目录
1采区供电设计的原始资料 (1)
1.1采区地质概况 (1)
1.2采煤方法 (1)
1.3采区排水 (1)
1.4采区设备及材料的运输 (1)
1.5煤炭的运输 (1)
1.6采区压气系统 (2)
1.7采区通风系统 (2)
2采区供电系统及变电所位置的确定 (3)
2.1变电所位置的确定 (3)
2.2电压等级的确定 (3)
2.3采区负荷计算及变压器、变电站容量、台数的确定 (3)
2.3.1向临时施工的普掘I工作面供电变压器确定 (3)
2.3.2向普掘II工作面供电的变压器（变电站）确定 (4)
2.3.3向煤仓供电的变压器确定 (4)
2.3.4向综采工作面供电的变压器（变电站）确定 (5)
2.3.5向采煤生产准备面设备供电变电站确定 (7)
2.3.6向采区主提升绞车等设备供电变压器确定 (7)
2.3.7专用风机变压器的选择确定 (8)
2.4采区变电所供电系统的确定 (8)
3采区的设备选型 (10)
3.1低压电缆的选择计算 (10)
3.1.1电缆的选择原则 (10)
3.1.2电缆型号的确定 (10)
3.1.3电缆长度的确定 (11)
3.1.4低压电缆截面的选择计算 (12)
3.2高压电缆的选择计算 (22)
3.2.1电缆型号与长度的确定 (22)
3.2.2电缆截面的选择与校验 (22)
3.3采区高、低压开关的选择 (26)
3.4低压电网的短路电流计算 (27)
3.5高、低开关的继电保护整定计算 (28)
3.6采区的保护接地 (31)
致谢 (33)
参考文献 (34)
1采区供电设计的原始资料
1.1采区地质概况
南二下延采区，北起F71断层，南到F70号断层，东起DF02断层，西为-700水平，走向约300m倾斜东西宽约1000m，该采区可采煤层有：16#、17#、18#煤层，每个煤层可布置一个倾斜长壁回采工作面。其中17#煤层最厚，平均厚度为3.76m。
1.2采煤方法
由于该采区走向长度短，倾向长度长，煤层平均倾角19°，采用走向长壁后退式采煤方法，煤层被划分多个块段，煤柱损失量大、工作面搬家频繁、效率低，所以三个工作面均采用倾向长壁后退式采煤方法，采煤方式为综合机械化采煤，但区别在于采用的工作面机械设备不同。
1.3采区排水
根据南二上采区及南二下延采区的水文观测，并参照公式Q=FqF，推断本采区的正常涌水量为60~80m3/h，最大为100~120m3/h。由于该采区为上山采区，该采区的自然涌水及生产过程中的废水自然流向南二下采区-700，再由-700集中排水泵排往南翼-500大巷，所以该设计中可以不考虑采区排水的用电负荷。
1.4采区设备及材料的运输
该采区的三个采煤工作面及初期巷道掘进所需的设备、生产材料等的运输路线：副井口→-500石门→南翼采区运输大巷→南二下延采区提升上山→各煤层工作面下料道→采掘工作面。
1.5煤炭的运输
工作面采煤机落煤→工作面运输机→工作面转载机→工作面上山皮带
→南二下延煤仓→三吨底卸式矿车→主井底煤仓→主井箕斗→地面煤仓。
1.6采区压气系统
由于文该采区煤炭覆存量少，采区服务年限短，所以该采区不安设压风机房，采区掘进用风由南翼压风机房提供，所以该采区供电设计不考虑压风系统负荷。
1.7采区通风系统
该采区虽然服务年限短，但采区生产能力大。采区用风采用轨道上山兼做主要入风道，采区乏风由采区回风上山排入南翼采区主排风道。各工作面的通风线路：-500南翼大巷→下延采区提升上山→各煤层工作面皮带道→各煤层工作面→各工作面下料道→-375车场及风道→南四回风道→南二回风上山→主井。
2 采区供电系统及变电所位置的确定
2.1 变电所位置的确定
根据《煤矿安全规程》、《煤矿工业设计规范》和《煤矿井下供电设计技术规范》的要求，结合该采区实际的地质条件在该采区提升机房右侧设一处采区变电所，并且与提升机房相连通。
2.2 电压等级的确定
根据2007版《煤矿安全规程》的要求和现有采、掘工作面设备技术水平确定：变电所高压及采、掘工作面移动变电站电源侧电压为6000V ；综采工作面机电设备及掘进综掘机的电压为1140V （其中：17#层采煤工作面采用MG400/940-WD 型采煤机和SGZ-800/2*400型刮板运输机，电压等级为3300V ），电源取自工作面移动变电站；掘进工作面设备及采煤工作面的生产辅助设备电源电压为660V ，电源取自变电所低压变压器或工作面移动变电站；各工作面的煤电钻、信号及照明电压为127V 。
2.3 采区负荷计算及变压器、变电站容量、台数的确定
按工程设计采区为四个同时施工的掘进工作面，其中在采区上部临时施工的两个掘进工作面设备由该变电所供电，另外两个沿煤上山掘进皮带道和下料道的工作面设备由-700变电所供电，该设计中不做计算说明。该采区同时只有一个生产工作面，另有一个采煤生产准备面。设计时依据采区最大生产负荷时期（17#煤层采煤工作面生产时期）确定变压器、变电站的容量和台数。
2.3.1 向临时施工的普掘I 工作面供电变压器确定
由于该工作面设备少，负荷容量小，采用变电所低压变压器器供电。
852
.03
.1064539.0cos ?=
Φ∑?=
pj e X B P K S =56.63 KV A 式中：B S ——变压器计算容量，KV A ；
X K ——由变压器供电的设备的需用系数,
e
d
X P P K ∑?+
=714.0286.0=0.4539；
e P ∑——由变电所供电的设备额定功率之和，KW ；
e P ∑ =106.3KW （查负荷统计表见表2-1）
pj Φcos ——变压器供电的设备加权平均功率因数。
根据以上计算，选用KBSG-315/6型变压器满足要求，电压为660V 。
2.3.2 向普掘II 工作面供电的变压器（变电站）确定
该巷道施工距离长运输设备多负荷大，施工地点距变电所远，采用移动变电站向工作面设备供电。
841
.05
.327529.0cos ?=
Φ∑?=
pj e X B P K S =206.1 KV A 式中：e
d
X P P K ∑?+
=6.04.0=0.529 e P ∑=327.5KW （查负荷统计表见表2-1）
根据以上计算，选用KSGZY-315/6型移动变电站满足要求，电压为660V 。
2.3.3 向煤仓供电的变压器确定
89
.055
1cos ?=
Φ∑?=
pj e X B P K S =61.8 KV A 式中：由于变电站仅向一台设备供电，X K =1
e P ∑=55KW （查负荷统计表见表2-1）监测电源的负荷容量忽略
不计。
根据以上计算，并考虑电站对线路最远端的短路保护和现有设备来源，
选用KBSG-315/6型变压器，满足要求，电压为1140V 。
2.3.4 向综采工作面供电的变压器（变电站）确定
由于综采工作面设备分布广、设备多、容量大、电压等级多样，故采用多台移动变电站、变压器向工作面设备供电。
(1)、带一台皮带的变压器：
87
.0150
1cos ?=
Φ∑?=
pj e X B P K S =172.41KV A 式中：由于变压器仅向一台设备供电，X K =1；
e P ∑=150KW （查负荷统计表见表2-1）
根据以上计算，选用KBSG-315/6型变压器满足要求，电压为660V 。 (2)、带二台皮带的变电站：
87
.0400
1cos ?=
Φ∑?=
pj e X B P K S =459.77 KV A 式中：由于变电站仅向一台设备供电，X K =1
e P ∑=400KW （查负荷统计表见表2-1）
根据以上计算，并考虑大功率设备的起动要求，选用KSGZY-630/6型
移动电站满足要求，电压为1140V 。
(3)、带三台皮带的变电站： 同理，带第三台皮带的移动变电站也选用KSGZY-630/6型移动变电站满足要求，电压为1140V 。
(4)、带皮带道下半部分设备的变电站： 由于初采时工作面距离变电所较远，超过1000米，考虑到最远端设备及电缆的短路保护，在皮带道中部设置一台移动变电站。
856
.0138
494.0cos ?=
Φ∑?=
pj e X B P K S =79.64 KV A 式中：e
d
X P P K ∑?+
=714.0286.0=0.494
e P ∑=138KW （查负荷统计表见表2-1）
根据以上计算，选用KSGZY-315/6型移动变电站满足要求，电压等级为660V 。
(5)、带破碎机及乳化泵的变电站：
856
.0400
733.0cos ?=
Φ∑?=
pj e X B P K S =342.52 KV A 式中：e
d
X P P K ∑?+
=6.04.0=0.733 e P ∑ =400KW （查负荷统计表见表2-1）
根据以上计算，选用KSGZY-630/6型移动变电站满足要求，电压等级为1140V 。
(6)、带转载机及乳化泵的变电站：
854
.0600
8.0cos ?=
Φ∑?=
pj e X B P K S =562.06 KV A 式中：e
d
X P P K ∑?+
=6.04.0=0.8 e P ∑=600KW （查负荷统计表见表2-1）
根据以上计算，并考虑大功率设备的起动要求，选用KSGZY-800/6型移动变电站满足要求，电压等级为1140V 。
(7)、带机组的变电站：
86
.0940
1cos ?=
Φ∑?=
pj e X B P K S =1093 KV A 式中：由于变电站仅向一台设备供电，X K =1
e P ∑=940KW （查负荷统计表见表2-1）
根据以上计算，并考虑大功率设备的起动要求和现有设备情况，选用
KSGZY-1600/6型移动变电站满足要求，电压为3300V 。
(8)、带工作面运输机的变电站：
85
.0800
1cos ?=
Φ∑?=
pj e X B P K S =941 KV A 式中：由于变电站仅向一台设备供电， =1
e P ∑=800KW （查负荷统计表见表2-1）
根据以上计算，并考虑大功率设备的起动要求和现有设备情况，选用KSGZY-1600/6型移动变电站满足要求，电压为3300V 。
(9)、向工作面下料道及皮带道上部设备供电变压器确定： 由变电所低压变压器供给。
83
.05
.327428.0cos ?=
Φ∑?=
pj e X B P K S =168.88 KV A 式中：e
d
X P P K ∑?+
=714.0286.0=0.428
e P ∑ =327.5 KW （查负荷统计表见表2-1）
根据以上计算，选用KBSG-315/6型变压器满足要求，电压为660V 。
2.3.5 向采煤生产准备面设备供电变电站确定
83
.003
.34644.0cos ?=
Φ∑?=
pj e X B P K S =183.75 KV A 式中：e
d
X P P K ∑?+
=714.0286.0=0.44
e P ∑=277.5 KW （查负荷统计表见表2-1）
根据以上计算，选用KBSGZY-315/6型变压器满足要求，电压为660V 。
2.3.6 向采区主提升绞车等设备供电变压器确定
82
.0320
1cos ?=
Φ∑?=
pj e X B P K S =390.24KV A 式中：由于变电站仅向一台设备供电，X K =1
e P ∑=320KW （查负荷统计见表2-1）
根据以上计算，并考虑大功率设备的起动要求和变电所液压站、照明
等设备的负荷，选用KBSG-500/6型变压器满足要求，电压为660V 。
2.3.7 专用风机变压器的选择确定
根据《煤矿安全规程》要求，全煤掘进的掘进工作面必须安设双风机，专用风机必须由专用变压器、专用开关、专用线路供电。
88
.026
1cos ?=
Φ∑?=
pj e X B P K S =29.54KV A 根据以上计算，并考虑变压器对线路最远端的短路保护和现有设备来
源，选用KBSG-315/6型变压器满足要求，电压为660V 。
2.4 采区变电所供电系统的确定
按照采区供电系统拟定原则确定采区供电系统。根据《煤矿安全规程》要求、采区设备统计及上述计算过程，确定变电所为双电源供电，高压电缆沿南三主运巷向下延采区回风上山铺设。采区设备负荷平均分配在两段上，具体配置见采区供电系统图。
3采区的设备选型
3.1低压电缆的选择计算
3.1.1电缆的选择原则
(1) 按《煤矿安全规程》要求，选择煤矿用阻燃电缆。
(2) 电缆的电压等级必须大于或等于电网的实际工作电压。
(3) 向移动变电站供电的高压电缆应采用高压屏蔽电缆。
(4) 电缆实际运行电流必须小于或等于电缆允许的载流量。
(5) 正常运行时电缆网络的实际电压损失必须小于或等于允许的电压损失，不超过7%。
(6) 距电源最远、容量最大的电动机启动时，应保证电动机端电压不低于该设备允许的最小启动电压和保证电磁启动器有足够的吸合电压。
(7) 电缆应满足机械强度的要求。
(8) 在电缆线路发生短路故障时应满足热稳定性的要求。
3.1.2电缆型号的确定
根据《煤矿安全规程》要求及采区电气设备电压等级确定低压电缆型号如下：
(1) 变电所高压电源及高压开关之间的联台线选用MYJV22-3?120型交联聚乙绝缘电力电缆
(2) 工作面机组、工作面刮板输送机的负荷线及移动变电站到控制开关之间的电缆选用MCPT-3?70+3?35/3E型电缆.
(3) 综采工作面其它设备，如转载机、破碎机、综掘机等电压为1140V 的电气设备的电源线及负荷线选用MCP-0.66/1.14系列电缆
(4) 采掘工作面其它电压为660V的电气设备均选用MY-0.38/0.66系列的电缆.
(5) 信号、照明等电压为127V的电气设备均选用MZ-0.3/0.5型电缆。各段电缆的具体选用如表3-1所示。
表3-1 南二下延采区电缆选用表
3.1.3电缆长度的确定
确定依据是变电所到工作面配电点或工作面配电点到电气设备的实际距离另加10%的余量。各段电缆长度如表3-1所示。
3.1.4 低压电缆截面的选择计算
1、采煤机负荷线的选择计算
(1)、按长期负荷电流选择电缆截面 查“设备负荷统计表”（见附录，下同）采煤机的额定电流Ie 。 Ie=2?87+2?12.1+6.6=204.7 A
选择MCPT3.3-3?70+3?35/3E 型电缆，查表此电缆长期负荷电流为215A>204.7A ，满足要求。
(2)、按电压损失校验电缆截面 移动变电站电压损失△U B ：
()
100
sin %cos %2Pj x Pj r e B U U U U Φ?+Φ??=
?β
()100
51.04.786.053.0683.03300?+??=
=90.5V
式中：e U 2——变压器二次额定电压，V ；
β——变压器负荷系数，β=
1600
1093
=
∑e S S =0.683； %r U ——变压器额定负荷时电阻压降百分数， %r U =
%10
?e d
S P =0.53； %x U ——变压器额定负荷时电抗压降百分数，
%x U =22%%r d U U -=7.4；
%d U ——变压器额定负荷时阻抗压降百分数，%d U =7.5； 采煤机负荷线的电压损失△U L ：
()3
.333
.003.035.094010
?+??=
=
?e
z z e f L U R l P K U =35.72V
式中：U e ——二次额定电压，KV ；
K f ——负荷系数，取1；
P e ——设备额定功率，KW ； L z ——电缆实际长度，KM ；
R Z0——电缆单位长度电阻，Ω/Km 。 系统总的电压损失△U 总：（干线电缆长度为7米，电压损失忽略不计） ΔU 总=△U B +△U L =90.5V+35.72V=126.22V
校验：126.22V<3300V ?5%=165V ，满足要求。
2、工作面运输机负荷线的选择计算(以尾机高速负荷线为例) (1)、按长期负荷电流选择电缆截面
查设备负荷统计表，工作面运输机的额定电流Ie Ie=2?89A=178 A
选择MCPT3.3-3?70+3?35/3E+5?6型电缆,查表长期负荷电流为 215A>178A,满足要求.
(2)、按电压损失校验电缆截面 移动变电站电压损失△U B
()
100
sin %cos %2Pj x Pj r e B U U U U Φ?+Φ??=
?β
()100
52.04.785.053.0588.03300?+??=
=82.89V
式中：e U 2——变压器二次额定电压，V ；
β——变压器负荷系数，β=
1600
941
=
∑e S S =0.588； %r U ——变压器额定负荷时电阻压降百分数， %r U =
%10
?e d
S P =0.53； %x U ——变压器额定负荷时电抗压降百分数，
%x U =22%%r d U U -=7.4；
%d U ——变压器额定负荷时阻抗压降百分数，%d U =7.5。 采煤机尾机高速负荷线的电压损失△U L ：
()3
.333
.003.035.040010
?+??=
=
?e
z z e f L U R l P K U =15.32V
式中：U e ——二次额定电压，KV ；
K f ——负荷系数，取1； P e ——设备额定功率，KW ； L z ——电缆实际长度，KM ；
R Z0——电缆单位长度电阻，Ω/Km 。 尾机高速负荷线总的电压损失△U 总： ΔU 总=△U B +△U L =82.89V+15.32V=98.21V
校验：98.21V<3300V ?5%=165V ，满足要求。
工作面运输机其它负荷线的选择与校验均满足要求，计算从略。 3、转载机负荷线的选择计算(以高速负荷线为例) (1)、按长期负荷电流选择电缆截面
查设备负荷统计表转载机的高速额定电流Ie Ie=248.5 A
选择MCP-0.66/1.14-3?95+1?25型电缆，查表长期负荷电流为247A 接近设备额定电流248.5A ，根据现场实际测试满足要求。
(2)、按电压损失校验电缆截面 移动变电站电压损失△U B ：
()
100
sin %cos %2Pj x Pj r e B U U U U Φ?+Φ??=
?β
()100
516.04.5856.065.07.01140?+??=
=26.68V
式中：e U 2——变压器二次额定电压，V ；
β——变压器负荷系数，β=
800
06
.562=
∑e S S =0.7； %r U ——变压器额定负荷时电阻压降百分数， %r U =
10
8005200
%10?=
?e d S P =0.65； %x U ——变压器额定负荷时电抗压降百分数，
%x U =22%%r d U U -=5.4；
%d U ——变压器额定负荷时阻抗压降百分数，%d U =5.5。 转载高速负荷线的电压损失△U L
()14
.1346
.001.013.040010
?+??=
=
?e
z z e f L U R l P K U =22.09V
式中：e U ——二次额定电压，KV ；
K f ——负荷系数，取1；
P e ——设备额定功率，KW ； L z ——电缆实际长度，KM ；
R Z0——电缆单位长度电阻，Ω/Km 。 转载高速负荷线总的电压损失△U 总 ΔU 总=△U B +△U L =26.68V+22.09V=48.77V
校验：48.77V<1140V ?5%=57V ，满足要求。 4、破碎机负荷线的选择计算
(1)、按长期负荷电流选择电缆截面
查设备负荷统计表，破碎机的额定电流Ie Ie=126 A
选择MCP-0.66/1.14-3?50+1?25型电缆,查表长期负荷电流为173A>126A,满足要求。
(2)、按电压损失校验电缆截面 移动变电站电压损失△U B ：
()
100
sin %cos %2Pj x Pj r e B U U U U Φ?+Φ??=
?β
()100
52.09.3856.0611.0816.01140?+??=
=23.7V
式中：e U 2——变压器二次额定电压，V ；
β——变压器负荷系数，β=
630
514
=∑e S S =0.816； %r U ——变压器额定负荷时电阻压降百分数，
%r U =
10
6303850
%10?=
?e d S P =0.611； %x U ——变压器额定负荷时电抗压降百分数， %x U = 22%%r d U U -=3.9；
%d U ——变压器额定负荷时阻抗压降百分数，%d U =4。 破碎机负荷线的电压损失△U L
14
.1491
.016.020010
???=
=
?e
z z e f L U R l P K U =13.78V
式中：U e ——二次额定电压，KV ；
K f ——负荷系数，取1； P e ——设备额定功率，KW ； L z ——电缆实际长度，Km ；
R Z0——电缆单位长度电阻，Ω/Km 。 破碎机负荷线总的电压损失△U 总
ΔU 总=△U B +△U L =23.7V+13.78V=37.48V
校验：37.48V<1140V ?5%=57V ，满足要求。 5、乳化泵负荷线的选择计算
(1)、按长期负荷电流选择电缆截面
查设备负荷统计表，乳化泵的额定电流Ie Ie=120A
选择MCP-0.66/1.14-3?50+1?25型电缆，查表长期负荷电流为173A>120A ，满足要求。
(2)、按电压损失校验电缆截面 移动变电站电压损失△U B ：
()
100
sin %cos %2Pj x Pj r e B U U U U Φ?+Φ??=
?β
()100
514
.04.5854.064.0703.01140?+??=
=26.6V
式中：e U 2——变压器二次额定电压，V ；
β——变压器负荷系数，β=
800
06
.562=
∑e S S =0.703； %r U ——变压器额定负荷时电阻压降百分数，
%r U =
10
8005100
%10?=
?e d S P =0.64； %x U ——变压器额定负荷时电抗压降百分数，
%x U = 22%%r d U U -=5.4；
%d U ——变压器额定负荷时阻抗压降百分数，%d U =5.5。 乳化泵负荷线的电压损失△U L
14
.1448
.0036.040010
???=
=
?e
z z e f L U R l P K U =5.7V
式中：Ue ——二次额定电压，KV ；
K f ——负荷系数，取1； Pe ——设备额定功率，KW ； Lz ——电缆实际长度，Km ；
R Z0——电缆单位长度电阻，Ω/Km 。 乳化泵负荷线总的电压损失△U 总
ΔU 总=△U B +△U L =26.6V+5.7V=32.3V
校验：32.3V<1140V ?5%=57V ，满足要求。 6、综采一台皮带电源线的选择计算 (1)、按长期负荷电流选择电缆截面
查设备负荷统计表，一台皮带电源线的额定电流Ie Ie=2?82=164A
选择MY0.38/0.66-3?70+1?25型电缆，查表长期负荷电流为215A>164A,满足要求。
(2)、按电压损失校验电缆截面 移动变电站电压损失△U B ：
()
100
sin %cos %2Pj x Pj r e B U U U U Φ?+Φ??=
?β
()100
52.09.387.073.0547.0660?+??=
=9.6V
式中：e U 2——变压器二次额定电压，V ；
β——变压器负荷系数，β=
315
41
.172=
∑e S S =0.547； %r U ——变压器额定负荷时电阻压降百分数， %r U =
10
3152300
%10?=
?e d S P =0.73； %x U ——变压器额定负荷时电抗压降百分数，
%x U = 22%%r d U U - =3.9；
%d U ——变压器额定负荷时阻抗压降百分数， Ud%=4。 一台皮带电源线的电压损失△U L
6
.0267
.024.015010
???=
=
?e
z z e f L U R l P K U =14.56V
式中： Ue ——二次额定电压，KV ；
K f ——负荷系数，取1； Pe ——设备额定功率，KW ； Lz ——电缆实际长度，Km ；
R Z0——电缆单位长度电阻，Ω/Km 。 一台皮带电源线总的电压损失△U 总
ΔU 总=△UB +△UL =9.6V+14.56V=24.2V 校验：24.2V<660V ?5%=33V ，满足要求。 7、综采二台皮带电源线的选择计算 (1)、按长期负荷电流选择电缆截面
查设备负荷统计表，二台皮带电源线的额定电流Ie Ie=2?118.2=236.4A
选择MYPT-0.66/1.14-3?95+1?25型电缆，查表长期负荷电流为236.2A 接近设备额定电流236.4A ，根据现场实际测试满足要求。
(2)、按电压损失校验电缆截面 移动变电站电压损失△U B ：
()
100
sin %cos %2Pj x Pj r e B U U U U Φ?+Φ??=
?β
()100
5.09.387.0611.0403.01140?+??=
=11.40V
式中：e U 2——变压器二次额定电压，V ； β——变压器负荷系数，β=
630
77
.459=
∑e S S =0.403； %r U ——变压器额定负荷时电阻压降百分数， %r U =
10
6303850
%10?=
?e d S P =0.611； %x U ——变压器额定负荷时电抗压降百分数，
%x U = 22%%r d U U -=3.9；
%d U ——变压器额定负荷时阻抗压降百分数，%d U =4。 二台皮带电源线的电压损失△U L
14
.123
.003.040010
???=
=
?e
z z e f L U R l P K U =2.42V
式中：Ue ——二次额定电压，KV ；
K f ——负荷系数，取1； Pe ——设备额定功率，KW ； Lz ——电缆实际长度，Km ；
R Z0——电缆单位长度电阻，Ω/Km 。 二台皮带电源线总的电压损失△U 总
ΔU 总=△UB +△UL =11.4V+2.42V=13.82V 校验：13.82V<1140V ?5%=57V ，满足要求。
8、综采三台皮带电源线的选择计算与校验均满足要求，计算同上。见电缆表。
9、皮带道下部电源线的选择计算 (1)、按长期负荷电流选择电缆截面
查设备负荷统计表，皮带道下部电源线的额定电流Ie
高压供电设计步骤及公式、参数说明(试行）
地面供电系统高压供电设计程序、步骤 一、供电设计报告说明 1-1矿井概述 1-2矿井供电系统概述 １-2－１矿井地面供电系统 1－２-2矿井井下供电系统 1-３电气安全技术措施 二、矿井负荷统计（每条线路) 2-1地面电源线路负荷参数统计 ２-２供电线路负荷参数统计（供单台变压器可按其容量计算) 三、短路电流、电压损失计算 3-1短路电流计算 （绘制图、表,供井下变电所设计、计算时采用) 3-2电压损失计算 (矿井高压供电线路最远的两个点) 四、矿井电源线路及高压电气设备选择、校验 4-1矿井电源线路选择、校验 4－2高压电气设备选择、校验 五、整定保护 （整定值列表汇总并与上级整定核对、防止下级整定大于上级整定。）5-1 注：高压供电设计要求有目录，页码
井下变电所高压供电设计程序、步骤 （建议由末级变电所向上逐级设计、计算）一、供电设计报告说明 1-1变电所概述 1-2变电所供电系统概述及高压供电系统确定 1-3电气安全技术措施 二、负荷统计 (列表说明) 三、高压电气设备的选择、校验 四、高压电缆的选择、校验 五、继电保护整定计算（计算结果、整定情况列表标明)
采用的公式、系数等参数说明 变压器的容量选择及校验 一、采区负荷统计及变电站台确定 注：启动电流、功率因数、额定效率、负荷系数等按实际情况进行选取 二、 变压器容量、型号的确定 移动变电站负荷统计： S b ＝dj K P x e φcos ?∑（KVA ） （煤矿电工手册—矿井供电(下）式10-３-1 ） ∑? +=e X P P K max 6.04.0 (煤矿电工手册—矿井供电（下）式１0-３-３ ） 式在:S ——所计算的电力负荷总的视在功率，KVA ； ∑P ——参加计算的所有用电设备(不包括备用）额定功率之和，KW ； Φcos ——参加计算的电力的平均功率因数;参照表10－３-１综采工作面取0.7； X K ——需用系数;其中： Ｐm ａx ——最大电动机的功率，K Ｗ; 三、选用变压器的主要技术数据表 四、变电站电压损失：（低压供电设计中已经计算,可省略）
第六章采区供电设计 一、采区变电所位置的选择 采区变电所的位置一般设在两条采区上山之间，在特殊情况下，也可以设在其它合适的地方，采区变电所的位置应遵循下述原则： 1、应尽量靠近采区用电设备的负荷中心； 2、顶底板条件好，且无淋水及地质构造影响； 3、通风条件好、设备运输方便，且进出线易于敷设。 二、确定供电电压及供电方案 1、采区及设备的供电回路确定 采区用电设备的供电回路数，决定于用电设备的负荷等级。采煤工作面或掘进工作面的所有机电设备，如果由于某种原因对它们停电，仅仅对产量有所影响，而不会引起人员生命发生危险等重大事故，此时，可采用单回路供电。 对于采区变电所的电源进线回路数要通过分析决定，如果一个矿井的采区较多，那么某一采区停电一段时间，对整个矿井的产量影响并不大，对这样的采区供电时，采用一路电源的供电系统便可满足要求了，不需要设置备用电源。 对于采用综合机械化采煤的矿井，如果仅设置一个或两个采煤工作面就能完成全矿的计划产量，频繁停电，必将影响全矿生产任务的完成，因此对这类采区供电时，便可考虑设置备用电源，采用双回路或环形供电系统。 对采区中的每一台机电设备来讲，如果停电，仅局部影响生产，采用一路电源对它们供电即可。 对于个别设置了地位十分重要的分区水泵的采区，由于这样的水泵属于一类负荷，如果它和采区机电设备由同一个采区变电所供电，那么对这样的采区变电所供电时，必须设置备用电源，而且由采区变电所对这些水泵供电时，也必须采用双回路或环形供电系统。 2、供电电压等级的确定 目前，在采区供电设计中，采区变电所的入线电压，一般采用6000V。对出线电压，380V 的电压已逐步淘汰。由于设备的功率越来越大，为了减少线路的电能损失，一般在660V与1140V电压之间。对于功率较大的设备，要尽可能选用1140V的电压等级。对一般功率的设备，要视具体情况而定。部分大型现代化矿井综采工作面电牵引采煤机组已使用3000V电压。 三、负荷分析与统计 为了正确地设计一个新采区供电系统，首先必须对采区的负荷情况进行全面分析，其内容包括：用电设备的名称、数量、电压等级、功率、功率因数、负荷系数等有关参数，另外
信息与电气工程学院 课程设计说明书（２01５/2016学年第一学期） 课程名称：企业供电系统工程设计 题目:杜家村煤矿3５kV变电所设计 专业班级： 学生姓名: 学号： 指导教师： 设计周数: 1周 设计成绩： 201６年1月１4日
目录 1 设计目的.................................................. 错误!未定义书签。 2 设计数据?错误!未定义书签。 2．1 给定数据............................................ 错误!未定义书签。 2.2 用电负荷数据?错误!未定义书签。 3 技术要求.................................................. 错误!未定义书签。 4 主要任务 (2) 5 变电所的设计?错误!未定义书签。 ５.1 负荷计算?错误!未定义书签。 地面６ｋV高压：?2 5．２短路电流计算?错误!未定义书签。 5．２.1 ３５kV母线K1点短路......................... 错误!未定义书签。 5.２.2 6ｋV母线K2点短路：?错误!未定义书签。 5．2.3 ６kV母线短路电流............................ 错误!未定义书签。 ５.3 供配电系统的设计方案技术及经济性对比................ 错误!未定义书签。 5.4 供配电系统图的拟定和绘制?错误!未定义书签。 5.4.1 一次侧的设计................................... 错误!未定义书签。 5．4.2 二次侧的设计.................................. 错误!未定义书签。 5．5 变压器的选择........................................ 错误!未定义书签。 5．6 主要电气设备的选择.................................. 错误!未定义书签。 5．6.1 高压设备的选择?错误!未定义书签。 5.6.2 选隔离开关..................................... 错误!未定义书签。 5.6.３低压设备的选择?错误!未定义书签。 ５．6.4 互感器的选择?错误!未定义书签。 ５.６．５高压熔断器的选择?错误!未定义书签。 5.７线缆的选择?错误!未定义书签。 5.7.1 母线的选择?9 5.7.2 各负荷电缆的选择?错误!未定义书签。 6 心得体会.................................................. 错误!未定义书签。 7 参考文献.................................................. 错误!未定义书签。 8 指导教师评语?错误!未定义书签。
设计条件与要求 1.独立完成与毕业设计说明书配套的毕业设计0号图纸（或折合为0号图纸）一张（不包括毕业设计说明书中的插图）以上。 2. 把各章节中的计算、分析、比较以与最后确定的内容系统地加以说明。 3.毕业设计说明书一份7000字以上。 4.绘制一张A0供电系统图。
摘要 电力是现代化矿山企业生产的主要动力来源，首先应该保证供电的可靠和安全，并做到技术和经济方式双满足生产的需要。煤矿的电气化为煤矿生产过程的机械化和自动化创造了有利条件，不断地改善矿工的劳动条件。现代的煤矿生产机械无不以电能作为直接（用电动机拖动）或间接（用气压驱动）的动力，矿山的照明、通讯和信号也都使用电能。对矿山企业进行可靠、安全、经济、合理的供电，对提高经济效益与保证安全生产方面都十分重要。 本次设计的内容是采区供电。井下采区变电所是井下各个动力负荷集中的地方，采区供电是否安全、可靠、经济、合理将直接关系到人身、矿井和设备安全与采区生产的正常进行。所以，在对采区变电所的位置选择以与供电设备的选择上必须有严格的要求，这样才能保证生产的顺利进行由于井下工作环境十分恶劣，因此，此次设计在供电上即采用可靠的防止人身触电危险外，还正确选择了电气设备的类型与参数，并采用了合理的供电、控制和保护系统，以确保电气设备的安全运行和防止井下瓦斯和煤尘爆炸。 本设计变压器选用矿用隔爆型干式变压器和矿用隔爆型移动变电站；高压开关与低压馈电开关都选用具有技术先进的智能化综合保护装置的高压防爆真空开关和低压矿用隔爆型真空馈电开关，各种设备的开关选用矿用隔爆型真空起动器。高压铠装电缆选用交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电力电缆。通过短路电流、开关继电保护整定的计算和保护接地的确定，使其设计可靠性高、功能完善、组合灵活，以与功耗低，保证采区供电安全、经济、高效平稳运行。 关键词：变电所，电力，供电方式，采区变电所
毕业设计（论文） （说明书） 题目：煤矿采区供电设计 姓名： 编号： 平顶山工业职业技术学院 年月日
平顶山工业职业技术学院 毕业设计（论文）任务书 姓名何俊华 专业矿山机电 任务下达日期年月日 设计（论文）开始日期年月日设计（论文）完成日期年月日设计（论文）题目： A．编制设计 B．设计专题（毕业论文） 指导教师 系(部)主任 年月日
平顶山工业职业技术学院 毕业设计（论文）答辩委员会记录 电力工程系矿山机电专业，学生何俊华于年月日 进行了毕业设计（论文）答辩。 设计题目：煤矿采区供电设计 专题（论文）题目：煤矿采区供电设计 指导老师： 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生何俊华毕业设计（论文）成绩为。 答辩委员会人，出席人 答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委
员：，，， ，，， 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语 第 1 页 毕业设计（论文）及答辩评语：
煤矿采区供电设计 摘要 电力是煤矿企业的主要能源，由于井下特殊环境，为了减少井下自然灾害对人身和设备的危害，这就要求我们对煤矿企业采取一些特殊的供电要求和管理方法。由于电能够方便而经济地有其他形式的能量转化而得，又能简便而经济地转化成其他形式的能量供应使用;无论是工业还是居民生活，电能的应用极为广泛，一旦中断可能造成人员伤亡、设备损坏、生产停顿、居民生活混乱。所以搞好供电工作对工矿企业生产和职工生活的正常进行具有十分重要的意义。 此次设计注重能力和技能训练的原则，结合工业企业电气化、电气工程自动化电气控制的目标，以供电设计基础能力为主兼顾供电系统的运行和设备维护与管理等知识。设计搜索、总结了供电方面的知识，为供电设计提供了参考依据。 本次设计的对象是——平煤股份六矿公司采区供电，由于矿区开采煤层深、用电负荷大井下涌水量大、机械程度高所以选用深井供电系统。 采取供电要求——采区供电是否安全可靠，技术和经济合力将直接关系到人身，矿井和设备的安全及正常生产，由于矿井工作环境特殊，正确选择电气设备和导线，并采用合理供电控制和保护系统，以确保电气设备安全和防止瓦斯煤尘爆炸。 关键词：电力，供电，采区，设计
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：
摘要 随着矿井开采深度的不断延伸和采掘设备容量的不断增大，工作面的耗电量骤增。如果继续采用以往由采区变电所用低压向工作面供电的方式，显然是不经济、不合理的。为此，专门设计、制造了移动变电站，移动变电站可以放在采掘工作面附近平巷的轨道上，可随工作面的推进而移动，并将采区变电所送来的高压电降为与采掘设备电压等级相符的电压后，供给采掘设备使用。供电距离大大缩短，可大幅减少电压损失，提高供电质量和供电的经济性。本设计通过对采区负荷的分析和计算选取变压器，根据短路电流的计算，选择并校验高压配装置和低压保护箱。最后，选取并校验了电力电缆，进行了必要的继电保护整定，完成了整个设计。 关键词：高压配电装置；干式变压器；低压保护箱 I
ABSTRACT As the depth of mining equipment to extend the capacity of growing, the consumption leve l face.if you continue to be used to face with low power,that is not the economy and unreasonal. In this regard, special design making mobile substations, and move parts can be placed in orbit around face, but in the face of moves and power is reduced to a level consistent with equipment of the voltage on, the supply of equipment using.Power distance is shorten,can significantly reduce the voltage loss, improve the quality of power supply and power supply of the economy. This design through to the mining area load analysis and calculation of the selection transform according to the calculation of short-circuit current, Select and check high pressure devices and low voltage protection case.In the end, select and check the power cable, the necessary of relay protection setting, to complete the whole design. KEY WORDS: High voltage power distribution equipment；Dry type transformer；Low voltage protection case II
福建邵武煤业有限公司 采区供电设计 一、原始资料： 1、井田设计能力50万吨/年。 2、井田内布置方式：采区式，运输大巷底板岩巷。 3、矿井瓦斯等级：低等级。 4、采区煤层倾角：18°─32°/26° 5、设计煤层:K2=1.76－2.15m/2.15m。 6、年工作日：300天，日工作小时：14小时。 7、矿井电压等级及供电情况：该矿井供电电源进线采用双回路电 源电压35kv，变电所内设有630kv，35/6.3kv变压器两台和400kv，6/0.4kv变压器两台，承担井下和地面低压用电负荷。用两条高压电缆线下井，电压等级为6kv，经中央变电所供给采区变电所。二、设计要求： １、设计要符合煤矿安全规程、煤矿工业设计规程、煤矿井下供电设计技术规定。 ２、设计遵循煤炭工业建设的方针政策，在保证供电安全可靠的基础上进行技术经济比较，选用最佳方案。 ３、设备选型时，应采用定型的成套设备，尽量采用新技术、新产品，积极采取措施减少电能损耗，节约能源。 ４、设计质量要确保技术的先进性、经济合理性、安全适应性。
目录 第一节采区变电所位置的确定-------------------------------------------4 一采区供电对对电能的要求----------------------------- 5 二费用和环境要求--------------------------------------------------------5 第二节拟定采区供电系统的原则-----------------------------------------6 一采区高压供电系统的拟定原则------------------------- 7 二采区低压供电系统的拟定原则--------------------------------------7 第三节采区主要设备------------------------------------- 7 第四节采区负荷的计算及变压器容量、台数确定-------------------8 一变压器选择注意事项-------------------------------- 8 二台数的确定---------------------------------------- 8 三采区负荷的计算及变压器容量、台数确定----------------------9 第五节采区低压供电网络的计算----------------------------------------9 一电缆型号确定----------------------------------------------------------10 二电缆长度确定----------------------------------------------------------10 三选择支线电缆----------------------------------------------------------11 四干线电缆的选择-------------------------------------------------------15 第六节采区电气设备的选择----------------------------------------------21 一采区高压开关柜的选择------------------------------ 22 二矿用低压隔爆开关选择------------------------------ 22 第七节短路电流的计算----------------------------------------------------24
9矿山生产系统设计 9．4 供电系统设计 9.4.1 概述 一供电的重要性和基本要求 电力是企业生产的主要能源。对企业应做到可靠、安全全和生产的需要，企业对供电提出以下基本要求：供电安全、供电可靠、供电优质、供电经济。 1.供电安全 在电能的供应、分配和使用过程中，不应发生人身伤亡和设备损坏事故。对于煤矿生产来说，由于主要是地下作业，工作环境特殊，供电线路和电气设备易受损坏，可能造成人身触电、电气火灾和电火花引起的瓦斯煤尘爆炸等事故，所以必须严格按照《煤矿安全规程》的有关规定进行供电，确保安全生产。 2.供电可靠 供电可靠就是要求供电具有连续可靠性。供电中断时不仅影响企业生产，而且可能损坏设备，产生废品，甚至发生人身伤亡事故。而煤矿一旦断电，不仅影响产量，还有可能引发瓦斯集聚、淹井、人身伤广和设备损坏，严重时将造成矿井的破坏。为了保证供电的可靠性，通常采用双电源。双电源可来自不同变电所或发电厂或同一变电所的不同母线上。对于煤矿，在一个电源发生故障的情况下，另一电源应能满足对主要个产设备的供电，以保证通风、排水以及生产的正常进行。 3.供电优质 在保证安全和可靠供电的前提下，还要保证供电的质量，用电设备在额定值下运行性能最好。因此要求供电质量方面有稳定的电压和频率，电压和频率足衡量电能质量的重要指标。
具体有以下4项指标： (1)电压：额定电压电压偏差不得超过允许值，电动机±5％，白炽灯+3％~-2.5。 (2)频率：额定频率50Hz，频率偏差不得大于±0.4％~±1％。 (3)波形：正弦波形，波形上不得有高次谐波产生的毛刺，以防造成电力污染。 (4)平衡度：三相电网电压平衡。 4．供电经济 一般考虑下列3个方面； (1)尽量降低企业变电所与电网的基本建设投资。 (2)尽量降低设备材料及有色金属的消耗量。 (3)注意降低供电系统的电能损耗及维护费用。 此外，企业还要求有足够的电能。这不仅要求电力系统或发电厂能提供充裕的电能而且要求企业供电系统的各项供电设施具有足够的供电能力。 二电力负荷分类 为了满足电力用户对供电可靠性的要求，即停电所造成的影响不同．同时又考虑到供电的经济件，根据用电设备在企业中所处的重要地位，以方便在不同情况下区别对待，通常将电力负荷分为3类。 1．一类负荷(一级负荷) 凡因突然小断供电，可能造成人身伤亡事故或重要设备损坏事故，给国民经济造成重大损失的或在政治上产生不良影响的负荷，均属于一类负荷。如钢厂炼钢炉，停电30min，即造成炼钢炉报废；电解铝厂，停电15min，即造成电解槽
内蒙古蒙发煤炭有限责任公司 呼和乌素煤矿煤矿4101综采工作面供电设计 单位：机电科 编制：张东东 日期： 2012年8月1日
呼和乌素煤矿采区供电设计 一、原始资料： 1、井田设计能力120万吨/年。 2、井田内布置方式：采区式，运输大巷底板岩巷。 3、矿井瓦斯等级：低等级。 4、采区煤层倾角：0°─5° 设计煤层:4#。 1 / 26 5、 二、设计要求： １、设计要符合煤矿安全规程、煤矿工业设计规程、煤矿井下供电设计技术规定。 ２、设计遵循煤炭工业建设的方针政策，在保证供电安全可靠的基础上进行技术经济比较，选用最佳方案。 ３、设备选型时，应采用定型的成套设备，尽量采用新技术、新产品，积极采取措施减少电能损耗，节约能源。 ４、设计质量要确保技术的先进性、经济合理性、安全适应性。
目录 第一节、采区移动变电站位置的确定 (4) 一、采区供电对电能的要求 (4) 二、环境要求 (5) 第二节拟定采区供电系统的原则 (5) 一、采区高压供电系统的拟定原则 (5) 二、采区低压供电系统的拟定原则 (6) 第三节采区主要设备 (6) 第四节采区负荷的计算及变压器容量、台数确定 (8) 一、变压器选择注意事项 (8) 二、台数的确定 (8) 三、采区负荷的计算及变压器容量、台数确定 (8) 第五节采区低压供电网络的计算 (11) 一、电缆型号确定 (11) 二、电缆长度确定 (11) 三、选择支线电缆 (12) 四、干线电缆的选择 (17) 第六节采区电气设备的选择 (18) 一、矿用低压隔爆开关选择 (18)
三、磁力起动器的选择 (19) 第七节采区接地保护措施 (19) 第八节采区漏电保护措施 (21)
高压供电设计步骤及公式、参数说明（试行）
地面供电系统高压供电设计程序、步骤 一、供电设计报告说明 1-1矿井概述 1-2矿井供电系统概述 1-2-1矿井地面供电系统 1-2-2矿井井下供电系统 1-3电气安全技术措施 二、矿井负荷统计（每条线路） 2-1地面电源线路负荷参数统计 2-2供电线路负荷参数统计（供单台变压器可按其容量计算） 三、短路电流、电压损失计算 3-1短路电流计算 （绘制图、表，供井下变电所设计、计算时采用）3-2电压损失计算 （矿井高压供电线路最远的两个点） 四、矿井电源线路及高压电气设备选择、校验 4-1矿井电源线路选择、校验 4-2高压电气设备选择、校验 五、整定保护 （整定值列表汇总并与上级整定核对、防止下级整定大于上级整定。）5-1 注：高压供电设计要求有目录，页码
井下变电所高压供电设计程序、步骤 （建议由末级变电所向上逐级设计、计算）一、供电设计报告说明 1-1变电所概述 1-2变电所供电系统概述及高压供电系统确定 1-3电气安全技术措施 二、负荷统计 （列表说明） 三、高压电气设备的选择、校验 四、高压电缆的选择、校验 五、继电保护整定计算（计算结果、整定情况列表标明）
采用的公式、系数等参数说明 变压器的容量选择及校验 一、采区负荷统计及变电站台确定 负荷统计表 名称 设备型号 台数 电 动 机 备 注 额定功率kW 额定电压kV 额定 电流 A 注：启动电流、功率因数、额定效率、负荷系数等按实际情况进行选取 二、 变压器容量、型号的确定 移动变电站负荷统计： S b ＝dj K P x e φcos ?∑（KVA ） （煤矿电工手册—矿井供电（下）式10-3-1 ） ∑? +=e X P P K max 6.04.0 （煤矿电工手册—矿井供电（下）式10-3-3 ） 式在：S ——所计算的电力负荷总的视在功率，KVA ； ∑P ——参加计算的所有用电设备（不包括备用）额定功率之和，KW ； Φcos ——参加计算的电力的平均功率因数；参照表10-3-1综采工作面取0.7; X K ——需用系数；其中： P max ——最大电动机的功率，KW ； 三、选用变压器的主要技术数据表 型号 额定容量kVA 额定电流（A ） 额定电压kV 损耗K Ｗ 阻抗电压％ 备注 高压 低压 空载 负载 四、变电站电压损失：（低压供电设计中已经计算，可省略）
煤矿采区供电设计 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
内蒙古蒙发煤炭有限责任公司 呼和乌素煤矿煤矿 4101综采工作面供电设计 单位：机电科 编制：张东东 日期： 2012年8月1日 呼和乌素煤矿采区供电设计 一、原始资料： 1、井田设计能力120万吨/年。 2、井田内布置方式：采区式，运输大巷底板岩巷。 3、矿井瓦斯等级：低等级。 4、采区煤层倾角：0°─5° 设计煤层:4#。 2 / 24 二、设计要求： １、设计要符合煤矿安全规程、煤矿工业设计规程、煤矿井下供电设计技术规定。 ２、设计遵循煤炭工业建设的方针政策，在保证供电安全可靠的基础上进行技术经济比较，选用最佳方案。 ３、设备选型时，应采用定型的成套设备，尽量采用新技术、新产品，积极采取措施减少电能损耗，节约能源。 ４、设计质量要确保技术的先进性、经济合理性、安全适应性。
目录
第一节、采区移动变电站位置的确定 一、采区供电对电能的要求 1、电压允许偏差 电压偏差计算公式如下： 电压偏差＝ 额定电压 额定电压 —实际电压×100% 《电能质量供电电压允许偏差》（GB 12325—90）规定电力系统在正常运行条件下，用户受电端供电电压允许偏差值为： （1）35KV 及以上供电和对电压有特殊要求的用户为额定电压的+5%—－5%； （2）10KV 及以上高压供电和低压电力用户的电压允许偏差为用户额定电压的+7%—－7%； （3）低压照明用户为+5%—－10%。 2、三相电压不平衡 根据《电能质量三相电压允许不平衡度》规定：电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时间不得超过4%。在采区变电所供电情况下，交流额定频率为50HZ 电力系统正常运行方式下由于负序分量而引起的pcc 点连接点的电压不平衡度能满足规定要求。 3、电网频率 《电能质量电力系统频率允许偏差》（GB/T 15543—1995）中规定：电力系统频率偏差允许值为，当系统容量较小时，偏差值可放宽
摘要 本设计为南二下延采区供电设计。从实际出发进行系统分析，除满足一般设计规程及规范要求外，还满足《煤矿安全规程》的具体要求和标准。本设计变压器选用矿用隔爆型干式变压器和矿用隔爆型移动变电站；高压开关与低压馈电开关都选用具有技术先进的智能化综合保护装置的高压防爆真空开关和低压矿用隔爆型真空馈电开关，各种设备的开关选用矿用隔爆型真空起动器。高压铠装电缆选用交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电力电缆。通过短路电流、开关继电保护整定的计算和保护接地的确定，使其设计可靠性高、功能完善、组合灵活，以及功耗低，保证采区供电安全、经济、高效平稳运行。 关键词：供电设计选用变压器开关电缆
目录 摘要............................................................................................................... I 1采区供电设计的原始资料.. (1) 1.1采区地质概况 (1) 1.2采煤方法 (1) 1.3采区排水 (1) 1.4采区设备及材料的运输 (1) 1.5煤炭的运输 (1) 1.6采区压气系统 (2) 1.7采区通风系统 (2) 2采区供电系统及变电所位置的确定 (3) 2.1变电所位置的确定 (3) 2.2电压等级的确定 (3) 2.3采区负荷计算及变压器、变电站容量、台数的确定 (3) 2.3.1向临时施工的普掘I工作面供电变压器确定 (3) 2.3.2向普掘II工作面供电的变压器（变电站）确定 (4) 2.3.3向煤仓供电的变压器确定 (4) 2.3.4向综采工作面供电的变压器（变电站）确定 (5) 2.3.5向采煤生产准备面设备供电变电站确定 (7) 2.3.6向采区主提升绞车等设备供电变压器确定 (8) 2.3.7专用风机变压器的选择确定 (8) 2.4采区变电所供电系统的确定 (8) 3采区的设备选型 (11) 3.1低压电缆的选择计算 (11) 3.1.1电缆的选择原则 (11) 3.1.2电缆型号的确定 (11) 3.1.3电缆长度的确定 (12) 3.1.4低压电缆截面的选择计算 (13) 3.2高压电缆的选择计算 (23) 3.2.1电缆型号与长度的确定 (23) 3.2.2电缆截面的选择与校验 (23) 3.3采区高、低压开关的选择 (28) 3.4低压电网的短路电流计算 (28) 3.5高、低开关的继电保护整定计算 (30)
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
煤矿采区变电所设计指导书 第一节矿井变电所 《煤矿安全规程》对煤矿井下供电的主要要： （1）《煤矿安全规程》（2010年版）第四百四十二条规定：井下各水平中央变（配）电所、采区变（配）电所、主排水泵房和下山开采的采区排水泵房的供电线路，不得少于两回路。当任一回路停止供电时，其余回路应能承担全部负荷的供电。向局部通风机供电的井下变(配)电所应采用分列运行方式。 向煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井自救系统供风的压风机、井下移动瓦斯抽放泵应各有两回路直接由变（配）电所馈出的供电线路。上述供电线路应来自各自的变压器和母线段，线路上不应分接任何负荷。上述设备的控制回路和辅助设备，必须有与主要设备同等可靠的备用电源。 （2）《煤矿安全规程》（2010年版）第一百二十八条规定：高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井、低瓦斯矿井中高瓦斯区的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面正常工作的局部通风机必须配备安装同等能力的备用局部通风机，并能自动切换。正常工作的局部通风机必须采用三专（专用开关、专用电缆、专用变压器）供电，备用局部通风机电源必须取自同时带电的另一电源，当正常工作的局部通风机故障时，备用局部通风机能自动启动。其他掘进工作面和通风地点正常工作的局部通风机可不配备备用局部通风机，但必须采用三专供电。 使用局部通风机供风的地点必须实行风电闭锁，保证当正常工作的局部通风机停止运转或停风后能切断停风区全部非本质安全型电气设备的电源。正常工作的局部通风机故障，切换到备用局部通风机工作时，该局部通风机供风围应停止工作，排除故障；待故障排除，恢复到正常工作的局部通风机后方可恢复工作。 一、矿井地面变电所概述 矿井供电系统主要由地面变电所、井下中央变电所和采区变电所三级变电所构成。 地面变电所的受电电压为6~110kV；井下配电高压为6kV或10kV，用电设备电压多为660V和1140V，大功率电动机采用6kV或10kV供电。 地面变电所是矿井供电系统的枢纽。 地面变电所一般设置在矿井工业广场边沿，离井口较近，远离储煤场和矸石山的地方。 为了保证供电可靠性，变电所有两条电源进线。大中型煤矿电源电压多为35kV，特大型煤矿可采用110kV。变电所通常设置两台主变压器，主变压器二次侧电网额定电压为6kV或10kV。用两条或两条以上的电缆线路向井下和其他一级负荷供电。变电所设置两台低压变压器供应地面380/220V动力和照明用电。小型煤矿电源电压多为6kV或10kV，变电所不设置主变压器。 地面变电所35kV侧有两种设备布置方式。一是把开关、互感器、母线等电气设备置于室外，安装在由钢筋混凝土或钢材制成的门架上，二是在室用高压开关柜组成。新建矿井地面变电所多采用此方式。 地面变电所6（10）kV侧采用高压开关柜组成。 地面变电所的主要电气设备有隔离开关、断路器、变压器、互感器、避雷器等。 地面变电所的主要用户有井下负荷、矿井主通风机、矿井主井提升机、矿井副井提升机、矿井压风机、地面低压变压器、其他辅助生产设施等。 二、煤矿井下变电所的结线与硐室布置 1.井下中央变电所 井下中央变电所是井下供电系统的核心，其主结线如图1-1所示。 根据《煤矿安全规程》的规定，井下中央变电所的供电线路，不得少于两回路，当任一回路停止供电时，其余回路应能担负全部负荷。所以，为了保证井下供电的可靠性，由地面变电所引至中央变电所的电缆数目至少应有两条，并分别引自地面变电所的两段6（10）kV母线。 中央变电所的高压母线采用单母线分段结线方式，母线段数与下井电缆根数对应，各段母线通过高压开关联络。正常时联络开关断开，母线采用分列运行方式，当某条下井电缆故障退出运行时，合上母线联络开
煤矿井下电力监测监控系统设计方案 一、系统组成 1．1 数据交换中心 此部分主要由数据采集服务器和两台互为冗余的网路交换机组成。 数据采集服务器：主要通过井下隔爆交换机把井下各个电力监控分站的数据采集汇总到此服务器，完成数据处理及数据备份。 选用了IBM X3500服务器一台，做了RAID5磁盘镜像。 网路交换机：采用了双交换机、冗余设计，保证了地面集控站与数据交换中心的数据链路安全。 选用了CISC029系列的两台网络交换机。 1．2 地面集控站 此部分主要配置包括两台互为双机热备的电力监控服务器(选用IBM X3500服务器)和两台操作员站(选用DELL工控机)。 主要根据采集的电网数据和友好的软件平台，实现电网的运行监视和控制管理。另外，地面集控站预留了视频及WEB接口，便于将来扩充视频服务器和WEB服务器。视频服务器主要用于将井下和地面的配电室及变电所现场安装的摄像头采集的视频信号进行监视和保存；WEB服务器则用于将系统采集的电网数据以网页的形式发布到公司的办公系统网络中，公司领导只要在自己的办公室打开电脑就可以观看到全矿的电网实时数据。 综述，以上体系结构符合集控系统的体系结构原理，满足了系统功能和性能要求，并且符合实时性、安全性和可靠性原则。关键设备用了冗余配置。 二、系统软件 2．1 系统组态软件 选用了具有良好的开放性和灵活性的SIMATIC WinCC组态软件，布置在地面集控站的监控服务器上，实现用户的监控需求。采用此软件主要有以下优点： (1)包括所有的SCADA功能在内的客户机／服务器系统。最基本的WINCC系统仍能够提供生成可视化任务的组件和函数，而且最基本的WINCC系统组件即涵盖了画面、脚本、报警、趋势和报表的各个编辑器。 (2)强大的标准接口。WINCC提供了OLC、DDE、ActiveX、OPC等接口，可以很方便地与其他应用程序交换数据。 (3)使用方便的脚本语言。WINCC可编写ANSI-C和Visual Basic脚本程序。 (4)具有向导的简易(在线)组态。WlNCC提供了大量的向导来简化组态工作。在调试阶段还可以进行在线修改。 2．2 系统数据库软件 系统选用了力控实时数据库，它以其强大的功能，为企业信息化建设提供了完整的实时管理工具，能够提供及时、准确、完整的产生和统计信息，为实施企业管控一体化提供稳固的基础和有力的保证。其性能主要有： (1)真正的分布式结构，同时支持C／S和B／S应用； (2)实时数据库系统具有高可靠性和数据完整性； (3)灵活的扩展结构可满足用户各种需求； (4)高速的数据存储和检索性能；
煤矿采区供电设计所需原始资料 煤矿采区供电设计所需原始资料 在进行井下采区供电设计时，必须首先收集以下原始资料，作为设计的依据。 (1)矿井的瓦斯等级，采区煤层走向、倾角，煤层厚度、煤质硬度、顶底板情况、支护方式。 (2)采区巷道布置，采区区段数目、区段长度、走向长度、采煤工作面长度，采煤工作面数目，巷道断面尺寸。 (3)采煤方法，煤、矸、材料的运输方式，通风方式。 (4)采区机械设备的布置，各用电设备的详细技术特征。 (5)电源情况。了解采区附近现有变电所及中央变电所的分布情况，供电距离、供电能力及高压母线上的短路容量等情况。 (6)采区年产量、月产量、年工作时数，电气设备的价格、当地电价、硐室开拓费用、职工人数及平均工资等资料。 此外，在做井下采区供电设计时还需要准备下述资料： 《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》、《矿井低压电网短路保护装置整定细则》、《矿井保护接地装置安装、检查、测定工作细则》、《煤矿井下检漏继电器安装、运行、维护与检修细则》、《煤矿电工手册》第二分册(下)、《中国煤炭工业产品大全》、各类有关的电气设备产品样本、各类供电教材。煤矿采区供电设计供电系统的拟定
拟定采区供电系统，就是确定变电所内高、低压开关和输电线路及控制开关的数量。在拟定供电系统时，应考虑以下原则： (1)在保证供电安全可靠的前提下，力求所用的开关、起动器和电缆等设备最少； (2) 原则上一台起动器只控制一台低压设备；一台高压配电箱只控制一个变压器。当高压配电箱或低压起动器三台及以上时，应设置进线开关；采区为双电源供电时，应设置两台进线高压配电箱。 (3)当采区变电所的动力变压器多于一台时，应合理分配变压器的负荷，原则上一台变压器负担一个工作面的用电设备；且变压器最好不并联运行； (4)由工作面配电点到各用电设备宜采用辐射式供电，上山及顺槽的输送机宜采用干线式供电；供电线路应走最短的路线，但应注意回采工作面（机采除外）、轨道上下山等处不应敷设电缆，溜放煤、矸、材料的溜道中严禁敷设电缆，并尽量避免回头供电； (5)大容量设备的起动器应靠近配电点的进线端，以减小起动器间电缆的截面； (6)低瓦斯矿井掘进工作面的局部通风机，可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路供电，或采用掘进与采煤工作面分开供电； (7)瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中，掘进工作面的局部通风机都应实行三专(专用变压器、专用开关、专用线路)供电； (8)局部通风机与掘进工作面的电气设备，必须装有风电闭锁装置。