一、采区自然条件概况 1)采区地点：下五采左三副巷 2)施工队组：618 队 3)掘进工作面煤岩别：半煤岩 4)掘进方式：综掘 5)巷道类别：开拓 6)施工断面：7.82 米 2 7)施工长度：570 米﹒煤层平均厚度 1.7m﹒ 煤质中硬﹒容重 1.32t/m3﹒ 8)坡 度：+10°
9)支护方式：锚杆、钢带 10)施工日期：2 个月 11)瓦斯等级：高沼气 12)通风方式：压入式 二、提报说明： (1)本报告按综掘方式设计，如遇断层等特殊情况改变掘进 方法时，将重新补报供电方案。 (2)因各种原因所限变比为 6/0.69kv 干变外设检漏且两馈2
电共用一台检漏。 (3)供电设计系统为双风机双电源，风机自动转换灵敏可靠 (附图一) ,瓦斯监测系统灵敏可靠(附图二) 三、设备选择： (1)根据地质资料查明，工作面倾角平均 10°左右，施工断 面比较大，选用了 S150J 掘进机，该机爬坡能力强(±18°) ,截 割硬度≤80Mpa,截割面积 23
㎡,并且截割部电机采用双速切换 水冷方式，洒水、消尘采用内外喷雾方式。 (2)运输设备工作面采用 SJ—80 皮带，上山采用 SJ—80 皮 带，平巷采用三台 SJ—150 皮带至漏煤眼。 (3)根据供电电压等级东主运变电所配出线电压为 10KV,采 区综掘机为 1140V,其余为 660V,激光及照明为 127V,负荷要求 选用一台国产 KSGZY-500 干变和一台西德 THEB-400 干变，开关 选用 QBZ 系列真空磁力起动器，绞车开关暂用 QC83 系列磁力起动 器。 四、安装要求 1、掘进机井下安装工作必须按厂家使用维护说明书安装，各 种液压件油缸应集中管理，轻拿轻放以免损坏。 2、管接头连接部件要用棉纱绑扎好，防止进杂物和损坏。3
3、皮带机头至贮带仓必须有水泥基础，溜子与皮带搭接高度 不得低于 0.4 米，皮带要保持平直，附件齐全，每隔 50 米设一道 防跑偏装置。 4、每个转载点设有 20 米消尘管路，灭火用具，设一台电话， 皮带道每隔 30 米设一台照明灯，要有尾控装置。 5、电气设备安装包括小型电气设备要台台防爆，完好率必须 达到 95%以上。 6、风机前必须设全断面洒水消尘设施。 7、电缆和风筒、风水管要分侧吊挂，电缆吊挂合格率要达到 95%以上。 8、掘进所有回风流中的电气设备必须受风电瓦斯电闭锁控 制。 五、安全技术措施 (1)各开关包括变压器低压馈电整定均执行本报告，若有变 动必须经机电技术员重新核算，允许方可进行调整。 (2)综掘机启动必须设予警信号，机前严禁有人工作，机器 各种电气保护严禁甩除。 (3)停电顺序：先停低压开关，再停高压开关，先停起动器， 再停隔离开关，送电与上顺序相反。4
(4)高压接线盒应设合格的接地装置，接地线应采用截面不 小于 100mm2 的镀锌铁线。 (5)采区入井设备必须经防爆检查合格，二证一标志齐全， 失爆设备禁止投入运行，新安装的电气设备投入运行之前应对绝 缘电阻和接地电阻进行测定。 (6)普通型电气仪表必须在瓦斯浓度<1%以下地点使用。 (7)井下防爆电气设备的运行、维护和修理必须符合防爆性 能的各项技术要求。 (8)井下不得带电检修、搬迁电气设备电缆，检修或搬迁前 必须切断电源，检查瓦斯浓度低于 1%时，再用与电源电压相适应 的验电笔校验，无电后方可进行导体对地放电，所有开关在断电 后应闭锁，并悬挂“有人作业、禁止送电”牌，只有执行这项工 作的人员才有权取下此牌送电。 (9)供电系统的电缆必须是阻燃型并悬挂整齐和风水管路分 挂， 高低压电缆之间距离要大于 100mm, 电缆严禁带电盘圈和∞字， 电缆接线符合工艺要求、防爆要求。
(10)坚持使用检漏继电器，并动作可靠，每日试验一次， 做好记录，有故障供电线路禁止送电运行。 (11)非专职电工不得检修电气设备，只须持有电工证书者5
方可独立工作。 (12)对设备每日进行一次全面检查，对开关每日进行一次 防爆性能外部检查，每班由专职电工对电缆外皮进行一次检查。 (13)掘进工作面及回风流设备必须有可靠风电联锁和瓦电 闭锁装置，并每日试验一次，留有记录。 (14)禁止带电处理、寻找电气故障，停送高压设备主回路 时必须戴绝缘手套、穿电工绝缘靴或站在绝缘台上。 (15)两台馈电用一台检漏时的安全措施： 1)跳闸线圈必须接在同一相电源上。 2)两台馈电开关的跳闸线圈间串接一台防爆耐压大于 660 伏开关，检修时必须停此开关锁好，避免负荷侧带电。 3)检漏继电器的电源只须与一台馈电开关连接，如需停 止此台开关应停靠，而另一台继续运行时，将检漏继电器的电源 改接到这台开关上。 如图所示：
A B C负荷侧
GK1 TQ1 TA 负荷侧
GK2 TQ2 检漏
六、供电说明： 三水平中央变电所至东主运变电所采用双电源供电，本区域 三专系统电源由东主运变电所 12#分高防开关正常供电， 生产系统 电源由 7#分高防开关正常供电，同时也作为 12#分高防开关的备 用电源，详见供电系统图。 七、采区供电设计计算： (一)变压器容量的选择： 根据公式：Sb=Σ pe×kx/cospdi 式中：Sb-变压器计算容量 KVA Σ Pe-由该变压器供电的设备功率之和 KW Kx-需用系数 COSPai-电动机平均加权功率因数 1、1140 伏系统变压器的计算容量(以下简称Ⅰ#系统) 其中：Σ Pe=216kw Kx=0.4+0.6Pd/Σ Pe=0.4+0.6*150/216=0.81 取 0.8 COSPdi 取 0.85。 得： Sb=203KVA 据计算知利用现有 THEB--400 变比 10/1.2kv 干变能够满足供 电要求。7
2、660 伏生产电源系统变压器计算容量(简称Ⅱ#系统) 其中：Σ Pe=439kw (因备用风机运转，工作面无电所以不参与统计) Kx=0.286+0.714Pd/Σ Pe=0.5 Kx 取 0.5,COSPdi 取 0.7 得：Sb=313KVA 选用 KSGZY-500 变比 10/0.69kv 干变满足供电要求 3、 伏专用电源系统变压器的计算容量 660 (以下简称Ⅲ#系统) 其中：Σ Pe=P618+P25=67kw Kx=0.286+0.714*30/320=0.68;Kx 取 0.7 COSPdi 取 0.75 得：Sb=55KVA 选用 KSJ2-320 变压器能够满足供电要求 (二)电缆的初选和电压损失验算： 1、按满足机械强度和巷道布置初选电缆截面和长度 公式： LSα =α LSH=1.1LSH 式中： LSα -电缆所需实际长度 LSH-巷道的实际长度 α -吊挂余量系数8
橡套电缆 10%余量，铠装电缆 5%余量。 各段电缆型号、长度见表六。 2、按长时允许电流校验电缆截面积
原则：Iy>Ig 其中：Iy:电缆长时允许流过负荷电流(A) Ig:实际流过电缆的工作电流(A) 根据公式：Ig=Σ Pe×Kx×103∕ 3 ×Ve×COSPdi ①Ⅰ#系统：已知 Ve=1140V、Σ Pe=216KW、Kx=0.8 COSPdi=0.85、Ig=103A 计算得知选用 UPQ3X502 电缆满足供电要求 ②Ⅱ#系统：已知 Ve=660V、Σ Pe=241.4KW、Kx=0.75 COSPdi=0.8、Ig1=99A 、Ig2=175 A 因考虑设备负荷选用两条 U-1000 3×702 电缆分别 供电，满足供电要求。 ③Ⅲ#系统：已知Σ Pe=55KW、Ve=660V、Kx=0.7 COSPdi=0.75、Ig=59A 计算得知：选用 U-1000 3×502 电缆满足要求 3、电缆电压损失验算 整个线路允许电压损失值9
660 伏：△V 总=V2e-0.95Ve=690V-627V=63V 1140 伏：△V 总=V2e-0.95Ve=1200V-1083V=117V 1)变压器电压损失： 公式：△VB=β (URCOSx+UxSinx)×V2e/100 式中：β :负荷系统，β =Sb/Se UR:变压器阻抗百分数，UR=△P/10Se Ux-变压器电抗百分数 Ux%=〔(UK%)2-(UZ%)2〕1/2 UK%-变压器绕组阻抗压降百分数 COSPdi 平均功率因数 2)干线电缆损失 根据公式：△Vg=Σ Pe*Kx*Lg*103/D*Ve*Sg 式中：LG=干线电缆实际长度 D-电导率 铜芯 42.5m/Ω mm2
SG-选用电缆截面 3)支线电缆损失： △VZ=PZ*KX*LZ*103/DVeSZη 式中：LZ:支线实际电缆长度 SZ:支线选用电缆截面10
η :机械效率取 0.9 (1)Ⅰ#系统： ①变压器电压损失： β =216/400=0.54 UR%=3400/5000=0.68% Uk%=4% Ux%=3.94% COSx=0.85
对应 Sin=0.52 得：△VB=19.8V ②干线电压损失： Σ Pe=216KW、Sg=70、Lg=1300M、Kx=0.8、Ve=1140V △Vg=42.9V ③支线电压损失： SZ=70、LZ=100、Kx=0.8、η =0.9 △VZ=2.4V △Vg=19.8V+2.4V+42.9V=65.1V<117V 验算后知电缆初选合理满足供电要求。 (2)Ⅱ#系统： ①变压器电压损失： β =439/500=0.87、UR%=0.68、Ux%=3.94% V2e=690V、COSx=0.8、对应 Sinx=0.611
△VB=17.85V ②干线电压损失： (选 Js—150 一台皮带线路此供电距离长) 根据负荷分配分段计算： Ve=660V、Kx=0.75 Σ Vg=34.9V ③支线电压损失： Sz=35、Lz=100M、PZ=75KW、KX=0.75 △VZ=6.5V △V 总=△VB+Σ △Vg+△VZ=59.25V<63V 验算后知电缆初选合理满足供电要求。 (3)Ⅲ#系统： ①变压器电压损失： β =67/320=0.15、查变压器技术特征表得：UR%=1.9%、 UX=4.09% V2e=690V、COSx=0.75、对应 Sinx=0.66 △VB=3.63V ②干线电压损失： Σ Pe=67KW、KX=0.7、LG=1200M、Ve=660V、Sg=50 △Vg=52.5V12
③支线损失：PZ=18.5KW、KX=0.7、LZ=50M、SZ=25 △Vg=2V △V 总=58.13V<63V 验算后知电缆初选合理满足供电要求。 (三)短路电流计算： 1、两相短路电流的计算： (公式计算法) I(2) d
=V2e/2 (∑R2+∑X2)1/2
式中：V2E-变压器二次侧的开路电压(V) ∑R-短路
回路内一相电阻的总和(Ω ) ∑X-短路回路内一相电抗的总和(Ω ) 2、阻抗计算： 1)1140 伏阻抗计算Ⅰ#系统： ①电源电抗： Xj=V2E2/Sd=(1.2)2/50=0.0288(Ω ) 式中：Xj-折合变压器二次侧的系统电抗Ω /相。 V2e-变压器二次侧额定电压 KV Sd-电源一次侧母线上的短路容量选取 50MVA ②高压电缆的阻抗计算(折合变压器二次值) Rg=R0L/K2=0.5292Ω K=6/1.2=513
Xg=X0L/K2=0.0702Ω 式中： R0=L/DS=1000/48.6×35=0.587/Ω /KM X0=0.08Ω /KM 6KV 值 D-电导率 48.6m/Ω mm2
③变压器阻抗计算： RB=△P/3Ie =2300/3×1922=0.0294Ω XB=10VX*V2e2/Se=0.1584Ω (4) 低压电缆阻抗值计算 (换算成标准 502 电缆值并折成 65℃ 值) RL=1.18R0L=0.3806Ω R0=0.38Ω /KM(20℃值) (5)两相短路电流： I d1 =1376A 2)660 伏阻抗计算Ⅱ#系统 (1)系统电抗： Xj=U2E2/Sd=0.692/50=0.0095Ω (2)高压电缆的阻抗计算(折合变压器二次值) Rg=R0L/K2=0.4704Ω 变比： K=6/0.69=8.714(2) 2
XL=X0L=0.0858Ω X0=0.081Ω /KM
Xg=X0L/K2=0.0624Ω (3)变压器阻抗计算： RB=△P/3Ie =3400/3×4172=0.0065Ω XB=10VX*V2e2/Se=10×3.94×(0.69)2/500=0.0375Ω (4)低压电缆阻抗值(换算成标准 502 电缆值并折成 65℃值)2
编 电阻值 号 L1 L3 L5 L7 L9 L11 0.0291 0.0246 0.0224 0.0022 0.0215 0.3363 0.0526 0.0445 0.0405 0.0040 0.0388 0.0607 L2 L4 L6 L8 L10 L12 0.0008 0.0011 0.0013 0.0022 0.0019 0.3838 0.0016 0.002 0.0024 0.0040 0.0032 0.0693 电抗值 编号 电阻值 电抗值
(5)计算步骤略得各点两相短路电流值如下： Id12=3006A Id22=6127A Id32=3304A Id42=6084A Id52=3343A Id62=6034A Id72=5852A Id82=5800A Id92=3516A Id102=4000A Id112=973A Id122=836A 3)660 伏Ⅲ#系统阻抗计算 (1)系统电抗 Xj=U2E2/Sd=0.692/50=0.0095Ω (2)变压器阻抗值查变压器技术数据表得： KSJ2-320KVA 变比 6/0.69KV 变压器 RB=0.0286Ω XB=0.061Ω
(3)低压电缆阻抗值计算： RL=1.18R0L XL=X0L
(4)两相短路电流值： Id2=587A 四、各开关继保整定及灵敏度校验：
1)过流整定： IZ>IDQ+Σ IE 灵敏度：K=Id(2)/IZ≥1.5 2)熔体整定： IR=Iqe/1.8~2.5 灵敏度：Kr=ID(2)/IR≥4~7 3)照明综保变压器一次熔体整定： IR=1.2~1.4Ie /Kb 灵敏度：K=Id(2)/31/2KbIR≥4 4)JDB 过载保护整定： IZ≤Ie 灵敏度：K=Id(2)/8IZ≥1.2 电机参数见负荷统计表一，计算过程略，详见开关整定一览 表三。
电气设备负荷统计表 (表一)
矿用变压器技术参数表(表二)
开关选择继保整定一览表开 关 编 号 1 2 整定电流值 负荷容 工作电 电磁 开关型号 量 流(A) 元件 热元 熔体 (KW) 脱机 件 器 QBZ-200 QBZ—80 37 37 167 37 167 75 4.0 40 4.0 40 4.0 203 75 4.0 45 32 32 146 32 146 86 4.5 45 4.5 45 4.5 177 86 4.0 51 400 400
(表三)线路末 端两机 短路电 灵敏度 JDB 流值 (A) 35 35 587 587 836 35 150 90 6 45 6 45 6 836 836 5856 5800 3516 4000 913 836 3006 90 6 50 3304 6084 6304 2.0 2.0 2.06 2.98 5.57 8.12 138 9.7 95.2 2.7 19.9 7.5 4058 144 15.0
3 DW80—350 4 5 6 7 8 9 QBZ—80 QBZ—200 QBZ—120 QBZ—80 QBZ—120 QBZ—80
10 QBZ—120 11 QBZ—80
12 DW80—350 13 QBZ—120 14 QBZ—80
15 QBZ—120