（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电源来自地面赵庄110KV站815、816号盘，采用两趟MYJV22——240mm供电，电缆长度3400m。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：采用晋煤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
工作面电源电压为10kV,来自200m以外的盘区变电所。根据用电设备的容量与布置，采用1140V和3300V两种电压等级供电，照明
及保护控制电压采用127V 。在顺槽皮带机机头设置移动变电站及配电点，为顺槽皮带机供电；在顺槽皮带巷距工作面100-200米处设移动列车，将移动变电站，采煤机、工溜、转载机、破碎机控制开关，液压泵站、喷雾泵及其控制开关装在移动列车上，可以随着工作面的推进定期在轨道上进行移动。见设备布置示意图。 （四）负荷统计及移动变电站选择
按用电设备额定电压分为1140V 和3300V 两种，按移动变电站二次侧两种电压等级选取：
1、3300V 用电设备变电站选取
由于采煤机（1815KW ）、刮板输送机（2*700KW ）单机容量较大，且考虑过电流保护灵敏系数的要求，分别选用1台容量较大的移动变电站。
1） 供采煤机移动变电站选取（1# 移变）
b 18151
S 2135.3cos 0.85
e
x
pj
P K
KVA ??=
=
=∑ cos pj ? ——各设备的加权平均功率因素，1#移变供电1台采煤
机组，取0.85；
e p
∑——
设备额定功率之和；
x k ——需用系数，在综采工作面，x k =0.4+0.6b
e
p p ∑，b p 为最大一台设备额定功率，对单台设备，x k =1。 选择25002135.3be b S KVA S KVA =>=
2）供工作面运输机移动变电站选取（2#移变）
b
14001
S 1647.1cos 0.85
e
x
pj
P K KVA ??=
=
=∑ 选择20001647.1be b S KVA S KVA =>= 2、1140V 用电设备变电站选取
顺槽皮带机容量较大，且为固定供电设备，单独选用一台移动变电站，其余设备选用一台移动变电站。顺槽皮带巷2台15KW 潜污泵可就近在移动变电站接取电源。
1)顺槽皮带机移动变电站选取（3#移变）
顺槽皮带机长度约为2000m,且皮带巷坡度不大，皮带机采用两驱运行，一驱备用可满足要求。
b 9131
S 1074.1cos 0.85
e
x
pj
P K
KVA ??=
=
=∑ 选择12501074.1be b S KVA S KVA =>= 2)其它设备移动变电站选取（4#移变）
x k =0.4+0.6b p /e p ∑=0.4+0.6×315/1394=0.54
b 13940.54
S 1075.3cos 0.7
e
x
pj
P K
KVA ??=
=
=∑ 选择12501075.3be b S KVA S KVA =>=
根据井下移动变电站要求选取型号为KBSGZY 型移变。
工作面负荷统计
（五）供电系统选型与供电系统拟定
由采区变电所1#、2#、3#、4#四台高压开关（200/5）向工作面四台移动变电站高压供电。移动变电站高压侧开关采用真空断路器，开关具有短路、过负荷和无压释放保护。
低压馈电开关及磁力启动器按其断路器（接触器）额定电流大于等于所控制（启动）设备额定电流进行选取，按断路器（接触器）分断能力等于或大于所通过最大三相短路电流来校验。馈电应具备短
路、过负荷、漏电跳闸及闭锁等保护，磁力起动器应具有短路、过负荷、漏电闭锁、断相等保护及远方控制功能。
采煤机额定电流375A，1#移变选取德国贝克生产PBE3006型低压开关，三回3300V出线，额定电流450A，一用两备，低压开关直接向采煤机供电，另一回路出线127V；刮板运输机额定电流2*143A。2#移变低压侧选取英国ALLENWEST公司生产AW2000型开关，五回3300V出线，单回额定电流200A，四用一备，另一回路出线127V。3#移变低压侧运行负荷额定电流585.1A，移变低压侧选取平阳开关厂生产BXD-800型真空馈电开关，皮带机三台驱动电机的电流256A，三台油泵额定电流12A，三台风扇额定电流3.5A，两台抱闸额定电流2.6A，采用长治海通生产Ⅱ组开关进行控制，其中3回采用400A接触器控制驱动电机，另外8回采用30A接触器控制油泵、风扇、抱闸油泵，满足使用要求，自动油泵涨紧电机采用KXJ3-80/1140型专用开关，电磁除铁器、卷带电机选用QBZ-80/1140型开关均满足要求。4#移变低压侧运行负荷额定电流I zd≥I eq+∑I e K x。其中I eq为最大负荷额定电流，取转载机额定电流200A，∑I e为其余设备额定电流之和为700A，K x 为需用系数0.54，I zd≥200+700*0.54=578A。移变低压侧选用平阳开关厂生产BXD-800型真空馈电开关，乳化液泵、喷雾泵、转载机、破碎机均采用长治海通生产6路组合开关控制，每台开关六回1140V出线，额定电流400安，满足使用要求。
根据供电设备选型与布置拟定供电系统图。
（六）高压电缆截面选择校验
按设计规定及矿用高压电缆选型，初选MYPTJ 型矿用10KV 铜芯、橡套、双屏蔽电缆。
1、供1#移变高压电缆截面选择（L 1） 1）按长时允许电流选电缆截面
3
3
10137fh P K
I A ?===
pj h ---平均效率，查表得0.9。
根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得35mm 2 电缆为138A >137A 满足要求。
2）按经济电流密度校验电缆截面。
2137
60.92.25
I A mm j =
== A---电缆主芯截面
j---经济电流密度 A/mm 2 查表得2.25
根据高压电缆经济电流密度校验35 mm 2不能满足要求，应选取70 mm 2截面电缆，长时允许截流量215A 。 3）按允许电压损失校验
%0.028 2.2 6.2%7%U KP ?==?=<∑
%U ?——高压电缆线路中的电压损失百分数。
K ∑—— 兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失百分数。 P —— 电缆长度，km 。 7%——允许电压损失百分数。 校验满足要求。
4)热稳定校验电缆截面
设井下盘区变电所10kV 母线最大短路容量限制50MVA，最大
三相稳态短路电流6
(3)2887
I A
∞
===
22
min
2887
15.570
93.4
A mm mm
===<
i
t——短路电流的假象时间，即热等效时间，取0.25S;
C——电缆热稳定系数，铜芯橡套电缆C=93.4。
热稳定校验电缆截面满足要求。
2、供2#移变高压电缆截面选择（L2）
1）按长时允许电流选电缆截面
33
10
105.7
fh
P K
I A
?
===
取25mm2电缆长时允许截流量113A＞105.7A满足要求。
2）按经济电流密度校验电缆截面。
22
105.7
4725
2.25
I
A mm mm
j
===>
25mm2电缆不能满足要求，选取50 mm2电缆截流量173A。
3）按允许电压损失校验
%0.038 2.28.36%7%
U KP
?==?=>
∑不能满足要求选取70mm2电缆% 6.2%7%
U
?=<
4）热稳定校验电缆截面
A min=15.5 mm2＜70 mm2 满足要求
3、供3#移变高压电缆截面选择
1）按长时允许电流选电缆截面
100fh I A = 取25mm 2
电缆长时允许截流量113A 满足要求。
2）按经济电流密度校验电缆截面。
2210044.4252.25
I A mm mm j =
==>不能满足要求，选取50mm 2电缆。 3）按允许电压损失校验
%0.0380.3 1.14%7%U KP ?==?=<∑ 满足使用要求
4）热稳定校验电缆截面 A min =15.5 mm 2＜50 mm 2 满足要求 4、供4#移变高压电缆截面选择
1）按长时间允许电流选择电缆截面
69fh I A =取16 mm 2
电缆长时间允许截流量83A ，满足要求。
2）按经济电流密度校验截面
26930.72.25
I A mm j =
==不能满足要求。 取35 mm 2电缆截面流量138A 。 3）按允许电压损失校验
%0.054 2.211.88%7%U KP ?==?=>∑ 不能满足要求。
选取70mm 2 电缆% 6.2%7%U ?=<满足要求。 4）热稳定校验电缆截面
22min 15.570A mm mm =<满足要求。
四条高压电缆选取为：
L 1——MYPTJ-10——3*70+3*25+3*2.5——2200m
L2——MYPTJ-10——3*70+3*25+3*2.5——2200m
L3——MYPTJ-10——3*50+3*16+3*2.5——300m
L4——MYPTJ-10——3*70+3*25+3*2.5——2200m
(七)按长时负荷电流初选低压电缆截面
长时负荷电流要求电缆截面载流量大于等于电缆长时间负荷电流，电缆标号见拟定供电系统图。
采煤机选用MCPR1.9/3.3KV 拖移电缆，刮板运输机选用MYPTJ1.9/3KV 型电缆，其余1140V 电缆均选用MYP 型矿用橡套屏蔽电缆。L 10选取两趟120mm 2电缆，L 12选取两趟70 mm 2电缆，L 13选取两趟50 mm 2电缆.
（八）按机械强度要求校验电缆截面
机械强度要求采煤机电缆允许最小截面35-55 mm 2，工作刮板输送机为16-35 mm 2，均满足要求。 （九）按允许电压损失校验电缆截面
3.3KV 系统允许电压损失
y e U 0.9U 34000.93300430za E V ?=-=-?=
1.14KV 系统为y U 11900.91140164V ?=-?= 1、 1＃移动变电站低压配电系统 移变参数：2500be S KVA = 3.4ze U KV =
418.4ze I A = 5.5%d U = 10800P W ?=
1)正常运行时的电压损失校验
推导参数：变压器内部电阻上压降百分数10
r be P
U S ?=? 10800
0.43250010
r U ==?
变压器内部电抗上压降百分数
5.48
x U =
==
正常负荷变压器内部电压损失百分数
()()%2135.3cos sin 0.43 2.792500
b b r x be S U U U S ???=
+=?0.85+5.48?0.53= 变压器内部电压损失
% 2.793400
94.86100100
b ze b U E U V ???=
== L5电缆上允许电压损失为：
543094.86335.14yl y b U U U V ?=?-?=-= 要求L5最小截面为：
5533521018154501019.342.53300335.140.9
e L e yL p l A mm DU U h ???=
==????
52219.3150L A mm mm =< 满足正常供电要求。
2）按起动时电压损失校验电缆截面 （1）阻抗等值电路图如1-1所示。
图1-1变电站供电系统起动阻抗等值电路
Z1变压器内部阻抗 Z2 L5电缆阻抗 Z3 采煤机等值阻抗 （2）变压器内部阻抗 变压器二次额定电流：
12
437.410800
0.01933437.4
be be I A P R I =
==?===Ω?
10.239X =
=
=Ω
（3）L 5电缆阻抗:
(4)采煤机起动时相阻抗 双电机同时启动 cos 0.4eq ?=
3 1.252Z =
==Ω 33cos 1.2520.40.501eq R Z ?==?=Ω
33sin 1.2520.9165 1.147eq X Z ?==?=Ω 回路总阻抗：
1
2
30.0190.0640.5010.584R R R
R =++=++=Ω∑
1230.2390.031 1.147 1.417X X X X =++=++=Ω∑ 采煤机启动时实际起动电流I sq:
1280.0sq I A =
=
=
采煤机起动时电压机端电压U
q
1280.8 1.2522777.5q sq y U Z V
==?=
2777.5
84.2%75%3300
q e
U U =
=>
2052051.18 1.180.120.450.0640.0690.450.031R R L X X L ==??=Ω==?=Ω
所以采煤机干线电缆截面满足起动要求。 2、2#移动变电站低压配电系统。
2000be S KVA = 3.4ze U KV = 334.7ze I A = 5%d U = 9700P W ?= 1)正常运行时的电压损失校验（按机尾高速电机运行校验） 变压器推导参数：9700
0.48510200010
r be P U S ?===??
4.98x U =
==
()()%1647.1cos sin 0.4850.85 4.940.53 2.512000
b b r r be S U U U S ???=
+=?+?= 变压器内部电压损失：% 2.513400
85.34100100
b ze b U E U V ???=
== L9电缆上允许电压损失为：
943085.34344.66yl y b U U U V ?=?-?=-=
要求L9最小截面为：
533
52910750450107.842.53300344.660.9
e L e yL p l A mm DU U h ???===????
2297.850L A mm mm =<
2）按起动时电压损失校验电缆截面
（1）阻抗等值电路图如1-2所示。
图1-2变电站供电系统起动阻抗等值电路
Z1变压器内部阻抗 Z2 Z3 机头机尾电缆阻抗 Z4 低速电动机起动阻抗
（2）变压器内部阻抗
349.9
be
I A
===
12
9700
0.026
33349.9
be
P
R
I
?
===Ω
?
1
0.271
X===Ω
（3）、电缆阻抗
机头电缆L7：
07
1.18 1.180.380.20.09
Z
R R L
==??=Ω
207
0.0810.20.016
X X L
==?=Ω
机尾电缆L8 ：
3
0.202
R=Ω
3
0.036
X=Ω
（4）、电动机（低速）起动相阻抗：
双电机同时起动：cos0.4
eq
?=
4
4.59
Z===Ω
44
cos 4.590.4 1.836
eq
R Z?
==?=Ω
4
4.590.9165 4.206
X=?=Ω
计算总阻抗：
()()
1124
0.090.016 1.836 4.206 1.926 4.222
Z Z Z j j j
=+=+++=+
()()
1234
0.2020.036 1.836 4.206 2.038 4.242
Z Z Z j j j
=+=+++=+
()()()()
1112
221112 1.926 4.222 2.038 4.2420.991 2.125 2.34565.01.926 4.222 2.038 4.242j j Z Z Z j Z Z j j ++===+=++++
()()1220.0260.2710.991 2.125 1.017 2.396 2.60367.0Z Z Z j j j =+=+++=+=
变压器输出起动电流：
754.1367.0bq I =
=
=-
机尾电动机起动电流：
111112 4.64165.5754.1367.0374.4366.49.34664.9
zq bq Z I I Z Z ?-===-+
机尾电动机起动电压：
4374.43 4.592976.76q zq U Z V ==?=
2976.76
90.2%75%3300
q e
U U =
=> 所以刮板运输机初选电缆截面满足使用要求。 3、3#移动变电站低压配电系统（驱动电机两用一备） 变压器参数：1250be S KVA = 1.19ze U KV = 601.8ze I A =
4.5%d U = 7400P W ?=
1）正常运行时电压损失校验 变压器推导参数：7400
0.59210125010
r be P U S ?=
==??
4.461x U =
==
()()%1074.1cos sin 0.5920.85 4.4610.53 2.461250
b b r r be S U U U S ???=
+=?+?= 变压器内部损失：% 2.461190
29.27100100
b ze b U E U V ???=== ①L10 截面反算校验
支线电缆L14电压损失为：
(
)() 141400
cos sin2560.010.230.850.0760.530.99 z e z
U L R x V
??
?=+=??+?=
同理求得支线电缆L15、L17、L18、L20、L21、L23、L24上电压损失。
10.18
Z
U V
?=
L10干线允许电压损失124.55
g b z
U U U U V
?=?-?-?=
L10最小截面：332
10
10
10
108562010
3.15
42.51140124.550.9
e
l
e yl
P L
A mm
DU U h
???
===
????
L10、L14---L24电缆截面选取满足要求。
②L11 截面反算校验
支线电缆L33、L34、L35电压损失为： 2.29
Z
U V
?=
132.44
g b z
U U U U V
?=?-?-?=
L11最小截面：2
11
0.39
l
A mm
=
L11、L33—L35满足使用要求。
2）按起动时电压损失校验电缆截面
①阻抗等值电路图如图1-3
②变压器内部阻抗
633.06
be
I A
===
1
0.006
R=Ω
1
0.046
X=
图1-3 变电站供电系统起动阻抗等值电路图
Z 1 ：变压器阻抗；Z 2 ：驱动电机正常运行阻抗；Z 3 ：驱动电机起动时阻抗；Z 4 ：油泵运行阻抗；Z 5 ：风扇运行阻抗； Z 6 ：抱闸油泵运行阻抗；Z 7 ：涨紧电机运行阻抗；Z 8 ：卷带电机运行阻抗；Z 9 ：电磁除铁器运行阻抗；其余为对应编号电缆阻抗。 ③ L10、L11电缆阻抗
L10等于两条120mm 2电缆阻抗并联，等于单条120mm 2电缆阻抗一半。
01010 1.18 1.180.160.02
0.00222l R L R ??==Ω
01010
0.0740.020.00122
L X L X ?===Ω
110.174L R =Ω 110.004L X =Ω
④ 驱动电机正常运行时和L14电缆串联阻抗
222cos 0.911400.85
2.48510004001000e e hU Z P ???===Ω??
22cos 2.112R Z ?==Ω 22sin 1.317X Z ?==Ω 40.003L R =Ω 40.001L X =Ω
1 2.115R '=Ω 1
1.318X '=Ω 1
2.492Z '=Ω 电导：()
11221
2.115g 0.3412.492
R Z '
'==='
电纳：()
112211.318b 0.2122.492
X Z '
'==='
( 5)、驱动电机启动时和L15电缆串联阻抗
采用CST 起动，电机启动时起动电流为3倍额定电流。功率因数取0.5。
3Z 0.857=Ω 30.429R =Ω 30.742X =Ω 150.009L R =Ω 150.003L X =Ω
20.438R '=Ω 2
0.745X '=Ω 20.864Z '=Ω 2g 0.587'= 2b 0.998'=
（6）、油泵电机运行时和L17（L21）电缆串联阻抗 3g 0.016'= 3b 0.027'=
（7）、风扇电机运行时和L20（L21）电缆串联阻抗 4g 0.007'= 4b 0.011'=
（8）、抱闸油泵运行时和L23（L24）电缆串联阻抗 5g 0.005'= 5b 0.009'=
（9）、涨紧电机运行与L33电缆串联阻抗 6g 0.014'= 6b 0.021'=
（10）、卷带机运行与L34电缆串联阻抗 7g 0.015'= 7b 0.023'=
（11）、电磁除铁器与L35电缆串联阻抗 8g 0.021'= 8b 0.032'= （12）、计算两个并列系统阻抗 112345g g g 2g 2g 2g 0.984'''''=++++=∑ 112345b b b 2b 2b 2b 1.304'''''=++++=∑ 导纳
1 1.634y =
=∑
1111
0.612Z y =
=∑
110.369R =Ω 110.488X =Ω 2
678g g g g 0.05'''=++=∑ 2
678b
b b b 0.076'''=++=∑
导纳
20.091y =
=∑
122
110.989Z y =
=∑ 12 6.038R =Ω 129.178X =Ω
（13）、计算回路阻抗
2111100.3710.489L Z Z Z j =+=+ 221211 6.2129.182L Z Z Z j =+=+ 变压器负载总阻抗：2122
2122
0.3510.464Z Z Z j Z Z =
=+∑+
回路总阻抗：10.3570.51Z Z Z j =+=+∑
0.623Z = 0.375R =Ω 0.51X =Ω
（14）、驱动电机起动时变压器输出电流与电压
1102.855I =
=
=-?
1102.8550.58252.9641.0 2.1U IZ
==-???=-?∑
连采工作面远距离供电方案 目前的连采工艺是连续采煤机配梭车、给料破碎机、带式输送机出煤，锚杆机进行支护，列车有两台负荷中心车和一台电缆车，每掘进一个横川，需前移列车，工艺繁琐，效率低下。为优化工艺，提高掘进效率，特制定远距离供电方案如下： 一、方案一 以现工作面设备为基础计算最大供电距离，如图 图1 一）以保护装置的可靠动作系数计算最大供电距离
变压器二次电压1200V ，系统短路容量按110MVA 计算；则系统电抗为 = =dy 2x S ze E X 2 (1.2)0.0131110MVA kV =Ω； 变压器二次电压3450V ，系统短路容量按110MVA 计算；则系统电抗为 = =dy 2x S ze E X 2 (3.45)0.108110MVA kV =Ω； 1、1#负荷中心所带负荷，以梭车电机的短路电流为最小两相短路电流。 从东五东翼胶带机变电所6#高开至1#负荷中心（TS1281）处有MYPTJ3x95+3x25+3x2.5型电缆L1=2000米，计算从1#负荷中心（TS1281）至梭车处的最长距离L2。 两相短路电流值校验公式： 5.1) 2(≥Z d I I (1) 式中)2(d I --被保护电缆干线或支线距变压器最远端的两相短路电流值，A ； Z I --过电流保护装置的电流整定值，A ； 1.5--保护装置的可靠动作系数。 低压侧梭车处长延时过载整定为： I e =P e /(1.732*U e *cos θ*n)=100A 短路瞬时整定： I Z =7I e =700A 根据公式1计算)2(d I ，应≥1050A
由公式：I d (2)= ∑∑+2 2 ) ()(2X R Ue (2) ΣR=R 1/K b 2+R b +R 2 ΣX=X x +X 1/K b 2+X b +X 2 其中：U e =1200V,K b =5 查表得：X x =0.0131欧姆 查TS1281移变技术参数得：R b =0.00329欧姆 ，X b =0.055欧姆。 6KV 高压电缆的电阻、电抗值，查表得： 3*95mm 2 6KV 高压铜芯电缆：R 1’=0.217欧姆/千米 X 1’=0.069欧姆/千米 3*35 mm 2 低压铜芯电缆的电阻、电抗值，查表得： R 2’=0.683欧姆/千米 X 2’=0.084欧姆/千米 保护装置的可靠动作系统 根据公式2反向计算从1#负荷中心（TS1281）至梭车处的最长距离L2=800米。 二）低压电网的允许电压损失校验 1、允许压降计算 采掘工作面设备正常运行电压损失不超过额定电压的10%，允许 电压损失计算公式； e e y U E U 9.02-=?
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
煤矿供电设计计算 煤矿供电设计计算 一、供电方案：见供电系统示意图 二、变压器选型计算 1﹑负荷统计与变压器的选择（动力）： ⑴﹑负荷统计表 负荷名称安装台数安装容量额定电压额定电流功率因数需用系数备注 刮板输送机3 55KW 660V 56.6 0.85 0.5 皮带1 55KW 660V 56.6 0.85 0.5 （2）﹑变压器容量的选择： 变压器视在功率：S=∑Pe×Kx/cos￠ =732.4×0.5/0.85 =430.82KV A 所选变压器为一台KSGB-500/6进行供电，满足要求。 式中：∑Pe—所有设备的额定功率之和：732.4KW cosφ—平均功率因数：0.85 Pn.max—该组用电设备中最大一台电动机的额定功率,55KW; ∑Pn—该组用电设备的额定功率之和,183.4KW; Kx—需用系数：K x=0.286+0.714×Pn.max/∑Pn =0.286+0.714×55/183.4 =0.5
2﹑负荷统计与变压器的选择（主风机） ⑴﹑负荷统计表 序号负荷名称安装台数安装容量额定电压额定电流功率因数需用系数备注 1 风机（主）1台2×30KW 660V 69A 0.85 1 2 风机（其它）1台60KW 660V 69A 0.85 1 单台 （2）﹑变压器容量的选择： 变压器视在功率：S=∑Pe×Kx/cos￠ =240×1/0.85 =282.35KV A ∑Pe—所有设备的额定功率之和：282.35KW 所选变压器为：KSGB- 315/6 一台，满足要求。 需用系数（Kx）：K x=1 ⑶﹑平均功率因数(cosφ)：0.85 三、电缆的选择： 1﹑馈电开关（1#）到（8#）开关 ①按长时允许电流选择电缆 A 选用MYP3×70+1×25电缆,70mm2电缆长时容许电流为215A 式中: Kx—电缆线路所带负荷的需用系数,0.42; ∑Pe—电缆所带负荷的额定功率183.4KW; Ue—电缆所在电网的额定电压,660V;
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
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
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：
842综采工作面供电设计说明书 一、工作面概述 842综采工作面是西四采区8层煤的一个综采工作面，总安装长度635米，其中切眼长145米，机巷长400米，溜斜长90米。工作面支护选用ZY3800/13/28型综采支架，采煤机选用MWG-300/700WD型，工作面车选用SGZ-764/2×315型。机巷安装SDJ-150P型皮带机一台、溜斜安装SGB-80T 型刮板机一台、转载机使用SZZ-764/160 型以及WRB-400/31.5型乳化泵站、通讯控制采用KTC-2 型。移变、乳化泵站、工作面设备控制开关设备集中安设在联巷设备硐室，这样可便于检修和管理，供电电源来自西四上部变电所。 二、移变容量计算 1、设备负荷统计 根据设备选型，负荷统计结果如下： 本系统供电设备额定功率之和为： ∑P=700＋160＋250＋110＋2×315＋2×75＋2×55＋2×55=2220KW 2、移变容量计算与选择 采区供电一般采用需用系数法，因自移支架且设备按一定顺序起动，故需
用系数为： 589.02220 700 6.04.06.04.0max =?+=∑? +=e X P P K 查表综采面加权平均功率因数cos Ψdj 取0.7。 因此移变容量计算为： KVA P K S dj e X B 97.18677 .02220589.0cos =?=ψ∑?= 2、移变选择： 根据以上计算，选用两台移变负责该面供电，1140V 系统采用一台KSGZY-800/6型矿用移动变电站分别对转载机、破碎机、机巷刮板机、机巷皮带、溜斜刮板机进行供电。3300V 系统采用一台KSGZY-1600/6型矿用移动变电站对工作面输送机、乳化泵、采煤机进行供电。 容量验算如下： 1#移变KSGZY-800/6型(6/1.14KV)： 设备总功率：∑Pe=640KW 查表K X 取0.5，cosP dj 取0.7 故移变容量计算为：KVA P K S dj e X B 14.4577 .0640 5.0cos =?=ψ∑?= 因S B 457.14KV A ＜Se=800KV A ，该移变选择符合要求。 2#移变KSGZY-1600/6型(6/3.3KV): 需用系数：666.01580 700 6.04.06.04.0max =?+=∑? +=e X P P K 设备总功率：∑P =700＋250＋2×315=1580KW 故移变容量为 KVA P K S dj e X B 86.15027 .01580 666.0cos =?=ψ∑?=
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
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
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。
贵州五轮山煤业有限公司1803综采工作面供电设计 编制人： 编制单位：综采办公室 编制时间：
审批人员签字 调度室：年月日技术部：年月日安监部：年月日机电部：年月日综采办：年月日副总工程师：年月日批准人：年月日
一、概述 1803工作面为走向长壁俯斜开采，运输顺槽平均坡度13°，最大坡度20°。采用固定、加移动电站方式布置，先期布置到1803运顺切眼以外100米处，以后设备列车通过JSDB-10型回柱绞车进行整体移动式下放，采用40T链条配合卡轨器分别固定到轨道上，三台移动变压器、2台乳化泵、2台喷雾泵及泵箱固定在8煤集中运输巷（1803运顺开口位置）。后期回采过程中，采用JSDB-10回柱绞车分次下放设备列车，直到工作面停采线以外。 二、供电系统 1）供电系统回路如下： 1、井下中央变电所—+1330m水平轨道大巷—8煤辅运巷—8煤集中运输巷—（10KV）移动变电站(1140V)—1803运输顺槽—组合开关—工作面设备。 2、工作面运顺胶带输送机供电由井下机车充电硐室单独敷设一条电缆。其供电回路为：井下机车充电硐室—+1330m水平轨道大巷—8煤辅运巷—8煤集中运输巷—1803运输顺槽胶带输送机 2）1803工作面综采设备装机总容量为2281KW，分为3台移动变电站供电。其中： 1#移动变电站设备总功率：1226KW。 2#移动变电站设备总功率：835KW。 3#移动变电站设备总功率：220KW 三、负荷统计及分配 （1）设备负荷统计表
（2）负荷分配情况 根据变压器容量，台数及设备的功率，大致分组如下： 1.KBSGZY—1600移动变电站 ●MG300/701－WD 采煤机 P e=2×300+2×45+11=701kw ●GRB315/ 1#乳化泵 P e=200kw ●KPB315/16 1#喷雾泵 P e=125kw ●SZZ764/200 转载机 P e=200KW ΣP=1226KW 2.KBSGZY—1000移动变电站 ●SGZ764/400 刮板输送机 P e=2×200=400KW ●PLM1000 破碎机 P e=110 kw ●GRB315/ 2#乳化泵 P e=200 kw ●KPB315/16 2#喷雾泵 P e=125kw ΣP=835KW 3.BSGZY—500移动变电站 ●DSJ80/40/2X55 皮带运输机 P e=55kw ●JSDB-8 涨紧绞车 P e= ●JSDB-8 涨紧绞车 P e= ΣP=235KW （3）变压器容量的验算 根据公式 S bj =K X ×ΣP/ COSφpj 式中， S bj ——所计算负荷总视在功率， KVA K X ——需用系数， K X =+∑Pe P S ——变压器所带负荷中最大电动机的功率，KW ∑Pe——变压器所带设备电动机的总功率， KW COSφ——变压器所带设备电力负荷的加权平均功率因数，取COSφpj=
矿井设计 综采工作面远距离供电供液系统设计与应用 李占平 （天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京100013） ［摘要］结合清塬煤矿首采工作面两巷断面特点，设计采用远距离供电供液方案，通过技术 论证、计算和实践，证明了其可行性。该项目对复杂地质条件下实现工作面的远距离供电供液具有很好的参考价值。 ［关键词］ 综采工作面；远距离供电；远距离供液；压降 ［中图分类号］TD611 ［文献标识码］B ［文章编号］1006-6225（2012）03-0028-02Design and Application of Long-distance Power Supply and Feed Liquid System in Full-mechanized Mining Face ［收稿日期］2012－02－03 ［作者简介］李占平（1978－），男，河南焦作人，工程师，主要从事煤矿供电系统的设计与研究工作。 陕西省旬邑县清塬煤矿属技改矿井，设计在4－2 号煤层中布置一个长壁工作面，采用综合机械 化采煤。首采42101工作面走向长850m ，倾斜长120m ，采高1.5 2.4m ，煤厚变化较大，两巷沿煤层掘进，底板起伏较大（最大倾角21?，落差50m ），且顶板压力大，来压速度快，造成两巷断面严重变形，大大减小了两巷断面。如果采用近距离供电供液方式，会出现以下问题： （1）拉移变电站的过程中，危险性增加由于两巷底板起伏大，极可能发生变电站断绳跑车或翻车事故，危及设备和人员安全。 （2）工人工作量增大由于变电站列车经常移动，必须随移动变电站列车挪移电缆及供水、供液管路，增大了工人的工作量。 （3）对复杂巷道条件的适应能力较差 由于 巷道变形严重，有时需要扩帮、卧底 ［1－2］ 。为了解决这一难题，打破传统的工作面移动变 电站布置方式，由集中布置改变为分离远距离布置。即将移动变电站、乳化液泵及泵箱一次性地移出工作面，布置在运顺外端联络巷内；控制工作面采煤机、刮板输送机、转载机和破碎机的组合开关，工作面通信、控制主机、工作面照明开关等布置在转载机落地段上，随转载机一同推移。1远距离供电供液技术需要解决的问题1.1 工作面配套设备 工作面配套选用ZY4000/13/29型液压支架、MG250/556－WD1型采煤机、SGZ730/2?132型刮板输送机、SZZ730/132型转载机、PLM1000破碎 机、BRW315/31.5型乳化液泵站、BPW315/12.5型喷雾泵站和DSJ100/2?90型两巷胶带输送机等设备。 1.2远距离供电供液技术难题 煤矿综采工作面供电系统必须保证电压稳定，各项保护齐全，电流整定正确合理，确保安全生产。正常运行时供电网络的实际电压损失必须小于网络所允许的电压损失。乳化液泵和喷雾泵的流量和压力损失应符合要求，满足支架和采煤机等设备的正常使用。因此，工作面远距离供电、供液必须解决以下问题： （1）远距离供电线路长、线路压降大、线损大，因此必须优化工作面供电方案，选用合适的变压器、电缆等，确保整个供电系统的电压损失控制在允许范围以内，保证工作面设备的正常运行。 （2）将控制工作面内设备启停的启动器、控制主机等与变压器、泵站分离后，将电站、泵站移出工作面，供电供液线路加长，因此必须采用新型的启停设备和控制器。要求启停设备和控制器体积小，便于搬移和放置，保护功能完善，能及时发现故障隐患、及时采取措施避免设备损坏，并能实现自动化控制。 （3）远距离供液距离长、管路压力损失大，因此必须对液压系统进行优化，最大限度地降低管路压力损失，提高管路在长期长距离高压供液过程中的可靠性。2 远距离供电系统设计 根据42101综采工作面采煤设备负荷统计，选 8 2第17卷第3期（总第106期） 2012年6月煤矿开采Coal mining Technology Vo1.17No.3（Series No.106） June 2012 DOI:10.13532/https://www.doczj.com/doc/8511786587.html,11-3677/td.2012.03.010
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 。
井下其它用电设备需用系数及平均功率因数表
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。
综采工作面远距离供电的设计及应用探究 摘要：当前，随着开采力度的加大，矿井的深度越来越深，巷道容易变形，而通风断面和人性通道均依靠扩修来保证，使得开采工作的难度也越来越大。本篇文章综合介绍综采工作面远距离供电的设计，旨在为综采工作面远距离供电的实现提供参考和依照。 关键词：综采工作面；远距离供电；设计 近年来，随着经济的发展，科学技术水平得到了极大的提高，综采工作面也得到了极大的发展，综采工作越来越机械化、大型化、专业化，伴随着综采设备使用，对大型电站设备提出了更高的要求，给移动电站系统提出了更大的挑战。同时，综采设备在工作期间会产生大量的热量，常给井下工作带来不便，然而电站会在一定程度上占据巷道空间，影响巷道的支护等，若想解决这一系列问题，必须采用远距离供电系统。 一、综采工作面当前供电系统设计 当前，综采设备功率较高，耗电量大，常采用移动变电站进行供电，主要有三种方式。第一种是将移动变电站设计在综采工作面下顺槽中的运输巷内，然后在可伸缩胶带输送机一侧铺设一条专供移动变电站及工作面配电点和乳化液泵站等设备装置的平移轨道，虽然设备在工作时能够随意移动，但这种方式存在一定的不足，其要求巷道断面较宽，所需要的支护成本较高。第二种是将移动变电站、工作面配电点及泵站均设置在单独的辅助巷道内，每隔一定距离用横川与运输巷相连，这种方式解决了第一种方式的不足，但却由于需要铺设运输巷和横川，综合起来，没有第一种方式好。第三种方式是把移动变电站安装在远离综采区的地方，和第一种方式相比，减少了巷道截面，支护成本低，维护的时候也较为方便，但由于变电站距离综采区较远，电缆压浆损失等较大。所有，若想获得最为
第一章电气 第一节供电电源 一、地方及矿区电力系统现状 山西煤炭运销集团张家湾煤业有限公司井田位于该矿位于大同市南郊区云岗镇白庙村西十里河北岸，行政隶属大同市新荣区上深涧乡管辖。该煤业有限公司当前供电源实际情况为：于该矿办公楼附近建有一座10kV变电所，其两回供电电源采用10kV 架空线，一回引自吴官屯35kV变电站10kV母线，供电距离9.5km，架空导线选用LGJ-70mm2；另一回引自上深涧35kV变电站10kV母线，供电距离8km，架空导线选用LGJ-70mm2。变电所安装S9-1000/10/6kV 1000kVA变压器2台，采用一用一备运行方式。 本矿周围电源情况： 于本矿东北面大约8km的上深涧乡建有1座35kV变电站，该变电站装有两台6.3MVA主变压器，配有10kV出线间隔，负荷率为40%；于本矿正东大约9.5km的吴官屯建有1座35kV变电站，该变电站装有两台6.3MVA主变压器，配有10kV出线间隔，负荷率为40%； 综上周围电源情况分析，矿井电源可靠，供电质量有保证；完全能够满足本矿生产生活供电的需要。 二、矿井供电电源 该矿现有10kV变电所设施已不满足本矿供电要求，考虑本矿的用电负荷大小、线路长度、允许电压损失等条件并结合矿井负荷地理分布和矿井周围电源情况，根据电力系统规划，本设计对该矿10kV变电所进行升级改造。该变电站两回电源分别为：其两回供电电源仍采用10kV架空线，一回引自吴官屯35kV变电站10kV母线，供电距离
9.5km，架空导线改用LGJ-185mm2；另一回引自上深涧35kV变电站10kV母线，供电距离8km，架空导线改用LGJ-185mm2。两回电源一回工作，另一回带电备用，完全能够满足本矿在供电安全性、可靠性、供电容量等方面的要求，矿井两回电源线路均为专线，严禁装设负荷定量器。 地区电力系统地理接线示意图见图11-1-1。 第二节电力负荷 本矿设备在矿井最大涌水时，经负荷统计计算电力负荷为： 矿井用电设备总台数： 149台 矿井用电设备工作台数： 118台 矿井用电设备总容量： 4216.8kW 矿井用电设备工作容量： 3462.75kW 补偿前矿井计算有功功率： 2438.31kW 补偿前矿井计算无功功率： 2223.33kVar 补偿前矿井计算视在容量： 3299.79kVA 补偿前矿井自然功率因数： 0.70 10kV母线补偿用电容器容量： 1500kVar 补偿后折算至10kV侧计算有功功率： 2438.31kW 补偿后折算至10kV侧计算无功功率： 723.33kVar 补偿后折算至10kV侧计算视在容量： 2543.34kVA 补偿后矿井功率因数： 0.96 全矿年耗电量： 755×104 kWh 吨煤电耗： 25.17kWh 具体电力负荷统计见表11-2-1。 变压器选择见表11-2-2。
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
. . . . 辽源职业技术学院 煤矿机电设备选型设计题目：综采工作面供电系统设计 .. .. ..
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日