煤礦供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)2生產(chǎn)有限公司設(shè)計(jì)3第一節(jié)、井田自然概況-----------------------------------------------------------------4第二節(jié)、供電電源----------------------------------------------------------------------6第三節(jié)電力負(fù)荷-----------------------------------------------------------------------------7第四節(jié)送變電系統(tǒng)------------------------------------------------------------------------104第五節(jié)供配電系統(tǒng)-----------------------------------------------------------------------13第六節(jié)電氣主接線及主要電氣設(shè)---------------------------------------------23----------------------25第八節(jié)接地方式和接地網(wǎng)設(shè)置------------------------------------------------29第九節(jié)防止礦井突然停電的措施--------------------------------------------------30第十節(jié)地面主變電所事故及防治措施------------------------------------------315----------------------------------------------------------------------------35應(yīng)急照明設(shè)施的設(shè)置--------------------------------------------------------37下電氣設(shè)備及變電所-----------------------------------------------------38第十四節(jié)井下電氣設(shè)備保護(hù)接地------------------------------------------------------42第十五節(jié)井下照明、信號(hào)--------------------------------------------------------------------456況珙縣洛亥鎮(zhèn)上榜村所轄。主井口坐標(biāo)：X=3101226、Y=35490249、H=+516.16m；風(fēng)井口坐標(biāo)：X=3101455,Y=35490074，H=+561.16m。礦區(qū)礦山到洛亥鎮(zhèn)約2km，有簡(jiǎn)易公路與省道宜(賓)威(信)公路珙縣60km，交通較為方便，煤炭資源的開(kāi)發(fā)具有較好的運(yùn)輸條件7礦區(qū)位于四川盆地南部邊緣，地貌類型屬低山。區(qū)內(nèi)地貌總體北高m有季節(jié)性溪溝和沖溝構(gòu)成樹(shù)枝狀水系網(wǎng)，大氣降雨多沿斜坡、沖溝向南(1)氣象礦區(qū)屬亞熱帶溫暖季風(fēng)氣候，氣候潮濕，夏季多暴雨。冬秋兩季多8低為-2.5℃，無(wú)其他重要的災(zāi)害性天氣，有利于礦山常年長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)。(2)地震龍洞煤礦設(shè)計(jì)采用雙回路供電，一趟回路來(lái)自洛亥鎮(zhèn)變電站，電壓施工期電源、過(guò)渡期電源、生產(chǎn)期、均利用來(lái)自洛亥鎮(zhèn)變電站和觀300kVA。礦井的兩回電源完全能夠滿足礦井施工期、過(guò)渡期、生產(chǎn)期、9礦井兩回電源采用分列運(yùn)行方式，一回路運(yùn)行時(shí)，另一回路帶電備用，以保證供電的連續(xù)性。當(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時(shí)，另一回路指標(biāo)統(tǒng)計(jì)設(shè)備總?cè)萘?kw)設(shè)備工作容量(kw)補(bǔ)償用電容器容量(kVar)功負(fù)荷(kVar)統(tǒng)計(jì)表電壓(kw)設(shè)備總?cè)萘縲))功率因數(shù)φφx變壓器容量一荷 151155522165311854電2155858521065565537215288荷0527372)1機(jī)2115252荷525210369二 1車115282316233282664225255車51155836車214687555185841144229310758211553PB11652241395665 1421581421581.28送變電系統(tǒng)礦井供電系統(tǒng)的技術(shù)特征形成單母線分段運(yùn)行方式。技術(shù)特征根據(jù)礦井所在地區(qū)氣象資料，以及“典型氣象條件”和《66kV35℃；℃；均氣溫：+15℃；30m/s；mm。查表得10kV50mm2鋼芯鋁絞線每兆瓦公里負(fù)荷矩?fù)p失百分?jǐn)?shù)為路的電壓損失為：UKPL86%Ue＜5%Ue按發(fā)熱條件(允許載流量)校驗(yàn)線路截面：In.55(A)＜270(A)按經(jīng)濟(jì)電流密度校驗(yàn)線路截面：A1===21.34(mm2)50(mm2)主變電所壓器能擔(dān)負(fù)主井工業(yè)場(chǎng)地負(fù)荷用電。回S電所臺(tái)供配電系統(tǒng)系統(tǒng)V用電負(fù)荷采用雙回路電源供電。礦井主平硐工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)設(shè)一座地面主變電所(建筑面積120m2，一臺(tái)變壓器能擔(dān)負(fù)主井工業(yè)場(chǎng)地負(fù)荷用電。風(fēng)機(jī)房配電回S二、工業(yè)及民用建筑物防雷、照明(1)防雷等級(jí)居住區(qū)的建筑物、構(gòu)筑物按第三類考慮防雷設(shè)施。(2)照明(3)各級(jí)建(構(gòu))筑物的主要防雷措施1、地面建(構(gòu))筑物均按《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求裝設(shè)防雷設(shè)施；即一級(jí)防雷建筑物有地面主要通風(fēng)機(jī)房、炸藥庫(kù)、10kVm而確定,從而確定避雷針的高度,即建筑物必須在避雷針的保護(hù)范圍電所供配電系統(tǒng)母線分段接線方式，正常情況下分列運(yùn)行。變電所內(nèi)設(shè)6臺(tái)In===9.47(A)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面：A1===5.47(mm2)按電纜短路時(shí)的熱穩(wěn)定選擇電纜截面：A==17.95(mm2)絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜(每根電纜長(zhǎng)期連續(xù)允許負(fù)荷電流聚氯乙烯護(hù)套電力電纜。則一回電纜承擔(dān)全部井下負(fù)荷時(shí)線路電壓降為U5%P—井下總的有功負(fù)荷，0.16403MW；(3)下井高壓電纜末端(中央變電所)短路電流計(jì)算及熱穩(wěn)定高壓電纜相對(duì)基準(zhǔn)電抗Xl*：Xl*=x.L.=0.810.6=0.44電纜單位長(zhǎng)度電抗相對(duì)值：x=0.81S=100S=100MVA對(duì)基準(zhǔn)電抗：X*=X+X+Xb+Xl=0.345+0.68+0.44=1.465I2===0.683下井電纜末端(即井下變壓器一次側(cè))短路電流:I3)2=I2.=0.683=3.75KA數(shù)校核：dC93.4Amin>I3)=3750=17.95mmdC93.4I3)——三相最大穩(wěn)態(tài)短路電流，A；tf——短路電流作用的假想時(shí)間，0.2s；C.4(查表)；m路時(shí)熱穩(wěn)定要求的最小截面17.95mm2,故所選電纜截面合格。變壓器(KBSG-250/10/0.69)相對(duì)基準(zhǔn)電抗X(以最大容量變壓器計(jì)算為準(zhǔn)，其它小容量不予計(jì)算)：b100S100250103X*=uk%.Sb=4100b100S100250103Nuk%——變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)，4%；Sb——基準(zhǔn)容量：Sb=100MVA；SN——變壓器額定容量，250KVA；變壓器負(fù)方總基準(zhǔn)電抗Xl*：X1*=X+Xi*=1.392+16=17.392I*=1=1=0.0572X*17.392i器負(fù)方短路電流：I3)2=I2.=0.057=4.8KA(1)選擇的井下電纜必須取得煤安標(biāo)志的阻燃電纜；(2)在總回風(fēng)巷和專用回風(fēng)巷不應(yīng)敷設(shè)電纜，溜放煤、矸、材料的溜道中嚴(yán)禁敷設(shè)電纜；(3)電纜敷設(shè)地點(diǎn)的水平差應(yīng)與規(guī)定的電纜允許敷設(shè)水平差相(4)電纜應(yīng)帶有供保護(hù)接地用的足夠截面的導(dǎo)體；(5)嚴(yán)禁采用鋁包電纜；(6)電纜主芯線的截面應(yīng)滿足供電線路負(fù)荷的要求；(7)對(duì)固定敷設(shè)的高壓電纜，在水平巷道或傾角在45°以下的氯乙烯護(hù)套電力電纜、交聯(lián)聚乙烯鋼帶或細(xì)鋼絲鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜；(8)低壓電纜不應(yīng)采用鋁芯，采區(qū)低壓電纜嚴(yán)禁采用鋁芯。(1)下井主電纜經(jīng)主平硐入井，鋪設(shè)到中央變電所。(3)在傾角在30°以上的井巷中，電纜用卡箍固定；(4)懸掛的電纜有適當(dāng)?shù)某诙龋瑧覓旄叨雀哂诘V車；的連接(1)電纜與電纜連接，必須用與電氣設(shè)備性能相符的接線盒；(2)電纜線芯使用齒形壓線板(卡爪)或線鼻子與電氣設(shè)備進(jìn)(3)不同型電纜之間嚴(yán)禁直接連接，采用符合要求的接線盒、接器或母線盒進(jìn)行連接；(4)同型電纜之間直接連接時(shí)，橡套電纜的修補(bǔ)連接(包括絕格后方可下井使用。、電氣設(shè)備保護(hù)、接地及照明煤電鉆選用具有檢漏、圍內(nèi)電網(wǎng)在最大運(yùn)行方式下的三相金屬性短路容量。電壓在36V以上和由于絕緣損壞可能帶有危險(xiǎn)電壓的電氣設(shè)備局部接地極設(shè)置在巷道水溝內(nèi)或其它就近潮濕處。積的鋼管制成；其它配電點(diǎn)的局部接地極為直徑不小于35mm，長(zhǎng)度直全部進(jìn)入底板。所有電氣設(shè)備的保護(hù)接地裝置(包括電纜的鎧裝、鉛皮、接地芯設(shè)備至局部接地極之間的保護(hù)接地用的電纜芯線和接地連接導(dǎo)線的截面不小于100mm2的鍍鋅鐵線，或厚度不小于4mm、截面不小于第六節(jié)電氣主接線及主要電氣設(shè)備可擔(dān)負(fù)全部負(fù)荷容量。地面工業(yè)廣場(chǎng)用電。10kV架空進(jìn)線端裝設(shè)戶外式真空斷路器和氧化各兩組。6、所選高壓防誤型真空開(kāi)關(guān)GN-1A(FⅡ)型，操作電源為交流送電時(shí)，先合閘隔離開(kāi)關(guān)，后合閘斷路器。8、地面除主要通風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、監(jiān)控、通訊、礦燈充電設(shè)備采路供電線路。(1)在10kV架空進(jìn)線端裝設(shè)戶外式真空斷路器和氧化鋅避雷器(2)高壓變電所內(nèi)各分支負(fù)荷開(kāi)關(guān)加裝有選擇性漏電保護(hù)裝置，(3)在高壓開(kāi)關(guān)內(nèi)裝設(shè)有電流互感器、GL型反時(shí)限繼電器實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)(主保護(hù))，裝設(shè)無(wú)時(shí)限電流速斷裝置作為后備保護(hù)；裝設(shè)有電流閉鎖電壓速斷裝置保護(hù)；(4)10kV母線分段：電流速斷保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)；(5)10kV電容補(bǔ)償裝置：限時(shí)電流速斷保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、過(guò)(6)10kV線路：電流速斷保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、單相接地保護(hù)。壓損失的校驗(yàn)：(1)安全載流量校核：I===22.48AP—礦井有功總負(fù)荷，350.38kW；IX×0.81=222.75A說(shuō)明架空線路安全載流量符合要求。(2)線路壓降校核：JKUKPL35%Ue＜5%UeP—礦井運(yùn)行有功總負(fù)荷，MW；L—供電線路長(zhǎng)，km。經(jīng)以上校驗(yàn)可知，電源線路安全載流量及電壓降均符合要求。(3)10kV架空線路末端短路電流計(jì)算上一級(jí)變電站相對(duì)基準(zhǔn)電抗X*1：上一級(jí)變電站短路電流：I)=I=16KAAIIbX*=1=1=0.345架空鋼芯鋁絞線相對(duì)基準(zhǔn)電抗X：Xl*=x.L.=0.3762=0.68架空線路單位長(zhǎng)度電抗標(biāo)么值：x=0.376基準(zhǔn)容量：Sb=100MVA基準(zhǔn)電壓：Ub=10.5KV上一級(jí)變電站到架空線路末端總電抗標(biāo)么值：X1*=X+Xl*=0.345+0.68=1.027I1===0.97架空線路末端(即地面變壓器一次側(cè))短路電流:I)=I.=0.97=5.33KA架空線路末端(即地面變壓器一次側(cè))短路沖擊電流:=2.55×5.33=13.59S″=100×0.97=97MVAIiwiI=2.93KAI″-穩(wěn)態(tài)短路電流(取1.35KA)；t2-允許溫升時(shí)間(取4S,秒)；t1-分閘時(shí)間和熄孤時(shí)間(1.2s)。斷流容量：S)=250MVA；熱穩(wěn)定電流：Iiwi=10KA。IFkdFbdSS)<S)高壓開(kāi)關(guān)分?jǐn)嚯娏骱蛿嗔魅萘烤笥诩芸针娫淳€路的短路電流和短路容量，證明所選設(shè)備合格。高壓開(kāi)關(guān)分?jǐn)嚯娏骱蛿嗔魅萘啃∮谏弦患?jí)變電站的分?jǐn)嚯娏骱退x設(shè)備符合要求。(4)地面變壓器短路電流計(jì)算 斷能力。一次側(cè)額定電壓：U1e=10KV；二次側(cè)額定電壓：U1e=0.4KV；短路電壓百分?jǐn)?shù)：ud%=4%；地面變壓器電抗標(biāo)么值：Xb=.==12.6變壓器總電抗標(biāo)么值：X4*=X+X+Xb=0.345+0.68+12.7=13.625變壓器短路電流標(biāo)么值I===0.073線路熱穩(wěn)定電流：IwdI=10.530.55=5.79KA；斷流容量：S)=300MVA；熱穩(wěn)定電流：Iiwi=30KA。變壓器二次側(cè)最大短路電流和短路容量小于所選低壓開(kāi)關(guān)分?jǐn)?5)10kV架空線路單相接地電容電流計(jì)算(架空線路LGJ-3×礦井架線高壓?jiǎn)蜗嘟拥仉娙蓦娏饔?jì)算：0.0225A/km。單相接地電容電流：0.0225×5=0.1125A井下電纜接地電容電流：0.796×0.7=0.5572A礦井總的接地電容電流：0.1125+0.5572=0.6697A第八節(jié)接地方式和接地網(wǎng)設(shè)置1、利用供電的高、低壓鎧裝電纜的金屬外皮(鉛皮和金屬鎧裝層)、橡套、塑料電纜的接地芯線或屏蔽外套，把分布在各處的電氣成地面保護(hù)接地系統(tǒng)。2、敷設(shè)接地裝置時(shí)，首先利用埋設(shè)在地下的金屬管道、電纜鎧3、地面變電所內(nèi)供地面設(shè)備用電的變壓器中性點(diǎn)直接接地，地第九節(jié)防止礦井突然停電的措施井供電的可靠性與連續(xù)性。接線簡(jiǎn)單清晰，供電安全可靠性高。變電所10kV配電裝置采用GN-1A(FⅡ)型防誤型固定高壓真空開(kāi)關(guān)柜(五防"閉鎖功能:防止帶負(fù)帶接地線送電；防止帶電掛接地線)。為礦井的安全可靠供電提供了證。3、礦井一、二級(jí)負(fù)荷采用雙電源線路供電，一旦主電源突然停的可靠連續(xù)性。5、設(shè)計(jì)使用雙電源，一路斷電即合上另一路開(kāi)關(guān)，以保證井下供電的連續(xù)性；不能及時(shí)恢復(fù)供電時(shí)，必須撤出井下人員。(1)因檢修、停電時(shí)，必須制定停電及恢復(fù)供電的措施。變電所或電廠在停電以前，必須將預(yù)計(jì)停電時(shí)間通知礦調(diào)度室。(2)使用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)的掘進(jìn)工作面，不得停風(fēng)；因檢修、(3)當(dāng)電網(wǎng)停電后，礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)有備用電源供電，并第十節(jié)地面主變電所事故及防治措施生的事故分析地面變電所事故防治措施地面變電所位置選擇在工業(yè)場(chǎng)地附近，并符合下列要求：(1)設(shè)置在無(wú)塌陷區(qū)、穩(wěn)定的場(chǎng)地；(2)變電所單獨(dú)設(shè)置，周圍環(huán)境無(wú)煤煙、無(wú)氨氣等有毒有害氣體保持房間、設(shè)備整潔，同時(shí)防止了靜電產(chǎn)生的危害。(3)設(shè)在爆炸材料庫(kù)爆炸危險(xiǎn)區(qū)500m以外；(4)與高噪聲源的距離，應(yīng)滿足主控制室背景噪聲不大于dbA的要求。(5)變電所周圍必須設(shè)有圍墻，其高度不低于1.8m，并在周圍(6)變電所防雷、過(guò)電壓保護(hù)及各種避雷設(shè)施齊備。(7)變電所用不燃性材料建筑，應(yīng)有專門的防滅火裝置。(8)開(kāi)關(guān)、繼電保護(hù)裝置整定合理及電容器等必須制定防火措(9)變電所內(nèi)懸掛一次、二次架空線和電纜的配電系統(tǒng)圖以及有關(guān)操作、維護(hù)等規(guī)程、規(guī)則。(10)變電所內(nèi)變電裝置與墻、頂必須按有關(guān)規(guī)定留足距離。(11)礦井地面供電線路每季必須蹬桿進(jìn)行巡查。10kV及其以電時(shí)，影響同時(shí)發(fā)生故障的概率。在變電所的進(jìn)線處,如因地理環(huán)境等條件的控制使線路之間距離不易使兩回線路同時(shí)出現(xiàn)事故。(13)地面10kV的變電所應(yīng)安裝備用高壓開(kāi)關(guān)柜，并安設(shè)高壓擇性漏電保護(hù)裝置。三、防止過(guò)電壓保護(hù)措施(1)直擊雷過(guò)電壓保護(hù)措施保護(hù)裝置，可有效防止電容器著火燃燒、爆炸事故。抗值為容抗的3%~5%時(shí)，加裝壓敏電阻(金屬氧化物避雷器)及RC許范圍內(nèi),也兼作大氣過(guò)電壓保護(hù)。(5)雷電侵入波過(guò)電壓保護(hù)措施為了防止雷電侵入波對(duì)電氣設(shè)備造成的危害，在礦井變電所的每段高壓母線上及進(jìn)線側(cè)，均裝設(shè)氧化鋅避雷器。(6)內(nèi)部過(guò)電壓保護(hù)措施經(jīng)計(jì)算，礦井變電所單相接地電容電流小于5A，可不采用補(bǔ)容電流的措施。(7)地面變電所的高壓饋電線路上裝設(shè)了有選擇性的單相接地保護(hù)裝置。1、變電所為兩回進(jìn)線的終端式變電所，變電所采用室內(nèi)布置，置，電力電纜選用一般型電力電纜。2、變電所內(nèi)各建筑物耐火等級(jí)按規(guī)范設(shè)計(jì)，電容器室按一級(jí)，3、變電所內(nèi)設(shè)下列防火措施：(1)在變電所場(chǎng)地內(nèi)貯備2m3滅火用砂子；(2)變電所配備干粉滅火器10個(gè)。4、電纜進(jìn)出變電所的進(jìn)出口、控制室與電纜溝之間，均采取了物進(jìn)入措施能開(kāi)啟的窗。電纜溝、管道溝在進(jìn)入變電所室內(nèi)處均進(jìn)行封堵。事故擴(kuò)大措施防雷建(構(gòu))筑物的防雷分級(jí)第一類：地面爆炸材料庫(kù)；第二類：變電所、主要通風(fēng)機(jī)房、空氣壓縮機(jī)站；二、各級(jí)建(構(gòu))筑物的主要防雷措施接地裝置，接地電阻不大于10Ω；空氣壓縮機(jī)站采用架空避雷線，為防地面雷電波侵入井下，必須采取以下措施：(1)經(jīng)由地面架空線路引入井下的供電線路，必須在入井處裝(2)由地面直接入井的軌道及露天架設(shè)的金屬管路、架空電纜施(壓風(fēng)機(jī)房、變電所、炸藥庫(kù))應(yīng)增設(shè)防雷裝置，提高防雷等級(jí)，防止雷電損壞地面設(shè)施。(4)信號(hào)線、通信線路必須在入井處裝設(shè)熔斷器和避雷器，接(5)嚴(yán)禁使用導(dǎo)電材料直接入井。若使用導(dǎo)電材料吊鉤時(shí)，在(6)嚴(yán)格執(zhí)行防雷設(shè)施檢查制度。企業(yè)對(duì)礦井防雷接地設(shè)施應(yīng)損壞的設(shè)施必須立即進(jìn)行更換處理。第十二節(jié)應(yīng)急照明設(shè)施的設(shè)置急時(shí)間≥90min。平時(shí)應(yīng)急照明為蓄電池充電，應(yīng)急燈不亮，一旦電網(wǎng)停電，應(yīng)第十三節(jié)井下電氣設(shè)備及變電所防爆等級(jí)礦井按低瓦斯礦井設(shè)計(jì)，井下選用的電氣設(shè)備及器材均取得了“煤礦礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志”(“MA”標(biāo)志)。井下電氣設(shè)備(比如電動(dòng)機(jī)、變配電設(shè)備、照明燈具等)全部選用礦用防爆型(隔爆型、本質(zhì)礦安全規(guī)程》關(guān)于井下電氣設(shè)備選用規(guī)定要求。變壓器均采用干式變壓器，其它電氣設(shè)備均為無(wú)油化設(shè)備。井下設(shè)計(jì)中央變電所、二采區(qū)變電所。三、電氣設(shè)備的繼電保護(hù)動(dòng)和停止煤電鉆的綜合保護(hù)裝置。井下電氣保護(hù)較為齊全、完善。具有失壓、過(guò)載、短路、斷相、漏電閉鎖保護(hù)及遠(yuǎn)距離控制功能。保護(hù)裝置具有短路、過(guò)載、漏電、絕緣指示等保護(hù)功能。5、井下不得帶電檢修、搬遷電氣設(shè)備、電纜和電線。所有的開(kāi)6、操作高壓電氣設(shè)備主回路時(shí)，操作人員必須帶絕緣手套，并接觸的部分有良好的絕緣。、遮欄等防護(hù)措施?？?jí)浩?負(fù)荷率為73.4%，保證系數(shù)為1.42)，供井下采掘設(shè)備、絞車型礦用隔爆干式變壓器(負(fù)荷率為43%，保證系數(shù)為2.31)，為局部用變壓器。(3)中央變電所低壓饋出線均裝設(shè)帶選擇性漏電保護(hù)的KB