魯黔煤礦供電系統(tǒng)整定計(jì)算書

1、 桐子縣魯黔煤業(yè)有限公司供電設(shè)計(jì)二、 礦井供電1、 供電（1） 供電電源 礦井采用雙回路供電，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏堪和資料收集，會(huì)同業(yè)主與當(dāng)?shù)毓╇姴块T一桐子縣供電局進(jìn)行了協(xié)商，詳細(xì)了解了礦區(qū)附近現(xiàn)有電力系統(tǒng)情況，花秋鎮(zhèn)35KV變電所為兩回路供電，設(shè)有兩段母線，本礦井供電電源一回10KV電源的引自花秋鎮(zhèn)35KV變電站所I段母線，另一回10KV電源引自花秋鎮(zhèn)35KV變電所II段母線，一回和二回至礦區(qū)9Km,輸入電線LGJ-70，目前以引自主井和副斜井工業(yè)場(chǎng)地。工作面局扇、風(fēng)井地面絞車房（提人車）；二級(jí)負(fù)荷：絞車、主空壓機(jī)等主要生產(chǎn)設(shè)施；三級(jí)負(fù)荷：主要為生活設(shè)施。按規(guī)程要求，一級(jí)負(fù)荷采用獨(dú)立的雙回路供電，二級(jí)負(fù)

2、荷中主空壓機(jī)、掘進(jìn)工作面局扇風(fēng)機(jī)由于事關(guān)人身安全也按雙回路供電，其余按獨(dú)立單回路供電，三類負(fù)荷無要求。1. 地面供配電設(shè)地面變壓器4臺(tái)，其中2臺(tái)安裝于風(fēng)井工業(yè)廣場(chǎng)，供主通風(fēng)機(jī)和瓦斯投放泵用電，另2臺(tái)安裝于主井工業(yè)廣場(chǎng)，供主井工業(yè)廣場(chǎng)生產(chǎn)和生活用電。2臺(tái)變壓器分列運(yùn)行。地面生產(chǎn)系統(tǒng)的配電設(shè)備，采取在主井和風(fēng)井各自廣場(chǎng)集中布置在配電室內(nèi)，配出回路留10%的備用量；抽放瓦斯泵房選用防爆型電氣設(shè)備；變壓器負(fù)荷率不大于85%。2. 井下供配電設(shè)井下供電變壓器4臺(tái)，2臺(tái)分列運(yùn)行，中性點(diǎn)不接地。其中2臺(tái)為局部通風(fēng)機(jī)專用，另外2臺(tái)供井下其它設(shè)備用電。變壓器集中安裝于主井工業(yè)廣場(chǎng)露天變電所，經(jīng)地面配電室集中供配

3、電后送往井下各用電點(diǎn)井下、地面、風(fēng)井和局扇專用變壓器均設(shè)2臺(tái)相同容量的變壓器，當(dāng)一臺(tái)變壓器停止運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)變壓器能保證全部負(fù)荷用電。電纜截面的選擇，在任何一回路停止供電時(shí)，其余電纜仍能保證全部負(fù)荷用電。設(shè)計(jì)采用低壓下井，井下電纜均采用銅芯電纜，總回風(fēng)巷和專用回風(fēng)巷不敷設(shè)電纜。 表5- 1電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表照明工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)的照明和動(dòng)力由同一變壓器供電，照明線路不與動(dòng)力線路合用，但距離分散的用戶不受此限。在下列場(chǎng)所設(shè)固定照明：a) 地面地面變電所，主平硐口，副平硐井口；通信和監(jiān)控中心；通風(fēng)機(jī)房；瓦斯泵房；地面生產(chǎn)系統(tǒng)及調(diào)度室；壓風(fēng)機(jī)房、鍋爐房。b) 井下設(shè)固定或移動(dòng)照明，照明設(shè)備的額定電壓不得超過12

4、7V，照明設(shè)備宜選用防爆熒光燈，照度符合要求，設(shè)置地點(diǎn)如下：副平硐；配電點(diǎn)；主平硐、運(yùn)輸上下山每50m設(shè)置一個(gè)照明燈；車場(chǎng)及附近。ii. 供電網(wǎng)絡(luò)計(jì)算1. 變壓器選擇設(shè)計(jì)依據(jù)：煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計(jì)規(guī)范、工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范、煤礦電工手冊(cè)等。為保證供電的可靠性，煤礦的主變壓器不應(yīng)少于兩臺(tái)，當(dāng)一臺(tái)變壓器停止運(yùn)行時(shí)，其余變壓器能保證礦井一、二級(jí)負(fù)荷用電。主變壓器的總設(shè)計(jì)負(fù)荷率不宜大于85%（煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計(jì)規(guī)范11.1.5-4條）。根據(jù)煤礦井上、井下供電變壓器中性點(diǎn)接地與否的原則，本設(shè)計(jì)將井上下負(fù)荷分開，分別對(duì)所需變壓器進(jìn)行選型計(jì)算。a) 地面主變壓器選擇i. 選擇原則地面變電所主變壓器必須為兩臺(tái)，

5、當(dāng)一臺(tái)故障時(shí)，另一臺(tái)必須保證安全和原煤生產(chǎn)負(fù)荷，且不小于全部負(fù)荷的75%。ii. 功率因數(shù)補(bǔ)償計(jì)算由于自然功率因數(shù)低于0.9,需要采取人工補(bǔ)償?shù)姆绞?，通過計(jì)算，應(yīng)在10kV進(jìn)線兩段母線上裝設(shè)電容器補(bǔ)償，根據(jù)相關(guān)要求，補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)0.90.95，取。則礦井所需補(bǔ)償容量為 =777×（0.93-0.395） =415.7（kvar）式中：靜電電容器補(bǔ)償容量，kvar；P系統(tǒng)的有功功率計(jì)算負(fù)荷，kw；據(jù) 表5- 1，P=777kw；補(bǔ)償前的功率因數(shù)的正切值；據(jù) 表5- 1，=0.92補(bǔ)償后的功率因數(shù)正切值。 補(bǔ)償后的功率因數(shù)取0.93，其角對(duì)應(yīng)的正切值按計(jì)算，經(jīng)計(jì)算=0.395根據(jù)

6、上述計(jì)算，決定補(bǔ)償450kvar（9×50kvar）分別接在兩段母線段兩端。人工補(bǔ)償后的功率因數(shù)計(jì)算：根據(jù)則補(bǔ)償后的功率因數(shù)角的正切值：=功率因數(shù)符合要求。iii. 地面變壓器選型?？紤]到主平硐工業(yè)廣場(chǎng)與風(fēng)井工業(yè)廣場(chǎng)相距約400m，設(shè)計(jì)在主平硐和風(fēng)井分別設(shè)變壓器，為保證供電的可靠性，各選用2臺(tái)變壓器。1. 主平硐工業(yè)廣場(chǎng)地面變壓器主平硐工業(yè)廣場(chǎng)地面變壓器選型按下式計(jì)算：SNT1 = =160（KVA）式中：Ktp故障保證系數(shù)；P系統(tǒng)的有功功率計(jì)算負(fù)荷，kw。按煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計(jì)規(guī)范要求：主變負(fù)荷率不宜大于85故選S9-250/10/0.4/0.23變壓器2臺(tái)，供主平硐工業(yè)廣場(chǎng)地面設(shè)

7、備用電。2. 風(fēng)井工業(yè)廣場(chǎng)地面變壓器風(fēng)井工業(yè)廣場(chǎng)地面變壓器選型按下式計(jì)算：SNT1 = = 428.2（KVA）式中：Ktp故障保證系數(shù)；P系統(tǒng)的有功功率計(jì)算負(fù)荷，kw。按煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計(jì)規(guī)范要求：主變負(fù)荷率不宜大于85故選KS9-315/10/0.4/0.69變壓器2臺(tái)，供風(fēng)井廣場(chǎng)主通風(fēng)機(jī)和瓦斯抽放設(shè)備用電。iv. 井下變壓器井下設(shè)主變2臺(tái)，分列運(yùn)行SNT1 = = 249.5（KVA）式中：Ktp需用系數(shù)；井下電氣設(shè)備平均功率因數(shù)。按煤炭工業(yè)小礦井設(shè)計(jì)規(guī)范要求：主變負(fù)荷率不宜大于85故選ks9-400/10/0.69變壓器2臺(tái)，供井下除局扇以外的設(shè)備用電。局部通風(fēng)機(jī)專用變壓器，選KBS

8、G-100/10/0.69變壓器2臺(tái)。2. 架空進(jìn)線校驗(yàn)及下井電纜選擇a) 10kV電源線路壓降校核i. 電源線路安全載流量及壓降校核全礦計(jì)算電流：I=777÷（×10×0.946)=47.4（A）LGJ70線路允許載流量：環(huán)境溫度25時(shí)為220A（查表），考慮環(huán)境溫度40時(shí)溫度校正系數(shù)0.88，則IX=220×0.88=194AIX=194A>I=47.4A電源線路安全載流量符合要求。ii. 線路壓降校核LGJ50線路單位負(fù)荷矩時(shí)電壓損失百分?jǐn)?shù)：當(dāng)COS=0.9以上時(shí)為0.765%/Mw.kw(查表)。按最遠(yuǎn)供電線路校核。則電源線路電壓降為：U1

9、%=0.777×3.5×0.765%=2.08%5%由上可知電源線路安全載流量及電壓降均符合要求。b) 下井干線電纜選擇下面分別進(jìn)行選型計(jì)算和壓降校核。i. 下井線路一局部通風(fēng)機(jī)專用線路，供電距離約480m，總負(fù)荷30kw，有功15kw。由于干線電纜線路電壓損失是主要矛盾，所以干線電纜截面按電壓損失計(jì)算。660V系統(tǒng)允許電壓損失為63V。計(jì)算UZ值時(shí)選取線路最長(zhǎng)，容量最大的支線計(jì)算。向局扇供電的變壓器為KS9200/10/0.69型變壓器Ud=4%。向局扇供電的電纜初選為 MY-0.66-3×25+1×10礦用鎧裝電纜該干線計(jì)算電流Ij21/（×

10、;0.66×0.8）22.96A其許用載流量94A>22.96A壓降計(jì)算：660V鎧裝3×25mm2電纜cos=0.8時(shí)單位負(fù)荷矩時(shí)電壓損失為0.202，則壓降損失SU%=21×0.48×0.202%=2.04%5%所選電纜符合要求。ii. 下井線路二井下采掘負(fù)荷，供電距離400m，根據(jù)該配電點(diǎn)總負(fù)荷，設(shè)運(yùn)輸巷配電點(diǎn)由一趟干線組成。絞車房配電點(diǎn)為一趟干線。由于干線電纜線路較長(zhǎng)，負(fù)荷電流大，電壓損失是主要矛盾，所以干線電纜截面按電壓損失計(jì)算。660V系統(tǒng)允許電壓損失為63V。向采面負(fù)荷供電的變壓器選用KS9400/10/0.69型變壓器Ud=4%。向

11、井下負(fù)荷供電的干線電纜選用2趟MY3-0.66-3×95+1×35礦用聚氯乙烯電纜，采用兩回路，一回路供采面負(fù)荷，另一回路供掘進(jìn)負(fù)荷，本干線電纜具體支線應(yīng)在實(shí)際應(yīng)用中合理布置。該干線計(jì)算電流Ij349.3/（×0.66×0.8）382（A）其2趟電纜許用載流量452A>382A壓降計(jì)算：660V聚氯乙烯95mm2電纜cos=0.8時(shí)單位負(fù)荷矩時(shí)電壓損失為0.06，則壓降損失，則單趟電纜（按負(fù)擔(dān)一半負(fù)荷計(jì)算）的壓降：SU%=（349.3×0.40×0.06%）÷2=4.33%5%該干線設(shè)置兩趟線滿足要求。3. 高低壓開關(guān)柜的選擇高壓開關(guān)柜（10kV）16面，其中GG-1A（F）-07 7面，GG2低壓開關(guān)柜（380V） 14面 4.安全供電a) 電器設(shè)備繼電保護(hù)1）井下電動(dòng)機(jī)、控制設(shè)備，具有短路、過負(fù)荷、接地和欠壓釋放保護(hù)。井下配電點(diǎn)引出的饋電線上，裝設(shè)短路、過負(fù)荷和漏電保護(hù)裝置。低壓電動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備，應(yīng)具備短路、過負(fù)荷、單相斷線、漏電閉鎖保護(hù)裝置及遠(yuǎn)程控制裝置。2）井下配電網(wǎng)路均應(yīng)裝設(shè)過流、短路保護(hù)裝置；必須用該配電網(wǎng)路的最大三相短路電流校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的分?jǐn)嗄芰蛣?dòng)、熱穩(wěn)定性以及電纜的熱穩(wěn)定性。必須正確選擇熔斷器的熔體。必須用最小兩相短路電流校驗(yàn)保