矿井输变电系统探讨

1、    矿井输变电系统探讨    曹阳摘要：煤炭行业是我国的主要能源产业之一。在煤炭生产技术的快速发展背景下，矿井的煤炭产量直线上升，促进大功率采煤机组和运输装置的广泛运用，在一定程度上加大了井下供电系统的整体负荷，并对煤矿输变电系统提出了相对较高的要求。基于此，文章探讨分析了矿井输变电系统，以供参考。关键词：煤炭生产；输变电系统；供电系统；继电保护一、工程概况本工程矿建有35kv变电站，主变容量2×8mva，电压等级35/10kv，两回35kv电源线路分别引自沃泉110kv变电站和龙港西110kv变电站，线路型号jl/gia-240，长度分别

2、为12km和8km。二、电力负荷1、负荷统计正常涌水时：全矿井设备总计台数210台，工作台数179台。设备总计容量为13626.90kw，工作容量为11084.75kw，计算有功功率为7331.34kw，计算无功功率为4519.18kvar，计算视在功率为8612.29kva。最大涌水时：全矿井设备总计台数210台，工作台数180台。设备总计容量为13626.90kw，工作容量为11364.75kw，计算有功功率为7555.34kw，计算无功功率为4658.00kvar，计算视在功率为8875.82kva。矿井吨煤电耗为24.11kw·h/t。2、供电负荷根据煤炭工业矿井设计规范（g

3、b50215-2005）的有关规定：变电站负荷同时系数取0.85，正常（最大）涌水时负荷计算如下：2.1变电站10kv计算负荷：有功功率：7331.34（7555.34）×0.85=6231.64（6422.04）kw无功功率：4519.18（4658.00）×0.85=3841.30（3959.30）kvar视在功率：7320.45（7544.45）kva功率因数：cos=0.85（0.85）2.2 无功补偿量：2500（2500）kvar2.3 变压器及线路损耗（按计算负荷的5%考虑）：有功损耗：311.58（321.10）kw无功损耗：192.07（197.97）kv

4、ar2.4 变电站35kv计算负荷：有功功率：6543.22（6743.14）kw无功功率：1533.37（1657.27）kvar视在功率：6720.49（6943.81）kva功率因数：cos=0.97（0.97）主变压器选择见表1。三、供电系统根据矿井负荷及电源点情况，矿井供电电压等级为35kv，输电线路为两回，矿井35kv变电站采用放射式供电网络结构，以10kv电缆线路向矿井地面、井下负荷供电。本矿最大涌水时，单回线路工作电流ig=114.55a。环境温度25时，导线jl/gia-240持续允许载流量为610a，导线允许工作电流ixu=610×0.83=506.3a（0.83

5、为校正系数），ixu>ig，满足要求。四、矿井35kv变电站1、变电站的设置本站作为矿井的总降站，主要担负着向矿井井下、地面生产系统供配电的任务。2、主变压器矿井35kv变电站主变型号为sz11-8000/3535±3×2.5%/10.5kv。单台主变带全站最大负荷运行时，主变负荷率为84%；两台主变分列运行时，单台主变负荷率为42%；主变事故保证率100%。满足矿井供电负荷要求。3、电气主接线矿井35kv变电站35kv侧采用单母线分段接线，2回电源、2台主变分别接在35kvi、ii段母线上；10kv母线采用单母线分段接线，10kv馈出线、消弧线圈、无功补偿装置等分别

6、接在10kvi、ii段母线上。4、主要电气设备选型4.1 35kv配电装置35kv配电装置选用xgn21-40.5型固定式开关柜，配永磁真空断路器，断路器的额定电流为1250a，开断电流为31.5ka。4.2 10kv配电装置10kv配电装置选用kyn28a-12型开关柜，配永磁式真空断路器。主变进线柜和分段柜额定电流为1250a，其它馈线额定电流根据负荷和设备大小确定。断路器的额定开断电流为25ka。5、消弧线圈经统计，本矿采用10kv交联聚乙烯电缆约15km，采用10kv矿用屏蔽橡套电缆约6.9km。交联聚乙烯电缆的估算电容电流约为ic=0.1×un×l=0.1

7、5;10×15=15（a）；矿用屏蔽橡套电缆估算电容电流按2倍交联聚乙烯电缆电容电流计算：ic=2×0.1×un×l=2×0.1×10×6.9=13.8（a）；考虑本矿井10kv系统附加电容电流16%，矿井电容电流总量为：ic=（15+13.8）×1.16=33.41（a）。超过矿山电力设计规范（gb50070-2009）中规定的10a限值，应采取限制措施。消弧线圈自动补偿装置容量计算如下：消弧线圈的容量配置采用过补偿方式，补偿系数取k=1.35，装置容量icx=1.35×ic=1.35×33.

8、41=45.10（a）。因此，消弧线圈额定补偿电流取100a。根据上述计算，本站应补充设置2台消弧线圈，型号为zdbg-10/10-100/j。该装置接地变压器和消弧线圈均为干式结构，并装在同一壳体内，具有自动跟踪电容电流、跟踪灵敏度高、无级平滑调节、占地少和火灾危险性小等优点。消弧线圈布置在10kv配电室内。6、无功补偿装置及谐波治理本矿主井采用斜井开拓，井下大巷及主井运输主要采用带式输送机，其功率和无功冲击负荷均不是很大。经计算，本矿井无功补偿容量共需2500kvar，本站设置两套补偿容量为3600kvar的无功补偿装置，型号为tvqc2-12/3600-4n，该补偿装置具有分组自动补偿功

9、能，满足使用要求，两套无功补偿装置可使本站功率因数维持在0.95以上。7、变电站布置变电站采用户内布置方式，35kv架空电源线路经终端塔引入35kv配电室，10kv馈出线经电缆沟引至矿井工业场地。8、站用电及操作电源8.1站用电站用变压器采用35kv户内直配变压器，装于35kvii段母线侧，型号：sc10-50/3535±5%/0.4kvdyn11ud=6.5%；10kv站用变装于10kvi段母线侧，型号：sc10-50/1010±5%/0.4kvdyn11ud=4%。满足使用要求。8.2 操作电源由于矿井变电站的特殊重要性，变电站电气设备的二次控制、保护操作电源采用220v直流电源，以保证变电站操作的安全可靠。结束语该矿建有35kv变电站，采用放射式供电网络结构，以10kv电缆线路向矿井地面、井下负荷供电。单台主变带全站最大负荷运行时，主变负荷率为84%；两台主变分列运行时，单台主变负荷率为42%；主变事故保证率100%。满足矿井供电负荷要求。参考文獻1苗培青，陈宇.输变电主要设备状态检修分析系统及其c+语言实现j.山东电力高等专科学校学报，