煤矿供电设计参考

.某煤矿(综合0.15Mt/a )供电设计(仅供参考)第一节电源一、供电电源某煤矿矿山双回路电源现已形成，其中一次回路电源直接从1#变电站10kV引入，LGJ-70型引线距矿区7公里的另一回路电源直接从2#变电站10kV引入，LGJ-120型引线距矿区20公里。第二节电力负荷计算全部矿山设备总台数为84台，设备总容量为1079.64kW，设备运行容量为696.34kW，计算负荷如下有效功率： 513.24 kW无功功率： 425.94 kVar自然力率COS=0.77视在功率： 666.96 kVA有效功率和无效功率乘以0.9的同时系数整个矿山的电负荷有效功率： 461.92 kW无功功率： 383.35 kVar功率因数COS=0.77视在功率： 600.27 kVA矿山年耗电约为243.89万kWh，吨煤耗电约为16.26kWh/t。负荷统计如表1所示。第三节输电一、矿山供电方案根据煤矿安全规程的要求，矿山需要两次供电，如果其中一个电路故障导致供电中断，另一个电路可能承担矿山的总负载。 根据本矿井现有电源条件，设计了在本矿井工业用地内建设10kV变电站。 两次10kV电源分别由10kV 1#变电站和2#变电站引起。二、10kV供电线路设计线路的导线截面，通过温度上升、经济电流密度、线路电压下降等检测计算如下1 .根据经济电流密度计算截面积导线通过的最大电流： (2次10kV线路、1次故障检查时，另1次10kV线路向本矿供电时，导线通过的电流最大)。ij=p/(ucos)=513.24/(1. 732100.77 )=38.5 a导线经济断面：S=Ij/J=38.5/0.9=42.8mm2(J为经济电流密度)通过计算，实际选择的钢芯铝绞线截面满足要求。2 .通过电压下降进行检查从10kV1#变电站和2#变电站向本矿工业场的10kV变电站供电的2次10kV线路的供电距离分别为7km和20km，正常情况下2次10kV线路中的1次线路的事故检查时，从另1次10kV线路向本矿供电。 根据正常状况和事故状况，分别检查2次电源线的电压下降情况如下1 )正常情况2次10kV线路同时运行，线路电压损失：1#变电站10kV供电线路电压损失：U%=u%PL/2=0.7450.513247/2=1.34%。铁路可以满足矿山的电力供应。2#变电站10kV供电线路电压损失：U%=u%PL/2=0.5550.5132420/2=2.85%。铁路可以满足矿山的电力供应。2 )发生事故时单次10kV供电线路的电压损失：1#变电站10kV供电线路电压损失：U%=u%PL=0.7450.513247=2.68%。铁路可以满足矿山的电力供应。2#变电站10kV供电线路电压损失：U%=u%PL=0.5550.5640820=5.7%。铁路可以满足矿山的电力供应。3、长期容许容量检查LGJ-70和LGJ-120的导线长期运转时的容许通电量分别为275A、380A，大于通过的最大电流38.5A，满足要求。四、结论：从1#变电站和2#变电站到本矿工业场的10kV变电站的10kV导线，可以满足矿山用电需求。三、矿山变电站1、变电站位置选择根据矿山开采方案设计，矿山工业场10kV变电站的位置距主斜井口约150m，距副斜井口约110m。2 .主要设备选型10kV高压开关选择了11台GG1A(F )型固定式高压开关，0.4kV低压开关选择了5台GCS低压抽屉式开关。第四节地面配电一、地面高压配电矿井工业厂房10kV变电站共引出5次10kV馈线，其中井下动力变压器2次，井下局部风机专用变压器1次，地面动力变压器2次。二、地面低压配电变电站设置的两台动力变压器为工业现场主要通风机、压缩风机、气体提取站、地面生产系统、机械维修等低压负载供电，经统计，该区域的低压计算负载如下(有效、无效、0.9同时系数)。有效功率： 185.38 kW无功功率： 137.03 kVar功率因数COS=0.8视在功率： 230.5 kVA选择S11-315/10(10/0.4台变压器，变压器同时运行。 一台检修时，另一台可承担全负荷的电力。 变压器负载率0.73、保证系数1.37、变电站380V母线采用单母线段，低压配电盘采用GCS低压配电盘。第五节井下配电一、井下低压配电1、井下动力：变电站设置的两台动力变压器为主斜井皮带机、副斜井绞车、井下中央泵房、采煤工作面、掘进工作面(局部风扇除外)等低压负载供电，统计负载如下(有效、无效、0.9同时系数)。有效功率： 276.53 kW无功功率： 246.31 kVar功率因数COS=0.75视在功率： 370.32 kVA选择KBSG-315/10(10/1.2/0.69台变压器、变压器负载率0.6、保证系数1.6。2、井下局部通风机：变电站一台变压器为井下局部风扇供电，经统计，负载如下有效功率： 20.9 kW无功功率： 18.6 kVar功率因数COS=0.75视在功率： 27.98 kVA选择了1台KBSG-50/10(10/0.69 )变压器、变压器负载率0.6、保证系数1.8。电源系统如图1所示。一、井下低压电缆选择管理1、主排水泵管线供电距离750m、总负载110kW、单体有效55kW。 的双曲馀弦值。由于干线电缆线路长、电流大、电压损耗主要矛盾，干线电缆的截面按电压损耗计算。 下井电缆正常工作时的容许电压损失百分比为1%，如下所示该供电系统的容许电压损失为63V。 向主排水泵供电的变压器选择了KBSG-500/10型变压器Ud=4%。 向泵供电的支线电缆为mvv335 116、100m，支线电缆的电压损失为UZ=KfPeLx103/(UeAze )=155100103/(66045350.9 )=6(V )式中： Pe-单体泵功率、kw；Lx-线路距离，m；-电缆芯线的电导率，m/(mm2)Az-电缆截面，mm2；e-功率因数，设定为0.9KF-该段的线路具有的负荷的必要系数取单电动机、最大值1。变压器电压损失按下式计算UT=UT%Ue/100UT%=(URcos Uxsin)=0.81 ()=2.21%UT=2.21660/100=14.6V式中-变压器负荷系数UR、ux-变压器额定负载时变压器中的电阻、压降率cos、sin与变压器负载中功率因数对应的正弦值为cos=0.84ue-电网额定电压。干线电缆的容许电压损失ugy=63 -ut -uz=63-14.6-6=42.4 (v )干线电缆截面为Agy=KfPeLgx103/(UeUgypj )=0.6110750103/(6604542.40.9 )=43.7mm2式中：加权平均效率为0.9。为了保证供电的安全，考虑到线路的机械强度，干线电缆选用了MVV-350 116型煤矿用聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆。该干线计算电流Ij=111/(0.660.80)=121.37A容许流量144A121.37A . 为满足短路负载要求，干线电缆选用MVV-370 125型煤矿用聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆。2 )副斜井及掘进设备的线路干线供电距离600m、总负载88kW、最大1台负载单体有效22kW。由于干线电缆线路长、电流大、电压损耗主要矛盾，干线电缆的截面按电压损耗计算。 下井电缆正常工作时的容许电压损失百分比为1%，如下所示该供电系统的容许电压损失为63V。 为副斜井和掘进设备供电的变压器选择了KBSG-50/10/0.69型变压器Ud=4%。 向局部风扇供电的支线电缆为MV-325 116-600m，支线电缆的电压损失为UZ=21.2(V )式中： Pe-单体功率、22kW；Lx-线路距离，600m；-电缆芯线的电导率，m/(mm2)Az-电缆截面，mm2；e-电动机效率为0.9KF-该段的线路具有的负荷的必要系数取单电动机、最大值1。变压器电压损失按下式计算UT=UT%Ue/100UT%=(URcos Uxsin)=0.56 ()=1.6%UT=1.6660/100=10.6V式中-变压器负荷系数UR、ux-变压器额定负载时变压器中的电阻、压降率cos、sin与变压器负载中的功率因数对应的正弦值为cos=0.9ue-电网额定电压。干线电缆的容许电压损失ugy=63 -ub -uz=63-10.6-21.2=31.2 (v )干线电缆截面为Agy=10.2mm2式中：加权平均效率为0.9干线电缆选用MV-325 116-600m。该干线计算电流Ij=88/(0.660.8)=96.22A选用mvv350矿用铜芯电缆。其容许流量144A96.22A .3)1301采面线路干线供电距离850m，设置到采面运输通道，总负荷114.6kW，最多1台负荷有效40kW。由于干线电缆线路长、电流大、电压损耗主要矛盾，干线电缆的截面按电压损耗计算。 下井电缆正常工作时的容许电压损失百分比为1%，如下所示该供电系统的容许电压损失为63V。 为采矿设备供电的变压器选择了KBSG-315/10/0.69型变压器Ud=4%。 向刮板供电的支线电缆为MV-350 116-250m，支线电缆的电压损失为UZ=7.9(V )式中： Pe-单体功率、kW；Lx-线路距离，m；-电缆芯线的电导率，m/(mm2)Az-电缆截面，mm2；e-功率因数，设定为0.9KF-该段的线路具有的负荷的必要系数取单电动机、最大值1。由于电源线路长度为850m，电源线路阻抗不大，因此变压器的电压损失通过下式计算UT=UT%Ue/100UT%=(URcos Uxsin)=0.81 ()=2.3%UT=2.3660/100=14.9V式中-变压器负荷系数UR、ux-变压器额定负载时变压器中的电阻、压降率cos、sin与变压器负载中功率因数对应的正弦值为cos=0.84ue-电网额定电压。干线电缆的容许电压损失ugy=63 -ub -uz=63-14.9-7.9=40.2 (v )干线电缆截面为Agy=47.8mm2式中：加权平均效率为0.9为保证供电安全，考虑线路机械强度，干线电缆选用MV-370 125。该干线计算电流Ij=114.6/(0.660.8)=125.3A容许流量178A125.3A在井下低压供电线上，为了确保自动切断漏电的供电线，必须设置检测漏电的保护装置和选择性的漏电保护装置。矿井风机过电流保护的工作电流整定值计算idzj=(ktx.kr.kzq/KF.nl ) ifh.ZD= 1.21 (0.854 ) 68.1=41.6 (a )其中，IDZJ继电器动作电流a.aKTX配线系数、读取KR的可靠性因子取1.151.25考虑到外部故障引起母线电压降，KZQ的自启动系数在消除外部故障时恢复母线电压，电动机的自启动电流增大的自启动系数的数值必须大于1KF电流继电器返回系数一般为0.85nL电流互感器的额定变比IFH.ZD最大负载电流a。通风机电流继电保护启动电流的整定值idzj=(ktx.kr/nl ) id.ZD=(1.254 ) 37=20 (a )其中，IDZJ继电器动作电流a.aKTX配线系数、读取KR的可靠性因子取1.21.3nL电流互感器的额定变比ID.ZD是受保护的段三相最大短路电流。通风机低电压封闭元件的动作电压的整定值udz.j=ug.zx/kr.KF.ny=36 (1. 21.254 )=6(v )其中，UDZJ低电压继电器动作电压vUG.ZX系统最低动作电压为36额定电压KR可靠性系数设为1.1-1.25KF-返回系数，1.