煤矿采区供电系统设计

煤矿采区供电系统设计编制：
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主管矿长：
总工：
机电动力科
二零一七年十月
一、15**采区负荷统计
根据15**采区巷道布置情况，按照负荷点统计负荷如下表：
电设备计算有功功率：2574.75kW；由于15**采区与1504采区回采、掘进交替进行，所以15**采区实际最大需用计算有功功率为：1979.2 kW。

二、供电方式及设备选型
根据矿井井下开拓方式、采掘机械设备布置，经方案比较计算，15**采区设立15**采区变电所，采用双回路进线单母线两段式供电，变电所高低压开关全部选用矿用隔爆型设备。

（一）采区变电所位置确定
根据15**采区巷道布置情况，15**采区变电所设置在15**轨道下山下部车场附近，设有两个出口，通风系统与回风大巷相通。

（二）采区变电所供电方式
15**采区变电所主要用电负荷按负荷类型分类，主要配电方式为：
1.综采工作面按两回路高压配电；
2.综掘工作面两顺槽各采用一回路高压供电；
3.15**皮带下山延伸巷输送机采用一回路高压供电；
4.采区变电所所内低压系统配置两台干式变压器，为采
区就近低压负荷供电；
5.采区局部通风机供电采用“三专两闭锁”供电，在采区变电所所内配置两台干式变压器；
6.采区变电所附近照明及信号系统电源就近取自采变所内照明综保或所内低压系统，距离远的地方就近负荷点取电源，配电专用照明信号综保供给照明和信号电源；
7.采区变电所供电具体接线方式见采区变电所供电系统图。

（三）采区变电所设备选型
1.高压防爆配电装置选型
选用PBG-**/6型高压防爆配电装置，进线及联络选用600A，其余开关根据负荷大小选用同型号高压防爆配电装置。

进线及联络选用600A，其余开关根据负荷大小选用同型号高压防爆配电装置。

2.低压馈电开关选型
变电所低压总馈电开关选用带检漏继电器保护的BKD20-400/1140(660)Z馈电开关，其余各分路开关根据负荷大小选用同型号馈电开关。

3.变压器选型
变压器选用KBSG-500/6/0.69KV、KBSG-630/6/0.69KV 干式变压器两台，一台工作，一台备用，变压器低压采用660V 供电。

掘进工作面局部通风机电源配套“三专”设备，变压器选用两台KBSG-200/6/0.69KV 型干式变压器，一台工作，一台备用，变压器低压采用660V 供电。

4.配电线路选型
4.1综采工作面高压供电线路造型
综采工作面高压电缆采用双回路MYPTJ-6KV 3×50+3×25/3+3×2.5mm ²型双屏蔽电缆供电，电源引自15**采区变电所高压配电装置，供
KBSGZY-1250/6/1.14、
KBSGZY-1000/6/1.14移动变电站二台、KBSGZY-200/6/1.14移动变电站一台。

1.14KV 系统配电选用QJZ2-1600/1140-8型组合开关2台进行配电。

检漏继电器采用移动变电站低压侧馈电开关检漏，各分路开关带选择性漏电保护。

（1）按长时允许电流校验电缆截面
=
⨯∑=ϕcos U 31000
K P I e r N W 3
0.7000610001030⨯⨯⨯=141.6 A 式中ΣP N —参加计算的所有用电设备额定功率之和，KW ； K r --需用系数。

Cos Φ—参加计算的电力负荷的平均功率因数； 根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得50mm 2
电缆为152.6A >141.6A 满足要求。

（2）按经济电流密度校验电缆截面。

==
j I A 25
.26
.141=62.5 A ---电缆主芯截面
j---经济电流密度 A/mm2查表得2.25
根据高压电缆经济电流密度校验50mm2电缆能够满足要求。

（3）按允许电压损失校验
ΔU=PL/DSUe=（1030*0.8）/（0.053*50*6）=51.8<5%Ue ΔU——高压电缆线路中的电压损失，V。

P——电缆输送的有功功率，Kw。

L ——电缆长度，km。

D ——导线导电率，0.053Ω* mm2/Km。

S ——电缆截面，km。

Ue——额定电压，kv。

（5-10）%——允许电压损失百分数。

按电压损失校验，满足要求。

4.2其它回路高压供电线路选型
同理，按长时允许电流、经济电流密度和允许电压损失方式选择其它回路高压供电线路如下表：
5.配电装置保护定值
结合矿井供电实际，确定15**采区变电所短路容量为50MVA。

1.综采工作面移动变电站高压侧的短路电流
1）短路回路阻抗
（1）、系统电抗
因为短路点处空载电压V ar＝6.3KV，15**采区变电所短路容量为50MVA，所以系统电抗为：
X sy＝V2ar
s
＝
6.32
＝0.79Ω
（2）、高压电缆阻抗
查表得高压电缆每公里电阻为R50＝0.412Ω/Km,电抗为X0＝0.075Ω/Km,换算到65度时电阻为R65＝0.4367Ω/Km，又知这段电缆长800m，移变变比K＝6300/1200＝3.25，于是可求得：高压电缆电阻：R1＝R65×L
K
＝0.349Ω
高压电缆电抗：X1＝X0×L
K
＝0.064Ω
综上计算可得：
短路回路总电阻：RΣ＝R1＝0.349Ω
短路回路总电抗：XΣ＝X sy+X1＝0.858 Ω
2）短路电流
二相短路电流：I S2=
2×RΣ2+XΣ2
=3400.9 A
三相短路电流：I S3＝1.15×I S132＝3927.2 A
2.通过上述相同的方法可得系统其它各短路点的短路电流如下表所示：
3.保护定值计算
矿井供电系统中短路电流、过载电流的大小和持续时间长短，决定了对供电系统中电气设备的危害程度，必须采取有效措施将短路电流、过载电流的危害限制在最小程度。

为此，在短路故障发生时，为了保证过流装置能准确、可靠、迅速的切断故障，必须正确整定过电流、短路电流保护装置。

3.1综采工作面移动变电站高压侧发生短路故障时的保护整定
当各设备满载运行时的额定电流（功率因数取0.7）为：
I N
P
总
3×U ar×cosφ
1030
3×6×0.7
=141.6 A
所带负载最大启动电流：
I N st=I NM+ΣI N
6×P
采
3×U ar×cosφ
+
P
总−采
3×U ar×cosφ
=456.1 A
所以过载保护整定为：I g＝1.2×I N
0.85
＝199.9 A 速断保护整定为：I d＝1.3×I N st＝593.0 A 灵敏度校验：
主保护灵敏度：K r＝I S （2）
I d
=3400.9
593.0
=4.5>5.7 符合要求
3.2同理，系统中其它各短路点的保护整定如表三所示：
三、井下接地
所有电气设备的保护接地装置（包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线）和局部接地装置，应与主接地极连接成1个总接地网。

接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2Ω。

每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过1Ω。

下列地点装设局部接地极：①、变电所（包括移动变电站和移动变压器）。

②、机房、硐室③、低压配电点装有3台以上电气设备的地点。

④、连接高压动力电缆的金属连接装置。

局部接地极可设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿处。

设置在水沟中的局部接地极应用面积不小于0.6m2、厚度不小于3mm的钢板或具有同等有效面积的钢管制成，并应平放于水沟深处。

局部接地极的设置必须满足《煤矿安全规程》的要
求。

四、附图
1.15**采区变电所供电系统图。