后山垣煤矿北采区供电设计（本科毕业设计）说明书
毕 业 设 计
二、 原始资料：
1、 井田设计能力30万吨/年。
2、 井田内布置方式：采区式，运输大巷底板岩巷。
3、 矿井瓦斯等级：高等级。
4、 采区煤层倾角：5°─8°
5、 设计煤层:4#煤层K2=1.76-2.15m
6、 设备的选择参考我矿现场收集的资料。
三、 设计要求：
1、 设计要符合煤矿安全规程、煤矿工业设计规程、煤矿井下供电设计技术规定。
2、 设计遵循煤炭工业建设的方针政策，在保证供电安全可靠的基础上进行技术经济比较，选用最佳方案。
3、 设备选型时，应采用定型的成套设备，尽量采用新技术、新产品，积极采取措施减少电能损耗，节约能源。
4、 设计质量要确保技术的先进性、经济合理性、安全适应性。
目 录
第一节 采区变电所位置的确定 -------------------------------------------4
二、费用和环境要求--------------------------------------------------------5
第二节 拟定采区供电系统的原则------------------------------------------6
一 、采区高压供电系统的拟定原则------------------------6
二、采区低压供电系统的拟定原则--------------------------------------6
第三节 采区主要设备------------------------------------- 7
第四节 采区负荷的计算及变压器容量、台数确定---------------------8
一、 变压器选择注意事项--------------------------------8
二 、台数的确定----------------------------------------8
三、采区负荷的计算及变压器容量、台数确定----------------------8
第五节 采区低压供电网络的计算------------------------------------------9
一、 电缆型号确定---------------------------------------------------------9
二、电缆长度确定----------------------------------------------------------10
三、选择支线电缆---------------------------------------------------------10
四、干线电缆的选择------------------------------------------------------15
第六节 采区电气设备的选择-----------------------------------------------21
一、 采区高压开关柜的选择-----------------------------21
二、 矿用低压隔爆开关选择-----------------------------22
三、 磁力起动器的选择-------------------------------- 23
第七节 采取设备最小两项短路电流………………………………24
第八节 采区接地保护措施-------------------------------- 34
第九节 采区漏电保护措施-------------------------------------------------35
第十节 采区变电所的防火措施-------------------------------------------37
第十一节 附表-------------------------------------------37
第十二节 附图----------------------------------------------------------------37
第十三节 设计总结…………………………………………………37
后山垣煤矿北采区供电设计
第一节、采区变电所位置的确定
一、采区供电对对电能的要求
1、电压允许偏差
电压偏差计算公式如下：
《电能质量供电电压允许偏差》（GB 12325—90）规定电力系统在正常运行条件下，用户受电端供电电压允许偏差值为：
（1）35KV及以上供电和对电压有特殊要求的用户为额定电压的+5%—－5%；
（2）10KV及以上高压供电和低压电力用户的电压允许偏差为用户额定电压的+7%—－7%；
（3）低压照明用户为+5%—－10%。
2、三相电压不平衡
根据《电能质量三相电压允许不平衡度》规定：电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时间不得超过4%。在采区变电所供电情况下，交流额定频率为50HZ电力系统正常运行方式下由于负荷分量而引起的pcc点连接点的电压不平衡度能满足规定要求。
3、电网频率
《电能质量电力系统频率允许偏差》（GB/T 15543—1995）中规定：电力系统频率偏差允许值为0.2HZ，当系统容量较小时，偏差值可放宽到+5% HZ—－5% HZ，标准中没有说明容量大小的界限的电网容量在300万KW以上者为0.2HZ；电网容量在300万KW以下者为0.5HZ。
4、波形
正常情况下，要求电力系统的供电电压（或电流）的波形为正弦波，在电能的输送和分配过程中不应该使波形产生畸变，还应注意负荷中谐波源（装整流装置等）的影响，必要时采取一定措施消除谐波的影响。
5、供电可靠性
供电可靠性是衡量电能质量的一个重要指标，必须保证供电的可靠性。
二、费用和环境要求
采区变电所要便于对硐室的扩大和设备的增加，同时便于体积较大的变压器等设备直接通过运输上山运到采区变电所硐室减少运输设备的费用。在满足费用要求的同时还要满足顶板坚固，无淋水且通风良好，保证变电所硐室内的温度不超过附近巷道5℃。
根据采区巷道布置，要使采区变电所能顺利的通过运输平巷向整个采区的负荷中心（采煤工作面）进行供电。在回风上山和运输上山联络巷处，低压供电距离合理，并且不必移动采区变电所就能对采区的采煤、掘进及回采等进行供电。所以把采区变电所布置在回风上山和运输上山联络巷处。
第二节 拟定采区供电系统的原则
一、采区高压供电系统的拟定原则
1、供综采工作面的采区变（配）电所一般由两回路电源线进行供电，除综采外，每个采区应为一回路；
2、双电源进线的采区变电所，应设置电源进线开关；
3、采区变电所的高压馈出线宜用专用的开关柜。
二、采区低压供电系统的拟定原则
1、在保证供电安全可靠的前提下，力求所用的设备最省；
2、原则上一台启动器只能控制一台设备；
3、当采区变电所动力变压器超过一台时，应合理分配变压器负荷；
4、变压器最好不要并联运行；
5、从变电所向各配电点或配电点到用电设备采用辐射式供电，上山及顺槽运输机采用干线式供电；
6、工作面配电点最大容量电动机的启动器应靠近配电点进线；
7、供电系统严禁回头供电；
8、瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中，掘进工作面的局部通风机组都必须实行三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电；
9、局部通风机和掘进工作面中的
电气设备必须装有风电闭锁装置。在瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中的所有掘进工作面应装设两闭锁（风电闭锁、瓦斯电闭锁）实施。
第三节 采区主要设备
根据采区巷道的布置和采区的实际情况将采区的主要设备选型如下：
第四节 采区负荷的计算及变压器容量、台数确定
一、变压器选择注意事项
变压器是供电系统中的主要电气设备，对供电的可靠性、安全性和经济性有着重要意义。如果变压器容量选择过大，不仅使设备投资费用增加，而且变压器的空载损耗也将过大，促使供电系统中的功率因数减小;如果变压器容量选择过小，在长期过负荷运行情况下，铜损耗将增大，使线圈过热而老化，缩短变压器寿命。既不安全又不经济。
二、台数的确定
采区变电所变压器在一般情况下是按计算容量选设，不留备用量。其原因是为了尽力减少变电所硐室开拓量，降低供电成本。但是，若采区变电所的供电负荷中有一级负荷(如采区内分区水泵等)时，则变压器台数不得少于两台，以便保证供电的可靠性。
三、采区负荷的计算及变压器容量、台数确定
本工作面采用MG300—W型滚筒式采煤机为综合机械化采煤，为保证供电质量和安全，根据采区巷道布置，按需用系数法计算变压器容量和台数。
1、采区电压等级为1140V变压器容量及台数的确定
SB1 =ΣPe Kx Kc / cosφpj
=984×0.58×1/0.7
=815KVA
式中：ΣPe——变电所供电设备额定功率之和
ΣPe =600+264+90+30=984KW
Kx——需用系数，Kx=0.4+0.6×300÷984=0.58
cosφpj——加权平均功率因率，按综采工作面，取0.7
Kc——采区重合系数，取1
此变压器所接负荷中有大量的一级负荷，所以必需选择两台(或两台以上)变压器。根据计算结果选择KBSGZY-800/10/1.2干式变压器一台和KBSGZ-500/10/1.2干式变压器一台。
2、采区变电所电压等级为660V的变压器容量及台数的确定
SB1 =ΣPe Kx Kc / cosφpj
=549×0.49×1/0.7
=384KVA
式中：ΣPe——变电所供电设备额定功率之和
ΣPe =132+150+85+22+160=549KW
Kx——需用系数，Kx=0.4+0.6×80÷549=0.49
cosφpj——加权平均功率因率，按综采工作面，取0.7
Kc——采区重合系数，取1
所以根据计算结果选择KBSG-500/10/0.693干式变压器一台。
第五节 采区低压供电网络的计算
一、电缆型号确定
根据供电电压、工作条件、敷设地点环境，确定电缆型号为: MYP、MY、MYJV22 和MYCP型。其中MYP型电缆用于额定电压为1140V的设备，MYJV22型电缆用于高压开关至移变的电缆，MYCP用于采煤机组及工作面刮板运输机真空磁力启动器至电动机的电缆，其余所需电缆用MY型。
二、电缆长度确定
由式： Lz=α·LX
式中: α—系数，橡套电缆取α=1.1，铠装电缆取α=1.05
LX—巷道实际长度m
电缆长度计算结果表
三、选择支线电缆
1、由机械强度初定电缆截面
橡套电缆满足机械强度的最小截面
用电设备名称 最小截面(mm2)
采煤机组 35—50
可弯曲刮板输送机 16—35
一般输送机 10—25
回柱液压绞车 16—25
装岩机 16—25
调度绞车 4—6
局部风机 4—6
煤电钻 4—6
照明 2.5—4
查书得各电缆截面的长时允许电流IP值如下：
主芯线截面mm24610162535507095
长期允许电流A36466485113173198215260
各支线电缆的实际长时工作电流计算如下公式：
In =( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj )
式中: In——电缆中通过的实际工作电流A
Kx——需用系数
ΣPe ——电缆所带负荷有功功率之和KW
Ue ——电网额定电压V
ηpj——电动机加权平均效率
cosφpj——加权平均功率因数
1、满足采煤机组机械强度要求的截面初步截面确定为35 mm2，其IP=173A。
采煤机组电缆Z1当中的实际长时工作电流
Iz1=( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj )
=0.6×600×103/1.732×1140×0.9×0.9
=112.5A
IP=173A>Iz1=112.5A
采煤机组初选电缆截面能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以采煤机组电缆截面取35 mm2。
2、满足喷雾泵站机械强度要求的截面初步截面确定为>6 mm2，其IP=85A。
喷雾泵站电缆Z2当中的实际长时工作电流
Iz2=( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj )
=0.61×30×103/1.732×1140×0.9×0.9
=20.377A
IP=85A>Iz2=20.377A
喷雾泵站初选电缆截面能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以喷雾泵站电缆截面取6mm2。
3、满足刮板输送机机组机械强度要求的截面初步截面确定为16 mm2，其IP=85A。
刮板输送机机组电缆Z3当中的实际长时工作电流
Iz2=( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj )
=0.65×264×103/1.732×1140×0.9×0.9
=107.2A
IP=85A 刮板输送机机组初选电缆截面不能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以刮板输送机机组电缆要更大些截面取25 mm2。 4、满足乳化液泵站机械强度要求的截面初步截面确定为16mm2，其IP=85A。 乳化液泵站电缆Z4当中的实际长时工作电流 Iz4=( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj ) =0.61×90×103/1.732×1140×0.9×0.9 =34.3A IP=85A>Iz4=34.3A 乳化液泵站初选电缆截面能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以乳化液泵站电缆截面取16mm2。 5、满足转载机机组机械强度要求的截面初步截面确定为16 mm2，其IP=85A。 转载机机组电缆Z5当中的实际长时工作电流 Iz5=( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj ) =0.61×132×103/1.732×660×0.9×0.9 =86.9A IP=85A 转载机机组初选电缆截面不能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以转载机机组电缆要更大些截面取25 mm2。 6、满足顺槽胶带输送机机组机械强度要求的截面初步截面确定为10 mm2，其IP=64A。 顺槽胶带输送机机组电缆Z6当中的实际长时工作电流 Iz6=( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj ) =0.75×150×103/1.732×660×0.9×0.9 =121.5A IP=64A 顺槽胶带输送机机组初选电缆截面不能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以顺槽胶带输送机机组电缆截面应更大些取35 mm2。 7、满足破碎机机组机械强度要求的截面初步截面确定为6 mm2，其IP=46A。 破碎机机组电缆Z7当中的实际长时工作电流 Iz7( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj ) =0.7×85×103/1.732×660×0.9×0.9 =64.2A IP=46A 破碎机机组初选电缆截面不能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以破碎机机组电缆截面要更大些取16 mm2。 8、满足液压安全绞车机械强度要求的截面初步截面确定为16m2，其IP=85A。 液压安全绞车电缆Z8当中的实际长时工作电流 Iz8=( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj ) =0.7×22×103/1.732×660×0.9×0.9 =16.6A IP=85A>Iz8=16.6A 液压安全绞车初选电缆截面能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，但是由于液压安全绞车的供电距离较远，所以液压安全绞车电缆截面取25mm2。 9、满足上山胶带输送机机组机械强度要求的截面初步截面确定为10mm2，其IP=64A。 上山胶带输送机机组电缆Z9当中的实际长时工作电流 Iz9=( KxΣPe 103)/(1.732Ueηpjcosφpj ) =0.75×160×103/1.732×660×0.9×0.9 =129.6A IP=64A 上山胶带输送机机组初选电缆截面不能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以上山胶带输送机机组电缆截面应该更大取35 mm2。 四、干线电缆的选择 1、总电网的允许电压损失 电压等级为1140V的电压允许损失 ΔUP1=U2NT-95%UN =1200-95%×1140 =117V 式中：U2NT——变压器二次侧电压 UN——电缆上的电压 电压等级为660V的电压允许损失 ΔUP1=U2NT-95%UN =693-95%×660 =66V 式中：U2NT——变压器二次侧电压 UN——电缆上的电压 2、各在线电的电压损失 支线电缆的电压损失按公式 ΔUZ =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe)来计算。 式中：Kf—负荷系数 ΣPe——电缆所带负荷KW LZ——电缆实际长度m Ue——电网额定电压V γ——电缆导体芯线的电导率m/(Ω.mm2) Ax——电缆截面积mm2 ηe——加权平均效率 采煤机组Z1段电缆的电压损失 ΔUZ1 =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe) =0.6×600×200×103/1140×48.6×25×0.9 =57.7V 喷雾泵站Z2段电缆的电压损失 ΔUZ2 =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe) =0.61×30×60×103/1140×48.6×4×0.9 =0.55V 刮板输送机Z3段电缆的电压损失 ΔUZ3 =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe) =0.65×264×200×103/1140×48.6×25×0.9 =27.5V 乳化液泵站Z4段电缆的电压损失 ΔUZ4 =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe) =0.61×90×10×103/1140×48.6×4×0.9 =2.75V 转载机Z5段电缆的电压损失 ΔUZ5 =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe) =0.61×132×40×103/660×48.6×25×0.9 =4.5V 顺槽胶带输送机Z6段电缆的电压损失 ΔUZ6 =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe) =0.75×150×70×103/660×48.6×35×0.9 =7.8V 破碎机Z7段电缆的电压损失 ΔUZ7 =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe) =0.7×85×100×103/660×48.6×16×0.9 =12.9V 液压安全绞车Z8段电缆的电压损失 ΔUZ8 =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe) =0.7×22×410×103/660×48.6×25×0.9 =23.5V 上山胶带输送机Z9段电缆的电压损失 ΔUZ9 =(KfΣPeLZ103 )/(UeγAxηe) =0.75×160×200×103/660×48.6×35×0.9 =23.7V 3、计算变压器的电压损失 变压器的电压损失用 ΔUB2% =SB[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]/Se ΔUB2 =ΔUB2%×U2NT 式中：SB——变压器负载功率; Ur% ——变压器电阻压降百分数; Ux%——变压器电抗压降百分数 Se——变压器额定容量 U2NT——变压器二次侧电压 干式变压器KBSGZY—800/10/1.2 ΔUB2% =SB[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]/Se =616.5[0.8×0.7+4.43×0.714]×100%÷800 =2.87% ΔUB2 =2.87%×1200=34.44V 干式变压器KBSGZY—500/10/1.2 ΔUB2% =SB[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]/Se =315.31[1.08×0.7+4.83×0.714]×100%÷500 =2.65% ΔUB2 =2.65%×1200=31.8V 矿用KBSG—500/10/0.693 ΔUB2% =SB[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]/Se =384[1.13×0.7+4.23×0.714]×100%÷500 =2.92% ΔUB2 =2.92%×693=20.23V 4、干线电缆的电压损失 干线电缆G1的电压损失 ΔUGMS=UP1-UB2-ΔUZ =117-34.44-(41.21+2.75) =38.6V 干线电缆G2的电压损失 ΔUGMS=UP1-UB2-ΔUZ =117-31.8-(27.5+0.55) =57.15V 干线电缆G3的电压损失 ΔUGMS=UP2-UB2-ΔUZ =66-31.8-(4.5+7.8+12.9+8.7) =13.6V 5、满足电压损失的最小截面 =61.6㎜2 所以满足干线电缆G3电压损失的最小截面为61.6㎜2 6、按长时工作电流进行校验 按长时工作电流对G1电缆进行校验 Ica1=KdeΣPN103/1.732UNcosφ =0.6×616.5×103/1.732×1140×0.9 =208.1A 查表得70㎜2电缆的长时允许工作电流为215A，所以干线电缆G1的电缆截面取70㎜2。 按长时工作电流对G2电缆进行校验 Ica2=KdeΣPN103/1.732UNcosφ =0.75×354×103/1.732×1140×0.7 =192.1A 查表得50㎜2电缆的长时允许工作电流为198A，所以干线电缆G2的电缆截面取50㎜2。 按长时工作电流对G3电缆进行校验 Ica3=KdeΣPN103/1.732UNcosφ =0.49×384×103/1.732×660×0.7 =235A 查表得95㎜2电缆的长时允许工作电流为260A，所以干线电缆G3的电缆截面取95㎜2。 最终选出各段电缆的截面如下： 线 路G1G2G3Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9 主芯线截面mm27050953542542535162535 第六节 采区电气设备的选择 一、采区高压开关柜的选择 1、采区高压开关柜的选择的原则 1)根据《煤矿安全规程》规定，矿用一般高压配电箱适用于煤(岩)与沼气突出的矿井井底主要变电所及主要进风巷道中，作为配电开关或控制保护高压电动机及变压器用。 2)根据《煤矿安全规程》规定，矿用隔爆型高压配电箱适用于煤(岩)与沼气突出的矿井井底主要变电所及所有变电所中，所以配电开关或控制保护高压电动机及变压器用。 3)选用高压开关时，除考虑使用场合外，其额定电压必须符合井下高压电网的额定电压等级，额定电流应不小于所控制负荷的长期工作电流。 4)高压开关在选择使用时，其断流容量不得小于变电所母线上的实际短路容量。 2、选择计算公式及选择条件 1) 负荷长期工作电流 式中 In —长期工作电流， Sn —受控制负荷计算容量，KVA; Ue —电网额定电压，KV。 根据负荷的长时工作电流69.24A选择BGP52-100型高压隔爆型真空开关。 二、矿用低压隔爆开关选择 1、选择原则 1)矿用一般开关适用于无沼气和煤尘爆炸危险的矿井和无沼气突出的井底车场几主要进风巷道中。矿用增安型开关适用于有沼气和煤尘爆炸危险的矿井和无沼气突出的井底车场几主要进风巷道和通风良好的硐室中。 2)矿用隔爆型开关可使用于沼气突出矿井的任何地点及有沼气和煤尘爆炸危险矿井的采区进风巷、回风巷道以及采掘工作面。矿用本质安全型和矿用隔爆兼本质安全型开关的应用范围同矿用隔爆型开关。 3)在选用矿用低压隔爆型开关时，其额定电压必须小于或等于被控制线路的额定电压，其额定电流要大于或等于被控制线路的负荷长期最大实际工作电流。同时应根据控制线路需要选定过流保护继电器的整定电流值。 4)矿用低压开关的接线喇叭口数目及内径要符合受控线路所选用的电缆的条数及内径要求。一个喇叭口只允许接一条电缆。 2、根据电缆的长时工作电流选择低压开关。 三、真空磁力起动器的选择 1、选择原则 1)磁力起动器的额定电压必须大于或等于受控电动机的额定电压，其额定电流应大于或等于受控电动机的最大工作电流。同时要根据过流保护需要对过流保护需要对过流继电器选定适当的整定电流值。 2)磁力起动器进出线及控制线喇叭口内径必须符合连接电缆的最大外径要求，并且一个喇叭口只能接一条电缆。 3)工作机械不要求带负荷改变旋转方向时，可选用不可逆的磁力起动器。 4)磁力起动器必须具备良好的隔爆性能及可靠的过载和短路保护装置。对使用环境的要求与隔爆自动馈电开关相同。 第七节 采区设备最小两相短路整定 一、10KV系统的平均电压Uar1=10.5KV,1140V系统的平均电压Uar2=1.2KV 1)各组件阻抗计算 (1)系统折算电抗： X1XY=U2/Sbn=1.22/so=0.0288Ω (2)高压电缆W1折算阻抗，查表得MYP-3×35高压电缆n0=0.522Ω/KM;X0=0.084Ω/KM x1w1=X0L1(Uar2/Uar1)2=0.084×1.2×(1.2/10.5)2=0.00132Ω R1w1=R0L1(Uar2/Uar1)2=0.522×1.2×(1.2/10.5)2=0.00818Ω (3)q1移动变电站阻抗。查表得KBSG2Y—500/1.2KV移动变电站，阻抗电压η%=4.5%，负载损耗△PN=3800W RT=△PNU22N/S2N=3800×1.22/5002=0.0218Ω 2T=U%U22N/SN=0.045×1.22/0.5=0.1296Ω XT=Z2T-R2T= 0.12962-0.02182=0.12774Ω (4)干线电缆W2阻抗，查表WYP—3×95+1×16每相单位阻抗值r0=0.23Ω/KM'X0=0.076Ω/KM XW2=X0L2=0.076×0.02=0.0015Ω RW2=r0L2=0.236×0.02=0.0046Ω (5)给采煤机供电的支线电缆阻抗，查表得MrP3×25+1×10+3×6每相单位阻抗值r0=0.732Ω/KM,X0=0.088Ω/KM XWB=X0LB=0.088×0.2=0.018Ω RWB=r0LB=0.732×0.2=0.146Ω 2)短路电流计算 (1)dD8点短路回路的总阻抗： ∑R=R′W+RT+R′W2+RW8+0.01 =0.00818+0.0218+0.0046+0.146+0.01 =0.1906Ω ∑X=X′Y+XW+XT+XW2+XWB =0.0288+0.00132+0.12774+0.0015+0.018 =0.177Ω Z= ∑R2+∑X2= 0.0662+0.1422 = 0.259 (2)dD8点两相短路电流： I2dD8S=Uar2/Z2=1.2/0.259=2.317KA (3)给刮板输送机供电的支线电缆阻抗和采煤机一样。 短路电流计算dD13和d14点相同， (4)给喷雾泵供电的线支线电缆阻抗，查表得MYP3×4+1×4每相单位阻抗值r0=4.66Ω/KM,X0=0.10/Ω/KM XW15=X0L15=0.101×0.006=0.0061Ω RW15=r0L15=4.66×0.006=02796Ω (5)短路回路的总阻抗： ∑R=R′W+RT+R′W2+RW15+0.01 =0.00818+0.0218+0.0046+0.146+0.01 =0.324Ω ∑X=X′SY+X′W+XT+XW2+XW15 =0.0288+0.00132+0.12774+0.0061+0.0015 =0.1655Ω (6)dD10点两相短路电流： I2dD8S=Uar2/22=1.2/0364=1.648KA (7)给乳化液泵站供电的支线电缆阻抗和喷雾泵一样。 XW16=X0L16=0.101×0.01=0.0010Ω RW16=r0L16=4.66×0.01=0.0466Ω 1、短路回路的总阻抗： ∑R=R′W+RT+R′W2+RW16+0.01 =0.00818+0.0218+0.0046+0.0466+0.01 =0.0911Ω ∑X=X′SY+X′W+XT+XW2+XW16 =0.0288+0.00132+0.12774+0.0015+0.0010 =0.1601Ω 2、d11点两相短路电流Z=0.092+0.162=0.184Ω I2d11S=Uar2/22=1.2/2×0.184=3.260KA 3)G移动变电站阻抗，查表10—9得KBSGZK800/1.2KV移动变电站阻抗电压U%=6.0，负载损耗△PN=6000W RT=△PNU22N/S2N=6000×1.22/8002=0.0135Ω zT=U%U22N/SN=0.06×1.22/0.80=0.1080Ω XT==0.1072Ω (1)干线电缆W2同W3相同 (2)给喷雾泵供电的线支线电缆阻抗，查表得MYP3×4×1×1.5每相位阻抗值r0=4.66Ω/KM,x0=0.101Ω/KM XW8=X0L80.101×0.04=0.004Ω RW8=r0L8=4.66×0.04=0.186Ω (3)短路电流计算 ∑R=R′W+RT+R′W3+RW8+0.01 =0.00818+0.0135+0.0046+0.186+0.01 =0.222Ω ∑X=X′SY+X′W+XT+XW3+XW8 =0.0288+0.00132+0.1072+0.0015+0.004 =0.1428Ω Z=∑R+∑X=0.2222+0.1432=0.263Ω dD3点两相短路电流： I2dD3S=Uar2/22=1.2/0263=2.281KA (4)给破碎机供电的支线电缆的阻抗，查表得MYP3×16 ×1×10每相位阻抗值r0=1.16Ω/KM,x0=0.090Ω/KM RW9=X0L9=1016×0.04=0.046Ω XW9=r0L9=0.009×0.04=0.0036Ω 短路电流计算 (1)dD4点短路回路的总阻抗 ∑R=R′W+RT+R′W2+RW9+0.01 =0.00818+0.0135+0.0046+0.01+0.0464 =0.0831Ω ∑X=X′SY+X′W+XT+XW3+XW9 =0.0288+0.00132+0.1072+0.0015+0.00036 =0.142Ω Z=∑R+∑X=0.0832+0.1422=0.164Ω (2)dD4点两相短路电流： I2dD4S=Uar2/22=1.2/0.164=3.659KA (5)给备用乳化液泵站供电的支线电缆的阻抗，查表得MYP3×4×1×1.5每相位阻抗值r0=4.66Ω/KM,x0=0.101Ω/KM RW10=X0L10=4.66×0.036=0.1678Ω XW10=r0L10=0.101×0.36=0.0364Ω 短路电流计算 (1)dD5点短路回路的总阻抗 ∑R=R′W+RT+R′W3+RW10+0.01 =0.00818+0.0135+0.0046+0.1678+0.01 =0.204Ω ∑X=X′SY+X′W+XT+XW3+XW10 =0.0288+0.00132+0.1072+0.0015+0.00364 =0.175Ω Z=∑R2+∑X2=0.2042+0.1752 =0.269Ω dD5点两相短路电流： I2Dd5S=Uar2/22=1.2/0.269=2.231KA (6)给桥式转载机供电支线电缆阻抗，查表得MYP3×25×1×10相位阻抗值r0=0.732Ω/KM,x0=0.088Ω/KM RW11=X0L11=0.732×0.04=0.0293Ω XW11=r0L11=0.088×0.04=0.0035Ω 短路电流计算 ∑R=R′W+RT+R′W2+RW11+0.01 =0.00818+0.0135+0.0046+0.0293+0.01=0.0606Ω ∑X=X′SY+X′W+XT+XW3+XW11 =0.0288+0.00132+0.1072+0.0015+0.0035 =0.142Ω Z=∑R2+∑X2=0.0662+0.1422=0.157Ω dD6点两相短路电流： ISDd1(2)=Uar2/Z2=1.2/0.157=3.827KA (7)给液压安全绞车供电支线电缆阻抗，查表得MYP3×25×1×10每相位阻抗值r0=0.732Ω/KM,x0=0.088Ω/KM RW12=X0L12=0.732×0.410=0.300Ω XW12=r0L12=0.088×0.410=0.036Ω 短路电流计算 ∑R=R′W+RT+R′W2+RW12+0.01 =0.00818+0.0135+0.0046+0.3+0.01 =0.336Ω ∑X=X′SY+X′W+XT+XW3+XW11 =0.0288+0.00132+0.1072+0.0015+0.0036 =0.1725Ω Z=∑R2+∑X2 =0.3362+0.1752=0.379Ω dD7点两相短路电流： IS(2)=Uar2/22=1.2/0.379=1.583KA (8)q3变电站阻抗，查表得KBSG—500/0.69变电站阻抗电压U%=4%，负载损耗△PN=3.300W RT=△PNU22N/S2N=3300×0.692/5002=0.0063Ω ZT=U%U22N/SN=0.4×0.692/0.5=0.3809Ω XT=ZT-RT=0.38092-0.00692=0.38091Ω (9)干线电缆W17阻抗，查表得MYP3×50×1×10每相位阻抗值ro=0.380Ω/KM,x0=0.081Ω/KM RW17=X0L17=0.38×0.02=0.0076Ω XW17=r0L17=0.081×0.02=0.0016Ω RW18=X0L18=0.38×0.36=0.1368Ω XW18=r0L18=0.081×0.36=0.0292Ω (10)给顺槽皮带运输机供电支线电缆阻抗，查表得MYP3×35×1×16每相位阻抗值r0=0.522Ω/KM,x0=0.084Ω/KM RW7=X0L7=0.084×0.07=0.0059Ω XW7=r0L7=0.522×0.07=0.0365Ω 短路电流计算 (1)dD2点短路回路的总阻抗 ∑R=R′W+RT+R′W7+RW7+0.01 =0.00818+0.0063+0.0076+0.0365+0.01 =0.069Ω ∑X=X′SY+X′W+XT+XW7+XW7 =0.0288+0.00132+0.3809+0.0016+0.0059 =0.419Ω Z=∑R2+∑X2=0.0692+0.4192=0.425Ω dD2短路电流： ISdD2(2)=Uar2/Z2=0.69/2×0.425=0.812KA (11)给顺槽皮带运输机照明综合支线电缆阻抗，查表得MYP3×4×1×4每相位阻抗值r0=4.66Ω/KM,x0=0.101Ω/KM RW6=X0L6=4.66×0.07=0.3262Ω XW6=r0L6=0.101×0.07=0.0071Ω dD12点短路回路的总阻抗 ∑R=R′W+RT+R′W7+RW76+0.01 =0.00818+0.0063+0.0076+0.3262+0.01=0.358Ω ∑X=X′SY+X′W+XT+XW7+XW6 =0.0288+0.00132+0.3809+0.0016+0.0059=0.419Ω Z=∑R2+∑X2 =0.3852+0.4192=0.551Ω dD12短路电流： I(2)SDd12=Uar2/22=0.69/2×0.551=0.626KA (12)给上山皮带运输机支线电缆阻抗，查表得MYP3×35×1×16每相位阻抗值r0=0.522Ω/KM,x0=0.084Ω/KM RW5=X0L5=0.084×0.07=0.0059Ω XW5=r0L5=0.522×0.07=0.0365Ω dD1点短路回路的总阻抗 ∑R=R′W+RT+R′W7+RW5+0.01+R′W18 =0.00818+0.0063+0.0076+0.0365+0.01+0.1368 =0.205Ω ∑X=X′SY+X′W+XT+XW17+XW5+XW18 =0.0288+0.00132+0.3809+0.0016+0.0059+0.0292 =0.448Ω Z=∑R2+∑X2 =0.2052+0.4482=0.493Ω dD1短路电流： I(2)Dd1=Uar2/2Z=0.69/2×0.493=0.7KA (13)上山皮带运输机照明综保支线电缆阻抗，查表得3×4×1×4每相位阻抗值r0=4.66Ω/KM,x0=0.101Ω/KM RW4=X0L4=4.66×0.07=0.326Ω XW4=r0L4=0.101×0.07=0.007Ω dD13点短路回路的总阻抗 ∑R=R′W+RT+R′W17+RW4+0.01+R′W18+0.01 =0.00818+0.0063+0.0076+0.326+0.1368+0.01 =0.495Ω ∑X=X′SY+X′W+XT+XW17+XW4+XW18 =0.0288+0.00132+0.3809+0.0016+0.007+0.0292 =0.449Ω Z=∑R2+∑X2 =0.3852+0.2=0.668Ω dD13短路电流： IS(2)=Uar2/22=0.69/2×0.668=0.516KA 第八节 采区接地保护措施 井下保护接地系统是由主接地极、局部接地极、接地母线、接地导线和接地引线等组成. 井下保护接地网按<<煤矿安全规程>>第448~第453条规定执行. 第448条 36V以上和由于绝缘置换可能带有危险电压的电气设备的金属外壳，构架等必须有保护接地。 电气保护接地工作，应按煤炭工业部颁发的有关矿井保护接地装置的安装、检查与测定工作细则执行。 第449条 接地网上任一保护接地点测得的接地电阻值不得超过2Ω，每一个移动式和手持式电气设备同接地网之间的保护接地用的电缆芯线(或其他相当接地导线，一以下各条同)的电阻值不得大于1Ω。 第450条 所有电气设备的保护接地装置(包括电缆的铠装、铠皮、接地芯线)和局部接地装置都应同井下住接地接成一个总接地网。 井下主接地极应在主副水仓中各埋设一快。主接地极应用钢板或耐腐蚀的钢板制成其面积不大于0.7m2,厚度不小于5mm。 在钻孔中敷设的电缆，如果不能同主接地极相连接时应单独形成一分区接地网，其分区主接地极应设在地面。 第451条 下列地点应装设局部接地极 1、每个装有电气设备的硐室。 2、每个(套)单独装设的高压电气设备。 3、每个低压配电点。如果煤采工作面的机巷，回风巷和掘进巷 道内无低压配电点时，上诉巷道内至少应分别设置一个局部接地极。 4、连接动力铠装电缆的每个接线盒。 局部接地极可设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿处。设置在水沟中的局部接地极应用面积小于0.6m2，厚度不小于3mm的钢板或具有相同有效面积的钢管制成。并应平放于水沟深处;设置在其他地点的局部接地极，可用直径不小于35mm，长度不小于1.5m的钢管制成，管上至少钻20个直径不小于5mm的透眼，并垂直埋入底下。 第452条 连接主接地极的接地母线，应用截面不小于50mm2的铜线截面不小于100mm2的镀锌铁线或厚度不小于4mm，截面不小于100mm2的扁钢。 电气设备的外壳同接地母线地母线局部接地极的连接电缆接线盒两头的铠装、铠皮的连接，应用截面不小于25mm2的铜线，截面不小于50mm2的镀锌线或厚度不小于4mm，截面不小于50mm2的扁钢。 第453条 橡胶电缆的接地芯线，除用做监测接地回路处，不同兼作其他用途，采用屏蔽橡胶电缆，用于本质安全回路，不受此限。 第九节 采区漏电保护措施 一、 变压器中性点不直接接地供电系统的漏电保护措施。 1、装设灵敏可靠的漏电保护装置(漏电继电器)并与屏蔽电缆配合使用，提高工作可靠性。 2、采用保护接地装置。、 3、对电网对地电容电流进行有效的补偿，减小漏电电流值。 4、提高漏电保护装置和自动馈电开关的动作速度，采用超前切断电流装置等。 二、对低压电网漏电保护的要求 1、正常情况监视电网的绝缘状态，当绝缘电阻降低到下列数值时，应切断供电电源; 1140v电网——相对地绝缘电阻为30kΩ。 660v电网——相对地绝缘电阻为11kΩ. 380v电网——相对地绝缘电阻为3.5kΩ 2、动作速度。 3、检漏继电器只监视电网对地的绝缘电阻值，不反应电容大小。 4、电网的绝缘电阻值无论是对称下降还是不对称下降，动作电阻值不变。 5、检漏继电器内部阻抗值应很大，正常时保证电网对地的绝缘，不增加人身触电的危险 6、动作灵敏可靠，既不拒绝动作也不误动作。 7、检漏继电器的动作电阻不受电网波动的影响。 8、对电网对地电容电流能够进行有效补偿。 9、送电前，发现漏电，应该将电源开关闭锁，以防向故障电网送电。 10、动作要有选择性，以便缩小故障范围。 第十节 采区变电所的防火措施 一、 采区变电所硐室必须用耐火材料建筑，硐室出口附近5m之内的巷道支架应用耐火材料支护。 二、 硐室出口出必须设置两重门，既铁板门和铁栅门，铁栅门在平时关闭，铁板门平时向外敞开，当硐室内发生火灾时，铁板门能自动或手动关闭，对铁板门和铁栅门的要求符合《煤矿安全规程》第426条。 三、为了通风良好，《煤矿安全生产规程》规定硐室长度超过6m时，必须在硐室两边各设一个出口，出口处必须符合规程中第426条规定，硐室内最高温度不得超过附近巷道中温度5℃。 四、硐室敷设的电缆，根据《煤矿安全规程》规定要将其黄麻外皮剥掉，同时应定期在铠装层上加涂防锈油漆，硐室内应设有砂袋、砂箱及干式灭火器材。 第十一节 附表 表一 采区机电设备一缆表 表二 电缆选择及电压损失计算结果一览 第三 设备整定一览表 第十二节 附图 附图 《采区供电系统图》 《采取设备布置图》 第十三节 设计总结 毕业设计是我们培训半年中最重要的学习过程，是对我们整个培训半年学习过程的检验和提高。在设计过程中，我遇到了很多的问题面对困难时就是要求我们通过自己对问题的认真理解、分析和查找相关资料对问题进行综合全面的解答。 通过此次设计之后，我能将之前所学的专业知识灵活运用、融会贯通，收获了很多宝贵的知识。在设计过程中我不仅复习了过去所学的知识，还进一步掌握了如何综合运用知识去分析、解决问题，这对我今后的工作有非常重要的帮助作用。 这次设计过程中，除了自己努力以外更多的是来自老师的辅导报告。为了使我们能搞好这次毕业设计老师花费了很多时间为我们作了多次详细、生动的辅导报告。正是有了设计辅导老师的这种敬业精神，我对此次设计信心很足，相信在老师的大力帮助和自己的努力后能收获一个满意的成果!
