煤矿供电基础知识.doc

第一节 煤矿供电基础知识一、矿山供电的重要性和基本要求电力是现代煤炭工业的主要动力，在煤炭生产中占有十分重要的地位，电力可以方便、经济地远距离输送和分配，也可以方便地和其它各种电能量形式相互转换，并且在在使用中还具 有便调度，测量和实现自动控制的优点。，由于煤炭生产中存在站各种自然灾害，因此煤炭企业对供电工作提出了严格的要求。1、供电可靠2、供电安全3、保证供电质量4、技术经济合理二、矿山电力负荷的分类1、一类负荷 突然中断供电造成人身伤亡事故或损坏重要设备，给企业带来重大经济损失的用电负荷。如：矿井主要通风机、排水泵，提升机2、二类负荷 突然停电会造成大量减产，或使生产停顿较长时间后才能恢复，给企业带来重大经济损失的用电负荷 如：提煤设备、空气压缩机3、三类负荷不属于前二种的都是三类负荷三、矿井供电电压等级按照规定，矿井供电系统选用的电压等级有： (1)35kV-矿井地面变电所变电电压。 (2)10kV或6 kV-井下高压配电电压和高压电动机的额定电压。 (3)3kV或1 140V-综合机械化采煤工作面电气设备的额定电压。 (4)660V-井下低压电网的配电电压。 (5)380V-地面和小型矿井井下低压电网的配电电压。 (6)220V-地面和井下新鲜风流大巷的照明电压。 (7)127V-照明、信号、手持式电气设备、电话的最高限额电压。 (8)36 V-井下设备控制回路的电压。 (9)直流250 V、550 V-直流架线电机车常用额定电压。目前，我国井下供电方式主要有：干线式、辐射式、混合式、移动变电站四种。 井下各配电电压和各种电气设备的额定电压等级如下；高压不应超过10000V； 低压不应超过1140V照明、手持式电气设备的额定电压和电话、信号装置的额定供电电压，都不 应超过127V；远距离控制线路的额定电压不应超过36V。井下低压网络的标准电压等级及其相应的平均电压为：标准电压V 127 380 660 1140 3300 6000平均电压V 133 400 690 1200 3460 6300 四、矿山供电系统矿山供电方式是：由地面变电所6KV母线上引出下井电缆，把电能输送到井下各高压用户和采区变电所，形成地面变电所 井下中央变电所 采区变电所的三级高压供电方式，采区变电所是把中央变电所送来的6KV电压降为380660V，用低压电缆向各采掘工作面供电，对机械化程度高、用量大的综采或普采工作面，在采区变电所一般不降压，由采区变电所6KV电压直接用高压电缆送到工作面的移动变电站，移动变电站将电压降到1140V或660V后，由工作面配电点向综采和高档普采工作面的各种用电设备供电。五、矿山地面变电所矿山地面变电所是全矿供电的枢纽，担负着受电、变电、配电、以及测量、保护和主要电气设备工作状态监视等任务。我矿地面变电所是35KV受电，设有35/6KV变压器，将35KV电压降为6KV后分配给矿山各用户六、 中央变电所井下中央变电所，是井下的供电中心，它直接由地面变电所供电，根据，煤矿安全规程规定，对井下中央变电所供电的线路不得少于两回路，当任一回路停止供电时，其余回路应能担负井下全部负荷的供电。七、采区变电所采区变电所是采区供电的中心，其任务是将井下中央变电所送来的6KV高压电缆降为380V660V低压，向采掘工作面配电点及其它电气设备供电。 第二节 煤矿供电具体计算首先根据采掘供电系统拟定的原则，确定采掘区供电系统图及供电方式。采掘供电设计有以下几部分组成1、采区变电所、工作面配点及移动变电站的确定2、采掘供电系统的拟订3、负荷统计与变压器选择4、供电电缆的选择5、短路电流的计算6、电气设备的选择7、保护装置的整定计算供电系统图、采区负荷统计表在采区机电设备布置图的基础上，作出采区负荷统计表。采区用电设备负荷统计表序号设备名称规格型号功率KW需用系数Kr功率因数COS有功功率KW视在功率KVA1234负荷总计变压器的选择根据负荷容量进行变压器型号选择，最终选择出的变压器容量应大于该组用电设备的计算负荷。SN ST SN-变压器的额定容量变压器的计算容量ST=供电电缆的选择长时允许电流选择低压电缆截面公式Ig=矿用橡套电缆长期允许电流：截面(mm2)46101625355070A36466485113138173215电压损失的计算变压器工作的电压损失 UT=线路的电压损失Ug1 Kx PeL1000/Ue S总的电压损失 U=UB+Ug 对于380V的电网电压损失不能超过39V 对于660V的电网电压损失不能超过63V 对于1140V的电网电压损失不能超过117V 整个低压电网的电压损失通常由三部分组成 U= UB+ Ug + Uz 低压电网的允许电压损失应大于或等于低压电网的总电压损失 Up U短路电流的计算点Id1（2） = R= R1Kb2 + Rb + R2X= XX + X1Kb2 + Xb + X2式中 Id(2) 两相短路电流值，A；R、X短路回路内一相电阻、电抗值的总和。XX 根据三相短路容量计算的系统电抗值，；R1、X1 高压电缆的电阻、电抗值，；Kb 矿用变压器的变压比，若一次侧电压为6000 二次侧电压为400、690、1200V时，变比依次为15、8.7、5；当一次侧电压为3000V，二次侧电压为400V时，变压比为7.5；Rb、Xb矿用变压器的电阻、电抗值，；R2、X2低压电缆的电阻、电抗值，；Ue 变压器二次侧的额定电压，对于380V网路，Ue以400V计算；对于660V网路，Ue以690V计算；对于1140V网路，Ue以1200V计算；对于127V网路，Ue以133V计算利用公式（1）计算两相短路电流时，不考虑短路电流周期分量的衰减，短路回路的接触电阻和电弧电阻也忽略不计两相短路电流还可以利用计算图（或表）查出。此时可以根据变压器的容量、短路点至变压器的电缆换算长度，及系统电抗、高压电缆的折算长度，从附录表中查出。LH =K1 L1 + K2 L2+ Kn Ln+ LX+ Kg Lg式中 LH 电缆总的换算长度，m；K1 、K2 Kn换算系数，各种截面电缆的换算系数可以从附录三表6中直接查得；L1 、L2 Ln各段电缆的实际长度，m；LX 系统电抗的换算长度，见附录二表3；Lg 6KV电缆折算至低压侧的换算系数，见附录二表4；Lg6KV电缆的实际长度，m.电缆的换算长度，是根据阻抗相等的原则将不同截面和长度的高、低压电缆换算到标准截面的长度，在380V、660V、1140V系统中以50mm2作为标准截面；在127V系统中以4 mm2作为标准截面 开关整定与校验 1200V及以下馈电开关过流继电器的整定值，按下列规定选择。 1、对保护电缆干线的装置按公式（4）选择： IZIQe + KXIe （4） 式中 IZ 过流保护装置的电流整定值，A； IQe 容量最大的电动机的额定起动电流，对于有数台电动机同时起动的工作机械，若其总功率大于单台起动的容量最大的电动机功率时，IQe 则为这几台同时起动的电动机的额定起动电流之和，A； Ie其余电动机的额定电流之和，A； KX 需用系数，取0.51. 灵敏度校验：K= 1.5第三节 朔里矿业公司W536风巷供电设计一、 供电概述w536风巷由掘进三区6队施工，w536风巷S523外风巷风5点前6.4米开窝中，总工程量约707米，跟五层顶板施工，使用215KW对旋式局部通风机，主、备局扇均接单级运转。局扇安装在S523切眼口，距南二下部变电所2000米，距开窝点200米，动力从南二上部变所供电，距南二上部变电所约1500m。 二、动力供电负荷预计：设备名称型号台数电压V功率KW额定电流A起动电流A绞车JD-2566602527.7196扒矸机P-15B16601113.287照明综保ZXZ8-2.51660/1270.5煤电钻MZ-1.21660/1271.2954备用局扇FBDNe6.0/21516601517119预计最大负荷163三、变压器容量校验1、动力用电从南二上部变电所2238#KBSG-200/6干式变压器供电，变压器参数为：变压器参数为：Xb 0.0930 ，Rb 0.0202 ， Ie 168A原有负荷: Pe155KW 预计动力负荷pe2163KW变压器总负荷： PePe1Pe2 55+163218KW需用系数：取 Kx0.4 加权平均功率因数：取cos0.7变压器容量计算：Sbj KxPe/cos0.4218/0.7124KVA Se200 KVA SbjSe所以变压器容量满足要求2、三专变压器：三专用电从2110#变压哭器KBSG-315/6供电，Se315KVA，原负荷Pe30KW ，现负荷为15KW，变压器总负荷： PePe1Pe2 30+1545KW变压器容量计算：Sbj KxPe/cos0.645/0.739KVA Se315KVA SbjSe所以变压器容量满足要求。四、电缆选择1、三专: 2、U350 2000米Iy=176A Ie=17AIeIy 所以截面满足要求2、动力:（1）、U370 2400米 Iy215A Ig1=188AIg1Iy 所以截面满足要求（2）、U316 100米 Iy85A Ig2=14AIg2Iy 所以截面满足要求五、电压损失校验：动力变压器负荷率：Sbj /Se163/2000.82变压器负荷电流： IbjIe0.82168137A变压器电压损失：UbIbj (Rbcos+Xbsin) 1.732137(0.02020.7+0.0930.71)18.5V电缆电压损失示意图Ug1Ug2Ug370-800m170016-100m Ug1 Kx Pe800103 /Ue S0.3163800103/42.5660140 9.96V Ug2 Kx Pe1700103 /Ue S0.31631700103/42.566070 34.2VUg3(0.312.2100103)/(42.566016)=0.8VUUbUg1+Ug2+Ug318.5+9.96+0.8+34.262.36 VUy63V UUy 所以电压损失符合要求六、短路电流计算：井下中央变电所至南二下部变电所MYJV22953100米折算至690V电缆长度为31000.00618.6米。南二下部变电所至上部变电所高压电缆MYJV2295680米折算至690V电缆长度为6800.0064.1米。1、d1点电缆换算长度 LH=2000+20.9+18.6=2040米 查表得 Id（1）369A2、d2点电缆换算长度 LH=（8000.73）/2+18.6+4.1+20.9=336m 查表得 Id（21638A3、d3点电缆换算长度LH=（8000.73）/2+16000.73+18.6+4.1+20.9=1504m 查表得 Id（3）488A4、d4点电缆换算长度LH=（8000.73）/2+16000.73+1003.01+18.6+4.1+20.9=1805m 查表得 Id（3）401A5、d5点电缆换算长度LH=（8000.73）/2+7000.73+1503.01+18.6+4.1+20.9=1300m 查表得 Id（4）543A七、开关整定1、1#三专分馈开关 取 Iz60A Idz200A 灵敏度校验 KId（2）/ IZ369/2001.84 1.5 合格2、2#、（2#）主、备局扇开关 取 Iz17 A 3、 3#动力分馈开关过载保护：IZKxIe0.4（27.76+13.2+9）75.3A 取0.4倍档 IZ80A短路保护：IZIQ+ KxIe =196+0.4（27.75+13.2+9）=260A 取1.5倍 Idz300A按照d3点灵敏度校验：KId（2）/ IZ488/3001.61.5 合格。按照d4点灵敏度校验：KId（2）/ IZ401/3001.331.2 合格。4、4#风、电闭锁开关IZKxIe0.4（2