綜采工作面供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

綜采工作面供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求一、設(shè)計(jì)內(nèi)容l、設(shè)計(jì)依據(jù)綜采工作面巷道布置、巷道尺寸及支護(hù)方式；綜采工作面地質(zhì)、通風(fēng)、排水、運(yùn)輸狀況；綜采工作面的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)參數(shù)；綜采工作面的作業(yè)制度；綜采工作而機(jī)械設(shè)備性能、數(shù)據(jù)及布置。2、設(shè)計(jì)內(nèi)容依據(jù)所設(shè)計(jì)綜采工作面設(shè)備選型狀況，選定移動(dòng)變電站與各配電點(diǎn)位置；確定變壓器容量、型號(hào)、臺(tái)數(shù)；擬定綜采工作面供電系統(tǒng)圖；確定電纜型號(hào)、長(zhǎng)度和截面；選擇凹凸壓開(kāi)關(guān)；做繼電愛(ài)護(hù)的整定計(jì)算；繪制綜采T作面供電系統(tǒng)圖；造綜采T作面供電設(shè)備表。二、設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)應(yīng)符合《煤礦平安規(guī)程》、《煤礦工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《煤礦井下供電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》；設(shè)備應(yīng)選用定型產(chǎn)品并盡量選用新產(chǎn)品和國(guó)產(chǎn)設(shè)備；設(shè)計(jì)要保證技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、平安牢靠。三、供電設(shè)訓(xùn)有關(guān)規(guī)定1、《煤礦平安規(guī)程》中的規(guī)定嚴(yán)禁井下配電變壓器中性點(diǎn)干脆接地。井下電氣設(shè)備的選用，應(yīng)符合表51要求。(3)照明、于持電氣設(shè)備的額定電壓利電話(huà)和信號(hào)裝置的額定供電電壓，都不應(yīng)超過(guò)127V;(4)遠(yuǎn)距離限制線(xiàn)路的額定電壓，不應(yīng)超過(guò)36V。采區(qū)電氣設(shè)備運(yùn)用3300V供電時(shí)，必需制定特地的平安措施。(國(guó)外采煤工作而供電電壓己達(dá)5000v)井下電力網(wǎng)的短路電流，不得超過(guò)其限制用的斷路器的丌斷實(shí)力，并應(yīng)校驗(yàn)電纜的熱穩(wěn)定性。40kw及以上的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)運(yùn)用真空電磁起動(dòng)器限制。井下高壓電動(dòng)機(jī)、動(dòng)力變壓器的高壓側(cè)，應(yīng)有短路、過(guò)負(fù)荷和欠電壓釋放愛(ài)護(hù)。井下由采區(qū)變電所、移動(dòng)變電站或配電點(diǎn)引出的饋電線(xiàn)上，應(yīng)裝設(shè)短路和過(guò)負(fù)荷愛(ài)護(hù)裝置．或至少應(yīng)裝設(shè)短路愛(ài)護(hù)裝置。低壓電動(dòng)機(jī)應(yīng)具備短路、過(guò)負(fù)荷、單相斷線(xiàn)的愛(ài)護(hù)及遠(yuǎn)方限制裝置。移動(dòng)變電站必需采納監(jiān)視型屏蔽橡套電纜。移動(dòng)式和于持式電氣設(shè)備都應(yīng)運(yùn)用專(zhuān)用的分相屏蔽不延燃橡套電纜．ll40V設(shè)備運(yùn)用的電纜必需用帶有分相并蔽的不延燃橡套電纜；660V的設(shè)備應(yīng)運(yùn)用帶有分相屏蔽的橡套絕緣屏蔽電纜。照明、通信、信號(hào)電纜應(yīng)采納不延燃橡套電纜。2、《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定綜合機(jī)械化采煤的采區(qū)變（配）電所的高壓進(jìn)出線(xiàn)，宜有專(zhuān)用的開(kāi)關(guān)柜。3、《煤礦井下供電設(shè)訓(xùn)技術(shù)規(guī)定》中的規(guī)定一般應(yīng)由兩回路供電，并盡量引自不同的變壓器母線(xiàn)段。工作面的電力負(fù)荷，可按下式計(jì)算：四、井卜供電系統(tǒng)圖例符號(hào)井下供電系統(tǒng)圖例符號(hào)如表所示表5一井下供電系統(tǒng)圖圖例符號(hào)其次節(jié)供電系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算一、供電電壓井下采區(qū)變電所的電源，可以由井下主變電所或從地血變電所經(jīng)風(fēng)井（或鉆孔）供電，一般不設(shè)備用電源，送至采區(qū)變電所的電源電壓為6kV。井下綜采T作面配電點(diǎn)的電源來(lái)自采區(qū)變電所，綜采T作面的供電電壓口j以依據(jù)其日產(chǎn)量、單機(jī)或雙機(jī)最人容量與總?cè)萘?，參照?--2柬選定低壓配電電壓等級(jí)。表5--2采區(qū)低壓配電電壓等級(jí)及合理運(yùn)用范圍煤電鉆與照明電壓一律采納127v。二、供電系統(tǒng)的擬定原則(1)力求削減電纜的條數(shù)與長(zhǎng)度，盡量削減凹頭供電，電纜截而不超過(guò)70mm2。橡套電纜長(zhǎng)度按敷設(shè)路徑長(zhǎng)度乘1.1，鎧裝電纜長(zhǎng)度按敷設(shè)路徑長(zhǎng)度乘1.05。(2)采煤機(jī)宜用單獨(dú)電纜供電，綜采工作血配電點(diǎn)到各用電設(shè)備宜用輻射式線(xiàn)路供電，帶式輸送機(jī)可以用干線(xiàn)式線(xiàn)路供電。對(duì)多臺(tái)大容量帶式輸送機(jī)，也可以用輻射式線(xiàn)路供電。(3)配電點(diǎn)的設(shè)置：一般都設(shè)置工作面集中配電點(diǎn)。對(duì)輸送機(jī)及其它附屬機(jī)械．因位置分散也可分別設(shè)配電點(diǎn)。(4)力求削減開(kāi)關(guān)或起動(dòng)器的運(yùn)用量，原則上l臺(tái)起動(dòng)器限制l臺(tái)電動(dòng)機(jī)。對(duì)采煤機(jī)等重要生產(chǎn)機(jī)械宜設(shè)置備用起動(dòng)器，即一用一備；對(duì)丁刮板輸送機(jī)起動(dòng)器，宜按二用一備考慮。(5)配電點(diǎn)起動(dòng)器在3臺(tái)以下并聯(lián)配電時(shí)，可以不設(shè)置迸線(xiàn)用總饋電開(kāi)關(guān)。(6)移動(dòng)變電站低壓側(cè)已有低壓饋電開(kāi)關(guān)，而且愛(ài)護(hù)齊全，可以不在移動(dòng)變電站之外再設(shè)置低壓總饋電開(kāi)關(guān)。(7)工作面配電點(diǎn)最大容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器應(yīng)靠近配電點(diǎn)的進(jìn)線(xiàn)．以減小起動(dòng)器問(wèn)連接電纜的截面。(8)依據(jù)供電設(shè)備容量，供電系統(tǒng)般都選用2-3臺(tái)移動(dòng)變電站1#移動(dòng)變電站向帶式輸送機(jī)及其它轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備供電；2#移動(dòng)變電站向采煤機(jī)、乳化液泵站和噴霧泵電；3#移動(dòng)變電站向刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等供電。2#、3#移動(dòng)變電站的負(fù)荷可以依據(jù)須要適當(dāng)調(diào)換。綜采工作面供電系統(tǒng)如圖5——1所示方案1人斷面甲巷布置法工作面配電點(diǎn)和乳化液泵站等設(shè)備布置在可伸縮帶式輸送機(jī)的側(cè)，隨著工作面的推動(dòng)而移動(dòng)變配電設(shè)備及泵站。這種方案雖然要求巷道加寬一些，開(kāi)拓量大一些，支護(hù)成本高一些。但是供電、供液設(shè)備移動(dòng)很便利，可以縮短低壓供電距離，縮短供液管路，削減電纜線(xiàn)路上的電壓損失和液壓管路上的壓力損失；便于變配電設(shè)備和供液設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)，所以是現(xiàn)代綜采供電的典型方案，應(yīng)優(yōu)先進(jìn)用。綜采工作而設(shè)備布置如圖5—2圖5—3所示。方案2小斷面雙巷布置法將移動(dòng)變電站、工作面配電點(diǎn)及泵站都設(shè)置在甲獨(dú)的協(xié)助巷道內(nèi)，每隔肯定距離，用聯(lián)絡(luò)巷與工作面運(yùn)輸巷連通，通過(guò)聯(lián)絡(luò)巷與運(yùn)輸巷向工作而配電。這種方案最相宜于下一個(gè)工作而尚未回采，但其回風(fēng)巷已經(jīng)開(kāi)拓完畢，這就可在此回風(fēng)巷布置上T作面的移動(dòng)變電站、配電點(diǎn)和泵站設(shè)置。這種方案可使運(yùn)輸巷道斷面縮小，支護(hù)成本低。適合丁雙巷掘進(jìn)的開(kāi)拓系統(tǒng)，其設(shè)備布置如圖5-3所示。方案3定點(diǎn)布置法將供電、供液設(shè)備安裝在離工作而較遠(yuǎn)的短石門(mén)里或硐室里，不隨T作而推動(dòng)而多次移動(dòng)。這種方案適合于頂板比較破裂、壓力較大、巷道維護(hù)較困難同時(shí)走向長(zhǎng)度和工作面長(zhǎng)度不太人的綜采上作面，它有投資少，維護(hù)便利的優(yōu)點(diǎn)。其它方案對(duì)于低瓦斯礦井的工作面，配電點(diǎn)、移動(dòng)變電站和泵站可以設(shè)置在回風(fēng)巷，也可以在進(jìn)風(fēng)的運(yùn)輸巷L(fēng)j回風(fēng)巷各設(shè)置部分。對(duì)于放頂煤綜采支架后的刮板輸送機(jī)等設(shè)備的配電點(diǎn)與移動(dòng)變電站，有的設(shè)置在回風(fēng)巷。四、供電設(shè)備的選型原則1、符合《煤礦平安規(guī)程》供電設(shè)計(jì)規(guī)定。2、各種供電沒(méi)備的額定電壓與所在線(xiàn)路上的額定電壓致；電纜的額定電壓應(yīng)等于或略大十所在線(xiàn)路的額定電壓。3、設(shè)備的額定電流或者長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流應(yīng)等于或略大于工作中所通過(guò)的長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流。4、開(kāi)關(guān)電器的分?jǐn)鄬?shí)力應(yīng)等于或大于所通過(guò)的最大三相短路電流。5、電纜主芯線(xiàn)截面應(yīng)等于或人于三相短路電流的熱穩(wěn)定截面。6、綜采工作面供電應(yīng)采納移動(dòng)變電站。國(guó)產(chǎn)礦用隔爆型移動(dòng)變電站有KSGZY和KBSGZY兩種系列后者為節(jié)能新產(chǎn)品。7、井下照明及電鉆用電電壓為l27V。8、BGP5--6系列礦用隔爆型高壓真空配電裝置有A、B、C、D四種結(jié)構(gòu)，分別用于：兩個(gè)電源進(jìn)線(xiàn)、個(gè)電源進(jìn)線(xiàn)、僅用于聯(lián)臺(tái)運(yùn)用、儀用于單臺(tái)運(yùn)用，其高度都為1190mm。9、高壓電源電纜應(yīng)選用監(jiān)視型雙屏蔽橡套電纜，型號(hào)為UYPJ3.6/6(試制時(shí)型號(hào)為UGSP)，其芯線(xiàn)為細(xì)銅絲絞合而成。該電纜的額定電壓為3.6／6kV，動(dòng)力芯線(xiàn)為3×95mm2，接地芯線(xiàn)為3×50／3mm2:，監(jiān)視芯線(xiàn)為3×2.5mm2;型號(hào)規(guī)格表示為UYPJ3.6／63×96+3×50／3+3×2.5；主要用于6／3.4kV的井下移動(dòng)變壓器及類(lèi)似設(shè)備的電源供應(yīng)。10、低壓電纜律采納銅芯橡套軟電纜，采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)的供電電纜應(yīng)選用雙屏蔽型。照明應(yīng)選用500v電壓的電纜供電。660V設(shè)備應(yīng)選用IOOOV電壓的電纜供電。l140V的設(shè)備應(yīng)選用ll40V電壓的電纜供電。11、低壓開(kāi)關(guān)的選用：(1)斷路限制選用隔爆型自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)。當(dāng)所限制的線(xiàn)路或設(shè)備發(fā)生短路或漏電時(shí)，能自動(dòng)切斷電源。有手動(dòng)和電動(dòng)操作，真空和空氣斷路之分?？梢砸罁?jù)所限制和愛(ài)護(hù)的線(xiàn)路額定電壓和長(zhǎng)時(shí)最人負(fù)荷電流進(jìn)行選擇。(2)隔爆型于動(dòng)起動(dòng)器主要作為不需頻繁起動(dòng)利停止的機(jī)械或者照明變壓器的限制之用。(3)當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)有遠(yuǎn)距離限制和愛(ài)護(hù)要求時(shí)，應(yīng)選用隔爆型磁力起動(dòng)器?？梢砸罁?jù)電動(dòng)機(jī)的額定電壓、額定電流以及過(guò)電流愛(ài)護(hù)須要繼電器整定的電流值進(jìn)行選型。(4)磁力起動(dòng)器進(jìn)出線(xiàn)及限制線(xiàn)喇叭口內(nèi)徑必需符合連接電纜的最大外徑的要求，并且1個(gè)接線(xiàn)喇叭只能接l條電纜。(5)假如工作機(jī)械要求帶負(fù)荷變更旋轉(zhuǎn)方向時(shí)，應(yīng)選用可以逆轉(zhuǎn)限制的磁力起動(dòng)器。(6)雙速電動(dòng)機(jī)必需選用雙速限制用磁力起動(dòng)器。(7)礦用隔爆型插銷(xiāo)式開(kāi)關(guān)、限制按鈕、接線(xiàn)盒在綜采工作面供電中有時(shí)也有應(yīng)用，一般按用途、負(fù)荷額定電壓、負(fù)荷額定電流進(jìn)行選擇。五、負(fù)荷計(jì)算步驟綜采工作面電力負(fù)荷計(jì)算是選擇移動(dòng)變電站臺(tái)數(shù)和容量的依據(jù)。也是配電網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的依據(jù)之。1、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)按表6-3內(nèi)容，把綜采T作面的每一種負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。2、負(fù)荷計(jì)算變壓器需用容量Sb計(jì)算值為綜采工作面用電設(shè)備的需用系數(shù)按下式計(jì)算其中只Pd——最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)功率，KW。表6——3綜采工作面負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表格式許電壓損失校驗(yàn)，按線(xiàn)路電源端產(chǎn)生最大穩(wěn)定短路電流校驗(yàn)熱穩(wěn)定。山于現(xiàn)有綜采工作而都普遍采納UYPJ—3.6／6—3×35+3×16／3+3×25牌號(hào)的高壓電纜，這里以此電纜反算出相關(guān)數(shù)據(jù)，供選擇設(shè)計(jì)參考1、按經(jīng)濟(jì)電流密度反算可以供電的容量電纜可供最大負(fù)荷電流為：I=Aj=35×2.25=78.75A其中A——電纜主芯截面，mm2：J——經(jīng)濟(jì)電流密度，A/mm2，參見(jiàn)表5—4;35—UYPJ—3.6/6—3×35+16/3+3×2.5牌號(hào)電纜主芯的截而，mm2時(shí)可用計(jì)算值；七、校驗(yàn)電纜截面的熱穩(wěn)定性按上述方法選擇的電纜截面，一般都能滿(mǎn)意熱穩(wěn)定要求，只有個(gè)別較絀的電纜有時(shí)通不過(guò)，必需校驗(yàn)。假如按上述方法選與校驗(yàn)電纜截而，有一個(gè)要求不滿(mǎn)意時(shí)，必需實(shí)行以下措施，冉校驗(yàn)，達(dá)到要求為止：(l)增人電纜截面，但有肯定限度(2)調(diào)整移動(dòng)變電站位置．使之更靠近用電設(shè)備；(3)實(shí)行分散負(fù)荷，增加電纜條數(shù)；(4)增加變壓器臺(tái)數(shù)與容量；(5)提高額定電壓等級(jí)第四節(jié)短路電流計(jì)算及過(guò)電流愛(ài)護(hù)裝置的整定一、綜采工作而移動(dòng)變電站高壓進(jìn)線(xiàn)端短路電流計(jì)算1、平均電壓；Upj=6.3kV。2、斷路器分?jǐn)鄬?shí)力一般為50MVA，真空斷路器分?jǐn)鄬?shí)力為100MVA。電網(wǎng)的短路容量Sdy超過(guò)斷路器的分?jǐn)鄬?shí)力時(shí)，必需加以限制。3、短路點(diǎn)的選定綜采工作面供電設(shè)計(jì)、一般選定移動(dòng)變電站高壓進(jìn)線(xiàn)端作為短路點(diǎn)，計(jì)算高壓短路電流。5、電源系統(tǒng)電抗為流的選定與過(guò)電流繼電器相同。第五節(jié)綜采工作面過(guò)電流、漏電與接地愛(ài)護(hù)一、過(guò)電流愛(ài)護(hù)《煤礦平安規(guī)程》規(guī)定：井下高壓電動(dòng)機(jī)、動(dòng)力變壓器的高壓側(cè)，應(yīng)有短路、過(guò)負(fù)荷和欠電壓釋放愛(ài)護(hù)。井下山采區(qū)變電所、移動(dòng)變電站或配電點(diǎn)引出的饋電線(xiàn)上，應(yīng)裝設(shè)短路和過(guò)負(fù)荷愛(ài)護(hù)裝置、或至少應(yīng)裝短路愛(ài)護(hù)裝置。低壓電動(dòng)機(jī)應(yīng)具備短路、過(guò)負(fù)荷、單相斷線(xiàn)的愛(ài)護(hù)及遠(yuǎn)方限制裝置。井下低壓電網(wǎng)中，過(guò)電流繼電器的整定和熔斷器熔體的選擇，應(yīng)按原煤炭工業(yè)部頒布的有關(guān)礦井低壓電網(wǎng)短路愛(ài)護(hù)裝置的整定細(xì)則執(zhí)行。同時(shí)還規(guī)定：干脆向井下供電的高壓饋電線(xiàn)上，嚴(yán)禁裝設(shè)自動(dòng)重合閘。這也是為了防止重合閘時(shí)電動(dòng)機(jī)白起動(dòng)的原因。供電系統(tǒng)對(duì)繼電愛(ài)護(hù)的基本要求是選擇件好，靈敏性足夠，動(dòng)作快．功作牢靠。2、綜采工作面供電系統(tǒng)繼電愛(ài)護(hù)裝置的配置綜采工作面供電系統(tǒng)各個(gè)愛(ài)護(hù)裝置的配置與協(xié)作見(jiàn)圖5—8及表5—20，都應(yīng)達(dá)到上述基本要求，但事實(shí)上都存在問(wèn)題。在橫的協(xié)作方面，比如線(xiàn)路L2上短路時(shí)。2#、3#、6#愛(ài)護(hù)中的欠電壓愛(ài)護(hù)可能無(wú)選擇性地同時(shí)動(dòng)作切斷；線(xiàn)路L2上漏電時(shí)。2#、3#、6#愛(ài)護(hù)中的漏電愛(ài)護(hù)可能無(wú)選擇性地同時(shí)動(dòng)作切斷．盡管3#、6#愛(ài)護(hù)中有漏電閉鎖裝置、有選擇性地合不上閘，可是無(wú)選擇性的漏電動(dòng)作切斷己先引起事故停電范圍擴(kuò)大化了。在縱的協(xié)作方面，比如線(xiàn)路L2上產(chǎn)牛短路事故時(shí)，1#、2#、3#中的短路愛(ài)護(hù)可能同時(shí)動(dòng)作切斷，造成無(wú)選擇性的越級(jí)跳，就會(huì)造成事故停電范圍擴(kuò)大化。二、漏電愛(ài)護(hù)l、漏電愛(ài)護(hù)要求《煤礦平安規(guī)程》規(guī)定礦井地面變電所和井下中心變電所的高壓饋電線(xiàn)上，應(yīng)裝設(shè)有選擇性的單相接地愛(ài)護(hù)裝置，供移動(dòng)變電站的高壓饋電線(xiàn)上，必需裝設(shè)有選擇性的動(dòng)作于跳閘的單相接地愛(ài)護(hù)裝置。井下低壓饋電線(xiàn)上，應(yīng)裝設(shè)帶有漏電閉鎖的檢漏愛(ài)護(hù)裝置或有選擇性的檢漏愛(ài)護(hù)裝置。假如無(wú)此種裝量，必需裝設(shè)自動(dòng)切斷漏電饋電線(xiàn)的檢漏裝量。煤電鉆必需設(shè)有檢漏、短路、過(guò)負(fù)荷、遠(yuǎn)距離起動(dòng)和停止煤電鉆的綜合愛(ài)護(hù)裝置。2、漏電繼電器整定原則(l)愛(ài)護(hù)一660V電網(wǎng)單相接地漏電電阻整定值為Rzd=llkΩ；兩相接地漏電電阻整定值為Rzd=22kΩ；三相接地漏電電阻整定值為Rzd=33kΩ。(2)愛(ài)護(hù)ll40V電網(wǎng)單相接地漏電