煤矿供电课程设计指导书

煤矿供电课程设计指导书编制：XXX徐州机电工程高等职业学校采矿工程系二O一一年2第一节课程设计的目的、要求一、课程设计的目的课程设计的主要目的在于：通过设计使学生能综合运用所学知识，分析和解决采区供电设计方面的技术问题；巩固和扩展学生的知识领域，培养学生严肃认真的科学态度，提高学生独立工作的能力。通过设计使学生掌握供电设计的方法；熟悉国家有关技术经济方面的方针政策和安全方面的规程和措施；训练学生使用各种规程、设计手册和技术资料的能力；培养学生编写技术文件、绘制图纸的能力；完成电气技术人员供电设计能力的基本训练。二、对设计的要求(1)设计必须符合国家各项技术经济政策和有关规程的各项规定。(2)设计应尽量采用国家定型的成套设备和系列产品，尽量采用新技术、新产品和国产先进设备，以确保技术的先进性。(3)设计应在保证供电可靠性、安全性和供电质量的基础上尽量节约投资，减少有色金属消耗量，降低电能损耗和年运行费用。做到既经济合理又安全适用。(4)设计应从生产实际出发；选择设备时应考虑备品配件的来源和本企业的施工、维护和检修条件。．(5)设计要严肃认真，提倡既有科学严谨的态度又有大胆创新的精神。三、对设计说明书的要求(1)设计说明书要反映出基本的设计思想、设计步骤、设计计算结果、方案比较情况、设备选择结果及其技术特征。说明书的前面应有目录，后面应有主要参考资料和必要的附录等。说明书中还应编入收集到的原始资料和工矿企业概况的简要说明等内容。(2)说明书的文字叙述要层次分明、条理清楚、简明扼要，书写格式要规范统一。说明书的插图应整洁美观，图形及文字符号要符合新的国家标准。(3)说明书的计算部分应写出公式、代入数据、求出结果、注明单位，避免出现数学运算的中间步骤。对公式中各物理量的含义应予以说明，必要时还应注明公式的来源。公式中的文字符号要前后统一并符合国家标准，公式中物理量的单位应采用法定计量单位。(4)对设计中的计算和设备选择结果应以表格形式出现。，对方案选择比较也应列表分析，并对方案选择结果加以说明。对相同的计算和设备选择内容，为了避免重复，可选一例计算和选择，其余结果可通过表格反映出来。四、对设计图纸的要求1．对设计图纸的要求(1)图纸的幅面、边框尺寸、图纸的比例及采用的图形符号均应符合国家标准的规定：图中采用的文字符号、编号应与说明书相符合。(2)图纸绘制应线条清晰、整洁美观，图线的形式和宽度应符合国家标准的规定。图中的文字应用长仿宋字书写，标题栏、明细表等规格应统一。3第二节设计资料的收集一、工作面供电设计所需原始资料在进行工作面供电设计时，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工作面机械、电气设备的布置；各用电设备的详细技术特征。5电源情况。了解工作面附近现有变电所的分布情况，供电能力。进行工作面供电设计时所需原始资料一般由指导教师提供二、工作面供电设计所需参考资料煤矿安全规程、煤炭工业设计规范、《煤矿电工手册第二分册下、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、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。第三节供电系统设计要求一、设计内容1、设计依据综采工作面巷道布置、巷道尺寸及支护方式；综采工作面地质、通风、排水、运输情况；综采工作面的技术和经济参数；综采工作面的作业制度；综采工作面机械设备性能、数据及布置。2．设计内容根据所设计综采工作面设备选型情况，选定移动变电站与各配电点位置；确定变压器容量、型号、台数；拟定综采工作面供电系统图；确定电缆型号、长度和截面；选择高低压开关；做继电保护的整定计算；绘制综采工作面供电系统图；造综采工作面供电设备表。二、设计要求设计应符合《煤矿安全规程》、《煤矿工业设计规范》和《煤矿井下供电设计技术规定》；设备应选用定型产品并尽量选用新产品和国产设备；设计要保证技术先进、经济合理、安全可靠。三、供电设计有关规定1、《煤矿安全规程》中的规定严禁井下配电变压器中性点直接接地。井下电气设备的选用，应符合表3—1要求。4表3—1井下电气设备的选用使用场所类别煤（岩）与瓦斯突出矿井和瓦斯喷出区域瓦斯矿井采区进风道采区回风、工作面和工作面进、回风道高低压电机和电气设备矿用防爆型（矿用增安型除外）矿用防爆型矿用防爆型（矿用增安型除外）照明灯具矿用防爆型（矿用增安型除外）矿用防爆型矿用防爆型（矿用增安型除外）通信、自动化装置和仪表、仪器矿用防爆型（矿用增安型除外）矿用防爆型矿用防爆型（矿用增安型除外）井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，应符合下列要求：（1）高压，不应超过10000V；（2）低压，不应超过1140V；（3）照明、手持电气设备的额定电压和电话和信号装置的额定供电电压，都不应超过127V；（4）远距离控制线路的额定电压，不应超过36V。采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。(国外采煤工作面供电电压已达5000V)井下电力网的短路电流，不得超过其控制用的断路器的开断能力，并应校验电缆的热稳定性。40kw及以上的电动机，应使用真空电磁起动器控制。井下高压电动机、动力变压器的高压侧，应有短路、过负荷和欠电压释放保护。井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，应装设短路和过负荷保护装置，或至少应装设短路保护装置。低压电动机应具备短路、过负荷、单相断线的保护及远方控制装置。移动变电站必须采用监视型屏蔽橡套电缆。移动式和手持式电气设备都应使用专用的分相屏蔽不延燃橡套电缆．1140V设备使用的电缆必须用带有分相屏蔽的不延燃橡套电缆；660V的设备应使用带有分相屏蔽的橡套绝缘屏蔽电缆。照明、通信、信号电缆应采用不延燃橡套电缆。2、《煤炭工业设计规范》中的规定综合机械化采煤的采区变（配）电所的高压进出线，宜有专用的开关柜。3、《煤矿井下供电设计技术规定》中的规定一般应由两回路供电，并尽量引自不同的变压器母线段。工作面的电力负荷，可按下式计算：pjeXPKScos式中S——工作面电力负荷视在功率，KVA；eP——工作面用电设备额定功率之和，kw；pjcos——工作面电力负荷的平均功率因数，可取0.7；5XK——需用系数，可按下式汁算：edPPKX6.04.0Pd——最大一台电动机功率，kW。四、井下供电系统图例符号井下供电系统图例符号如表所示6第四节供电系统负荷计算一、供电电压井下采区变电所的电源，可以由井下主变电所或从地面变电所经风井(或钻孔)供电，一般不设备用电源，送至采区变电所的电源电压为6kV。井下综采工作面配电点的电源来自采区变电所，综采工作面的供电电压可以根据其日产量、单机或双机最大容量与总容量，参照表4—1来选定低压配电电压等级。表4—1采区低压配电电压等级及合理使用范围电压等级（V）适用于采煤方式采区总容量（KW）单机最大容量（KW）双机最大容量（KW）产量（t/d）660薄煤层和部分中厚煤层综采500～1000150～1702×150～2×170500～10001140综采1000～1500以上300～4002×375～3×4001000～30003300一次采全高厚煤层综采30001000以上3×4005000～10000煤电钻与照明电压一律采用127v。二、供电系统的拟定原则(1)力求减少电缆的条数与长度，尽量减少回头供电，电缆截面不超过70mm2。橡套电缆长度按敷设路径长度乘1.1，铠装电缆长度按敷设路径长度乘1.05。(2)采煤机宜用单独电缆供电，综采工作面配电点到各用电设备宜用辐射式线路供电，带式输送机可以用干线式线路供电。对多台大容量带式输送机，也可以用辐射式线路供电。(3)配电点的设置：一般都设置工作面集中配电点。对输送机及其它附属机械．因位置分散也可分别设配电点。(4)力求减少开关或起动器的使用量，原则上1台起动器控制1台电动机。对采煤机等重要生产机械宜设置备用起动器．即一用一备；对于刮板输送机起动器，宜按二用一备考虑。(5)配电点起动器在3台以下并联配电时，可以不设置进线用总馈电开关。(6)移动变电站低压侧已有低压馈电开关，而且保护齐全，可以不在移动变电站之外再设置低压总馈电开关。(7)工作面配电点最大容量电动机的起动器应靠近配电点的进线．以减小起动器间连接电缆的截面。(8)根据供电设备容量，供电系统一般都选用2～3台移动变电站1#移动变电站向带式输送机及其它转运设备供电；2#移动变电站向采煤机、乳化液泵站和喷雾泵供电；3#移动变电站向刮板输送机、转载机等供电。2#、3#移动变电站的负荷可以根据需要适当调换。综采工作面供电系统如下图所示7三、综采工作面供电设备布置及供电系统举例方案1——大断面单巷布置法工作面配电点和乳化液泵站等设备布置在可伸缩带式输送机的一侧，随着工作面的推进而移动变配电设备及泵站。这种方案虽然要求巷道加宽一些，开拓量大一些，支护成本高一些。但是供电、供液设备移动很方便，可以缩短低压供电距离，缩短供液管路，减少电缆线路上的电压损失和液压管路上的压力损失；便于变配电设备和供液设备的运行维护，所以是现代综采供电的典型方案，应优先进用。综采工作面设备布置如图5—2图5—3所示。方案2——小断面双巷布置法将移动变电站、工作面配电点及泵站都设置在单独的辅助巷道内，每隔一定距离，用联络巷与工作面运输巷连通，通过联络巷与运输巷向工作面配电。这种方案最适宜于下一个工作面尚未回采，但其回风巷已经开拓完毕，这就可在此回风巷布置上工作面的移动变电站、配电点和泵站设置。这种方案可使运输巷道断面缩小，支护成本低。适合于双巷掘进的开拓系统，其设备布置如图5—3所示。方案3——定点布置法将供电、供液设备安装在离工作面较远的短石门里或硐室里，不随工作而推进而多次移动。这种方案适合于顶板比较破碎、压力较大、巷道维护较困难同时走向长度和工作面长度不太大的综采工作面，它有投资少，维护方便的优点。其它方案对于低瓦斯矿井的工作面，配电点、移动变电站和泵站可以设置在回风巷，也可以在进风的运输巷与回风巷各设置一部分。对于放顶煤综采支架后的刮板输送机等设备的配电点与移动变电站，有的设置在回风巷。89四、供电设备的选型原则1、符合《煤矿安全规程》供电设计规定。2、各种供电没备的额定电压与所在线路上的额定电压一致；电缆的额定电压应等于或略大于所在线路的额定电压。3、设备的额定电流或者长时允许负荷电流应等于或略大于工作中所通过的长时负荷电流。4、开关电器的分断能力应等于或大于所通过的最大三相短路电流。5、电缆主芯线截面应等于或大于三相短路电流的热稳定截面。6、综采工作面供电应采用移动变电站。国产矿用隔爆型移动变电站有KSGZY和KBSGZY两种系列。后者为节能新产品。7、井下照明及电钻用电电压为l27V。8、BGP5—6系列矿用隔爆型高压真空配电装置有A、B、C、D四种结构，分别用于：两个电源进线、一个电源进线、仅用于联台使用、仅用于单台使用，其高度都为1190mm。9、高压电源电缆应选用监视型双屏蔽橡套电缆，型号为UYPJ—3.6／6(试制时型号为UGSP)，其芯线为细铜丝绞合而成。该电缆的额定电压为3.6／6kV，动力芯线为3×95mm2，接地芯线为3×50／3mm2：，监视芯线为3×2．5mm2；型号规格表示为UYPJ—3.6／6—3×96+3×50／3+3×2．5；主要用于6／3．4kV的井下移动变压器及类似设备的电源供给。10、低压电缆—律采用铜芯橡套软电缆，采煤机和刮板输送机的供电电缆应选用双屏蔽型。照明应选用500V电压的电缆供电。660V设备应选用1000V电压的电缆供电。1140V的设备应选用l140V电压的电缆供电。11、低压开