中马村矿27021运输巷及切眼供电设计.doc

河南煤化焦煤集团中马村矿27021运输巷及切眼供电系统设计说明书 编制单位： 编 制 人： 机电科长： 机电副总： 机电矿长： 总工程师： 编制时间： 用心做事，追求卓越 一、工作面概况（一）、概述 （二）、水文地质情况二、供电系统设计（一）、供电系统说明本设计依据遵守煤矿安全规程、煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则、煤矿井下低压检漏保护装置的安装、运行、维护与检修细则、 煤矿井下保护接地装置的安装、检查、测定工作细则等国家相关法律、法规、标准和规程，按照煤矿供电设计手册、煤矿井下供配电设计规范（GB50417-2007）及焦煤公司采掘机电运输规范化、统一化、精细化管理标准（试行）等相关规定进行的设计。27021运输巷及切眼动力电源一趟来自27变电所型号为KBSGR315/6的1号变压器所带的102#馈电开关，电压等级为660V，负荷为4部刮板输送机、备用风机及照明；另一趟来自17变电所型号为KBSGR630/6的2号变压器所带的202#馈电开关，电压等级为660V，负荷为3部刮板输送机、绞车。27021运输巷及切眼风机电源来自于17变电所型号为KBSGR315/6的3号变压器所带的305#馈电开关和17变电所KBSG315/6的1号变压器所带的105#馈电开关，电压等级为660V，负荷230kW风机。附：27021运输巷及切眼供电系统图、27021运输巷及切眼供电系统图I。(二)、供电负荷统计负荷设备统计表：序号设备名称设备型号设备数量额定功率额定电流效率功率因数Cos备注1刮板机SGB40T七台55kW60.6A0.910.86单电机2调度绞车JD1一部11.4kW13.7A0.870.81单电机3局部通风机FBDN06.3/60 二台230kW65.8A0.860.754局部通风机一台28kW31.4A0.860.755照明综合保护ZBZ2.5一台2.5kVA根据该工作面负荷需求情况，初步决定27021运输巷及切眼动力电源一趟来自27变电所型号为KBSGR315/6的1号变压器，另一趟来自17变电所型号为KBSGR630/6的2号变压器；27021运输巷及切眼风机电源来自于17变电所型号为KBSGR315/6的3号变压器和17变电所KBSG315/6的1号变压器。（三）、供电系统设计（1）27021运输巷及切眼干式变压器的计算及选择由27021运输巷及切眼供电系统图I确定带27021运输巷及切眼变压器的选型计算。变压器的选型由公式： （千伏安） 公式（1）式中：kx-需用系数，该工作面是炮采工作面取0.5 Cos加权平均功率因数Pe-该变压器供电设备总额定功率，kW Sbi-变压器的计算容量，kVA 选择变压器的容量：变压器的额定容量应大于或等于变压器的计算容量，即：Sbi Sbi 公式（2）Cos：一般情况下取0.6，在用公式（1）计算时Cos和kx的值可以按表(2)选取。 表（2）: 井下用电设备需用系数及平均功率因数表:设备用户名称需用系数kx加权平均功率因数机采综采工作面注释一0.7高档普采工作面注释二0.6-0.7炮采缓倾斜煤层0.4-0.50.6急倾斜煤层0.5-0.60.7炮掘工作面0.3-0.40.6机掘工作面0.50.61）.根据公式（1）计算27021运输巷及切眼来自27变电所型号为KBSGR315/6的1号变压器所需容量:= =165.3kVA 根据选择的315 kVA干变的负荷情况，能够满足该工作面的供电要求，同时也符合相关规定，所以选择27变电所315kVA动力回路1号变压器向该工作面动力回路供电。根据公式（1）计算27021运输巷及切眼来自17变电所型号为KBSGR315/6的1号变压器所需容量:= =138.6kVA 根据选择的315 kVA干变的负荷情况，能够满足该工作面的供电要求，同时也符合相关规定，所以选择27变电所315kVA风机回路1号变压器向该工作面副风机回路供电。根据公式（1）计算27021运输巷及切眼来自17变电所型号为KBSG315/6的3号变压器所需容量:= =138.6kVA 根据选择的315 kVA干变的负荷情况，能够满足该工作面的供电要求，同时也符合相关规定，所以选择17变电所315kVA风机回路3号变压器向该工作面主风机回路供电。根据公式（1）计算27021运输巷及切眼来自17变电所型号为KBSG630/6的2号变压器所需容量:= =532.3kVA 根据选择的630kVA干变的负荷情况，能够满足该工作面的供电要求，同时也符合相关规定，所以选择17变电所630kVA动力回路2号变压器向该工作面动力回路供电。（2）、27021运输巷及切眼电缆的计算及选择电缆选择的原则： a.向单台或两台电动机供电的电缆，其实际流过电缆的工作电流可取电动机的额定电流之和：Ie= A （公式3）式中：Ie-电动机额定电流A Ue-电动机的额定电压V -电动机的额定效率 Pe-电动机的额定功率kW Cos-电动机额定功率因数 b.向三台或三台以上电动机供电的电缆，其实际流过电缆主截面的工作电流： Ie= A （公式4）式中：kx-需用系数 -该电缆供电的电动机额定功率之和kW -电动机加权平均功率因数 c.求出流过电缆的实际工作电流后，按电缆常时允许负荷电流表（3）和对照满足机械强度要求的最小截面表（4）确定选用电缆截面。 表（3） 各种矿用橡套电缆长时允许电流： 主芯截面mm4610162535507095常时允许电流A36466485113138173215260 表（4） 满足机械强度要求的最小截面： 用电设备名称最小截面各种采煤机35-50可弯曲刮板机1635一般小容量刮板机1025回柱绞车1625调度绞车46照明设备2.54 计算27变电所型号为KBSGR315/6的1号变压器的负荷率： 变压器二次侧额定电流，查变压器技术数据表得：I2e=262.5A，27变电所型号为KBSGR315/6的2号变压器的负荷电流： IB=KfBI2e=0.52262.5=137.75A。 计算27变电所型号为KBSGR315/6的2号变压器的电压损失：根据公式（煤矿技术培训教材煤矿机电下册P315页式1015）得： （公式5）式中：变压器的电压损失 （V） IB 变压器的负荷电流 （A） RBXB变压器的每相电阻和电流 变压器的功率因数 与对应的正弦值 = =5.64V （ 注：变压器电抗忽略不计） 计算17变电所型号为KBSGR315/6的1号变压器的负荷率： 变压器二次侧额定电流，查变压器技术数据表得：I2e=262.5A，17变电所型号为KBSGR315/6的1号变压器的负荷电流： IB=KfBI2e=0.44262.5=115.5A。 计算17变电所型号为KBSGR315/6的3号变压器的电压损失： = =4.73V （ 注：变压器电抗忽略不计） 计算17变电所型号为KBSGR315/6的3号变压器的负荷率： 变压器二次侧额定电流，查变压器技术数据表得：I2e=262.5A，17变电所型号为KBSGR315/6的3号变压器的负荷电流： IB=KfBI2e=0.44262.5=115.5A。 计算17变电所型号为KBSGR315/6的3号变压器的电压损失： = =4.73V （ 注：变压器电抗忽略不计） 计算17变电所型号为KBSG630/6的2号变压器的负荷率： 变压器二次侧额定电流，查变压器技术数据表得：I2e=525A，17变电所型号为KBSG630/6的2号变压器的负荷电流： IB=KfBI2e=0.84525=441A。 计算17变电所型号为KBSG630/6的2号变压器的电压损失： = =18.06V （ 注：变压器电抗忽略不计） 根据27021运输巷及切眼供电系统图选择负荷干线及支线电缆并校验： 1）.在此工作面中对L1段的电缆干线的主截面只作校验，按长时允许负荷电流进行校验：IyIg （公式6）式中：Iy-电缆长时允许负荷电流A Ig-实际流过电缆的工作电流A 查表（3）得主截面为70mm2的橡套电缆，其长时工作电流为215A，实际流过电缆的负荷电流根据公式（4）： Ig1=180.8A，由公式（6）校验：Iy=215AIg1=180.8A，因此，所选电缆符合要求，同理可验证L2、L4、L8、L10、L12、L13、L15、L17段70mm2 橡套电缆也符合要求。2).按长时允许负荷电流对L3段16mm2 橡套电缆进行校验：查表（3）得主截面为16mm2的橡套电缆，其长时工作电流为85A，实际流过电缆的负荷电流根据公式（3）： Ig2= =61.48A，由公式（6）校验：Iy=85AIg3=61.48A，因此，所选电缆符合要求，同理可验证L3、L5、L6、L7、L9、L11、L14、L16、L18、L19、L20、L22、L23、L24、L25段电缆也符合要求。 3).按长时允许负荷电流对L21段35mm2橡套电缆进行校验：查表（3）得主截面为35mm2的橡套电缆，其长时允许负荷电流为138A，实际流过电缆的负荷电流根据公式（4）： Ig3= =87.48A，由公式（6）校验：Iy=138AIg3=87.48A，因此，所选电缆符合要求；同理，L26段电缆亦符合要求。 (3)、27021运输巷及切眼电压损失计算 由27021运输巷及切眼供电系统图I计算27变电所1号变压器绕组的电压损失:前面已求出UB1=5.64V。 27变电所1号变压器所带27021运输巷及切眼线路中，长度最远的一趟线路为L1-L2-L4-L5，因此线路的电压损失：Ug= （公式7）式中： Ug干线电缆的电压损失(V)电缆负荷的总额定功率(kW)Kx同时系数Lg干线电缆的实际长度（m）r电导率，铜为53SG干线电缆的截面积(mm2)Ue额定电压(V)1). 根据公式7计算L1和L2段电缆干线的电压损失Ug1：Ug1= = =6.30V2）.根据公式7计算L4段电缆干线的电压损失Ug2：Ug2= =0.91V3）.计算L5支线电压损失：根据公式：Uz= 公式（8）式中：Uz-支线电缆的电压损失VPe-电缆负荷的额定功率kWKf-负荷率Lz-支线电缆的实际长度R-电导率 铜53Sz-支线电缆的截面积Ue-额定电压V-效率计算L20段支线电压损失，由公式8得：Uz1=0.6V由以上得27变电所1号变压器所带27021工作面线路中电压损失U网：U网1=UB1+Ug1+Ug2+Uz1=5.64V+6.3V+0.91V+0.6V=13.45V,因660V电网终端允许电压损失UY=63V,由计算可知：U网1=13.45VUY=63V，故按电压损失校验所选该变压器所带27021运输巷及切眼线路中电压损失满足要求。 由27021运输巷及切眼供电系统图I计算17变电所1号变压器绕组的电压损失:前面已求出UB1=4.73V。 17变电所1号变压器所带27021运输巷及切眼线路中，长度最远的一趟线路为L21-L22-L23，因此线路的电压损失：1). 根据公式7计算L21段电缆干线的电压损失Ug1：Ug1= =11.7V2）.计算L22支线电压损失：根据公式：Uz= 计算L22段支线电压损失：Uz1=0.83V 由以上得17变电所1号变压器所带27021工作面线路中电压损失U网：U网1=UB1+Ug1+Uz1=4.73V+11.7V+0.83V=17.26V,因660V电网终端允许电压损失UY=63V,由计算可知：U网1=17.26VUY=63V，故按电压损失校验所选该变压器所带27021运输巷及切眼线路中电压损失满足要求。由27021运输巷及切眼供电系统图I计算17变电所3号变压器绕组的电压损失:前面已求出UB1=4.73V。 17变电所3号变压器所带27021运输巷及切眼线路中，长度最远的一趟线路为L26-L25-L24，因此线路的电压损失：1). 根据公式7计算L26段电缆干线的电压损失Ug1：Ug1= =13.13V2）.计算L25支线电压损失：根据公式：Uz= 计算L22段支线电压损失：Uz1=0.83V 由以上得17变电所1号变压器所带27021工作面线路中电压损失U网：U网1=UB1+Ug1+Uz1=4.73V+13.13V+0.83V=18.69V,因660V电网终端允许电压损失UY=63V,由计算可知：U网1=18.69VUY=63V，故按电压损失校验所选该变压器所带27021运输巷及切眼线路中电压损失满足要求。由27021运输巷及切眼供电系统图I计算17变电所2号变压器绕组的电压损失:前面已求出UB1=18.06V。 17变电所2号变压器所带27021运输巷及切眼线路中，长度最远的一趟线路为L12-L13-L15-L17-L19-L20，因此线路的电压损失：1). 根据公式7计算L12、L13段电缆干线的电压损失Ug1：Ug1= =13.89V2). 根据公式7计算L15段电缆干线的电压损失Ug2：Ug2= =1.3V3). 根据公式7计算L17段电缆干线的电压损失Ug3：Ug3= =0.01V2）.计算L19、L20支线电压损失：根据公式：Uz= 计算L19、L20段支线电压损失：Uz1=0.11V 由以上得17变电所1号变压器所带27021工作面线路中电压损失U网：U网1=UB1+Ug1+Uz1=33.37V,因660V电网终端允许电压损失UY=63V,由计算可知：U网1=33.37V1.5 合格，此开关整定满足要求。 2）.7#馈电开关的整定计算此开关保护到d1点，由 LH=353.13米 ，查表得：Id2=1927A按公式（11）计算:IzIQe+Kx =60.810+13.7=621.7A Ie=60.83+13.7=196.1A, 7#馈电开关是KJZ-400开关及现场实际，所以取Ie=190A，短路电流取1904=760A；灵敏系数校验: K=2.541.5 合格，此开关整定满足要求。 3）.12#馈电开关的整定计算此开关保护到d1点，由 LH=731.79米 ，查表得：Id2=951AIe=64.9A, 1#馈电开关是KBZ-400开关及现场实际，所以取Ie=70A，短路电流取707=490A；灵敏系数校验: K=1.941.5 合格，此开关整定满足要求。 4）.14#馈电开关的整定计算此开关保护到d1点，由 LH=815.36米 ，查表得：Id2=865AIe=64.9A, 1#馈电开关是KBZ-400开关及现场实际，所以取Ie=70A，短路电流取707=490A；灵敏系数校验: K=1.761.5 合格，此开关整定满足要求。4）.启动器的过载整定，根据整定细则及矿相关要求： 2#启动器过载整定：Ie =30A，3#、4#、5#、6#、8#、9#、10#启动器过载整定：Ie =60A， 11#启动器过载整定：Ie =13A， 12#启动器过载整定：Ie =33A三、供电管理安全措施1、不准带电检查，搬迁电器设备、检修、搬迁前必须切断电源，切断电源时都应闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电”牌。2、本工作面刮板输送机较多，要加强刮板输送机的维护及其安全防护设施安装使用管理；刮板输送机机头、机尾必须采用稳固的压柱或地锚（综采工作面刮板输送机除外）进行固定。机头、机尾压柱或地锚各不少于两根（两侧各一根）。3、刮板输送机压柱应采用直径不小于180mm的圆松木，木压柱必须退皮，统一刷红白相间油漆，间距为300mm。严禁使用单体或钢性压柱。机尾压柱也可采用可调方式的压柱。压柱应垂直（角度不小于80）支设在巷道顶板上，压柱上部用防倒绳绑扎牢固并在顶板生根；严禁使用铁丝或联网绳固定，两根压柱相互连锁。4、压柱严禁打在（钢丝绳严禁连在）减速机、电机上；驱动装置连接牢靠，转动灵活，无卡阻和杂音；各传动部位按要求加注润滑油脂，减速器齿轮箱用润滑油标号及容量符合设计标准，保持润滑良好。5、刮板输送机电气设备要集中放置。供电系统优化，电器开关、电缆选型符合实际需要，各种保护装置齐全，动作灵敏可靠；各种保护整定值符合设计要求；通讯信号系统完善、布置合理、声光兼备、清晰可靠。6、在刮板输送机机头向后15m范围内设一个过桥。如刮板输送机长度超过60m时，在刮板输送机中间另设置过桥；过桥必须稳设牢固；刮板输送机靠帮铺设时，可不安装过桥。7、电气设备要有严格的维护和检修制度并确保电气设备防爆性能良好。8、检修电气设备必须停电落锁、挂牌或专人看管，做到谁停电、谁送电。电气设备的检修、搬迁要严格执行下列规定：井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。检修或搬迁前，必须切断电源，检查瓦斯，在其巷道风流中瓦斯浓度低于1.0%时,再用与电源电压相适应的验电笔检验;检验无电后,方可进行导体对地放电。所有开关的闭锁装置必须能可靠地防止擅自送电，防止擅自开盖操作，开关把手在切断电源时必须闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电”字样的警示牌，只有执行这项工作的人员才有权取下此牌送电。9、所使用的机电设备都必须达到防爆标准，防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能；检查合格并签发合格证后，方准入井。 10、配电点要按消防规程配备足够数量合格的灭火器、消防砂、砂袋、消防掀、消防桶等工具，实行挂牌管理。上述消防器材应设置在配电点硐室的入口明显处和进风侧，并妥善保管。11、 所有在用开关必须上架（台），开关架（台）高300mm, 配电点开关数量四台以上（包含四台）的遵循开关架最少的原则合理配置开关架，不允许出现二个以上单台开关架。有条件地方，应尽量设置开关台，开关台可用混凝土、砖等材料构建;开关架里侧与巷帮最近点距离不小于200mm，架上开关按外沿成一条直线布置，开关间距不小于500mm。开关正面检修间距不小于800mm，巷道高度不小于1800mm。12、电压36V以上的电气设备的金属外壳、构架，铠装电缆的钢带（或钢丝）、铅皮和橡套（塑料）电缆的接地芯线或屏蔽护套等均必须接地，其接地通过接地线（电缆接地芯线）与接地网可靠连接。具有检漏保护且具有漏电试验功能的低压开关，必须设置辅助接地系统。13、每台设备均必须用独立的连接导线与接地网（接地母线、辅助接地母线）直接相连；禁止几台设备串联接地，禁止同台设备的几个接地部分串联接地；所有电气设备的接地引线，必须经电气设备的专用接地螺栓引至接地母线或接地极上，严禁连接到地脚螺栓等非专用接地螺栓上。14、辅助接地线应选用截面不小于10mm2的橡套电缆与辅助接地极、电气设备进行连接。辅助接地线与电气设备连接时，必须通过合格的电缆引入装置与电气设备接线腔内的辅助接线端子相连，端子上有齐全的紧固装置。与防爆电气设备连接端严禁出现失