瓦斯泵站供电设计报告

瓦斯泵站供电设计报告

单位名称：集贤矿通风区

泵站地点：中一下山区轨道运输巷左侧

施工单位：通风区瓦斯抽放段

日期：2008年12月1日
编制人：肖占胜

目录
第一章 供电设计报告说明
一、泵站概况说明
二、泵站通风系统
三、供电方式
四、电压等级、最远供电距离
五、用电设备数据表
第二章 机电设备管理要求及安全技术措施
一、机电设备管理要求
二、安全技术要求
第三章 供电系统的确定
一、确定原则
二、供电系统图
第四章 供电设备的选择及校验
一、变压器的选择
二、高压电器设备的选择
三、高压电缆的选择及校验
四、低压电器设备的选择
五、低压电缆的选择及校验
第五章 供电系统过流保护装置的整定及校验

第一章 供电设计报告说明

一、泵站概况说明
瓦斯抽放泵站位于-370中一下山区集中下料道左侧，与中一下变电所相距60米。
1、 根据瓦斯抽放设计要求，泵站内安装四台套瓦斯抽放泵，两台运行两台备用。泵站内用两台（一台运行、一台备用）型号为ZWY-85/160瓦斯抽放泵站直接抽放3604采煤工作面的采空区瓦斯；另外两台（一台运行、一台备用）型号分别为ZWY-60/110、ZWY-80/160瓦斯抽放泵站抽放3604采煤工作面仰角钻孔。
2、瓦斯抽放泵站抽放泵工作液水源采用循环往复水，方法是建一个50立方米的蓄水池，利用两台4KW(一台运行、一台备用)耐磨泵加压供水。
3、泵站照明使用KSG-2.5/0.7照明变压器。
二、泵站通风系统
由中一下山区轨道下山运输巷——瓦斯抽放泵站¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬——¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬中一下山区集中回风道——二段风井
三、供电方式
瓦斯抽放泵站距中一下山变电所110米，泵站内设计安装两组共四台瓦斯抽放泵，每组两台瓦斯抽放泵（一台运行，一台备用）配置双电源、双回路供电方式。
四、电压等级、最远供电距离
根据泵站用电设备数据表，瓦斯抽放泵站供电电源的电压等级应为660V。最远供电距离为120米。
五、用电设备数据表，见附表

第二章 机电设备管理要求及安全技术措施
一、机电设备管理要求
（1）、井下机电
1、井下电气设备的选用必须符合《煤矿安全规程》第444条，电气设备防爆合格率达100%。
2、操作井下电气设备必须是专职或值班电气人员，否则不得擅自操作电气设备。
3、一切容易碰到的裸露的电气设备及其转动的机器外漏的传动部分必须加装保护罩或遮拦，防止碰触危险。
4、所有开关把手切断电源时都应闭锁，并悬挂“有人作业、不许送电”牌，设专人看管，只有执行这项工作的人员，才有权取下此牌并送电。
5、井下检修或搬迁电气设备（包括电缆和电线）前，必须切断电源，在瓦斯检察员的配合下，检查瓦斯在其巷道风流中，瓦斯浓度在1%以下时，并用同电源电压相适应的验电笔检验无电后，方可进行导体对地放电。
6、橡套电缆的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼做其他用途。
7、电缆的敷设与管理必须符合《煤矿安全规程》第468、469、470、471、472条的要求。
8、井下必须使用防爆电话，电话线连接使用符合防爆要求的连接装置，井下电话线路严禁利用大地做回路，电话线的悬挂与电缆相同，与电缆同侧悬挂时，应在动力电缆上方，间距大于100mm。
9、机电设备必须按《煤矿操作规程》进行操作。
二、安全技术要求
（1）、过流保护：
必须按《矿井低压电网短路保护装置整定细则》执行，实际供电中各开关的整定值按供电设计中提出的整定，如有变化必须及时整定。
（2）漏电保护：
1、执行《煤矿井下漏电继电器的安装、运行、维护与检修细则》机电队每天设专人对变压器（电站）漏电保护作业本身模拟实验，确保漏电继电器既不拒动也不误动，禁止漏电继电器甩掉和假投。确保检漏继电器灵敏可靠，每次试验必须有专门的记录。
2、660v电压等级的漏电器继电器单相漏电整定值必须大于或等于11千欧。
3、检漏继电器的维护，检修及调试工作，记入专门的检漏继电器运行记录簿内。
4、检漏继电器的辅助接地极单独设置，辅助接地极及引线与局部接地极及引线的裸露导线间的直线距离必须大于5米。
（3）、接地保护装置：
必须执行《煤矿井下接地保护装置安装、维护与检修细则》中的有关规定。
1、所有必须接地的设备和局部接地装置，都要和总接地网连接。
2、连接导线，接地导线采用断面不小于25mm2；裸铜线行或断面不小于50mm2的镀锌扁钢。
3、局部接地极必须设在巷道水沟内。
第三章 供电系统的确定
一、确定原则
采区供电系统时根据采区机械设备布置图拟定，应符合安全、经济、操作灵活、保护完善、便于检修等要求。其原则如下：
1、保证供电可靠，力求减少开关、启动器，使用电缆的数量应做少，原则上一台启动器控制一台设备。
2、采区变电所动力变压器多余一台时，合理分配变压器负荷，通常一台变压器担负一个工作面的用电设备。
3、变压器最好不并联运行。
4、配电点启动器在三台以下时，一般不设配电点进线自动馈电开关。
5、工作面配电点最大容量电动机用的启动器应靠近配电点进线，以减小启动器间连接电缆的截面。
6、供电系统尽量较少回头供电。
7、本设计根据供电系统的拟定原则和设备布置图的特点，采用干线式供电。
二、供电系统图（见附表）

第四章 供电设备的选择及校验
一、变压器的选择
1）、负荷的分组及变压器容量的选择
A组: ∑PN=110KW+4KW=114KW
B组: ∑PN=160KW+4KW=164KW
C组: ∑PN=160KW+2KW=162KW
D组: ∑PN=160KW=160KW
一组用电设备的计算负荷，应按下式计算：
Ica=∑PNKde/COSФWm
=164×0.85/0.8
=174KW
查表知可，选择型号KBSG-315/6型的变压器两台。

二、低压电器设备的选择
1、低压电器设备选择的原则
根据《煤矿安全规程》规定，各种不同类型的矿用低压开关，应按沼气等级和有无煤（岩）突出危险及其试验地点的通风条件来确定试验范围
a) 矿用一般型开关适用于无沼气和煤尘爆炸危险的矿井及无沼气突出的井底车场和主要进风巷中，矿用增安型开关适用于有沼气和煤尘爆炸危险的矿井进风道和通风良好的硐室中。
c) 矿用隔爆型开关适用于有沼气突出的任何地点和有沼气及煤尘爆炸危险的采区进风巷道，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。
d) 选用矿用低压开关时，其额定电压必须大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线路的负荷长期最大实际工作电流，同时，根据被控制线路需要选定过流保护继电器的整定电流值。
e)矿用低压隔爆开关的接线喇叭口数目及内径要符合受控线路所选用电缆的条数及口径要求，一个喇叭口只允许接一条电缆。
2、低压开关型号的确定
1)、变压器低压侧馈电开关的选择
各馈电开关有效负荷电流为：
QA1：Kde∑IN=0.85×(124.8+5.6+2.2)=113A
QA2：Kde∑IN=0.85×(192.7+5.6)=169A
QA3：Kde∑IN=0.85×195=166A
QA4：Kde∑IN=0.85×195=166A
根据以上计算数据，可选KBZ400/660型隔爆型真空馈电开关。
2）、泵站用电设备磁力启动器的选择
a)、一台型号为ZWY-60/110的瓦斯抽放泵的磁力启动器，可选BQD4-200D型开关。当VN=660V时，IN=200A＞IN,MO=124.8A，满足要求。
b)、 一台型号为ZWY-80/160的瓦斯抽放泵的磁力启动器，可选QBZ-315型开关。当VN=660V时，IN=315A＞IN,MO=192.7A，满足要求。

c)、 两台型号为ZWY-85/160的瓦斯抽放泵的磁力启动器，可选QJZ-315。当VN=660V时，IN=315A＞IN,MO=195A，满足要求。
d)、两台水泵开关可选QC810-30型磁力启动器，当VN=660V时，IN=30A＞IN,MO=5.6A，满足要求。
e)、泵站照明可选用BZX-4.0型矿用照明综合保护器。
五、低压电缆的选择及校验
1、选择原则
a) 矿用橡套电缆型号选择时，应符合《煤矿安全规程》的规定。
b) 在正常工作时，电缆芯线的实际温升不得超过绝缘所允许的最高温升。否则电缆将因过热而缩短其使用寿命或迅速损坏。橡套电缆允许温度是65度，铠装电缆允许温度是80度。
c) 正常运行时电缆网络的实际电压损失不得大于网络所允许的电压损失。
d) 采区经常移动的橡套电缆支线截面选择一般按机械强度要求的最小截面选取即可，不必进行其他项目的校验，对于干线电缆，则必须首先按长期允许电流选择，然后再按允许电压损失计算校验电缆截面。
e) 对于低压电缆，处于低压网络短路电流较小，按上述方法选择的电缆截面的热稳定性和电动机稳定性均能满足要求，因此不必再进行短路时热稳定校验。
2、电缆型号的确定
a) 干线电缆采用不延燃橡套电缆。
b) 移动式和手持式电气设备使用不延燃橡套电缆。
c) 固定敷设的照明、通信、信号和控制用的电缆，不延燃橡套电缆，非固定敷设的采用不延燃橡套电缆。
3、电缆长度的确定
根据拟定的供电系统，确定系统中各段的电缆长度，在确定电缆长度时，固定橡套电缆按10%余量考虑，铠装电缆按5%余量考虑，移动设备用的橡套电缆长度，除应按实际使用长度选取外，必须增加一段机头部分的活动长度，约3-5米。
4、电缆截面的确定
a) 电缆的正常工作负荷电流必须等于或小于电缆允许持续电流。
b) 正常运行时，电动机的端电压不低于额定电压的5-10%。
c) 电缆末端的最小两相短路电流大于馈电开关整定电流值的1.5倍。
d) 对橡套电缆需考虑电缆机械强度要求的最小截面。
5、电缆芯线数的确定
a) 动力用橡套电缆选用四芯的电缆。
b) 当控制按钮不装在工作机械上时，采用四芯电缆。
6、根据以上原则及规定选择供电系统使用电缆的截面及型号
a)、水泵电缆的选择
根据低压支线电缆向单台或两台电动机供电时，用下式进行计算：
Ica= K10PN×103/√3VN COSФNηmo
Ica= K10PN×103/√3VN COSФNηmo
=1×4×103/√3×660×0.8×0.85=5.1A
查表可选3×4mm2截面的电缆，且IP=36A＞Ica=5.1A；满足温升条件。故选MY-0.38/0.66-3×4+1×4型矿用电缆。电缆长度L=1.1×14=15米。
b)、照明电缆选择同水泵电缆截面的选择方法
可选用uz-0.3/0.5-3×2.5+1×2.5型电缆
c)、瓦斯抽放泵电缆截面的选择
1、电缆型号的确定
由于抽放泵负荷较大，应以满足两相短路电流继电器保护的要求，故可选MY-0.38/0.66型矿用橡套电缆。
2、电缆长度的确定：
Lca=KLwa=1.1×120m=132m
3、电缆截面的确定
初选电缆主芯线截面为70mm2的电缆，考虑到供电距离及用电负荷，可依据满足温升条件选择，选择负荷164KW一组电气设备计算电缆截面。可依据下式校核计算：Ica= K10PN×103/√3VN COSФNηmo
=164×0.85×103 /√3×660×0.78×0.8
=195.4A
查表知：3×70mm2截面的电缆，其IP=215A＞Ica=195.4A；满足温升条件，故选MY-0.38/0.66-3×70+1×25型矿用橡套电缆。
7）、矿用橡套电缆的载流量(1KV以下)，见下表
主芯截面mm2 长时允许载流量A
4 36
25 113
70 215

第五章 供电系统过流保护装置整定计算及校验
1、低压开关继电保护装置的整定要求及选用原则：
A、保护装置整定要求
a、选择性好：保护装置动作时，保证只切断故障部分的电路，其他部分仍能正常工作。
b、动作可靠：电动机启动或正常运转时保护装置不能误动作，当电动机或线路发生短路或过负荷时，保护装置可靠动作。
c、动作迅速：保护范围内发生故障时，保护装置迅速动作切断被保护的线路，防止事故蔓延，减少故障电流对设备的损坏。
d、动作灵敏：在保护范围内发生最小两相短路电流时，保护装置可靠动作。
B、熔断器选用原则
a、熔断器的额定电压与电网的额定电压相符，一般等于或稍大于电网的额定电压。
b、熔断器的额定电流要大于或等于所带负荷的最大长时工作电流，在一定额定电压的熔断器中，可以装设几种额定电流不相同的熔体。
c、熔体熔定电流的选择要保证当保护范围内出现最小两相短路电流时，能很快熔断，而负荷中流过电动机最大起动电流时不会熔断。
2、从供电系统图我们可以看出：变压器（T1、T2）供电线路及负荷较相似，可以选负荷较大T2供电系统进行整定计算即可。
3、利用表格法计算T2供电系统线路各节点短路电流
1）、求系统电抗和高压电缆的换算长度
（1）根据井下对380V、660V的供电系统中系统电抗和高压电缆推低压电网短路电流造成的误差较小，可将电源电抗和高压电抗不计入。
(2)、中一下山变电所至抽放泵电缆的换算长度
L1=KL=0.73×132=96m
（3）、SM1至抽放泵ZWY-85/160电缆的换算长度
L2=KL=0.73×30=21.9米
（4）、SM2至抽放泵ZWY-60/110电缆的换算长度
L3=KL=0.73×25=18.25米
（5）、SM2至水泵MD34-12电缆的换算长度
L3=KL=11.97×30=359.1米
（4）利用表格法计算T2供电系统短路电流如下表
短路点电流/A 短路点电流/A 短路点 短路点电流/A
IS(2) IS(3) IS(2) IS(3)
S1 3690 4260 S3 3464 4000
S2 3414 3942 S4 1435 1657
S5 117
（3）KBSG-315/6型变压器（T2）供电系统过流保护整定
KBSG-315/6型变压器（T2）低压侧馈电开关技术数据如下表
开关型号 DZKD
变压器容量（KV•A ） 315 500 630
额定电压/V 1140/600
额定电流/A 400
通断能力COSφ=0.3/KA 7 9
电流互感器变化 400/5
过电流保护装置整定范围 长延时 0.4-1
瞬时 3—10
KBSG-315（T2）变压器低压侧开关过流保护整定列表如下：

KBSG-315变压器（T2）供电系统保护整定表
开关代号 开关型号 所控负荷 保护装置 整定计算式及其整定值 灵敏度验算
QA2 KBZ400 T2低压侧总开关 电子保护 Isb1=1300A>Ist.w+kdeΣIN
=195×6+5.6
=1175.6A 主保护：Kr=IS1(2)/ Isb1=3690A/1300A=2.84>1.5
后备：Kr=IS2(2)/ Isb1=3414A/1300A=2.63>1.2
SM1 QJZ-315 抽放泵1 电子保护 过载：Isb=200A>IN=195A
短路：I’sb=8×200A=1600A 电子保护：
Kr=IS2(2)/ I'sb=3414A/1600A=2.13>1.2
SM2 BQD4-200D 抽放泵2 电子保护 过载：Isb=200A>IN=174.8A
短路：I’sb=8×200A=1600A 电子保护：
Kr=IS3(2)/ I'sb=3464A/1600A=2.16>1.2
SM3 QC810-30 小水泵 熔断器 熔体额定电流
IN，F=20A＞5.6A×5.5/2.5=12.3A 熔断器：Kr=IS4(2)/ IN.F=1435A/20A=71.75>7
SM4 BZX-4.0 泵站照明 熔断器 熔体额定电流
IN，F=4A＞IN=2.18A 熔断器：Kr=IS5(2)/ IN.F=117A/4A=29.25>7