【正文】 綜采工作面供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié) 供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求一、設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)依據(jù)綜采工作面巷道布置、巷道尺寸及支護(hù)方式；綜采工作面地質(zhì)、通風(fēng)、排水、運(yùn)輸情況；綜采工作面的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)參數(shù)；綜采工作面的作業(yè)制度；綜采工作面機(jī)械設(shè)備性能、數(shù)據(jù)及布置。2．設(shè)計(jì)內(nèi)容根據(jù)所設(shè)計(jì)綜采工作面設(shè)備選型情況，選定移動(dòng)變電站與各配電點(diǎn)位置；確定變壓器容量、型號(hào)、臺(tái)數(shù)；擬定綜采工作面供電系統(tǒng)圖；確定電纜型號(hào)、長(zhǎng)度和截面；選擇高低壓開關(guān)；做繼電保護(hù)的整定計(jì)算；繪制綜采工作面供電系統(tǒng)圖；造綜采工作面供電設(shè)備表。二、設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《煤礦井下供電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》；設(shè)備應(yīng)選用定型產(chǎn)品并盡量選用新產(chǎn)品和國(guó)產(chǎn)設(shè)備；設(shè)計(jì)要保證技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。三、供電設(shè)計(jì)有關(guān)規(guī)定 《煤礦安全規(guī)程》中的規(guī)定 嚴(yán)禁井下配電變壓器中性點(diǎn)直接接地。 井下電氣設(shè)備的選用，應(yīng)符合表5—1要求。 表5—1 井下電氣設(shè)備的選用 使用場(chǎng)所類別煤（巖）與瓦斯突出礦井和瓦斯噴出區(qū)域瓦斯礦井采區(qū)進(jìn)風(fēng)道采區(qū)回風(fēng)、工作面和工作面進(jìn)、回風(fēng)道高低壓電機(jī)和電氣設(shè)備礦用防爆型（礦用增安型除外）礦用防爆型礦用防爆型（礦用增安型除外）照明燈具礦用防爆型（礦用增安型除外）礦用防爆型礦用防爆型（礦用增安型除外）通信、自動(dòng)化裝置和儀表、儀器礦用防爆型（礦用增安型除外）礦用防爆型礦用防爆型（礦用增安型除外）井下各級(jí)配電電壓和各種電氣設(shè)備的額定電壓等級(jí)，應(yīng)符合下列要求： （1）高壓，不應(yīng)超過(guò)10000V； （2）低壓，不應(yīng)超過(guò)1140V；（3）照明、手持電氣設(shè)備的額定電壓和電話和信號(hào)裝置的額定供電電壓，都不應(yīng)超過(guò)127V；（4）遠(yuǎn)距離控制線路的額定電壓，不應(yīng)超過(guò)36V。采區(qū)電氣設(shè)備使用3300V供電時(shí)，必須制定專門的安全措施。(國(guó)外采煤工作面供電電壓已達(dá)5000V)井下電力網(wǎng)的短路電流，不得超過(guò)其控制用的斷路器的開斷能力，并應(yīng)校驗(yàn)電纜的熱穩(wěn)定性。 40kw及以上的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)使用真空電磁起動(dòng)器控制。 井下高壓電動(dòng)機(jī)、動(dòng)力變壓器的高壓側(cè)，應(yīng)有短路、過(guò)負(fù)荷和欠電壓釋放保護(hù)。井下由采區(qū)變電所、移動(dòng)變電站或配電點(diǎn)引出的饋電線上，應(yīng)裝設(shè)短路和過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝置，或至少應(yīng)裝設(shè)短路保護(hù)裝置。低壓電動(dòng)機(jī)應(yīng)具備短路、過(guò)負(fù)荷、單相斷線的保護(hù)及遠(yuǎn)方控制裝置。移動(dòng)變電站必須采用監(jiān)視型屏蔽橡套電纜。 移動(dòng)式和手持式電氣設(shè)備都應(yīng)使用專用的分相屏蔽不延燃橡套電纜． 1140V設(shè)備使用的電纜必須用帶有分相屏蔽的不延燃橡套電纜；660V的設(shè)備應(yīng)使用帶有分相屏蔽的橡套絕緣屏蔽電纜。照明、通信、信號(hào)電纜應(yīng)采用不延燃橡套電纜?！睹禾抗I(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定綜合機(jī)械化采煤的采區(qū)變（配）電所的高壓進(jìn)出線，宜有專用的開關(guān)柜。《煤礦井下供電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》中的規(guī)定一般應(yīng)由兩回路供電，并盡量引自不同的變壓器母線段。工作面的電力負(fù)荷，可按下式計(jì)算：式中 S——工作面電力負(fù)荷視在功率，KVA； ——工作面用電設(shè)備額定功率之和，kw；——工作面電力負(fù)荷的平均功率因數(shù)，；——需用系數(shù)，可按下式汁算：Pd——最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)功率，kW。四、井下供電系統(tǒng)圖例符號(hào)井下供電系統(tǒng)圖例符號(hào)如表 所示第二節(jié) 供電系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算一、供電電壓井下采區(qū)變電所的電源，可以由井下主變電所或從地面變電所經(jīng)風(fēng)井(或鉆孔)供電，一般不設(shè)備用電源，送至采區(qū)變電所的電源電壓為6kV。井下綜采工作面配電點(diǎn)的電源來(lái)自采區(qū)變電所，綜采工作面的供電電壓可以根據(jù)其日產(chǎn)量、單機(jī)或雙機(jī)最大容量與總?cè)萘?，參照?—2來(lái)選定低壓配電電壓等級(jí)。表5—2 采區(qū)低壓配電電壓等級(jí)及合理使用范圍電壓等級(jí)（V）適用于采煤方式采區(qū)總?cè)萘浚↘W）單機(jī)最大容量（KW）雙機(jī)最大容量（KW）產(chǎn)量（t/d）660薄煤層和部分中厚煤層綜采500～1000150～1702150～2170500～10001140綜采1000～1500以上300～4002375～34001000～30003300一次采全高厚煤層綜采30001000以上34005000～10000煤電鉆與照明電壓一律采用127v。 二、供電系統(tǒng)的擬定原則(1)力求減少電纜的條數(shù)與長(zhǎng)度，盡量減少回頭供電，電纜截面不超過(guò)70 mm2。 (2)采煤機(jī)宜用單獨(dú)電纜供電，綜采工作面配電點(diǎn)到各用電設(shè)備宜用輻射式線路供電，帶式輸送機(jī)可以用干線式線路供電。對(duì)多臺(tái)大容量帶式輸送機(jī)，也可以用輻射式線路供電。 (3)配電點(diǎn)的設(shè)置：一般都設(shè)置工作面集中配電點(diǎn)。對(duì)輸送機(jī)及其它附屬機(jī)械．因位置分散也可分別設(shè)配電點(diǎn)。 (4)力求減少開關(guān)或起動(dòng)器的使用量，原則上1臺(tái)起動(dòng)器控制1臺(tái)電動(dòng)機(jī)。對(duì)采煤機(jī)等重要生產(chǎn)機(jī)械宜設(shè)置備用起動(dòng)器．即一用一備；對(duì)于刮板輸送機(jī)起動(dòng)器，宜按二用一備考慮。 (5)配電點(diǎn)起動(dòng)器在3臺(tái)以下并聯(lián)配電時(shí)，可以不設(shè)置進(jìn)線用總饋電開關(guān)。 (6)移動(dòng)變電站低壓側(cè)已有低壓饋電開關(guān)，而且保護(hù)齊全，可以不在移動(dòng)變電站之外再設(shè)置低壓總饋電開關(guān)。(7)工作面配電點(diǎn)最大容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器應(yīng)靠近配電點(diǎn)的進(jìn)線．以減小起動(dòng)器間連接電纜的截面。(8)根據(jù)供電設(shè)備容量，供電系統(tǒng)一般都選用2～3臺(tái)移動(dòng)變電站1移動(dòng)變電站向帶式輸送機(jī)及其它轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備供電；2移動(dòng)變電站向采煤機(jī)、乳化液泵站和噴霧泵供電；3移動(dòng)變電站向刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等供電。3移動(dòng)變電站的負(fù)荷可以根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)換。綜采工作面供電系統(tǒng)如圖5——1所示三、綜采工作面供電設(shè)備布置及供電系統(tǒng)舉例方案1——大斷面單巷布置法 工作面配電點(diǎn)和乳化液泵站等設(shè)備布置在可伸縮帶式輸送機(jī)的一側(cè)，隨著工作面的推進(jìn)而移動(dòng)變配電設(shè)備及泵站。這種方案雖然要求巷道加寬一些，開拓量大一些，支護(hù)成本高一些。但是供電、供液設(shè)備移動(dòng)很方便，可以縮短低壓供電距離，縮短供液管路，減少電纜線路上的電壓損失和液壓管路上的壓力損失；便于變配電設(shè)備和供液設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)，所以是現(xiàn)代綜采供電的典型方案，應(yīng)優(yōu)先進(jìn)用。綜采工作面設(shè)備布置如圖5—2圖5—3所示。 方案2——小斷面雙巷布置法 將移動(dòng)變電站、工作面配電點(diǎn)及泵站都設(shè)置在單獨(dú)的輔助巷道內(nèi)，每隔一定距離，用聯(lián)絡(luò)巷與工作面運(yùn)輸巷連通，通過(guò)聯(lián)絡(luò)巷與運(yùn)輸巷向工作面配電。 這種方案最適宜于下一個(gè)工作面尚未回采，但其回風(fēng)巷已經(jīng)開拓完畢，這就可在此回風(fēng)巷布置上工作面的移動(dòng)變電站、配電點(diǎn)和泵站設(shè)置。 這種方案可使運(yùn)輸巷道斷面縮小，支護(hù)成本低。適合于雙巷掘進(jìn)的開拓系統(tǒng)，其設(shè)備布置如圖5—3所示。方案3——定點(diǎn)布置法 將供電、供液設(shè)備安裝在離工作面較遠(yuǎn)的短石門里或硐室里，不隨工作而推進(jìn)而多次移動(dòng)。這種方案適合于頂板比較破碎、壓力較大、巷道維護(hù)較困難同時(shí)走向長(zhǎng)度和工作面長(zhǎng)度不太大的綜采工作面，它有投資少，維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。其它方案 對(duì)于低瓦斯礦井的工作面，配電點(diǎn)、移動(dòng)變電站和泵站可以設(shè)置在回風(fēng)巷，也可以在進(jìn)風(fēng)的運(yùn)輸巷與回風(fēng)巷各設(shè)置一部分。對(duì)于放頂煤綜采支架后的刮板輸送機(jī)等設(shè)備的配電點(diǎn)與移動(dòng)變電站，有的設(shè)置在回風(fēng)巷。四、供電設(shè)備的選型原則