2019煤矿矿井供电设计说明

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：

I1078.2

69.17（A）

3 10 0.9

I n 69.17 2 A e n 60.14 mm

e J 1.15

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

22

60.14 mm< 70mm, 满足供电要求，并留有余地。式中：矿井最大有功负

荷1078.2kW。

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0.81 ，则Ix=275 × 0.81=222.75 （A）

Ix=222.75A >I=69.17A

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∮=0.9 时为0.644%/MW.km查（表）

则电源线路电压降为：△ U1%=1.0523× 2×0.644%=1.36%< 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1653.25kW

设备工作容量1421.65kW

有功负荷1078.2kW

无功负荷801.54kvar

视在功率1346.33kVA

功率因数0.82

按补偿后功率因数达到约0.95 ，则所需补偿电容容量为

Q P

cos 12 1

cos

12 1

cos 0 cos

Q 1078.2 11 11

0.82 0.82 0.95 0.95 =377.38kvar

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：381.54kvar

视在功率：1145.24kVA

功率因数：0.95

矿井投产时年耗电量：2632802kW.h，吨煤电耗29.24kW.h/t

表10-1 电力负荷统计表（投产时期、最大负荷时期）

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=10.5kV,U c2=0.4kV, 得

2）计算各元件的电抗标幺值

2）10kV 架空线路电抗标幺值：

3）总电抗标幺值和短路电流及短路容量

①总电抗标幺值： X * X s * X W *

L =0.22+0.63=0.85

1

②三相短路电流周期分量有效值 I k1 I

*

d1

5.50kA

=6.5kA

k1

X *

0.85

1

③各三相短路电流

10kV 母线侧短路电流为 : I "

I I k1 =6.5kA 10kV 母线侧短路稳态

电流为： I sh 1.51I "

=1.51 ×6.5kA=9.82kA 10kV 母线侧短路冲击电流为： i sh 2.55I " =2.55 ×6.5kA=16.58kA

*

WL

X 0l S d

U c 2

0.35 2km 100MVA

10.5kV)2

=0.6

3

d1

S d

3U c1

100MVA

3 10.5kV

=5.50kA

1）电力系统的电抗标幺值： X s *

S d

100MVA

S oc

3 10.5kV 25kA =0.22

3 )三相短路容量

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 31.5kA ，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，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 0.4kV 不同母线段上， 所用电设所 用

10kV 母线侧短路容量为：

(3) S

k 1

S d

X

*

1

100 MVA

=117.65MVA

0.85