煤矿井下工作面移动变电站的选择
矿山机电设备整定计算方法
矿山机电设备整定计算方法一、移动变电站及高压开关的选择1、工作面变压器容量的选择，变压器容量按下式计算：……参加计算的所有用电设备(不包括备用)额定功率之和，kW;……需用系数，按要求选取;……参加计算的电力负荷的平均功率因素,按表选取；……同时系数，当供给一个工作面时取1,供给两个工作面时取0.95，供给三个以上工作面时取0.9。
（1）入仓溜、转载溜及皮带移变容量的选择：平均功率因数综采工作面一般取CosΦ=0。
7因此选择一台1250KVA移动变电站满足容量需求。
（2）同理，乳化液泵站移变选择500kVA满足容量要求。
（3）带工作面前、后刮板机变压器容量的选择：平均功率因数综采工作面一般取CosΦ=0.7因此选择一台2500kVA移动变电站满足容量需求.（4）同理，采煤机和转载机、破碎机移变选择一台2500kVA移变满足要求.二、高压开关选择选择原则1）根据《煤矿安全规程》规定，矿用一般型高压配电箱适用于无煤（岩）与沼气突出的矿井井底车场主变电所及主要进风巷道，作为配电开关或保护高压电动机及变压器用。
2)根据《煤矿安全规程》规定，矿用隔爆型高压配电箱适用于有煤(岩）与沼气突出的矿井井底车场主变电所及所有采区变电所中,作为配电开关或控制保护高压电动机及变压器用。
3）在选用高压开关时,除考虑使用场合外，其额定电压必须符合井下高压电网的额定电压等级；额定电流应不小于所控制负荷的长期工作电流.4)高压开关在选择使用时，其断流容量不得小于变电所母线上的实际短路容量。
如果缺少实际数据,则变电所母线短路容量可取50MVA计。
选择计算及型号的确定1）选择计算…………长期工作电流，A……井下总负荷的视在功率，kVA；……井下高压电压，kV。
经计算长期工作电流,4#高开为127A,10＃高开为154A,6＃高开为156A，根据以上参数和变电所实际情况,确定使用以下的高压开关。
3、高压开关型号的确定高压开关主要技术数据列表如下型号为: BGP9L—6—400，符合所有要求，合格。
煤矿供电考试：煤矿供电考试(题库版)
煤矿供电考试：煤矿供电考试（题库版）1、问答题QJZ-300/1140-J型真空电磁启动器用在什么地方？用来控制哪些电气设备？正确答案：用在有瓦斯煤尘爆炸危险的矿井，用来控制大容量的采掘机械设备。
亦可控制额定电压是66（江南博哥）0V额定电流在相同范围内的笼型电动机。
2、问答题采用相对值法计算短路电流的步骤？正确答案：用相对值法计算短路电流时，分绘制计算电路图、绘制等值电路图、计算回路阻抗和计算短路电流四个步骤。
3、问答题触电的预防方法有哪些？正确答案：（1）使人体不能接触和接近带电导体；（2）人体接触较多的电气设备采用低电压；（3）设置保护接地或接零装置；（4）设置漏电保护装置；（5）井下及向井下供电的变压器中性点严禁直接接地。
4、填空题交流电额定电压为（）伏及以下或直流电额定电压为（）伏及以下的开关（电器）属于低压开关（电器）。
正确答案：1200；15005、名词解释二类负荷正确答案：凡因突然停电造成大量减产或生产大量废品的负荷。
6、问答题矿用隔爆型移动变电站由哪几部分组成？有哪些保护功能？正确答案：它是在KSGB型矿用隔爆干式动力变压器两端的高、低压隔爆接线腔上，分别安装隔爆型的高、低压开关组成。
具有短路、过载、漏电、绝缘监视、欠压和过电压保护功能，可以分断故障电流。
7、填空题桥式结线分（）、内桥和外桥三种形式。
正确答案：全桥8、填空题矿用电气设备的隔爆外壳必须具有（）和隔爆性能。
正确答案：耐爆9、判断题当电源电压和频率不变时，变压器铜损是固定不变的。
正确答案：错10、单选目前，我国煤炭企业用人工补偿法来提高功率因数的方法是（）。
A、日本电器B、节能电器C、并联电容器D、电子设备正确答案：C11、问答题选择架空线路的敷设路径时，应考虑哪些因素？正确答案：（1）选取线路短，转角少，交叉跨越少的路径；（2）交通运输要方便，以利于施工和维护；（3）尽量要避开河洼和雨水冲刷地带及有爆炸危险、化学腐蚀、工业污秽、易发生机械损伤的地区；（4）应与建筑物保持一定的安全距离，禁止跨越易燃屋顶的建筑物，避开起重机频繁活动地区；（5）应与工矿企业厂区和生活区的规划协调，在矿区尽量避开煤田，少压煤；（6）妥善处理与通信线路的平行接近问题，考虑其干扰和安全的影响。
掘进工作面供电设计
标准文档掘进工作面供电设计机电科目录一已知资料 (2)二设备选用 (2)1 掘进工作面设备选型 (2)2 移动变电站选择 (2)2.1 计算公式 (2)2.2 移动变电站的选择 (3)2.3 移动变电站高压配电的选择 (4)三高压电缆选择 (4)3.1 型号的确定 (4)3.1.1 按长时允许电流选电缆截面 (4)3.1.2 按经济电流密度初选主截面 (5)3.2 校验 (5)3.2.1 按长时最大允许负荷电流校验 (5)3.2.2 按热稳定条件校验电缆截面 (6)3.2.3 按允许电压损失校验电缆截面 (6)四低压电缆的选择 (7)4.1 确定型号 (7)4.2 选择并校验 (7)五供电系统短路电流计算（有名制法) (8)5.1 短路计算的原则 (8)5.2 短路计算的过程 (9)5.3 所有设备两相短路电流统计表 (12)六保护装置的整定 (13)6.1 变压器保护装置的整定 (13)6.2控制开关保护整定 (14)6.2.1 皮带电机控制开关保护整定（120开关） (14)6.2.2 绞车电机控制开关保护整定（80N开关） (15)6.2.3 张紧车电机控制开关保护整定（80N开关） (16)6.2.4 总开关保护整定（400馈电开关） (16)进工作面供电设计一已知资料掘进工作面所在煤层为Ⅲ煤，水平为一水平，采区为一采区。
工作面走向长度1600m左右，倾角3—9°，煤层平均厚度6.19m，容重1.4*103 kg/m3。
矿井井下高压采用10kV供电，由六联巷采区变电所负责向该掘进工作面供电。
根据用电设备的容量与布置，采用660V电压等级供电，照明及保护控制电压采用127V。
二设备选用1 掘进工作面设备选型（1）掘进机，佳木斯煤矿机械有限公司生产的EBZ 160型悬臂式掘进机。
总装机功率为246kW，其中1台截割电动机功率160kW，液压电机的功率为75kW，额定电压1140V。
矿用隔爆型移动变电站
矿用隔爆型移动变电站保护系统一、概述目前在我们矿区综采工作面使用的国产矿用隔爆型移动变电站主要是KBSGZY型系列，主要包括KBSGZY-1600KVA、KBSGZY-2000KVA、KBSGZY-3150KVA，及目前国内最大型的KBSGZY-4000KVA，由矿用隔爆型高压真空配电装置、隔爆型低压侧保护箱和隔爆型干式变压器等组成。
二、矿用隔爆型干式变压器1、型号：KBSGZY口－口/ 口其中：KB表示矿用隔爆型；S表示三相；G表示干式；Z表示组合式；Y表示移动式；口若为T表示圆筒式外壳、长方形外壳无此代号；口/口表示额定容量（KVA）/高压器高压侧额定电压（KV）。
2、主要技术参数此处以KBSGZY-2000KVA/10KV/3.3KV为例额定容量：2000KVA高压额定电压：10±5%KV低压额定电压：3450V连接组别号：Yy0、空载损耗：4500W负载损耗：9700W短路阻抗： 5.0%空载电流：0.7%耐温等级：H冷却方式：空气自然冷却变电站总重：9300kg3、使用环境条件(1)海拔不超过1000米；(2)环境温度：最高气温≤+40℃，最高日平均气温≤30℃，最高年平均气温+20℃，最低气温-20℃；(3)空气相对湿度不超过95%(+25℃时)；(4)在有甲烷混合气体和煤尘，且有爆炸危险的矿井中；(5)无强烈颠簸、震动和与垂直面倾斜度不超过15°的环境(6)无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体和蒸汽；(7)无滴水的地方；(8)电源电压的波形近似于正弦波。
三、PBG1系列矿用隔爆型高压真空配电装置1、用途主要用于具有爆炸性气体及粉尘的煤矿井下，在交流50Hz额定电压10kV额定电流630（400、200、100、50）A的线路中，作为供电系统的总开关或分支开关，也可作为大容量电动机不频繁起动之用。
2、特点1）分体隔离开关及直压式触头设计，动热稳定性能好。
2）全功能数字化保护。
煤矿供电设计规范标准
一、负荷计算与变压器选择工作面电力负荷计算是选择变压器和移动变电站台数、容量的依据，也是配电网络计算的依据之一。
1、负荷统计按表1-1内容，把工作面的每一种负荷进行统计。
平均功率因数计算公式：eneeen eneeeepj PPP PPP++++++=...cos ...coscoscos212211ϕϕϕϕ加权平均效率计算公式：eneeen eneeeepj PPP PPP++++++=......2 12211ηηηη注：负荷统计表的设计参考北京博超公司的负荷统计表的设计2、负荷计算1）变压器需用容量b S 计算值为：pjexb PK S ϕcos ∑=()KVA2）单体支架各用电设备无一定顺序起动的一般机组工作面，按下式计算需用系数：∑+=ex P P K max714.0286.03）自移式支架，各用电设备按一定顺序起动的机械化采煤工作面，按下式计算需用系数：∑+=ex P P K max6.04.0max P ——最大一台电动机功率，kw 。
二、高压电缆选择计算和校验1、按长时负荷电流选择电缆截面长时负荷电流计算方法：pjpj e xe gU k P I ηϕcos 3103⨯⋅=∑∑eP ——高压电缆所带的设备额定功率之和kw ；（见变压器负荷统计中的结果） x k ——需用系数；计算和选取方法同前。
（见变压器负荷统计中的结果）e U ——高压电缆额定电压(V) V 10000、V 6000；pj ϕcos ——加权平均功率因数； （见变压器负荷统计中的结果）pj η——加权平均效率。
0.8-0.92、电缆截面的选择选择要求是：g y I KI ≥―> 长时最大允许负荷电流应满足： KI I g y≥，初步筛选出符合条件的电缆g I ——电缆的工作电流计算值，A ；y I ——环境温度为C o 25时电缆长时允许负荷电流，A ；K ——环境温度校正系数。
不同环境温度下的电缆载流量修正系数K3、按经济电流密度选择高压电缆截面jg j I n I A ⋅=j I ——经济电流密度； n ——同时工作电缆的根数。
1022综采工作面供电设计
1022综采工作面供电设计一、工作面概况与设备选型配置1022机巷走向长度约1200米，切眼开采长度150米，采煤方式为综合机械化采煤，采用负压通风，设备选型配置情况如下表：序号设备名称设备型号数量电机功率（KW）额定电压（V）额定电流（A）1 采煤机MG-650/1620 1 1620 3300 3732 转载机SZZ-830/315 1 315 3300 733 运输机SGZ1000/1400 1 1400 3300 2*1524 破碎机PLM-2000 1 200 3300 465 乳化液泵MRB-400-31.5 2 250 3300 536 皮带机DSJ-100/100/2*125 1 2×125 1140 2×807 无极绳绞车SQ-110B 1 110 1140 71.58 绞车JSDB-10 1 18.5 1140 129 绞车JSDB-25 2 55 1140 35.7510 照明综保ZBZ-4.0/1140 3 114011 控制台KTC-2 1 114012 张紧绞车 1 4 1140 2.6二、供电系统的选择确定工作面采用移动变电站方式供电。
由102采区变电所提供两路6KV电源，其中第一路高压线路的1#高压分馈供到一台2000KVA移动变电站（供工作面3300V采煤机）和一台1000KVA移动变电站（供破碎机、转载机和乳化液泵）；另一路高压线路的2#高压分馈供到一台800KVA移动变电站（供一部皮带机、机巷绞车系统），4#高压分馈供到一台2000KVA移动变电站（供工作面3300V运输机等）。
两台2000KVA移动变压站、一台1000KVA移动变压站、三台高爆、一台组合开关、一套乳化液泵站放置在1023机巷车场，一台800KVA 移动变压站放置在1022机巷平巷段，另三台组合开关均放置在机巷开关车上。
采用电压等级为3300KV和1140KV两种。
瓦斯电闭锁断电开关为102-7#高爆开关和102-11#高爆开关。
掘进工作面供电设计 (3)
山西阳城山城煤业有限公司集中材料储备巷开拓工作面供电设计说明书编制：机电科长：审核：日期：目录一、掘进工作面概况 (3)二、设备选用 (3)三、工作面移动变电站及配电点位置的确定 (4)四、负荷统计及移动变电站选择 (4)五、电缆截面选择校验 (5)六、按机械强度要求校验电缆截面 (7)七、高压开关的整定 (8)八、低压开关的整定及校验 (9)九、电缆电压降验算 (14)十、漏电保护装置和接地保护 (15)十一、机电管理 (15)掘进工作面供电设计一、掘进工作面概况（一）工作面的选择位置及四邻情况山城煤业有限公司集中材料储备巷开拓工作面位于自行车巷南侧，西侧为南巷；东侧为总回风巷；南侧为采空区。
（二）工作面的参数巷道设计总长：集中材料储备巷482.8m，沿煤层底板掘进，工作面标高约为605m-615m。
二、设备选用（一）工作面设备掘进机选用佳木斯煤矿机械厂生产的EBZ100E型掘进机，其额定功率182.5KW，其中截割主电动机功率为100KW,额定电压为1140(660)V；油泵电机功率为75KW,额定电压为1140(660)V;二运输机功率为7.5KW,额定电压1140(660)V。
（二）顺槽设备1、前期1）煤溜：采用张家口煤矿机械制造公司制造的SGB-620/40T型刮板机两台，额定功率40KW，额定电压660V。
2）乳化液泵站：一泵一箱，乳化液泵采用无锡煤矿机械公司生产的XRB2B(A)80/20型乳化液泵，其额定功率37KW,额定电压660V。
3）调度绞车：采用山西煤矿机械制造公司制造的JD-1型调度绞车一台。
其额定功率11.4KW,额定电压660V。
2、后期1）煤溜：采用张家口煤矿机械制造公司制造的SGB-620/40T型刮板机三台，额定功率40KW，额定电压660V。
2）调度绞车：采用山西煤矿机械制造公司制造的JD-1型调度绞车四台。
其额定功率11.4KW,额定电压660V。
3）乳化液泵站：一泵一箱，乳化液泵采用无锡煤矿机械公司生产的XRB2B(A)80/20型乳化液泵，其额定功率37KW,额定电压660V。
5105综采工作面供电设计说明书
5105综采工作面供电设计说明书（一）综采工作面主要条件该工作面属于5-1煤层，平均煤层厚度1.63m，工作面长度200m,走向长度为1625m，平均倾角1-3度，采用一次采全高采煤工艺。
矿井井下高压采用10KV供电，井下中央变电所高压设备采用KYGC型高压开关柜，PA150微机综合保护装置；井下中央变电所负责向综采移动变电站供电。
井下中央变电所距5105运输顺槽皮带机头供电距离650m。
（二）设备选用1、工作面设备采煤机选用江苏鸡煤有限公司生产的MG2×200/910-WD型采煤机，其额定功率910KW，其中4台截割主电动机功率为200KW,额定电压为1140V；两台牵引电机功率为45KW,额定电压为380V;调高泵电机电压1140V，功率20KW。
工作面刮板输送机选用宁夏天地奔牛有限责任公司制造的SGZ764/500型输送机，机头及机尾都采用额定功率为125/250KW的双速电机，额定电压为1140V。
2、顺槽设备1）转载机：采用宁夏天地奔牛有限责任公司制造的SZZ730/110型转载机。
其额定功率110KW,额定电压660V。
2）顺槽带式输送机：采用安徽攀登重工股份有限公司制造的DSJ100/63/2×160型输送机，驱动电机额定功率2×160 KW,,额定电压660V。
3）乳化液泵站：两泵一箱，乳化液泵采用南京六合煤矿机械有限公司生产的BRW400/31.5型液泵，其额定功率250KW,额定电压660V。
4）喷雾泵：南京六合煤矿机械有限公司生产的BPW250/6.3型（2台），其额定功率45KW,额定电压660V/1140V。
5）回柱绞车：安徽恒泰矿山机械公司生产的JH-20/22型（2台），其额定功率22KW,额定电压1140V。
2、其它设备1）采区配备两套QJZ9215-1800 /666（1140）/8组合开关和一套QJZ-4×315/660（1140）组合开关。
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煤矿井下工作面移动变电站的选择
摘要:为解决设计中对煤矿井下移动变电站选型偏大而造成资源浪费和投资增加,提出了利用在移动变电站低压侧进行集中补偿的方法,提高移动变电站的效率,节约电能损耗,带来了经济效益。
关键词:移动变电站选择集中补偿节能
在煤矿设计中,除了地面变电站容量选型的设计是整个矿井的核心外,井下移动变电站也是矿井供电设计环节中非常重要的一个方面;而且,井下移动变电站要求防爆型,各种性能指标高于地面点电站。
设计人员在面临煤炭加快资源整合形势下,工作任务中,设计周期短,设计中往往根据自己的经验进行估算并选择,这样就存在所选移动变电站容量往往偏大,从主变电所或者盘区变电所引至移动变电站的电缆就偏大,不仅浪费电缆,增加建设投资,而且不能很好地发挥移动变电站的实际效率,保护装置起不到良好的保护性能,影响煤矿的安全生产;同时,也为那些管理不到位的矿井进行“超能力”“超负荷”开采生产埋下安全隐患。
本文就以上存在问题对井下移动电站容量选择的问题进行粗浅的论述。
1 设计中存在的问题
根据《煤矿井下供配电设计规范》GB50417-2007,回采工作面(即移动变电站)的电力负荷,可按下列公式计算:
S=K x×∑Pe/cosφ (1)
综采、综掘工作面的需用系数可按下式计算:Kx=0.4+0.6×Pd/∑Pe (2)
一般机采工作面的需用系数可按下式计算:Kx=0.286+0.714×Pd/∑Pe (3)
工程设计人常常根据以上公式计算、确定移动变电站的容量。
由于设计人没有注意到规范中提供的功率因数0.6～0.7,只是一个平均功率因数,显然是偏低的,这样选出的容量就是不合理的。
从现有的《煤炭工业矿井设计规范》GB50215-2005和《煤矿井下供配电设计规范》GB50417-2007以及《煤矿安全规程》(2011年)中,并未明确井下各个工作面功率因数是否可以提高到0.85以上,以减少移动变电站站的容量,同时也利于节能和提高设备用电质量。
尽管在地面10/0.4kV变电所进行高、低压集中无功补偿,但其作用只是有利于控制地面电网电压水平,减少地面电网内部、地面电网到井下高压线路以及地面变压器到上级供电(供电部门)线路的有功、无功负荷和电能损耗,真正解决不了井下电网内部各移动变电站低压侧各分支馈出线上的无功负荷和电能损耗,所以选择的移动变电站容量势必要偏大,而移动变电站的实际效率却偏小。
2 技术改进及经济效益分析
2.1 技术改进
根据2007年国家发改委和改革委员会、国家环境保护总局联合印发的《煤炭工业节能减排工作意见》1456号文件中,明确指出“条件具备时,宜采用动态无功补偿和就地无功补偿,矿井平均功率因数不得低于0.9”。
这为我们在计算、选择井下移动变电站时可以通过提高功率因来减小其容量并且提高供电质量、节约能耗提供了指导性意见。
目前,在国内有好几家可以生产适合于煤矿井下的补偿装置,可以说条件已经具备了。
但要是在煤矿井下补偿设备以660V或1140V的就地补偿为主的话,就受到井下环境恶劣、负载分散的限制,并且造成就地补偿设备投入量大、安装不方便、占地面积较大、维护检修不方便等。
我们可以考虑在井下移动变电站低压侧进行集中补偿,以解决上述问题。
2.2 经济效益分析
例:某煤矿从井下主变电所向一综采工作面的移动变电站供电,供电线路长为3.5公里,移动变电站低压侧电压等级为1.14kV,工作面设备总的负荷为∑Pe=3365.8kW(其中采煤机为730 kW),平均功率因数为0.7,年工作时间为5940(330天×18小时)小时。
在移动变电站低压侧进行集中补偿到功率因数为0.95后,试确定移动变电站容量及经济费用情况。
①移动变电站节约费用:
由公式(2)得:Kx=0.4+0.6×730/3365.8=0.53
由公式(1)得补偿前:
S0=0.53×3365.8/0.7=2548.39(kV A),选移动变电站1250 kV A(采煤机用)和2000kV A,共两台,平均负载率为β=2548.39/3250=78.4%。
补偿后:
S1=0.53×3365.8/0.95=1877.76(kV A),选移动变电站1000 kV A(采煤机用)和1600kV A,亦两台,平均负载率为β=2548.39/2600=72.2%。
补偿后移动变电站计算容量减少670.63kV A(即S0-S1),至少节省630kV A的移动变电站一台,该设备的市场价格为17左右万元。
另外该移动变电站的年有功电能损耗△Wt=△Pot+△Pk(SC/Sr)2τ=2×8040+4.1×(630/630)2×5940=40434(kWh),每度电按
0.58元算,一年节约电费至少在2.35万元。
②电缆节约费用:
补偿前: Io＝0.53×3365.8/(√3×10×0.7)=147(A),结合经济电流密度电缆选择MYPJV-10kV-3×95mm2,环境温度25℃载流量为250A。
补偿后:I1＝0.53×3365.8/(√3×10×0.95)=108(A),结合经济电流密度电缆选择MYPJV-10kV-3×70mm2,环境温度25℃载流量为205A。
两种电缆的目前市场差价:(395-300)×3500=33.25(万元)
③线路损耗节约费用:一年线路节约电费10.8×5940×0.58=3.72万元。
④节约费用:
移动变电站的选择通过补偿后,节约资金至少在56.32万元以上,而两台1.14kV容量为600kvar补偿装置市场价格约为46万元,除去购置补偿装置46万元,能节约10.32万元,新增的补偿装置费用,在不到一年时间内就可以完全收回,短期内就可见到效益。
3 结语
从以上计算可以看出,移动变电站的选择可以通过低压侧集中补偿而更加趋于合理性,减少了井下供电线路、移动变电站的有功、无功负荷和电能损耗,给企业带来效益,节能显著。
参考文献
[1]工业与民用配电设计手册(第3版) 中国电力出版社,2007.
[2]煤矿电工手册(修订本).煤炭工业出版社,1999.
[3]王兆安等.谐波抑制和无功功率补偿(第2版).机械工业出版社,2010.。