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【摘 要】为了确保袁一中央立井延伸施工供电符合相关规定，特编制此供电设计，以保证安全供电。设计依据：（1）<<煤矿安全规程>>。（2）<<煤矿电工手册>>第二、三分册（<<矿井供电>>部分）。（3）<<矿井低压电网短路保护装置整定细则>>。（4）<<矿井保护接地装置安装、检查、测定工作细则>>。（5）相关设备技术资料。
【关键词】开关选择；电缆选择；变压器选择；供电系统
0.概述
袁一中央立井延伸设计深度为 74 米，为炮掘方式掘进。提升选用JTPB-1.2×1.0/27型低压变频防爆绞车，电压等级660V，功率为 75 KW。吊盘、大模悬挂采用10T回柱绞车共八台，每台功率18.5KW。最大负荷为四台回柱绞车同时启动。
根据现场施工要求，所使用的机电设备如下：
（1）JTPB-1.2×1.0/27低压变频绞车1台（75+1.5KW）。
（2）JSDB-10双速多用绞车8台（18.5KW×8）。
（3）JH-8回柱绞车1台（11KW）。
（4）调度绞车1台（25KW）。
1.动力供电设计
1.1动力供电系统设计如下
（1）临时变电所干线使用3×352mm 高压电缆进行供电。
（2）低压馈电开关选用选择性漏电保护型真空馈电开关。
（3）过流、接地、漏电保护符合〈〈整定细则〉〉的要求。
1.2动力负荷统计如下
根据施工情况，负荷统计如下：
施工最大负荷：∑Pe1=75+25+4=104kW
∑Pe2=18.5×8=148kW
其它负荷：∑Pe3=10kW
KBSG干式变压器最大动力∑Pe=∑Pe1+∑Pe2+∑Pe3=262kW
∑Ie=280.7A
2.设备选型与容量校验
2.1高压配电箱的选择
长时负荷电流：
Ig=
公式参数说明：
Kx—— 需用系数。
Pe——高压配电箱所带的设备额定功率之和，kW。
cosΦ平均功率因数的余弦值。
sinΦ平均功率因数的正弦值。
η平均效率。
一<1> 01（PBG-50/6）：
长时负荷电流：
Ig=
=280.7×0.5×1000/1.732×6000×0.8×0.95
= 17.8（A）
依据以上计算结果，PBG-50/6高爆开关，其额定容量50A>17.8A，满足供电要求。
2.2移动变压器的选择
∑Pe=280.7kW
Sb=Kx×∑P/COSΦ=0.5×280.7/0.8=175.4kVA
其中：Kx取0.5 COSΦ取0.8
∑P：设备总负荷依据以上计算结果，
Se=315kVA>175.4kVA 使用干式变压器KBSG-315/6合格。
3.动力电缆的选择
3.1高压电缆的选择及效验
（1）按长时允许负荷电流选择电缆截面。
长时负荷电流：
Ig=
Ig：长时工作负荷电流
其中：Kx取0.5，COSΦ取0.8
按长期允许载流量选择电缆截面 查（《工矿企业供电》表6-12）。
矿井下变电所至延伸井临时变电所01#高爆开关选择MYJV22-3×35高压电缆400米。
Ig1=Kx×ΣPe×103/（1.732×Ue×COSΦ×η）
=0.5×280.7×103/（1.732×6000×0.8×0.95） =17.8（A）
选择电缆MYJV22-3×35，IY=151A﹥17.8A ，可满足供电要求。
（2）按经济电流密度校验 Aj=Ig/Jj。
电缆MYJV22-3×35，Aj=Ig/Jj=17.8/2.5=7.12mm2<35mm2 满足要求。
（3）按热稳定性校验电缆截面。
变电所6KV母线上最大短路容量取50MVA，其最大三相稳态短路电流为： 50×1000/6.3/1.732=4582A
Amin=I/C
式中C：热稳定系数为165 tj：短路电流的假想时间为0.7秒
则Amin=I/C=4582×/165=23.2mm2
故选择 35mm2高压电缆能满足要求。
3.2低压电缆的选择
（1）KBSG-315干式变压器至1#KBZ-400馈电开关电缆。
Ig1=∑Pe×Kx/×Ue×COSΦ
=（280.7×0.5）/（×0.66×0.8）=153.4A。
选择MYP-0.66/1.14KV 3×70+1×25 橡套电缆Iy=215A>153.4A合格
（2）1-1#KBZ-200馈电开关至1.2米绞车房
Ig2=∑Pe×Kx/×Ue×COSΦ
=75×0.5/（×0.66×0.8）=41A
选择MYP-0.66/1.14KV 3×35+1×16橡套电缆Iy=138A>41A合格
（3）1-3#KBZ-200馈电开关至3-1#QBZ-80开关。
Ig3=∑Pe×Kx/×Ue×COSΦ
=25×0.5/（×0.66×0.8）=13.67A 选择MYP-0.66/1.14KV 3×35+1×16橡套电缆Iy=138A>13.67A合格
（4）1-2#KBZ-200馈电开关至回柱绞车。
Ig4=∑Pe×Kx/×Ue×COSΦ
=18.5×4×0.5/（×0.66×0.8）=40.45A
选择MYP-0.66/1.14KV 3×35+1×16橡套电缆Iy=138A>40.45A合格
（5）1-6#KBZ-200馈电开关至回柱绞车（同4）
3.3负荷线的选择
橡套电缆的选择查表可知，为满足主提升绞车运行要求，选择35 mm2电缆作为主电源，查表可知其长时工作允许电流138A，其额定电流为41A，故35mm2满足要求；为满足吊盘的起降选择35mm2电缆作为回柱绞车主电源，最大负荷为4台回柱绞车同时启动，额定电流为40.45A，故35mm2满足要求。
4.动力低压系统电压损失校验
4.1移动变压站电压损失
查干式变压器技术手册，可知KBSG-315/6干式变压器主要技术参数为：空载损耗1.1KW，短路损耗ΔP=2.15KW，阻抗压降百分值Ud%=4
变压器绕组电阻压降百分值（%）：Ur%=ΔP/10 Se=2150/10×315=0.68
变压器绕组电抗压降百分值（%）：Ux%===3.94
Sb=175.4KVA
β=Sb/Se=175.4/315=0.56
变压器电压百分数ΔUb%=β（Ur%×COSΦ+Ux%×SINΦ）
=0.56×（0.68×0.8+3.94×0.6）
=0.72
ΔUb=ΔUb%×Ue/100
=0.72×660/100
=4.75V
其中：SINΦ=0.6 ，COSΦ=0.8
4.2最远端干线电压损失
ΔUg1=∑〔Kx×∑P×L×103/（r×Ue×Sg）〕
=0.5×75×50×103/（53×660×35）+0.5×74×20×103/（53 ×660×35）+ 0.5×74×20×103/（53×660×35）+0.5×25×30×103/（53×660×35）
=1.531V+0.604V+0.604V+0.306V=3.045V
Kx取0.5；Pe—负荷额定功率，kW。
Sg—电缆截面，mm2；L—电缆长度，m。
r—电缆材料的导电系数，20℃时铜取53
4.3由于支线较短，负荷较小，电压损失可忽略
故电压损失计算为：
ΔU=ΔUb+ΔUg1
=4.5+3.045=9.19V<63V 电压损失校验合格。
4.4允许损失电压△UY=690-660×95%=63V
两相短路电流采用查表法，各短路点的选择见附图。
5.高、低压开关的选择及整定校验
5.1馈电开关1-1#KBZ-200
过载整定：Iz≥Σie1=80A，取80A
最大设备的额定启动电流：IQe=6Ie=6×80=480A
短路整定：Idz≥IQe+Σie1=480+80
=560A，取14倍，560A
5.2馈电开关1-2#KBZ-200
过载整定：Iz≥Σie2= 19.8×4=79.2A，取80A
最大设备的额定启动电流：IQe=6Ie=6×19.8×4=475.2A
短路整定：Idz≥IQe+Σie2=475.2+79.2
=554.4A 取14倍，560A
5.3馈电开关1-3#KBZ-200
过载整定：Iz≥Σie3=26.7+10.5=37.2A，取40A
最大设备的额定启动电流：IQe=6Ie=6×26.7=160.2A
短路整定：Idz≥IQe+Σie3=160.2+40
=200.2A， 取6倍，240A
5.4馈电开关1#KBZ-400
过载整定：Iz≥Σie4=80+10.5+4.2= 94.7A，取100A
最大设备的额定启动电流：IQe=6Ie=6×19.8×4=475.2A
短路整定：Idz≥IQe+Σie3=475.2+100
=575.2A， 取8倍，640A
灵敏度效验：Kl=Id1（2）/Iz=4189/560=7.48>1.5
K2=Id2（2）/Iz=4483/560=8>1.5
K3=Id3（2）/Iz=4483/240=18.67>1.5
K4=Id5（2）/Iz=4771/640=7.45>1.5满足供电要求。
5.5同理馈电开关1-6#KBZ-200过载整定为80A，短路整定取560A
5.6 01#高爆开关整定
过载整定：Iz=S/6/1.732=30.3A 取最小值30
短路整定 取3倍，90A
灵敏度：K1=4771÷90÷8.7=6.1>1.2，满足供电要求。
5.7回柱绞车开关QBZ-80：整定为20A
调度绞车开关QBZ-80：整定为30A
照明综保5-1#、5-2#ZBZ-4.0：整定为5A
6.供电系统图
7.结语
在临时凿井期间，合理选配施工设备和设计供电系统，保证矿井建设顺利进行，提前或缩短了建设工期，取得了较好的经济效益。
【参考文献】
[1]周励志编.实用电工计算手册.辽宁科学技术出版社.
[2]煤矿电工手册.第二分册矿井供电下.煤炭工业出版社.
【关键词】开关选择；电缆选择；变压器选择；供电系统
0.概述
袁一中央立井延伸设计深度为 74 米，为炮掘方式掘进。提升选用JTPB-1.2×1.0/27型低压变频防爆绞车，电压等级660V，功率为 75 KW。吊盘、大模悬挂采用10T回柱绞车共八台，每台功率18.5KW。最大负荷为四台回柱绞车同时启动。
根据现场施工要求，所使用的机电设备如下：
（1）JTPB-1.2×1.0/27低压变频绞车1台（75+1.5KW）。
（2）JSDB-10双速多用绞车8台（18.5KW×8）。
（3）JH-8回柱绞车1台（11KW）。
（4）调度绞车1台（25KW）。
1.动力供电设计
1.1动力供电系统设计如下
（1）临时变电所干线使用3×352mm 高压电缆进行供电。
（2）低压馈电开关选用选择性漏电保护型真空馈电开关。
（3）过流、接地、漏电保护符合〈〈整定细则〉〉的要求。
1.2动力负荷统计如下
根据施工情况，负荷统计如下：
施工最大负荷：∑Pe1=75+25+4=104kW
∑Pe2=18.5×8=148kW
其它负荷：∑Pe3=10kW
KBSG干式变压器最大动力∑Pe=∑Pe1+∑Pe2+∑Pe3=262kW
∑Ie=280.7A
2.设备选型与容量校验
2.1高压配电箱的选择
长时负荷电流：
Ig=
公式参数说明：
Kx—— 需用系数。
Pe——高压配电箱所带的设备额定功率之和，kW。
cosΦ平均功率因数的余弦值。
sinΦ平均功率因数的正弦值。
η平均效率。
一<1> 01（PBG-50/6）：
长时负荷电流：
Ig=
=280.7×0.5×1000/1.732×6000×0.8×0.95
= 17.8（A）
依据以上计算结果，PBG-50/6高爆开关，其额定容量50A>17.8A，满足供电要求。
2.2移动变压器的选择
∑Pe=280.7kW
Sb=Kx×∑P/COSΦ=0.5×280.7/0.8=175.4kVA
其中：Kx取0.5 COSΦ取0.8
∑P：设备总负荷依据以上计算结果，
Se=315kVA>175.4kVA 使用干式变压器KBSG-315/6合格。
3.动力电缆的选择
3.1高压电缆的选择及效验
（1）按长时允许负荷电流选择电缆截面。
长时负荷电流：
Ig=
Ig：长时工作负荷电流
其中：Kx取0.5，COSΦ取0.8
按长期允许载流量选择电缆截面 查（《工矿企业供电》表6-12）。
矿井下变电所至延伸井临时变电所01#高爆开关选择MYJV22-3×35高压电缆400米。
Ig1=Kx×ΣPe×103/（1.732×Ue×COSΦ×η）
=0.5×280.7×103/（1.732×6000×0.8×0.95） =17.8（A）
选择电缆MYJV22-3×35，IY=151A﹥17.8A ，可满足供电要求。
（2）按经济电流密度校验 Aj=Ig/Jj。
电缆MYJV22-3×35，Aj=Ig/Jj=17.8/2.5=7.12mm2<35mm2 满足要求。
（3）按热稳定性校验电缆截面。
变电所6KV母线上最大短路容量取50MVA，其最大三相稳态短路电流为： 50×1000/6.3/1.732=4582A
Amin=I/C
式中C：热稳定系数为165 tj：短路电流的假想时间为0.7秒
则Amin=I/C=4582×/165=23.2mm2
故选择 35mm2高压电缆能满足要求。
3.2低压电缆的选择
（1）KBSG-315干式变压器至1#KBZ-400馈电开关电缆。
Ig1=∑Pe×Kx/×Ue×COSΦ
=（280.7×0.5）/（×0.66×0.8）=153.4A。
选择MYP-0.66/1.14KV 3×70+1×25 橡套电缆Iy=215A>153.4A合格
（2）1-1#KBZ-200馈电开关至1.2米绞车房
Ig2=∑Pe×Kx/×Ue×COSΦ
=75×0.5/（×0.66×0.8）=41A
选择MYP-0.66/1.14KV 3×35+1×16橡套电缆Iy=138A>41A合格
（3）1-3#KBZ-200馈电开关至3-1#QBZ-80开关。
Ig3=∑Pe×Kx/×Ue×COSΦ
=25×0.5/（×0.66×0.8）=13.67A 选择MYP-0.66/1.14KV 3×35+1×16橡套电缆Iy=138A>13.67A合格
（4）1-2#KBZ-200馈电开关至回柱绞车。
Ig4=∑Pe×Kx/×Ue×COSΦ
=18.5×4×0.5/（×0.66×0.8）=40.45A
选择MYP-0.66/1.14KV 3×35+1×16橡套电缆Iy=138A>40.45A合格
（5）1-6#KBZ-200馈电开关至回柱绞车（同4）
3.3负荷线的选择
橡套电缆的选择查表可知，为满足主提升绞车运行要求，选择35 mm2电缆作为主电源，查表可知其长时工作允许电流138A，其额定电流为41A，故35mm2满足要求；为满足吊盘的起降选择35mm2电缆作为回柱绞车主电源，最大负荷为4台回柱绞车同时启动，额定电流为40.45A，故35mm2满足要求。
4.动力低压系统电压损失校验
4.1移动变压站电压损失
查干式变压器技术手册，可知KBSG-315/6干式变压器主要技术参数为：空载损耗1.1KW，短路损耗ΔP=2.15KW，阻抗压降百分值Ud%=4
变压器绕组电阻压降百分值（%）：Ur%=ΔP/10 Se=2150/10×315=0.68
变压器绕组电抗压降百分值（%）：Ux%===3.94
Sb=175.4KVA
β=Sb/Se=175.4/315=0.56
变压器电压百分数ΔUb%=β（Ur%×COSΦ+Ux%×SINΦ）
=0.56×（0.68×0.8+3.94×0.6）
=0.72
ΔUb=ΔUb%×Ue/100
=0.72×660/100
=4.75V
其中：SINΦ=0.6 ，COSΦ=0.8
4.2最远端干线电压损失
ΔUg1=∑〔Kx×∑P×L×103/（r×Ue×Sg）〕
=0.5×75×50×103/（53×660×35）+0.5×74×20×103/（53 ×660×35）+ 0.5×74×20×103/（53×660×35）+0.5×25×30×103/（53×660×35）
=1.531V+0.604V+0.604V+0.306V=3.045V
Kx取0.5；Pe—负荷额定功率，kW。
Sg—电缆截面，mm2；L—电缆长度，m。
r—电缆材料的导电系数，20℃时铜取53
4.3由于支线较短，负荷较小，电压损失可忽略
故电压损失计算为：
ΔU=ΔUb+ΔUg1
=4.5+3.045=9.19V<63V 电压损失校验合格。
4.4允许损失电压△UY=690-660×95%=63V
两相短路电流采用查表法，各短路点的选择见附图。
5.高、低压开关的选择及整定校验
5.1馈电开关1-1#KBZ-200
过载整定：Iz≥Σie1=80A，取80A
最大设备的额定启动电流：IQe=6Ie=6×80=480A
短路整定：Idz≥IQe+Σie1=480+80
=560A，取14倍，560A
5.2馈电开关1-2#KBZ-200
过载整定：Iz≥Σie2= 19.8×4=79.2A，取80A
最大设备的额定启动电流：IQe=6Ie=6×19.8×4=475.2A
短路整定：Idz≥IQe+Σie2=475.2+79.2
=554.4A 取14倍，560A
5.3馈电开关1-3#KBZ-200
过载整定：Iz≥Σie3=26.7+10.5=37.2A，取40A
最大设备的额定启动电流：IQe=6Ie=6×26.7=160.2A
短路整定：Idz≥IQe+Σie3=160.2+40
=200.2A， 取6倍，240A
5.4馈电开关1#KBZ-400
过载整定：Iz≥Σie4=80+10.5+4.2= 94.7A，取100A
最大设备的额定启动电流：IQe=6Ie=6×19.8×4=475.2A
短路整定：Idz≥IQe+Σie3=475.2+100
=575.2A， 取8倍，640A
灵敏度效验：Kl=Id1（2）/Iz=4189/560=7.48>1.5
K2=Id2（2）/Iz=4483/560=8>1.5
K3=Id3（2）/Iz=4483/240=18.67>1.5
K4=Id5（2）/Iz=4771/640=7.45>1.5满足供电要求。
5.5同理馈电开关1-6#KBZ-200过载整定为80A，短路整定取560A
5.6 01#高爆开关整定
过载整定：Iz=S/6/1.732=30.3A 取最小值30
短路整定 取3倍，90A
灵敏度：K1=4771÷90÷8.7=6.1>1.2，满足供电要求。
5.7回柱绞车开关QBZ-80：整定为20A
调度绞车开关QBZ-80：整定为30A
照明综保5-1#、5-2#ZBZ-4.0：整定为5A
6.供电系统图
7.结语
在临时凿井期间，合理选配施工设备和设计供电系统，保证矿井建设顺利进行，提前或缩短了建设工期，取得了较好的经济效益。
【参考文献】
[1]周励志编.实用电工计算手册.辽宁科学技术出版社.
[2]煤矿电工手册.第二分册矿井供电下.煤炭工业出版社.