1、掘進工作面供電設計編 制： 審 核： 科 長： 機電副總： 總工程師： 機電礦長： 掘進工作面供電設計一、掘進工作面設備配置1.1 工作面基本情況工作面位于二采區西部，南北向布置，地面大部分被第三、四系黃土覆蓋,地貌為典型的黃土丘陵地貌，大部分為草地、散樹覆蓋，工作面北部、南部“V”或“U”型沖構發育，地層褶曲起伏，地層傾向以南西、東西、東北傾向為主，傾角一般為212°。采用EBZ-200型掘進機進行截割裝載，配套膠帶運輸機、刮板運輸機運煤至xxxxx主運巷、4煤回風大巷、4#煤集中煤倉、9煤東翼主運大巷、南翼主運大巷、西翼主運大巷、主井皮帶運到地面。采用FBDNO6.3（2

2、5;30KW）局部通風機，雙風機雙電源，風機自動切換。1.2 XXXXXX掘進工作面供配電情況XXXXXX掘進工作面掘進機和動力電源由巷內移變硐室供配，移變硐室電源由四煤變電所供給。局部通風機主、備回路由四煤變電所風機專用線路供電。排水備用電源由四煤變電所另一回路供電。根據兩移變硐室現有設備情況，為XXXXXX掘進工作面配備如下供配電設備：XXXXXX移變硐室：一臺KBSGY-400/10/1.2變壓器，一臺KBSGY-630/10/0.69變壓器，一臺KBSGY-400/10/0.69變壓器，三臺KBZ系列饋電開關。四煤二聯巷主運末端配電點:一臺KBSGY-400/10/0.69變壓器，一臺

3、KBSGY-400/10/0.69變壓器, 兩臺KBZ系列饋電開關。1.3 XXXXXX掘進工作面主要設備配置 前期電氣設備配備表序號設備名稱型號單位數量單機功率1風機FBD-6.3/2×30kw臺22×30KW2掘進機EBZ200臺1306KW刮板輸送機SGS-620/40T臺140KW3皮帶運輸機SSJ-1000臺12×75KW4皮帶張緊電機臺27.5KW5水泵BQS60-150-55/N臺255KW6水泵BQS60-100-37/N臺237KW7水泵BQS30-30-5.5臺25.5KW8磁力啟動器QBZ-80N臺29磁力啟動器QBZ-80臺310磁力啟動器

4、QBZ-120臺411饋電開關KBZ-400臺512照明綜保ZBZ-10臺110KW13風機四回路磁力啟動器QBZ-4×80F臺114移動變電站KBSGY-400/10/1.2臺115移動變電站KBSGY-630/10/0.69臺118移動變電站KBSGY-500/10/0.69臺119移動變電站KBSGY-500/10/0.69臺120移動變電站KBSGY-400/10/0.69臺1二、供電設備選型2.1 移變壓器現有負荷計算根據«煤礦電工手冊中»第二分冊«井下供電»下冊查得煤礦井下變電站的負荷可按式：進行計算，其中：PN為所有用電設備（不含

5、備用）的額定功率之和;Kr需用系數；（采用掘進機掘進工作面為0.5 ）;cos參加計算的電力負荷的加權平均功率因素;( 采用掘進機掘進工作面為)2.1.1掘進巷用動力移變總負荷計算：該移變負責供34203輔運掘進巷660V用電設備，包括：1部40KW刮板輸送機、1部2×75kW皮帶機、1臺7.5kW皮帶漲緊電機、1臺10kW照明綜保、1臺5.5kW潛水泵、1臺37kW潛水泵、1臺55kW潛水泵，所以負荷計算如下:PN=305(kW)由于動力移變的容量為630KVA,因此，動力移變滿足工作面動力供電需求。2.1.2掘進機(EBZ200)用移變負荷計算：P=306KW由于機組移變的容量為

6、400KVA,因此，機組移變滿足工作面動力供電需求。2.1.3風機專用變壓器負荷計算：煤礦安全規程明確要求，局部通風機供電必須實現“三專”，因此需要專用風機變壓器為局扇風機供電（專用開關、專用電纜、專用變壓器）P=2×30=60KW根據以上負荷計算所得數值，變壓器選擇時考慮到掘進工作并留有一定裕度并結合礦內設備情況，動力630kVA變壓器和掘進機400kVA變壓器、風機專用兩臺500kVA變壓器均符合要求，可以使用。2.2饋電開關的選擇2.2.1 掘進機用饋電開關選擇：其長時工作電流的計算（正常負荷情況下，總的持續工作電流）：Ig=P/()=306/(1.732×1.14&

7、#215;0.7)221(A)根據該系統負荷正常運行時的長時工作電流和我礦現有的饋電開關情況，選擇KBZ-400型饋電開關一臺，電壓等級為1140V，額定電流為400A滿足要求。(假如以后換大一點機組，可預留空間)2.2.2 XXXXXX掘進動力饋電開關選擇：XXXXXX動力有：刮板機電機、皮帶機電機、潛水泵電機、照明等負荷其長時工作電流的計算（正常負荷情況下，總的持續工作電流）：Ig= /()=305×0.5/（1.732×0.66×0.7）191(A)根據該系統負荷正常運行時的長時工作電流和我礦現有的饋電開關情況，選擇KBZ-400型饋電開關一臺，電壓等級為6

8、60V，額定電流為400A，滿足要求。2.2.3 風機的饋電開關選擇該系統負荷長時工作電流的計算：Ig= P /(×Ue×cos)=30/×0.66×0.8531(A)根據風機機正常運行時的長時工作電流和我礦現有的饋電開關情況，選擇KBZ-400型饋電開關兩臺，作為風機的饋電開關（一用一備），電壓等級為660V，額定電流為400A。滿足要求。2.3磁力起動器的選擇2.3.1 動力設備磁力啟動器的選擇1、75kw皮帶機電機磁力起動器的選擇：皮帶機長時工作電流Ig的計算Ig=Pe/()=150/（1.732×0.66×0.85）154（A

9、）根據其長時工作電流并留有一定裕量，選擇一臺QBZ-200/0.69型磁力起動器，作為皮帶電機的起動開關，其電壓等級為660V，額定電流為200A。滿足要求。2、水泵電機磁力起動器的選擇水泵電機的長時工作電流Ig（正常負荷情況下，總的持續工作電流，以55KW水泵為例，其余水泵肯定滿足要求）的計算Ig=Pe/()=55/（1.732×0.66×0.85）57(A)根據其長時工作電流，選擇一臺QBZ-80/0.69型磁力起動器，作為水泵電機的起動開關，其電壓等級為660V，額定電流為80A。滿足要求。3、漲緊絞車電機磁力起動器的選擇漲緊絞車電機的長時工作電流Ig（正常負荷情況下

10、，總的持續工作電流）的計算Ig=Pe/()=7.5/（1.732×0.66×0.85）8(A)根據其長時工作電流，選擇一臺QBZ-80N/0.69型可逆磁力起動器，作為漲緊絞車電機的起動開關，其電壓等級為660V，額定電流為80A。滿足要求。4、40kw刮板機電機磁力起動器的選擇：皮帶機長時工作電流Ig的計算Ig=Pe/()=40/（1.732×0.66×0.85）41（A）根據其長時工作電流并留有一定裕量，選擇一臺QBZ-120/0.69型磁力起動器，作為皮帶電機的起動開關，其電壓等級為660V，額定電流為120A。滿足要求。2.3.2 其他裝置的選擇

11、照明信號綜合保護裝置選擇一臺ZXZ2-10.0/660M型照明信號綜合保護裝置，放置于該掘進巷道配電點，提供照明電源。三、供電電纜的選擇根據我礦的實際情況及煤礦安全規程的要求，該掘進工作面的高壓進線用的干線電纜選擇具有煤安標志的，滿足煤礦井下使用的MYPTJ-10型橡套電纜，對其截面積進行選擇，截面選擇完畢后，還需進行相關校驗以確定其是否滿足要求；同樣，低壓各支線電纜選擇具有煤安標志的、滿足煤礦井下使用的MYPTJ-10型橡套電纜，只需對其截面積進行選擇，然后進行相關校驗以確定其是否滿足要求。3.1高壓電纜的校驗計算從四煤變電所至XXXXXX配電點高壓電纜選擇計算：（電纜型號MYPTJ-10）

12、按現在XXXXXX所帶最大負荷計算電纜截面，總負荷包括：包括：1部40kW刮板機、2部75kW皮帶機、2部7.5kW皮帶漲緊電機、1臺10kW照明綜保、1臺5.5kW潛水泵、1臺37kW潛水泵、1臺55kW潛水泵、一臺306kW掘進機（不含局部通風機）。3.1.1長時工作電流的計算PN=611(kW)S=PN×Kr/cos=611×0.5/0.6509（kVA）Ig=S/()=509/（1.732×10×0.7）42（A)3.1.2按持續工作電流以及電纜允許的載流量選擇電纜截面積查煤礦電工實用手冊第二分冊礦井供電（下）中表12-2-26，選用MYPTJ-

13、10 3×35mm2 型電纜，該電纜的允許載流量為=171A，遠大于Ig =42（A），滿足使用要求。3.1.3按電壓損失校驗電纜截面積MYPTJ-10 3×35mm2 型電纜高壓電纜長度預計為80米。校驗計算時以80米長度進行校驗。 電壓損失百分數 額定電壓 (kV)、 電纜線路單位長度的電阻及電抗，/kmL電纜線路長度km =1.732×42×0.08×(0.522×0.6+0.084×0.8)/(10×10)% =0.022% 根據全國供用電規則的規定，高壓系統中的電壓損失在正常情況下不得超過7%，故障狀態下

14、不得超過10%。所以，所選電纜的截面積符合要求。3.1.4 按短路電流校驗電纜的熱穩定性式中：電纜短路時熱穩定要求的最小截面積mm²短路電流作用的假想時間，由于線路較長，取開關跳閘時間為0. 1sC 熱穩定系數，查表得C120線路最末端端短路時三相最大穩態短路電流A 線路最末端端短路時兩相最大穩態短路電流A根據井工三礦高壓整定計算說明可得：IK(3)=1.15×IK(2)=1.15×1598=1838(A)Amin×/C=0.316×1838/120=4.8mm2 所選電纜截面積為35mm2 ，大于4.8mm2，故合格。3.2 EBZ-200掘

15、進機組電纜的選擇及校驗3.2.1按長時允許載流量進行該電纜的選擇及校驗Ig=P/()=306/（1.732×1.14×0.7）221(A)選用MYP 0.66/1.14 3×95+1×35mm2電纜,長度1000m,查表得其長期允許載流量為248A,大于221A,滿足要求。3.2.2按正常運行時的電壓損失進行校驗網絡允許的電壓損失為U=1200-（1140×95%）=117V。對于MYP 0.66/1.14 3×95+1×35mm2電纜, R0 =0.230、X0=0.075（/kM）。cos、sin、 tg 電動機的額定功

16、率因數及相應的正弦正切值該支線電纜中的電壓損失為（長度為1000米）： =1.732×221×1×(0.230+0.075×1.02)/1.2=98V式中：L 支線電纜的實際長度 km Pn 電動機總的額定功率 kW Un 電網的額定電壓 kV 電壓損失小于117V,滿足要求。3.2.3根據掘進機起動時進行校驗根據掘進機的工作情況，不宜同時起動各臺電機。由于截割部電機起動時電壓損失最大，因此只計算此種工作情況即可。按照規定，起動時電壓損失不得大于額定電壓的25%。截割部電機的起動電流按額定電流的6倍計算。起動電流I=6×200/(1.732&#

17、215;1.14×0.7) 868A電壓損失:=1.732×868×0.5×(0.230×0.7+0.075×0.714)/12 13.4%25% 滿足要求。 3.3 XXXXXX掘進巷動力電纜的選擇及校驗3.3.1按長時允許載流量進行該電纜的選擇及校驗Ig=PKr/()=305×0.5/（1.732×0.66×0.7）191(A)選用MYP 0.66/1.14 /3×70+1×35mm2電纜,長度1000m,查表得其長期允許載流量為215A,大于191A,滿足要求。3.3.2按正常運

18、行時的電壓損失進行校驗網絡允許的電壓損失為U=690-（660×95%）=63V。對于MYP 0.66/1.14 3×70+1×35mm2電纜, R0 =0.314、X0=0.078（/kM）。cos、sin、 tg 電動機的額定功率因數及相應的正弦正切值該支線電纜中的電壓損失為（長度為50米）： =1.732×195×0.05×(0.314+0.078×1.02)/0.69=10V式中：L 支線電纜的實際長度 km Pn 電動機總的額定功率 kW Un 電網的額定電壓 kV 電壓損失小于63V,滿足要求。 經上述計算滿足要

19、求，故所選動力干線電纜MYP 0.66/1.14 3×70+1×35mm2亦滿足要求。3.4 照明電纜的選擇及校驗照明電纜選用MYP 0.66/1.14 3×2.5+1×1.5 mm2型電纜若干，滿足要求。四、短路電流估算根據井工三礦高壓整定計算說明書中高壓線路短路電流計算可知： XXXXXX移變高壓進線側的兩相短路電流 高壓部分阻抗： 10KV級KBSGZY礦用隔爆型移動變電站參數: KBSGZY-315(400/500/630/800)/10等容量的移動變電站短路電壓百分數（阻抗電壓）UK=4.0%;由于容量較大的變壓器其電阻遠小于電抗，故變壓器電抗

20、XT就近似等于其阻抗ZT;故有KBSGY-400/10-1140V掘進機移變的阻抗： 故有KBSGY-630/10-660V動力移變的阻抗： 根據低壓電纜的換算系數：MYP 0.66/1.14 3×95 k=0.52MYP 0.66/1.14 3×70 k=0.71MYP 0.66/1.14 3×50 k=1MYP 0.66/1.14 3×35 k=1.36MYP 0.66/1.14 3×25 k=1.91MYP 0.66/1.14 3×16 k=3.1 MYP 0.66/1.14 3×50 R= 0.448 /km X=

21、0.081/km4.1移變低壓出口處兩相短路電流值KBSGY-400/10-1140V掘進機移變低壓出口短路電流 Id機=1140/(2) =1140/(2)3416AKBSGY-630/10-660V動力移變低壓出口短路電流 Id動=660/(2) =660/(2)8265A4.2變壓器到饋電開關的電纜末端發生兩相短路時的短路電流Id1 Id3因變壓器到饋電開關的電纜比較短為10m，所以其兩相短路電流約等于移變出口處的兩相短路電流,故有:Id1= Id機=3416AId3= Id動=8265A4.3饋電開關至掘進機的電纜在其末端發生兩相短路時的短路電流Id2已知：MYP 0.66/1.14

22、- 3×95+1×35 mm2電纜長1kmR2=1×0.52×0.448 = 0.23296 x2=1×0.52×0.081 =0.04212 R、X 高壓側電纜和移變的電阻及電抗；R2 、X2 低壓電纜的電阻及電抗； Id2=1140/(2) =1140/(2)1737A4.4饋電開關至水泵開關的電纜干線在其末端發生兩相短路時的短路電流Id4已知：MYP 0.66/1.14-3×50+1×25mm2電纜長0.5kmR4=0.5×0.448 = 0.224 X4=0.5×0.081 =0.040

23、5 R、X 高壓側電纜和移變的電阻及電抗；R2 、X2 低壓電纜的電阻及電抗； Id4=660/(2) =660/(2)1350A4.5饋電開關至水泵電機在其末端發生兩相短路時的短路電流Id5已知：MYP 0.66/1.14 3×50電纜長0.4km MYP 0.66/1.14 3×16電纜長0.1kmR5=(0.4+0.1×3.01）×0.448 = 0.3140 X5=(0.4+0.1×3.01)×0.081 =0.0567 R、X 高壓側電纜和移變的電阻及電抗；R2 、X2 低壓電纜的電阻及電抗； Id4=660/(2) =66

24、0/(2)985A4.6饋電開關至皮帶電機在其末端發生兩相短路時的短路電流Id6由于饋電開關至皮帶電機之間的電纜不足50米，阻值可以忽略不計，因此該短路點的兩相短路電流值取饋電開關的兩相短路電流值；Id6= Id3=8265A4.7各短路點兩相短路電流值 表五短路點電纜截面積長度換算長度兩相短路電流實際計算值（A）截面（mm2）長度（m）KHLH(m)d195100.5253416d29510000.525301737d370100.7378265d45050015001350d5d5504001400985161003.01301d650301308265五、開關柜、組合開關整定及靈敏度校驗

25、磁力啟動器電子保護器的過流整定方法：整定值按公式（1）選擇：IZ1.05Ie （1） 式中：IZ電子保護器的過流整定值，應取電動機額定電流的近似值，A；Ie電動機的額定電流，A。當運行中電流超過IZ值時，即視為過載，電子保護器延時動作，當運行電流達到IZ-值的6-8倍及以上時，即視為短路，電子保護器瞬時動作。所以IZ值整定不應超過Ie，也不得過小應整定在等于或最接近于電動機額定電流的檔位上。按公式（1）選擇出來的整定值，應以電動機接線端兩相短路電流進行校驗保護裝置的可靠動作系數。應符合公式（2）的要求：K= （2）式中I d (2)最小兩相短路電流，A；K可靠動作系數。(2)、配電點饋電開關保

26、護裝置的整定計算方法配電點饋電開關是用來停送被控支路電源的，對供電干線起過載保護、短路保護作用，對電動機端短路起后備級保護作用，不承擔電動機的過載保護。1）、過載保護過載整定值按公式（3）計算：KxIeIzIy （3）式中Iy電纜的長期允許工作電流，A；Ie被控制電動機額定電流之和，A；Kx需用系數。2）、短路保護整定值按公式（4）計算：IdzIQe+KxIe （4）式中 Idz短路保護電流整定值，A；IQe容量最大的電動機的額定啟動電流，A；（估算時不能小于實際啟動電流）Ie其余電動機機的額定電流之和，A。3）、靈敏度系數按公式（5）校驗：K= （5）在靈敏度系數足夠大時，Idz值應選擇稍大

27、一些，防止正常啟動運轉時開關跳閘5.1 真空磁力起動器的整定5.1.1 QBZ-200真空電磁起動器整定計算：皮帶機：P=150kW 1、過載整定：IZ1.05Ie QBZ-200磁力啟動器的保護為JDB-200,過載電流值取162A 。2、短路整定：IZ2=8Ie=8×154=1232(A) 短路保護整定值取1235A3、校驗靈敏度系數：由于本線路d6點最小兩相短路電流值最小8265A,如果將其帶入式中滿足,本點靈敏系數肯定也滿足;故有 > 1.5 滿足靈敏度要求。5.1.3 QBZ-80真空電磁起動器整定計算：水泵：P=55kW; 1、過載整定：IZ1.05Ie QBZ-8

28、0磁力啟動器的保護為JDB-80 ,過載電流值取60A 。2、短路整定：IZ2=8Ie=857=456(A) 短路保護整定值取460A3、校驗靈敏度系數：由于本短路電流d5點最小兩相短路電流值985A,故有 > 1.5 滿足靈敏度要求。5.2饋電開關的整定5.2.1掘進機用KBZ-400/1140型智能真空饋電開關過流、短路保護整定；1、過流保護整定：Ig=P/()=306/（1.732×1.14×0.7）221(A) 則： 1.1Ig過載電流值取 250A。2、短路保護動作值整定：短路整定倍數=3.5短路保護輸入為4倍數值。3、校驗靈敏度系數： > 1.5 滿

29、足靈敏度要求。5.2.2 KBSGZY-630/10-660變壓器二次側總開關整定：動力用KBZ-400/660型智能真空饋電開關過流、短路保護整定；1、過負荷反時限保護整定：Ig=S/()=220/（1.732×0.66×0.7）275(A)IZ1.1Ie 過載整定值取310.2、短路智能漢顯保護動作值整定：短路整定倍數=3.4短路保護輸入為3.5倍數值。3、校驗靈敏度系數： > 1.5 滿足靈敏度要求。5.2.3 KBSGZY-500/660變壓器二次側總開關整定（風機專用）：兩臺KBZ-400/660型智能真空饋電開關過流短路保護整定；1、過負荷反時限保護整定：

30、則：過載電流輸入值取41A。2、短路智能漢顯保護動作值整定：短路整定倍數=5.6短路保護輸入為6倍數值。3、校驗靈敏度系數： > 1.5 滿足靈敏度要求。六、XXXXXX工作面所有電器設備保護整定值結果6.1各類防爆開關整定值 表七序號設備名稱設備型號過流整定值（A）短路保護倍數動作靈敏度控制設備編號備注1移動變電站KBSGY-400/10-1140V合格掘進機2移動變電站KBSGY-630/10-660V合格XXXXXX660V用電設備移動變電站KBSGY-500/10-660V合格風機專用移動變電站KBSGY-500/10-660V合格風機備用移動變電站KBSGY-400/10-66

31、0V合格排水備用4智能真空饋電開關KBZ-400-11402504倍合格掘進機因為現場實際情況達不到設計計算長度時工作電流值，因此整定情況應根據現場適當縮小。5智能真空饋電開關KBZ-400-6603103.5倍合格掘進巷660V用電設備6智能真空饋電開關KBZ-400416倍合格主扇風機7智能真空饋電開關KBZ-400416倍合格備用風機8真空電磁起動器QBZ-120/6601628倍合格皮帶電機9真空電磁起動器QBZ-80/660608倍合格潛水泵6.2漏電保護：KBZ-400/660V智能真空饋電開關額定電壓為660V時:漏電電阻值取11k;漏電閉鎖電阻值取22k。6.3欠壓保護：KBZ

32、-400智能真空饋電開關欠壓保護整定為85%額定電壓值，動作時間3秒。6.4不平衡保護：KBZ-400智能真空饋電開關不平衡系數取65%，動作時間取3秒。7、 希望安裝隊以上述整定計算值進行整定，不準隨意更改。在對以上整定結果有疑問時，要提出問題然后由機電隊進行檢查審核、若對有需要改變的整定值需要機電隊重新進行計算和整定。8、 后附供電系統圖、設備布置圖、壓風、供排水布置圖附錄：1、對于供配電設備保護接地及供電系統接地網要求根據«煤礦安全規程»中«井下電器設備保護接地»的要求如下：（1）電壓在36V以上的電器設備的金屬外殼、構架、鎧裝電纜的鋼帶（或鋼絲）

33、、鉛皮或屏蔽護套等必須有保護接地。（2）接地網上任一保護接地點的接地電阻值不得超過2。每一移動式和手持式電器設備至局部接地極之間的保護接地所用電纜芯線和接地連接導線的電阻值不得超過1。（3）所有電器設備的保護接地裝置（包括電纜的鎧裝、鉛皮、接地芯線）和局部接地裝置，應與主地極連接成一個總接地網。（4）局部接地極安設地點：采區變電所（包括移動變電站和移動變壓器，移動式變壓器要高低壓和中部三處接地、干式變壓器中部接地）、裝有電器設備的硐室和單獨裝設的高壓電器設備地點、低壓配電點或裝有三臺以上電器設備的地點、無低壓配電點的采煤機工作面的運輸巷、回風巷、集中運輸巷至少應分別裝設一個接地極還有連接高壓動力電纜的金屬連接裝置等。根據我礦情況局部接地極可用