目录
第一章绪论
1.1概述
1.2近年来煤矿井下供电新技术应用
1.3设计题目及原始材料
第二章煤矿电力供电的主接线部分
2.1供电基本要求
2.2井下电压等级确定及安全措施
2.3井下采区变电所的电气主接线
2.31钻场供电系统
2.32井下采区变电所的电气主接线
第三章负荷的统计与变压器的选择
3.1采区变电所容量计算
3.2采区变压器的型号的确定及安装要求及其位置的确定第四章井下高低压电缆的选择
4.1井下主电缆的选择
4.1.1井下主电缆的选则原则
4.1.2井下主电缆裁选择
4.2井下高压电缆的选择
4.2.1井下高压电缆的选择原则
4.3井下低压电缆的选择
4.3.1井下低压电缆的选择原则
4.3.2井下低压电缆截面的选择及校验第五章电网电流短路计算
5.1计算短路电流的目的和要求
5.1.1短路电流的计算目的
5.1.2短路电流的计算要求
5.2短路电流的计算方法
第六章电气设备的选择及校验
6.1在选择开关时选择原则
6.2对开关保护装置的要求
6.3电气设备的整定与计算
6.3.1低压开关的整定与计算：校验
6.3.2高压防爆开关的整定与计算、校验
结论
致谢
参考文献
第一章绪论
1.1概述
瓦斯放料将给八采区92层机道上的钻场打钻供电线路7208#线供电距离750m，MY－3×70－650m，MY－3×35－100m，BW-350泥江泵一台。ZDY－8000钻机一台，电压等级660V，信号照明127V，控制电压36V。
1.2近年来，煤矿井下供电技术的新应用
近年来对井下电力、供电系统，在运行实践中发现的问题进行认真分析并和相关专业院校合作，从配电线路、电力调度、微机监测、继电保护远程控从多个方面进行技术改造，有效保障了电力输配系统的安全，优质运行，有以下几点
1、电力工程、项目安全、生产管理
①通过直接实践和接间实践来提高项目安全管理人员水平
②要控制人的不安全行为，首先要求操作人员按规程操作正确使用设备
③合理利用，适应环境条件
2、提高矿井供电可靠性的措施
①采取相应措施，提高过流保护的可靠性
②在保护中增加相敏保护
③采取安全监测方法，保证电网安全运行。
3、智能巡检综合管理系统在输配电线路中的应用
4、煤矿电网电容电流的治理
5、CAN总线技术在电力调度自动化系统应用
6、矿井供电网监测与管理系统
7、矿井供电网路的无功补偿
8、自动跟踪补偿，消弧线圈成套装置的应用
9、三相五柱式消弧线圈应用效果好。
10、低压供电系统的谐波处理。
11、煤矿供电系统中不安全因素研究
12、煤矿供电安全监测及管理系统
经过几年运行，整个系统的运行情况良好，所监测的数据准确可靠，实验证明供电系统从运行状态到设备的完好情况，储备情况，均可以通过供电管管理路网络实现了共享，提高了供电质量及运行效率，井下电网监测系统将井下供配电网的运行状况准备确及时反映到矿调度室，便于管理人员随时掌握井下供电情况，以利作出决策，该系统的建立可调整电网的峰谷值，减少了供电故障，达到节约用电的增产增收目的。
1.3设计题目及原始资料
设计题目：八采区92层机道上山钻机场打钻供电系统
原始资料
负荷型号功率额定电流启动电流钻机ZDY－800 90kw 97.2A 680A 泥浆泵BW－350 30 kw 34A 238A 00801 141 kw
00802 210 kw
第二章井下供电的主接线部分
2.1供电基本要求
1、电气设备完好率达95％以上，防爆率达100％，电缆、吊挂合格率达95％以上
2、三大保护齐全，继电保护整定及时合理，动作灵敏可靠
3、供电线路上消灭鸡爪子、羊尾巴、明头、漏电及失爆现象。
4、电缆不得与风墙吊在巷道同一侧，电缆不得受水淋
5、电气设备必须有可靠的接地，开关电机接地线盒，内接地必须上齐
6、施工安装电缆，开关选择，整定按此供电设计报告进行
7、供电经济
8、供电可靠性
9、供电安全性
10、供电技术合理性
11、绝缘和屏护，为了避免带电体之间或带电体之间与人体的接触而发生短路，触电等事故必须将带电体绝缘。
12、安全距离，高压输电线架设高度与各种机械设备的最大高度之间不得小于2m低压输电线不得小于1m。
13、载流量选用和装设线路和设备时必须使正常工作时的最大电流不超过安全载流量。
14、安全标志：电气安全标志，有示警共作用的，有区别各种不同性质或用途用的。
15、容易碰到的裸露的带甩体及机械外露的传动部分必须加装护罩或遮栏等防护措施。
16、井下低压配电系统同时存在工种或工种以上电压时，低压电气设备上应明显把标出其电压额定值。
17、严禁井下配电变压器中性点直接接地。严禁用地点中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。
18、向井下供电的电源不得少于两回路，当往回路发生停电止供电时，另一回路应能担负矿井全能负荷。
19、经由地及架空线路引入井下供电线路，必须在入井处装设防雷电装置接地电阻不得大于5Ω。
20、电气设备在入井前，应检查“产品合格证”，“防爆合格证”“煤矿产品安全标志（MA）”及安一通“EX”防爆标志。
21、井下电压等级及安全措施
电气设备都是按照一定的标准电压设计和制造取这个标准电压称为电气设备的额定电压，我国煤矿企业，电压用途见表1－1
表1－1我国煤矿企业电压等级及用途类型电压等级用途
交流
36V 电气设备的控制及信号回路
127V 井下照明、监控、信号、煤电钻
220 /380V 地表、照明、低压动力
660V 低压动力
1140V 采区工作面成套设备
3300V 高产高效矿井采区部分电气设备
6KV(10KV
井下高压配电、高压电动机及高采区移动变电
站供电
35KV(110KV 矿井区域变电所电源进线
直流110V、220V、440V 一般动力250V、550V 架线式电机车40V、80V、110V、
120V
蓄电池机车
2.5V、4V 矿灯
结论、根据原始资料给出的负荷和煤矿企业的电压等级表得出采区变电所要供给采区足够量的电源要同时满足负荷用电还有采区的照明信号、监控、等级同时还应考虑、电压的损失，才能够使采区的用电设备正常工作。
首先要做到井下供电标准
1、不准带电检修。
2、不准甩掉无压释放器，过电流保护装置。
3、不准甩掉漏电继电器，煤电钻综合保护和局部通风机风电、瓦斯电闭锁装置。
4、不准明火操作，明火打点，明火放炮。
5、不准用铜、铝、铁丝代替保险丝。
6、停风、停电的采掘工作面，未经检查瓦斯不得送电
7、有故障的供电线路，不准强行送电。
8、电气设备的保护装置失灵后，不准送电
9、失爆设备、失爆电气，不准使用。
10、不准在井下拆卸矿灯
煤矿企业主要是在地下作业，工作环境特殊必须严格按照《煤矿安全规程》的有关规定进行供电，一是做到设备完好保护齐全；二是严格执行操作规程，确保安全生产，煤矿供电的三大任务是防爆、防火、防触电。
（1）传送电制度是保证安全用电防止人身触电，电气设备在进行检修、搬迁时，必须遵守停电、验电、放电装设接地线、设置遮、
拦和悬挂标示牌的规定程序，严禁带电作业。
（2）高压操作，试验与监护制度在进行井下高压操作时，应用操作人填写操作，原操作人员必须使用经过检验合格的专用绝缘工具，坚持一人操作一人监护制度。
（3）三无、四有、两齐、三全、三坚持制度；三无：无鸡爪子、无羊尾巴、无明接线头。四有：有过流和漏电保护装置，有螺钉和弹簧垫，有密封圈和档板，有接地装置。
两齐：电缆悬挂整齐，设备硐室清洁整齐
三全：防护装置全，绝缘用具全，图纸资料全。
三坚持：坚持使用漏电继电器，坚持使用煤电钻照明和信号综合保护装置，坚持使用风电和瓦斯电闭锁装置。
（4）对于那些不能封闭在外壳内的带电源导体应将其安装在一定高度，以避免人身触电的可能。
（5）加强于持电动工具把手的绝缘，这类把手在正常时本来是不带电的，但当带电部分绝缘陨坏时，把手有可能引起触电。
（6）对人员接触机会较多的电气设备采用较低电压供电。
（7）井下变压器及问堤供电的变压器中性点禁接地，以减小人身触电电流。
（8）井下电气设备采用保护接地。
（9）设备完善可靠的漏电保护装置
2.3钻场供电的电气主接线
2.31钻场供电系统（图）
11 MYJV22-3×50-180m
引白南翼变7208#Bqp9L-100KBSQZ-500/6
1NY-3×70
1m 变 电 所
Id1=9065A
(2)BK016-400/660KBZ-200650ｍ100ｍ１2KBZ9-400rny-3×501ｍ
QBZ-120QBZ-801ｍ1N3(2)210KW 00802负荷
141KW 00801负荷90KW 钻机30KW 泥浆泵34
采区变电所是采区供电中心，其任务是将中央变电所送来的高压电转变为低压电能，并将电能配送到采掘工作面配电或用电设备，二是抱负而综采、综掘工作面移动变电站输送变压电能。
钻场变电所的位置与要求
钻场变电所的位置决定于低压供电电压，供电距离，采方法及其钻场巷道布置方式，机械程度，钻煤电钻，泥浆泵负荷及容量大小因素，但在巷道中要具体确定钻场变电所要位置时要应符合有关标准和设计规范，并符合下列要求。
（一）距采场最终境内200ｍ以外。
（二）应设在爆炸材料库爆炸危险区以外
（三）不应设在不稳定的排土场内。
（四）不应设在塌陷区
（五）变电所与高噪声源的距离，应满足主控制室背景，噪声不大于60dB（A）的要求，变电所周围必须设有围墙，其高度不低于
1.8ｍ，并在周围悬挂安全警示牌，同时还要按以下要求选择。
①钻场变电所硐室一般调在盘区运输斜巷与轨道斜巷之间的横贯内它不需要吊设保安煤柱，利用运输巷及轨道的煤柱即可。
②在层的开采区的采区中经过启动电压的验算及硐室费运的比较也可以将变电所设在压力稳定的岩层中，由它向各层工作面供电而不必每层工作面都开凿变电所硐室，中央变电所相同，变压器可与配电设备布置在同一硐室内，变电所的高压，低压设备应分开布置在硐室不同侧，各设备之间，设备与墙壁之间均有维护和检修通道，不从
侧面和背后检修的设备通道。
2、钻场的结线
钻场的结线应根据电源回路数，负荷大小，变压器的台数等因数确定。
对于问综采工作面供电的采区变电所，通常要设两回路电源进线，两回路电源线，同路时工作时，以线联络开关要断开，使两回电源线路分列运行当一回路停止运行时要由另一回路担负采区负荷供电，此时应将另一高压，进线开关断开同时将以线联络开关合上。
变压器的低压侧装有检漏继电器，它与低压馈电开关配合，实现向低压供电线路的漏电保护，对于两台变压器的低压侧装有检漏电器，双回路低压线路两回路应分列运行。
2.3.2井下采区变电所的电气主接线
（1）高压母线应采用单母线分段，其段数应与电源进线数目相对应，段与段之间设有母线联络开关正常时母线分列运行。
（2）一级负荷高压水泵电动机均应均匀把分别接到各段母线上；向各采区供电的高压电缆和整流设备，也应分别接到不同的母线段上。
（3）如低压侧设有主排水泵时，低压母线应接成单母线分段，低压动力变压器不应少于两台。
（4）变电所中除配电装置内五用母线连接外，设备间的连线必须用电缆，一般高压电流敷设于沟内；低压电缆悬挂在墙壁上；照明电缆沿拱顶敷设灯间距离为3－4m。
为了保证供电安全，采区变电所内除动力变压器为一般矿用型外，其于的高、低压设备均为隔爆型配电装置。
采区变电所的接线方式不同如图所示（ol）接线适用于1台变压器能满足供电，且无一级负荷（井上排水设备）的采区和综采工作面，变压器二次接有两台总开关接线方式，用于负荷电流大于1台总开关额定电流或分支的供电。
单一电源和变压器，低压侧设1台总馈电开关1－矿用隔爆自动馈电开关
2－照明变压器综合保护器
3－矿用隔爆高压配电箱
Ω－检漏继电器
第三章 负荷的统计与变压器的选择
1、负荷统计
一组用电设备的计算负荷容量为 SBJ ＝
pj
kx
pe cos Σ 式中Sbj ——`组用电设备的计算负荷。KW
Σp N ——具有相同需用系数kn 的一组用电设备额定功率之和KW
Kn ——需用系数
——一组用电设备的需用系数knyf 计算 Kn ＝0.4+0.6pmax/Z σpn
式中pmax ——一组设备中容量最大一台电动机额定功率KW 矿井及采区具他用电负荷的需用系数kn 和加权平均功率因数见表3-1
用电设备 需用系数kn
加权平均功率因数
采煤工作面
综合机械化工作面（自移支架）一般机械代工作面
（单体支架） 一般机械化工作面（倾斜
0.4+0.6P max/ΣpN 0.286+0.714Pmax
ΣpN 0.6～0.75
0.7 0.6－0.7 0.6～0.7 0.6
机采面）缓倾斜煤层（炮
采工作面）
急倾斜煤层（炮采工作
面）0.4－0.5
0.5－0.6
0.7
掘进工作面
采用掘进机不采用掘进机的
0.5
0.3－0.4
0.6～0.7
0.6
井下运输
畜电池电机车
其它运输设备（如输送机，铰车的）架线电机车
0.8
0.5
0.5-0.65
0.9
0.7
0.9
井底车场
有主排设备无主排水设备0.6-0.7
0.75-0.8
0.7
0.8
二、移动变电站的选择
移动变电站折选择条件
一、设计依据
①采区工作面巷道布置，巷道、尺寸及支护方式
②采区工作面地质、排水、通风、瓦斯涌出情况
③采区工作面机电设备布置，作业过程运输情况
④采区工作面机电设备容量，技术参数及性能
⑤采区附近现有变电所或中央变电所的分布情况，供电能
力及高压母线上短路容量的性能情况
⑥工作面生产能力，年生产量，月生产量，日生产量矿井工作作业制度的
⑦技术和经济指标
二、设计要求
①应符合《煤矿安全规程》《井下供电设计技术规定》和《煤炭工业设计规范》中的要求
②尽量选用定形的具有煤安标志的国产新产品
③应保证安全，互靠，经济，合理，技术共进
三、设计内容和步聚
①确定移动变电站的位置
②采区工作面用电设备负荷统计的及确定移动变电站容量、形号、台数
③跟据采区工作面设备的布置情况拟定供电系统图
四、移动变电站的位置选择
①移动变电站容量位于负荷中心
②选择移动变电站要考虑电缆的节约
③距采场最终境界200m以外
④不应设在不稳定的排土场
⑤不应设在塌陷区内
移动变电站的额定容量S N应大于场于一组负荷的计算量Sbj S N≥Sca
设备名称 规格型号 功率 额定电流 启动电流 钻机 ZDY －8000 90KW 97.2 680A 泥浆泵 BW －350
30KW 34A 238A 00801负荷 141KW 00802负荷
210KW
471KW
根据现场生产经验该工作面移动变电站向钻机、泥浆泵、00801、00802负荷供电负荷容量为
S bj ＝pj
kx
pe Φ?cos Σ
=
6
.0471
5.0? =392KW K x =0.4+0.6pje
p Σmax
=0.4+0.6471
90
=0.5
K x ——是确定该变电器容量的需用系数根据需用系数算求出变压器的容量
查表3－1取cos pj ＝0.6
选用KBSG －500/6型移动变电站其容量为β＝e
pj s s ＝
500
392
＝0.78 3.2采区变压器的型号及安装要未详
S N≥S bj根据查表所得先取额定电压为660V/1200V
根据上述计算结论故选KBSG－500/6型移动变电站能够满足要求
KBSG——500/6
K——矿用
B——隔爆
S——三相
500——额定容量（KV A）
6——电压等级（KV）
①调式对高低开关分别进行10次分、合间操作试验
②进行模拟电气联锁试验，联锁装置在需要打箱的上盖时能切除进行高压电源。
③进行急停按扭动作实验，按下急按钮应能使上一级断路器分闸。
④进行模拟联锁动作试验，即在正常情况下断开电源时低压馈电开关先分曾高压馈电开关后分闸。
安装方法及要求
①安装地点保持良好迪风
②安装应按《煤矿安全规程》中规定安装
③安装的净空尺寸；外壳突出部分与巷道支护，栏杆和移动矿车之间的距离不得小于0.5m，人行巷道和检通道的宽度不小于0.8m最高点，与顶板或支架的最低点的距离不小于0.25m，有操作间隙。