煤矿供配电系统
前言
目前，电力已经被广泛应用于社会的各个领域。随着电力在国民经济和人们日常生活中的作用越来越重要，电力的安全、经济输送成了人们研究的一个重要课题。在我国，由于历史诸方面的原因，目前越来越多的出现某地某个电力系统面临着因用电负荷的快速大量增加而不能安全经济运行的局面。对存在类似这样的问题的供电系统进行合理的技术改造成了许多电力部门亟需解决的问题。本人不揣浅陋，在邹老师的指导下，通过对这一问题的研究，完成了本毕业设计。
本毕业设计针对义（马）煤（业）集团新安煤矿供电系统存在的问题，提供了两种可供选择的技术改造方案，并对两种方案分别进行阐述和简单的对比。然后主要针对第二种方案展开技术论证。通过大量的相关技术参数的计算，内容翔实的方法论证和校验，可以证明第二种方案从技术上讲是完全可行的，它又能从根本上解决现有供电系统存在的问题。通过上述论述和与第一种方案的综合比较，作者主要突出第二种方案技术上的优势。作者的本意就是向煤矿方面推荐作者着重论述的第二种方案，希望煤矿方面能够从长远规划出发，采用第二种方案。
限于作者的水平十分有限，再加上时间仓促，本毕业设计种难免出现不严密之处或这样那样的错误，恳请各位老师批评指正。
1 概述
要搞好这个设计题目，必须首先对供电系统中的某些知识有一个总体的了解，现简单介绍如下。
1.1 《煤矿安全规程》中的有关规定
第441条矿井应有两回路电源线路，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。年产60000t以下的矿井采用单回路供电时，必须有备用电源；备用电源的容量必须满足通风、排水、提升等的要求。
矿井的两回路电源线路上都不得分接任何负荷。
正常情况下，矿井电源应采用分裂运行方式，一回路运行时另一回路必须带电备用，以保证供电的连续性。
10kV及其以下的矿井架空电源线路不得共杆架设。
矿井电源线路上严禁装设负荷定容量。
第442条对井下各水平中央变（配）电所主排水泵房和下山开采的采区排水泵房供电的线路，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。
主要通风机、提升人员的上井绞车、抽放瓦斯泵等主要设备，应各有两回路直接由变（配）电所馈出的供电线路；受条件限制时，其中的一回路可引自上述同种设备房的配电装置。
本条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。
本条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能的备用电源。
1.2 供电系统的要求
1.2.1 一般用户对供电的要求
保证供电安全可靠：
安全是指不发生人身触电事故和因电气故障而引起的爆炸、火灾等重
大灾害事故。尤其是在一些高粉尘、高湿、有易爆、有害气体的特殊环境中，为确保供电安全，必须采取防触电、防爆、防潮、抗腐蚀等一系列技术措施，正确选用电气设备、拟定供电方案，并设置继电保护，使之不易发生电气事故，一旦发生，也能迅速切断电源，防止事故的扩大并避免人员的伤亡。
供电的可靠性是指供电系统不间断供电的可能程度。为了保证供电系统的可靠性，必须保证系统中各电气设备、线路的可靠运行，为此应经常对设备、线路进行监视、维护，定期进行实验和检修，使之处于完好的运行状态。此外，对一、二级负荷采用两独立电源或双回路供电，则是最重要的设计措施之一。
保证供电电能质量：
对于用户，良好的电能质量是指电压偏移不超过额定电压的±5%。频率偏移不超过±0.2～0.5Hz，正弦交流的波形畸变极限值在3%～5%的允许范围之内。在电能的质量指标中，除频率一项用户不能控外，其余两项指标都可以在供电部门和用户的共同努力下，采用各种技术措施加以改善并达到允许范围之内。
保证供电系统的经济性：
该项要求供电系统的一次投资要少，运行费用要低。在满足前两项要求的前题下，尽可能节约电能和减少有色金属的消耗。
总之，要在保证安全可靠的前题下，使用户得到具有良好质量的电能，并且在保证技术经济合理的同时，使供电系统结构简单、操作灵活、便于安装和维护。
1.2.2 矿区供电的一规定
矿区总体供电应根据煤炭系统电力负荷的分布和发展情况，结合地区电力规划，照顾当地农用和其他需要，合理确定供电电源、电压等级、供电系统和建设顺序。供电系统应有利于分期建设，不建或少建临时工程。
供电系统采用6、35千伏及以上电压，当两种电压的技术经济比较相
差不多时，宜采用较高电压方案。在10千伏系统已经形成的矿区，经技术经济比较，宜可采用10千伏供电。
矿区电源一般取自电力系统，确有技术经济根据时，可建自备电场。
每一矿井应有两回电源线路，当任一回发生故障停止供电时，另一回应能担负矿井全部负荷。矿井的两回电源线路上，都不得分接任何负荷；特殊情况，经省（区）煤炭局批准，其中一回可不在此限。
由两回及以上线路供电时，其中一回停止运行，其余线路对矿井、露天应保证全部负荷，对其他用电单位应保证其全部负荷的75%。
矿区或大型矿井变电所的数量、容量和所址位置的选择，除应接近负荷中心，便于进出线、有发展余地、不占或少占用农田、地形地质条件适宜尽量不压资源；运输、通讯、给水、采暖方便等条件外；尚应考虑分期建设、投资效果与矿区总体供电系统一起经方案比较后确定。
矿区和主要企业送电线路的导线均应按经济电流密度选择，按允许电压损失及允许载流量的条件验算。
矿区变电所主变压气一般选用两台。当一台停止运行时，尚应保证安全和原煤碳生产用电负荷，且不小于全部负荷的75%。
对于经过审定的矿区逐年用电负荷发展计划，矿区供电系统分期建设规模等各项原则方案，必须与当地电力部门密切联系，共同协商，并进量取得协商纪要或书面协议。
1.3 架空导线截面的选择校验
架空导线截面的选择对电网的技术、经济性能影响很大，在选择导线截面时，既要保证工矿企业供电的安全与可靠，又要充分利用导线的负荷能力。因此，只有综合考虑技术、经济效益，才能选出合理的导线截面。
1.3.1 高压架空线路截面选择计算
1.3.1.1 按长时允许电流选择导线截面
电流通过导线将使导线发热，从而使其温度升高。当通过电流超过其允许电流时，将使导线过热，严重时将烧毁导线，或引起火灾和其他事故。为了保证架空线路安全可靠地运行，导线温度应限制在一定的允许范围。
为此，通过导线的电流必须受到限制，保证导线的温度不超出允许范围。选择导线截面应使线路长时最大工作电流I ca （包括故障情况）不大于导线的长时允许电流I ac ，即
I ac ≥I ca
裸导体的长时允许电流如表1－1所示。
表1－1
一般决定导线允许载流量时，周围环境温度均取+25℃作为标准，当周围空气温度不是+25℃，而是θ′0时，导线的长时允许电流应按下式修正：
K I I I ac m m ac
al =-'-=0
θθθθ (1－1)
式中 I al ——环境温度为θ′
0时的长时允许电流，A ； I ac ——环境温度为θ０时的长时允许电流，A ； θ′0——实际环境温度，℃； θ０——标准环境温度，℃；
θm ——导线最高允许温度，℃；
Ｋ——称为电流修正系数。
现在我们根据上述理论计算本设计中所可能涉及到的几种截面的导线在常村煤矿的实地环境中的安全载流量。
对导线截面为70mm 2的架空线安全载流量的计算： A I al 22625
7040
70275=--?
=
对导线截面为95mm 2的架空线安全载流量的计算： A I al 274257040
70335=--?
=
对导线截面为185mm 2的架空线安全载流量的计算：
A I al 42225
7040
70515=--?
=
对导线截面为240mm 2的架空线安全载流量的计算：
A I al 500257040
70610=--?=
对导线截面为300mm 2的架空线安全载流量的计算：
A I al 57425
7040
70700=--?
=
1.4 有关电压损失的规定与计算公式
电流通过导线时，除产生电能损耗外，由于线路上有电阻和电抗，还产生电压损失等，影响电压质量。当电压损失超过一定的范围后，将使用电设备端子上的电压过低，严重地影响用电设备的正常运行。所以，要保证设备的正常运行，必须根据线路的允许电压损失来选择导线截面。
设一导线的电阻为R ，电抗为Ｘ，当电流通过导线时，使线路两端电压不等。线路的电压损失是指线路始、末两端电压的有效值之差，以U ?表示，则
U ?=1U -2U (1－2)
如以百分数表示
%100%2
1?-=
?N
U U U U (1－3)
式中
U N ——额定电压，V 。
为了保证供电质量，对各类电网规定了最大允许电压损失，见表1－2。
表1－2
电力网允许电压损失百分数
故障运行：例如双回路供电中，有一回路因故障停运，只剩另一回路运行时的情况。
在选择导线截面时，要求实际电压损失ΔＵ％不超过允许电压损失ΔＵac ％，即
ΔＵ％≤ΔＵac ％
终端负荷电压损失计算
三相对称系统的线电压损失ΔＵ为
)sin cos (3??X R I U +=? (1－4) 式中 I ——负荷电流，A ； R ——线路每相电阻，Ω；
X ——线路每相电抗，Ω；
? ——负荷的功率因数角。
用功率表示时
)(Pr 00Qx U l
U QX PR U N
N +=+=
? (1－5) 式中 P ——负荷的有功功率，KW 。
表1－3
线路供电容量与距离
2 现有高压供电系统存在的问题
义马煤业（集团）新安煤矿是具有两个综合机械化采煤工作面，现年产200万吨原煤的大型国有企业，是从原设计30万吨/年逐步增容改造为60万吨/年、90万吨/年以至于现在的200万吨/年。目前，运行中的高压供电系统是根据1988年的生产规模（～90万吨/年）设计改造并建成使用的。
15年来，随着矿井开采的延伸，产量的增大，大型千伏级综采工作面的投入，全矿总装机容量已从当时的1.25万kW增加至目前的2.3万kW，增幅近一倍，实际上年产量也增加了一倍，致使实际电力负荷亦增加了近一倍，而全矿高压供电系统除一些局部换导线的改造外，在整体上并无大的根本性的增容举措。
目前新安矿高压供电系统的突出问题是：
供电容量严重不足，造成停、限电安全隐患；
线路电压损失超标，大容量电动机起动困难；
线路电能损耗过大，6kV损耗电费近99万元。
据集团供电公司、新安矿介绍，据实地勘察朝阳变电站的运行情况和运行记录，目前已造成朝阳变电站两台35kV，6300kVA主变压器满负荷并联运行、主干下井电缆超负荷运行、井下综采工作面2×400kW、500kW电动机起动困难等不利局面。系统基本丧失备用电源容量，供电可靠性下降，已造成多次限电操作，随时有因故障而造成大面积停电的危险，整个供电状况己不能满足《煤矿安全规程》第441、442条的规定，严重影响矿井生产并产生安全隐患。
新安矿现有35/6.3kV供电系统简化图如图1-1所示。
其他
340所
防洪泵
上变
L 31 645M
150平方
L 43 150平方 2400M
L 32 645M
上变L 44 150平方
2800米L 42 50平方 3500M
150平方L 41 50平方 3500
500K W 2X 400K W
号区
1号区500K W
L 21 L G J -185 4.5K M
L 22 L G J -240 3.5K M
L 23 L G J -240 3.5K M
6300 K V A
6300 K V A
延伸至三水平2号工作面
1号工作面T 1
T 2
L 11 7.5K M L G J -70
L 12 7.5K M L G J -70
电 源 来 自 新 义 站
图1-1 新安矿现有高压供电系统图
中央变电站
2.1 35/6.3kV朝阳变电站主变容量严重不足
朝阳变电站目前装设T1，T2两台SJL1-6300/35型电力变压器，按《煤炭工业矿井设计规范》第16.1.8条的要求，其中一台主变压器应能满足全矿保安负荷与生产负荷的要求，以备一台故障或检修时，保证矿井的安全与生产负荷用电。
目前情况是，两台变压器并联运行，当达半小时以上最大负荷时，两台变压器的二次侧电流均为570A，合计为1140A，基本上为满负荷运行，据实地勘察及变电站值班人员介绍，有时实际负荷电流还突破1200A，为保证主变压器安全运行，经常对一些地面负荷采取拉闸限电措施，在此运行状况下，一旦出现一台变压器故障停运，矿井的安全与生产将没有保证。
2.2 三回6kV架空线截面不足，电压损失大
朝阳站引出四回架空线L21、L22、L23到中央变电站，按《煤矿安全规程》第441条规定任一回路应能承担中央变电站的全部负荷，据有关资料，新安矿地区年绝对最高气温为42℃，两回导线的经42℃温度修正后的安全载流量分别为422A和500A，引起线路电压损失严重超标(单回运行按560A计算已达7.9％)，导线发热，井下大容量电动机起动困难，运行时温升过高等诸多问题。
现临时采用全线两回并联运行的方法维持供电，又会产生保护动作值不易确定，保护不可靠的隐患，因而需要更换截面更大的导线。从长远看，矿井负荷还会逐年增加，很快就会突破单回6kV架空线路的输电能力极限(15MW．km)，因此，目前这种3.5～4.5km的6kV架空线输电是不符合高压深入负荷中心的供电技术原则的，用电负荷再有增加，就没有再发展的余地。
2.3 L41、L42两回路电缆线路电压损失过大
L41、L42两回路电缆型号为UGSP-3×50型高压双屏蔽电缆，由二水平中央变电所引出，长3000m至二号综采工作面，各带一台1600kVA移动变电站，额定电流（6kV）154A，最大单机容量分别为2×400kW和500kW，
满负荷运行时电流约为150A，电压损失百分数为4.7%，起动时该段线路估算最大电压损失百分数可达15%，再加上L21、L22和L23、L24的起动电压损失，即使是目前主变压器与两回下井电缆均并联运行的条件下，2×400kW电动机起动时电压损失百分数预计也会超过25%，导致起动困难，因而需要更换截面更大的电缆，必要时采用两回50mm2高压双屏蔽电缆并联供电，可将满负荷运行时的电压损失减少一半，亦可采用前2500m使用-3×150型电缆、后500m使用UGSP-3×50型电缆串联供电，可将满ZQ
20
负荷运行时的电压损失降为2.33%。
2.4 三回6kV架空线路年电能损耗大
按目前现场勘察得到的半小时实际最大负荷，在图1中，L1（常Ⅰ）电流330A，L2（常Ⅱ）电流200A，L3（常Ⅲ）电流500A，最大负荷损耗小时数取为4500（当最大负荷年利用小时T max=6000, cosφ=0.9时）时，可以算得，三条线路的年电能损耗分别为：107.84、69.3和98.28万度，合计为：275.42万度，每年需交线路损耗电费（0.51元/度）104.4万元。
2.5 其它
朝阳站35kV主结线为无母联断路器的全桥结线，运行不够灵活，倒换线路及主变压器均不方便，应考虑增设35kV母联断路器；变电所内6kV 配电装置年代日久老化，所装仪表显示不准，有的功率因数表在补偿电容器未投入时，反而指示超前；6kV进线断路器额定电流不够，配套电流互感器一次电流值也不够，影响正常的开断操作与值班记录，不利于实现变电站综合自动化。
2.6 现有供电系统全线一回运行电压损失计算
2.6.1L22<新Ⅱ线>一回运行，L23<新Ⅲ线>一回备用
?导线LGJ-240，几何均距 1.25m，电流560A，9.0
cos= (sin?=0.436)，长度3.5km。
导线电阻：R22=0.13×3.5=0.455Ω
导线电抗：X22=0.319×3.5=1.1164Ω
电压损失：
)sin cos (3222222??X R Ig U +=?
)436.04355.19.0585.0(5603?+??=
=931V
电压损失百分数
%6%.5.15%1006000931
%1006000%2222>=?=??=?U U
2.6.2 L 41（移变）
导线UGSP-50，电流150A ，6614.0sin ,75.0cos ==??，长度3km 。
导线电阻： Ω=?=236.13041241R 电线电抗： Ω=?=24.0308.041X 电压损失：
)sin cos (3414141??X R Ig U +=?
V
282)6614.024.075.0236.1(1503=?+??=
电压损失百分数
%7.4%1006000
282
%1006000%4141=?=??=
?U U 2.6.3 总的电压损失
该线6kV 至二号综采工作面移动变电站的总电压损失为：
V U U
U 12092829274122
=+=?+?=?∑
总电压损失百分数为
∑=+=?+?=?%2.20%7.4%5.15%%%4122
U U
U
此值远远超过全国供用电规则所规定的正常运行高压输与 配电两项电压损失之和不大于10%的限额。
2.6.4 35kV 架空线电压损失计算（一回使用一回备用）
导线LGJ-185，3.5km ，LGJ-70，7.5km ，电流205A （6kV 电流1140A ），
几何均距1.25m ，436.0sin ,9.0cos ??=。
导线电阻：Ω=?+?=8105.35.7432.05.3163.0R 电线电抗：Ω=?+?=8295.35.7358.05.3327.0X 电压损失：)sin cos (3??X R Ig U +=?
V
54.1810)436.08295.39.08105.3(2053=?+??=
电压损失百分数:
%2.5%10035000
54
.1810%10035000%=?=??=
?U U 2.7 现有供电系统全线并联运行电压损失计算
2.7.1 L 22与L 23并联运行
导线LGJ-240与LGJ-185并联，几何均距 1.25m ，电流700A ，
436.0sin ,9.0cos ??=，两导线的线路长均为3.5km
L 22电阻：Ω=?=5705.05.3163.022R L 22电抗：Ω=?=1445.15.3327.022X
并联运行后等效电阻，电抗 Ω=+?=2531.05705
.0455.05705.0455.02R
Ω=+?=
5651.01445
.11164.11445
.11164.12X
电压损失
)sin cos (3222??X R Ig U +=?
)436.05651.09.02531.0(7003?+??=
=574.9V
电压损失百分数
%6.9%1006000
9
.574%1006000%22=?=??=
?U U 2.7.2 L 41（移变）
导线UGSP-50，电流150A ，6614.0sin ,75.0cos ==??，长度3km 。
导线电阻： Ω=?=236.13041241R 电线电抗： Ω=?=24.0308.041X 电压损失：
)sin cos (3414141??X R Ig U +=?
V
282)6614.024.075.0236.1(1503=?+??=
电压损失百分数
%7.4%1006000
282
%1006000%4141=?=??=
?U U
2.7.3 总的电压损失
从中央变电所至2号综采面各移动变电站均为单回路供电，故不存在并联的情况，故
V U U U 9.8562829.57441
2
=+=?+?=?∑
∑?+?=?%%%41
2U U U
%7.4%6.9+= ＝14.3%>10%
由此可见，一回路供电已根本不可能，即使并联运行也满足不了国家对煤矿供电的要求。
2.8 现有供电系统架空线电能损耗及损耗电费计算
小时，小时，45006000,9.0(cos max ===τ?T 电表电费j=0.51元/度）
2.8.1 35kV 电源线路一回使用一回备用
导线LGJ-185，3.5km ，LGJ-70，7.5km ，电流205A ，（二次6kV 电流1140A ）
导线电阻：Ω=?+?=8105.35.7432.05.3163.0R
有功损耗：kW kW R I P g 4.480108105.320531033232
=???=?=?--
年损耗电费： j P A ???=?τ
万元25.11051.02.21651.045004.480=?=??=
2.8.2 新安矿6kV Ⅰ与Ⅱ、Ⅲ回架空线分裂运行 2.8.2.1 L 21(新Ⅰ线)
Ig=330A,导线 LGJ-185，长4.5km 。 导线电阻：Ω=?=7335.05.4163.021R 有功损耗：
kW
kW R I P g 63445.239107335.03303103323212
21=???=?=?--
年损耗电费：
51.0450063445.2392121??=???=?j P A τ
万元5551.084.107=?=
2.8.2.2 L 22与L 23并联运行（Ⅱ与Ⅲ回架空线）
导线LGJ-240与LGJ-185并联，几何均距 1.25m ，电流700A ，
436.0sin ,9.0cos ??=，两导线的线路长均为3.5km
L 22电阻：Ω=?=5705.05.3163.022R L 22电抗：Ω=?=1445.15.3327.022X
并联运行后等效电阻，电抗
Ω=+?=2531.05705
.0455.05705.0455.02R
Ω=+?=
5651.01445
.11164.11445
.11164.12X
有功损耗： 22P ?=32
g I 2R ×310-kW =3×2700×0.2531×310- =372.1 kW
年损耗电费：22A ?=22P ?τj =372.1×4500×0.51 =85.4×0.51=43.554万元 常村矿三回路6kV 架空线年损耗电能
∑=+=?万度24.1934.8584.107E
常村矿三回路6kV 架空线年损耗电费
∑=+=?554.98554.4355A 万元
2.8.2.3 全年35kV 、6kV 架空线总损耗电能 216.2+19
3.24=409.44万度 2.8.2.4 全年35kV 、6kV 架空线总损耗电费
110.25+98.554=208.8万元
2.9 原系统最大功率电动机起动电压计算
以前有关书及手册中的算法未考虑千伏级大容量电动机的起动电流折算到6千伏侧使6千伏线路压降增加而影响电机端电压的情况，故常有起动电压损失校验合格而电动机仍起动困难的问题发生，就像该矿一样，若按以前的计算方法，起动电压损失仅为18.64％，现场中电机就起动不起来。因此在实际工作中应计入6千伏侧因电动机起动而引起电压损失增加的影响。当然，在6千伏供电线路较短时，不考虑其电压损失工程上是可以接受的，因为其上的电压损失很小，可以忽略。然而当线路较长时，其上的电压损失就不得不考虑。
由资料可知，最大功率的电动机为2×400kW 为运输机。
由以前的计算可得： L 22-、L 23的并联阻抗Z 1为
Z 1=0.2531+0.5651j
L 41的阻抗Z 3为
Z 2=1.236+0.24j
运输机的额定工作电流I N 由下式得：
Φηcos 3N N U P
I =
98.08.0114031040023
?????=
=517A
P ——运输机的额定功率 U N —— 额定电压 cos Φ——额定功率因数 η—— 额定效率
折算到高压侧为：
600012005171?
=I =5175
1
?=103 按半小时最大实际负荷进行校验 2×400kw 运输机起动前：
流过Z 1的电流为 I 1=700-103=597A 流过Z 2的电流为 I 3=150-103=47A 则对应线路上电压损失分别为：
cos Φ=0.9 sin Φ=0.0.436 △U 1=3I 1（R cos Φ+X sin Φ）
=3×597×（0.2531×0.9+0.5651×0.436） =490.31V
△U 2=3I 2（R cos Φ+X sin Φ）
=3×47×（1.236×0.75+0.24×0.6614） =88.39V
所以至2107工作面的移动变电站时总的电压损失为：
△U=△U 1+△U 2 =490.31+88.39 =578.7V
所以运输机刚起动时变电站二次侧实际电压U 2为：
U 2=U-△U=（6300-578.7）×6000
1200
=1144.26V
相电压为： 3
26
.11442=φU =660.64V
KSGZY 型移动变电站，用于把从煤矿井下采区变电所引来的6KV 高压，变为1.2kV 或0.69kV 电压，向采煤工作面电气设备供电。移动变电站具有隔爆结构，使用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井。其型号含义为：K ，矿用隔爆；S ，三相；G ，干式；Z ，组合；Y ，移动。
移动变电站由一台FB-6型隔爆负荷开关、一台KSGB 型隔爆干式变压器和一台DZKD 型隔爆低压馈电开关组成。高压负荷开关箱包括高压电缆连接器。三部分之间用法蓝隔爆面和紧固螺栓连成整体，该整体靠变压器
拖撬下面的有边滚轮在轨道上随采煤工作面的推进前移，移动变电站的主 要技术数据见下表2-1。
由表2-1KSGZY-1600/6参数可得：
二次侧额定电流I 为 N
N N U S I 32=120031016003
??=
=769.8A
相电阻R T 为 223N
T I P R ?=2
8
.76938000
?= =0.0045Ω
阻抗Z T 为
T Z =8.76931200
%6??= =0.054Ω
由 2
2T
T T X R Z += 得 电抗X T 为 220045.0054.0-=T X =0.0538Ω 运输机回路中流过其它负载的电流（低压侧）I ／为
N I -?='12006000
150I
5171200
6000
150-?=
=233A
因为 I U S N N
'='23=P ／/ cos Φ 所以 P ／= I U N '23 cos Φ （cos Φ=0.75） = 3×1200×233×0.75
=363.2kW
表 2-1 KSGZY型矿用隔爆移动变电站主要技术数据
型号额定
容量
kVA
额定电压
kV
高压侧分接头电压
kV
损耗
W
阻
抗
电
压
%
空
载
电
流
%
连接
组别高压低压定-4% -8% 空载短路
KSGZY-
315/6 315 6-2×4%
6±5%
1.2
0.69 6 5.76 5.52 1700 2300 4 6.
5
Y，y0
Y，d11
KSGZY-
500/6 500 6-2×4%
6±5%
1.2
0.69 6 5.76 5.52 2300 3600 4 6
Y，y0
Y，d11
KSGZY-
630/6 630 6-2×4%
6±5% 1.2 6 5.76 5.52 2800 4100 4 6 Y，y0
KSGZY-
800/6 800 6±5% 1.2 2300 5000 5.5 1 Y，y0
KSGZY-
1000/6 1000 6±5% 1.2 2700 5500 6 1 Y，y0
KSGZY-
1600/6 1600 6±5% 1.2 4000 8000 6.5 1 Y，y0采用等值阻抗计算法，可以较正确计算出机组电动机的起动电流和起动时电动机的端电压。
机组起动电流计算功率分布如下图2-1所示：
图2-1
根据工程经验取运输机的电动机额定起动电流为正常工作时的 5.5倍，即：
企业供电系统杜家村煤矿工程设计
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。
煤矿供电设计参考
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：
矿井供电系统图规范(试行)
矿井供电系统图规范（试行） 第一条为提升矿井技术管理和技术管理水平，指导现场生产和技术改造，服务灾变状况下的应急救援，特制定该规范。第二条矿井供电系统图绘制依据《煤矿安全规程》第四百五十条要求。 第三条矿井供电系统图分为三种： 1、矿井供电系统总图：图中设备包括井上下10kV及以上变配电设备。 2、变电所供电系统图：图中设备包括本变电所内高低压电气设备。 3、机房、硐室、配电点供电系统图：图中设备包括本机房、硐室、工作面配电点及3台以上电气设备的地点的高低压电气设备。 第四条供电系统图内容包括：供电系统图、图例、技术参数明细栏、标题栏四部分。 1．图例 1）地面变电站供电系统按开关柜主接线方式绘制。 2）井上设备、设施图形符号执行GB/T4728-2000标准。 3）井下设备、设施图形符号执行MT/T570-1996标准（见附件一）。 上述标准未涵盖的新设备、设施可自行设定图例，但须在图中增设图例栏标出并说明（非标准图例）。 2．标准图幅(单位㎜)
表中 B、 L—图纸幅面的宽、长。 e 图纸不留装订边时，图纸幅面与图框的间距。 c、 a 图纸留有装订边时，图纸幅面与非装订边图框、装订边图框的间距。 ⑴尽量采用标准图幅，优先选用横幅。 ⑵必要时可分幅成图，形成图册。图册推荐选用A3图幅标准。 3．标题栏 标题栏位于图纸右下角。标题栏内容包括：名称（图纸名称及单位名称如ⅹⅹ公司ⅹⅹ矿井，该处须加盖单位公章）、图纸编号（专业序列编号，成套图纸总张数、第几张）、签字区（签字栏目包括设计制图、校对审核、机电科长、机电副总、机电矿长、签字日期。签字须由本人手写签）。根据供电系统图等级不同，标题栏分为全矿供电系统图标题栏和变电所（包括配电点、采掘头面）供电系统图标题栏两种（见附件二）。 4．技术参数明细栏 受图幅限制，图中设备不易标注的参数等内容，可在图上另设明细栏集中标注。明细栏设在标题栏上方，格式可参照所须标注的参数内容自行设计。
矿山供电系统设计
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
煤矿供电系统事故应急预案
煤矿供电系统事故应急预案 1事故类型和危害程度分析 矿井的主通风机、主排水泵、升降人员的立井提升机等设备均为第一类负荷，矿井用电负荷因突然停电，会造成矿井停风、排水中断、正在提升人员的提升机突然停止，可能造成人身伤亡或重要设备损坏，造成重大经济损失。根据危险源评估，35KV、6KV停电的事故类型有： 1.1 地面变电站35KV供电电源发生停电事故或电源线路上的“T”接负荷发生事故，都会造成全矿井停电事故。 1.2 变压器事故 变压器是矿井供电系统中改变电压和传递能量的主要设备，运行一般比较稳定，但有时其各部件接线头发热、变压器油面下降或变压器油变质、绝缘降低引起内部闪络、过电压等原因，致使变压器发生故障或损坏，造成矿井全部或部分停电。 1.3 供电系统设施事故 35KV、6KV系统的供电设施由于线路设施老化，关键设备、系统故障或接地导致高压供电设施线路存在不安全隐患，造成供电系统全部或部分停电。
1.4 雷电的形成与危害 当不同的电荷雷云对架空线路及地面供电设施放电接触一定程度时，会产生激烈放电闪络。由于放电温度高达2万度以上时空气受热剧烈膨胀，产生雷击电流，可达数百千安，雷电放电时间短，电压高，具有很大的破坏力，会造成矿井全部停电。 1.5 电缆着火事故 动力电缆积尘过厚长期高温过负荷绝缘老化击穿引燃、电缆在运行中受到机械损伤、运行中的电缆接头氧化、电缆接头绝缘物质灌注存有空隙或裂纹侵入空气使绝缘击穿爆炸起火、电缆接头瓷套管破裂及引出线相间距离小导致闪络起火等，造成矿井全部或部分停电。 1.6 人为误操作造成事故 操作人员操作思路不清操作错误、违章操作、未严格执行操作票制度及一人操作一人监护制度、造成弧光短路等停电事故。 1.7 可能发生的季节：雷雨季节是供电系统停电的高发季节。 1.8严重程度：以上类型事故，均可造成高压供电系统停电，其后果相当严重，根据停电范围不同，会造成矿井主扇、局扇停风，井下瓦斯积聚，井下空气成分恶化，含氧量降低；
煤矿矿井供电系统图规范标准
煤矿矿井供电系统图规范标准 第一章为提升矿井技术管理水平，提高矿井供电的可靠性、指导现场生产和技术改造，服务灾变状况下的应急救援，特制定该规范。 第二章矿井供电系统图绘制依据《煤矿安全规程》第四百五十条要求。 第三章矿井供电系统图分为四种： 1、矿井供电系统总图：图中设备包括井上下6kV 及以上变配电设备。 2、变电所供电系统图：图中设备包括本变电所内高低压电气设备。 3、机房、硐室、配电点供电系统图：图中设备包括本机房、硐室、工作面配电点及3 台以上电气设备的地点的高低压电气设备。 4、与供电系统图纸相配套使用的接地系统图，并与漏电检测相配合使用。 第四章供电系统图内容包括：供电系统图、图例、技术参数明细栏、标题栏四部分。 1. 图例 1）地面变电站供电系统按开关柜主接线方式绘制。 2 ）井上设备、设施图形符号执行GB/T4728-2000 标准。 3 ）井下设备、设施图形符号执行MT/T570-1996 标准（见 附件一）。 上述标准未涵盖的新设备、设施可自行设定图例，但须在图中增设图例栏标出并说明（非标准图例）。 2. 标准图幅（单位伽）
表中B、L—图纸幅面的宽、长。 e图纸不留装订边时，图纸幅面与图框的间距。 c、a图纸留有装订边时，图纸幅面与非装订边图框、装订边图框的间距。 ⑴尽量采用标准图幅，优先选用横幅。 ⑵必要时可分幅成图，形成图册。图册推荐选用A3图幅标 准。 3 .标题栏 标题栏位于图纸右下角。标题栏内容包括：名称（图纸名称及单位名称如XX公司XX矿井，该处须加盖单位公章）、图纸编号（专业序列编号，成套图纸总张数、第几张）、签字区（签 字栏目包括设计制图、校对审核、机电部长、机电副总、机电矿长、签字日期。签字须由本人手写签）。根据供电系统图等级不同，标题栏分为全矿供电系统图标题栏和变电所（包括配电点、采掘头面）供电系统图标题栏两种（见附件二） 。 4．技术参数明细栏受图幅限制，图中设备不易标注的参数等内容，可在图上另设明细栏集中标注。明细栏设在标题栏上方，格式可参照所须标注的参数内容自行设计。 第五条图幅与图框尺寸规定：供电系统图使用标准图幅，全矿供电系统图使用A0 或A1 图幅（若供电系统复杂，可采用A0 加长图幅），各变电所供电系统图使用A2 或A3 图幅，配电点、采掘头面供电系统图使用A3 图幅。
煤矿35KV地面变电所供电系统设计毕业论文
煤矿35KV地面变电所供电系统设计毕业论文 目录 摘要............................................................ 错误!未定义书签。ABSTRACT ......................................................... 错误!未定义书签。目录........................................................................... I 第一章概述.. (1) 1.1电源 (1) 1.2基本地质气象资料 (1) 第二章负荷计算及变压器选择 (1) 2.1负荷分析 (1) 2.1.1 负荷分类 (1) 2.2负荷曲线 (1) 2.3矿井用电负荷计算 (2) 2.3.1 设备容量确定 (2) 2.3.2 需用系数的含义 (2) 2.3.3 本系统的负荷计算 (3) 2.3.4 原始资料 (5) 2.4.1 计算负荷： (8) 2.4.2 全矿负荷统计 (12) 2.5无功功率的补偿 (12) 2.6主变压器的选择 (14) 2.6.1 主变压器容量的确定 (14) 2.6.2 主变压器台数的确定 (14) 2.7全矿总负荷的计算 (15) 2.7.1 变压器损耗计算 (15) 2.7.2 全矿总负荷 (15) 第三章电气主接线的设计 (16)
3.1 电气主接线的概述 (16) 3.2电气主接线的设计原则和要求 (16) 3.2.1 电气主接线的设计原则 (16) 3.2.2 电气主接线设计的基本要求 (17) 3.3电气主接线方案的比较 (18) 第四章短路电流的计算 (21) 4.1短路电流计算的一般概述 (21) 4.1.1 短路的原因 (21) 4.1.2 短路的危害 (21) 4.1.3短路的类型 (22) 4.2短路电流计算 (22) 第五章电气设备的选择与校验 (27) 5.1高压电器设备选择的一般原则 (27) 5.1.1 按正常工作条件选择高压电气设备 (27) 5.1.2 按短路条件校验 (29) 5.2电气设备的选择和校验 (30) 5.2.1 高压断路器的选择和校验 (30) 5.2.2 低压隔离开关的选择和校验 (31) 5.2.3 电流互感器的选择及校验 (31) 5.2.4 母线 (32) 5.2.5 高压开关柜的选择 (34) 第六章导线的选择与敷设 (36) 6.1导线选择的条件 (36) 6.2电缆型号的含义 (37) 6.3导线截面的选择 (37) 6.4电缆的选择与计算 (38) 第七章主变压器的继电保护 (40) 7.1继电保护的任务和基本要求 (40) 7.2保护的装设原则 (41) 7.2.1 电力变压器应装设的保护装置 (41) 7.2.2 保护形式 (42) 7.2.3 变电所的室外布置 (46) 第二部分采区变电所 (47) 第一章采区变电所的负荷统计 (47) 第二章变压器的选择 (49) 2.1变压器的选择 (49) 第三章采区电缆的选择 (52) 3.1电缆型号的确定 (52) 3.1.1电缆选择的基本原则 (52) 3.1.2 型号的确定 (52) 3.2电缆截面的选择 (52) 3.2.1 采区变电所6kv电源，电缆的选择 (52) 3.2.2按长时允许电缆流校验电缆截面： (53) 3.2.3 按电压损失校验。 (53) 3.2.4 按热稳定条件校验。 (54)
2019煤矿矿井供电设计
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：
浅谈煤矿供电系统存在的问题和解决办法
浅谈煤矿供电系统存在的问题和解决办法 文章在分析淮南矿业集团现有大型煤矿供电系统现状的基础上，指出了继电保护整定困难、谐波污染严重、系统谐振、电气连接部分发热、电压波动范围大是煤矿供电系统存在的主要问题，并给出了具体的解决方法。这些方法已在各新建矿井应用，取得了较好的效果。 标签：煤矿供电系统继电保护谐波谐振 0 引言 煤矿生产中比较关键的辅助系统就是煤矿供电系统，煤矿供电系统安全、可靠的运营对煤矿的正常生产及运行有十分重要的意义。目前，煤炭生产技术的迅速发展，大大提高了矿井煤炭的产量，煤矿作业中也运用了大功率采煤机组和运输设施，井下供电系统承担的负荷就越来越多，这就要求整个供电系统必须提高供电质量。笔者根据淮南矿业集团现有煤矿供电系统的现状，分析了煤矿供电系统中常见的问题，并给出了具体的解决方法。 1 矿井供电系统存在的问题 目前，大功率采煤机组和运输设备被广泛采用，也获得了很好的发展，这就要求整个煤矿供电系统应该提升自身的供电质量。 同时，新设备的广泛运用也为煤矿供电系统制造了困扰，比如井下压降过大、系统谐波和谐振、电力设备发热以及继电保护整定值配合等问题。在某些情况下，这些问题会威胁到整个矿井的安全生 产。 1.1 继电保护整定困难 继电保护的整定及配置技术在目前的电力部门的输配电系统中的应用已相当成熟。煤矿供电系统在自身的运营结构及方法的基础上，适当引进了供电部门配电系统的继电保护整定和配置原则，但煤矿供电系统的运行结构和方式都有自己的特点，如井下线路级数多、每条线路相对要短、负荷量大等。 1.2 谐波污染加重 电力电子技术在最近几年获得较快的发展，很多功率较大、性能较高的开关器件被广泛应用于煤矿生产活动中。其中，很多电力电子设施也被逐步采用，如变频器、可控硅等，但同时也制造了很多谐波，造成电网电压产生波形畸变。很多变电所供电系统注入3次、5次、7次、11次谐波电流超标。
煤矿矿井供电系统图规范标准
煤矿矿井供电系统图规范标准
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煤矿矿井供电系统图规范标准 第一章为提升矿井技术管理水平，提高矿井供电的可靠性、指导现场生产和技术改造，服 务灾变状况下的应急救援,特制定该规范。 第二章矿井供电系统图绘制依据《煤矿安全规程》第四百五十条要求。 第三章矿井供电系统图分为四种： １、矿井供电系统总图：图中设备包括井上下6kV及以上变配电设备。 2、变电所供电系统图:图中设备包括本变电所 内高低压电气设备。 3、机房、硐室、配电点供电系统图：图中设 备包括本机房、硐室、工作面配电点及３台以上 电气设备的地点的高低压电气设备。 4、与供电系统图纸相配套使用的接地系统图, 并与漏电检测相配合使用。 第四章供电系统图内容包括:供电系统图、图例、技术参数明细栏、标题栏四部分。 １.图例 1)地面变电站供电系统按开关柜主接线方式 绘制。 2）井上设备、设施图形符号执行Ｇ
B/T4728-2000标准。 ３)井下设备、设施图形符号执行MT／T57０-1996标准（见附件一）。 上述标准未涵盖的新设备、设施可自行设定图例，但须在图中增设图例栏标出并说明（非标 准图例）。 2.标准图幅(单位㎜) 表中B、L—图纸幅面的宽、长。 e 图纸不留装订边时,图纸幅面与图框的间距。 c、a 图纸留有装订边时，图纸幅面与非装订边图框、 装订边图框的间距。 ⑴尽量采用标准图幅,优先选用横幅。 ⑵必要时可分幅成图,形成图册。图册推荐选 用A3图幅标准。 3.标题栏 标题栏位于图纸右下角。标题栏内容包括：名称（图纸名称及单位名称如ⅹⅹ公司ⅹⅹ矿井, 该处须加盖单位公章)、图纸编号（专业序列编号, 成套图纸总张数、第几张）、签字区（签字栏目包
煤矿供电设计规范标准
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
煤矿供电系统图标准规范2019
煤矿供电系统图规范 为了提高全矿机电技术管理水平，规范供电系统图纸相关要求，提高供电可靠性，便于现场机电管理，特制订本规范。 第一条供电图绘制基本要求 1、供电系统图纸的绘制、更新必须符合《煤矿安全规程》（2016版）、 《煤矿安全生产标准化基本要求及评分办法》相关规定。 2、各供电系统图纸的绘制必须与现场实际相符。 第二条供电图绘制分类及修订、审批要求 1、供电系统图分类： 1)矿井高压供电系统总图：由机电信息部负责绘制，图中设备包含 井下移动变电站及以上高压配电设备。 2)矿井低压供电系统总图：由机电信息部负责汇总，图中设备包含 各采掘工作面移动变电站及以下低压配电设备。 3)变电站、变电所、机房供电系统图：由变电站、变电所、机房分 管单位负责绘制，图中设备包含变电站、变电所、机房内所有高 低压配电设备。 4)配电点供电系统图：由分管单位负责绘制，图中设备包含配电点 所有配电设备。 2、供电系统图的修订： 1)矿井高压供电系统总图应在高压供电系统发生变化后3天内更 新系统图，并打印审批。 2)矿井低压供电系统总图应在工作面搬家回撤或配电点搬迁等较 大变化后，各采掘工作面分管单位上报供电系统图后3天内更新 系统图，并打印审批。 3)正常生产秩序情况下，供电系统总图每季度更新、审批1次。 4)变电站、变电所、机房、配电点等供电系统图在供电系统发生设 备增减、供电线路发生变更等变化后，应在3天内更新系统图。
5)变电站、变电所、机房、配电点等供电系统图发生增减小水泵、 负荷线路缩短等局部变化时，可手动在图纸上进行修改，但修改 次数不得超过3处，超过3次后应重新打印图纸并履行审批手续。 6)各单位供电系统图纸重新修订后必须在生产之前将电子版图纸 发机电信息部OA进行备案。 3、供电系统图审批： 1)矿井高压供电系统总图、低压供电系统总图需有设计人员、制图 人员、审核人员、机电信息部部长、机电副总工程师、总工程师 签字审核。 2)变电站、变电所、机房等供电系统图需有设计人员、制图人员、 审核人员、单位负责人、机电副总工程师签字审核。 3)配电点等供电系统图需有设计人员、制图人员、审核人员、单位 负责人签字审核。 4)设计人员及制图人员必须为各单位机电技术员、审核人为机电主 任工程师或机电副区长。 5)所有签字必须本人手签、不得打印。 第三条供电图图纸构成 图纸包含系统图图例、图幅标准、标题栏、技术参数明细栏四部分，具体要求如下： 1、图例 1.1地面变电站供电系统按开关柜主接线方式绘制。 1.2井上设备、设施图形符号执行GB/T4728-2000标准。 1.3井下设备、设施图形符号执行MT/T570-1996标准（见附件1）。 1.4使用合肥明信供电软件绘制图纸时，各设备、设施图形符号应统一，全部选用系统默认标准符号。 1.5上述标准未涵盖的新设备、设施可自行设定图例，但须在图中增设图例栏标出并说明（非标准图例）。
煤矿供电设计规范
煤矿供电设计规范 Jenny was compiled in January 2021
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 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 。
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。、电缆截面的选择 选择要求是： g y I KI ≥
煤矿井下电力监测监控系统的设计方案
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；
矿井供电系统图规范
鹤煤集团矿井供电系统图规范（试行） 第1条各矿井必须按照《煤矿安全规程》第四百五十条的要求绘制煤矿供电系统图，其范围应包括：矿井地面、井下高压供电系统；地面各分区变电所（车间）、井下变电所、3台以上电气设备的高低压供电系统图以及其他生产需要的供配电系统。 第2条煤矿供电系统图总体要求如下： 布局合理；参数标注齐全、清晰；符号、线型、字体及字号统一、规范。要求使用AUTO CAD或与之兼容的软件绘制。 第3条图幅与图框尺寸规定： 供电系统图使用标准图幅，全矿供电系统图使用A0或A1图幅（若供电系统复杂，可采用A0加长图幅），各变电所供电系统图使用A2或A3图幅，配电点、采掘头面供电系统图使用A3图幅。 图框格式执行《GB/T 14689-2008 技术制图图纸幅面和格式》，规定如下： 在图纸上必须用粗实线画出图框，其格式为不留装订边；尺寸按表1-1的规定，图纸格式如图1-2，图1-3。
第4条所有供电系统图中的图标符号必须按照《GB/T 4728-2008 电气简图用图形符号》、《MT/T 570-1996 煤矿电气图专用图形符号》标准（见附件1）及行业有关标准规范执行。 第5条井下供电系统图必须按以下规定进行标注： 1、每一设备应标注型号、容量、电压、电流等主要技术参数。 2、馈电开关必须标注短路、过载（过负荷）保护的整定值、熔断器熔体的额定电流值以及被保护干线和支线最远点两相短路电流值。两相短路电流值取整数，灵敏度校验值精确到小数点后两位。 3、高爆开关的短路、过载整定值应标注为开关电流互感器一次侧的电流值。高压开关要标注短路整定值和过载整定值。变电所任一回路总开关的过流整定值应能满足两回路所带正常工作负荷需要。 4、电缆应按上下级和进出线关系标注箭头，电缆的型号、电压、截面和长度应标注在电缆的上方或左侧，电缆型号应按供电系统图样本进行标注。 5、短路点符号箭头应指向最远点（尖对尖），变压器二次侧短路点指到出线处，同时在短路点符号处标出两相短路电流值。 6、当井下供电系统图复杂时，各变电所高爆开关的进出线可不用直线与上、下级连接，但必须在开关进出线处标明来自或到何处、上级开关系统编号；变电所、配电点等处的最下级开关还应在负荷线箭头下端标注出负荷的安装地点和容量等情况。 7、必须在电源进线处标注电源的电压等级，变压器（移变）必须标注出型号及变比（一次侧电压/二次侧电压）。 8、风电、瓦斯电闭锁的开关，应用虚线标注出风电、瓦斯电断电、闭锁范围。
某煤矿井下采区变电所供电系统设计
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。
煤矿地面供电系统设计
煤矿地面供电系统设计 目录 摘要 1 煤矿简介及负荷统计..........错误！未定义书签。 1.1煤矿简介 (4) 1.2负荷统计 (4) 2 负荷计算 (5) 2.1负荷分级与负荷曲线 (5) 2.1.1供电负荷分级 (5) 2.1.2负荷曲线 (5) 2.2 矿井用电负荷计算 (6) 2.2.1设备容量的确定 (6) 2.2.2多个用电设备组的计算负荷 (8) 2.2.3负荷计算 (9) 2.3 功率因数补偿 (12) 2.3.1提高功率因数补偿的意义 (12) 2.3.2提高功率因数的方法 (13) 3 变电所主变压器选择 (14) 3.1 变压器的选取原则 (14) 3.2 变压器选择计算 (14)
3.3 变压器损耗计算 (15) 3.4 35kV侧全矿负荷计算及功率因数校验16 3.5 变压器经济运行方案的确定 (16) 4 电气主接线设计 (17) 4.1 对主接线的基本要求 (17) 4.2 本所电气主接线方案的确定 (18) 4.2.1 确定矿井35kV进线回路 (18) 4.2.2 35kV、6kV主接线的确定 (18) 4.2.3下井电缆回数的确定 (18) 5短路电流计算 (19) 5.1 短路电流计算的目的 (19) 5.2 短路电流计算中应计算的数值 (19) 5.3 三相短路电流计算计算的步骤 (20) 5.4短路电流计算过程 (20) 5.5短路参数汇总表 (28) 5.6 负荷电流统计表 (30) 6变电所的防雷与接地 (31) 6.1变配电所的防雷设计 (31) 8.1.1 变电所的防雷措施 (31)
6.2接地装置的设计及计算 (34) 6.2.1 保护接地方案设计 (34) 6.2.2 保护接地装置计算 (34) 结论 (35) 致谢 (36) 参考文献 (37) 摘要 百灵煤矿已有百年多历史，许多设备都是原来引进国外的。随着企业的发展，目前的供电系统不能安全、可靠的进行工作。本次设计主要是现有的供电设计特点进行分析、改造来满足供电系统的可靠性。本次设计主要有负荷计算、地面变电所设计、短路电流计算、地面高压选择、保护装置及地面避雷装置的选择等。系统主线以最大方式计算，并对短路电流和方式进行计算。以完全确保百灵煤矿井上供电系统全面、稳定的供电。 关键词：百灵煤矿；短路电流计算；负荷计算
煤矿供电系统设计
目录 前言 (3) 设计原始资料 (4) 一、全矿概貌 (4) 二、采区资料 (4) 第一章一般规定 (5) 第一章采区变电所的变压器选择 (5) 一、采区负荷计算 (5) 二、变压器容量计算 (6) 三、变压器的型号、容量、台数的确定 (6) 第二章采区变电所及工作面配电所位置的确定 (7) 一、采区变电所位置 (7) 二、工作面配电点的位置 (7) 第三章采区供电电缆的确定 (8) 一、拟定原则 (8) 二、按照采区供电系统的拟定原则确定供电系统图 (9) 第四章采区高低压电缆的选择 (11) 一、选择原则 (18) 二、选择步骤 (18) 三、电缆长度的确定 (11) 四、电缆型号的确定 (11) 五、电缆选择原则 (11) 六、低压电缆截面的选择 (11) 七、采区电缆热稳定校验 (15) 第六章采区低压控制电器的选择 (20) 一、电器选择按照下列一般原则进行 (20) 二、据已选定的电缆截面、长度来选择开关、起动器容量及整定计算 (20) 第七章低压保护装置的选择和整定 (22) 一、低压电网短路保护装置整定细则规定 (22) 二、保护装置的整定与校验 (22) 第八章高压配电箱的选择和整定 (27)
一、高压配电箱的选择原则 (27) 二、高压配电箱的选择 (27) 三、高压配电箱的整定和灵敏度的校验 (28) 第九章井下漏电保护装置的选择 (29) 一、井下漏电保护装置的作用 (29) 二、漏电保护装置的选择 (29) 三、井下检漏保护装置的整定 (29) 第十章井下保护接地系统 (30) 结束语 (32) 参考文献 (33)
前言 在即将毕业之际，根据教学大纲安排，完成毕业论文及设计、做好毕业答辩工作，我到了大同同煤集团雁崖矿参加毕业实习。 此次实习任务，除了对该煤矿作业过程及对矿井各设备的了解，还须收集矿井原始资料，并以其为依据，对矿井采区作供电系统的设计。 本设计分为三大部分，第一部分为原始资料，第二部分为设计过程，第三部分为参考资料，书中着重讲述采区供电系统中各电气设备的设计过程，如高压配电箱、变压器。电缆的选择方法，并对其的整定及校验，书中详细叙述了电缆及设备的选择原则，井下供电系统采取各种保护的重要性，简明易懂。 本设计方案符合《煤矿安全规程》、《煤矿工业设计规范》，坚持从实际出发、联系理论知识，在设计过程中，通过各方面的考虑，选用新型产品，应用新技术，满足供电的可靠性、安全性、经济性及技术合理性。 通过设计，让我了解了矿山的概况,了解了煤矿供电系统运行和供电设备管理情况和煤矿生产管理的基本知识，使自己具有一定的理论知识的同时，又具有较强的实际操作能力及解决实际工程问题的能力，根据新采区的实际情况，在老师和单位技术员的指导下，并深入生产现场，查阅了有关设计资料、规程、规定、规范。听取并收录了现场许多技术员的意见及经验，对采区所需设备的型号及供电线路等进行设计计算与分析。 本次设计承张文老师的指导及同煤集团雁崖矿机电科长的大力支持，在此表示深深的谢意！ 编者 2011年10月