【正文】 摘 要 采區(qū)變電所是采區(qū)供電的中心,它主要任務(wù)是將井下中央變電所送來(lái)的高壓電能變成低壓電能,配送到采掘工作面及附近用電設(shè)備采區(qū)變電所的基本組成:高壓配電箱,礦用區(qū)變電所及采掘工作面位置的確定,負(fù)荷的統(tǒng)計(jì),變壓器型號(hào),高低壓電纜的選擇,高低壓開(kāi)關(guān)和繼電保護(hù)裝置的選擇. 最后來(lái)設(shè)計(jì)整個(gè)采區(qū)的供電系統(tǒng) 關(guān)鍵詞 供電系統(tǒng) 移動(dòng)變電站 電纜 電纜采區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的概述 采區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的, 要求及任務(wù) 是井下采煤機(jī)械化, 電氣化的物 質(zhì)基礎(chǔ),正確的進(jìn)行采區(qū)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 是十分必要的. 采區(qū)供電設(shè)計(jì)的目的 采區(qū)供電設(shè)計(jì)的目的是應(yīng)用煤礦系統(tǒng)具體的理論知識(shí)來(lái)解決井下供電的技術(shù)問(wèn) 算數(shù)據(jù),繪制圖表,編 算資料的能 ,經(jīng)濟(jì)政策及安全規(guī)程的規(guī)定,完成井下寫(xiě)計(jì) 供電設(shè)計(jì)的內(nèi)容. 對(duì)井下采區(qū)供電設(shè)計(jì)的基本要求 設(shè)計(jì)要符合煤礦安全規(guī)程 煤礦工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范和 設(shè)計(jì)遵循煤礦工業(yè)建設(shè)的方針政策,在保證供電安全可靠的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù),經(jīng) 濟(jì)比較,選擇最佳方案. 設(shè)備選型時(shí),應(yīng)采用成套設(shè)備,盡量采用新技術(shù)新產(chǎn)品,國(guó)產(chǎn)設(shè)備,應(yīng)積極采取措施,減少電能損耗,節(jié)約能源. 設(shè)計(jì)質(zhì)量確保技術(shù)的先進(jìn)性,經(jīng)濟(jì)的合理性,安全的適應(yīng)性. 一、供電的重要性及基本要求 （一）井下特殊的環(huán)境 （二）煤礦企業(yè)對(duì)供電的基本要求 供電可靠： 1）要求供電不間斷。 2）對(duì)重要負(fù)荷供電應(yīng)絕對(duì)可靠：如主排水泵、 副井提升機(jī)等。 3）采用雙回獨(dú)立線路供電。 供電安全： （ 1）供電安全就是包括人身和設(shè)備安全。 （ 2）我們依《煤礦安全規(guī)程》和有關(guān)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，進(jìn)行工作，確保供電安全。 供電質(zhì)量 （ 1）要求用電設(shè)備在額定參數(shù)下運(yùn)行，因?yàn)榇藭r(shí)性能最好。 （ 2）反映供電質(zhì)量指標(biāo)主要有兩個(gè)：頻率和電壓。頻率50Hz，要求偏差小于177。 ，即額定頻率的 1%，一般由發(fā)電廠決定。電壓，各種電氣設(shè)備要求電壓偏差也不一樣，一般工作情況下電動(dòng)機(jī)允許電壓偏差177。 5%，過(guò)高或過(guò)低都有燒壞電動(dòng)機(jī)的可能。 ４．供電經(jīng)濟(jì)： 在保證供電安全、 可靠，質(zhì)量的前提下 （１）盡量降低基本建設(shè)投資。 （２）盡可能降低設(shè)備、材料、有色金屬的消耗。 （３）盡量降低電能消耗和維修費(fèi)用等。 設(shè)計(jì)資料的收集 一、采區(qū)供電設(shè)計(jì)所需原始資料 在進(jìn)行采區(qū)供電設(shè)計(jì)時(shí)，必須首先收集以下原始資料，作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。 1 礦井的瓦斯等級(jí)，采區(qū)煤層走向、傾角，煤層厚度、煤質(zhì)硬度、頂?shù)装迩闆r、支護(hù)方式。 2 采區(qū)巷道布置，采區(qū)區(qū)段數(shù)目、區(qū)段長(zhǎng)度、走向長(zhǎng)度、采煤工作面長(zhǎng)度，采煤工作面數(shù)目，巷道斷面尺寸。 3 采煤方法，煤、矸、材料的運(yùn)輸 方式，通風(fēng)方式。 4 采區(qū)機(jī)械設(shè)備的布置；各用電設(shè)備的詳細(xì)技術(shù)特征。 5 電源情況。了解采區(qū)附近現(xiàn)有變電所及中央變電所的分布情況，供電能力及高壓母線上的短路容量等情況。 6 采區(qū)年產(chǎn)量、月產(chǎn)量、年工作時(shí)數(shù)，電氣設(shè)備的價(jià)格、當(dāng)?shù)仉妰r(jià)、硐室開(kāi)拓費(fèi)用、職工人數(shù)及平均工資等資料。 進(jìn)行采區(qū)供電設(shè)計(jì)時(shí)所需原始資料一般由指導(dǎo)教師提供 二、采區(qū)供電設(shè)計(jì)所需參考資料 煤礦安全規(guī)程 、 煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范 、《煤礦電工手冊(cè) 第二分冊(cè)下、 煤礦井下供電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定 、 礦井低壓 電網(wǎng)短路保護(hù)裝置整定細(xì)則》、《礦井保護(hù)接地裝置安裝、檢查、測(cè)定工作細(xì)則 、《煤礦井下檢漏繼電器安裝、運(yùn)行、維護(hù)與檢修細(xì)則 、 中國(guó)煤炭工業(yè)產(chǎn)品大全 、各類(lèi)有關(guān)的電氣設(shè)備產(chǎn)品樣本、各類(lèi)供電教材。 采區(qū)變電所及配電點(diǎn)位置的確定 一、采區(qū)變電所位置的確定 (1)盡量位于負(fù)荷中心，以減少低壓線路長(zhǎng)度和電壓損失，保證采區(qū)設(shè)備的供電質(zhì)量。 (2)每個(gè)采區(qū)最好只設(shè)一個(gè)變電所，對(duì)整個(gè)采區(qū)和掘進(jìn)工作面供電，并且盡量不遷移或少遷移變電所，減少變電所硐室的開(kāi)拓費(fèi)用。如一個(gè)變電所不能滿足要求時(shí) ，可在下一區(qū) 段增設(shè)變電所，初期向掘進(jìn)供電，后期向回采供電。 (3)變電所內(nèi)要求通風(fēng)良好，溫度不得超過(guò)附近巷道溫度5℃。 (4)設(shè)備運(yùn)輸要方便，便于電纜進(jìn)出，地質(zhì)條件好，頂?shù)装宸€(wěn)定，無(wú)淋水。 分析上述四項(xiàng)要求可見(jiàn)，后兩個(gè)要求容易滿足，但前兩個(gè)要求相互矛盾因此，在確定采區(qū)變電所的位置時(shí)，應(yīng)全面分析，綜合考慮。一般先根據(jù)后兩個(gè)要求確定變電所的位置范圍，然后再根據(jù)前兩個(gè)要求確定變電所的位置。在確定變電所的位置時(shí)，一般要列出幾種可行方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后擇優(yōu)選用。方案比較應(yīng)列表表示。 按后兩個(gè)要求確定采區(qū)變電所的位置時(shí)，可根據(jù)下列原則確定： (1)采區(qū)變電所的位置一般設(shè)在上 (下 )山的運(yùn)輸斜巷和軌道斜巷的橫貫內(nèi)，或在甩車(chē)場(chǎng)附近的巷道內(nèi)。當(dāng)采用礦用一般型變壓器時(shí)，不得設(shè)在回風(fēng)巷或工作面進(jìn)風(fēng)順槽內(nèi)。 (2)在多煤層的采區(qū)中，各分層是否分別設(shè)置或集中設(shè)置變電所，應(yīng)經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后決定。 (3)當(dāng)附近變電所不能滿足大巷掘進(jìn)供電要求時(shí)，可利用大巷橫貫巷道設(shè)置掘進(jìn)變電所。如大巷為單巷而無(wú)橫貫巷道利用時(shí)，可采用移動(dòng)變電站。 二、移動(dòng)變電站位置的確定 1，采用移動(dòng)變電站供電的條件 隨著采掘機(jī)械化的發(fā)展，工作面的電氣設(shè)備多、容量大，工作面走向長(zhǎng)，如仍采用固定的采區(qū)變電所供電，既不經(jīng)濟(jì)，又滿足不了電壓質(zhì)量的要求。因此，屬下列情況的采區(qū)供電宜采用移動(dòng)變電站： (1)綜采工作面的供電。 (2)普采工作面由采區(qū)固定變電所供電困難或不經(jīng)濟(jì)時(shí)。 (3)大巷單巷掘進(jìn)附近無(wú)變電所可利用時(shí)。 2．移動(dòng)變電站位置的確定 移動(dòng)變電站的位置一般按下列原則確定： (1)向回采工作面供電的移動(dòng) 變電站位置，一般設(shè)在距工作面 100 m～ 150 m 的巷道中。 (2)當(dāng)下一個(gè)工作面尚未開(kāi)采，而其回風(fēng)巷已經(jīng)掘進(jìn)完畢，可將上工作面的移動(dòng)變電站設(shè)置在下一個(gè)工作面的回風(fēng)巷內(nèi)，經(jīng)過(guò)聯(lián)絡(luò)巷、運(yùn)輸巷向上工作面供電。 (3)低瓦斯礦井的回采工作面移動(dòng)變電站，可設(shè)置在該回采工作面的回風(fēng)巷內(nèi)。 三、工作面配電點(diǎn)位置的確定 (1)回采工作面配電點(diǎn)一般設(shè)在距工作面 50m70m 處的巷道中。 (2)掘進(jìn)工作面配電點(diǎn)距掘進(jìn)頭 80m100m，一般配電點(diǎn)至掘進(jìn)設(shè)備的電纜長(zhǎng)度 以不超過(guò) 100m 為宜。 (3)在電纜分叉點(diǎn)應(yīng)設(shè)有配電點(diǎn)，此配電點(diǎn)在巷道交匯處附近。 (4)壓入式局部扇風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置必須安裝在進(jìn)風(fēng)巷道中，距回風(fēng)口不得小于 10m。 采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定 一、井下電壓等級(jí)的確定 井下各級(jí)配電電壓和各種電氣設(shè)備的額定屯壓等級(jí)應(yīng)符合下列要求： (1)高壓不應(yīng)超過(guò) 10kV，一般為 6kV。 (2)低壓不應(yīng)超過(guò) 1140V。炮采工作面一般采用 660V，高檔普采和綜采根據(jù)具體情況和采用的機(jī)械設(shè)備可采用 660V或 1140V。井低車(chē)場(chǎng)一般采用 660V。手持電氣設(shè)備、固定照明采用 127V，亦可采用 220V。 二、采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定 1. 高壓供電系統(tǒng)的擬定 1)電源回路數(shù)的確定 供綜合機(jī)械化采煤的采區(qū)變電所及有下山排水設(shè)備的采區(qū)變電所 ,應(yīng)采用雙電源進(jìn)線。一般的采區(qū)變電所 ,應(yīng)采用單電源進(jìn)線。 2)高壓開(kāi)關(guān)的配置 (1)單電源進(jìn)線的采區(qū)變電所，當(dāng)變壓器不超過(guò)兩臺(tái)且無(wú)高壓出線時(shí)，可不設(shè)電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)；當(dāng)變壓器超過(guò)兩臺(tái)或有高壓出線時(shí)，應(yīng)設(shè)置進(jìn)線開(kāi)關(guān)。 (2)雙電源進(jìn)線的采區(qū)變電所，應(yīng)設(shè)置電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)。當(dāng)其經(jīng)常為一回路供電，一回路備用時(shí)，母線可不分段；當(dāng)兩回路電源同時(shí)供電時(shí)，母線應(yīng)分段并設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，正常分列運(yùn)行。 (3)采區(qū)變電所的高壓饋出線，宜用專(zhuān)用的開(kāi)關(guān)柜。 2. 低壓供電系統(tǒng)的擬定 在擬定供電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)將采區(qū)內(nèi)的用電設(shè)備按電壓等級(jí)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)和安裝地點(diǎn)分組，各組盡量分開(kāi)供電。在用電設(shè)備分組時(shí)，還應(yīng)考慮到各組用電負(fù)荷的大小、巷道布置情況和電纜敷設(shè)的路線。各組用電負(fù)荷不能過(guò)大，以保證受電端的電壓質(zhì)量。巷道有分叉點(diǎn)時(shí)，應(yīng)裝有開(kāi)關(guān)或電纜接線盒。確定電纜的敷設(shè)路線時(shí)，應(yīng)注意回采工作面 (機(jī)采除外 )、軌道上下山等處不應(yīng)敷設(shè)電纜，溜放煤、 矸、材料的溜道中嚴(yán)禁敷設(shè)電纜。 在具體擬定供電系統(tǒng)時(shí)還應(yīng)考慮以下原則： (1)在保證供電安全可靠的前提下，力求所用的開(kāi)關(guān)、啟動(dòng)器和電纜等設(shè)備最少。 (2)原則上一臺(tái)啟動(dòng)器只控制一臺(tái)設(shè)備。 (3)當(dāng)采區(qū)變電所的動(dòng)力變壓器多于一臺(tái)時(shí)，應(yīng)合理分配 變壓器的負(fù)荷，原則上一臺(tái)變壓器負(fù)擔(dān)一個(gè)工作面的用電設(shè)備。 (4)變壓器最好不并聯(lián)運(yùn)行。 (5)由工作面配電點(diǎn)到各用電設(shè)備宜采用輻射式供電，上山及順槽的輸送機(jī)宜采用干線式供電。 (6)供電線路應(yīng)走最短的路線，并盡量避免 回頭供電。 (7)如配電點(diǎn)距電源供電點(diǎn)較近或啟動(dòng)器數(shù)量少于三臺(tái)時(shí)，一般不設(shè)配電點(diǎn)進(jìn)線自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)。 (8)大容量設(shè)備的啟動(dòng)器應(yīng)靠近配電點(diǎn)的進(jìn)線端，以減小啟動(dòng)器間電纜的截面。 (9)低瓦斯礦井掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)，可采用裝有選擇性漏電保護(hù)裝置的供電線路供電，或采用掘進(jìn)與采煤工作面分開(kāi)供電。 (10)瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤 (巖 )與瓦斯 (二氧化碳 )突出礦井中，掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)都應(yīng)實(shí)行三專(zhuān) (專(zhuān)用變壓器、專(zhuān)用開(kāi)關(guān)、專(zhuān)用線路 )供電。 (11)局部通風(fēng)機(jī)與掘進(jìn) 工作面的電氣設(shè)備，必須裝有風(fēng)電閉鎖裝置。瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤 (巖 )與瓦斯 (二氧化碳 )突出礦井中的所有掘進(jìn)工作面應(yīng)裝設(shè)兩閉鎖 (風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖 )設(shè)施。因此，為了實(shí)現(xiàn)風(fēng)電閉鎖，在掘進(jìn)工作面的供電線路上應(yīng)設(shè)一臺(tái)閉鎖用的磁力啟動(dòng)器。 (12)局部通風(fēng)機(jī)無(wú)論在工作面或交接班時(shí)，都不準(zhǔn)停風(fēng)。 因此要在專(zhuān)用變壓器與采區(qū)變電所內(nèi)其他任意一臺(tái)變壓器之間加設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。平時(shí)斷開(kāi)，在試驗(yàn)局部通風(fēng)機(jī)線路的漏電保