圍/A1SA位置及過載保護(hù)整定值/A

　　201QC83-22592927205521.63JDB-225155~110位置6、整定值90

　　204181181110010861.92110～220位置8、整定值180

　　過載保護(hù)動作特征1.0倍整定電流時不動作;1.2倍整定電流時5min

　　短路保護(hù)動作值8倍與10倍過載保護(hù)整定值

　　編號設(shè)備型號Iop.o/AIn/AIop.s/AIn.st/AKr粗調(diào)開關(guān)整定范圍/A細(xì)調(diào)開關(guān)位置及過載保護(hù)整定值/A

　　101FYQC-300G100.5100.58046034.380~160位置3、過載保護(hù)整定值104A

　　10314714711528822.880~160位置8、過載保護(hù)整定值144A

　　10550.2550.25384301.58.7540~80位置2、過載保護(hù)整定值48A

　　過載整定倍數(shù)1.11.151.251.56810

　　動作時間不動作5.5min～11min3.3min～6.6min<2.5min<5s<3.5s<2s

　　短路保護(hù)動作值6倍、8倍、10倍過載保護(hù)整定值，瞬時動作

　　編號設(shè)備型號Iop.o/AI2n.tIop.s/AIn.st/AKr過載保護(hù)短路保護(hù)

　　整定范圍/A整定值/A動作時間

　　207KBZ-400/1140262.4262.4117810866.73001200瞬時動作

　　107253.2253.210338823.73001200

　　按以上原則將低壓電氣設(shè)備的整定值列表如下：

　　表8—1 低壓電氣設(shè)備的整定值列表

　　8.3 高壓配電箱保護(hù)裝置的整定計算

　　設(shè)備過負(fù)荷保護(hù)短路保護(hù)靈敏度整定情況

　　Iop.o/AI1n.t/AIop.s/AKr允許的最大整定值/A配電裝置的額定電流/A過電流繼電器尚能保護(hù)兩相短路電流最大整定值/A過電流繼電器指針?biāo)缚潭?/p>

　　3#變壓器128.928.9179.51.952522002405

　　變壓器248.148.1175.32.93

　　1#、2#、3#泵113.3113.38164

　　表8—2 高壓配電箱保護(hù)裝置的整定表

　　第九章 井下保護(hù)接地系統(tǒng)

　　9.1 井下保護(hù)接地系統(tǒng)的裝設(shè)原則

　　井下保護(hù)接地系統(tǒng)由主接地極、局部接地極、接地母線、輔助接地母線、接地導(dǎo)線和連接導(dǎo)線組成。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》、《礦山電力裝置設(shè)計規(guī)范》、《礦井保護(hù)接地裝置的安裝、檢查、測定工作細(xì)則》的要求，保護(hù)接地系統(tǒng)應(yīng)遵循下述原則：

　　(1)36v以上的由于絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設(shè)備的金屬外殼、架構(gòu)等，都必須有保護(hù)接地。鎧裝電纜的金屬鎧裝層、橡套電纜和塑料電纜的接地芯線等均須接地。

　　(2)所有需要接地的電氣設(shè)備，均應(yīng)通過其專用的連接導(dǎo)線直接與接地網(wǎng)(接地母線或輔助接地母線)或鎧裝電纜的金屬鎧裝層、鉛護(hù)套相連結(jié)，禁止將幾臺設(shè)備串聯(lián)接地，也禁止將幾個接地部分串聯(lián)。

　　(3)所有必須接地的設(shè)備和局部接地裝置，都應(yīng)同進(jìn)行接地極結(jié)成一個總接地網(wǎng)。從井上獨(dú)立的供電分區(qū)，如果不能同主接地極連接時，可單獨(dú)在井下或井上設(shè)置分區(qū)的主接地極，形成一個分區(qū)接地網(wǎng)。但其總接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)滿足要求。

　　(4)主接地極應(yīng)在主、副水倉中各設(shè)一快。礦井有幾個水平時，每個水平的總接地網(wǎng)都要與主、副水倉中的主接地極連接。

　　(5)每個裝有電氣設(shè)備的硐室和配電點(diǎn)應(yīng)設(shè)置輔助接地母線。

　　(6)下列地點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)局部接地極：

　　a .每個裝有電氣設(shè)備的硐室;

　　b .每個(套)單獨(dú)裝設(shè)的高壓電氣設(shè)備;

　　c.每個低壓配電點(diǎn)，如果采煤工作面的機(jī)巷、回風(fēng)巷和掘進(jìn)巷道內(nèi)無低壓配電點(diǎn)時上述巷道內(nèi)至少應(yīng)分別設(shè)置一個局部接地極;

　　d.連接動力鎧裝電纜的每個接線盒。

　　(7)電纜的接地芯線，除了用作監(jiān)測跌宕回路外，不能兼作其他用途。

　　9.2 井下對保護(hù)接地裝置的要求

　　(1)主接地極應(yīng)用耐腐蝕的鋼板制成，其面積不小于0.75m2，厚度不小于5mm。

　　(2)設(shè)置在水溝中的局部接地極應(yīng)用，面積不小于0.6m2、厚度不小于3mm的鋼板或具有同等有效面積的鋼管制成，并應(yīng)平放于水溝深處;設(shè)置在其他地點(diǎn)的局部接地極，可用直徑不小于35mm、長度不小于1.5m的鋼管制成，管上至少鉆20個 直徑不小于5mm的透眼，并垂直埋于地下。

　　(3)連接主接地極的接地母線，應(yīng)采用截面不小于50mm2的裸銅線、截面不小于100mm2的鍍鋅鐵線或厚度不小于4mm、截面不小于100mm2的扁鋼。

　　(4)電氣設(shè)備外殼同接地母線或局部接地極的連接，電纜接線盒兩頭的鎧裝、鉛皮的連接，應(yīng)用截面不小于25mm2的裸銅線、截面不小于50mm2的鍍鋅鐵線或厚度不小于4mm、截面不小于50mm2的扁鋼。低于或等于127v電氣設(shè)備的連接導(dǎo)線和接地導(dǎo)線，可采用截面不小于6mm2的裸銅線。

　　(5)禁止采用鋁導(dǎo)體作為接地極、接地母線、接地導(dǎo)線和連接導(dǎo)線。

　　(6)電纜的接地芯線，除用作監(jiān)測接地回路外，不得兼作其他用途。采用屏蔽電纜，用于本質(zhì)安全回路，不受此限。

　　9.3 保護(hù)接地裝置的安裝和連接

　　(1)安裝主接地極時，應(yīng)保證接地母線和主接地極連接處不承受較大拉力，并應(yīng)設(shè)有便于取出之接地極進(jìn)行檢查的牽引裝置。接地母線和主接地極采用焊接連接。

　　(2)局部接地極應(yīng)平放于水溝深處，鉆眼鋼管必須垂直埋設(shè)于潮濕的地下，地下部分不小于1.5m，第表部分應(yīng)留有100mm以上的焊接長度。接地導(dǎo)線和局部接地極采用焊接連接。

　　(3)接地導(dǎo)線與接地母線(或輔助接地母線)的連接最好也用焊接。無條件時，可用直徑不小于10mm的鍍鋅螺栓加防松裝置(彈簧墊、雙帽)擰緊連接，連接處鍍錫或鍍鋅。

　　(4)固定電氣設(shè)備與連接導(dǎo)線采用螺栓連接。移動電氣設(shè)備的接地是利用橡套電纜的接地芯線實(shí)現(xiàn)的。接地芯線和接地端子相連時，務(wù)必使接地芯線比主芯線常一些，以免接地芯線承受機(jī)械拉力。

　　(5)電纜接線盒的接地，應(yīng)將接線盒上的接地螺栓直接用接地導(dǎo)線與局部接地極相連。接線盒兩端鎧裝電纜的鋼帶(鋼絲)和鉛包，必須用鍍鋅扁鋼或裸銅線連接起來，并與接地鍍鋅相接。電纜的鋼帶和鉛包要用裸銅線綁扎或用鍍鋅鐵卡環(huán)卡緊。

　　(6)保護(hù)接地裝置所使用的鋼材鍍鋅或采取其他防蝕措施。

　　9.4 對接地電阻的要求和降阻措施

　　9.4.1 對接地電阻的要求

　　《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：接地網(wǎng)上任一保護(hù)接地點(diǎn)測得的接地電阻值，不得超過2Ω。每一移動和手持式電氣設(shè)備同接地網(wǎng)之間的保護(hù)接地用的電纜芯線(或其他相當(dāng)接地導(dǎo)線)的電阻值，都不得超過1Ω。

　　9.4.2 降低降低電阻的措施

　　接地電阻應(yīng)根據(jù)有關(guān)要求和規(guī)定，用接地電阻測量儀測量。如發(fā)現(xiàn)某處(一般為局部接地極處)的接地電阻大于2Ω應(yīng)采取降阻措施，對于管狀局部接地極，應(yīng)灌注鹽水。必要時可增設(shè)局部接地極。接地極應(yīng)至少每年檢查一次，如發(fā)現(xiàn)接地導(dǎo)線因銹蝕而接觸不良時，應(yīng)立即處理。最后根據(jù)要求繪制了礦井井下的保護(hù)接地系統(tǒng)圖，保護(hù)接地網(wǎng)及安裝示意圖。

　　第十章 變電所硐室及設(shè)備布置

　　10.1 井下中央變電所硐室

　　10.1.1 對硐室的要求

　　(1)永久性中央變電所和井底車場內(nèi)的其他機(jī)電設(shè)備硐室，應(yīng)砌碹或用其他可靠的構(gòu)筑方式支護(hù)。從硐室出口防火鐵門起5m內(nèi)的巷道，應(yīng)砌碹或用其他不燃性材料支護(hù)。

　　(2)硐室必須裝設(shè)向外開的防火鐵門。鐵門全部敞開時，不得妨礙巷道交通。鐵門上裝設(shè)便于關(guān)嚴(yán)的通風(fēng)孔，以便必要時隔絕通風(fēng)。裝有鐵門時，門內(nèi)可加設(shè)向外開的鐵柵欄門，但不得妨礙鐵門的開閉。變壓器室與配電室之間設(shè)有防火墻，并裝有防火鐵門。

　　(3)中央變電所和主要排水泵房的地面標(biāo)高，比其出口與井底車場或大巷連接處的底板標(biāo)高出0.5m。

　　(4)變電硐室長度超過6m時，必須在硐室的兩端各設(shè)一個出口，保證變電所硐室內(nèi)最高溫度不得高于附近巷道溫度5℃。

　　(5)硐室內(nèi)不應(yīng)有滴水現(xiàn)象。

　　(6)硐室的過道應(yīng)暢通，嚴(yán)禁存放設(shè)備和物件。

　　(7)硐室的兩側(cè)及頂端，預(yù)埋穿電纜的鋼管(包括備用)。鋼管內(nèi)徑為電纜外徑的1.5倍，并封堵管口。

　　(8)裝有帶油的電氣設(shè)備硐室嚴(yán)禁設(shè)集油坑。電氣設(shè)備如果溢油或漏油，必須立即處理。硐室內(nèi)必須備有砂箱、砂袋和干式滅火器。

　　10.1.2 對設(shè)備布置的要求

　　(1)帶油的電氣設(shè)備必須設(shè)在機(jī)電硐室內(nèi)。

　　(2)變電所內(nèi)的高、低壓配電設(shè)備及直流設(shè)備分開布置。變壓器布置在單獨(dú)的變壓器室內(nèi)。

　　(3)硐室內(nèi)各種設(shè)備溢墻壁之間，留出0.5m以上的通道，各設(shè)備之間留出0.8m以上的通道。

　　(4)隔爆型高壓開關(guān)柜(箱)的布置，一般采用不小于：

　　操作走廊(正面)：單列布置時1500mm;雙列布置時2000mm;

　　維護(hù)走廊：背面或側(cè)面800mm;

　　靠墻布置時的離墻距離：背面：500mm～800mm;側(cè)面800mm～1000mm;

　　(5)硐室尺寸按設(shè)備最大數(shù)量及布置方式確定。并滿足下列要求：

　　a，高壓配電設(shè)備的備用位置，按設(shè)計最大數(shù)量的20%考慮，且不少于兩臺。

　　b，低壓配電的備用回路，按最多饋出回路數(shù)的20%考慮。

　　c，主變壓器兩臺及以上時，不預(yù)留 備用位置;當(dāng)為一臺時，預(yù)留一臺備用位置。

　　(6)硐室內(nèi)的電纜應(yīng)敷設(shè)在電纜溝內(nèi)。硐室內(nèi)接地母線，沿硐室壁距地0.3m～0.5m敷設(shè)，過通道時沿地面敷設(shè)。

　　(7)檢漏繼電器應(yīng)水平方置于特設(shè)的支架上，或吊掛一硐室墻壁上。放置高度以便一檢查為準(zhǔn)。

　　(8)硐室內(nèi)的設(shè)備，必須分別編號，注明用途，并有停送電的標(biāo)志。

　　(9)機(jī)電硐室內(nèi)必須有足夠的照明。低瓦斯礦井可采用礦用一般型照明設(shè)備，其他類型礦井一般選用增安型或礦用隔爆型照明設(shè)備。一般每隔3m~4m裝設(shè)一盞。

　　變電所硐室的尺寸根據(jù)電氣設(shè)備的尺寸、數(shù)量(包括備用設(shè)備)、母線段數(shù)和布置間距要求來確定。

　　10.2 采區(qū)變電所硐室

　　采區(qū)變電所硐室的要求基本同井下中央變電所，但不需單獨(dú)設(shè)置變壓器室。對設(shè)備布置要求也基本同井下中央變電所，但一般不留備用位置，不設(shè)電纜溝，電纜沿墻掛設(shè)。

　　第十一章 井下照明設(shè)計

　　11.1 照明設(shè)計的原則與要求

　　井下照明設(shè)計即要求有合適的照度、照明均勻度、亮度對比;能限制眩光、有良好的顯色型，照明穩(wěn)定性和降低陰影。且應(yīng)保證安全可靠，并便于安裝、使用和維護(hù)。器材和電能消耗少，投資省。必須符合《煤礦安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》以及有關(guān)規(guī)程的規(guī)定。

　　11.2 照明光源、燈具的選擇與布置

　　11.2.1 照明光源與燈具的選擇

　　照明光源在井下一般選擇白熾燈和熒光燈管作為照明電光源。

　　光源種類燈具型式燈具保護(hù)角光源功率，w最低懸掛高度

　　白熾燈有反射罩10°～30°≤100

　　150～200

　　300～5002.5

　　3.0

　　3.5

　　乳白玻璃漫射罩≤100

　　150～200

　　300～5002.0

　　2.5

　　3.0

　　熒光燈無反射罩≤40

　　>402.0

　　3.0

　　有反射罩10°～30°≤40

　　>402.0

　　井下燈具的選用必須符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。井下照明燈具的類型有礦用一般型、礦用增安型和礦用隔爆型三種。根據(jù)使用場所選擇燈具類型，十礦是高瓦斯礦井，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇。煤與瓦斯突出的區(qū)域，采用礦用防爆型;井底車場、總進(jìn)風(fēng)巷和主要進(jìn)風(fēng)巷，采用礦用一般型或礦用防爆型;采區(qū)進(jìn)風(fēng)道，采用礦用防爆型;總回風(fēng)巷、主要回風(fēng)道、采區(qū)回風(fēng)道、工作面和工作面進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)道，采用礦用防爆型。

　　表11—1 井下光源種類及技術(shù)參數(shù)

　　11.2.2 燈具的布置

　　井下燈具的布置應(yīng)滿足照度要求，盡量減少眩光和陰影，并要求照度均勻。井下一般采用均勻布置，如果需要加強(qiáng)局部照明時，可采用局部照明和移動照明。為了限制眩光，燈具的最低懸掛高度：

　　一般照明燈具適宜的懸掛高度，隔爆型、增安型：2.5m～5m;

　　為了照度均勻，各種燈具較適合的距高比：防爆燈2.3m～3.2m、熒光燈1.4m～1.5m

　　為了改善井下照明，應(yīng)提高井下照明的反射系數(shù)，如巷道刷白，設(shè)備漆上反射系數(shù)高的顏色等。

　　11.3 照度的計算

　　常用照度計算方法對于井下巷道、地面皮帶通廊等采用單位容量法計算。對刷白的井下硐室采用利用系數(shù)法計算。對井下地域狹小、煤塵沾污、巖石反射系數(shù)極小的工作面采用逐點(diǎn)計算法計算，但該計算法較為繁復(fù)，只在必要時使用。照度計算與允許值的偏差可在-10%～+20%的范圍。

　　根據(jù)實(shí)際情況，在采區(qū)照明部分采用單位容量法計算。具體方法是，查表3-52求出井下采區(qū)固定照明單位面積安裝功率，然后利用公式：

　　P∑=PA

　　式中， P∑：全部燈泡的安裝功率，W;

　　P：單位面積的安裝功率，W/m2;

　　A：被照巷道的面積，m2。

　　計算出燈泡所需總安裝功率。求出總安裝功率后，根據(jù)單個燈泡的功率確定所需燈泡的盞數(shù)，然后確定布置方案。

　　11.4 照明供電系統(tǒng)的擬定

　　11.4.1 照明供電電壓

　　井下照明供電電壓采用127v。井下照明設(shè)備允許的電壓偏移，在井底車場、硐室的白熾燈為其額定電壓的+5%～-2.5%，在井下一般巷道、工作面為±5%。

　　11.4.2 照明供電方式

　　井下井底車場的照明供電電源，來自中央變電所，向各工作處的照明變壓器供電。中央變電所和中央泵房內(nèi)及其附近巷道，用設(shè)在中央變電所內(nèi)的照明變壓器供電。

　　工作面照明電源來自移動變電站。用電纜送至工作面的順槽配電點(diǎn)，用照明變壓器向工作面供電。

　　在井下用礦燈作為移動照明，礦燈也是必需的事故照明。

　　11.5照明附屬設(shè)備的選擇

　　照明電源選擇照明信號綜合裝置，用CH-15型隔爆手動插銷開關(guān)控制。

　　照明線路采用電纜線路，對照明干線電纜每100m用一個電纜插銷分?jǐn)?。每個燈的分支線處裝設(shè)一個三通接線盒，以便與燈連接。

　　照明供電系統(tǒng)采用熔斷器、熱繼電器進(jìn)行短路、過負(fù)荷及漏電保護(hù)。

　　照明線路采用UZ型礦用橡套軟電纜。

　　總 結(jié)

　　歷時三個月的畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了，在王廣老師的悉心指導(dǎo)下，通過查閱資料、設(shè)計分析及說明書編寫，終于取得較為完滿的成果。在這段的時間里，先后完成了資料的收集、設(shè)計方案的擬定、計算、畫圖等多方面的工作。

　　設(shè)計中也遇到了不少問題，例如短路計算等，給實(shí)際計算帶來了一定的麻煩。還有設(shè)備的選擇，書上所介紹的設(shè)備已跟不上發(fā)展的需要。為了解決類似這樣的問題，經(jīng)過多次查閱不同的資料，以及及時向?qū)熣埥毯团c同學(xué)們討論，終于解決了這些問題。

　　通過本次設(shè)計，使我學(xué)會了將理論知識運(yùn)用到實(shí)踐中去，提高了分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)。在畢業(yè)設(shè)計過程中全面培養(yǎng)了我各方面能力，熟練的運(yùn)用許多軟件的同時更加鞏固了專業(yè)課知識，在設(shè)計中鍛煉了自我，豐富了知識體系，可以說是走上工作崗位前的一次大演習(xí)，為今后的工作奠定了基礎(chǔ)。

　　在這次設(shè)計過程中，我也認(rèn)識到了一種學(xué)習(xí)的方法。那就是先搭好框架，再擴(kuò)充內(nèi)容。這樣做會使我們的條理清楚，不會感到無從下手。

　　致 謝

　　在這次畢業(yè)設(shè)計當(dāng)中遇到了許多的疑難問題，我得到了王廣老師的大力幫助，王廣老師學(xué)術(shù)水平很高，具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和良好的工程素質(zhì)、明確的工程概念、先進(jìn)的方法。王廣老師對每個學(xué)生進(jìn)行全面了解，分析學(xué)生的特點(diǎn)和條件，還有根據(jù)各個學(xué)生的不同，對我們分別指導(dǎo)。還及時的對學(xué)生提出的問題進(jìn)行答疑。王廣老師不僅給我仔細(xì)講解難懂的問題，而且更重要的是給我們講解了一些解決問題的方法，使我懂得了很多處理問題的方法。王廣老師不僅從文化知識方面對我們進(jìn)行指導(dǎo)，而且在對我們以后的工作上也提出了一些要求。在我完成畢業(yè)論文后，王廣老師又對我的論文進(jìn)行全面審查，提出了一些不足和指正。

　　在做設(shè)計當(dāng)中，同學(xué)們也給了我很多很及時的幫助。在這里我向王廣老師及幫助過我的同學(xué)們表示衷心的感謝。

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