柏果原料部金河煤矿供电系统设计及保护整定校验.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除六盘水恒鼎实业柏果原料部金河煤矿供电系统设计及保护整定校验金河煤矿 金河煤矿供电系统设计及保护整定校验一、矿井资料1、金河煤矿位于盘县西北部柏果镇小寨村境内，该地区供电电源主要矿区西北边6km处有盘县矿区35kV变电站，矿区东北边5km处有柏果35kV变电站，矿区北边2km处有清水35kV变电站（自备变电站），容量212500kvA。本区电网系统合理，供电电源可靠，能够为金河矿井提供可靠的供电电源。现矿上配有500KW发电机2台作为自备保安电源。2、 矿井建设规模为45万吨/a，根据矿井附近电网现状及煤矿安全规程第四百四十一条的规定，矿井应有两回电源线路。当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。恒鼎公司为扩建金河煤矿专门构建了清水35kV变电站，从清水35kV变电站不同的母线段设二回路10kV线路引至矿10kV变电站，导线采用LGJ-240，线路长度约为2km，该矿井供电电源安全可靠。电源地理接线见图。 3、 电源线路入井方式：地面变电所主斜井1380水平变电所1240水平变电所用电设备。4、 矿井主要通风机、主排水泵、瓦斯抽放泵、局扇采用双回路电源供电，确保供电的连续性。5、 开采方式：掘进工作面采用打眼放炮，U型支架棚配合锚网支护。6、 主要运输设备：主斜井使用JTP-1.6*1.2型提升绞车和DTL100/40/2*315的大倾角皮带运输物料。 7、1240集中运输巷使用DTL80/20/2*110带式输送机。副斜井使用RTY22-30-1000架空乘人装置，运送工作人员。石门、工作面运输采用刮板输送机、皮带机人力推车配合电瓶车运输。8、 供电原则：两回路高压电源通过隔离开关互为停、送电。9、 负荷分配：（1） 、1 变压器：690V供大瓦斯泵（配2#500KV柴油发电机组作为备用保安电源）、小瓦斯泵1回、主通风1回、空压机设备。配1#500KV柴油发电机组作为备用保安电源。（2） 2# 变压器：690V供小瓦斯泵2回、主通风2回、空压机、同时做为井下局扇双回路供电备用电源。配1#500KV柴油发电机组作为备用保安电源。（3） 3# 变压器：380V供主井绞车、空压机电源。配1#500KV柴油发电机组作为备用保安电源。（4） 4# 变压器：380V供污水处理、地面生活用电、机修厂电源。配1#500KV柴油发电机组作为备用保安电源。（5） 5# 变压器：690V供局扇专用主电源。配1F500KV柴油发电机组作为备用保安电源。（6） 6#变压器：690V供副井架空人车、1380水平主排水泵、1240水平主排水泵、1240皮带机电源。配1F500KV柴油发电机组作为备用保安电源。（7） 7#变压器：690V供1240水来工作面负荷供电。2、 供电负荷统计： 负荷统计表序号名称电压（V）设备数量设备容量需用系数COStan有功总数工作数总容量工件容量台台kWkWkW1主斜井皮带10000116306300.750.80.75472.502空压机660323302200.750.80.751653空压机38021110550.750.80.7541.254污水处理站3801125250.60.71.02155提升绞车380111601600.60.80.75966瓦斯泵660213701850.70.80.75129.57瓦斯泵66021180900.70.80.75638主风机66021180900.90.810.72819主排水泵660432201650.750.80.75123.7510照明380/22055550.60.951.023311机修厂38010100.40.651.174121240集中运输巷皮带机66011110550.60.750.883313刮板运输机6601155550.60.750.883314刮板运输机660441601600.60.750.889615喷浆机6603316.516.50.30.61.334.9516探水钻机6602237370.30.61.3311.117耙矸机6602260600.30.61.331818耙矸机6601117170.30.61.335.119电煤钻127111.21.20.30.61.330.3620局部通风机660422401200.90.820.7010821架空乘人装置6601118.518.50.60.71.0211.1小计38302985.22225.21544.61考虑0.85同时系数1312.92三、供电系统负荷分配、变压器台数、容量确定1、1# 变压器容量、型号选择确定： 1#变压器所供设备、总负荷：大瓦斯泵185KW、小瓦斯泵90KW、主通风机2*45KW、空压机2*110KW;总负荷：580KW。供电电压：690V。 S=PeKx/cos=5800.66/0.83=461kVA Kx=0.5+0.5Pmax/Pn=0.5+0.5185/580=0.66其中：Kx-需用系数 Pmax-视在功率，按最大一台设备的额定功率 Pe-所以设备的额定功率总和确定选用KS11-500/10/0.69KV矿用变压器一台。2、2# 变压器容量、型号选择确定： 2#变压器所供设备、总负荷：小瓦斯泵90KW、主通风2*45KW、空压机110KW;总负荷：290KW。供电电压：690V。 S=PeKx/cos=2900.655/0.83=229kVA Kx=0.5+0.5Pmax/Pn=0.5+0.590/290=0.655其中：Kx-需用系数 Pmax-视在功率，按最大一台设备的额定功率 Pe-所以设备的额定功率总和 确定选用KS11-315/10/0.69KV矿用变压器一台3、3# 变压器容量、型号选择确定： 3#变压器所供设备、总负荷：主井绞车160KW、 空压机2*55KW;总负荷：270KW。供电电压：400V。 S=PeKx/cos=2700.79/0.8=267kVA Kx=0.5+0.5Pmax/Pn=0.5+0.5160/270=0.79其中：Kx-需用系数 Pmax-视在功率，按最大一台设备的额定功率 Pe-所以设备的额定功率总和确定选用KS11-315/10/400KV矿用变压器一台4、4# 变压器容量、型号选择确定： 4#变压器所供设备、总负荷：污水处理25KW、 地面生活用电55KW、机修厂10KW;总负荷：90KW。供电电压：400V。 S=PeKx/cos=900.81/0.7=105kVA Kx=0.5+0.5Pmax/Pn=0.5+0.555/90=0.81其中：Kx-需用系数 Pmax-视在功率，按最大一台设备的额定功率 Pe-所以设备的额定功率总和确定选用S9-200/10/400KV矿用变压器一台5、5# 变压器容量、型号选择确定： 5#变压器井下三专变总负荷120KW。供电电压：690V。 S=PeKx/cos=1200.625/0.81=93kVA Kx=0.5+0.5Pmax/Pn=0.5+0.530/120=0.625其中：Kx-需用系数 Pmax-视在功率，按最大一台设备的额定功率 Pe-所以设备的额定功率总和确定选用KBSG-200/10/0.69kV干式变压器一台6、6# 变压器容量、型号选择确定： 6#变压器所供设备、总负荷：主排水泵3*55KW、副井架空人车18.5KW、1240水平皮带机2*55KW;总负荷：293.5KW。供电电压：690V。 S=PeKx/cos=293.50.6/0.8=221kVA Kx=0.5+0.5Pmax/Pn=0.5+0.555/293.5=0.6其中：Kx-需用系数 Pmax-视在功率，按最大一台设备的额定功率 Pe-所以设备的额定功率总和确定选用KBSGZY-500/10/0.69kV干式变压器一台7、7# 变压器容量、型号选择确定： 7#变压器供1240掘进工作面变压器总负荷：212KW。供电电压：690V。 S=PeKx/cos=2120.63/0.6=223kVA Kx=0.5+0.5Pmax/Pn=0.5+0.555/212=0.63其中：Kx-需用系数 Pmax-视在功率，按最大一台设备的额定功率 Pe-所以设备的额定功率总和确定选用KBSGZY-500/10/0.69kV干式变压器一台4、 开关、电缆选择1、 高压开关选择：KYN28A-12 10KV 300A 3台，机械闭锁分段供电，其余开关KYN28A-12 10KV 150A 2台、KYN28A-12 10KV 200A 2台、KYN28A-12 10KV 100A 4台。2、 低压开关选择：低压馈电开关选择KBZ系列、低压电磁起运器选择QBZ系列、煤电钻综合保护器选用ZBZ-4.0系列。3、 供电电缆选择：1、 地面架空线路选用钢芯铝绞线。2、 入井10KV系统电缆选用MYJV22凯装电缆。3、 入井660V系统电缆选用MY-380/660型橡套电缆，127V系统选用UZ-500型电钻专用橡套电缆。5、 低压电网计算1、 电缆截面计算660V系统干线允许电压损失Ux=Ue5%=6605%=33V电缆截面计算的原则：根据长时允许工作电流初选各段电缆截面，然后按照启动条件、电压损失进行效验。(1) 、1#变压器供电系统、大瓦斯泵装机容量185kw，有功负荷129.5kw，供电距离230m。计算负荷电流： =129.5/（0.660.8）141.7（A)式中：P设备有功负荷，129.5kw；U线路额定电压，0.66kv；cos自然功率因数，0.8；选择电缆及校核载流量：线路选择MY-0.66kv-370+125型电缆允许载流量为Ix=215A(查表)，则Ix=215AIj141.7(A)，符合要求。、1#小瓦斯泵装机容量90kw，有功负荷63kw，供电距离230m。计算负荷电流： =63/（0.660.8）69（A)式中：P设备有功负荷，63kw；U线路额定电压，0.66kv；cos自然功率因数，0.8；选择电缆及校核载流量：线路选择MY-0.66kv-350+116型电缆允许载流量为Ix=173A(查表)，则Ix=173AIj69(A)，符合要求。、1#主通风机装机容量90kw，有功负荷63kw，供电距离200m。计算负荷电流： =63/（0.660.8）69（A)式中：P设备有功负荷，63kw；U线路额定电压，0.66kv；cos自然功率因数，0.8；选择电缆及校核载流量：线路选择MY-0.66kv-350+116型电缆允许载流量为Ix=173A(查表)，则Ix=173AIj69(A)，符合要求。、空压机装机容量220kw，有功负荷165kw，供电距离80m。计算负荷电流： =165/（0.660.8）180.5（A)式中：P设备有功负荷，165kw；U线路额定电压，0.66kv；cos自然功率因数，0.8；选择电缆及校核载流量：线路选择MY-0.66kv-370+125型电缆允许载流量为Ix=215A(查表)，则Ix=215AIj180.5(A)，符合要求。(2) 、2#变压器供电系统、2#主通风机装机容量90kw，有功负荷63kw，供电距离200m。计算负荷电流： =63/（0.660.8）69（A)式中：P设备有功负荷，63kw；U线路额定电压，0.66kv；cos自然功率因数，0.8；选择电缆及校核载流量：线路选择MY-0.66kv-350+116型电缆允许载流量为Ix=173A(查表)，则Ix=173AIj69(A)，符合要求。、2#小瓦斯泵装机容量90kw，有功负荷63kw，供电距离230m。计算负荷电流： =63/（0.660.8）69（A)式中：P设备有功负荷，63kw；U线路额定电压，0.66kv；cos自然功率因数，0.8；选择电缆及校核载流量：线路选择MY-0.66kv-350+116型电缆允许载流量为Ix=173A(查表)，则Ix=173AIj69(A)，符合要求。、空压机装机容量110kw，有功负荷82.5kw，供电距离100m。计算负荷电流： =82.5/（0.660.8）90.3（A)式中：P设备有功负荷，82.5kw；U线路额定电压，0.66kv；cos自然功率因数，0.8；选择电缆及校核载流量：线路选择MY-0.66kv-325+110型电缆允许载流量为Ix=113A(查表)，则Ix=113AIj90.3(A)，符合要求。(3) 、3#变压器供电系统、主井绞车装机容量160kw，有功负荷96kw，供电距离200m。计算负荷电流： =96/（0.40.8）173.2（A)式中：P设备有功负荷，96kw；U线路额定电压，0.4kv；cos自然功率因数，0.8；选择电缆及校核载流量：线路选择MY-0.4kv-370+125型电缆允许载流量为Ix=215A(查表)，则Ix=215AIj173.2(A)，符合要求。、空压机装机容量255kw，有功负荷82.5kw，供电距离190m。计算负荷电流： =82.5/（0.40.8）148.9（A)式中：P设备有功负荷，82.5kw；U线路额定电压，0.4kv；cos自然功率因数，0.8；选择电缆及校核载流量：线路选择MY-0.4kv-350+116型电缆允许载流量为Ix=173A(查表)，则Ix=173AIj148.9(A)，符合要求。(4) 、4#变压器供电系统、污水处理装机容量25kw，有功负荷15kw，供电距离300m。计算负荷电流： =15/（0.40.7）31（A)式中：P设备有功负荷，15kw；U线路额定电压，0.4kv；cos自然功率因数，0.7；选择电缆及校核载流量：线路选择MY-0.4kv-310+110型电缆允许载流量为Ix=64A(查表)，则Ix=64AIj31(A)，符合要求。、机修厂装机容量10kw，有功负荷4kw，供电距离320m。计算负荷电流： =4/（0.40.65）9（A)式中：P设备有功负荷，4kw；U线路额定电压，0.4kv；cos自然功率因数，0.65；选择电缆及校核载流量：线路选择MY-0.4kv-310+110型电缆允许载流量为Ix=64A(查表)，则Ix=64AIj9(A)，符合要求。(5) 、5#变压器供电系统局部通风机装机容量120kw，有功负荷108kw，供电距离360m。计算负荷电流： =108/（0.660.82）115.3（A)式中：P设备有功负荷，108kw；U线路额定电压，0.66kv；cos自然功率因数，0.82；选择电缆及校核载流量：线路选择MY-0.66kv-350+116型电缆允许载流量为Ix=173A(查表)，则Ix=173AIj115.3(A)，符合要求。(6) 、6#变压器供电系统、主排水泵装机容量165kw，有功负荷123.75kw，供电距离30m。计算负荷电流： =123.75/（0.660.8）135.4（A)式中：P设备有功负荷，123.75kw；U线路额定电压，0.66kv；cos自然功率因数，0.8；选择电缆及校核载流量：线路选择MY-0.66kv-350+116型电缆允许载流量为Ix=173A(查表)，则Ix=173AIj135.4(A)，符合要求。、架空人车装机容量18.5kw，有功负荷11.1kw，供电距离100m。计算负荷电流： =11.1/（0.660.7）13.9（A)式中：P设备有功负荷，11.1kw；U线路额定电压，0.66kv；cos自然功率因数，0.7；选择电缆及校核载流量：线路选择MY-0.66kv-310+110型电缆允许载流量为Ix=64A(查表)，则Ix=64AIj13.9(A)，符合要求。、1240集中运输巷皮带机装机容量55kw，有功负荷33kw，供电距离400m。计算负荷电流： =33/（0.660.75）39（A)式中：P设备有功负荷，33kw；U线路额定电压，0.66kv；cos自然功率因数，0.75；选择电缆及校核载流量：线路选择MY-0.66kv-350+116型电缆允许载流量为Ix=173A(查表)，则Ix=173AIj33(A)，符合要求。(7) 、7#变压器供电系统1240掘进工作面装机容量212kw，有功负荷63.6kw，供电距离350m。计算负荷电流： =63.6/（0.660.6）92.8（A)式中：P设备有功负荷，63.6kw；U线路额定电压，0.66kv；cos自然功率因数，0.6；选择电缆及校核载流量：线路选择MY-0.66kv-350+116型电缆允许载流量为Ix=173A(查表)，则Ix=173AIj92.8(A)，符合要求。六、电缆敷设路径及方式1、主斜井敷设的高压、照明、信号、通讯、安全监测监控等电缆采用电缆钩悬挂于巷道的顶帮或两侧，两个电缆钩之间的距离不大于3m。2、平巷等巷道的高压、低压动力、照明、信号、通讯、安全监测监控等电缆采用电缆钩悬挂于巷道的顶帮或两侧，两个电缆钩之间的距离不大于3m。3、其他巷道的敷设：采掘巷道、石门巷道、专用运输巷敷设的低压动力、照明、信号、通讯、安全监测监控等电缆采用电缆钩悬挂于巷道的顶帮或两侧，两个电缆钩之间的距离不大于3m。4、电缆与电缆：井筒和巷道内的通信、信号、安全监测监控电缆应与电力电缆分挂在井巷的两侧，如果受条件所限；在井筒内，应附设在距电力电缆0.3m以外的地方：在巷道内，应敷设在电力电缆的上方0.1m以上的地方。高、低压电力电缆敷设在巷道一侧时，高、低压电缆之间的距离应大于0.1m，高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于50mm。井下巷道内的供电线路，沿线每隔一定距离、拐弯或分支点以及连接不同直径电缆的接线盒两端、穿墙电缆的墙的两边都应设置注有编号、用途、电压等级和截面的标志牌。5、电缆的连接电缆的连接必须遵守下列规定：、电缆与电气设备的连接，用与电气设备性能相符的接线盒；电缆线芯必须使用齿形压线板(卡爪)或线鼻子与电气设备进行连接。、不同型型号规格的电缆之间严禁直接连接，应采用符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接。、相同型号规格电缆之间直接连接时，应采用符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接。、橡套电缆的修补连接（包括绝缘、橡套、电缆）采用阻燃材料进行硫化热补或与热补有同等效能的冷补，并经浸水耐压试验，合格后方可下井使用。七、电气设备的继电保护一、不同回路、设备所具备的各种保护、闭锁、控制功能1、高压供电回路1）各种保护装置井下高压开关选用BGP43-10型矿用隔爆型高压真空配电装置，本开关配备DCZB-X系列微电脑程序控制高压综合保护装置。具备短路、过载、漏电、失压、过压等保护装置。2）闭锁、控制功能（1）闭锁功能隔离插锁在合闸位置时，配电箱箱门不能打开，真空断路器在合闸位置时，隔离插锁不能进行分合闸操作等闭锁控制功能。（2）控制、显示功能本设备具有绝缘监视、事故状态显示、电力计量、手动电动控制等功能。2、低压主供电回路及支路1）各种保护装置井下低压馈电开关选用KBZ系列隔爆真空开关，主回路总开关具备短路、漏电保护功能。所选用的馈电开关自带选择性漏电保护、短路、过载、断相、欠压保护功能。2）闭锁、控制功能本设备具备漏电闭锁、机