煤矿井下供配电设计规范

煤矿井下供配电设计规范目次1总则2井下供配电系统与电压等级3井下电力负荷统计与计算4井下电缆选择与计算4·1电缆类型选择4·2电缆安装及长度计算4·3电缆截面选择5井下主(中央)变电所设计5·1变电所位置选择及设备布置5.2设备选型及主接线方式6采区供配电设计6·1采区变电所设计6·2移动变电站6·3采区低压网络设计7井下电气设备保护及接地7·1电气设备及保护7·2电气设备保护接地8井下照明本规范用词说明附：条文说明1总则1.0.1为在煤矿井下供配电设计中贯彻执行国家有关煤炭工业建设的法律、法规和方针政策，做到技术先进、安全可靠、经济合理、节约电能和安装维护方便，特制定本规范。1.0.2本规范适用于设计生产能力0.45Mt／a及以上新建矿井的井下供配电设计。1.0.3煤矿井下供配电设计应从我国国情出发，依靠科学技术进步，采用国内外先进技术，经实践检验成熟可靠的新设备、新器材，提高煤炭工业的装备水平和安全管理水平。1.0.4煤矿井下供配电设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2井下供配电系统与电压等级2.0.1下列用电设备应按一级用电负荷设计，其配电装置必须由两回路或两回路以上电源线路供电。电源线路应引自不同的变压器和母线段，且线路上不应分接任何其他负荷。1井下主排水泵：2下山采区排水泵：3兼作矿井主排水泵的井下煤水泵：4经常升降人员的暗副立井绞车；5井下移动式瓦斯抽放泵站。2.0.2下列用电设备应按二级用电负荷设计，其配电装置宜由两回电源线路供电，并宜引自不同的变压器和母线段。当条件受限制时，其中一回电源线路可引自本条规定的同种设备的配电点处。1暗主井提升设备、主井装载设备、大巷强力带式输送机、主运输用的井下电机车充电及整流设备；2经常升降人员的暗副斜井提升设备、副井井底操车设备、元轨运输换装设备；3供综合机械化采煤的采区变(配)电所；4煤与瓦斯突出矿井的采区变(配)电所；5井下移动式制氮机；6井下集中制冷站；7不兼作矿井主排水泵的井下煤水泵、井底水窝水泵；8井下运输信号系统；9井下安全监控系统分站。2.0.3井下主(中央)变电所应由矿井地面主变(配)电所直接供电。电源电缆不应少于两回路，并应引自地面变电所的不同母线段，且当任一回路停止供电时，其余回路的供电能力应能承担其供电范围内全部负荷的用电要求。2.0.4采区变(配)电所宜由井下主(中央)变电所或附近地面变电所供电。由地面变电所供电时，电缆可由进风井或钻口下井。煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井的采区、下山采区、高产高效和综合机械化开采的采(盘)区供电时，电源电缆不应少于两个回路，且当任一回路停止供电时，其余回路的供电能力应能承担该采(盘)区负荷的用电要求。2.0。5井下配电变压器低压侧严禁采用中性点直接接地系统，地面中性点直接接地的变压器或发电机严禁直接向井下供电。2.0.6井下局部通风机供配电，必须遵守下列规定：1低瓦斯矿井掘进工作面局部通风机应采用装有选择性漏电保护的专用开关和专用线路供电：2高瓦斯矿井掘进工作面局部通风机应采用专用变压器、专用开关和专用线路的“三专”供电：3煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井、瓦斯喷出区域、掘进工作面的局部通风机应采用双电源供电。其中，主供电源应采用“三专”供电，备供电源允许引自其他动力变压器的低压母线段。但其供电回路应采用装有选择性漏电保护的专用开关和专用线路供电；4使用局部通风机供风的地点，其配电设备必须实行风电和瓦斯电闭锁，保证在停风和瓦斯超限后能切断该区域内全部非本质安全型电气设备的电源。2.0.7井下高压电源宜采用10kV或6kV。2.0.8井下低压电源电压应符合下列规定：1井下低压不应超过1140V；2手持电气设备、固定照明宜采用127V。2.0.9采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。3井下电力负荷统计与计算3.0.1井下电力负荷计算应符合下列规定：1能够较精确计算出电动机功率的用电设备，直接取其计算功率；2其他设备，一般采用需要系数法计算。3.O.2井下各种用电设备的需要系数及平均功率因数，宜按表3.0.2的规定选用。表3.0.2需要系数及平均功率因数序号名称需要系数Kx平均功率因数COSΦ1综采工作面按式(3.0.3-2)计算0.72一般机采工作面按式(3.0.33)计算0.6～0.73炮采工作面(缓倾斜煤层)0.4～0.50.64炮采工作面(急倾斜煤层)0.5～0.60.75非掘进机的掘进工作面0.3～0.40.66掘进机的掘进工作面按式(3.0.3—2)计算0.6～0.77架线电机车整流0.45～0.650.8～0.98蓄电池电机车充电0.80.8～0.859运输机0.6～0.70.710井底车场(不包含主排水泵)0.6～0.70.7注：当有功率因数补偿时，按计算的功率因数。3.0.3每个回采工作面的电力负荷，可按下列公式计算：综采、综掘工作面需要系数可按下式计算：一般机采工作面需要系数可按下式计算：式中S——工作面的电力负荷视在功率(kV·A)；∑P。——工作面用电设备额定功率之和(kW)；cos中——工作面的电力负荷的平均功率因数，见表3.0.2；Kx——需要系数，见表3.0.2；Pa——最大一台(套)电动机功率(kW)。3.0.4采区变电所的电力负荷，可按下式计算：戈中Ks——本采区内各工作面的同时系数，见表3.0.4。表3.0.4井下各级变电所的同时系数序号变电所名称负荷情况同时系数1采区变电所供一个工作面1.00供两个工作面0.90供三个工作面0.852井下各级采区变电所①0.80～0.90注：①不包括由地面直接向采区供电的负荷，若为单采区或单盘区矿井，则同时系数取1。3.o.5井下主变电所的电力负荷，可按下式计算：式中Sj——井下总计算负荷视在功率(kV.A)；∑S——除由井下主(中央)变电所直配的主排水泵及其他大型固定设备计算功率之外的井下各变电所计算负荷视在功率之和(kW)；∑PN——由井下主(中央)变电所直配的主排水泵及其他大型固定设备计算功率之和(kw)；。o。西——井下主排水泵及其他大型固定设备加权平均功率因数；K。，——井下各级变电所问的同时系数，见表3.0.4；K。。——井下主排水泵及其他大型固定设备间的同时系数，只有主排水泵时取1.00，有其他大型固定设备时取090～0.95。4井下电缆选择与计算4.1电缆类型选择4.1.1下井电缆必须选用有煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。电缆应采用铜芯，严禁采用铝包电缆。4.1.2在立井井筒、钻孔套管或倾角为45º及以上井巷中敷设的下井电缆，应采用聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电缆。4.1.3在水平巷道或倾角在45º以下井巷中敷设的电缆，应采用聚氯乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电缆。4.1.4移动变电站的电源电缆，应采用高柔性和高强度的矿用监视型屏蔽橡套电缆。4.1.5井底车场及大巷的电缆选择，必须符合国家现行标准《煤矿用阻燃电缆执行标准》MT818的规定。4.2电缆安装及长度计算4.2.1在总回风巷和专用回风巷中不应敷设电缆。在有机械提升的进风斜巷(不包括带式输送机上、下山)和使用木支架的立井井筒中敷设电缆时。必须有可靠的安全保护措施。溜放煤、矸、材料的溜道中严禁敷设电缆。4.2.2无轨胶轮车运输的井筒和巷道内不宜敷设电缆。当需要敷设时，电缆应敷设在高于运输设备的井筒和巷道的上部。4.2.3下井电缆宜敷设在刮立井井筒内，并应安装在维修方便的位置。斜井及平硐应敷设在人行道侧。当条件限制必须由主井敷设电缆时，在箕斗提升的立井中的电缆水平段应有防止箕斗落煤砸伤电缆的措施，垂直段可不设置防护装置。4.2.4立井下井电缆在井口井径处应预留电缆沟(洞)，并应有防止地面水从电缆沟(洞)灌入井下的措施。4.2.5安装下井电缆用的固定支架或电缆挂钩，应按前后期两者中电缆的最多根数考虑，并宜留有1～2回路备用位置。4.2.6立井下井电缆支架，宜固定在井壁上，支架间距不应超过6m。斜井、平硐及大巷中的电缆悬挂点的间距不应超过3m。4.2.7电缆在立井井筒中不应有接头。若井筒太深必须有接头时，应将接头设在地面或井下中间水平巷道内(或井筒壁龛内)，且不应使接头受力。每一接头处宜留8～]0m的余量。4.2.8沿钻孔敷设的电缆必须绑紧在受力的钢丝绳上，钻孔内必须加装套管，套管内径不应小于电缆外径的2倍。4.2.9风管或水管上不应悬挂电缆，不得遭受淋水。电缆上严禁悬挂任何物体。电缆与压风管、水管在巷道同一侧敷设时，电缆必须敷设在风管、水管上方，二者并应保持0.3m以上的距离。在有瓦斯抽放管路的巷道内，电缆必须与瓦斯抽放管路分挂在巷道两侧。4.2.10井筒和巷道内的通信、信号和控制电缆应与电力电缆分挂在巷道两侧，如受条件所限需布置在同一侧时，在井筒内，上述弱电电缆应敷设在电力电缆0.3m以外的地方；在巷道内，上述弱电电缆应敷设在电力电缆0.1m以上的地方。4.2.11高、低压电力电缆在巷道内同一侧敷设时，高、低压电缆之间的距离应大于0.1m。高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于0.05m。4.2.12电缆长度计算宜符合下列规定：1立井井筒中按电缆所经井筒深度的1.02倍计取，斜井按电缆所经井筒斜长的1.05倍计取；2地面及井下铠装电缆按所经路径的1.05倍计取，橡套电缆按所经路径的1.08～1.10倍计取；3每根电缆两端各留8～10m余量；4若有接头应按本规范第4.2.5条规定确定；5上述长度之和，应为一根电缆的计算长度。4.3电缆截面选择4.3.1主排水泵由井下主(中央)变电所供电时，下井电缆截面选择应符合下列规定：1取矿井最大涌水量时井下的总负荷(计算负荷，下同)，按一回路不送电，以安全载流量选择电缆截面；2取矿井正常涌水量时井下的总负荷，按全部下井电缆送电，以经济电流密度选择电缆截面；经济电流密度的年最大负荷利用小时数，一般按矿井最大负荷实际工作小时数计算。当排水负荷大于井下其余负荷时，取水泵年运行小时数计算；3按电力系统最大运行方式下，下井电缆首端即地面变电所母线(如下井回路接有电抗器时，应为电抗器的负荷端)发生三相短路时的热稳定性要求选择电缆截面；4取上述三者中截面最大者作为下井电缆截面，并应按正常涌水量时全部下井电缆送电及最大涌水量时一回路不送电，分别校验电压损失。4.3.2主排水泵不由井下主(中央)变电所供电时，下井电缆截面选择应符合下列规定：1按一回路不送电，其余回路担负井下其供电范围内总负荷的供电，以安全载流量选择电缆截面；2其余同本规范第4.3.1条第2、3、4款的要求。5井下主(中央)变电所设计5.1变电所位置选择及设备布置5.1.1井下主(中央)变电所位置，宜设置在靠近副井的井底车场范围内，并应符合下列规定：1经钻孔向井下供电的井下主(中央)变电所，钻孔宜靠近主(中央)变电所；2井下主(中央)变电所可与主排水泵房、牵引变流室联合布置，亦可单独设置硐室。当为联合硐室时，应有单独通至井底车场或大巷的通道；3井下主(中央)变电所不应与空气压缩机站硐室联合或毗连。5.1.2每个水平宜设置一个主(中央)变电所。当多水平中的某一水平由邻近水平供电技术经济合理时，该水平可不设主(中央)变电所。当矿井涌水量很大，有几个主排水泵房时，应经过技术经济比较后确定主(中央)变电所的位置和数量。5.1.3井下主(中央)变电所内的动力变压器不应少于2台，当1台停止运行时，其余变压器应能保证一、二级负荷用电。5.1.4井下主(中央)变电所硐室，应满足下列要求：1不得有渗水、滴水现象；2硐室门的两侧及顶端，预埋穿电缆的钢管。钢管内径不应小于电缆外径的1.5倍；3电缆沟应设有盖板，宜采用花纹钢盖板；4硐室的地面应比其出口处井底车场或大巷的底板高出0.5m；5硐室通道上必须装设向外开的栅栏防火两用铁门；6硐室内应设置固定照明及灭火器材。5.1.5主(中央)变电所硐室尺寸应按设备最大数量及布置方式确定，并应满足下列要求：1高压配电