第十一章 供配電系統(tǒng)

1、神木縣孫家岔鎮(zhèn)海灣村河畔煤礦機(jī)械化改造設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第十一章 供配電系統(tǒng)第十一章 供配電系統(tǒng)第一節(jié) 供電電源一、電網(wǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃情況該礦為機(jī)械化改造礦井，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.90Mt/a，地處陜西省陜北侏羅紀(jì)煤田神北礦區(qū)張家峁井田的北部，距神木縣城約22km。礦井原生產(chǎn)能力為0.15Mt/a，雙回路10kV電源線路分別引自孫家岔35/10kV變電站10kV專線(T接)和店塔35/10kV變電站至檸條塔10kV線路(T接)，架空線路為L(zhǎng)GJ-50,距礦部10km。礦井地面裝設(shè)S9-M-400/10 10/0.4kV變電器和S11-400/10 10/0.4kV變壓器各1臺(tái)，以380/220V電壓供

2、工業(yè)場(chǎng)地各負(fù)荷用電。礦井其機(jī)械化自動(dòng)化設(shè)備甚少、開采技術(shù)落后，遠(yuǎn)不能滿足技改為0.90Mt/a生產(chǎn)能力的用電需求，按照煤礦安全規(guī)程急需進(jìn)一步技術(shù)改造。二、礦井供電電源為解決改造后的用電問(wèn)題，礦方已重新簽訂的供電協(xié)議一路電源引自擰條塔35/10kV變電站。另一回路引自張家峁110/10kV變電站。第二節(jié) 電力負(fù)荷一、設(shè)備容量：設(shè)備安裝總?cè)萘浚╧W）： 7671.5kW；設(shè)備工作總?cè)萘浚╧W）： 6367.3kW；二、負(fù)荷計(jì)算：1、計(jì)算負(fù)荷有功功率（kW）： 4196.9kW；無(wú)功功率（kVar）： 3796.8kVar；視在功率（kVA）： 5659.5kVA；功率因數(shù)： 0.742；2、計(jì)算負(fù)

3、荷無(wú)功補(bǔ)償容量（kVar）： -2400kvar；有功功率（kW）： 3969.9kW；無(wú)功功率（kVar）： 1066.9kVar；視在功率（kVA）： 4110.8kVA；功率因數(shù)： 0.966；3、全年電耗（kW.h），噸煤電耗（kW.h/t）礦井全年總電耗： 17962292kW·h；礦井噸煤電耗： 19.96kW·h/t。負(fù)荷計(jì)算詳見：用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表11-2-1。第三節(jié) 輸變電一、供電系統(tǒng)根據(jù)礦井用電負(fù)荷及供電電源情況，確定在礦井工業(yè)場(chǎng)地負(fù)荷中心附近建10/0.4kV地面變(配)電所1座。1、供電系統(tǒng)的技術(shù)特征遵照礦井設(shè)計(jì)規(guī)范，技術(shù)改造后的礦井變電所應(yīng)有兩回獨(dú)立的

4、電源線路供電，當(dāng)其中任一回路發(fā)生故障停止供電時(shí)，另一回電源線路應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。2、輸電線路技術(shù)特征 按此要求選擇，架設(shè)雙回LGJ-240架空線路，桿型：選用10kV水泥桿，路徑長(zhǎng)約4km。該線路按經(jīng)濟(jì)電流密度要求選擇并按電壓損失校驗(yàn)，均滿足要求。112神木縣孫家岔鎮(zhèn)海灣村河畔煤礦機(jī)械化改造設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第十一章 供配電系統(tǒng)表11-2-1 電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表序號(hào)負(fù)荷名稱電壓(kV)設(shè)備功率(kW)設(shè)備數(shù)量設(shè)備容量(kW)需要系數(shù)costg計(jì)算負(fù)荷年利用小時(shí)年耗電量(kW.h)備注安裝 工作安裝工作有 功(kW)無(wú) 功(kVar)視 在(kVA)一井下1綜采工作面1.20.6933303182.4

5、2558.40.650.71.0216631696.32375.7325054047502綜掘工作面0.692219375.3345.30.640.71.02221225.4315.728006188003普掘工作面0.692017150.7120.70.640.71.0277.278.7110.338002933604主排水泵0.6931111370.650.71.0224.124.634.42300554305大巷運(yùn)輸0.69662001900.50.71.029596.9135.75280501600井下合計(jì)84734019.43251.40.640.71.022080.32121.92

6、971.86873940二地面通風(fēng)機(jī)房10132215582790.800.850.62223.2138.4262.687001941840地面生產(chǎn)系統(tǒng)107070134013400.700.800.75938703.51172.539003658200主斜井輸送機(jī)10112502500.850.850.62212.5131.825052801122000礦井 10KV 變電所1壓風(fēng)機(jī)房0.38185213701850.750.800.75138.8104.1173.443005968402鍋爐房0.381715110586.50.650.71.0256.257.380.33120175344

7、3生活污水處理站0.3831.516.30.700.750.8811.410.015.22310263344副井井口房及空氣加熱室0.381125250.650.750.8816.314.321.7312050856續(xù)表11-2-1 電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表序號(hào)負(fù)荷名稱電壓(kV)設(shè)備功率(kW)設(shè)備數(shù)量設(shè)備容量(kW)需要系數(shù)costg計(jì)算負(fù)荷年利用小時(shí)年耗電量(kW.h)備注安裝 工作安裝工作有 功(kW)無(wú) 功(kVar)視 在(kVA)安裝 工作安裝工作有 功(kW)無(wú) 功(kVar)視 在(kVA)5給水工程0.3852300.750.800.7522.516.928.12970668256井

8、下水處理站0.384323.512.50.750.800.759.47.011.73000282007機(jī)修車間及綜采設(shè)備庫(kù)0.38349.5349.50.350.651.17122.3143.1188.236004402808器材庫(kù)、坑木加工房0.3849.649.60.350.651.1717.420.326.71650287109主井空氣加熱室0.382225250.650.750.8816.314.321.731205085610煤樣室、化驗(yàn)室0.3820200.650.750.8813.011.417.315001950011聯(lián)合建筑0.3890900.700.750.8863.055

9、.484.0220013860012辦公樓0.3860600.750.750.8845.039.66015006750013職工宿舍（新建）0.381201200.750.750.889079.2120150013500014油脂庫(kù)0.38550.650.750.883.32.94.31200396015所用電0.3812.512.50.800.750.8810.08.813.315001500016地磅房、門衛(wèi)0.3810100.800.750.888.07.010.715001200017室外照明0.3820201.000.51.7320.034.640350070000續(xù)表11-2-1

10、電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表序號(hào)負(fù)荷名稱電壓(kV)設(shè)備功率(kW)設(shè)備數(shù)量設(shè)備容量(kW)需要系數(shù)costg計(jì)算負(fù)荷年利用小時(shí)年耗電量(kW.h)備注安裝 工作安裝工作有 功(kW)無(wú) 功(kVar)視 在(kVA)18職工宿舍、餐廳（已有）0.3890900.650.750.8858.551.57815008775019黃泥灌漿設(shè)備0.381115150.70.750.8810.59.21410001050020汽車庫(kù)0.38550.800.750.884.03.55.31500600021篩分車間檢修0.3820200.350.651.177.010.88.210007000小計(jì)1504.11246.

11、9742.9701.21022.194003000.4KV母線無(wú)功補(bǔ)償-240補(bǔ)償后742.9461.2874.4地面合計(jì)3652.13115.92116.61674.92707.2全礦合計(jì)7671.56367.30.7424196.93796.85659.516274240同時(shí)系數(shù)=0.93777.23417.1高壓補(bǔ)償2400-2400高壓補(bǔ)償后3777.21017.1損耗192.749.887601688052合計(jì)0.9663969.91066.94110.817962292噸煤電（kWh/t）19.96表11-2-2 變壓器選型表序號(hào)負(fù)荷名稱變電所母線最大負(fù)荷重合系數(shù)考慮6項(xiàng)時(shí)母線最大

12、負(fù)荷功率因數(shù)cos變壓器選擇有功(kW)無(wú)功(kVar)視在（kVA）有功(kW)無(wú)功(kVar)視在（kVA）臺(tái)數(shù)×容量（kVA）負(fù)荷率保證系數(shù)10.4kV負(fù)荷742.9701.20.95705.8666.1970.50.732無(wú)功補(bǔ)償-2403補(bǔ)償后705.8426.1824.52×80052%100%4567891011116神木縣孫家岔鎮(zhèn)海灣村河畔煤礦機(jī)械化改造設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第十一章 供配電系統(tǒng)3、地面變電所的技術(shù)特征（1）變電所的設(shè)置在本礦工業(yè)場(chǎng)地負(fù)荷中心附近建地面10/0.4kV變(配)電所1座。采用戶內(nèi)布置形式。設(shè)有10kV高壓配電室、380/220V低壓配電室

13、、變壓器室、高壓電容器室和控制值班室。（2）主接線及主要電氣設(shè)備的選型高壓配電室內(nèi)安裝KYN28-12Z型高壓真空鎧裝移開式金屬封閉開關(guān)柜20臺(tái)，10kV母線采用單母線分段接線方式。除電源進(jìn)線柜、母聯(lián)柜、電壓互感器柜外，還有14臺(tái)饋線柜分別供井下、主通風(fēng)機(jī)、主斜井帶式輸送機(jī)、地面生產(chǎn)系統(tǒng)、所內(nèi)變壓器和高壓電容器用電，且設(shè)有2臺(tái)備用開關(guān)柜和2個(gè)備用間隔。在10/0.4kV變(配)電所內(nèi)設(shè)有S11-MR-800/10 800kVA 10/0.4kV（1#、2#）主變壓器2臺(tái)。GGD2型低壓配電屏11面。380/220V低壓亦采用單母線分段接線方式。供給鍋爐房、壓風(fēng)機(jī)房、主副井空氣加熱室、浴室燈房聯(lián)

14、合建筑、給水工程、井下水處理及污水處理、機(jī)修車間、器材庫(kù)及坑木加工房、地磅門衛(wèi)房、煤樣室化驗(yàn)室、辦公樓、食堂、單身宿舍、及室外照明等動(dòng)力、照明用電均由該低壓配電室供給。（3）無(wú)功補(bǔ)償為了提高礦井的用電質(zhì)量減少線路無(wú)功損耗，在變電所高壓10kV、段母線上分別裝設(shè)1組XWTC型1200kVAR容量的固定式電容器無(wú)功補(bǔ)償裝置。高壓總補(bǔ)償容量為2400kVAR，補(bǔ)償后變電所10kV母線的功率因數(shù)可達(dá)0.966。（4）單相電容電流本所l0kV系統(tǒng)電容電流小于20A，不需加裝消弧裝置；同時(shí)在變電所10KV饋出線上加裝有選擇性的單相接地保護(hù)裝置。（5）所用電及操作電源所用電引自變電所低壓柜，直流操作電源采用

15、柜內(nèi)微型微型直流電源LXUP-N100，直流操作電壓選用220V。（6）過(guò)電壓保護(hù)及接地變(配)電所10kV 、段電源回路架空線進(jìn)線端及戶內(nèi)高壓饋電柜及PT柜內(nèi)分別裝設(shè)一組避雷器，以防止雷電電壓和操作過(guò)電壓。在變電所室外增設(shè)兩只獨(dú)立避雷針，以防直擊雷。在變電所室外設(shè)由鋼管和扁鋼組成的環(huán)形接地網(wǎng)，變電所內(nèi)所有電器設(shè)備的金屬外殼、電纜金屬外皮及基礎(chǔ)槽鋼、角鋼、支架等均應(yīng)與接地網(wǎng)做可靠連接。其變電所總接地電阻不應(yīng)大于1，以確保人身和電器設(shè)備的安全。二、短路電流的計(jì)算本設(shè)計(jì)暫按電源端為無(wú)限大系統(tǒng)進(jìn)行短路計(jì)算，作為設(shè)備選擇校驗(yàn)的依據(jù)。待施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，需嚴(yán)格按上級(jí)變電站提供的最大、最小運(yùn)行方式下10kV母

16、線的實(shí)際短路參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，作為變電所施工設(shè)計(jì)及繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的依據(jù)。短路計(jì)算結(jié)果見表11-3-1。表11-3-1 短路計(jì)算結(jié)果表 短路參數(shù) 短路點(diǎn)短路電流KA短路全電流KA短路沖擊電流 KA短路容量MVAK1（10kV母線短路）1.932.934.9235.08K2（0.4kV母線短路）28.2930.8352.0519.60經(jīng)校驗(yàn)礦井所選用的高、低壓開關(guān)柜及設(shè)備均滿足動(dòng)、熱穩(wěn)定要求。10kV供配電柜中電流互感器變比不得小于40/5A，10kV配電電纜截面不得小于25mm2。 2、地面10/0.4kV變(配)電所繼電保護(hù)裝置10/0.4kV變(配)電所采用PA150系列先進(jìn)的綜合自動(dòng)化微機(jī)保護(hù)裝

17、置1套，實(shí)現(xiàn)對(duì)各高壓饋電回路的保護(hù)、控制、操作、監(jiān)視、測(cè)量、記錄及遠(yuǎn)方遙信功能。10kV下井回路上還裝設(shè)有高壓(漏電保護(hù))絕緣監(jiān)視裝置，其他10kV饋線上裝有自動(dòng)選線的小電流接地保護(hù)。1#、2#主變壓器裝有瓦斯、過(guò)流、過(guò)負(fù)荷保護(hù)。詳見礦井10/0.4kV變(配)電所供電系統(tǒng)圖：變電所與上級(jí)電網(wǎng)的通訊聯(lián)系采用普通電話線由礦井通訊網(wǎng)統(tǒng)一考慮。第四節(jié) 地面供配電一、高壓配電系統(tǒng)根據(jù)本礦工業(yè)場(chǎng)地布置及負(fù)荷分布情況，在工業(yè)場(chǎng)地設(shè)10/0.4kV變(配)電所。以10kV供井下、主通風(fēng)機(jī)、主斜井帶式輸送機(jī)、地面生產(chǎn)系統(tǒng)。二、低壓配電系統(tǒng)電力負(fù)荷：所內(nèi)變壓器以380/220V供鍋爐房、壓風(fēng)機(jī)房、主副井空氣加熱

18、室、浴室燈房聯(lián)合建筑、給水工程、井下水處理及生活污水處理、機(jī)修車間、器材庫(kù)及坑木加工房、地磅門衛(wèi)房、煤樣室化驗(yàn)室、辦公樓、餐廳、單身宿舍、及室外照明等用電（1）主斜井膠帶輸送機(jī)主斜井膠帶輸送機(jī)（電動(dòng)機(jī)功率為250kW，電壓10kV ）共1臺(tái)設(shè)備。以兩回(YJV-8.7/10kV 3×50 mm2 )電纜引至篩分車間配電室。負(fù)責(zé)主斜井膠帶輸送機(jī)及附屬設(shè)備的配電。（2）主通風(fēng)機(jī)房主通風(fēng)機(jī)二臺(tái)，單臺(tái)電動(dòng)機(jī)功率為2×132kW，電壓660V。風(fēng)門絞車四臺(tái)，單臺(tái)電動(dòng)機(jī)功率7.5kW，電壓380V。其10kV電源引自工業(yè)場(chǎng)地10/0.4kV變(配)電所，以兩回(YJV-8.7/10kV

19、 3×50 mm2 )電纜引至通風(fēng)機(jī)房配電室。通風(fēng)機(jī)啟動(dòng)選用變頻驅(qū)動(dòng)方式。（3）地面生產(chǎn)系統(tǒng)地面生產(chǎn)系統(tǒng)，10kV電源引自工業(yè)場(chǎng)地10/0.4kV變(配)電所，以兩回 (YJV-8.7/10kV 3×70 mm2 )電纜引至篩分車間配電室。負(fù)責(zé)地面生產(chǎn)系統(tǒng)及附屬設(shè)備的配電。其380/220V檢修及應(yīng)急照明電源引自工業(yè)場(chǎng)地10kV變電所低壓母線段。（4）空氣壓縮機(jī)房空氣壓縮機(jī)二臺(tái)，電動(dòng)機(jī)功率為185kW,電壓380V，其380/220V電源引自工業(yè)場(chǎng)地10kV變電所。電控起動(dòng)設(shè)備選用廠家配套電控設(shè)備。工業(yè)場(chǎng)地電纜敷設(shè)：電纜均采用直埋方式。在穿越場(chǎng)區(qū)道路處，電纜需穿管保護(hù)。高、

20、低壓電纜按持續(xù)工作電流選用，并以經(jīng)濟(jì)電流密度、電壓損失及短路熱穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)，滿足要求。三、場(chǎng)地照明道路照明選用單臂高壓鈉燈（125W）。照明線路均采用埋地暗敷。在生產(chǎn)系統(tǒng)儲(chǔ)煤裝車場(chǎng)地選用4套1000W投光燈，用于儲(chǔ)煤場(chǎng)地照明需要。四、建筑物雷電防護(hù)凡建筑物或構(gòu)筑物高度超過(guò)15m，均設(shè)置防雷保護(hù)。凡電氣設(shè)備正常不帶電的外殼，均需接地。第五節(jié) 井下供配電一、井下負(fù)荷及井筒電纜選擇全礦井布置了一個(gè)綜采工作面、一個(gè)綜掘和一個(gè)炮掘工作面。井下設(shè)備安裝容量 4019.4kW井下設(shè)備工作容量 3251.4kW有功功率 2080.3kW無(wú)功功率 2121.9kvar視在功率 2971.8kVA 需用系數(shù) 0.

21、64功率因數(shù) 0.7按照井下主要負(fù)荷的分布，在井下井底車場(chǎng)附近設(shè)一座井下中央變電所，并與水平水泵房聯(lián)合布置。在盤區(qū)中部設(shè)一盤區(qū)變電所。中央變電所2回路10kV電源由地面工業(yè)場(chǎng)地10/0.4kV變(配)電所10kV不同母線段饋出，采用MYJV22-10kV 3×150mm2型號(hào)的電纜沿主斜井井筒引至主變電所。盤區(qū)變電所2回路10kV電源由井下中央變電所10kV不同母線段采用MYJV22-10kV 3×120mm2型號(hào)的電纜沿主運(yùn)輸大巷敷設(shè)至盤區(qū)變電所。10kV下井電纜均按持續(xù)工作電流選擇，并以經(jīng)濟(jì)電流密度、電壓損失及短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)均符合要求。二、井下中央變電所井下主變電所高壓

22、、低壓系統(tǒng)均為單母線分段結(jié)線型式。2回路10kV電源引自地面工業(yè)場(chǎng)地10/0.4kV變(配)電所10kV不同母線段上。本變電所內(nèi)裝：KYGC-Z型礦用一般型高壓手車式開關(guān)柜13臺(tái)（其中備用兩臺(tái)），1#、2#主變壓器（KBSG-200/10 10/0.69kV 200kVA礦用隔爆型干式變壓器）各一臺(tái)，礦用隔爆型真空饋電開關(guān)及照明變壓器綜保裝置。詳見井下中央變電所供電系統(tǒng)圖C1080-212-1。三、盤區(qū)變電所盤區(qū)變電所高壓、低壓系統(tǒng)為單母線分段結(jié)線型式。2回路10kV電源引自井下中央變電所10kV不同母線段上。變電所所供設(shè)備安裝容量： 3557.7kW變電所所供設(shè)備工作容量： 2903.7kW

23、有功功率： 1884kW無(wú)功功率： 1921.7kvar視在功率： 2691.4kVA需用系數(shù)： 0.65功率因數(shù)： 0.7本變電所內(nèi)裝：PBG630/10礦用隔爆型高壓真空配電裝置11臺(tái)(其中備用兩臺(tái))、KBSG-200/10 10/0.69kV 200kVA礦用隔爆型干式變壓器2臺(tái)、礦用隔爆型真空饋電開關(guān)及照明變壓器綜保裝置。本變電所提供2回10kV電源向變電所內(nèi)隔爆型干式變壓器供電，2回路10kV電源向綜采工作面移動(dòng)變電站供電，1回路10kV電源向綜掘工作面移動(dòng)變電站供電，1回路10kV電源向4201綜采工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)移動(dòng)變電站供電。同時(shí)為變電所、巷道照明變壓器綜合裝置等提供

24、660V電源。詳見盤區(qū)變電所供電系統(tǒng)圖C1080-212-2。四、采掘設(shè)備配電綜采工作面選用兩臺(tái)移動(dòng)變電站供全部負(fù)荷用電：1臺(tái)KBSGZY-16000/10/1.2kV礦用隔爆型移動(dòng)變電站供采煤機(jī)與刮板輸送機(jī)；另外一臺(tái)KBSGZY-1250/10/0.69kV礦用隔爆型移動(dòng)變電站供綜采工作面其它負(fù)荷。配電點(diǎn)為工作面設(shè)備提供1140V、660V、127V電源。詳見綜采工作面供電系統(tǒng)圖C1080-212-3。綜掘工作面設(shè)1個(gè)配電點(diǎn)：配電點(diǎn)設(shè)KBSGZY-315/10/0.69kV 315kVA礦用隔爆型移動(dòng)變電站1臺(tái)，為設(shè)備提供660V、127V電源；設(shè)KBSGZY-200/10/1.2kV 20

25、0kVA礦用隔爆型移動(dòng)變電站1臺(tái)，為掘進(jìn)機(jī)提供電源；設(shè)KBSGZY-80/10/0.69 kV 80kVA礦用隔爆型移動(dòng)變電站1臺(tái), 為局扇提供電源。在大巷炮掘進(jìn)工作面設(shè)1個(gè)配電點(diǎn)：配電點(diǎn)設(shè)KBSGZY-315/10/0.69kV 315kVA礦用隔爆型移動(dòng)變電站1臺(tái)，為設(shè)備提供660V、127V電源；設(shè)KBSGZY-80/10/0.69kV，80kVA礦用隔爆移動(dòng)變電站1臺(tái), 為局扇提供電源。采掘設(shè)備的用電電壓等級(jí)為1140V、660V、127V，掘進(jìn)工作面局部扇風(fēng)機(jī)采用雙電源、二專配電并實(shí)行風(fēng)電瓦斯閉鎖，同時(shí)要求采掘設(shè)備隨機(jī)配套開關(guān)必須滿足煤礦安全規(guī)程第455條。詳見采掘設(shè)備供電系統(tǒng)圖C1

26、080-212-4。五、井下主運(yùn)輸系統(tǒng)配電控制（一）系統(tǒng)設(shè)備主運(yùn)輸系統(tǒng)由井下大巷帶式輸送機(jī)組成。井下大巷帶式輸送機(jī)配套電機(jī)功率為185kW，電壓660V。（二）配電井下大巷帶式輸送機(jī)1回10kv電源引自井下中央變電所高壓配電柜，井下大巷帶式輸送機(jī)配電點(diǎn)設(shè)KBSGZY315/10 10/0.69kV 315kVA礦用隔爆干式變壓器1臺(tái)，供井下大巷帶式輸送機(jī)185KW，拉緊裝置，照明。（三）控制主運(yùn)輸系統(tǒng)的井下大巷帶式輸送機(jī)控制及保護(hù)裝置均選用KTC101膠帶機(jī)控制保護(hù)裝置，并作為主運(yùn)輸系統(tǒng)控制的分站，通過(guò)控制器上的通訊接口與主斜井驅(qū)動(dòng)機(jī)房控制主站聯(lián)網(wǎng)，并以主驅(qū)動(dòng)機(jī)房控制站作為井下運(yùn)輸系統(tǒng)的主站。各控制站由可編程序控制器、電源、顯示控制臺(tái)、各種傳感器和集控軟件等組成