第十一章 供配电系统

1、神木县孙家岔镇海湾村河畔煤矿机械化改造设计说明书 第十一章 供配电系统第十一章 供配电系统第一节 供电电源一、电网现状及发展规划情况该矿为机械化改造矿井，设计生产能力为0.90Mt/a，地处陕西省陕北侏罗纪煤田神北矿区张家峁井田的北部，距神木县城约22km。矿井原生产能力为0.15Mt/a，双回路10kV电源线路分别引自孙家岔35/10kV变电站10kV专线(T接)和店塔35/10kV变电站至柠条塔10kV线路(T接)，架空线路为LGJ-50,距矿部10km。矿井地面装设S9-M-400/10 10/0.4kV变电器和S11-400/10 10/0.4kV变压器各1台，以380/220V电压供

2、工业场地各负荷用电。矿井其机械化自动化设备甚少、开采技术落后，远不能满足技改为0.90Mt/a生产能力的用电需求，按照煤矿安全规程急需进一步技术改造。二、矿井供电电源为解决改造后的用电问题，矿方已重新签订的供电协议一路电源引自拧条塔35/10kV变电站。另一回路引自张家峁110/10kV变电站。第二节 电力负荷一、设备容量：设备安装总容量（kW）： 7671.5kW；设备工作总容量（kW）： 6367.3kW；二、负荷计算：1、计算负荷有功功率（kW）： 4196.9kW；无功功率（kVar）： 3796.8kVar；视在功率（kVA）： 5659.5kVA；功率因数： 0.742；2、计算负

3、荷无功补偿容量（kVar）： -2400kvar；有功功率（kW）： 3969.9kW；无功功率（kVar）： 1066.9kVar；视在功率（kVA）： 4110.8kVA；功率因数： 0.966；3、全年电耗（kW.h），吨煤电耗（kW.h/t）矿井全年总电耗： 17962292kW·h；矿井吨煤电耗： 19.96kW·h/t。负荷计算详见：用电负荷统计表11-2-1。第三节 输变电一、供电系统根据矿井用电负荷及供电电源情况，确定在矿井工业场地负荷中心附近建10/0.4kV地面变(配)电所1座。1、供电系统的技术特征遵照矿井设计规范，技术改造后的矿井变电所应有两回独立的

4、电源线路供电，当其中任一回路发生故障停止供电时，另一回电源线路应能担负矿井全部负荷。2、输电线路技术特征 按此要求选择，架设双回LGJ-240架空线路，杆型：选用10kV水泥杆，路径长约4km。该线路按经济电流密度要求选择并按电压损失校验，均满足要求。112神木县孙家岔镇海湾村河畔煤矿机械化改造设计说明书 第十一章 供配电系统表11-2-1 电力负荷统计表序号负荷名称电压(kV)设备功率(kW)设备数量设备容量(kW)需要系数costg计算负荷年利用小时年耗电量(kW.h)备注安装 工作安装工作有 功(kW)无 功(kVar)视 在(kVA)一井下1综采工作面1.20.6933303182.4

5、2558.40.650.71.0216631696.32375.7325054047502综掘工作面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大巷运输0.69662001900.50.71.029596.9135.75280501600井下合计84734019.43251.40.640.71.022080.32121.92

6、971.86873940二地面通风机房10132215582790.800.850.62223.2138.4262.687001941840地面生产系统107070134013400.700.800.75938703.51172.539003658200主斜井输送机10112502500.850.850.62212.5131.825052801122000矿井 10KV 变电所1压风机房0.38185213701850.750.800.75138.8104.1173.443005968402锅炉房0.381715110586.50.650.71.0256.257.380.33120175344

7、3生活污水处理站0.3831.516.30.700.750.8811.410.015.22310263344副井井口房及空气加热室0.381125250.650.750.8816.314.321.7312050856续表11-2-1 电力负荷统计表序号负荷名称电压(kV)设备功率(kW)设备数量设备容量(kW)需要系数costg计算负荷年利用小时年耗电量(kW.h)备注安装 工作安装工作有 功(kW)无 功(kVar)视 在(kVA)安装 工作安装工作有 功(kW)无 功(kVar)视 在(kVA)5给水工程0.3852300.750.800.7522.516.928.12970668256井

8、下水处理站0.384323.512.50.750.800.759.47.011.73000282007机修车间及综采设备库0.38349.5349.50.350.651.17122.3143.1188.236004402808器材库、坑木加工房0.3849.649.60.350.651.1717.420.326.71650287109主井空气加热室0.382225250.650.750.8816.314.321.731205085610煤样室、化验室0.3820200.650.750.8813.011.417.315001950011联合建筑0.3890900.700.750.8863.055

9、.484.0220013860012办公楼0.3860600.750.750.8845.039.66015006750013职工宿舍（新建）0.381201200.750.750.889079.2120150013500014油脂库0.38550.650.750.883.32.94.31200396015所用电0.3812.512.50.800.750.8810.08.813.315001500016地磅房、门卫0.3810100.800.750.888.07.010.715001200017室外照明0.3820201.000.51.7320.034.640350070000续表11-2-1

10、电力负荷统计表序号负荷名称电压(kV)设备功率(kW)设备数量设备容量(kW)需要系数costg计算负荷年利用小时年耗电量(kW.h)备注安装 工作安装工作有 功(kW)无 功(kVar)视 在(kVA)18职工宿舍、餐厅（已有）0.3890900.650.750.8858.551.57815008775019黄泥灌浆设备0.381115150.70.750.8810.59.21410001050020汽车库0.38550.800.750.884.03.55.31500600021筛分车间检修0.3820200.350.651.177.010.88.210007000小计1504.11246.

11、9742.9701.21022.194003000.4KV母线无功补偿-240补偿后742.9461.2874.4地面合计3652.13115.92116.61674.92707.2全矿合计7671.56367.30.7424196.93796.85659.516274240同时系数=0.93777.23417.1高压补偿2400-2400高压补偿后3777.21017.1损耗192.749.887601688052合计0.9663969.91066.94110.817962292吨煤电（kWh/t）19.96表11-2-2 变压器选型表序号负荷名称变电所母线最大负荷重合系数考虑6项时母线最大

12、负荷功率因数cos变压器选择有功(kW)无功(kVar)视在（kVA）有功(kW)无功(kVar)视在（kVA）台数×容量（kVA）负荷率保证系数10.4kV负荷742.9701.20.95705.8666.1970.50.732无功补偿-2403补偿后705.8426.1824.52×80052%100%4567891011116神木县孙家岔镇海湾村河畔煤矿机械化改造设计说明书 第十一章 供配电系统3、地面变电所的技术特征（1）变电所的设置在本矿工业场地负荷中心附近建地面10/0.4kV变(配)电所1座。采用户内布置形式。设有10kV高压配电室、380/220V低压配电室

13、、变压器室、高压电容器室和控制值班室。（2）主接线及主要电气设备的选型高压配电室内安装KYN28-12Z型高压真空铠装移开式金属封闭开关柜20台，10kV母线采用单母线分段接线方式。除电源进线柜、母联柜、电压互感器柜外，还有14台馈线柜分别供井下、主通风机、主斜井带式输送机、地面生产系统、所内变压器和高压电容器用电，且设有2台备用开关柜和2个备用间隔。在10/0.4kV变(配)电所内设有S11-MR-800/10 800kVA 10/0.4kV（1#、2#）主变压器2台。GGD2型低压配电屏11面。380/220V低压亦采用单母线分段接线方式。供给锅炉房、压风机房、主副井空气加热室、浴室灯房联

14、合建筑、给水工程、井下水处理及污水处理、机修车间、器材库及坑木加工房、地磅门卫房、煤样室化验室、办公楼、食堂、单身宿舍、及室外照明等动力、照明用电均由该低压配电室供给。（3）无功补偿为了提高矿井的用电质量减少线路无功损耗，在变电所高压10kV、段母线上分别装设1组XWTC型1200kVAR容量的固定式电容器无功补偿装置。高压总补偿容量为2400kVAR，补偿后变电所10kV母线的功率因数可达0.966。（4）单相电容电流本所l0kV系统电容电流小于20A，不需加装消弧装置；同时在变电所10KV馈出线上加装有选择性的单相接地保护装置。（5）所用电及操作电源所用电引自变电所低压柜，直流操作电源采用

15、柜内微型微型直流电源LXUP-N100，直流操作电压选用220V。（6）过电压保护及接地变(配)电所10kV 、段电源回路架空线进线端及户内高压馈电柜及PT柜内分别装设一组避雷器，以防止雷电电压和操作过电压。在变电所室外增设两只独立避雷针，以防直击雷。在变电所室外设由钢管和扁钢组成的环形接地网，变电所内所有电器设备的金属外壳、电缆金属外皮及基础槽钢、角钢、支架等均应与接地网做可靠连接。其变电所总接地电阻不应大于1，以确保人身和电器设备的安全。二、短路电流的计算本设计暂按电源端为无限大系统进行短路计算，作为设备选择校验的依据。待施工图设计时，需严格按上级变电站提供的最大、最小运行方式下10kV母

16、线的实际短路参数进行计算，作为变电所施工设计及继电保护设计的依据。短路计算结果见表11-3-1。表11-3-1 短路计算结果表 短路参数 短路点短路电流KA短路全电流KA短路冲击电流 KA短路容量MVAK1（10kV母线短路）1.932.934.9235.08K2（0.4kV母线短路）28.2930.8352.0519.60经校验矿井所选用的高、低压开关柜及设备均满足动、热稳定要求。10kV供配电柜中电流互感器变比不得小于40/5A，10kV配电电缆截面不得小于25mm2。 2、地面10/0.4kV变(配)电所继电保护装置10/0.4kV变(配)电所采用PA150系列先进的综合自动化微机保护装

17、置1套，实现对各高压馈电回路的保护、控制、操作、监视、测量、记录及远方遥信功能。10kV下井回路上还装设有高压(漏电保护)绝缘监视装置，其他10kV馈线上装有自动选线的小电流接地保护。1#、2#主变压器装有瓦斯、过流、过负荷保护。详见矿井10/0.4kV变(配)电所供电系统图：变电所与上级电网的通讯联系采用普通电话线由矿井通讯网统一考虑。第四节 地面供配电一、高压配电系统根据本矿工业场地布置及负荷分布情况，在工业场地设10/0.4kV变(配)电所。以10kV供井下、主通风机、主斜井带式输送机、地面生产系统。二、低压配电系统电力负荷：所内变压器以380/220V供锅炉房、压风机房、主副井空气加热

18、室、浴室灯房联合建筑、给水工程、井下水处理及生活污水处理、机修车间、器材库及坑木加工房、地磅门卫房、煤样室化验室、办公楼、餐厅、单身宿舍、及室外照明等用电（1）主斜井胶带输送机主斜井胶带输送机（电动机功率为250kW，电压10kV ）共1台设备。以两回(YJV-8.7/10kV 3×50 mm2 )电缆引至筛分车间配电室。负责主斜井胶带输送机及附属设备的配电。（2）主通风机房主通风机二台，单台电动机功率为2×132kW，电压660V。风门绞车四台，单台电动机功率7.5kW，电压380V。其10kV电源引自工业场地10/0.4kV变(配)电所，以两回(YJV-8.7/10kV

19、 3×50 mm2 )电缆引至通风机房配电室。通风机启动选用变频驱动方式。（3）地面生产系统地面生产系统，10kV电源引自工业场地10/0.4kV变(配)电所，以两回 (YJV-8.7/10kV 3×70 mm2 )电缆引至筛分车间配电室。负责地面生产系统及附属设备的配电。其380/220V检修及应急照明电源引自工业场地10kV变电所低压母线段。（4）空气压缩机房空气压缩机二台，电动机功率为185kW,电压380V，其380/220V电源引自工业场地10kV变电所。电控起动设备选用厂家配套电控设备。工业场地电缆敷设：电缆均采用直埋方式。在穿越场区道路处，电缆需穿管保护。高、

20、低压电缆按持续工作电流选用，并以经济电流密度、电压损失及短路热稳定进行校验，满足要求。三、场地照明道路照明选用单臂高压钠灯（125W）。照明线路均采用埋地暗敷。在生产系统储煤装车场地选用4套1000W投光灯，用于储煤场地照明需要。四、建筑物雷电防护凡建筑物或构筑物高度超过15m，均设置防雷保护。凡电气设备正常不带电的外壳，均需接地。第五节 井下供配电一、井下负荷及井筒电缆选择全矿井布置了一个综采工作面、一个综掘和一个炮掘工作面。井下设备安装容量 4019.4kW井下设备工作容量 3251.4kW有功功率 2080.3kW无功功率 2121.9kvar视在功率 2971.8kVA 需用系数 0.

21、64功率因数 0.7按照井下主要负荷的分布，在井下井底车场附近设一座井下中央变电所，并与水平水泵房联合布置。在盘区中部设一盘区变电所。中央变电所2回路10kV电源由地面工业场地10/0.4kV变(配)电所10kV不同母线段馈出，采用MYJV22-10kV 3×150mm2型号的电缆沿主斜井井筒引至主变电所。盘区变电所2回路10kV电源由井下中央变电所10kV不同母线段采用MYJV22-10kV 3×120mm2型号的电缆沿主运输大巷敷设至盘区变电所。10kV下井电缆均按持续工作电流选择，并以经济电流密度、电压损失及短路热稳定校验均符合要求。二、井下中央变电所井下主变电所高压

22、、低压系统均为单母线分段结线型式。2回路10kV电源引自地面工业场地10/0.4kV变(配)电所10kV不同母线段上。本变电所内装：KYGC-Z型矿用一般型高压手车式开关柜13台（其中备用两台），1#、2#主变压器（KBSG-200/10 10/0.69kV 200kVA矿用隔爆型干式变压器）各一台，矿用隔爆型真空馈电开关及照明变压器综保装置。详见井下中央变电所供电系统图C1080-212-1。三、盘区变电所盘区变电所高压、低压系统为单母线分段结线型式。2回路10kV电源引自井下中央变电所10kV不同母线段上。变电所所供设备安装容量： 3557.7kW变电所所供设备工作容量： 2903.7kW

23、有功功率： 1884kW无功功率： 1921.7kvar视在功率： 2691.4kVA需用系数： 0.65功率因数： 0.7本变电所内装：PBG630/10矿用隔爆型高压真空配电装置11台(其中备用两台)、KBSG-200/10 10/0.69kV 200kVA矿用隔爆型干式变压器2台、矿用隔爆型真空馈电开关及照明变压器综保装置。本变电所提供2回10kV电源向变电所内隔爆型干式变压器供电，2回路10kV电源向综采工作面移动变电站供电，1回路10kV电源向综掘工作面移动变电站供电，1回路10kV电源向4201综采工作面顺槽可伸缩带式输送机移动变电站供电。同时为变电所、巷道照明变压器综合装置等提供

24、660V电源。详见盘区变电所供电系统图C1080-212-2。四、采掘设备配电综采工作面选用两台移动变电站供全部负荷用电：1台KBSGZY-16000/10/1.2kV矿用隔爆型移动变电站供采煤机与刮板输送机；另外一台KBSGZY-1250/10/0.69kV矿用隔爆型移动变电站供综采工作面其它负荷。配电点为工作面设备提供1140V、660V、127V电源。详见综采工作面供电系统图C1080-212-3。综掘工作面设1个配电点：配电点设KBSGZY-315/10/0.69kV 315kVA矿用隔爆型移动变电站1台，为设备提供660V、127V电源；设KBSGZY-200/10/1.2kV 20

25、0kVA矿用隔爆型移动变电站1台，为掘进机提供电源；设KBSGZY-80/10/0.69 kV 80kVA矿用隔爆型移动变电站1台, 为局扇提供电源。在大巷炮掘进工作面设1个配电点：配电点设KBSGZY-315/10/0.69kV 315kVA矿用隔爆型移动变电站1台，为设备提供660V、127V电源；设KBSGZY-80/10/0.69kV，80kVA矿用隔爆移动变电站1台, 为局扇提供电源。采掘设备的用电电压等级为1140V、660V、127V，掘进工作面局部扇风机采用双电源、二专配电并实行风电瓦斯闭锁，同时要求采掘设备随机配套开关必须满足煤矿安全规程第455条。详见采掘设备供电系统图C1

26、080-212-4。五、井下主运输系统配电控制（一）系统设备主运输系统由井下大巷带式输送机组成。井下大巷带式输送机配套电机功率为185kW，电压660V。（二）配电井下大巷带式输送机1回10kv电源引自井下中央变电所高压配电柜，井下大巷带式输送机配电点设KBSGZY315/10 10/0.69kV 315kVA矿用隔爆干式变压器1台，供井下大巷带式输送机185KW，拉紧装置，照明。（三）控制主运输系统的井下大巷带式输送机控制及保护装置均选用KTC101胶带机控制保护装置，并作为主运输系统控制的分站，通过控制器上的通讯接口与主斜井驱动机房控制主站联网，并以主驱动机房控制站作为井下运输系统的主站。各控制站由可编程序控制器、电源、显示控制台、各种传感器和集控软件等组成