【正文】 湖 南 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 題 目 淺談 煤礦供電技術(shù) 作 者 瞿 兵 層 次 專 科 專 業(yè) 礦山機(jī)電 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 二 0 一 五 年 十一 月 二十五 日 湖南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 高等函授 學(xué)院 學(xué)生姓名 : 瞿 兵 學(xué)號(hào) : 專業(yè) : 礦山機(jī)電 1 設(shè)計(jì)（論文）題目及專題： 淺談煤礦供電技術(shù) 2 學(xué)生設(shè)計(jì)（論文） 時(shí)間： 自 2021 年 11 月 25 日開始至 2021 年 2 月 10 日止 3 設(shè)計(jì)（論文）所用資源和參考資料： 〔 1〕 袁亮等 . 煤礦總工程師技術(shù)手冊(cè) .煤炭工業(yè)出版社 ,2021. 〔 2〕 王林祥等 . 煤礦機(jī)電工程師技術(shù)手冊(cè) .煤炭工業(yè)出版社 ,2021. 〔 3〕 佟熙田 ，雷芳清等 . 煤礦井下供電設(shè)計(jì)指導(dǎo) .煤炭工業(yè)出版社 ,1989. 〔 4〕 張學(xué)成等 . 工礦企業(yè)供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 .中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 ,1998. 〔 5〕 紀(jì)銀光主編 . AutoCAD2021電氣設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與典型范例 [M].北京： 電子工業(yè)出版社 ,2021. 〔 6〕 賴昌干 ，等 .礦山電工學(xué) [M].北京：煤炭工業(yè)出版社， 2021. 〔 7〕 鄒有明，張根現(xiàn)，等 .工礦企業(yè)漏電保護(hù)技術(shù) [M].北京：煤炭工業(yè)出版社， 2021. 〔 8〕 唐志平 .供配電技術(shù) [M].北京：煤炭 工業(yè)出版社， 2021. 〔 9〕 張根現(xiàn)，鄒有明，等 .礦山過流保護(hù)技術(shù) [M].北京：煤炭工業(yè)出版社， 2021. 4 設(shè)計(jì)（論文）完成的主要內(nèi)容： 〔 1〕 礦井電源及送電線路； 〔 2〕 礦井主變電所； 〔 3〕 地面供電系統(tǒng)； 〔 4〕 地面建（構(gòu)）筑物防雷及雷電波侵入井下； 〔 5〕 應(yīng)急照明設(shè)施的設(shè)置； 〔 6〕 井下供電系統(tǒng)； 〔 7〕 井下電氣設(shè)備保護(hù)接地； 〔 8〕 井下照明、信號(hào)； 〔 9〕 井下電氣事故原因分析及其防范技術(shù)措施； 〔 10〕 礦井通信。 5 提交設(shè)計(jì)（論文）形式（設(shè)計(jì)說明與圖紙或論文等）及要求： 〔 1〕 要求認(rèn)真、獨(dú)立完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的寫作 〔 2〕 要求按照學(xué)校規(guī)定的論文（設(shè)計(jì)）格式撰寫論文（設(shè)計(jì)） 〔 3〕 要求及時(shí)同指導(dǎo)老師進(jìn)行溝通，按步驟 完成論文（設(shè)計(jì)）的寫作和答辯工作。 6 發(fā)題時(shí)間： 2021 年 11 月 25 日 指導(dǎo)教師： （簽名） 學(xué) 生： （簽名） 湖南科技大學(xué)成人高等教育 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)審表 姓名 瞿 兵 性別 男 學(xué)號(hào) 院系 高等函授 學(xué)院 專業(yè) 礦山機(jī)電 指導(dǎo)老師 答辯（或完成）日期 年 月 日 論文題目 淺談煤礦供電技術(shù) [摘要 ] 本設(shè)計(jì)初步對(duì)金河煤礦設(shè)計(jì)了井上、下供電系統(tǒng)及供電設(shè)備、線路、設(shè)施等。其設(shè)計(jì)過程主要包括礦井電源及送電線路、礦井主變電所負(fù)荷計(jì)算、主接線設(shè)計(jì)、短路計(jì)算、主變壓器及電氣設(shè)備選擇、繼電保護(hù)方案、應(yīng)急照明設(shè)施的設(shè)置、變電所的防雷保護(hù)與接地、井下照明及信號(hào)、井下電氣事故原因分析及其防范技術(shù)措施等。通過對(duì)煤礦 10KV 變電站做負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，用需用系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，根據(jù)負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果確定出 該站主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量及型號(hào)。用標(biāo)幺值法對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行了短路電流計(jì)算，為電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)提供了數(shù)據(jù)。根據(jù)煤礦供電系統(tǒng)的特點(diǎn)，制定了礦井變電所的主結(jié)線方式、運(yùn)行方式、繼電保護(hù)方案。其中 35KV 側(cè)為全橋接線， 10KV 主接線為單母分段。兩臺(tái)主變壓器采用分列運(yùn)行方式。并根據(jù)電流整定值以及相關(guān)數(shù)據(jù)的校驗(yàn)，選擇了斷路器、隔離開關(guān)、繼電器、變壓器等電氣設(shè)備。 畢 業(yè) 論 文 評(píng) 語 建議評(píng)定等級(jí)： 指導(dǎo)老師簽字： 年 月 日 評(píng) 閱 老 師 評(píng) 語 評(píng)閱老師簽字： 年 月 日 答 辯 小 組 意 見 畢業(yè)答辯成績(jī)： 簽字： 年 月 日 注：此表一式二份，與學(xué)籍表一起進(jìn)入學(xué)員畢業(yè)檔案 淺談煤礦供電技術(shù) 摘要： 本設(shè)計(jì)初步對(duì)金河煤礦設(shè)計(jì)了井上、下供電系統(tǒng)及供電設(shè)備、線路、設(shè)施等。其設(shè)計(jì)過程主要包括礦井電源及送電線路、礦井主變電所負(fù)荷計(jì)算、主接線設(shè)計(jì)、短路計(jì)算、主變壓器及電 氣設(shè)備選擇、繼電保護(hù)方案、應(yīng)急照明設(shè)施的設(shè)置、變電所的防雷保護(hù)與接地、井下照明及信號(hào)、井下電氣事故原因分析及其防范技術(shù)措施等。通過對(duì)煤礦 10KV 變電站做負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，用需用系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，根據(jù)負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果確定出該站主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量及型號(hào)。用標(biāo)幺值法對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行了短路電流計(jì)算，為電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)提供了數(shù)據(jù)。根據(jù)煤礦供電系統(tǒng)的特點(diǎn)，制定了礦井變電所的主結(jié)線方式、運(yùn)行方式、繼電保護(hù)方案。其中 35KV側(cè)為全橋接線， 10KV主接線為單母分段。兩臺(tái)主變壓器采用分列運(yùn)行方式。并根據(jù)電流整定值以及相關(guān)數(shù)據(jù)的校驗(yàn) ，選擇了斷路器、隔離開關(guān)、繼電器、變壓器等電氣設(shè)備。 關(guān)鍵詞： 井上、下供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 。主變電站 。負(fù)荷計(jì)算 。整定校驗(yàn) 。電氣設(shè)備選型 。繼電保護(hù) 。 本設(shè)計(jì)的目的是通過本次設(shè)計(jì)鞏固所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力及實(shí)際工程設(shè)計(jì)的基本技能。 電力是現(xiàn)代煤礦的動(dòng)力，首先應(yīng)該保證供電的可靠和安全，并做到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面合理的滿足生產(chǎn)的需要。由于煤礦生產(chǎn)條件的特殊性，對(duì)供電系統(tǒng)有特殊的要求，尤其是煤礦地面供電系統(tǒng)作為整個(gè)煤礦供電開端，對(duì)整個(gè)煤礦供電的安全，可靠，經(jīng)濟(jì)具有舉足輕重的作用。 本論文根據(jù)變電所的設(shè)計(jì)原則 ，圍繞 金河煤礦井上、下供電系統(tǒng) 設(shè)計(jì)這一課題展開了全面的設(shè)計(jì)與研究，主要完成以下工作： 針對(duì)礦井負(fù)荷的用電要求，根據(jù)需要系數(shù)法進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算。據(jù)此對(duì)主變壓器進(jìn)行選擇，并進(jìn)行無功補(bǔ)償。根據(jù)變電所主接線的設(shè)計(jì)原則，對(duì)變電所的主接線進(jìn)行設(shè)計(jì)：高壓 35kV 采用全橋接法 ,10kV 母線采用單母分段接線形式。采用標(biāo)幺值法對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行了短路計(jì)算。按安裝地點(diǎn)、運(yùn)行環(huán)境和使用要求對(duì)電氣設(shè)備的規(guī)格型號(hào)進(jìn)行選擇，并對(duì)它們進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。為了在供配電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能夠自動(dòng)地、迅速地、有選擇地將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，以免事 故的擴(kuò)大，在論文中對(duì)變電所繼電保護(hù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。防雷保護(hù)是變電所保護(hù)中不可缺少的一項(xiàng)保護(hù)措施，本文采用了在線路上安裝閥型避雷器對(duì)其進(jìn)行防雷保護(hù)，并在變電所裝設(shè)避雷針。 1 概 述 礦井電源及送電線路 礦井供電電源及可靠性分析 礦井供電電源 一、電源分布 金河煤礦位于盤縣西北部柏果鎮(zhèn)小寨村境內(nèi)，該地區(qū)供電電源主要礦區(qū)西北邊 6km處有盤縣礦區(qū) 35kV變電站，礦區(qū)東北邊 5km處有柏果 35kV 變電站，礦區(qū)北邊 2km處有清水 35kV 變電站（自備變電站），容量 2179。 12500kvA。本區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)合理，供電電源可靠，能夠?yàn)榻鸷拥V井提供可靠的供電電源。 該礦井建設(shè)有瓦斯發(fā)電機(jī)組，考慮瓦斯發(fā)電機(jī)組的供電的不可靠因素，瓦斯發(fā)電不接入礦井生產(chǎn)供電電網(wǎng)，瓦斯發(fā)電主要補(bǔ)充民用供電。 二、供電電源 礦井建設(shè)規(guī)模為 45萬噸 /a，根據(jù)礦井附近電網(wǎng)現(xiàn)狀及《煤礦安全規(guī)程》第四百四十一條的規(guī)定，礦井應(yīng)有兩回電源線路。當(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時(shí)，另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。 恒 鼎公司為擴(kuò)建金河煤礦專門構(gòu)建了清水 35kV變電站，從清水 35kV變電站不同的母線段設(shè)二回路 10kV 線路引至礦 10kV 變電站，導(dǎo)線采用 LGJ240，線路長(zhǎng)度約為 2km，該礦井供電電源 圖 電源地理接線圖 供電電源運(yùn)行方式及要求 礦井必須有兩回電源線路，當(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時(shí)，另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。礦井的兩回路電源線路上都不得分接任何負(fù)荷。正常情況下，礦井電源應(yīng)采用分列運(yùn)行方式，一回路運(yùn)行時(shí)，另一回路必須帶電備用，以保證礦井供電的連續(xù)性。 當(dāng) 任一回路停止供電時(shí)，其余回路仍可保證全部負(fù)荷供電。 備用電源自動(dòng)投入裝置 備用電源自動(dòng)投入裝置的作用是當(dāng)正 常供電電源因供電線路故障或電源本身發(fā)生事故而停電時(shí)，它將負(fù)荷自動(dòng)、迅速切換至備用電源上，使供電不至中斷，從而確保正常運(yùn)行，把停電造成的經(jīng)濟(jì)損失降到最低程度，這種裝置簡(jiǎn)稱為 APD裝置。 施工電源及過渡期供電 礦井 施工期間及過渡期供電電源 利用礦井?dāng)U建前已建成的電源。 供電線路可靠性及保證措施 供電線路可能產(chǎn)生的事故分析 由于覆冰、凝凍、外力破壞、山體滑坡等原因可能引起斷線、倒桿、短路事故；由于雷擊、污閃、線路下方或旁邊的樹木可能引起短路、漏電事故；由于長(zhǎng)期冰雪低溫氣候可能引 起覆冰、凝凍事故；由于操作工素質(zhì)差業(yè)務(wù)不熟練或責(zé)任心不強(qiáng)、傳授電指令不清可能引起誤操作等事故等。 供電線路可靠性及保證措施 1）輸配線至地面、建筑物或構(gòu)筑物的距離應(yīng)符合有關(guān)規(guī)程規(guī)定。嚴(yán)格按照電力部門《架空送配電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。 2）架空線路防止雷擊過電壓、閃爍接地事故的措施： (1)在架空線路的進(jìn)出終端及線路制高點(diǎn)安裝氧化鋅避雷器 (2)安設(shè)架空避雷線：在 35KV及以上電源供電線路上方同桿架設(shè)架空避雷線，使電源導(dǎo)線置于避雷線防雷保護(hù)范圍之內(nèi)，以防止直接雷擊。 (3)變電所各進(jìn) 出線路控制柜增設(shè)過電壓吸收器。 3）礦井電源架空線路路徑的選擇，應(yīng)盡量利用井田境界或斷層煤柱，避免通過塌陷區(qū)或初期開采區(qū)。且線路沿途無滑坡、泥石流等自然災(zāi)害，同時(shí)盡量避開河流、農(nóng)田、建筑物、嚴(yán)重污染源等地段。 4）該礦井所處地區(qū)最高氣溫： +40℃；最低氣溫： 4℃；年平均氣溫： +15℃。覆冰時(shí)氣溫：5℃；最大風(fēng)速： 30m/s；覆冰時(shí)風(fēng)速： 15m/s；最大覆冰： 15mm。 該井田歷史地震少且弱，歷史上未有超過震級(jí)為Ⅵ度地震發(fā)生的記載。根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ GB183062021），該井田地震動(dòng)峰值加 速度 。調(diào)查時(shí)井田內(nèi)未見滑坡、地裂縫、泥石流等地質(zhì)