平煤十矿井下供电设计.doc

平煤十矿井下供电设计（本科毕业设计论文） 目 录第一章 绪论 11.1矿井基本概况 11.1.1交通位置 11.1.2地形地势 11.1.3 气象、地震 11.1.4 矿区水、电源 11.1.5 地层、地质构造 21.1.6 煤层、煤质 21.1.7 储量 61.2 矿井生产概况 71.2.1 十矿现生产状况 81.2.2矿井通风现状 81.2.3地面生产系统 8第二章 井下变电所配电点位置的确定 92.1 井下中央变电所位置的确定 92.2 采区变电所位置的确定 92.3 移动变电所位置的确定 92.4 工作面配电点位置的确定 9第三章 井下供电系统的确定 103.1 井下电压等级的确定 103.2 井下中央变电所的拟定 103.2.1 高压供电系统的拟定 103.2.2 低压供电系统的拟定 103.3 己四采区变电所供电系统的拟定 113.3.1 高压供电系统的拟定 113.3.2 低压供电系统的拟定 11第四章 负荷统计与变压器的选择 134.1 需用系数法统计负荷 144.2 变压器的选择 174.2.1 采区变电所变压器的选择： 174.2.2 中央变电所变压器的选择： 174.3 井下高压负荷的计算 18第五章 电缆的选择 215.1 低压电缆的选择 215.1.1 低压电缆型号的选择 215.1.2 电缆的芯线数目的确定 215.1.3电缆长度的确定 215.1.4 低压电缆主芯线截面的选择 225.2 高压电缆的选择 225.2.1 高压电缆型号的确定 225.2.2 高压电缆芯数的确定 225.2.3 高压电缆长度的确定 225.2.4高压电缆主芯线截面的选择 23第六章 短路电流的计算 256.1 井下高压电网的计算 256.2 井下低压电网计算短路电流 26第七章 电气设备的选择 297.1 按使用场所选择电气设备的类型 297.2 高压配电箱的选择 307.3 低压电气设备的选择 30第八章 保护装置的整定计算 328.1 井下对保护装置的要求 328.2 低压系统保护装置的整定计算 328.2.1 低压熔断器的选择 328.2.2 继电器及电子保护装置的整定计算 328.3 高压配电箱保护装置的整定计算 34第九章 井下保护接地系统 359.1 井下保护接地系统的装设原则 369.2 井下对保护接地装置的要求 369.3 保护接地装置的安装和连接 369.4 对接地电阻的要求和降阻措施 379.4.1 对接地电阻的要求 379.4.2 降低降低电阻的措施 37第十章 变电所硐室及设备布置 3810.1 井下中央变电所硐室 3810.1.1 对硐室的要求 3810.1.2 对设备布置的要求 38第十一章 井下照明设计 4011.1 照明设计的原则与要求 4011.2 照明光源、灯具的选择与布置 4011.2.1 照明光源与灯具的选择 4011.2.2 灯具的布置 4111.3 照度的计算 4111.4 照明供电系统的拟定 4111.4.1 照明供电电压 4211.4.2 照明供电方式 4211.5照明附属设备的选择 42总 结 43致 谢 44参考文献 45前 言我国的煤炭事业发展较为迅速，也是一个煤业大国。这样就要求对煤矿企业要有一个完整、且合理的供电系统。好的供电系统，对于企业来说，可以更好的利用和合理分配电力资源，促进安全生产和降低生产成本等等。煤矿井下供电尤其重要。因为它涉及到煤矿企业的生产、安全及效率。由于井下环境的特殊性，这样就对供电系统提出更高的要求。所有的设计方案都要以煤矿安全规程、煤矿井下供电设计规范、煤矿电工手册等为准则。本说明书是根据十矿的实际情况、地理条件而制订的。十矿属于高瓦斯矿井，所以在设计的同时，除了满足对供电的基本要求外，还应当注意电气设备的选择，(采用煤矿专用设备)电气保护装置等等。总之，所有的供电系统都是以井下安全生产所服务为目的。设计一套完整、完善的井下供电系统，对煤矿安全生产是必不可缺少的。第一章 概况1.1矿井基本概况1.1.1交通位置平煤十矿位于河南省平顶山市东部，距平顶山市区中心约5km，东与十二矿为邻，西与一矿相邻。十矿工业广场有矿区专用铁路与国铁京广线、焦支线相连接，东距京广线孟庙火车站70km，西距焦支线宝丰火车站28km。矿区专用铁路线与孟宝线平顶山东站相接。公路以平顶山市为枢纽，有柏油公路通向附近各县市，东与许南公路相连，交通便利。1.1.2地形地势井田的东南部为开阔的冲积洪积平原，西北部为砂岩组成的高山，山脊平缓，山坡陡峭，约为30，向南逐步过渡到平原。地势是西北高，东南低。西北部有平顶山，北部为马棚山，山的相对标高为+360m+460m，平原+80+100m。1.1.3 气象、地震本区属大陆性半干燥湿度不足带，年平均降雨量794.6mm，年最大降雨量为1323.6mm，雨季一般集中在79月份。历年平均蒸发量为2269.2mm，年最大蒸发量2825mm，蒸发量大于降雨量。年平均气温为15，最高气温42.3，最低气温-15。常年风向多为北西和北东，以北西风的风速最大，为24m/s;最大积雪厚度为16cm，冻土最深22cm。平顶山位于许昌淮南震带的南缘。据国家地震烈度区域划分的意见，本区为VI级地震列度区。1.1.4 矿区水、电源矿区地下水有寒武系灰岩含水层，太原组下段灰岩含水层，己17煤底板灰岩含水层，己15煤顶板砂岩含水层，戊9-10煤顶板砂岩含水层，均可为矿井供水水源。矿区电源主要来自平顶山市电业局所辖的贾庄、肖营和孙岭变电站的110Kv和35Kv系统以及平煤集团公司所辖的谢庄110Kv变电站。十矿现有变电所(地面)两座，其中一座位于南院工业场地内，称院内6Kv变电所，另一座位于北翼风井工业场地内，称北翼风井6Kv变电所。矿井电源取自于北翼风井工业场地内的月台35Kv变电站之6Kv母线。月台变电所现有两台主变，容量为21250KVA，电压等级为35/6Kv，正常情况下两台主变同时分列运行。月台站35Kv主送电源取自贾庄220kv站，备用电源取自焦庄(平八矿西风井)35kv站，当主送线路故障时，备用电源可通过装置自动投入。月台变电站属矿务局供电公司管辖，其6kv系统为单母线分段接线，两段母线分别向北风井工业场地内的提升绞车、空压机、7#扇风机、北风井变电所、院内变电所和井下第一、第二水平中央变电所及化工厂等场地外的用户供电。1.1.5 地层、地质构造平顶山煤田属华北地层区豫西分区渑池确山小区。依据地表出露与钻探揭露，井田内地层层序自上而下为：寒武纪张夏组、固山组;石炭系太原组;二叠系山西组;第三、四系。明显的从海相沉积通过海陆交互相沉积，逐渐变为陆向沉积。其中石炭系太原组、二叠系山西组、石盒子组为含煤地层，含煤地层总厚度近800m。十矿矿区的主体构造为一宽缓的复式向斜，即李口向斜，并伴生着一些一级的背斜和向斜。十矿位于李口向斜南翼，处于、二级构造郭庄背斜和牛庄向斜上。十矿三水平位于李口向斜南翼、郭庄背斜北翼。根据矿区实际开采情况和地质报告，本井田无陷落柱、剥蚀带及火成岩侵入情况。井田地质构造简单，褶曲、断层不发育。1.1.6 煤层、煤质(一)煤层井田内有3个煤系地层：上部为二叠系上石盒子组，含丁、戊两组可采煤层;中部为下二叠系山西组，含己组煤;下部为石炭系太原群，含庚组煤。十矿三水平主要可采煤层为丁5、丁6、戊9、戊10、戊11、己15-16、己17 层。各主要可采煤层、煤组分述如下：1、丁煤组：该组煤层属二叠系下石盒子组丁煤层，可采煤层为丁5，丁6煤层。煤层底板标高为-520-750m，丁5、丁6煤层结构稳定，被十矿称为“四煤三矸”结构。丁5煤层正常厚度1.15m,丁6煤层正常厚度1.4m，三水平范围内,丁5、丁6煤层赋存不稳定, 仅局部可采。中西部丁5煤层小于0.8m,为丁5不可采区; 西北部及中东部丁6煤层小于0.8m, 为丁6不可采区。丁5煤层、丁6煤层可采区位于丁组煤层中部，丁5、丁6煤层其中间为泥岩，其上、下岩性具有对称特点，煤层直接顶底板均为砂质泥岩，老顶、老底均为砂岩。2、戊煤组：属二叠系下石盒子组，上距丁组煤6080m，下距己煤组160180m。包括戊8、戊9、戊10、戊11、戊12、戊13，可采煤层为戊9、戊10、戊11。可采戊组煤层上距丁6煤层90m左右，在三水平内戊8，戊12，戊13不可采。戊9煤层由东南向西北逐渐变薄，绝大多数厚度在1.35m左右，仅在西北隅煤厚小于0.8m，为戊9煤层不可采区。戊10煤层是主要的开采煤层，煤厚在1.82.9m之间，一般煤厚为2.5m左右，与戊9煤相似，由东南向西北逐渐变薄。戊11煤层仅西南角局部可采，煤厚1.31.7m，因本煤层富含夹矸，煤质欠佳，沉积不稳定，为非主采煤层。戊8与戊9之间有两层夹矸，夹矸间有一煤线(0.10.2m)，戊9与戊10间泥岩为49m，由东向西逐渐变厚，戊10煤层中间含一层夹矸，夹矸厚度多在0.3m左右，仅个别地方达0.7m，将戊10煤层分为上戊10和下戊10。戊10与戊11间泥岩沉积不稳定在17m之间，戊8直接顶为致密泥岩，水平层理发育，厚0.81.0m，向上为0.81.0m的砂质泥岩，再向上为夹硅质岩的砂质泥岩，厚约68m，戊11底板为砂质泥岩偶夹透镜状砂岩，含菱铁矿薄层及结核。3、己煤组：该煤组属二叠系山西组，下距石炭系太原组顶部灰岩820m，上距己组顶板砂岩1020m，与戊组煤间距180m左右。本煤组包括己14，己15，己16，己17四个煤层，己14不可采，己15，己16，己17为主要可采煤层。在三水平范围内，己15，己16煤层在25勘探线以东合层，煤厚在3.5m左右，局部可达4.5m，在25勘探线以西，己15煤厚1.862.55m，多数为2.0m左右，由东南向西北逐渐变薄，己16煤厚0.951.15m，己17煤层厚度1.82.7m，多数2.2m左右，己15与己16夹矸厚度0.32.3m，遇水易膨胀，由东向西逐渐增厚，己16与己17夹矸0.30.7m，己15直接顶为砂质泥岩含砂质条带，向上有时沉积有条带状砂岩，6m左右夹碣色油质光泽泥岩，810m为0.4m左右的己14煤。其上为己组顶板砂岩，此顶板砂岩为砂岩群，厚度巨大，岩石层面夹炭质薄膜及白云母，己17底板一般情况下为含白云母砂质泥岩，厚10m左右。(二)煤质井田可采煤层煤类为气煤、1/3焦煤、肥煤和焦煤、可供动力用和炼焦用煤。1.1.7 储量1、井田境界十矿三水平位于十矿井田北部，深部(北部)边界为李口向斜轴，东部戊组煤层边界为21勘探线东500m，东部己组煤层边界为23勘探线东500m，西部戊组、己组边界为26勘探线，浅部(南部)丁组、戊组、己组分别接二水平下部边界。2、储量据平煤集团公司关于对十矿三水平地质说明书的批复，十矿三水平地质储量为10045.1万t，其中丁组：1110万t，戊组：3964.5万t，己组:4970.6万t。工业储量9821.43万t，可采储量7921.5万t。1.2 矿井生产概况1.2.1 十矿现生产状况十矿二水平现有生产采区四个：己二采区，北翼中区，北翼东区，己四采区。每个采区各成系统。戊组煤均通过井下采区皮带转载到三条主运输皮带从二水平运至老主底，然后通过主井箕斗提至地面;己组煤均通过采区皮带转载到二水平大皮带斜井到达地面。矿井主提升系统二个：(1)老主井核定能力210万t/a;(2)大皮带斜井核定能力120万t/a矿井辅助提升系统三个：(1)老副井：核定能力210万t/a(2)北翼进风井：核定能力180万t/a(3)大皮带斜井主要担负井下工作人员上下。目前矿井二水平辅助运输和人员上下主要通过北翼进风井，大皮带斜井完成。1.2.2矿井通风现状矿井采用分区通风系统，其中4号风井(己二风井)主要为己二采区服务，6号风井(戊三风井)主要为北翼东区戊组服务，7号风井(丁三风井)主要为戊七采区服务(已报废)，8号风井(北翼风井)主要为北翼中区服务，己四风井主要为己四采区服务。目前矿井总进风量20310m3/min，矿井总回风量20836m3/min。按通风能力核定生产能力210万t/a，但实际风量分配不均，主要为8号风井负压严重超限(3800Pa)，严重制约了现有生产采区生产和未来三水平建设。1.2.3地面生产系统(一)原煤生产系统丁、戊组原煤采用8t扇型闸门底卸式箕斗装载，通过绞车提升至井口卸载标高卸入箕斗受煤仓，通过仓下K-4型给煤机入胶带输送机到跨线方型煤仓上筛分楼，对原煤进行筛分，+50mm级检矸破碎后由胶带输送机将混煤卸入15m容量300t的跨线圆型煤仓计量外运。+50mm级煤块入方型煤仓。储煤场堆储量为30000t(堆储丁、戊组煤)，采用推土机疏散，胶带输送机返煤。己组煤通过-320m标高的大倾角皮带斜井(B=1000mm)通道地面。(二)、井下运输运输该矿井交通方便，有矿区铁路，公路与外界相通。十矿三水平井下皮带运输涉及三条皮带：a、大皮带斜井皮带输送机运输能力校核。b、三水平戊组皮带下山钢绳芯胶带运输机选型计算。c、三水平己组皮带下山钢绳芯胶带运输机选型计算。通过计算现有的大皮带斜井运输能力满足120万t/a;三水平戊组皮带下山选用钢绳芯胶带运输机带宽为1000mm，电动机YB355M2-4, N=250KW, 共3台,减速机 DCY400-31.5, 共3台;三水平己组皮带下山选用钢绳牵引胶带运输机带宽为1000mm，选用两台500kw直流防爆电动机。(三)矸石排放系统北二进风井井筒及三水平最下部工程产生的矸石可用于填沟，全部从北二进风井提升至地面。其排放系统为：由北一进风井将矸石由罐笼提升至地面，经翻车机、矸石仓，装入矸石卸载车，再由绞车牵引至矸石山排放(即北一风井排矸系统)。第二章 井下变电所配电点位置的确定2.1 井下中央变电所位置的确定由于矿务局十矿属于大型矿井，分为-140和-320两个水平面，所以供电系统也较为庞大及复杂，且重要的部分在-320水平面。本设计以-320中央变电所为例。-320井下中央变电所位置设在-320井底车场靠近副井井底 ，靠近负荷中心，并与中央水泵房相邻。变电所的通风良好，地质条件好。2.2 采区变电所位置的确定十矿-320采区变电所较多，本设计以己四上部采区变电所为例。己四采区变电所位置设在负载中心，以便减少底压线路长度和电压损失，保证采区设备的供电质量。其地质条件好，顶底板稳定。变电所内通风良好。2.3 移动变电所位置的确定移动变电站设在距工作面100m150m的巷道中。当下一个工作面尚未开采，而其回风巷已经掘进完毕，可将上工作面的移动变电站设置在下一个工作面的回风巷内，经过联络巷、运输巷向上工作面供电。2.4 工作面配电点位置的确定回采工作面配电点设在工作面50m70m处的巷道中;掘进工作面配电点设在掘进头80m100m，配电点至掘进设备的电缆长度不超过100m。在电缆分叉设有配电点，此配电点在巷道交汇处附近。压入式局部扇风机和启动装置安装在进风巷道中。第三章 井下供电系统的确定3.1 井下电压等级的确定1.井下高压为6kv2.低压为1140v、660v，固定照明为127v3.2 井下中央变电所的拟定3.2.1 高压供电系统的拟定(一)电源回路及母线段数的确定-320井下中央变电所采用双回路。当其中任一回路停止供电时，其余回路可以担负全负荷供电。-320中央变电所的高压母线采用单母线分段。各段母线之间设置分段联络开关，母线分列运行。(二)配出线接线及回路的确定井下主排水泵(1#泵)和(2#泵、3#泵)采用了双回路，分别接在4#和7#、3#配电盘。10#、9#配电盘分别引向采区变电所，通过高爆开关分别向“己四中部、东区戊轨下山、己四上部、通排一回路”变电所供电。“己四中部、己四上部”采用双回路供电。 6#配电盘引向中区戊轨绞车房配电点。3.2.2 低压供电系统的拟定由于井底水泵、硅整流需用双回路，特设两台变压器接在8#、5#配电盘。当其中一台停止供电时，另一台担负排水、生产、照明等全部用电。两台变压器的低压侧设有低压总开关(35235、35270)，并设检漏继电器。低压侧的用电负荷分配如下：变压器1#：1#硅整流、1#井底水泵、井口信号照明、变电所室内照明。变压器2#：2#硅整流、2#井底水泵、火药库及东大巷照明、瓦斯监测电源、检修泵站。另外根据需要，分接4#水泵，由低压开关(35334)控制。3.3 己四采区变电所供电系统的拟定3.3.1 高压供电系统的拟定由于己四采区是综合机械化采煤且有排水设备，需采用双电源近线。两回路电源同时供电，母线分段并设联络开关，正常分列运行。3.3.2 低压供电系统的拟定采区内的用电设备根据电压等级、生产环节和安装地点的不同进行了分组，各组分开供电。分组供电还考虑到用电负荷的大小、巷道布置情况和电缆敷设的线路等等。各组用电负荷分配情况如下：4#高爆开关引向24060风巷配电点。6#高爆开关通过1#变压器(矿用隔爆型干式变压器KBSG)供电，并设低压总开关(35560)及检漏继电器(JYB2-A)。该组用电负荷分配如下：己四运输机检修通道(28KW)、24060风巷(2X30KW)，另外备用一台。8#高爆开关由2#变电所(矿用隔爆型干式变压器KBSG)通过开关(40008)向己四总机巷四部供电(4X40KW)。10#高爆开关由3#变电所(矿用隔爆型干式变压器KBSG)通过开关(40010)向己四总机巷三部供电(4X40KW)，并设检漏继电器(JYB2-C)。9#高爆开关通过4#变压器(矿用隔爆型干式变压器KBSG)供电，并设低压总开关(35571)及检漏继电器(JYB2-A)。该组用电负荷分配如下：己四运输机检修通道(28KW)、24060风巷(2X30KW)、-320水仓水泵及南大巷照明(30KW+4KVA)、24020机巷一部(3X40KW)、-320新充电房(4X90A)、变电所水泵(5KW)、24060风巷配电点监测电源(0.5KW)、变电所室内照明(4KVA+20W)。7#高爆开关通过5#变压器(矿用隔爆型干式变压器KBSG)供电，并设低压总开关(40018)及检漏继电器(JYB2-C)。该组用电负荷分配如下：己四总机巷二部(3X40KW)、-320充电房及照明(2X90A+4KVA)。5#高爆开关引向己四轨道绞车房配电点。3#高爆开关引向采区。设置6#变压器和7#变压器(矿用隔爆型移动变压器KSGZY)向采区供电。6#变压器支路上设有总开关(4000、型号KBZ-40)，并设检漏继电器(JYB2-C)。其负荷分配如下：24070机巷转载机(2X40KW)、24070机巷运输机(24X40KW)。7#变压器支路上设有总开关(4001、型号KBZ-40)，并设检漏继电器(JYB-C)。其负荷分配如下：采煤机(150KW)、运输机(220KW)泵站(2X75KW)。图31 井下供电系统图第四章 负荷统计与变压器的选择4.1 需用系数法统计负荷由于采区变电所的负荷比较多，现将各变压器的配电干线负荷列表如下：表4.3 井下高压负荷的计算将变压器二次侧低压计算负荷与变压器的电力损耗相加求出变压器一次侧的高压负荷，然后将各高压负荷汇总后求出总负荷。1)变压器的有功功率损耗由两部分组成：一部分为铁损;一部分为铜损。变压器的铜损与变压器的负荷率的平方成正比，计算公式如下：Pt=Pi.t+Pn.t2式中Pt：变压器的有功功率的损耗，kw;Pi.t：变压器在额定电压时的空载损耗，kw;Pn.t：变压器在额定负荷时的短路损耗，kw;：变压器的负荷率，它等于变压器的实际负荷容量与其额定容量的比值。2)变压器的无功功率损耗也由两部分组成：一部分是变压器空载时的无功功率损耗;一部分是变压器带负荷时的无功功率损耗。计算公式如下：Qt=Qi.t+Qn.t2=I0%/100Sn.t+us%/100Sn.t2式中Qt：变压器的无功功率损耗，kw;表44变压器的技术数据Qi.t：变压器空载的无功功率损耗，kw;Qn.t：变压器额定负荷时的无功功率损耗，kw; I0%：变压器的空载电流百分数;us%：变压器的短路电压百分数，即阻抗电压;Sn.t：变压器的额定容量，kw。各变压器的技术数据查、。计算采区变电所各变压器的电力损耗。采区变电所各变压器高压侧计算负荷：P(高)=P(低)+Pt;Q(高)=Q(低)+Qt;4.3 井下高压负荷的计算将变压器二次侧低压计算负荷与变压器的电力损耗相加求出变压器一次侧的高压负荷，然后将各高压负荷汇总后求出总负荷。1)变压器的有功功率损耗由两部分组成：一部分为铁损;一部分为铜损。变压器的铜损与变压器的负荷率的平方成正比，计算公式如下：Pt=Pi.t+Pn.t2式中Pt：变压器的有功功率的损耗，kw;Pi.t：变压器在额定电压时的空载损耗，kw;Pn.t：变压器在额定负荷时的短路损耗，kw;：变压器的负荷率，它等于变压器的实际负荷容量与其额定容量的比值。2)变压器的无功功率损耗也由两部分组成：一部分是变压器空载时的无功功率损耗;一部分是变压器带负荷时的无功功率损耗。计算公式如下：Qt=Qi.t+Qn.t2=I0%/100Sn.t+us%/100Sn.t2式中Qt：变压器的无功功率损耗，kw;表44变压器的技术数据Qi.t：变压器空载的无功功率损耗，kw;Qn.t：变压器额定负荷时的无功功率损耗，kw;I0%：变压器的空载电流百分数;us%：变压器的短路电压百分数，即阻抗电压;Sn.t：变压器的额定容量，kw。各变压器的技术数据查、。计算采区变电所各变压器的电力损耗。采区变电所各变压器高压侧计算负荷：P(高)=P(低)+Pt;Q(高)=Q(低)+Qt;第五章 电缆的选择5.1 低压电缆的选择5.1.1 低压电缆型号的选择电缆的型号主要根据其电压等级、用途和敷设场所等条件来决定。煤矿井下所选的型号必须符合煤矿安全规程的有关规定。矿用低压电缆的型号，一般按下列原则确定：(1)从启动器到电动机的电缆一律采用不延燃橡套电缆。(2)固定敷设的应采用铠装铅包纸绝缘电缆或铠装聚氯乙烯绝缘电缆，也可采用不延燃橡套电缆。(3)采区低压电缆严禁采用铝芯。(4)电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体。(5)固定敷设的照明，通信和控制用电缆，应采用铠装电缆、不延燃橡套电缆或矿用塑料电缆;对于半固定敷设的电缆，为了移动方便一般选用不延燃橡套电缆。5.1.2 电缆的芯线数目的确定(1)动力用的纸绝缘铠装电缆选三芯电缆。(2)动力用的橡套电缆，当控制按钮不在工作机械上时，一般采用四芯电缆。(3)信号电缆芯线根数要按控制、信号、通讯系统的需要决定，并留有备用芯线。(4)电缆的接地芯线除用作监测接地回路外，不得作其他用途。5.1.3电缆长度的确定由于电缆有一定柔性，敷设时会出现弯曲，所以电缆的实际长度L应按其公式计算。即L=KinLto (5-1)式中 Lin-电缆敷设路径的长度，mKto-电缆增长系数，橡套电缆取1.1，铠装电缆取1.05。5.1.4 低压电缆主芯线截面的选择选择低压电缆主芯线的截面时，从启动器到采掘运设备的支线电缆，一般按机械强度初选，按允许持续电流效验后确定。选择干线电缆主芯线截面时，如果干线电缆不长，应该先按电缆的允许持续电流初选;当干线电流较长时，应先按正常时的允许电压初选;然后再其他条件效核。5.2 高压电缆的选择5.2.1 高压电缆型号的确定高压电缆的型号应按以下原则确定：(1)固定敷设的敷设电缆应选用铠装电缆。(2)中央变电所至采区变电所的电缆可采用铝芯电缆，其他地点必须采用铜芯电缆。(3)移动变电站必须采用监视型屏蔽电缆。(4)井下严禁使用铝包电缆。(5)电缆应带有供保护接地用的足够的截面的导体。5.2.2 高压电缆芯数的确定铅包铠装电力电缆可采用三芯，没有铅包及铠装层的电力电缆最少应为四芯电缆。5.2.3 高压电缆长度的确定其长度按式(5-1)计算电缆中间有接头时，应在电缆的两头各留8m10m的裕量。5.2.4高压电缆主芯线截面的选择高压电缆主芯线截面应按下述条件进行选择：(1)按正常工作时的经济电流密度选择。其他线路电缆的选择方法大致相同，都不再一一计算了。电网的电压损失包括变压器的电压损失和线路的电压损失两部分。计算电压损失时，均看成是一个电阻和电感的串联电路。计算该段线路的电压损失：本级电网的允许电压损失减去其他线路的电压损失减去变压器的电压损失。第六章 短路电流的计算为了选择和效验井下高、低压电气设备和电缆，需计算通过该设备的最大三相短路电流。为了整定高、低压开关的保护装置，需计算保护范围内的最小两相短路电流。井下电网的短路，一般属于远点短路，所以可视为无限大电源容量系统。计算短路电流时，短路点一般在变电所的母线上和电缆线路的末端。6.1 井下高压电网的计算图61 短路电流计算电路图、等值电路图由于井下高压电网只有一个电压等级，为了简便采用了绝对值计算法。已知十矿井底中央变电所的短路容量为120MVA。绘制短路电流计算电路图和等值电路图。求出，S1点的三相短路电流周期分量有效值：I(3)S1=2.48KA三相次暂态短路电流和短路稳态电流：I(3)=I(3)Ss=I(3)S1=2.48KA三相短路冲击电流及冲击电流有效值：i(3)im=2.55I(3)=5.58KAI(3)im=1.52I(3)=3.77KA三相短路容量：S(3)S1=27.06MVAS2点的三相短路电流周期分量有效值：I(3)S2=1.85KA三相次暂态短路电流和短路稳态电流：I(3)=I(3)Ss=I(3)S2=1.85KA三相短路冲击电流及冲击电流有效值：i(3)im=2.55I(3)=4.72KAI(3)im=1.52I(3)=2.81KA三相短路容量：S(3)S2=20.186MVAS3点的三相短路电流周期分量有效值：I(3)S3=1.7KA三相次暂态短路电流和短路稳态电流：I(3)=I(3)Ss=I(3)S3=1.7KA三相短路冲击电流及冲击电流有效值：i(3)im=2.55I(3)=4.33KAI(3)im=1.52I(3)=2.584KA三相短路容量：S(3)S3=18.55MVA6.2 井下低压电网计算短路电流低压电缆电阻值相对电抗值较大，电阻值不允许忽略。母线、自动馈电开关的过流线圈、开关触电电阻均可不计。电缆线路中的电容可不考虑。对于千伏级低压电网，高压侧阻抗一般不应忽略。井下低压电网短路电缆的计算有公式法和图表法两种。其中，图表法计算简单、方便、省时，易采用。绘制井下低压电网短路计算图：图62 井下低压电网短路计算图第七章 电气设备的选择7.1 按使用场所选择电气设备的类型井下电气设备类型的选择应符合煤矿安全规程的规定。十矿属于高瓦斯矿井，对于高、低压电机和电气设备、照明灯具、通讯、自动化装置在瓦斯喷出的区域采用矿用隔爆型。井底车场、总进风巷的高、低压电机电气设备可采用矿用一般型。总回风巷、采区进风巷、采区回风巷及工作面必须采用矿用隔爆型电气设备。7.2 高压配电箱的选择根据额定电压选择时，所选电气设备的额定电压应不低于所在电网的额定电压。电气设备的额定电流应不小于通过它的最大长时工作电流。还有根据开关电气断流能力和电气设备的短路稳定性来根据本矿的实际情况，选择GFW-1矿用一般型高压配电箱和矿用隔爆型高压真空配电箱BGP6-6型。其技术数据如下：型号额定电压/KV最高工作电压/KV额定电流/A额定断流容量/MAV额定断开电流/KA极限通过电流/KA(峰值/有效值)热稳定电流/KA保护装置种类断路器类型操作机构布置方式外形尺寸/m长宽高GFW-166.94001009.725/156(10s)过载、短路、失压多油CS靠墙11.152.33666.94001001025/1510(2s)过载、短路、 失压、监视、过压固有分断时间/S1.1581.3561.3440.2表71 GFW-1高压配电箱、高压真空配电箱BGP6-6型技术数据7.3 低压电气设备的选择关选择低压电气设备的额定电压应不小于所在电网的额定电压。电气设备的额定电流不小于其所控制线路的最大长时工作电流;开设备的极限分断电流应不小于通过该设备的最大三相短路电流。选择时所用公式与高压配电箱相同。低压电气设备的型号、技术数据列表如下：7.3 低压电气设备的选择关选择低压电气设备的额定电压应不小于所在电网的额定电压。电气设备的额定电流不小于其所控制线路的最大长时工作电流;开设备的极限分断电流应不小于通过该设备的最大三相短路电流。选择时所用公式与高压配电箱相同。低压电气设备的型号、技术数据列表如下：编号型号额定电压/V额定电流/A最大分断能力/KA全部分断时间/s电缆外径/mm保护装置种类开关类型质量/kg外形尺寸/mm长宽高动力控制202DW80-200660/3802007/155222短路、(漏电)空气620490780203DW80-315315205206207KBZ-400/11401140/6604007.50.03323714.521过载、短路、欠压(漏 电)真空190700480420102104106107表72 矿用隔爆型电开关技术数据编号型号额定电压/V额定电流/A通断能力/A极限分断能力/A控制电动机最大功率/KW电缆外径/mm保护装置种类开关类型质量/kg外形尺寸/mm动力控制长宽高660V1140V201QC83-225660225200045001504519真空150680515765204101FYQC-300G1140,66030024004500230400过载,短路,失压,漏电,漏电闭锁,程控,联控真空500996750835103105表73 矿用隔爆型磁力启动器技术数据注：QC83-225隔爆型磁力启动器的保护装置种类：JR9：过载、失压、短路。JDB：过载、失压、短路、断相、漏电闭锁、联控。检漏继电器的选择根据电网的额定电压选择即可。选择型号为：JY82和JJKB30。第八章 保护装置的整定计算8.1 井下对保护装置的要求为了可靠地切除短路故障，应设有后备保护。在井下供电系统中，一般都以前一级线路始端的短路保护作为后备保护。在煤矿井下按防火的要求，采用瞬时动作的短路保护装置。短路保护装置还应有足够的灵敏度，以便将短路故障迅速可靠地切除。所以井下对短路保护装置的要求主要是可靠性、