某煤礦井下采區(qū)變電所供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

煤礦采區(qū)供電設(shè)計(jì)所需原始資料煤礦采區(qū)供電設(shè)計(jì)所需原始資料在進(jìn)行井下采區(qū)供電設(shè)計(jì)時(shí),必須首先收集以下原始資料,作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。(1)礦井的瓦斯等級(jí),采區(qū)煤層走向、傾角,煤層厚度、煤質(zhì)硬度、頂?shù)装迩闆r、支護(hù)方式。(2)采區(qū)巷道布置,采區(qū)區(qū)段數(shù)目、區(qū)段長(zhǎng)度、走向長(zhǎng)度、采煤工作面長(zhǎng)度,采煤工作面數(shù)目,巷道斷面尺寸。(3)采煤方法,煤、矸、材料的運(yùn)輸方式,通風(fēng)方式。(4)采區(qū)機(jī)械設(shè)備的布置,各用電設(shè)備的詳細(xì)技術(shù)特征。(5)電源情況。了解采區(qū)附近現(xiàn)有變電所及中央變電所的分布情況,供電距離、供電能力及高壓母線上的短路容量等情況。(6)采區(qū)年產(chǎn)量、月產(chǎn)量、年工作時(shí)數(shù),電氣設(shè)備的價(jià)格、當(dāng)?shù)仉妰r(jià)、硐室開(kāi)拓費(fèi)用、職工人數(shù)及平均工資等資料。此外,在做井下采區(qū)供電設(shè)計(jì)時(shí)還需要準(zhǔn)備下述資料:《煤礦安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《煤礦井下供電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》、《礦井低壓電網(wǎng)短路保護(hù)裝置整定細(xì)則》、《礦井保護(hù)接地裝置安裝、檢查、測(cè)定工作細(xì)則》、《煤礦井下檢漏繼電器安裝、運(yùn)行、維護(hù)與檢修細(xì)則》、《煤礦電工手冊(cè)》第二分冊(cè)(下)、《中國(guó)煤炭工業(yè)產(chǎn)品大全》、各類有關(guān)的電氣設(shè)備產(chǎn)品樣本、各類供電教材。煤礦采區(qū)供電設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)的擬定擬定采區(qū)供電系統(tǒng),就是確定變電所內(nèi)高、低壓開(kāi)關(guān)和輸電線路及控制開(kāi)關(guān)的數(shù)量。在擬定供電系統(tǒng)時(shí),應(yīng)考慮以下原則:(1)在保證供電安全可靠的前提下,力求所用的開(kāi)關(guān)、起動(dòng)器和電纜等設(shè)備最(2)原則上一臺(tái)起動(dòng)器只控制一臺(tái)低壓設(shè)備;一臺(tái)高壓配電箱只控制一個(gè)變壓少;器。當(dāng)高壓配電箱或低壓起動(dòng)器三臺(tái)及以上時(shí),應(yīng)設(shè)置進(jìn)線開(kāi)關(guān);采區(qū)為雙電源供電時(shí),應(yīng)設(shè)置兩臺(tái)進(jìn)線高壓配電箱。(3)當(dāng)采區(qū)變電所的動(dòng)力變壓器多于一臺(tái)時(shí),應(yīng)合理分配變壓器的負(fù)荷,原則上一臺(tái)變壓器負(fù)擔(dān)一個(gè)工作面的用電設(shè)備;且變壓器最好不并聯(lián)運(yùn)行;(4)由工作面配電點(diǎn)到各用電設(shè)備宜采用輻射式供電,上山及順槽的輸送機(jī)宜采用干線式供電;供電線路應(yīng)走最短的路線,但應(yīng)注意回采工作面(機(jī)采除外)、軌道上下山等處不應(yīng)敷設(shè)電纜,溜放煤、矸、材料的溜道中嚴(yán)禁敷設(shè)電纜,并盡量避免回頭供電;(5)大容量設(shè)備的起動(dòng)器應(yīng)靠近配電點(diǎn)的進(jìn)線端,以減小起動(dòng)器間電纜的截面;(6)低瓦斯礦井掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī),可采用裝有選擇性漏電保護(hù)裝置的供電線路供電,或采用掘進(jìn)與采煤工作面分開(kāi)供電;(7)瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中,掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)都應(yīng)實(shí)行三專(專用變壓器、專用開(kāi)關(guān)、專用線路)供電;(8)局部通風(fēng)機(jī)與掘進(jìn)工作面的電氣設(shè)備,必須裝有風(fēng)電閉鎖裝置。瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中的所有掘進(jìn)工作面應(yīng)裝設(shè)兩閉鎖(風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖)設(shè)施。因此,在掘進(jìn)工作面的供電線路上應(yīng)設(shè)一臺(tái)閉鎖用的磁力起動(dòng)器,或?qū)Ｓ玫娘L(fēng)電閉鎖裝置。(9)局部通風(fēng)機(jī)無(wú)論在工作或交接班時(shí),都不準(zhǔn)停風(fēng)。因此要在專用變壓器與采區(qū)變電所內(nèi)其他任意一臺(tái)變壓器之間加設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。平時(shí)斷開(kāi),在試驗(yàn)局部通風(fēng)機(jī)線路的漏電保護(hù)時(shí),合上聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān),以防局部通風(fēng)機(jī)停電;(10)采區(qū)變電所、上山絞車房、裝車站及綜采工作面應(yīng)設(shè)照明燈。當(dāng)供電系統(tǒng)有多種可行方案時(shí)應(yīng)經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后擇優(yōu)選擇。煤礦采區(qū)供電設(shè)計(jì)低壓電纜的選擇低壓電纜又分為支線和干線兩種。支線是指起動(dòng)器到電動(dòng)機(jī)的電纜,向單臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電;干線是指分路開(kāi)關(guān)到起動(dòng)器的電纜,向多臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電。低壓電纜的選擇就是確定各低壓電纜的型號(hào)、芯線數(shù)、長(zhǎng)度和截面等。一、低壓電纜型號(hào)、芯數(shù)和長(zhǎng)度的確定1.低壓電纜型號(hào)的選擇電纜的型號(hào)主要依據(jù)其電壓等級(jí)、用途和敷設(shè)場(chǎng)所等條件來(lái)決定。煤礦井下所選電纜的型號(hào)必須符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。礦用低壓電纜的型號(hào),一般按下列原則確定:(1)支線一律采用阻燃橡套電纜。1140V設(shè)備及采掘工作面的660V和380V設(shè)備,必須用分相屏蔽阻燃橡套電纜;移動(dòng)式和手持式電氣設(shè)備,應(yīng)使用專用的橡套電纜。(2)固定敷設(shè)的干線應(yīng)采用鎧裝或非鎧裝聚氯乙烯絕緣電纜;對(duì)于半固定敷設(shè)的干線電纜,為了移動(dòng)方便一般選用阻燃橡套電纜,也可選用上述鎧裝電纜。(3)采區(qū)低壓電纜嚴(yán)禁采用鋁芯。(4)電纜應(yīng)帶有供保護(hù)接地用的足夠截面的導(dǎo)體。(5)照明、通信和控制用電纜,固定敷設(shè)時(shí)應(yīng)采用鎧裝電纜、阻燃橡套電纜或礦用塑料電纜;非固定敷設(shè)時(shí)應(yīng)采用阻燃橡套電纜。礦用電纜的型號(hào)規(guī)格見(jiàn)表7-6~表7-7。2.確定電纜的芯線數(shù)目(1)干線用的鎧裝電纜選三芯電纜,非鎧裝電纜選用四芯電纜。(2)支線用電纜就地控制(控制按鈕在起動(dòng)器上)時(shí),一般采用四芯電纜;遠(yuǎn)方控制和聯(lián)鎖控制(控制按鈕在工作機(jī)械上)時(shí),應(yīng)根據(jù)控制要求增加控制芯線的根數(shù)。注意電纜中的接地芯線,除用作監(jiān)測(cè)接地回路外,不得兼作其他用途。(3)信號(hào)電纜芯線根數(shù)要按控制、信號(hào)、通訊系統(tǒng)的需要決定,并留有備用芯線。3.確定電纜長(zhǎng)度就地控制的支線電纜長(zhǎng)度,一般取5m~10m。其它電纜因吊掛敷設(shè)時(shí)會(huì)出現(xiàn)彎曲,所以電纜的實(shí)際長(zhǎng)度L應(yīng)按式(7-8)計(jì)算。即L=KmLm(7-8)式中Lm——電纜敷設(shè)路徑的長(zhǎng)度,m;Km——電纜彎曲系數(shù),橡套電纜取1.1,鎧裝電纜取1.05。為了便于安裝維護(hù)和便于設(shè)備移動(dòng),確定電纜長(zhǎng)度時(shí)還應(yīng)考慮以下兩點(diǎn):(1)移動(dòng)設(shè)備的電纜,須增加機(jī)頭部分活動(dòng)長(zhǎng)度3m~5m余量。(2)當(dāng)電纜有中間接頭時(shí),應(yīng)在電纜兩端頭處各增加3m余量。二、低壓電纜主芯線截面的選擇低壓電纜主芯線截面必須滿足以下幾個(gè)條件:(1)正常工作時(shí),電纜芯線的實(shí)際溫度應(yīng)不超過(guò)電纜的長(zhǎng)時(shí)允許溫度,所以應(yīng)保證流過(guò)電纜的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流不得超過(guò)其允許持續(xù)電流。(2)正常工作時(shí),應(yīng)保證供電網(wǎng)所有電動(dòng)機(jī)的端電壓在95%~105%的額定電壓范圍內(nèi),個(gè)別特別遠(yuǎn)的電動(dòng)機(jī)端電壓允許偏移8%~10%。(3)距離遠(yuǎn)、功率大的電動(dòng)機(jī)在重載情況下應(yīng)保證能正常起動(dòng),并保證其起動(dòng)器有足夠的吸持電壓。(4)所選電纜截面必須滿足機(jī)械強(qiáng)度的