新临江煤矿(水井湾矿井)
供电设计
(一）矿井电源
设计矿井采用两回电源线路供电，一回、二回电源来自大竹木头变电站不同电源母线端，电压10kV ，供电距离2km ，采用一趟LGJ-3×70型架空线路输送至地面变电所。 （二）电源线路安全载流量及电压降校核 1、按经济电流密度选择电源线路截面
全矿计算电流：
）
（A 17.699
.01032
.1078=??=
I
14.6015
.117.69===J I A n e
2mm 来自大竹县木头变电站的不同母线段导线型号均采用LGJ-3×70。
2
mm
＜702
mm ,满足供电要求，并留有余地。
式中：矿井最大有功负荷。
2、按长时允许负荷电流校验电缆截面
线路LGJ-3×70允许载流量：环境温度为25℃时为275A （查表），考虑环境温度40℃时温度校正系数，则Ix=275×=（A ） Ix=＞I=
3、电源线路压降校核
供电线路LGJ-3×70/10kV 单位负荷矩时电压损失百分数：当cos ∮=时为%/(查表) 则电源线路电压降为：△U 1%=×2×%=%＜5% 式中：电源线路长取2km 。
来自大竹县木头变电站不同母线段两回电源线路电压降均符合要求。 （三）电力负荷
1、矿井采用机械化采煤，投产时期即为最大负荷时期。机电设备布置及使用情况统计详见表10-1。 设备总台数 47台 设备工作台数 36台 设备总容量 设备工作容量 有功负荷 无功负荷 视在功率 功率因数
按补偿后功率因数达到约，则所需补偿电容容量为
???
? ??---=1cos 11cos 1202??P Q ???
? ??-?--?=195.095.01
182.082.012.1078Q =
考虑到电容易的配置及矿井负荷的变化情况，变电所电容易室安装BFMR11-420-3W 型高压电容自动补偿装置2套，补偿无功功率420kvar 。补偿后： 无功功率： 视在功率：
功率因数：
矿井投产时年耗电量：，吨煤电耗。
（四）送变电
1、短路电流计算及主要设备校验
矿井10kV 变电所两回电源分别取自大竹县木头变电站的不同母线段，由于缺乏变电站的相关短路资料，设计按变电站馈出柜中断路器额定开断电流（25kA ）和线路阻抗较小的电源线路（LGJ-3×70/2km ）进行短路电流计算： 1）地面变电所10kV 侧系统短路电流计算
选取基准容量，一般取S d =100MVA,由U d =U c ,得U c1=,U c2=,得
kV
MVA U I c d 5.1031003S 1
d 1?=
=
=
2）计算各元件的电抗标幺值
（1）电力系统的电抗标幺值：kA
kV MVA S X oc s 255.103100S d *
??==
= （2）10kV 架空线路电抗标幺值：
2
2d 0*
5.10100235.0S ）（kV MVA
km U l
X X c
WL ??=== （3）总电抗标幺值和短路电流及短路容量 ①总电抗标幺值：*
**
1
WL
s X X X
+=∑=+= ②三相短路电流周期分量有效值85
.050.5*111
kA
X I I d k =
∑==
③各三相短路电流
10kV 母线侧短路电流为:1"
k I I I ==∞= 10kV 母线侧短路稳态电流为："
51.1I I sh ==×= 10kV 母线侧短路冲击电流为："
55.2I i sh ==×= 3）三相短路容量
10kV 母线侧短路容量为：85
.0100*
)3(11
MVA X S S d k
=
∑=
= 地面变电所采用HXGN-12型高压开关柜，主接线采用单母线分段。高压开关柜额定电压12kV ，额定电流630A ，额定短路开断电流，额定动稳定电流50kA ，额定热稳定电流（4s ）16kA 。采用开关柜及真空断路器允许通过的最大电流峰值大于三相短路电流冲击值，符合要求。
表10-2 10kV 变电所主要设备选择及校验结果表
注：表中分子为计算值，分母为设备参数。
2、电气主接线
矿井10kV主变电所设于主平硐工业场地内，根据变电所负荷、电源及出线回路数变电所的10kV 主接线采用单母线分段接线。
3、主要电气设备选择
矿井地面主变电所采用HXGN-12型交流金属闭封环网开关柜；采用GGD2型低压配电柜；高压开关柜成单列双通道布置。
4、所用电及操作电源
地面变电所用电取自本变电所不同母线段上，所用电设所用电屏，可互为备用，自动切换。
操作电源选用GZDW01-100Ah/220型智能高频开关直流电源柜，直流系统电压为220V，以作为配电所、保护、自动装置、信号及事故照明之用。
5、控制、保护及测量系统
地面变电所设成套微机综合自动化系统，变电所10kV进线断路器、母线分段及馈出线路断路器均可在主控制室集中操作，也可就地操作。根据配电所主接线情况及继电保护规程规范要求，配电所主要电气设备继电保护及自动装置如下：
1）10kV电源线路：横联差动保护、限时电流速断保护、过电流保护。
2）10kV母线分段：电流速断保护、过电流保护。
3）10kV线路：电流速断保护、过电流保护、过电压保护、单相接地选线装置。
4）10kV电力电容易：过流保护、过负荷保护、过电压保护、低电压保护、单相接地保护。
6、过电压保护及接地装置
高压架空线路终端设50型避雷器，变电所设HY5WS-17/50型避雷器，低压馈出线上设置型避雷器，以防雷电波侵入，为防止直击雷及雷电波侵入，过电压等设置相应的防雷保护设施，在变电所两侧各设置1根防止直接雷击的独立避雷针，避雷针高20m，以防直击雷；变电所设避雷网进行防雷保护，配电所各段及10kV母线均设有过电压保护器；为防止真空断路器操作过电压，各断路器柜均设有组合式过电压保护器。
变电所设接地网，其工频接地电阻不大于1Ω。电气设备金属外壳、设备构架、支架、开关柜及控制保护屏基础槽钢或角钢、电缆金属外壳等均就近与接地网连接。
7、变电所照明
矿井10kV配电所采用交流220V电源为常用照明，户外采用低位投光作为操作检修照明。配电装置室采用投光灯配合荧光灯、LED矿灯混合照明10kV配电室及其他配电室装设事故照明。事故照明灯采用直流220V电源。事故照明灯正常时由交流供电，事故时由自动切换至直流电源供电回路。
（五）地面供电
根据矿井电力负荷分布地面设置：矿井10kV变电所。
1、地面变电所
地面变电所设在主平硐地面工业广场内，地质条件良好，且不会受到洪水威胁。变电所建筑面积200m2，采用室内布置，变电所内设事故照明，建筑物按二级防火等级考虑，采用防火材料修建，
控制室、配电室等均使用外开防火门。10kV架空进线端装设负荷开关、氧化锌避雷器和高压计量装置两组。在变电所的两侧各设置20m高铁塔避雷针，保护变电所。每支避雷针设一组接地装置，其接地电阻不大于10欧姆。
地面变电所10kV配电装置选用HXGN-12型高压开关柜共17台，其中进线柜2台，电源隔离柜1台，母联柜1台，PT保护柜2台，补偿电容柜2台，电容控制柜2台，供地面变压器柜2台，供风井辅助变电所2台，供井下变电所2台，供+280m变电所1台。各开关柜成单列双通道布置，馈出电缆线沿电缆沟敷设。
地面变电所设2台S11-315/10/型变压器，变压器中性点接地,变配电后供空压机、监控系统主机、地面生产生活等设备用电。设置GGD2型交流低压配电柜10台，其中进线柜2台，母联柜1台,补偿柜二台，馈出柜5台。
地面生产设备采用低压380V供电，主要通风机、空压机、监控系统主机、机车充电使用双回路电源线路供电，分别从地面主变电所配电房引入双回路电源，分接在配电室不同的母线段上，使用LGJ型低压架空线或矿用阻燃电力电缆。
其余用电设备均采用单回路供电线路。照明为220V，采用三相四线制。见：《地面变电所配电系统图》。
地面电气设备为保护接零，零线作重复接地。地面变电所在变电所周围一圈地下处敷设闭式环形接地网，其接地电阻不大于4欧姆。
2）地面低压三相最大短路电流
10kV母线侧短路容量为，取较大的短路容量折算到母线侧电抗为：400×400/1000/=
供地面用电S11-315/10/型变压器电抗：4×400×400/100/315=20
总电抗：+20=
母线侧短路电流为：400/×=
母线侧短路稳态电流为：×=
母线侧短路冲击电流为：×=
母线侧短路容量为：×315×400=
选用GGD2型交流低压配电柜开关最大分断电流为30kA，额定动稳定电流63kA。经验算，地面所选择开关设备分断能力、动热稳定性及保护装置可靠系统符合要求。
2、空气压缩机供配电
分别从地面变电所电源不同母线段馈出两回电源至空气压缩机房，选用2回2×（×70+1×25）型交联聚乙烯电力电缆，单回电缆载流量为430A，供电距离60m。
按允许电压损失校验电缆截面:
MYJV22-3×70+1×25型铜芯电缆单位负荷矩时电压损失百分数（380V）：当cos∮=时为%/（查
%=165×2××%=%＜5%。
表）。该线路电压降：△U
1
至空气压缩机房的电缆全线埋地敷设，电缆间的地中间距为100mm，并作好钢带接地，穿越管沟加装套管保护。
3、主要通风机供配电
矿井通风容易和困难时期选用FBCDZ№2×37型矿用防爆轴流式主要通风机二台，主要通风机配套电机功率2×37kW。
设计对矿井回风平硐风井辅助变电所作改造利用，该变电所为主要通风机供电源。
设备总容量148kW
设备工作容量74kW
有功负荷
无功负荷
视在功率 功率因数
风井辅助变电所设置在回风平硐主要通风机房附近，10kV 电源由地面变电所不同母线段馈出两回LGJ-3×25型架空线路输送供给，供电距离。 按计算有功电力负荷及功率因数计算： （1）按经济电流密度选择电源线路截面
）
（A 01.581
.01033.70=??=
I
36.415
.101
.5===
J I A 2
mm
2
mm
＜252
mm
,满足供电要求，并留有余地。
（2）长时允许负荷电流校验电缆截面
查表得线路LGJ-3×25允许载流量：环境温度为25℃时为135A ，考虑环境温度40℃时温度校正系数，则Ix 2=135×=(A)
Ix=＞I=，电源线路安全载流量符合要求。 （3）按允许电压损失校验电缆截面
查表得供电线路LGJ-3×25/10kV 单位负荷矩时电压损失百分数：当cos ∮=时为%/，长度，计算有功电力负荷。该线路电压降： △U 1%=××%=%＜5%。满足要求
10kV 电源进线终端设置FW2-10G/100型高压负荷开关和50型避雷器。
风井辅助变电所室外设置2台S 11-100/10/型变压器，变压器中性点接地。单台变压器运行负荷率为74%＜85%，输出电源采用单母线分段接线方式。变电所内设GGD2型交流低压配电柜5台。其中进线柜2台，母联柜1台，馈出柜2台。主要通风机房电源由低压配电室不同母线段馈出两回电缆输送供给，采用主要通风机降压启动。通过操作电动机可逆开关实现主要通风机电机反转反风。
主要通风机房设监控系统分站一台，设开停、负压传感器等。
主要通风机房内设KTH8本安型电话，与调度交换机相连。严禁主要通风机房兼作他用。主要通风机房内必须安装水柱计、电流表、电压表、轴承温度计等仪表，还必须有直通矿调度室的电话，并有反风操作系统图、司机岗位责任制和操作规程。主要通风机的运转应由专职司机负责，司机应每小时将通风机运转情况记入运转记录簿内；发现异常，立即报告。
主要通风系统必须设过流和无压释放保护，具有良好的接地系统，高压电机应装设避雷装置，电动机和风机的轴承要有超温报警装置，转
动及带电裸露部分有保护栅栏和安全警示牌。
矿井自然功率因数为，在矿井地面变电所高压侧上作集中自动补偿，选用BFMR11-420-3W型高压电容自动补偿装置2套，补偿静电电容420kvar，补偿后的功率因数为。
矿井变电所高压线路终端及高、低压馈出线上设置避雷器，以防雷电袭击。
4、地面其他设备供配电
分别从地面变电所电源不同母线段各馈出两回电源至监控系统主机、矿灯房、程控交换机，选用型交联聚乙烯电力电缆。
5、控制、保护及测量系统
矿井地面变电所10kV进线断路器、10kV母线分段、各10kV馈出线路断路器均可在主控制室集中操作，也可就地操作。变电所主要电气设备继电保护及自动装置配置如下：
（1）10kV电源线路
限时电流速断保护、过电流保护。
（2）10kV母线分段
电流速断保护、过电流保护。
（3）10kV线路
带时限电流速断保护、过电流保护、单相接地保护。
（4）10kV变压器
电流速断保护、带时限过流保护、低压侧单相接地保护等。
（5）10kV电力电容
电流速断保护、过电流保护、过负荷保护、过电压保护、低电压保护及单相接地保护。
6、工业场地照明
矿井地面按动力和照明共用变压器设计。所有照明线路均单独设置，室内照明采用TN-S系统，对移动设备的供电回路设有漏电保护装置。
矿井通风机房、各变电所等需要事故照明的场所一般采用双电源自动切换的照明装置来实现，个别场所采用应急灯作为应急照明。检修照明采用36/24/12V电源。
室内照明与室外照明原则上分回路供电，分回路控制。道路一般照明直接由就近的10/变电所分片区供电，光电自动控制。路灯照明采用埋地敷设电缆线路。
矿井10kV系统采用不接地系统，低压系统采用TN-C-S系统及TT系统，TT系统主要应用室外路灯照明。
矿井10kV配电所采用交流220V电源为常用照明。户外采用低位投光灯作为操作检修照明。配电装置室采用投光灯配合荧光灯，LED矿灯混合照明。
事故照明采用直流220V电源。事故照明灯正常时由交流供电，事故时自动切换至直流电源供电回路。
10kV配电室及其他配电室等装设事故照明。
7、场地动照线网
工业场地内压风机房、机修车间、空气热源泵热水机等处采用电力电缆沿电缆沟或直埋敷设至各配电点，进户处穿钢管保护。穿越道路和轨道处应考虑电缆沟盖板强度。
路灯照明采用埋地敷设电缆线路。
（五）井下供电
1、井下供电系统
井下最大负荷时期用电设备33台，其中工作设备26台。装机容量，其中：工作设备容量。计算有功电力负荷，无功负荷，视在负荷，平均功率因数。
根据井下开拓布置及电力负荷分布情况，设置+280m变电所、±0m变电所和移动变电站。
井下供电电压：10kV 、、。
±0m 中央变电所设置在±0m 水平运输巷与一级回风暗斜井之间，与±0m 标高水泵房联建。 +280m 变电所设置在一级提升暗斜井上部车场附近。
井下10kV 高压电源线路均选用10型煤矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装电力电缆。电缆在地面部份采用架杆敷设，在井筒部份沿井筒壁悬挂敷设。从地面变电所至±0m 中央变电所的下井高压电缆长1750m ，从地面变电所至+280m 变电所的下井高压电缆长700m 。 2、下井电源线路
（1）至±0m 中央变电所电源线路
井下最大负荷时期用电设备30台，其中工作设备23台。装机容量，其中：工作设备容量。计算有功电力负荷 ，无功负荷，视在负荷，平均功率因数。
1）按经济电流密度选择电缆截面 78.1825
.226.42===
J I A n e 2
mm 式中 e A —经济截面，2
mm ；
n I —井下计算负荷电流，A ；
26.4281
.010384
.592=??=
n I A
J —经济电流密度，查表J ＝ A/2
mm 。
选用10-3×35煤矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装电力电缆。
2）下井主电缆安全载流量校核
10-3×35型煤矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装电力电缆载流量：环境温度为25℃时为200A(查表)。 Ix=200A ＞I n =，下井电缆安全载流量符合要求。 3）下井主电缆压降校核
10-3×35型煤矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装电力电缆单位负荷矩时电压损失百分数：当cos ∮=时为%/(查表)
则电缆线路电压降为：
△U%=××%=%＜5%，下井电缆电压降符合要求。
从变电所至移动变电站的高压电缆选用10-3×25mm 2型煤矿用移动金属屏蔽监视型橡套软电缆。
4）入井电缆按热稳定最小截面校验
按短路电流校验电缆热稳定性，电缆热稳定的最小截面：
计算电源至矿井地面变电所次暂态三相短路容量过大（S″=），不符合煤矿井下供电允许短路容量要求。设计在地面变电所下井高压电源线路上串接限流电抗器，电抗器的电抗X=
9.02
.010732.16
???=Ω；限流后下井电源线路首端最大短路容量S s =50MVA 。则下井高压电
缆首端三相短路电流稳定值：
ar
s d
U S I 3)
3(=
A
KA 2749749.25
.10350==?=
设断路器的分断时间为，对无限大电源容量系统，周期分量的假想作用时间
s
t ap i 7.02.05.0=+=?；非周期分量的假想作用时间
s
t ap i 05.0=?，所以短路电流的假想作用
时间
s
t i 75.005.07.0=+=。
则至井下变电所高压电缆首端（即地面配出母线）所发生三相短路故障的短路电流I d (3)=，则
i d
t C
I A )
3(min
=81
.2375.0100
2749=?=2mm 下井电缆选用10-3×35mm 2煤矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆，满足要求。 （2）至井下±280m 变电所电源线路
井下最大负荷时期用电设备3台，其中工作设备3台。装机容量259kW ，其中：工作设备容量259kW 。计算有功电力负荷 ，无功负荷，视在负荷，平均功率因数。
1）按经济电流密度选择电缆截面 45.625
.251.14===
J I A n e 2
mm 式中 e A —经济截面，2
mm ；
n I —井下计算负荷电流，A ；
51.1481
.01035.203n =??=
I A
J —经济电流密度，查表J ＝ A/2
mm 。
选用10-3×35煤矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装电力电缆。
2）下井主电缆安全载流量校核
10-3×35型煤矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装电力电缆载流量：环境温度为25℃时为200A(查表)。 Ix=200A ＞I n =，下井电缆安全载流量符合要求。 3）下井主电缆压降校核
10-3×35型煤矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装电力电缆单位负荷矩时电压损失百分数：当cos ∮=时为%/(查表)
则电缆线路电压降为：
△U%=××%=%＜5%，下井电缆电压降符合要求。 4）入井电缆按热稳定最小截面校验
按短路电流校验电缆热稳定性，电缆热稳定的最小截面：
计算电源至矿井地面变电所次暂态三相短路容量过大（S″=），不符合煤矿井下供电允许短路容量要求。设计在地面变电所下井高压电源线路上串接限流电抗器，电抗器的电抗
X=
9.02
.010732.16
???=Ω；限流后下井电源线路首端最大短路容量S s =50MVA 。则下井高压电
缆首端三相短路电流稳定值：
ar
s d
U S I 3)
3(=
A
KA 2749749.25
.10350==?=
设断路器的分断时间为，对无限大电源容量系统，周期分量的假想作用时间
s
t ap i 7.02.05.0=+=?；非周期分量的假想作用时间
s
t ap i 05.0=?，所以短路电流的假想作用
时间
s
t i 75.005.07.0=+=。
则至井下变电所高压电缆首端（即地面配出母线）所发生三相短路故障的短路电流I d (3)=，则
i d
t C
I A )
3(min
=81.2375.0100
2749
=?=
2mm 下井电缆选用10-3×35mm 2煤矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆，满足要求。 3、±0m 中央变电所
投产时±0m 中央变电所选用PJG 型矿用隔爆兼本质安全型永磁机构高压真空配电装置7台（其中进线柜2台、母联柜1台、控制所内变压器电源柜3台、供移动变电站电源柜1台）。PJG 型矿用隔爆兼本质安全型永磁机构高压真空配电装置额定电压10kV ，额定短路开断电流，额定峰值耐受电流。配电装置装有过流、短路、欠压、漏电、过电压、绝缘监测和三相不平衡保护装置，真空配电装置额定值的选定除应考虑其实际可能的最大负载电流外，还应从其遮断能力出发，以其出口端处可能发生的三相短路电流来校验。必须选择既能承担长期的实际最大负载电流，又能安全可靠地切断其出口处的三相直接短路的最大短路电流。
变电所设变压器3台：其中2台为KBSG-500/10/型矿用隔爆型干式变压器，单台变压器运行负荷率为81%，主接线采用单母线分段接线，输出电源采用放射式供电，分别经系列煤矿用阻燃电缆输送供以下设备用电： 1）±0m 标高水泵房水泵
±0m 标高水泵房水泵由变电所不同母线段馈出660V 电源经2回×95+1×35/100m 型煤矿用阻燃电缆输送供给。 该线路的电压损失为：
ΔU%=KPL=%×132×2×=%Ue ＜5%Ue (合格)
水泵房设置3台KBZ-400/660隔爆型真空馈电开关、3台QJZ-400型软起动装置和1台型矿用隔爆型照明综合保护装置，输出电源供照明用电。 2）工作面运输巷带式输送机、乳化液泵站。
3）各掘进工作面掘进设备和备用局部通风机提供备用电源。
另1台为KBSG-100/10/型矿用隔爆型变压器，变压器运行负荷率为44%，主接线为单母线接线，输出电源采用放射式供电，分别经系列煤矿用阻燃电缆输送供以下设备用电： a 、1102工作面运输巷掘进工作面正常工作的局部通风机。
b 、1103工作面运输巷掘进工作面正常工作的局部通风机。
变电所选用具有选择性漏电保护和漏电闭锁功能的KBZ 或KJZ 系列煤矿用隔爆型真空馈电开关。 该所设置型照明综合保护装置1台，输出电源供硐室及车场照明用电。 4、+280m 变电所
+280m 变电所选用PJG 型矿用隔爆兼本质安全型永磁机构高压真空配电装置2台（其中进线柜1
台、控制所内变压器电源柜1台）。
+280m变电所内设变压器1台KBSG-315/10/型矿用隔爆型干式变压器，主接线采用单母线分段接线，输出电源采用放射式供电，分别经系列煤矿用阻燃电缆输送供以下设备用电：
1）一级提升暗斜井绞车房提升绞车
一级提升暗斜井绞车房提升由+280m变电所馈出660V电源经1回×95+1×35/80m型煤矿用阻燃电缆输送供给。
该线路的电压损失为：
ΔU%=KPL=%×185×=%Ue＜5%Ue (合格)
绞车房设置1台KBZ-400/660隔爆型真空馈电开关和1台型矿用隔爆型照明综合保护装置，输出电源供照明用电。
2）一级行人暗斜井架空乘人装置。
一级提升暗斜井绞车房提升由+280m变电所馈出660V电源经1回×95+1×35/80m型煤矿用阻燃电缆输送供给。
该线路的电压损失为：
ΔU%=KP L=%×185×=%Ue＜5%Ue (合格)
绞车房设置1台KBZ-400/660隔爆型真空馈电开关和1台型矿用隔爆型照明综合保护装置，输出电源供照明用电。
3）二级行人暗斜井架空乘人装置。
二级提升暗斜井绞车房提升由变电所馈出660V电源经1回×95+1×35/700m型煤矿用阻燃电缆输送供给。
该线路的电压损失为：
ΔU%=KPL=%×185×=%Ue＜5%Ue (合格)
绞车房设置1台KBZ-400/660隔爆型真空馈电开关和1台型矿用隔爆型照明综合保护装置，输出电源供照明用电。
5、采煤工作面移动变电站
该变电站设置在距一采区采煤工作面出煤口约100m的工作面运输巷侧，移动变电站及设备列车布置在临近采煤工作面的采煤工作面运输巷内，设备最突出部分与巷道支护间的距离不小于，同运输巷刮板输送机间距要满足设备检查、检修和行人的需要，并不得小于。变电站位置随工作面走向推进而移动。
10kV电源由变电所经沿一回沿±0m水平北运输巷至采煤工作面运输巷侧敷设的10-3×25mm2煤矿用移动金属屏蔽监视型橡台软电缆输送供给，长度400m。
设置KBSGZY-315/10/型矿用隔爆型移动变电站1台，设置KBZ系列隔爆型真空开关1台，QBZ 系列煤矿用隔爆型真空磁力起动器4台，输出电源经电缆输送分别供以下设备用电：
采煤工作面采煤机、刮板输送机、调度绞车。
工作面运输巷刮板输送机、带式输送机、乳化液泵。
采面设备选用MCP系列煤矿用金属屏蔽监视型橡台软电缆。
该移动变电站设置型照明综合保护装置1台，输出电源供硐室及车场照明用电。
6、矿井后期供电方案
后期开采1102、1103工作面时，由±0m变电所经井下变压器和移动变电站变配电后供其采、掘设备用电。
6、变电所布置
变电所内设备布置的要求：
(1)变电所硐室采用半圆拱形断面，墙高，拱高，净断面积，硐室长、高、宽。+280m变电所硐室采用半圆拱形断面，墙高，拱高，净断面积，硐室长、高、宽。硐室内高、低压配电设备分开
布置，其间留有大于的过道。硐室内不设电缆沟，电缆线路沿硐室墙壁挂设。电缆穿过硐室密封门处用焊接钢管保护，钢管内径不小于电缆外径的倍。
(2)硐室内所有电气设备外壳设良好的保护接地，接地干线沿硐室内墙壁敷设，距地面，接地极埋设在附近水沟中，接地干线与井下主接地系统相连接。
(3)硐室内照明设备采用DGS36/127Y(T)隔爆型节能荧光灯，灯间距离为4m，照明电缆沿硐室拱顶敷设。
(4)在硐室入口和硐室内高压电气设备在明显处悬挂有“高压危险”的示牌。硐室应设置人员值班。
(5)硐室内最高温度不得超过340C，硐室内配备砂箱、砂袋和干式灭火器材等器材。
7、井下电气保护及相关安全装备
(1)井下电气“三大保护”
井下变电所的高压馈电线上装设有选择性的单相接地保护装置。
向井下供电的电网和井下变压器中性点为不接地方式，井下电气设备采用保护接地。井下电气设备、金属风管、钢轨、水管等都应进行接地。在变电所和+280m变电所各设1块主接地极。其中变电所主接地板设置在巷道水坑内，+280m变电所所主接地设置在巷道水沟内。各固定设备、各低压配电点及铠装电缆接线盒等设置局部接地极，局部接地极设在其就近的大巷水沟内。所有电气设备的保护接地装置和局部接地装置，应与主接地极连接成一个总接地网，接地网上任一保护接地的接地电阻值不大于2Ω。每一移动式和手持式电气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。
井下高压配电装置设有漏电保护和漏电闭锁功能，变压器馈出线上装设有选择性漏电及短路试验和漏电试验功能的KBZ系列矿用隔爆型真空馈电开关。确保每天对低压检漏的运行情况进行一次跳闸试验而不影响正常供电。煤电钻采用127V电压供电，使用1140(660)Z型煤电钻综合保护装置，各类控制设备选用QBZ型矿用隔爆真空电磁起动器。照明、信号选择1140(660) M型照明信号综合保护装置。低压电缆选用MY系列矿用阻燃电缆或矿用屏蔽橡套电缆。煤电钻电缆选用MZ型煤电钻电缆。
(2)局部通风机供电
本矿属低瓦斯矿井，掘进工作面局部通风机采用双风机、双电源供电，其中主供电源采用“三专”。局部通风机选用选用QBZ-2×80 /1140 (660) SF型煤矿风机用隔爆型双电源真空电磁起动器。掘进工作面的电气设备设风电闭锁、甲烷电闭锁，局部通风机失电停止运转后，当电源恢复时，局部通风机不得自动启动，必须人工开启局部通风机。每10天至少进行一次甲烷风电闭锁试验，试验期间不得影响局部通风，并做好试验记录。
使用局部通风机通风的掘进工作面，不得停风；因检修、停电、故障等原因停风时，必须将人员全部撤至全风压进风流处，并切断电源。
恢复通风前，必须由专职瓦斯检查员检查瓦斯，只有在局部通风机及其开关附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过%时，方可由指定人员开启局部通风机。
（3）“两闭锁”
掘进工作面电气设备装设瓦斯、电闭锁和风、电闭锁装置。采煤工作面电气设备装设瓦斯、电闭锁装置。
（4）井下电缆
660V电压电缆选用系列煤矿用阻燃电缆，127V电压电缆选用系列煤矿用电钻电缆。电缆截面的选取合理放大，电缆的敷设、悬挂及连接按规程要求。
（5）主要设备电机电控设备
各类控制设备选用QBZ或QJZ型矿用隔爆真空电磁起动器。
煤矿井下供电设计规范-GB--
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煤矿井下供配电设计规范 GB５0４17-２０07 中华人民共和国建设部 ２0０7年05月21日发布２007年12月01日实施 煤矿井下供配电设计规范
GＢ5０417-2007 20０7—0５—21 发布 2007—12—0１实施 中华人民共和国国家建设部联合发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中华人民共和国国家标准、中国煤炭建设协会主编、中华人民共和国建设部公告第6４6号，建设部关于发布国家标准《煤矿井下供配电设计规范》的公告，现批准《煤矿井下供配电设计规范》为国家标准,编号为 GB50417—２０0７,自２0０7年12月1日起实施。其中,第2.0.1、2.Ｏ.3、2.0.5、2.0.6、2.０.９、4.1.1、４.2．1、４.２.9、5.1.3、5.1．４（４.5．6)、6．1.4、６.3.1(4)、７.１.１、7.1．2、７．１.3、７．１.4、7.1．5、7.2.１、7.2．8 条(款)为强制性条文，必须严格执行。本规范由建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。 中华人民共和国建设部二OＯ七年五月二十一日 前言 本规范是根据建设部建标函[2005]12４号文件《关于印发“２０05年工程建设标准制定、修订计划(第二批）”的通知》的要求，由中煤国际工程集团武汉设计研究院会同有关单位共同编制完成的。本规范在编制过程中,编制组认真分析、总结和吸取了十几年来国内外煤矿井下供配电采用新技术、新装备的经验及新的科研成果。所引用的技术参数和指标，是生产实践经验数据的总结。特别是高产高效工作面近几年发展较快，其供配电系统有了比较成熟的运行实践经验。编制组广泛征求了有关单位意见,经反复修改，最后经审查定稿。本规范共8 章，内容涉及煤矿井下供电的各个方面，主要包括: 总则、井下供配电系统与电压等级、井下电力负荷统计与计算、井下电缆选择与计算、井下主(中央)变电所设计、采区供配电设计、井下电气设备保护及接地、井下照明等。适用于煤矿井下供电设计咨询的各个阶段。本规范以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国煤炭建设协会负责日常管理,由中煤国际工程集团武汉设计研究院负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验,如发现需要修改或补充之处，请将意见和建议寄交中煤国际工程集团武汉设计研究院（地址：湖北省武汉市武昌区武珞路44２号，邮编:4300６4)，以便今后修订时参考。 本规范主编单位、参编单位和主要起草人。主编单位：中煤国际工程集团武汉设计研究院，参编单位：煤炭工业郑州设计研究院、煤炭工业合肥设计研究院，主要起草人：张建民周秀隆于新胜刘兴晖刘建平马自玫张焱杨敢李明胡腾蛟周桂华杨晓明 目次 1．总则
某煤矿（整合0.15Mt/a）供电设计 （仅供参考） 第一节供电电源 一、供电电源 某煤矿矿井双回路电源现已形成，其中：一回路电源由1#变电所10kV直接引入，LGJ-70型导线，距离矿区7公里；另一回路电源由2#变电所10kV直接引入，LGJ-120型导线，距离矿区20公里。 第二节电力负荷计算 经统计全矿井设备总台数84台，设备工作台数66台；设备总容量1079.64kW，设备工作容量696.34kW，计算负荷为： 有功功率：513.24 kW 无功功率：425.94 kVar 自然功率因数COSΦ＝0.77 视在功率：666.96 kVA 考虑有功功率和无功功率乘0.9同时系数后： 全矿井用电负荷 有功功率：461.92 kW 无功功率：383.35 kVar 功率因数COSΦ＝0.77 视在功率：600.27 kVA 矿井年耗电量约243.89万kW·h，吨煤电耗约16.26kW·h/t。 负荷统计见表1。 第三节送变电 一、矿井供电方案 根据《煤矿安全规程》要求，矿井应有两回电源供电，当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。根据本矿井现有的电源条件，设计在本矿井工业场地内建10kV变电所。两回10kV电源分别引自10kV 1#变电所
和2#变电所。 二、10kV供电线路 设计对线路导线截面，按温升、经济电流密度、线路压降等校验计算如下： 1、根据经济电流密度计算截面积 导线通过的最大电流：（两回10kV线路，当一回故障检修时，另一回10kV线路向本矿供电时，导线通过的电流最大） I j＝P／（3UcosΦ）＝513.24／（1.732×10×0.77）＝38.5A 导线经济截面： S＝I j／J＝38.5／0.9＝42.8mm2（J为经济电流密度） 通过计算，实际选用的钢芯铝绞线截面满足要求。 2、按电压降校验 由10kV1#变电所和2#变电所向本矿工业场地10kV变电所供电的两回10kV线路供电距离分别为7km和20km，正常情况下两回线路同时运行，当两回10kV线路中一回线路事故检修时，由另外一回10kV线路向本矿供电。按正常情况及事故情况对两回电源线路分别做电压降校验如下：1）正常情况下 两回10kV线路同时运行，线路电压损失： ⑴1#变电所10kV供电线路电压损失： ΔU％＝Δu％PL／2 ＝0.745×0.51324×7／2 ＝1.34％。 线路能满足矿井供电。 ⑵2#变电所10kV供电线路电压损失： ΔU％＝Δu％PL／2 ＝0.555×0.51324×20／2 ＝2.85％。 线路能满足矿井供电。 2）事故情况下 单回10kV供电线路电压损失： ⑴1#变电所10kV供电线路电压损失：
计算公式 一、矿山服务年限计算 N=Q A(1 e) （a） 式中：N—矿山服务年限（a）； Q—设计利用储量 η—矿石回采率 A—矿山年产量 e—废石混入率二、矿山生产能力计算 万t； %；（地下开采80%-90%，露天开采85%-95%） 万t/a； %；（地下开采10%，露天开采5%） 1、按采矿工程延深速度验证确定矿山生产能力（露天）A=P V H (1e) （a） 式中：A—矿山生产能力P—水平分层平均矿量V—采 矿工程年延深速度η—矿 石回收率H—阶段高度 e—废石混入率万t/a；万t；m/a；%；m；%； 2、根据矿山开采年下降速度计算和验证矿山生产能力（地下开采）A=V S 1 K1·K2·E（万t）
式中：A—矿山年生产能力万t/a；
V —回采工作面下降速度 S —矿体开采面积 —矿石体重 α—矿石回收率 β—废石混入率 m/a ；(浅孔留矿为 10-25 m/a) m ； t/m ； %；（80%-90%） %；（10%-20%） E —地质影响系数 （0.7-0.9）； K 1—矿体倾角修正系数 K 2 —矿体厚度修正系数 （0.8-1.2） 3、矿山生产能力计算（地下开采） A= N Q K E 1 Z （万 t/a ） 式中：A —矿山生产能力 Q —矿块生产能力 N —分布矿块数 万 t/a ； 万 t/a ； 个； K —矿块利用系数 （0.1-0.4）； E —地质影响系数 （0.7-0.9）； Z —废石混入率 （10%-20%）； 4、露天矿总生产能力计算 A α=A(1+n s ） （万 t/a ） 式中：A α—年矿岩总生产能力 t/a ； A —年矿石生产能力 t/a ； n s —生产剥采比 t/t ； 5、露天矿可能达到的生产能力 A=N·n·Q （t/a ） 2 3
新临江煤矿（水井湾矿井） 供电设计 （一）矿井电源 设计矿井采用两回电源线路供电，一回、二回电源来自大竹木头变电 站不同电源母线端，电压 10kV ，供电距离 2km ，采用一趟 LGJ-3×70 型架 空线路输送至地面变电所。 （二）电源线路安全载流量及电压降校核 1、按经济电流密度选择电源线路截面 ? A e = n = = 60.14 mm 2 e J 1.15 来自大竹县木头变电站的不同母线段导线型号均采用 LGJ-3×70。 60.14 mm 2 <70mm 2 ,满足供电要求，并留有余地。 式中：矿井最大有功负荷 1078.2kW 。 2、按长时允许负荷电流校验电缆截面 线路 LGJ-3×70 允许载流量：环境温度为 25℃时为 275A （查表），考 虑环境温度 40℃时温度校正系数 0.81，则 Ix=275×0.81=222.75（A ） Ix=222.75A>I=69.17A 3、电源线路压降校核 供电线路LGJ-3×70/10kV 单位负荷矩时电压损失百分数：当cos ∮=0.9 时为 0.644%/MW.km （查表） 则电源线路电压降为：△U 1%=1.0523×2×0.644%=1.36%<5% 式中：电源线路长取 2km 。 全矿计算电流： 1078.2 3 10 0.9 = 69.17（A ）
来自大竹县木头变电站不同母线段两回电源线路电压降均符合要求。 （三）电力负荷 1、矿井采用机械化采煤，投产时期即为最大负荷时期。机电设备布置 及使用情况统计详见表 10-1。 设备总台数 47 台 设备工作台数 36 台 设备总容量 1653.25kW 设备工作容量 1421.65kW 有功负荷 1078.2kW 无功负荷 801.54kvar 视在功率 1346.33kVA 功率因数 0.82 按补偿后功率因数达到约 0.95，则所需补偿电容容量为 0.82 0.82 -1- 0.95 0.95 -1 =377.38kvar 考虑到电容易的配置及矿井负荷的变化情况，变电所电容易室安装 BFMR11-420-3W 型高压电容自动补偿装置 2 套，补偿无功功率 420kvar 。补 偿后： 无功功率： 381.54kvar 视在功率： 1145.24kVA 功率因数： 0.95 矿井投产时年耗电量：2632802kW.h ，吨煤电耗 29.24kW.h/t 。 Q =P cos 2 1 -1 1 -1 - cos 2 Q = 1078.2
采掘供电设计规范 一、设计依据 1、煤矿安全规程 2、煤矿供电设计手册 3、煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则 4、煤矿井下低压检漏保护装置的安装、运行、维护与检修细则 5、煤矿井下保护接地装置的安装、检查、测定工作细则 6、供电设计软件 二、设计要求 1、采掘工作面主要排水地点（涌水量30m3及以上）及有地质钻场的排水设备、局部通风机必须实现双回路供电。 2、掘进工作面瓦斯异常区域的局部通风机应采用三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电，高瓦斯及突出矿井推广采用双三专供电。使用局部通风机供风的地点必须实行风电闭锁，保证停风后切断停风区内全部非本质安全型电气设备的电源。使用2台局部通风机供风的，2台局部通风机都必须同时实现风电闭锁，保证当正常运转的局部通风机停止运转或停风后能切断停风区域内全部本质安全型电气设备的电源。 3、采掘供电不能混用，应分开供电。 4、煤巷掘进工作面风机配电点原则上设置在车场风门外侧。 三、供电计算范例 1、负荷统计与变压器选择 1.1负荷统计计算
变压器负荷统计表 公式参数说明： K x —— 需用系数； cos φpj —— 平均功率因数； cos φe —— 额定功率因数； P max —— 最大一台电动机功率，kW ； S b —— 变压器需用容量，kV?A； ∑P e —— 变压器所带设备额定功率之和，kW ； P d —— 变压器短路损耗，W ； S e —— 变压器额定容量，kV?A； U e2 —— 变压器二次侧额定电压，V ； U z —— 变压器阻抗压降； 1.2 变压器的选择 根据供电系统的拟订原则，变压器的选择原理如下： 1.2.1 变压器 T1： K x = 0.4 + 0.6× P max ∑P e cos φpj = ∑(P i ×cosφei ) ∑P i 将K x 值和cos φpj 值代入得 S b = K x ×∑P e cos φpj 选用KBSGZY-××/6/0.693 型号符合要求。 1.2.2 变压器 T2：
计算公式 一、矿山服务年限计算 N=) 1(e A Q -?η （a ） 式中：N —矿山服务年限 （a ）； Q —设计利用储量 万t ； η—矿石回采率 %；（地下开采80%-90%，露天开采85%-95%） A —矿山年产量 万t/a ； e —废石混入率 %；（地下开采10%，露天开采5%） 二、矿山生产能力计算 1、按采矿工程延深速度验证确定矿山生产能力（露天） A=) 1(e H V P -??η （a ） 式中：A —矿山生产能力 万t/a ； P —水平分层平均矿量 万t ； V —采矿工程年延深速度 m/a ； η—矿石回收率 %； H —阶段高度 m ； e —废石混入率 %； 2、根据矿山开采年下降速度计算和验证矿山生产能力（地下开采） A=β αγ-???1S V K 1〃K 2〃E （万t ） 式中：A —矿山年生产能力 万t/a ； V —回采工作面下降速度 m/a ；(浅孔留矿为10-25 m/a)
S—矿体开采面积 m2； γ—矿石体重 t/m3； α—矿石回收率 %；（80%-90%）β—废石混入率 %；（10%-20%）E—地质影响系数（0.7-0.9）； K1—矿体倾角修正系数 K2—矿体厚度修正系数（0.8-1.2）3、矿山生产能力计算（地下开采） A= Z E K Q N -? ? ? 1 （万t/a） 式中：A—矿山生产能力万t/a； Q—矿块生产能力万t/a； N—分布矿块数个； K—矿块利用系数（0.1-0.4）； E—地质影响系数（0.7-0.9）； Z—废石混入率（10%-20%）； 4、露天矿总生产能力计算 Aα=A(1+n s）=Ak+nsAk （万t/a） 式中：Aα—年矿岩总生产能力 t/a； A—年矿石生产能力 t/a； n s—生产剥采比 t/t； 5、露天矿可能达到的生产能力 A=N〃n〃Q （t/a） 式中：A—露天矿矿石年产量 t/a；
附件2: ***矿综采工作面供电设计 （一）综采工作面主要条件 该工作面属于3#煤层一盘区，平均煤层厚度5m，工作面长度225m,走向长度为2000m，平均倾角3-5度，采用一次采全高采煤工艺，可采最高煤层厚度5.5m，工作面采用三进两回布置方式。 矿井井下高压采用10KV供电，由西翼盘区变电所负责向该综采工作面供电，西翼盘区变电所双回10KV电源来自地面***110KV站815、816号盘，变电所高压设备采用BGp9L-10型高压隔爆开关，保护选用上海山源ZBT——11综合保护，盘区变电所距综采工作面皮带机头200m。 （二）设备选用 1、工作面设备 采煤机选用德国艾柯夫公司生产的SL500型采煤机，其额定功率1815KW，其中两台截割主电动机功率为750KW,额定电压为3300V；两台牵引电机功率为90KW,额定电压为460V;调高泵电机电压1000V，功率35KW，破碎机功率100KW，额定电压为3300V。两台主电动机同时起动。 工作面刮板输送机采用山西煤机厂制造的SGZ1000-Z×700型输送机，机头及机尾都采用额定功率为350/700KW的双速电机，额定电压为3300V。 2、顺槽设备
1）破碎机：采用山西煤机厂制造PCM-315型破碎机，其额定功率315KW,额定电压1140V。 2）转载机：采用山西煤机厂制造SZZ1200/315型转载机。其额定功率315KW,额定电压1140V。 3）顺槽带式输送机：采用**集团机电总厂生产的SSJ-140/250/3*400型输送机（1部），驱动电机额定功率3×400 KW,循环油泵电机额定功率3×18.5KW,冷却风扇电机额定功率3×5.5KV,抱闸油泵电机额定功率2×4KW,额定电压均为1140V，自动涨紧油泵电机额定功率12KW，卷带电机额定功率15KW,电压1140V。皮带机采用CST启动方式。 4）乳化液泵站：三泵二箱，乳化液泵采用无锡威顺生产的BRW400/31.5型液泵，其额定功率250KW,额定电压1140V。 5）喷雾泵：采用无锡威顺生产的BPW516/13.2型（2台），其额定功率132KW,额定电压1140V。 3、其它设备 移动列车处安装JH2-18.5慢速绞车两部，用于移动列车牵引。绞车电机功率18.5KW,额定电压等级1140V；顺槽皮带机机头安装电磁除铁器一台，型号RCDC-25S，电机功率30KW,额定电压1140V；皮带顺槽巷采用2台15KW 排污泵临时排水，额定电压1140V；其余巷道排水设备及水仓处固定离心泵就近接取电源或另设移动变电站供电。 （三）工作面移动变电站及配电点位置的确定
煤矿井下供电设计指导书 （综采篇） 引文：本指导书主要依据GB50417-2007《煤矿井下供配电设计规范》中相关内容进行编制，严格执行《煤矿安全规程》、《煤炭工业设计规范》、《煤矿井下供电设计技术规定》中的有关规定。 第一章井下综采供电设计概述 1、根据地质资料、巷口平面图以及采煤工艺，确定巷道及其设备布置，采煤方法，主要运输设备。 2、根据通风系统的要求，为确保工作面回采过程中通风系统的稳定，选择合适的通风方式，以及局扇通风设备。 3、根据工作面位置确定电源的取向，以及电压等级的确定。 表3 煤矿常用的电压等级及用途
4、根据地质部门提供的水文资料，选择排水设备。 第二章 井下电力负荷统计及计算 我矿工作面均为高产高效工作面，根据工作面基本参数，结合综采配套设备重新定型，电力负荷计算应符合下列规定： 1、能够较精确计算出电动机功率的用电设备，直接取其计算功率； 2、其他设备，一般采用需要系数法计算。 S= cos d K Pe φ ?∑ 式中：S —工作面的电力负荷视在功率（kV A ） ∑Pe—参加计算的所有用电设备额定功率之和,KW Kd —需用系数 Kd = r Klo Kt ηη ?? Klo —同时系数。该工作组在最大负荷时，工作着的用电设 备容量与该组用电设备总容量之比称为同时系数 Kt —负荷系数。该设备组在最大负荷时，工作着的用电设备 实际所需功率与工作着的用电设备总功率之比称为负荷系数，取0.74 r η—线路供电效率。线路末端功率与始端功率之比，一般 为0.95～0.98。
η—用电设备在实际运行功率时的效率,取0.9 cos Φ—加权平均功率因数,取0.85 第三章 变压器的选型 变压器是供电系统中的主要电气设备，对供电的可靠性、安全性和经济性有着重要意义，如果变压器容量选择得过大，不仅使设备投资费用增加，而且变压器的空载损耗也将过大，促使供电系统中的功率因数值减小；如果变压器容量选择得过小，在长期过负荷运行情况下，铜损将增大，使线圈过热而加速老化，缩短变压器寿命，既不安全也不经济。因此，正确的计算负荷和选用变压器是井下供电设计中的重要组成部分，必须予以重视。我矿根据多年来的实践经验，整合了一套计算方法，供有关单位及技术人员参考。 一、根据变压器二次侧实际工作负荷容量来计算 S b = cos d K Pe φ ?∑ 可知 式中:Sb —变压器计算容量,KV A ∑Pe—参加计算的所有用电设备额定功率之和,KW Kd —需用系数 Kd = r Klo Kt ηη ?? Klo —同时系数。该工作组在最大负荷时，工作着的用电设备容 量与该组用电设备总容量之比称为同时系数 Kt —负荷系数。该设备组在最大负荷时，工作着的用电设备实际 所需功率与工作着的用电设备总功率之比称为负荷系数，取0.74
掘进工作面供电系统设计 及计算 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
山西煤炭运销集团野川煤业运输巷掘进工作面 供 电 设 计 及 保 护 整 定 野川煤业机电科 王斌超 2014/10/19 一、运输巷掘进面供电设计 运输巷掘进面配电系统图附后：
一、主要负荷统计： 二、移动变电站选择计算 移动变电站的选择一般放在工作面的风巷内，应考虑： ①所处巷道内便于运输、顶底板条件良好、无淋水； ②尽量靠近大的用电设备，有条件的情况下，尽可能与液压泵站联合布置； ③距离采区变电所尽可能近，以减少高压电缆长度。 负荷分配： （1）移动变电站负荷：胶带输送机2×55KW、刮板输送机40KW、掘进机235KW、调度绞车、小水泵、共计：。 容量计算：
视载功率 ? cos /z e z K P S ?∑= 式中： z S 视载功率 e P ∑ 变压器供电设备额定功率之和 ?cos 电动机的平均功率因数 取 z K 需用系数 电力负荷计算 故运输掘进供电选用变压器400KVA 能符合要求， （2）掘进工作面局扇专用变压器负荷: 2×30KW 2台 故根据实际情况掘进工作面专用变压器200KVA 符合要求。 三、供电电缆的选择计算及校验 <一>高压电缆选择计算及校验 1、供电高压电缆的型号选用：MYJV22系列聚氯乙烯交联铠装电缆。 2、按长时工作电流选择电缆截面。线路中最大长时工作电流为 ①In=Sn/Ue ?3=304/×10=
山西吕梁离石金晖荣泰煤业有限公司10102综采工作面供电设计说明书 设计：孟庆保 2011-6-21
10102综采工作面供电设计 （一）综采工作面主要条件 该工作面属于10#煤层一采区，平均煤层厚度3.3m，工作面长度180m,走向长度为1170m，平均倾角3-5度，采用一次采全高采煤工艺，可采最高煤层厚度3.5m。 矿井井下高压采用10KV供电，由采区变电所负责向该综采工作面供电。变电所高压设备采用PBG23-630/10Y型高压隔爆开关，保护选用常州市武进矿用设备厂GZB-ARM-911系列智能型高压数字式综合继电保护装置，采区变电所距综采工作面皮带机头200m。 （二）设备选用 1、工作面设备 采煤机选用山西太重煤机煤矿装备成套有限公司生产的MG300/730-WD型采煤机，其额定功率730KW，其中两台截割主电动机
功率为300KW,额定电压为1140V；两台牵引电机功率为55KW,额定电压为380V;调高泵电机电压1140V，功率20KW。 工作面刮板输送机中煤张家口煤矿机械有限责任公司制造的SGZ764/630型输送机，机头及机尾都采用额定功率为160/315KW的双速电机，额定电压为1140V。 2、顺槽设备 1）破碎机：采用中煤张家口煤矿机械有限责任公司制造的PCM-110型破碎机，其额定功率110KW,额定电压1140V。 2）转载机：采用中煤张家口煤矿机械有限责任公司制造的SZZ764/160型转载机。其额定功率160KW,额定电压1140V。 3）顺槽带式输送机：采用兖州市华泰机械公司制造的DSJ100/63/2*110型输送机（1部），驱动电机额定功率2×110 KW, 4）乳化液泵站：两泵一箱，乳化液泵采用无锡威顺生产的BRW200/31.5型液泵，其额定功率125KW,额定电压1140V。 5）喷雾泵：采用无锡威顺生产的BPW315/6.3型（2台），其额定功率45KW,额定电压1140V。 3、其它设备 （三）工作面移动变电站及配电点位置的确定 工作面电源电压为10kV,来自井下中央变电所。根据用电设备的容量与布置，采用1140V电压等级供电，照明及保护控制电压采用127V。在临时变电所处设置移动变电站，为顺槽皮带机供电；在顺槽
山西煤炭运销集团野川煤业运输巷掘进工作面 供 电 设 计 及 保 护 整 定 野川煤业机电科 王斌超 2014/10/19
一、运输巷掘进面供电设计运输巷掘进面配电系统图附后： 一、主要负荷统计： 名称规格型号功率 (KW) 工作电压 (V) 备注 掘进机EBZ-160 235 1140 胶带输送机SSJ/2×55 2×55 1140 2部刮板输送机SGB-620/40 40 1140 调度绞车JD-1 11.4 1140 小水泵BQS15-70-7. 5 7.5 1140 合计403.9 二、移动变电站选择计算 移动变电站的选择一般放在工作面的风巷内，应考虑： ①所处巷道内便于运输、顶底板条件良好、无淋水； ②尽量靠近大的用电设备，有条件的情况下，尽可能与液压泵站联合布置； ③距离采区变电所尽可能近，以减少高压电缆长度。 负荷分配： （1）移动变电站负荷：胶带输送机2×55KW、刮板输送机40KW、掘进机235KW、调度绞车11.4KW、小水泵7.5KW、共计：403.9KW。 容量计算：
视载功率 ?cos /z e z K P S ?∑= 式中： z S 视载功率 e P ∑ 变压器供电设备额定功率之和 ?cos 电动机的平均功率因数 取 0.85 z K 需用系数 e z P P K ∑?+=/6.04.0max 电力负荷计算 KVA K P S z e z 30485.0/64.09.403cos /=?=?∑=? 64.09.403/1606.04.0=?+=z K 故运输掘进供电选用变压器400KVA 能符合要求， （2）掘进工作面局扇专用变压器负荷: 2×30KW 2台 KVA K P S z e z 6.7785.0/55.0120cos /=?=?∑=? 55.0120/306.04.0=?+=z K 故根据实际情况掘进工作面专用变压器200KVA 符合要求。 三、供电电缆的选择计算及校验 <一>高压电缆选择计算及校验 1、供电高压电缆的型号选用：MYJV22系列聚氯乙烯交联铠装电缆。 2、按长时工作电流选择电缆截面。线路中最大长时工作
煤矿供电计算公式 井 下 供 电 系 统 设 计 常 用 公 式 及 系 数 取 值
目录： 一、短路电流计算公式 1、两相短路电流值计算公式 2、三相短路电流值计算公式 3、移动变电站二次出口端短路电流计算 （1）计算公式 （2）计算时要列出的数据 4、电缆远点短路计算 （1）低压电缆的短路计算公式 （2）计算时要有计算出的数据 二、各类设备电流及整定计算 1、动力变压器低压侧发生两相短路，高压保护装值电流整定值 2、对于电子高压综合保护器，按电流互感器二次额定电流（5A）的1-9倍分级整定的计算公式 3、照明、信号、煤电钻综合保护装置中电流计算 （1）照明综保计算公式 （2）煤电钻综保计算公式 4、电动机的电流计算 （1）电动机额定电流计算公式 （2）电动机启动电流计算公式 （3）电动机启动短路电流 三、保护装置计算公式及效验公式 1、电磁式过流继电器整定效验 （1）、保护干线电缆的装置的计算公式 （2）、保护电缆支线的装置的计算公式 （3）、两相短路电流值效验公式 2、电子保护器的电流整定 （1）、电磁启动器中电子保护器的过流整定值 （2）、两相短路值效验公式 3、熔断器熔体额定电流选择 （1）、对保护电缆干线的装置公式 （2）、选用熔体效验公式 （3）、对保护电缆支线的计算公式 四、其它常用计算公式 1、对称三相交流电路中功率计算 （1）有功功率计算公式 （2）无功功率计算公式 （3）视在功率计算公式 （4）功率因数计算公式 2、导体电阻的计算公式及取值
3、变压器电阻电抗计算公式 4、根据三相短路容量计算的系统电抗值 五、设备、电缆选择及效验公式 1、高压电缆的选择 (1) 按持续应许电流选择截面公式 (2) 按经济电流密度选择截面公式 (3) 按电缆短路时的热稳定（热效应）选择截面 ①热稳定系数法 ②电缆的允许短路电流法（一般采用常采用此法） A、选取基准容量 B、计算电抗标什么值 C、计算电抗标什么值 D、计算短路电流 E、按热效应效验电缆截面 (4) 按电压损失选择截面 ①计算法 ②查表法 (5)高压电缆的选择 2、低压电缆的选择 （1）按持续应许电流选择电缆截面 ①计算公式 ②向2台或3台以上的设备供电的电缆，应用需用系数法计算 ③干线电缆中所通过的电流计算 （2）按电压损失效验电缆截面 ①干线电缆的电压损失 ②支线电缆的电压损失 ③变压器的电压损失 (3) 按起动条件校验截面电缆 (4) 电缆长度的确定 3、电器设备选择 （1）变压器容量的选择 （2）高压配电设备参数选择 ①、按工作电压选择 ②、按工作电流选择 ③、按短路条件校验 ④、按动稳定校验 （3）低压电气设备选择
1011工作面供电设计 第三章工作面供电设计 第一节容量计算 一、工作面负荷统计见附表（表6） 工作面负荷统计表表6 、 工 作 面 变 压 器 容量选定 由S B=Kx·∑Pe/cosφ=0.58×2241/0.7=1857（KVA） 式中:Kx=0.4+0.6Pd/∑Pe=0.58 ∑Pe=700+315+315+160+250+250+250=2871（KW） 则根据容量核算选定2台KBSGZY-1250/1.2其中： (1) 一台KBSGZY-1250/1.2的移动变电站供采煤机、转载机、前溜用
电。 (2) 一台KBSGZY-1250/1.2的移动变电站给后溜、破碎机及乳化液泵供电，2台移动变电站容量2500KVA>1857KW符合要求。 三、运输顺槽皮带变压器选定 用一台KBSGZY-500/0.6的移动变电站给运槽皮带及运槽、回风绞车、水泵供电供电，移动变电站容量500KVA>393KW符合要求。 第二节、供电方式、供电设备及电缆选型配备 一、供电方式及供电设备的确定 根据采区供电系统拟定原则，确定1011综放工作面的供电方案： 1、在东110运输顺槽配备2台KBSGZY-1250/6型移动式变压器，给把6KV变到1140V直接供给设备列车、工作面用电设备供电，移动变电站的高压电源引自采区变电所综采高压开关柜，供电路径为：采区变电所→102东巷机尾车场→采区运输下山→1011工作面运输顺槽→1011工作面移动变压器。 2、在下2＃联巷配备1台KBSGZY-500/6型移动式变压器，给把6KV 变到660V直接供运槽皮带及两道的绞车、水泵等其他设备。其供电路线为：采区变电所→102东巷机尾车场→采区运输下山→1011工作面运输顺槽→1011皮带机头移动变压器→1011皮带机头配电点→回风、运槽馈电→回风绞车水泵（→运槽绞车水泵，运槽皮带） 二、根据工作面设备数量，用电设备负荷情况，运输顺槽配备2台移动变电站，4台控制开关。综放工作面采煤设备的电压等级为1140V/660V，所选择开关为： 1、 QJZ-1600/1140（660）/6组合开关2台；
煤矿井下供配电设计规范目次 1总则 2井下供配电系统与电压等级3井下电力负荷统计与计算 4井下电缆选择与计算 4·1电缆类型选择 4·2电缆安装及长度计算 4·3电缆截面选择 5井下主(中央)变电所设计5·1变电所位置选择及设备布置5.2设备选型及主接线方式 6采区供配电设计 6·1采区变电所设计 6·2移动变电站 6·3采区低压网络设计 7井下电气设备保护及接地7·1电气设备及保护 7·2电气设备保护接地 8井下照明 本规范用词说明 附：条文说明 1总则
1.0.1为在煤矿井下供配电设计中贯彻执行国家有关煤炭工业建设的法律、法规和方针政策，做到技术先进、安全可靠、经济合理、节约电能和安装维护方便，特制定本规范。 1.0.2本规范适用于设计生产能力0.45Mt／a及以上新建矿井的井下供配电设计。 1.0.3煤矿井下供配电设计应从我国国情出发，依靠科学技术进步，采用国内外先进技术，经实践检验成熟可靠的新设备、新器材，提高煤炭工业的装备水平和安全管理水平。 1.0.4煤矿井下供配电设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2井下供配电系统与电压等级 2.0.1下列用电设备应按一级用电负荷设计，其配电装置必须由两回路或两回路以上电源线路供电。电源线路应引自不同的变压器和母线段，且线路上不应分接任何其他负荷。 1井下主排水泵： 2下山采区排水泵： 3兼作矿井主排水泵的井下煤水泵： 4经常升降人员的暗副立井绞车； 5井下移动式瓦斯抽放泵站。 2.0.2下列用电设备应按二级用电负荷设计，其配电装置宜由两回电源线路供电，并宜引自不同的变压器和母线段。当条件受限制时，其中一回电源线路可引自本条规定的同种设备的配电点处。 1暗主井提升设备、主井装载设备、大巷强力带式输送机、主运输用的井下电机车充电及整流设备； 2经常升降人员的暗副斜井提升设备、副井井底操车设备、元轨运输换装设备； 3供综合机械化采煤的采区变(配)电所； 4煤与瓦斯突出矿井的采区变(配)电所； 5井下移动式制氮机； 6井下集中制冷站； 7不兼作矿井主排水泵的井下煤水泵、井底水窝水泵； 8井下运输信号系统； 9井下安全监控系统分站。
51110掘进工作面供电设计 根据矿机电科提供的51110掘进工作面设备简介和设备布置图，结合我矿机电设备情况，51110掘进工作面供电设计如下： 一：负荷统计 序号设备名称数量型号电压等级功率kw 1 刮板运输机6台SGB-620/40T660V6×40KW 2 皮带机2台DSJ65/10/2*22 660V4×22KW 3 皮带机1台DSJ100/63/2*75 660V2×75KW 4 卡轨车1台KWGP-40/600J 660V 55KW 5 卡轨车1台KWGP-90/600J 660V 110KW 6 排水泵4台100D-45*2 660V 4*37KW 7 风机4台FBD NO5.6/2*11 660V 4*22KW 8 回柱绞车1台JM-14 660V 18.5KW 9 回柱车4台JH-14B 660V 4*11KW 10 除尘风机1台KCS-145ZZ 660V 11KW 总计952.5KW 二：选择变压器 根据公式S=K r×∑Рn÷cosψ 式中：K r 需用系数 K r=0.4+0.6×Рs÷∑Рn Рs 最大容量电动机额定容量 cosψ计算负荷的功率因数，一般取0.7 ∑Рn 所有用电设备额定功率之和
K r=0.4+0.6×150÷952.5=0.49 所以S=(0.49×952.5)÷0.7=667KVA 所以660V系统采用一台KBSGZY-750/6型移变可以满足负荷要求。 三：负荷分配 因51110掘进工作面供电距较远，负荷大，所以660V系统采用1台KSGZY-750/6型移变来供电。 四：高压电缆选择 由于51110掘进工作面供电为1台变压器供电，所以其供电电缆应按长时间工作电流来计算。 根据公式KI P≥I a 式中：I P 空气温度为25℃，电缆允许载流量。 K 环境温度不同时，载流量修正系数，一般取1。 I a 通过电缆长时间工作电流 A。 所以根据公式I a=∑Рn÷（√3×U N） 所以I a=952.5/（1.732×6.3）=87A 原有的电缆MYJV22 3×70额定电流为218A满足要求。 五：高压开关整定 根据公式I≥1.2～1.4(I nst+∑I n)/K Tr×T i 式中：I nst起动电流最大一台或几台（同时起动）电动机的额定起动电流。 I 高压配电箱的过电流继电器电流整定值。 ∑I n 其余用电设备的额定电流之和。 K Tr变压器的变比。当电压为6000/660时K Tr=8.7
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： en e e en en e e e e pj P P P P P P + + ++ + + = ... cos ... cos cos cos 2 12 2 1 1 ?? ? ? 加权平均效率计算公式： en e e en en e e e e pj P P P P P P + + ++ + + = ...... 2 12 2 1 1η η η η 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： pj e x b P K S ?cos ∑= ()KVA 2）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： ∑+=e x P P K max 714 .0286.0 3）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： ∑+=e x P P K max 6 .04.0 max 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：pj pj e x e g U k P I η?cos 3103 ??= ∑ ∑e P ——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 ?cos ——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。0.8-0.9 2、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： K I 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K
一、概述： 51101工作面10KV电源来自中央变电所，工作面机巷走向长度1360米, 工作面采长200米，从由该工作面用电设备的容量与布置来看，该工作面3300V 及1140V用电设备应采用移动变电站方式供电，2台移动变电站和乳化液泵站放置51101机巷设备列车。 二、负荷统计： 三、移动变电站的选「择 工作面采用移动变电站方式供电。由中央变电所提供一路10K V电源, 分别供到一台1600KVA移动变电站（供工作面3300V采煤机）和另一台1600KVA移动变电站（供工作面刮板运输机、乳化液泵、喷雾泵和转载破碎机）和。高压电缆沿机巷敷设，2台放置在设备列车处。
根据供电系统拟定原则，选择两台移动变电站，其容量分别决定如下：1、移动变电站(T1)向930KW采煤机组供电，供电电压为3450V。 K ix=0.4+0.6(P ima>/ 艺Re)=0.4+0.6(400/930)=0.66 加权平均功率因数取cos? wm=0.7 S ib= 2 P ie K ix/cos ?wn=930X 0.66/0.7=874KVA 故移动变电站(T1)选用KBSGZY-1600/10/3.45干式变压器 S 1e=1600KVA> Sb=874KVA 满足工作需要 2、移动变电站(T2)向2*315KW运输机、250KV乳化液泵站、75KW喷雾泵站、 200KW转载机和160KW破碎机供电，供电电压为1140V,共计负荷1315KW K1x=0.286+0.714(P 1ma/ 2 Re)=0.286+0.714(630/1315)=0.628 加权平均功率因数取cos ? wm=0.7 S *=2 Re KMcos ?wm=1315X 0.628/0.7=1179KVA 故移动变电站(T2)选用KBSGZY-1600/10/1.2干式变压器 S 1e=1600KVA> Sb=1179KVA 满足工作需要 四、电气设备的选型 本次设计采用3300V 1140V两种电压等级，故所有选择的低压电器设备、电缆，均为千伏级。 根据煤矿井下电气设备选型原则，列表说明设备的控制开关选型配置情 况。
新临江煤矿(水井湾矿井) 供电设计 (一）矿井电源 设计矿井采用两回电源线路供电，一回、二回电源来自大竹木头变电站不同电源母线端，电压10kV ，供电距离2km ，采用一趟LGJ-3×70型架空线路输送至地面变电所。 （二）电源线路安全载流量及电压降校核 1、按经济电流密度选择电源线路截面 全矿计算电流： ） （A 17.699 .01032 .1078=??= I 14.6015 .117.69===J I A n e 2mm 来自大竹县木头变电站的不同母线段导线型号均采用LGJ-3×70。 2 mm ＜702 mm ,满足供电要求，并留有余地。 式中：矿井最大有功负荷。 2、按长时允许负荷电流校验电缆截面 线路LGJ-3×70允许载流量：环境温度为25℃时为275A （查表），考虑环境温度40℃时温度校正系数，则Ix=275×=（A ） Ix=＞I= 3、电源线路压降校核 供电线路LGJ-3×70/10kV 单位负荷矩时电压损失百分数：当cos ∮=时为%/(查表) 则电源线路电压降为：△U 1%=×2×%=%＜5% 式中：电源线路长取2km 。 来自大竹县木头变电站不同母线段两回电源线路电压降均符合要求。 （三）电力负荷 1、矿井采用机械化采煤，投产时期即为最大负荷时期。机电设备布置及使用情况统计详见表10-1。 设备总台数 47台 设备工作台数 36台 设备总容量 设备工作容量 有功负荷 无功负荷 视在功率 功率因数 按补偿后功率因数达到约，则所需补偿电容容量为 ??? ? ??---=1cos 11cos 1202??P Q ??? ? ??-?--?=195.095.01 182.082.012.1078Q = 考虑到电容易的配置及矿井负荷的变化情况，变电所电容易室安装BFMR11-420-3W 型高压电容自动补偿装置2套，补偿无功功率420kvar 。补偿后： 无功功率： 视在功率：
煤矿供电设计规范公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
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。 表1-1 工作面负荷统计表格式 平均功率因数计算公式： en e e en en e e e e pj P P P P P P ++++++= ...cos ...cos cos cos 212211???? 加权平均效率计算公式： en e e en en e e e e pj P P P P P P ++++++=......212211ηηηη 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： pj e x b P K S ?cos ∑= ()KVA 2）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： ∑+=e x P P K max 714 .0286.0 3）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： ∑+=e x P P K max 6 .04.0 max 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：pj pj e x e g U k P I η?cos 3103 ??= ∑ ∑e P ——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 ?cos ——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。、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： K I 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K