煤礦供電設(shè)計(jì)

1、某煤礦（整合0.15Mt/a）供電設(shè)計(jì)（僅供參考）第一節(jié) 供電電源一、供電電源某煤礦礦井雙回路電源現(xiàn)已形成，其中：一回路電源由1#變電所10kV干脆引入，LGJ-70型導(dǎo)線，距離礦區(qū)7公里；另一回路電源由2#變電所10kV干脆引入，LGJ-120型導(dǎo)線，距離礦區(qū)20公里。其次節(jié) 電力負(fù)荷計(jì)算經(jīng)統(tǒng)計(jì)全礦井設(shè)備總臺(tái)數(shù)84臺(tái)，設(shè)備工作臺(tái)數(shù)66臺(tái)；設(shè)備總?cè)萘?079.64kW，設(shè)備工作容量696.34kW，計(jì)算負(fù)荷為：有功功率： 513.24 kW無(wú)功功率： 425.94 kVar自然功率因數(shù)COS0.77視在功率： 666.96 kVA考慮有功功率和無(wú)功功率乘0.9同時(shí)系數(shù)后：全礦井用電負(fù)荷有功功率

2、： 461.92 kW無(wú)功功率： 383.35 kVar功率因數(shù)COS0.77視在功率： 600.27 kVA礦井年耗電量約243.89萬(wàn)kW·h，噸煤電耗約16.26kW·h/t。負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。第三節(jié) 送變電一、礦井供電方案依據(jù)煤礦平安規(guī)程要求，礦井應(yīng)有兩回電源供電，當(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時(shí)，另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。依據(jù)本礦井現(xiàn)有的電源條件，設(shè)計(jì)在本礦井工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)建10kV變電所。兩回10kV電源分別引自10kV 1#變電所和2#變電所。二、10kV供電線路設(shè)計(jì)對(duì)線路導(dǎo)線截面，按溫升、經(jīng)濟(jì)電流密度、線路壓降等校驗(yàn)計(jì)算如下：1、依據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算截面積導(dǎo)線通過(guò)

3、的最大電流：（兩回10kV線路，當(dāng)一回故障檢修時(shí)，另一回10kV線路向本礦供電時(shí)，導(dǎo)線通過(guò)的電流最大）IjP（Ucos）513.24（1.732×10×0.77）38.5A導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面：SIjJ38.50.942.8mm2（J為經(jīng)濟(jì)電流密度）通過(guò)計(jì)算，實(shí)際選用的鋼芯鋁絞線截面滿意要求。2、按電壓降校驗(yàn)由10kV1#變電所和2#變電所向本礦工業(yè)場(chǎng)地10kV變電所供電的兩回10kV線路供電距離分別為7km和20km，正常狀況下兩回線路同時(shí)運(yùn)行，當(dāng)兩回10kV線路中一回線路事故檢修時(shí)，由另外一回10kV線路向本礦供電。按正常狀況及事故狀況對(duì)兩回電源線路分別做電壓降校驗(yàn)如下：1）正

4、常狀況下兩回10kV線路同時(shí)運(yùn)行，線路電壓損失：1#變電所10kV供電線路電壓損失：UuPL20.745×0.51324×721.34。線路能滿意礦井供電。2#變電所10kV供電線路電壓損失：UuPL20.555×0.51324×2022.85。線路能滿意礦井供電。2）事故狀況下單回10kV供電線路電壓損失：1#變電所10kV供電線路電壓損失：UuPL0.745×0.51324×72.68。線路能滿意礦井供電。2#變電所10kV供電線路電壓損失：UuPL0.555×0.56408×205.7。線路能滿意礦井供電。3

5、、長(zhǎng)期允許載流容量校核LGJ-70和LGJ-120導(dǎo)線長(zhǎng)期運(yùn)行狀況下的允許載流量分別為275A、380A，大于通過(guò)的最大電流38.5A，滿意要求。4、結(jié)論：1#變電所和2#變電所至本礦工業(yè)場(chǎng)地10kV變電所的10kV導(dǎo)線，能夠滿意礦井用電需求。三、礦井變電所1、變電所位置選擇依據(jù)礦井開采方案設(shè)計(jì)，礦井工業(yè)場(chǎng)地10kV變電所位置距離主斜井口大約150m、距離副斜井口大約110m。2、主要設(shè)備選型10kV高壓開關(guān)柜選用GG1A（F）型固定式高壓開關(guān)柜11臺(tái)；0.4kV低壓開關(guān)柜選用GCS低壓抽出式開關(guān)柜5臺(tái)。第四節(jié) 地面供配電一、地面高壓配電礦井工業(yè)場(chǎng)地10kV變電所共引出5回10kV饋出線，其中

6、井下動(dòng)力變壓器2回、井下局部通風(fēng)機(jī)專用變壓器1回，地面動(dòng)力變壓器2回。二、地面低壓配電變電所設(shè)兩臺(tái)動(dòng)力變壓器向工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)主要通風(fēng)機(jī)、壓風(fēng)機(jī)、瓦斯抽放站、地面生產(chǎn)系統(tǒng)、機(jī)修等低壓負(fù)荷供電，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，該片區(qū)低壓計(jì)算負(fù)荷如下（有功、無(wú)功乘0.9同時(shí)系數(shù)）：有功功率：185.38 kW無(wú)功功率：137.03 kVar功率因素COS0.8視在功率：230.5 kVA選S11-315/10（10/0.4）變壓器兩臺(tái)，變壓器同時(shí)運(yùn)行。當(dāng)一臺(tái)檢修時(shí)，另一臺(tái)能擔(dān)負(fù)全部負(fù)荷用電。變壓器負(fù)荷率0.73，保證系數(shù)1.37，變電所380V母線采納單母線分段，低壓配電柜選用GCS低壓配電柜。第五節(jié) 井下供配電一、井下低壓配

7、電1、井下動(dòng)力：變電所設(shè)兩臺(tái)動(dòng)力變壓器向主斜井皮帶機(jī)、副斜井絞車、井下中心水泵房、采煤工作面、掘進(jìn)工作面（不包括局部通風(fēng)機(jī)）等低壓負(fù)荷供電，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，負(fù)荷如下（有功、無(wú)功乘0.9同時(shí)系數(shù)）：有功功率：276.53 kW無(wú)功功率：246.31 kVar功率因素COS0.75視在功率：370.32 kVA選KBSG-315/10（10/1.2/0.69）變壓器2臺(tái)，變壓器負(fù)荷率0.6，保證系數(shù)1.6。2、井下局部通風(fēng)機(jī)：變電所設(shè)1臺(tái)變壓器專向井下局部通風(fēng)機(jī)供電，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，負(fù)荷如下：有功功率：20.9 kW無(wú)功功率：18.6 kVar功率因素COS0.75視在功率：27.98 kVA選KBSG-50/1

8、0（10/0.69）變壓器1臺(tái)，變壓器負(fù)荷率0.6，保證系數(shù)1.8。供電系統(tǒng)見(jiàn)圖1。一、井下低壓電纜選擇驗(yàn)算1、主排水泵線路供電距離750m，總負(fù)荷110kW，單臺(tái)有功55kW。由于干線電纜線路較長(zhǎng)，電流大，電壓損失是主要沖突，所以干線電纜截面按電壓損失計(jì)算。下井電纜正常工作時(shí)允許電壓損失百分?jǐn)?shù)為1%，則：該供電系統(tǒng)允許電壓損失為63V。向主排水泵供電的變壓器選用KBSG500/10型變壓器Ud4%。向水泵供電的支線電纜初選：MVV 3×351×16，100m，支線電纜電壓損失為UZKfPeLx×103(UeAze)1×55×100×

9、103(660×45×35×0.9)6（V）式中：Pe-單臺(tái)水泵功率，kw；Lx線路距離，m；電纜芯線的電導(dǎo)率，m/(·mm2)；Az-初選電纜截面，mm2；e功率因數(shù)，取0.9； Kf該段線路所帶負(fù)荷的需用系數(shù)，單電機(jī)，取最大值1。 變壓器電壓損失按下式計(jì)算 UTUT%·Ue100 UT%(URcosUxsin)0.81×()2.21% UT2.21×66010014.6V式中 變壓器負(fù)荷系數(shù)； UR、Ux變壓器在額定負(fù)荷時(shí)變壓器中的電阻、電抗壓降百分?jǐn)?shù)； cos、sin變壓器負(fù)荷中的功率因數(shù)及相對(duì)應(yīng)的正弦值，取cos0.

10、84； Ue電網(wǎng)額定電壓。 干線電纜允許電壓損失為Ugy63UTUZ6314.6642.4（V）干線電纜截面為AgyKfPeLgx×103(UeUgypj)0.6×110×750×103(660×45×42.4×0.9)43.7mm2式中：加權(quán)平均效率取0.9。為保障供電平安，考慮線路的機(jī)械強(qiáng)度，干線電纜初選MVV-3×501×16型煤礦用聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜。該干線計(jì)算電流Ij111/（×0.66×0.80）121.37A許用載流量144A>121.37A。考慮滿意

11、短路負(fù)荷要求，干線電纜選用MVV-3×701×25型煤礦用聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜。2）副斜井及掘進(jìn)設(shè)備線路干線供電距離600m，總負(fù)荷88kW，最大一臺(tái)負(fù)荷單臺(tái)有功22kW。由于干線電纜線路較長(zhǎng)，電流大，電壓損失是主要沖突，所以干線電纜截面按電壓損失計(jì)算。下井電纜正常工作時(shí)允許電壓損失百分?jǐn)?shù)為1%，則：該供電系統(tǒng)允許電壓損失為63V。向副斜井和掘進(jìn)設(shè)備供電的變壓器選用KBSG50/10/0.69型變壓器Ud=4%。向局部通風(fēng)機(jī)供電的支線電纜初選：MV-3×251×16-600m，支線電纜電壓損失為UZ21.2（V）式中：Pe-單臺(tái)功率，22kW

12、；Lx線路距離，600m；電纜芯線的電導(dǎo)率，m/(·mm2)；Az-初選電纜截面，mm2；e電機(jī)效率，取0.9； Kf該段線路所帶負(fù)荷的需用系數(shù)，單電機(jī)，取最大值1。 變壓器電壓損失按下式計(jì)算 UTUT%·Ue100 UT%(URcosUxsin)0.56×()1.6% UT1.6×66010010.6V式中 變壓器負(fù)荷系數(shù)； UR、Ux變壓器在額定負(fù)荷時(shí)變壓器中的電阻、電抗壓降百分?jǐn)?shù)； cos、sin變壓器負(fù)荷中的功率因數(shù)及相對(duì)應(yīng)的正弦值，取cos0.9； Ue電網(wǎng)額定電壓。 干線電纜允許電壓損失為Ugy63UbUZ6310.621.231.2（V）干

13、線電纜截面為Agy10.2mm2式中：加權(quán)平均效率取0.9；干線電纜初選MV-3×251×16-600m。該干線計(jì)算電流Ij88/（×0.66×0.8）96.22A選用MVV3×50+1×16礦用銅芯電纜。其許用載流量144A>96.22A。3）1301采面線路干線供電距離850m，設(shè)置到采面運(yùn)輸巷，總負(fù)荷114.6kW，最大一臺(tái)負(fù)荷單臺(tái)有功40kW。由于干線電纜線路較長(zhǎng)，電流大，電壓損失是主要沖突，所以干線電纜截面按電壓損失計(jì)算。下井電纜正常工作時(shí)允許電壓損失百分?jǐn)?shù)為1%，則：該供電系統(tǒng)允許電壓損失為63V。向采區(qū)設(shè)備供電的變

14、壓器選用KBSG315/10/0.69型變壓器Ud=4%。向刮板機(jī)供電的支線電纜初選：MV-3×501×16-250m，支線電纜電壓損失為UZ7.9（V）式中：Pe-單臺(tái)功率，kW；Lx線路距離，m；電纜芯線的電導(dǎo)率，m/(·mm2)；Az-初選電纜截面，mm2；e功率因數(shù)，取0.9； Kf該段線路所帶負(fù)荷的需用系數(shù)，單電機(jī)，取最大值1。 由于電源線路長(zhǎng)為850m，電源線路的阻抗不大，變壓器電壓損失按下式計(jì)算 UTUT%·Ue100 UT%(URcosUxsin)0.81×()2.3% UT2.3×66010014.9V式中 變壓器負(fù)

15、荷系數(shù)； UR、Ux變壓器在額定負(fù)荷時(shí)變壓器中的電阻、電抗壓降百分?jǐn)?shù)； cos、sin變壓器負(fù)荷中的功率因數(shù)及相對(duì)應(yīng)的正弦值，取cos0.84； Ue電網(wǎng)額定電壓。 干線電纜允許電壓損失為Ugy63UbUZ6314.9-7.940.2（V）干線電纜截面為Agy=47.8mm2式中：加權(quán)平均效率取0.9；為保障供電平安，考慮線路的機(jī)械強(qiáng)度，干線電纜選MV-3×701×25。該干線計(jì)算電流Ij114.6/（×0.66×0.8）125.3A許用載流量178A>125.3A井下低壓饋電線上，必需裝設(shè)檢漏愛(ài)護(hù)裝置或有選擇性的漏電愛(ài)護(hù)裝置，保證自動(dòng)切斷漏電的饋

16、電線路。礦井通風(fēng)機(jī)過(guò)流愛(ài)護(hù)的動(dòng)作電流整定值計(jì)算IDZJ=(KTX.KR.KZQ/KF.nL)IFH.ZD=×1.2×1÷(0.85 ×4)×68.1=41.6(A)其中：IDZJ繼電器動(dòng)作電流；A KTX接線系數(shù)，?。?KR牢靠系數(shù)，取1.151.25； KZQ自起動(dòng)系數(shù)，考慮外部故障引起母線電壓下降，當(dāng)外部故障消退后母線電壓復(fù)原，電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)電流增大；自起動(dòng)系數(shù)的數(shù)值應(yīng)大于1； KF電流繼電器返回系數(shù)，一般取0.85； nL電流互感器額定變比； IFH.ZD最大負(fù)荷電流A。通風(fēng)機(jī)電流繼電愛(ài)護(hù)起動(dòng)電流的整定值 IDZJ=(KTX.KR/nL)I

17、D.ZD=（×1.25÷4）×37=20（A）其中：IDZJ繼電器動(dòng)作電流；A KTX接線系數(shù)，??； KR牢靠系數(shù)，取1.21.3； nL電流互感器額定變比； ID.ZD被愛(ài)護(hù)區(qū)段三相最大短路電流。通風(fēng)機(jī)低電壓閉鎖元件的動(dòng)作電壓的整定值 UDZ.J=UG.ZX/KR.KF.nY=36÷(1.2×1.25×4)=6（V）其中：UDZJ低電壓繼電器動(dòng)作電壓；V UG.ZX系統(tǒng)最低工作電壓，取36額定電壓 KR KF-返回系數(shù)，取1.25 ny-電壓互感器額定變比。二、井下供電系統(tǒng)及設(shè)備選型井下電壓等級(jí)分別為660V、127V。井下主要設(shè)備選型見(jiàn)供電圖所示。三、井下接地愛(ài)護(hù)系統(tǒng)井下供電為中性點(diǎn)不接地的IT系統(tǒng)。在井底水倉(cāng)的主、副水倉(cāng)中各設(shè)1塊3m×0.25m×6mm鍍鋅鋼板作為主接地極，在配電點(diǎn)、采煤工作面、運(yùn)輸順槽、掘進(jìn)頭配電點(diǎn)等處設(shè)1塊2.4m×0.25m×5mm鍍鋅鋼板作為局部接地極，接地干線采納30×4鍍鋅扁鋼，全部電氣設(shè)備的金屬外殼均牢靠接地，通過(guò)接地干線、電纜接地芯線將各接地極連成完整的接地網(wǎng)，接地網(wǎng)上任一愛(ài)護(hù)點(diǎn)測(cè)得的接地電阻不得大于2歐姆，巖石電鉆、煤電鉆移動(dòng)電氣設(shè)備至接地極之間的電阻值不得大于1歐姆。四、井下