河?xùn)|靈北煤礦6KV架空線路設(shè)計書

1、河?xùn)|靈北煤礦6kv架空線路設(shè)計書第一章 概述本線路為曙光煤業(yè)河?xùn)|靈北煤礦開發(fā)前期工程而架設(shè)，為靈北煤礦的開發(fā)前期建設(shè)服務(wù)，靈北煤礦距河?xùn)|煤礦6kv地面變電所14km，相距河?xùn)|礦原長安溝風(fēng)井6kv變電所11km。11礦井供電概述：河?xùn)|煤礦礦井6kv電源由崔家溝35kv區(qū)域送變電站二臺1250kva/35/6變壓器分別供給（一臺運行、一臺備用），6kv電源引自崔家溝35kv區(qū)域送變電站6kv 段母線，分別以yjv3240銅芯電力電纜出線，經(jīng)架空線路輸送至河?xùn)|礦河溪溝井地面變電所。線路采用鋼組件鐵塔，導(dǎo)線lgj240/30鋼芯鋁絞線，水平排列架設(shè)。供河?xùn)|煤礦河溪溝井礦井的全部用電。有一回路lgj-1

2、20mm2 1.8km 6kv架空線路，由河溪溝地面變所段母線引自長安溝變電所，一回路lgj-120mm2 2.1km 6kv架空線路，由河溪溝地面變電所段母線引自河溪溝風(fēng)井變電所，一回路lgj-120mm2 2.3km 6kv架空線路，由河溪溝風(fēng)井t接至長安溝風(fēng)井變電所，構(gòu)成雙回路供電。12地形概況: 河?xùn)|煤礦地處靈石縣兩渡鎮(zhèn),南比走向,東西環(huán)山, 南通蒲鐵路、汾河、108國道縱貫?zāi)媳薄ｌ`北煤礦地處兩渡鎮(zhèn)兩渡鄉(xiāng)郭家河底，東西走向,南北環(huán)山,距108國道約3.2公里由東向西順溝而進(jìn),沿途分別有私營洗煤廠兩座,關(guān)閉煤礦一座,路經(jīng)軍營坊、宜莊、疙臺等村莊到郭家河底，全程9.6公里。本地區(qū)為第類典型

3、氣象區(qū)，最高氣溫：+40，最低溫度：-20，最大風(fēng)速：25m/s，覆冰厚度5mm，年雷暴日：40天。地形屬一般高山丘陵，地理結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采空區(qū)、山體塌陷、滑坡地段較多，土質(zhì)為粉土（亞粘土可塑類和大塊碎石類）和風(fēng)化巖砂。崔家溝35kv區(qū)域變電所距河?xùn)|煤礦1.96km。第二章 供電負(fù)荷本線路的供電負(fù)荷對象為新開發(fā)靈北煤礦初期建設(shè)的全部用電，主要負(fù)荷統(tǒng)計如下：通 風(fēng) 機(jī)： 275kw；提升絞車： 75kw；絞 車： 425kw空氣風(fēng)壓機(jī)： 300kw水 泵： 220kw其它生產(chǎn)設(shè)備：700kw地面輔助設(shè)備：800kw照明等設(shè)備： 500kw使用負(fù)荷共計：2845kw第三章 輸電線路的選擇及路徑桿位的測

4、量3.1、輸電線路路徑的選擇對靈北高壓輸電線路路徑的選擇初步有兩種方案3.1.1 方案一：由崔家溝35kv區(qū)域送變電站經(jīng)35kv段母聯(lián)分別饋出兩路35kv線路輸送至靈北煤礦，（一次性到位）。路徑選擇：由崔家溝35kv送變電站，穿越南通蒲鐵路、跨越汾河、108國道、上山至郭家河底。優(yōu)點：跨越物少，賠償較為低，一次性投資到位，能滿足投產(chǎn)后生產(chǎn)需求（年產(chǎn)量達(dá)300萬噸不需更新），運行經(jīng)濟(jì)，維護(hù)費用小。缺點：初期建設(shè)投資較大，輸送線路遠(yuǎn)（約10km），運輸困難。3.1.2 方案二：利用原有河溪溝地面變電所至長安溝風(fēng)井閑置的一回路6kv架空線路，輸送6kv電壓到靈北礦（但因線路長、線路電壓損失大，故不能

5、滿足靈北煤礦投產(chǎn)后用電之需求，經(jīng)升壓補(bǔ)償能滿足靈北煤礦前期建設(shè)的用電）。路徑的選擇：由長安溝風(fēng)井6kv輸電線路t接，穿越南通蒲鐵路、跨越汾河、108公路、軍營坊村、跨越一回路35kv高壓輸電線路、三回路10kv農(nóng)網(wǎng)、三回路光纜通訊線路、上山至郭家河底。優(yōu)點：初期建設(shè)投資少，可利用部分閑置線路，輸送較近（約8.8km），工期短，施工運輸較為方便，工程施工技術(shù)難度小，礦井升級改造后可作為靈北煤礦地面輔助用電。缺點：（1）輸送線路長、輸送電壓小，線路電壓損失過大，需要升壓補(bǔ)償，只能實現(xiàn)礦井初建用電，不能滿足投產(chǎn)后用電之需求。（2）維護(hù)費用高，跨越物多。經(jīng)上述綜合對比，結(jié)合靈北煤礦開發(fā)前期籌備情況以及

6、靈北開發(fā)工期的緊迫需求，依據(jù)集團(tuán)公司汾煤機(jī)字2007790號批復(fù)文件，最后確定，選擇第二種方案先作為開發(fā)靈北煤礦前期工程的用電。方案確定后，由礦機(jī)電科、電訊公司、地測科等單位有關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行了為期四天的實地勘察、測量。確定了線路路徑、桿位、桿型，并繪制了線路地形圖、斷平面圖、桿型圖、線路安裝組裝圖等。3.2 設(shè)計范圍3.2.1 河溪溝地面變電所長安溝地面變電所6kv架空線路設(shè)計。利用部分閑置線路，更換電桿，部分導(dǎo)線，電纜250米。3.2.2 長安溝地面變電所郭家河地6kv架空線路設(shè)計，電纜300米。3.3 主要技術(shù)指標(biāo)：3.3.1 本設(shè)計的6kv架空線路全長：8.0789km；其中：（1）河溪

7、溝地面變電所長安溝地面變電所6kv架空線路，全長2.2公里。（詳見設(shè)計平面圖）（2）長安溝地面變電所郭家河地6kv架空線路設(shè)計。全長6公里。 （詳見設(shè)計平面圖）3.3.2 出線電纜：0.250km；（詳見地形圖、斷平面圖）3.3.3 穿越鐵路電纜：0.200km；（詳見地形圖、斷平面圖）3.3.4 跨越光纜通訊線路電纜：0.100km；（詳見地形圖、斷平面圖）3.3.5 進(jìn)線電纜：0.100km；（詳見地形圖、斷平面圖）3.3.6 桿基： 54基；（詳見地形圖、斷平面圖、安裝圖）其中：h桿型 44基；單桿型 10基。其中：始、終桿4基，直線桿 35 基；轉(zhuǎn)角桿型：15基）。電桿總量：98根其中

8、：18m 11根；15m 6根；12m 57根；10m 24根。3.4 線路路徑：3.4.1線路走向 3.4.1.1河溪溝地面變電所長安溝變電所（現(xiàn)為閑置線路）： 由河溪溝6kv地面變電所采用yjv1203mm2銅芯高壓鎧裝電力電纜出線后，經(jīng)架空線路沿南通蒲鐵路左側(cè)50米、兩渡鎮(zhèn)街道右側(cè)向西南方向至長安溝風(fēng)井（注：原線路有400米，從兩渡鎮(zhèn)街道中心通過，該段線路服務(wù)年限長，電桿全部老化破碎，并且有多處與建筑物間距近，存在一定安全隱患。此段線路經(jīng)過更換18米電桿與現(xiàn)使用的高壓生活線路同桿架設(shè)）。線路全長2.2公里。3.4.1.2長安溝地面變電所郭家河地6kv架空線路（新建）由長安溝6kv架空線路

9、t接，沿南通蒲鐵路向西南方向到1km之處，采用高壓鎧裝電力電纜，經(jīng)鐵路排水巷道，穿越南通蒲鐵路向正東西方向，跨越汾河、108國道、軍營坊村、跨越一回路35kv高壓輸電線路、三回路10kv農(nóng)網(wǎng)、三回路光纜通訊線路、至郭家河底。全長6公里。 3.5 地質(zhì)、氣象條件3.5.1地質(zhì)情況：全線所經(jīng)地段為一般山地，土質(zhì)為粉土（亞粘土可塑類和大塊碎石類）。計算容重為：1.6t/m3，上拔角分別為：19、28，抗剪角分別為：28、30。許可耐壓分別為：15t/m2、30t/m2。3.5.2 氣象條件本地區(qū)為第類典型氣象區(qū)，最高氣溫：+40，最低溫度：-20，最大風(fēng)速：25m/s，覆冰厚度5mm，年雷暴日：40

10、天，3.5.3 設(shè)計氣象條件經(jīng)過參閱大量資料分析，以及結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H氣候條件，參照現(xiàn)行66kv級以下架空送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)范本工程采用以下氣象條件：最高氣溫：+40，最低溫度：-20，最大風(fēng)速：25m/s，（設(shè)計最大風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)為離地10米，20年一遇10分鐘平均最大值。）覆冰厚度：5mm，年雷暴日：40天，第四章 架空導(dǎo)線的選擇計算4.1導(dǎo)線的選擇：由于該線路路徑高山丘陵，地理結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采空區(qū)、山體塌陷、滑坡地段較多，跨越物多，勢必導(dǎo)致線路產(chǎn)生大垮距，大高差。因此，需用機(jī)械強(qiáng)度大、具有經(jīng)濟(jì)性而又符合技術(shù)要求的導(dǎo)線類型。故選擇導(dǎo)線類型為鋼芯鋁絞線。4.2導(dǎo)線斷面的選擇：4.2.1 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇

11、導(dǎo)線截面按以下公式計算：（1）a= 式中：a 導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)密度截面積； （mm2）； 最大工作電流； （a） 經(jīng)濟(jì)電流密度； （a/mm2）根據(jù)礦井生產(chǎn)實際情況，按最大負(fù)荷利用小時數(shù)30005000小時/年 考慮。j取1.15（2） = 試中： 最大負(fù)荷（有功功率）； （kw） 線路額定電壓； （kv） 負(fù)荷功率因數(shù)。 計算：計算最大工作電流inm： 最大負(fù)荷（有功功率）2000kw； 線路額定電壓：6000v； 0.93代入公式2： = = = 207（a） 代入公式1： = = =125.45 （mm2） 由此選用截面為lgj-120/20mm2的鋼芯鋁絞線。4.2.3 按長時允許電流校驗導(dǎo)線

12、截面由表查的lgj-120/20型鋼芯鋁絞線的長時允許電流為385a.由上面計算得:=207385a因此導(dǎo)線截面能滿足長期允許電流要求。4.2.4 按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面：（1）按三相架空線路的電壓損失計算：= 試中： ro 線路單位長度電阻；查表:lgj-120鋼芯鋁絞線單位電阻ro= 0.225 /km xo 單位感應(yīng)電抗（/km）；按架設(shè)線路線間幾何均距1.5米，查表所得： xo=0.347 /km 功率因數(shù) ； 93 時， 取 = 0.3953 l 線路架設(shè)長度； （km） l=8.2km 最大使用負(fù)荷； （kw） pmax=2000kw u 線路額定電壓； （kv） u= 6kv

13、 損失電壓 （v） 全線路允許損失電壓10%代入公式： = = 20008.2 = 20008.2 =742.3（v）電壓損失百分?jǐn)?shù)： % = 式中：u%電壓損失百分?jǐn)?shù)。 % = = 12%10% 由此看出lgj-120mm2鋼芯鋁絞線允許電壓損失不符合要求,超出允許電壓損失2%需就地升壓補(bǔ)償。 根據(jù)計算,需增設(shè)升壓變壓器250kva310kva。第五章 導(dǎo)線的力學(xué)特性計算 設(shè)計中電桿桿位和擋距的選取，是根據(jù)地形的實際情況，本著走向經(jīng)濟(jì)合理，運行安全，維護(hù)保養(yǎng)方便等來選取的，這里只對一處特殊地段，高差大，跨距最大的線段進(jìn)行力學(xué)校驗。（41號42號桿基）5.1導(dǎo)線在弧垂最低點的最大使用應(yīng)力：導(dǎo)線

14、在弧垂最低點的最大使用應(yīng)力按以下式計算：=式中：導(dǎo)線瞬時破壞應(yīng)力； （kg/mm2）查表: br=29 kg/mm2k 導(dǎo)線安全系數(shù)； 選 k=3.0max = 9.7 kg/mm25.2最低點弧垂距離計算: sa= sb=式中: 0最低懸點導(dǎo)線應(yīng)力； (kg/mm2) 選用最低懸點最大使用應(yīng)力0max9.7 kg/mm2 g 與0條件相應(yīng)的比載； (kg/m-mm2) g查表為5.65410-3 kg/m-mm2 t 兩桿間跨距； （m） h 兩桿間的高程差； （m）41號桿基42號桿基（詳見剖面圖）由圖可見：t 455.1m h= 25m sa 30.18(m) sb 5.18(m)5.3

15、懸點應(yīng)力計算:（見1-1 1-2圖） a b對41號桿基42號桿基計算 a b 對a計算安全系數(shù)k: 根據(jù)上述計算所得安全系數(shù)符合要求。第六章 電桿的受力分析計算在下面的分析計算中只對全部桿位中受力最大的，受力最為復(fù)雜的42號電桿進(jìn)行力學(xué)分析，其它的電桿力學(xué)分析較為簡單，這里不在分析計算。42號桿在山頂，拉線的設(shè)置考慮抗風(fēng)性能桿型，選用h耐張桿，桿型圖及拉線設(shè)置見附圖61 42號桿的受力分析圖（設(shè)定一種風(fēng)向情況時）圖中：t1 t2 t3 t1 t2 t3為各導(dǎo)線張力； f1 f2 f3 f1 f2 f3為各導(dǎo)線、桿塔風(fēng)壓載荷； w1 w2 w3 w1 w2 w3為各導(dǎo)線垂直載荷； q1 q2

16、q1 q2為各拉線張力。6.2 42號桿的受力計算 6.2.1導(dǎo)線張力計算：t1=t2=t3=aac式中： ac 導(dǎo)線的計算面積。120mm2導(dǎo)線 ac = 138.33mm2 代入式中: t1=t2=t3=bac =9.73138.331346(kg)對t1 t2 t3的計算:a按以下公式計算:a t1 t2 t310138.331380(kg)6.2.2導(dǎo)線的風(fēng)壓計算:f1 f2 f3g4act 式中: g4每根電桿的風(fēng)壓比載 g44.73810-3(kg/m-mm2)代入式中: g4actf1 f2 f331.40.8426.4(kg)4.73810-3138.33455.1=298.3

17、(kg)6.2.3 桿身的風(fēng)壓載荷:式中:k風(fēng)載體系數(shù)； k=0.6 h電桿地面高度； h=12m v風(fēng)速； 取最大風(fēng)速 v=25m/s d電桿平均直徑 d=190mm 6.2.4 導(dǎo)線的垂直荷載式中: g導(dǎo)線自重加覆冰的比載； g5.62210-3(kg/m-mm2) tv垂直擋距； （1）tv=l1.5=455.11.5=682.85m （2）tv=l1.5=47.931.5=71.9m代入式中:=5.62210-3138.33682.85 = 531.04(kg) w1=w2=w3=5.62210-3138.3371.9 = 55.9(kg) 6.3 拉線張力計算:42號桿的拉線有四根，

18、分別為1#4#各張力分別是q1 q2 q1 q2（見示意圖）。1#、2#拉線與電桿成450角，與垂直平面為600角；3#、4#拉線與電桿成450角，與垂直平面為750角。1#、2#拉線張力計算：q1= q2= =322653.90.8660.7071 =3980.850.61=6526(kg)3#、4#拉線張力的計算:q3= q4=3980.850.9660.7071=3980.850.68=5854（kg） 經(jīng)上述計算,拉線選用119鋼絞線,公稱抗拉力強(qiáng)度為110kg/mm2，破斷抗力總和不小于6560kg。從上述計算各拉線結(jié)果，均小于6560kg，符合要求。第七章 絕緣配套 接地 防雷及其

19、它7.1導(dǎo)線型號及截面：7.1.1導(dǎo)線選用lgj120mm2鋼芯鋁絞線。7.1.2導(dǎo)線安全系數(shù)：37.1.3導(dǎo)線機(jī)械強(qiáng)度:瞬時破壞應(yīng)力 29kg/mm2；允許應(yīng)力 9.67kg/mm2。72檔距：設(shè)計中，不同等檔距均滿足在100米1000米范圍，此外，還考慮了橫擔(dān)機(jī)械強(qiáng)度。7.3導(dǎo)線排列及線間距離：本線路中單桿導(dǎo)線采用三角排列，導(dǎo)線水平距離為2米，橫擔(dān)距桿頂為1.5米，線間距離為2.2米。雙桿導(dǎo)線采用水平排列，線間距離為3米。（詳見附圖）74桿型及電桿：本線路因地理條件的限制，地處高山丘陵，且跨越物較多，因此主要由雙桿、單桿桿型組成，電桿采用10米、12米、15米、18米環(huán)形鋼筋混凝土電桿（詳見附圖）75橫擔(dān)及金具：本設(shè)計線路金具均采用國家電力定型金具，橫擔(dān)采用角鋼鐵橫擔(dān)。導(dǎo)線垂懸線夾和耐張線夾分別采用xgu-4和nld-4型，導(dǎo)線在擋距中采用爆壓方式進(jìn)行聯(lián)結(jié)，耐張桿的跳線用jb-4型并鉤線夾進(jìn)行聯(lián)接。76絕緣子根據(jù)山西省污穢等級圖提供以及本線路位于山區(qū)等現(xiàn)狀，本設(shè)計按級污穢區(qū)設(shè)計，經(jīng)實地測量計算線路所經(jīng)地段海拔高度均在1000米以下，根據(jù)