2019煤矿矿井供电设计

新临江煤矿(水井湾矿井)

供电设计

(一）矿井电源

设计矿井采用两回电源线路供电，一回、二回电源来自大竹木头变电站不同电源母线端，电压10kV ，供电距离2km ，采用一趟LGJ-3×70型架空线路输送至地面变电所。 （二）电源线路安全载流量及电压降校核 1、按经济电流密度选择电源线路截面

全矿计算电流：

）

（A 17.699

.01032

.1078=⨯⨯=

I

14.6015

.117.69===J I A n e

2mm 来自大竹县木头变电站的不同母线段导线型号均采用LGJ-3×70。

2

mm

＜702

mm ,满足供电要求，并留有余地。

式中：矿井最大有功负荷。

2、按长时允许负荷电流校验电缆截面

线路LGJ-3×70允许载流量：环境温度为25℃时为275A （查表），考虑环境温度40℃时温度校正系数，则Ix=275×=（A ） Ix=＞I=

3、电源线路压降校核

供电线路LGJ-3×70/10kV 单位负荷矩时电压损失百分数：当cos ∮=时为%/(查表) 则电源线路电压降为：△U 1%=×2×%=%＜5% 式中：电源线路长取2km 。

来自大竹县木头变电站不同母线段两回电源线路电压降均符合要求。 （三）电力负荷

1、矿井采用机械化采煤，投产时期即为最大负荷时期。机电设备布置及使用情况统计详见表10-1。 设备总台数 47台 设备工作台数 36台 设备总容量 设备工作容量 有功负荷 无功负荷 视在功率 功率因数

按补偿后功率因数达到约，则所需补偿电容容量为

⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛---=1cos 11cos 1202ϕϕP Q ⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-⨯--⨯=195.095.01

182.082.012.1078Q =

考虑到电容易的配置及矿井负荷的变化情况，变电所电容易室安装BFMR11-420-3W 型高压电容自动补偿装置2套，补偿无功功率420kvar 。补偿后： 无功功率： 视在功率：

功率因数：

矿井投产时年耗电量：，吨煤电耗。

（四）送变电

1、短路电流计算及主要设备校验

矿井10kV 变电所两回电源分别取自大竹县木头变电站的不同母线段，由于缺乏变电站的相关短路资料，设计按变电站馈出柜中断路器额定开断电流（25kA ）和线路阻抗较小的电源线路（LGJ-3×70/2km ）进行短路电流计算： 1）地面变电所10kV 侧系统短路电流计算

选取基准容量，一般取S d =100MVA,由U d =U c ,得U c1=,U c2=,得

kV

MVA U I c d 5.1031003S 1

d 1⨯=

=

=

2）计算各元件的电抗标幺值

（1）电力系统的电抗标幺值：kA

kV MVA S X oc s 255.103100S d *

⨯⨯==

= （2）10kV 架空线路电抗标幺值：

2

2d 0*

5.10100235.0S ）（kV MVA

km U l

X X c

WL ⨯⨯=== （3）总电抗标幺值和短路电流及短路容量 ①总电抗标幺值：*

**

1

WL

s X X X

+=∑=+= ②三相短路电流周期分量有效值85

.050.5*111

kA

X I I d k =

∑==

③各三相短路电流

10kV 母线侧短路电流为:1"

k I I I ==∞= 10kV 母线侧短路稳态电流为："

51.1I I sh ==×= 10kV 母线侧短路冲击电流为："

55.2I i sh ==×= 3）三相短路容量

10kV 母线侧短路容量为：85

.0100*

)3(11

MVA X S S d k

=

∑=

= 地面变电所采用HXGN-12型高压开关柜，主接线采用单母线分段。高压开关柜额定电压12kV ，额定电流630A ，额定短路开断电流，额定动稳定电流50kA ，额定热稳定电流（4s ）16kA 。采用开关柜及真空断路器允许通过的最大电流峰值大于三相短路电流冲击值，符合要求。

表10-2 10kV 变电所主要设备选择及校验结果表

注：表中分子为计算值，分母为设备参数。

2、电气主接线

矿井10kV主变电所设于主平硐工业场地内，根据变电所负荷、电源及出线回路数变电所的10kV 主接线采用单母线分段接线。

3、主要电气设备选择

矿井地面主变电所采用HXGN-12型交流金属闭封环网开关柜；采用GGD2型低压配电柜；高压开关柜成单列双通道布置。

4、所用电及操作电源

地面变电所用电取自本变电所不同母线段上，所用电设所用电屏，可互为备用，自动切换。

操作电源选用GZDW01-100Ah/220型智能高频开关直流电源柜，直流系统电压为220V，以作为配电所、保护、自动装置、信号及事故照明之用。

5、控制、保护及测量系统

地面变电所设成套微机综合自动化系统，变电所10kV进线断路器、母线分段及馈出线路断路器均可在主控制室集中操作，也可就地操作。根据配电所主接线情况及继电保护规程规范要求，配电所主要电气设备继电保护及自动装置如下：

1）10kV电源线路：横联差动保护、限时电流速断保护、过电流保护。

2）10kV母线分段：电流速断保护、过电流保护。

3）10kV线路：电流速断保护、过电流保护、过电压保护、单相接地选线装置。

4）10kV电力电容易：过流保护、过负荷保护、过电压保护、低电压保护、单相接地保护。

6、过电压保护及接地装置

高压架空线路终端设50型避雷器，变电所设HY5WS-17/50型避雷器，低压馈出线上设置型避雷器，以防雷电波侵入，为防止直击雷及雷电波侵入，过电压等设置相应的防雷保护设施，在变电所两侧各设置1根防止直接雷击的独立避雷针，避雷针高20m，以防直击雷；变电所设避雷网进行防雷保护，配电所各段及10kV母线均设有过电压保护器；为防止真空断路器操作过电压，各断路器柜均设有组合式过电压保护器。

变电所设接地网，其工频接地电阻不大于1Ω。电气设备金属外壳、设备构架、支架、开关柜及控制保护屏基础槽钢或角钢、电缆金属外壳等均就近与接地网连接。

7、变电所照明

矿井10kV配电所采用交流220V电源为常用照明，户外采用低位投光作为操作检修照明。配电装置室采用投光灯配合荧光灯、LED矿灯混合照明10kV配电室及其他配电室装设事故照明。事故照明灯采用直流220V电源。事故照明灯正常时由交流供电，事故时由自动切换至直流电源供电回路。

（五）地面供电

根据矿井电力负荷分布地面设置：矿井10kV变电所。

1、地面变电所

地面变电所设在主平硐地面工业广场内，地质条件良好，且不会受到洪水威胁。变电所建筑面积200m2，采用室内布置，变电所内设事故照明，建筑物按二级防火等级考虑，采用防火材料修建，