煤业公司供电设计说明书

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1、目 录目 录1第一章 供电电源2第二章 电力负荷2第三章 地面供配电5第一节 矿井地面35kV变电站5第二节 主井场地10kV变电所6第三节 供配电系统7第四章 井下供配电8第一节 井下负荷及井筒电缆的选择8第二节 井下变电所接线系统及设备选型14第三节 井下高、低压配电系统井下接地，照明及采掘工作面供电16第一章 供电电源山西柳林汇丰兴业曹家山煤业有限公司地处柳林县境内。本矿在风井场地已建一座35kV变电站，本次设计中一回35kV电源引自南山110kV变电站35kV母线段，另一回35kV电源线路引自穆村110kV变电站35kV变电站。两回线路均采用LGJ120mm2钢芯铝铰线，两回电源线路一

2、回工作，一回(带电)备用，当任一回路发生故障停止供电时，另一回路能保证矿井全部负荷供电。南山110kV变电站位于该矿井井田北北方向约5km，安装有2台三绕组变压器，其容量为240MVA，电压为110/35/10kV，电源可靠，供电质量有保证。穆村110kV变电站位于该矿井井田西北方向约9km。安装2台变压器，其容量均为240MVA，电压为110kV/35kV/10kV，电源可靠，供电质量有保证。第二章 电力负荷本次设计中，矿井达产时，35kV变电站10kV母线侧计算负荷如下：设备总台数：226台设备工作台数：187台设备总容量：10708.42kW设备工作容量：9126.16.16kW计算有功

3、功率：4798.77kW计算无功功率：3332.56kVAR自然功率因数：0.82 无功功率补偿：1800kVAR补偿后无功功率：1532.56kVAR补偿后视在功率：5037.55kVA补偿后功率因数：0.95 矿井年耗电量：15.71106kWh矿井吨煤耗电量：17.46kWh变压器选择表附下一页： 变 压 器 选 择 表 序号负荷名称变电所母线最大负荷最大负荷考虑第6项时母线最大负荷功率因数cos变压器选择有功(kW)无功(kvar)视在(kVA)重合系数有功(kW)无功(kvar)视在(kVA)台数容量(kVA)负荷系数保证系数12345678910111213一采掘工作面移变4号煤1

4、采煤机移变503.70513.88719.57160045%210/1.2kV移变539.58550.48770.83160048.2%310/0.69kV移变198.71202.68283.8450055.8%4运输顺槽掘进移变261.23266.50373.1850074.8%5回风顺槽掘进移变261.23266.50373.1850074.8%6局部通风机专用变4242.8459.99210060%100%74号煤采区变电所225.50190.05294.9150058.9%8号煤1工作面10/1.2kV移342.24349.15488.9163077.0%2工作面10/0.69kV22

5、4.81229.30321.1250064.2%3运输顺槽掘进移变276.68282.26395.2550079.1%4回风顺槽掘进移变276.68282.26395.2550079.1%5局部通风机专用变4242.8459.99210060%100%68号煤采区变电所367.16266.79453.8563072%二井下主变电所246.35176.42303.01250060.6%100%三运输下山胶带移变441.00449.82629.94100070%四生产区10kV变电所10/0.4变压器475.40427.77639.522100064%100%10/0.69变压器495.78384

6、.20627.222160040%100%五生活、办公区 10/0.4kV变压所380.84335.54507.57263080.6%100%全矿负荷合计4798.83332.65842.44功率因素补偿-1800补偿后全矿负荷合计4798.81532.65037.550.952630080%100%第三章 地面供配电第一节 矿井地面35kV变电站矿井现有35kV变电站一座，建于风井场地。本次设计矿井利用原有35kV变电站，35kV、10kV配电装置设计分别为KYN61-40.5型、KYN28A-12型。主变压器已有S7-6300/35双绕组变压器2台，容量为6300kVA，电压为3522.5

7、%/10.5kV，联接组标号为Y/-11。两台主变压器正常情况下1台工作、1台备用，负荷率为80%，负荷保证率为100%。一、供电电源的校验两回35kV电源线路一回引自南山110kV变电站35kV母线侧，导线型号LGJ-120，供电距离约为6.273km；另一回引自穆村110kV变电站35kV母线侧，导线型号LGJ-120，供电距离约为7.512km。1、矿井35kV电源线路压降为：LGJ-120 当=0.95时，则5% 满足要求P=4798.77kW(见负荷统计表)L=7.512km（由于架空线路型号相同，只取线路最长的进行校验）2、安全载流量校核矿井线路计算电流：LGJ-120线路载流量为

8、380A： 380A83.33A，满足要求。通过以上计算，矿井地面工业场地35kV变电站现有电源线路满足变更后的要求。该35kV变电站承担矿井地面及井下的全部负荷供电任务。电压等级：矿井地面为35kV/10kV/660V/380V/220V；井下为10kV/1140V/660V/127V。第二节 主井场地10kV变电所本次设计矿井利用现有10kV变电所， 10kV配电装置采用了KYN28-12Z型开关柜，0.69kV及0.4kV配电装置均采用了GCS型低压开关柜。一、供电电源的校验该10kV变电所两回10kV电源线路分别引自矿井35kV变电站10kV不同母线侧，导线型号LGJ-95，供电距离约

9、为0.55km。1、矿井10kV电源线路压降为：LGJ-95， 当=0.90时，则5% 满足要求其中：P=1352.02kW(见负荷统计表)L=0.55km2、安全载流量校核矿井线路计算电流：LGJ-95架空线路载流量为335A： 335A85A，满足要求。通过以上计算矿井地面主井工业场地10kV变电所现有电源线路满足变更后的要求。二、主接线方式及主要设备选型矿井主井场地10kV变电所设有10kV、0.69kV、0.4kV配电装置。为确保矿井供电可靠性，10kV、0.69kV、0.4kV系统均采用单母线分段接线方式，具有接线操作简便、调度检修灵活、投资省、占地面积小的优点。0.69kV及0.4

10、kV侧均采用了低压自动补偿装置，使功率因素提高到0.90以上。变压器安装S11-M-1600/10 10/0.69kV变压器2台，S11-M-1000/10 10/0.4kV变压器2台。正常情况下变压器均为1台1工作，1台备用；经验算，所安装的变压器均能满足矿井变更后负荷变化的需要。负荷率分别为33.1%和64%，负荷保证率均为100%。第三节 供配电系统矿井地面高压配电系统采用放射式，采用10kV供电，低压配电380V系统采用TN-C-S系统，动照合一，配电方式以树干式和放射式为主，个别距供电点远，彼此相近、容量较小的用电设备采用链式配电。矿井35kV变电站分别以两回10kV线路向地面生产区

11、10kV变电所、主通风机房、井下主变电所，以一回10kV线路向多电源试验装置供电。地面生产区10kV变电所以双回10kV线路向生活办公区10/0.4kV变电所；以双回0.38kV线路向主、副空气加热室、消防水泵房、生活污水处理车间、联合建筑等负荷供电；以单回0.38kV线路向机修间、坑木房等负荷供电；以两回0.66kV主井胶带输送机、副井提升机以及生产系统供电。工业场地内的室内、外照明与动力合用变压器。为减少电压波动对照明的影响，照明出线做到三相平衡。第四章 井下供配电第一节 井下负荷及井筒电缆的选择一、井下主变电所由于井筒及井下负荷的变化，井下负荷统计作相应调整。下井电缆设计采用双回路，电缆

12、型号 MYJV22-8.7/10 3150，长度为1000m,沿主斜井敷设至井下主变电所，两回线路一回工作，一回备用。主变电所设备及供电方式仍采用原有设备及供电方式。考虑到井下4号煤和8号煤两层煤开采，经核算，采用了0.65的同时工作系数。1、变更后井下负荷统计:用电设备总台数：103台；用电设备工作台数：96台；用电设备总容量：6468kW；用电设备工作容量：6071kW；井下最大负荷有功功率：2761.75kW；井下最大负荷无功功率：2071.31kvar视在功率：3452.18kVA。2、井筒电缆选择及校验从地面35kV变电站10kV不同母线段引两回电源向井下供电，下井电缆经主斜井井筒敷

13、设至主井底变电所。根据负荷统计，下井电缆仍采用MYJV22-8.7/10 3150型煤矿专用交联电力电缆，供电距离1.0km。经验算，两回电源电缆除保证供电质量外，当任一回电源电缆故障时，另一回可满足所供负荷正常用电。(1)按经济电流密度流过电缆的长时最大工作电流IN 根据矿井年最大负荷利用时间在5000h以上，则电缆的电流密度J选取：2.00A/mm2。则：电缆截面A2根据经济电流密度及机械强度热稳定检验最小选取电缆截面120mm2，本矿井现有两回下井线路为150mm2，满足变更后的要求。(2)按长时允许载流量校验IPIN150mm2交联聚乙烯绝缘电缆长时允许载流量为365A，IP=365A

14、IN=199.32A。(3)按允许电压损失检验查表求得10kV交联聚乙烯绝缘电缆单位负荷距时的电压损失百分数，当cos=0.8时，u%=0.2%，则U%=u%PL=0.2%2.761751.00.55%5.0%其中：P=2761.75kW； L=1.0km电缆选型结果：根据上述计算结果，主井下井电缆采用MYJV22-8.7/10kV 3150mm2型矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆满足要求。二、8号煤层采区变电所 该变电所为井下新建变电所，电源引自井下主变电所10kV不同母线段，电缆型号MYJV22-8.7/10kV 3150mm2，供电距离1.4km。1、所供负荷用电设备总台数

15、：51台；用电设备工作台数：48台；用电设备总容量：3563kW；用电设备工作容量：3371kW；井下最大负荷有功功率：2399.10kW；井下最大负荷无功功率：2299.72kvar视在功率：3323.31kVA。2、电缆选择及校验从井下主变电所10kV不同母线段引两回电源向8号煤层采区变电所供电。根据负荷统计，下井电缆选用MYJV228.7/10 3150型煤矿专用交联电力电缆，供电距离1400m。经验算，两回电源电缆除保证供电质量外，当任一回电源电缆故障时，另一回可满足所供负荷正常用电。（由于8号煤首采面距离主变电所较近，所以8号煤首采工作面供电暂时由主变电所承担。）(1)按经济电流密度

16、流过电缆的长时最大工作电流IN 根据矿井年最大负荷利用时间在5000h以上，则电缆的电流密度J选取2.00A/mm2。则：电缆截面A2根据经济电流密度及机械强度热稳定检验最小选取电缆截面120mm2，本次变更设计选用两回电源线路为150mm2。(2)按长时允许载流量校验IPIN150mm2交联聚乙烯绝缘电缆长时允许载流量为365A，IP=365AIN=191.87A 满足要求。(3)按允许电压损失检验查表求得10kV交联聚乙烯绝缘电缆单位负荷距时的电压损失百分数，当cos=0.8时，u%=0.2%，则U%=u%PL=0.2%2.39911.4=0.67% 下井电缆压降为：0.55%则：8号煤电

17、缆压降为：0.67%+0.55%=1.22%5.0% 满足要求其中：P=2399.10kW L=1.4km电缆选型结果：根据上述计算结果，8号煤层采区变电所两回进线电缆选用MYJV22-8.7/10kV 3150mm2型矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆满足要求。三、4号煤层采区变电所该变电所为井下新建变电所，电源引自井下8号煤层采区变电所10kV不同母线段，电缆型号MYJV22-8.7/10kV 3150mm2，供电距离1.4km。1、所供负荷用电设备总台数：45台；用电设备工作台数：43台；用电设备总容量：3144.3kW；用电设备工作容量：3084.3kW；井下最大负荷有功功

18、率：2171.94kW；井下最大负荷无功功率：2175.73kvar视在功率：3074.27kVA。2、电缆选择及校验从井下8号煤层采区变电所10kV不同母线段引两回电源向4号煤层采区变电所供电。根据负荷统计，下井电缆选用MYJV228.7/10 3150型煤矿专用交联电力电缆，供电距离1200m。经验算，两回电源电缆除保证供电质量外，当任一回电源电缆故障时，另一回可满足所供负荷正常用电。(1)按经济电流密度流过电缆的长时最大工作电流IN 根据矿井年最大负荷利用时间在5000h以上，则电缆的电流密度J选取2.00A/mm2。则：电缆截面A2 根据经济电流密度及机械强度热稳定检验最小选取电缆截面

19、95mm2，本次变更设计选用两回电源线路为150mm2。(2)按长时允许载流量校验IPIN150mm2交联聚乙烯绝缘电缆长时允许载流量为365A，IP=365AIN=177.49A 满足要求。(3)按允许电压损失检验查表求得10kV交联聚乙烯绝缘电缆单位负荷距时的电压损失百分数，当cos=0.8时，u%=0.2%，则U%=u%PL=0.2%2.711941.2=0.65% 其中地面到8号煤变电所的最大负荷压降为：1.22%则：4号煤变电所电源压降为：0.65%+1.22%=1.87%5.0% 满足要求其中：P=2171.94kW L=1.2km电缆选型结果：根据上述计算结果，4号煤层采区变电所

20、两回进线电缆选用MYJV22-8.7/10kV 3150mm2型矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆满足要求。第二节 井下变电所接线系统及设备选型一、主变电所该变电所采用原有设备，与井下主水泵房联合布置，两回10kV电源引自矿35kV变电站10kV不同母线段，主变电所10kV、0.69 kV母线采用单母线分段供电方式。变电所10kV配电设备沿用PBG-630/10Y矿用隔爆型高压真空配电装置，660V侧配电装置选用KBZ型矿用隔爆型真空馈电开关，设有2台KBSG-500/10 10/0.69kV矿用隔爆型干式变压器，1用1备；2台KBSG-315/10 10/0.69kV局部通风机专

21、用变压器（8号煤局部通风机专用）。二、8号煤采区变电所该变电所为井下8号煤层新建变电所，两回10kV电源引自矿井井下主变电所10kV不同母线段，8号煤采区变电所10kV、0.69 kV母线采用单母线分段供电方式。8号煤采区变电所10kV配电设备选用PBG-630/10Y矿用隔爆型高压真空配电装置，660V侧配电装置选用KBZ2型矿用隔爆型真空馈电开关，设有2台KBSG-500/10，10/0.69kV矿用隔爆型干式变压器，1用1备。三、4号煤层采区变电所该变电所为井下4号煤层新建变电所，位于4号煤层轨道上山与回风上山之间，两回10kV电源引自8号煤层采区变电所10kV不同母线段，4号煤层采区变

22、电所10kV、0.69 kV母线采用单母线不分段供电方式。变电所10kV配电设备沿用PBG-630/10Y矿用隔爆型高压真空配电装置，660V侧配电装置选用KBZ2型矿用隔爆型真空馈电开关，设有1台KBSG-630/10，10/0.69kV矿用隔爆型干式变压器；2台KBSG-200/10 10/0.69kV局部通风机专用变压器（4号煤局部通风机专用）。第三节 井下高、低压配电系统井下接地，照明及采掘工作面供电一、井下高、低压配电系统1、井下主变电所主变电所以两回10kV线路向8号煤层采区变电所供电，分别以一回10kV线路向运输大巷胶带输送机移变、80101回采工作面移变、80102掘进工作面移

23、变等供电；以660V电压向主水泵、井底车场及轨道大巷绞车、无极绳绞车、井底给煤机等低压用电设备供电，其中水泵房水泵电源引自主变电所不同660V母线段，采用一对一方式供电。变电所另选用KBSG-315/10 10/0.69kV矿用隔爆型干式变压器2台，专供8号煤层局部通风机用电，并装备了双风机双电源自动切换开关，局部通风机双电源、双回路供电。在8号煤层各掘进工作面均设置了风电瓦斯闭锁开关，以实现风电、瓦斯闭锁。井下动力电压为10kV、660V，照明电压为127V。2、8号煤层采区变电所该变电所以两回660V电压向采区水泵房配电点采区排水泵供电；以660V电压向井底绞车等低压用电设备供电；以两回1

24、0kV线路向4号煤层采区变电所供电，其中采区水泵房水泵电源引自8号煤层采区变电所不同660V母线段。井下动力电压为10kV、1140、660V、127V(电钻)，照明电压为127V。井下供电系统图见C1742-261-07、08。3、4号煤层采区变电所该变电所分别以一回10kV线路向40101回采工作面移变、40102掘进工作面移变等供电；以660V电压向4号煤运输上山胶带输送机、轨道暗斜井提升机、运输暗斜井胶带机、4号煤轨道上山调度绞车等低压用电设备供电。该变电所设有KBSG-200/10 10/0.69kV矿用隔爆型干式变压器2台，专供4号煤层局部通风机用电，并装备了双风机双电源自动切换开

25、关，该局部通风机双电源、双回路供电。在4号煤层各掘进工作面均设置了风电瓦斯闭锁开关，以实现风电、瓦斯闭锁。井下动力电压为10kV、660V，照明电压为127V。井下供电系统见图C1742-261-09、10。二、检漏及接地井下供电网络为中性点不接地系统。由地面工业场地10kV变电所至井下主变电所的电缆线路上均设有零序电流互感器和相应的漏电保护装置；井下各变电所的高压出线回路上装有高压漏电保护装置；井下低压馈电线路上均装设有选择性的检漏保护装置。由上述装置对井下电网的绝缘状况进行连续检测，当电缆线路发生故障时，可及时切断电源，以保证矿井安全生产。井下各电气设备绝缘要求良好，供电电缆不得与金属管路

26、搭接，井下电缆选择均符合MT818煤矿用阻燃电缆标准，并具有“MA”标志，满足绝缘等级标准。电压在36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架、铠装电缆的钢带(或钢丝)铅皮或屏蔽护套等都有保护接地。在井底水泵房的主、副水仓中各设1块主接地极，井下移动变电站、机电硐室、配电点及接线盒均设有局部接地极。所有电气设备的保护接地装置(包括电缆的铠装、接地芯线等)和局部接地装置，均同主接地极相连接，以形成总接地网，其接地电阻不大于2。当接地芯线断裂时，靠近工作面的局部接地极的接地电阻在主接地芯线断后不应超过80。每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地

27、连接导线的电阻值，不得超过1。主接地极采用镀锌钢板，其面积不应小于0.75m2,厚度不应小于5mm。局部接地极设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿出。设置于巷道水沟中的局部接地极用面积不应小于0.6m2,厚度不应小于3mm的钢板或具有同等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，钢管上应至少钻20个直径不小于5mm的透孔，并垂直全部埋入底板；也可用直径不小于22mm、长度为1m的2根钢管制成，每根管上应钻10个直径不小于5mm的透孔，2根钢管相距不得小于5m，并联后垂直埋入底板，垂直埋深不得小于0.75m。连接主接地极的接地母线，采用厚度为4mm、截面积为100mm2的扁钢。电气设备的外壳与接地母线或局部接地极的连接，电缆连接装置两头的铠装、铅皮的连接，采用厚度为4mm、截面积为50mm2的扁钢。橡套电缆的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼作他用。三、 井下照明在各机电硐室、井底车场、运输大巷、运输顺槽等处均设有固定照明装置，照明灯具采用DGS18/127L(C)、127V 18W矿用隔爆型节能荧光灯；为保证井下照明安全，选用保护齐全的BZX型矿用隔爆照明变压器综合保护装置供给127V照明电源。20