1、煤矿高压供电设计

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GB50417-20072007—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。

一、负荷计算与变压器选择工作面电力负荷计算是选择变压器和移动变电站台数、容量的依据，也是配电网络计算的依据之一。

1、负荷统计按表1-1内容，把工作面的每一种负荷进行统计。

平均功率因数计算公式：eneeen eneeeepj PPP PPP++++++=...cos ...coscoscos212211ϕϕϕϕ加权平均效率计算公式：eneeen eneeeepj PPP PPP++++++=......2 12211ηηηη注：负荷统计表的设计参考北京博超公司的负荷统计表的设计2、负荷计算1）变压器需用容量b S 计算值为：pjexb PK S ϕcos ∑=()KVA2）单体支架各用电设备无一定顺序起动的一般机组工作面，按下式计算需用系数：∑+=ex P P K max714.0286.03）自移式支架，各用电设备按一定顺序起动的机械化采煤工作面，按下式计算需用系数：∑+=ex P P K max6.04.0max P ——最大一台电动机功率，kw 。

二、高压电缆选择计算和校验1、按长时负荷电流选择电缆截面长时负荷电流计算方法：pjpj e xe gU k P I ηϕcos 3103⨯⋅=∑∑eP ——高压电缆所带的设备额定功率之和kw ；（见变压器负荷统计中的结果） x k ——需用系数；计算和选取方法同前。

（见变压器负荷统计中的结果）e U ——高压电缆额定电压(V) V 10000、V 6000；pj ϕcos ——加权平均功率因数； （见变压器负荷统计中的结果）pj η——加权平均效率。

0.8-0.92、电缆截面的选择选择要求是：g y I KI ≥―> 长时最大允许负荷电流应满足： KI I g y≥，初步筛选出符合条件的电缆g I ——电缆的工作电流计算值，A ；y I ——环境温度为C o 25时电缆长时允许负荷电流，A ；K ——环境温度校正系数。

不同环境温度下的电缆载流量修正系数K3、按经济电流密度选择高压电缆截面jg j I n I A ⋅=j I ——经济电流密度； n ——同时工作电缆的根数。

煤矿高压供电设计报告项目背景煤炭作为我国主要能源来源，煤矿的生产活动一直是我国经济发展中关键的一部分。

为了满足煤矿生产所需的电力需求，高压供电系统的建设成为必要的举措。

本报告旨在详细介绍煤矿高压供电设计方案，以确保电力供应的安全、稳定和高效。

设计目标本项目的设计目标是为煤矿提供持续稳定的高压电力供应，满足煤矿的日常生产活动，并可应对突发的电力需求增加。

具体设计要求如下：1. 供电系统的安全性高，能够保证工作人员和设备的安全。

2. 电力供应的可靠性强，能够在任何情况下保持连续供电。

3. 供电系统具备灵活性，能够根据煤矿的需求进行扩容。

4. 供电系统的成本低，具备经济性。

5. 供电系统的能效高，降低能源消耗和环境污染。

设计方案根据以上设计目标，本项目的高压供电系统将采用以下设计方案：1. 高压配电网设计：我们将建设一套高压配电网，包括主线路、支线路和终端线路。

主要设备包括高压开关设备、变压器、电缆、开关柜等，以确保电力供应的可靠性和安全性。

2. 安全措施：为保障工作人员和设备的安全，我们将在配电网关键节点设置监测装置，及时发现故障并采取相应措施。

此外，还会配备灭火设备，确保供电设备在发生故障时能够及时得到处理。

3. 自动化系统：我们将引入自动化控制系统，实现对供电系统的智能化管理。

通过监控、数据采集、故障诊断等功能，提高供电系统的运行效率和可靠性。

4. 扩容计划：为了适应煤矿产能的增长，我们将提出一套供电系统扩容计划。

根据煤矿的需求，逐步增加配电设备，保证供电系统的稳定运行。

5. 可再生能源利用：考虑到环境保护和能源消耗问题，我们将积极推广可再生能源的利用。

在设计中考虑将太阳能、风能等可再生能源纳入供电系统中，降低对传统能源的依赖。

设计实施为确保设计方案能够顺利实施，我们将采取以下措施：1. 队伍组建：成立一支专业的设计团队，负责供电系统的设计、施工和调试工作。

该团队由电气工程师、土木工程师等相关人员组成，具备相关经验和技能。

煤矿井下高压供电系统煤矿井下高压供电线路已深入到各个采、掘负荷中心。

其供电是否安全可靠，不仅影响产量，而且影响工程进度，因此煤矿井下高压供电可靠运行在矿井供电中有很重要的地位。

煤矿井下高压供电可靠运行不仅与系统本身设计有关，还与组成系统每一组件的安全可靠性有关，因为构成煤矿井下高压供电系统中各种设备只要一个出现故障，整个系统就会终止运行。

因此不仅要关心系统本身的设计还要在设备易出故障的薄弱环节出现故障前进行预防、检修、更换。

一般煤矿井下高压供电系统常出现的问题有以下几种：（一）高压线路故障由于煤矿井下环境的原因比较复杂，煤矿井下高压供电系统中电缆线成为安全可靠性的薄弱的环节。

首先，高压铠装电缆外层钢带或钢丝铠装层由于潮湿很容易锈蚀；其次，如果运输大巷到采掘负荷中心对空间小，高压电缆在巷道内运输时就很容易刮破、挤坏，高压屏蔽电缆也容易被扎，从而造成高压停电事故；再次，高压电缆长时间处于过载状态，也很容易出现事故；最后，单相接地会使另两相对地电压升高，严重影响煤矿井下高压供电系统的可靠性。

为了避免事故的发生，提高高压线路的可靠性，在固定场所铺设电缆时，应选择聚氯乙烯绝缘电缆、聚氯乙烯绝缘铠装电缆、交联聚乙烯电缆、交联聚乙烯护套钢丝铠装电缆或其它新型高绝缘电缆。

并且在选用电缆时必须保证载流量满足现有设备要求，并留有一定的富余系数。

（二）高压防爆开关故障虽然煤矿井下矿用一般型高压防爆开关等都具有高压漏电和绝缘监视保护功能，但由于变压器高、低压侧腔体的盖没有有效的连锁保护装置，使得高压开关与分立的变压器、低压馈电开关之间的保护不能形成有效的配合，致使高压开关失去了应有的保护功能，因此会出现漏电、过流和短路等问题；另外，高压负荷开关触头接触不良，产生弧光或放电，与高压负荷开关带载停送移动变电站，也会导致高压断电事故。

为加强煤矿井下高压防爆开关的安全可靠性，我们在选择高压开关时，其断流容量不得小于变电所母线上的实际短路容量。

煤矿井下供电设计规范 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】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GB50417-20072007—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....、.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。

中华人民共和国煤炭工业部煤矿井下供电设计技术规定（试行）北京1 9 8 5中华人民共和国煤炭工业部煤矿井下供电设计技术规定（试行）主编单位：武汉煤矿设计研究院批准单位：煤炭工业部基建司试行日期：1985年9月1日北京1 9 8 5目录第一章总则…………………………………………………………第二章井下负荷与供配电电压……………………………………第三章井下电力负荷计算…………………………………………第四章下井电缆……………………………………………………第一节下井电缆的回路数……………………………………第二节下井电缆类型…………………………………………第三节下井电缆安装及长度计算…………………………第四节下井电缆截面…………………………………………第五章井下主变电所………………………………………………第一节硐室位置及设备布置…………………………………第二节设备选型及主接线方式……………………………第六章采区供电……………………………………………………第一节采区变电所……………………………………………第二节移动变电站……………………………………………第三节采区低压网络…………………………………………第七章保护装置……………………………………………………第八章照明…………………………………………………………第一章总则第1.0.1条本规定适用于年产煤炭30万吨以上（不包含30万吨/年）新建矿井的井下供电设计。

对于改建、扩建及建井过程中的临时工程和年产30万吨及以下的矿井，可参照执行。

第1.0.2条本规定若与《煤矿安全规程》、《煤炭工业设计规范》相抵触时，应按《煤矿安全规定》、《煤炭工业设计规范》的规定执行。

第1.0.3条煤矿井下供电设计，必须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，择优采用。

第1.0.4条应积极采用业经试验鉴定，并经主管部门批准的新技术、新设备、新器材，设备选型，一般采用定型成套设备。

煤矿综采工作面供电设计说明一、供电系统的分类根据煤矿综采工作面的情况和电压等级，供电系统可以分为高压供电系统和低压供电系统两部分。

1.高压供电系统：2.低压供电系统：低压供电系统主要为井下照明、通风、监控等非主要设备供电。

具体包括配电箱、照明灯具、电缆桥架、插座等。

二、供电系统的设计原则供电系统的设计应遵循以下原则：1.安全可靠：供电系统设计应满足国家相关安全规定，确保供电设备在运行过程中不发生故障，且能够及时发现和排除隐患。

2.合理高效：供电系统设计应根据工作面的实际情况，满足设备运行所需的电能供应，降低能耗，提高供电的效率和质量。

3.经济合理：供电系统的设计应充分考虑成本问题，根据实际需要进行合理配置，避免不必要的浪费。

三、供电系统的具体设计要点1.高压供电系统设计要点：(1)变电站的选择：变电站应选择可靠性高、运行安全稳定的设备，具备过流、过压、短路等保护功能。

(2)高压开关柜的选型：高压开关柜应满足可靠性高、操作简便、经济合理的要求，具备过流、短路等继电保护功能。

(3)高压电缆敷设：应选择符合国家标准的高压电缆，并进行正确敷设，保证电缆的绝缘完好性和安全可靠性。

2.低压供电系统设计要点：(1)配电箱的选型：配电箱应选择品牌可靠、结构合理的产品，具备过载保护、漏电保护等功能。

(2)电缆的选择：应选择符合国家标准的低压电缆，并进行正确敷设和维护，保证电缆的安全可靠性。

(3)照明设计：应根据工作面的具体情况，合理选用照明灯具，并进行合理布局，保证工作面的照明质量，提高工作面的安全性。

四、供电系统的检验和维护程序1.定期检测：供电系统应定期进行综合性能和安全性能的检查，排除存在的故障和隐患。

2.配电设备的定期维护：配电设备应进行定期的保养和维修，并进行记录，以保证设备的安全可靠性。

3.灯具的定期更换：照明灯具应定期进行检查和更换，保证井下的照明质量。

总之，煤矿综采工作面供电设计是煤矿安全生产中的重要环节，其合理的设计能够保证设备的安全高效运行，并提高煤矿的开采效率和安全性。

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 ＝djK P xe φcos ∙∑（KVA ） （煤矿电工手册—矿井供电（下）式10-3-1 ）∑⨯+=eX 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）)cos cos (%φφβx r b U U U +=（煤矿电工手册—矿井供电（下）式10-5-7 ）100%2b eb U U U =∆ （煤矿电工手册—矿井供电（下）式10-5-8 ） 式中：β——变压器的负荷系数，eeI I 2=β Ie ——正常运行时，变压器低压侧的负荷电流，A ； I2e ——变压器低压侧的额定电流，A ；Ur ——变压器在额定负荷时变压器中的电阻压降百分，%10NTNTr S P U ⨯∆=NT P ∆——变压器短路损耗，W ；S NT ——额定容量，KVAU X ——在额定负荷时变压器中的电抗压降百分数，Us ——变压器阻抗电压百分数Φc o s Φsin ——变压器负荷中的功率因数及相对应的正弦值；U2e ——变压器二次侧额定电压，V ；电缆截面的选择22)()(r S X U U U -=一、高压电缆的选择与检验1、按允许持续电流校核。

刍议煤矿井下高压供电保护整定分析及应用摘要：随着我们国家电子技术的飞速发展，供电系统中的继电保护装置不断更新，煤矿井下继电保护装置目前存在许多不良之处。

煤矿井下高压供电保护整定计算方法存在着一些问题，因此，对煤矿井下高压电源保护整定计算方法的研究具有重要意义。

结合相关煤炭企业的实际经验，本文从保护理论出发，分析了井下高压供电保护整定分析的一些方法，并对煤矿供电网继电保护的优化问题进行了探讨。

关键词：煤矿井下；高压供电；保护整定1高压供电保护概述1.1 矿井高压供电系统高压供电是指通过高压输配电装置向用户安全、可靠、连续、合格地供电。

在煤矿井下作业中，高压供电系统是保证各种地下设备和系统正常运行的关键。

煤矿行业是高风险行业，安全是煤矿生产工作的首要任务。

井下高压供电系统的保护是煤矿安全的重要组成部分，对矿井各安全生产子系统的正常运行起着非常重要的作用。

主要高压供电设备由隔离高压线柜、高压线柜、测量柜、变压器柜、母线柜、连接隔离柜、联络柜、互投柜、PT（电压互感器）柜、中央屏信号、直流电流互感器设备、避雷设施（防雷器件）、接地闸刀、高压母线、继电保护装置以及变压器保护装置等等；变电设备主要由不同电压等级、不同容量的电力变压器组成。

1.2 高压供电保护功能高压供电系统采用多种保护功能，保证了矿井高压供电系统的安全可靠运行。

高压电源的保护功能主要包括以下几类：短路保护：主要有三相三级电流保护（分段速断、限时速断、过流反时限），包括低压闭锁功能。

限时保护：当变压器、电动机或其他负载在供电系统中发生不间断过载时，将运行时间累计为过载功率，以实现对过流的限时保护。

有三种类型的时间限制：一般时间限制、非常时间限制和极端时间限制。

漏电保护：零序电压闭锁方向漏电保护。

电缆绝缘监测和保护：用于高压开关电源负载侧的电缆绝缘监测和保护。

低压保护：当电网输入电压不足时，进行保护动作。

过电压保护：当电网输入电压过高时，进行保护动作。

1．矿山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、经济、合理地供电，确保安全和生产的需要，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。

1.1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《煤矿生产安全规程》的有关规定进行供电，确保安全生产。

1.2供电可靠供电可靠就是要求供电具有连续可靠性。

供电中断时不仅会影响矿井的原煤产量，而且可能损坏设备，甚至发生人身事故和造成矿井的破坏。

例如煤矿井下的空气中含有瓦斯气体，并且有水不断涌出，突然停电，将会使排水和通风设备停止运转，可能造成水淹矿井，工作人员窒息死亡或引起瓦斯、煤尘爆炸，危及矿井和人身安全。

因此，对煤矿中的重要用电设备，要求采用两个独立电源的双回路或环式供电方式，两路电源线路互为备用，当一路电源线路故障或停电检修时，则由另一路电源线路继续供电，以保证供电的连续可靠性。

1.3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。

衡量供电质量高低的技术指标是频率的稳定性和电压的偏移。

交流电的频率对交流电动机的性能有着直接的影响，频率的变动会影响交流电动机的转速。

按照《电力工业技术管理法规》规定，对于额定频率为50Hz的工业用交流电，其频率相对于额定值的偏差不允许超过±0.2~±0.5Hz，即为频率偏差不得大于±0.4~±1％。

电压偏移是衡量供电质量的又一重要指标。

所谓电压偏移，是指用电设备在运行中，实际的端电压与其额定电压的偏差。

用电设备对—定范围内的电压偏移具行适应能力，但随着电压偏移的增大，用电设备的性能将会恶化，严重时会造成设备的损坏。

例如，白炽灯在超过额定电压5％的电压下工作时．其工作寿命将缩短一半；因此．我国对用电设备电压偏移的允许值做了具体的规定，例如电动机的电压偏移不允许超过其额定电压的±5％，白炽灯的电压偏移不允许越过其额定值的+3％ -2.5％。