27礦井供電系統(tǒng)設(shè)計(礦山機電專業(yè))學(xué)生：王建鋒0目 錄\l“_TOC_250003“第一節(jié)井田自然概況 3\l“_TOC_250002“其次節(jié)供電電源 5第三節(jié)電力負(fù)荷 6第四節(jié)送變電 10\l“_TOC_250001“第五節(jié)地面供配電 16\l“_TOC_250000“第六節(jié)井下供配電 19第一節(jié) 井田自然概況一、交通位置山西柳林凌志興家溝煤業(yè)位于柳林縣成家莊鎮(zhèn)興家溝村北西，行政區(qū)劃隸屬于柳林縣成家莊鎮(zhèn)，其地理坐標(biāo)為：〞—110°54′43〞北緯：37°33′06〞—37°34′48〞17km17km，距307國道約15km，距柳林—臨縣二級大路約2km，有柏油路與省二級大路相通，該3071-1-1。二、地形地貌地形侵蝕沖刷猛烈，地勢總體上北高、南低，最高處在井田中北部，高程1105m，800m305m，屬中低山區(qū)。三、河流水系井田內(nèi)河流不發(fā)育，只發(fā)育季節(jié)性排洪支叉沖溝，位于井田南部邊界四周向西傾斜的沖溝為主沖溝，尋?？蓍聼o水，雨季分別集合分叉沖溝，向西經(jīng)各大溝谷流入黃河。本區(qū)屬黃河流域。四、氣象及地震狀況本區(qū)地處山西黃土高原西部，呂梁山中部，屬大陸干旱性氣候，氣候枯燥，春、夏、秋、冬四季清楚，晝夜溫差大，冬季長而嚴(yán)寒，夏季短而炎熱，氣溫多變。氣溫：年平均氣溫8.9℃，最高是7月份，平均約22.7℃，最低為1月份，平均約-1032.5℃，最低-26.1℃。降水量與蒸發(fā)量：該區(qū)降水量主要集中在7-9月份，全年降水量為374.4-577.7mm，464.3mm7-960%。降水量最少是15mm3%左右。1482-1941mm，1711mm。5-6月份蒸發(fā)量最大，約占全年的30%；最小是1月份，僅為全年蒸發(fā)量的0.5%。全年蒸40.9m。53-60%。風(fēng)向、風(fēng)速：一般冬季風(fēng)向多為西北風(fēng)及西風(fēng)，而夏季多為東南風(fēng)和南風(fēng),平均風(fēng)速3.1m/s27-28m/s。依據(jù)《建筑抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB50011-2023)(2023年版)和《中國地震驚峰值加速度區(qū)劃圖》(GB18306-2023A1)，本區(qū)抗震設(shè)防烈度為60.05g。其次節(jié) 供電電源興家溝煤業(yè)地處柳林縣境內(nèi)。該礦井田內(nèi)現(xiàn)建有凌志集團興家溝35kV變電站一座，該35kV變電站屬于凌志集團運營。該變電站供35kV110kV35kVLGJ-2404km35kV110kV35kVLGJ-24015km。16MVA28410kV。大井溝110kV變電站位于該礦井井田東南方向約4km，為建變電站，該變電站現(xiàn)已施工接近尾聲，在今年9月將投入運行，能保證礦井投產(chǎn)時的供電需要。該變電站內(nèi)安裝有2臺三繞組變壓器，其容量為2×40MVA，110/35/10kV，電源牢靠，供電質(zhì)量有保證。110kV15km2器，其容量均為2×40MVA，電壓為110kV/35kV/10kV，電源牢靠，供電質(zhì)量有保證。興家溝煤礦地面生產(chǎn)區(qū)建10kV變電所一座，兩回10kV電源分別35kV10kV一回(帶電)備用.當(dāng)一回路發(fā)生故障時，另一回仍能保證所供負(fù)荷用電。興家溝煤礦地面生活辦公區(qū)已有一座10kV變電所，一回10kV電源35kV10kV興家溝煤礦風(fēng)井場地已建風(fēng)機配電室一座，兩回10kV電源分別引自35kV變電站10kV不同母線段,兩回線路一回工作，一回(帶電)備用。當(dāng)一回線路故障時，另一回仍能保證所供負(fù)荷用電。附圖一：供電地理位置接線圖第三節(jié) 礦井達產(chǎn)時，10kV母線計算負(fù)荷如下：1.生產(chǎn)區(qū)10kV變電所：設(shè)備總臺數(shù)：143設(shè)備工作臺數(shù)：132設(shè)備總?cè)萘浚?987.25kW設(shè)備工作容量：6401.25kW計算有功功率：4433.54kW4122.07kVAR6053.74kVA0.732600kVAR補償后無功功率：1522.073kVAR補償后功率因數(shù)：0.954687.53kVA生產(chǎn)區(qū)負(fù)荷年耗電量：16.02×106kW·h210kV設(shè)備總臺數(shù)：1616設(shè)備總?cè)萘浚?93.34kW設(shè)備工作容量：293.34kW計算有功功率：205.34kW160.30kVAR視在功率：260.50kVA自然功率因數(shù)：0.79生活辦公區(qū)負(fù)荷年耗電量：0.62×106kW·h310kV設(shè)備總臺數(shù)：421430kW設(shè)備工作容量：720kW計算有功功率：644kW計算無功功率：483kVAR視在功率：805kVA0.80主風(fēng)機房負(fù)荷年耗電量：2.22×106kW·h410kV設(shè)備總臺數(shù)：156備工作臺數(shù)：143設(shè)備總?cè)萘浚?710.59kW設(shè)備工作容量：7414.59kW計算有功功率：5282.88kW2165.37kVAR視在功率：5709.43kVA功率因素：0.93全礦井負(fù)荷年耗電量：18.86×106kW·h礦井噸煤耗電量：20.96kW·h11-2-111-2-2。表11-2-2 變壓器選擇表變電所母線最大負(fù)荷

最大負(fù)荷考慮第6項時母線最大負(fù) 荷 率

變壓器選擇序 負(fù)荷 有 無 重 有 無 視 號 名稱 功 功 視在 合 功 功 在 數(shù)(k (k (kVA) 系 (k (k (kV c

負(fù) 保臺數(shù)×荷 證容量系 系(kVA)W) var) 數(shù) W) var) A) osφ 數(shù) 數(shù)11 2 3 4 5 6 7 8 90

11 12 13采掘工作面一移變1 采煤機移變

578.00

58 825.9.68 71

1250

66.1%10/1.2kV移2變

47 48 679.5.32 4.92 03

1250

54.3%10/0.69kV3

97 99 139.

55250移變 .32 .27 01 .6%10/0.69kV2525363.724500移變4.289.3722.6%運輸順槽掘進52627385.50073移變9.795.2441.8%回風(fēng)順槽掘進62627385.50073移變9.795.2441.8%掘進面膠帶機72121299.50060移變0.004.297%井下主變電5131607.60二2×500所8.317.6993.8%工業(yè)生產(chǎn)區(qū)757010302×6410三10/0.4kV4.321.95.411600.4%0%工業(yè)生產(chǎn)區(qū)4950702.2×7010四10/0.69kV1.451.28001000.2%0%2016260.41五 10/0.4kV變6305.340.3050.3%壓所第四節(jié)送變電一、礦井供電系統(tǒng)的技術(shù)特征135kV線均承受單母線分段方式，35kV側(cè)選用KYN61-40.5型鎧裝移開式溝通XHN2-12210kV興家溝煤礦生產(chǎn)區(qū)建一座10kV變電所，兩回10kV電源引自凌志集團興家溝35kV10kVYJV22-8.7/103×185型電纜，供電距離為0.8km；兩回線路一回工作，一回帶電備用，當(dāng)任一回路發(fā)生故障停頓供電時，另一回路仍能保證生產(chǎn)區(qū)負(fù)荷用電。310kV興家溝煤礦生活辦公區(qū)內(nèi)已建10kV變電所一座，一回10kV電源引35kV變電站10kVYJV22-8.7/103×500.2km；該線路能滿足生產(chǎn)、辦公區(qū)的負(fù)荷供電要求。410kV在風(fēng)井場地已建有10kV主通風(fēng)機配電室一座，兩回10kV電源引自35kV10kVYJV22-8.7/103×501.0km；兩回線路一回工作，一回帶電備用，當(dāng)任一回路發(fā)生故障停頓供電時，另一回路仍能保證風(fēng)機房全部負(fù)荷用電。二、地面變電所110kV主接線方式及主要設(shè)備選型關(guān)室內(nèi)單列布置0.69kV側(cè)為單母線分段加聯(lián)絡(luò)開關(guān)供電,室內(nèi)單列布置。0.4kV側(cè)為單母線分段加聯(lián)絡(luò)開關(guān)供電 ,室內(nèi)單列布置。所內(nèi)設(shè) 2臺SCB9-1600/1010/0.4kV1600kVA變壓器，1用1備，負(fù)荷率為64.4%，供生產(chǎn)區(qū) 0.4kV低壓設(shè)備用電；設(shè) 2臺SCB9-1000/1010/0.69kV1000kVA1170.20.69kV備用電。10kV、0.69kV及0.4kV系統(tǒng)均承受單母線分段接線方式，變電所的12m10kV電室、低壓配電室、電容器室、掌握室等。10kVUniGearZS1230.38kV、0.66kVMNS16能好，操作便利，母線為封閉式，從而提高了供電的牢靠性及安全性。10kV10kV所用電及操作電源10kV220V220V1100Ah，正常狀況下由硅整流裝置向掌握及保護回路供電，故障時由鉛酸蓄電池電源屏向掌握及保護回路、變電所照明回路供電。防雷接地在變電所的10kV母線上裝設(shè)氧化鋅型避雷器，以防止雷電波侵入對電氣設(shè)備的破壞。由于高壓開關(guān)柜內(nèi)設(shè)有真空斷路器，簡潔產(chǎn)生操作過電壓，因此，每臺真空斷路器均配用MWD-15型過電壓保護器，用以防止內(nèi)部過電壓對電氣設(shè)備的損壞。在變電所內(nèi)設(shè)有以水平接地極為主的環(huán)形接地網(wǎng)，接地網(wǎng)外緣閉合，1Ω。210kV該礦井生活辦公區(qū)已建VV側(cè)為單母線分段加聯(lián)絡(luò)開關(guān)供電,室內(nèi)單列布置。所內(nèi)設(shè)1臺SCB9-630/1010/0.4kV630kVA41.30.4kV0.38kVGGD24310kV主接線方式及主要設(shè)備選型段加聯(lián)絡(luò)開關(guān)供電，室內(nèi)單列布置。10kV配電裝置選用KYN28A23面。所用電及操作電源10kV220V220V1100Ah，正常狀況下由硅整流裝置向掌握及保護回路供電，故障時由鉛酸蓄電池電源屏向掌握及保護回路、變電所照明回路供電。防雷接地在變電所的10kV母線上裝設(shè)氧化鋅型避雷器，以防止雷電波侵入對電氣設(shè)備的破壞。由于高壓開關(guān)柜內(nèi)設(shè)有真空斷路器，簡潔產(chǎn)生操作過電壓，因此，每臺真空斷路器均配用MWD-15型過電壓保護器，用以防止內(nèi)部過電壓對電氣設(shè)備的損壞。在變電所內(nèi)設(shè)有以水平接地極為主的環(huán)形接地網(wǎng)，接地網(wǎng)外緣閉合，1Ω。三、短路電流計算短路電流計算110kV35kV100MVA11-3-1。11-3-1。表11-3-1 短路電流計算結(jié)果表短路短路短路短路綜電流短路電流全電流有短合沖擊容量回路名稱穩(wěn)定效值路點阻值S(MV值Ich(k抗ich(kA)Id(kA)A)A)0.222.235kV35kVK13.555.359.0545 2生產(chǎn)區(qū)10kV變電所0.106.3K25.858.8914.9210kV9480.102.010kVK35.618.5314.3198 4主要設(shè)備的選擇10kV10kVUniGearZS110kVMSVC-102生產(chǎn)區(qū)V變電所V出線最小電纜截面銅芯不小于250/5。繼電保護及自動裝置生產(chǎn)區(qū)10kV變電所承受220V直流操作系統(tǒng)，變電所電源承受蓄電池浮充電供電方式，繼電保護承受變電所綜合保護，其保護型式為：所內(nèi)低壓變壓器設(shè)速斷、過流、單相接地保護。母線由進線斷路器的過電流速斷及過電流裝置進展保護。10kV流保護為后備保護。在10kV饋出線上安裝零序電流互感器，構(gòu)成單相接地保護，單相接地保護動作于信號。電容器柜設(shè)無時限過電流，保護動作于跳閘。另設(shè)過電壓保護、單相接地保護。單相接地電容電流：Io0.1UcL0.110(0.71.00.20.81.41.40.40.6)6.5A(電纜)Io6.5A＜10A10kV6.5A。第五節(jié) 地面供配電一、地面配電系統(tǒng)礦井地面高壓10kV380V承受TN-C-S660V式為主，個別距供電點遠(yuǎn)，彼此相近、容量較小的用電設(shè)備承受鏈?zhǔn)脚潆?。生產(chǎn)區(qū)10kV變電所分別以兩回10kV線路向井下主變電所、地面主井膠帶輸送機、副斜井提升機供電。以兩回0.38kV(不同母線段)向主、副井空氣加熱室、鍋爐房、充燈房等負(fù)荷供電；以兩回0.66kV(不同母線段)向空壓機、生產(chǎn)系統(tǒng)等負(fù)荷供電。10/0.4kV0.38kV供電。10kV10kV10kV直接向主通風(fēng)機供電。礦井地面主斜井井口房、空氣壓縮機房選用MNS低壓配電裝置，其余地面低壓系統(tǒng)均選用低壓動力配電箱。工業(yè)場地低壓配電電纜均選用聚氯乙烯絕緣聚乙烯護套電纜，以電纜溝或直埋方式敷設(shè)。工業(yè)場地內(nèi)的室內(nèi)、外照明與動力合用變壓器。為削減電壓波動比照明的影響，照明出線做到三相平衡。附圖二：礦井供電系統(tǒng)圖二、工業(yè)場地及建筑物照明，照明供電、掌握方式工業(yè)場地內(nèi)的室內(nèi)、外照明與動力合用變壓器。為削減電壓波動比照明的影響，照明出線盡量做到三相平衡。在潮濕、高溫、腐蝕性介質(zhì)和粉塵較大的車間及住宅，承受帶漏電保護的照明開關(guān)，為節(jié)能和滿足作業(yè)要求，場地的室內(nèi)外照明優(yōu)先選用節(jié)能型光源和高效燈具。場地室外照明線路均承受電纜直埋的敷設(shè)方式。室外照明燈具選用高壓鈉路燈，由設(shè)在變電所的光電自動掌握器掌握；廠房、車間選用工廠燈照明，辦公樓、調(diào)度室等地承受熒光燈和白熾燈照明，各建筑物照明均引自各自的配電箱。10kV0.4kV、0.69通風(fēng)機房、地面壓風(fēng)機房及生產(chǎn)系統(tǒng)走廊、鍋爐房等一些重要場所設(shè)事故照明。36V。三、生產(chǎn)系統(tǒng)的配電及掌握660V10kV660VPLC順煤流停車。掌握室設(shè)于選矸樓。四、水源地及爆炸材料庫等分散負(fù)荷的配電0.4V10kV380V1只，接地電阻不大10Ω。爆炸材料庫照明電源取自地面動照網(wǎng)，燈具，開關(guān)為防爆型。五、建筑物防雷與接地保護依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB50057—94),工業(yè)場地內(nèi)的建(構(gòu))筑物均按三類防雷建筑物考慮，凡高度在15m以上的建筑物設(shè)避雷帶保護30為防止雷電波侵入建筑物，對電纜進出線，應(yīng)在進出端將電纜的金屬外皮、鋼管等與電氣設(shè)備接地相連。當(dāng)電纜轉(zhuǎn)換為架空線時，在轉(zhuǎn)換處裝設(shè)避雷器，避雷器、電纜金屬外皮同絕緣子鐵腳、金具等連在一起接地，302處的牢靠接地。鎧裝電纜的金屬外皮等均通過專用接地線按規(guī)程牢靠接地。附圖三：地面供電系統(tǒng)圖第六節(jié) 井下供配電10kV一、井下負(fù)荷及井筒電纜選擇井下用電設(shè)備總臺數(shù)：53臺，用電設(shè)備工作臺數(shù)：50臺，用電設(shè)備4063.3kW，用電設(shè)備工作容量：3834.3kW，計算有功功率：2735.77kW2579.83kvar3760.32kVA。依據(jù)井下負(fù)荷、井下巷道布置及該礦原由設(shè)備的狀況，承受10kV下井供電，下井電纜承受MYJV22-8.7/10kV3×150mm20.6km下井至井下主變電所。1、下井高壓電纜的選擇(1)電纜電壓、型號選擇10kV，主井為斜井，傾角為22°，MYJV22型礦用交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜，電纜長度為700m。電壓等級由于供電系統(tǒng)中性點對地絕緣，依據(jù)線電壓和相電壓，確定電纜電壓8.7/10kV。電纜截面的選擇①按經(jīng)濟電流密度流過電纜的長時最大工作電流INNI S NN 1.73210

217.11A5000J2.00A/mm2。則：電纜截面AAIN108.55mm2J依據(jù)經(jīng)濟電流密度及機械強度熱穩(wěn)定檢驗最小選取電纜截面120mm2150mm2。②按長時允許載流量校驗IP≥IN150mm2交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜長時允許載流量為420A，IP=420A＞IN=217.11A。③按允許電壓損失檢驗查表求得10kVcos=0.75u%=0.158%，則電纜選型結(jié)果：MYJV22-8.7/10kV3150mm2交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜。二、井下變電所接線系統(tǒng)，設(shè)備選型1.主變電所接線系統(tǒng)，設(shè)備選型井下主變電所與井下主排水泵房聯(lián)合布置，兩回10kV電源引自礦井10kV10kV10kV0.69kV線均承受單母線分段供電方式。井下主變電所設(shè)PJG-630/10礦用隔爆型高壓真空配電裝置12臺；KBZ)10臺及KBZ爆型真空饋電開關(guān)(聯(lián)絡(luò)用)1ZBZ-8.0MX22臺KBSG-500/1010/0.69kV500kVA礦用隔爆型干式變壓器(同時運行)，擔(dān)負(fù)井下主水泵、大巷皮帶、大巷調(diào)度絞車、無極繩絞車等井下負(fù)荷KBSG-100/1010/0.69kV(已有)礦用隔爆型干式變壓2高壓開關(guān)的選擇：礦井為低瓦斯礦井，依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》及有關(guān)規(guī)定，結(jié)合礦井現(xiàn)有設(shè)備，選擇PJG-630/10礦用隔爆型真空配電裝置作為主變電所的配電開關(guān)，該配電裝置承受微電腦智能高壓綜合保護裝置，具有過載、短路、漏電、絕緣監(jiān)視、低電壓、過電壓、欠壓、通訊等保護功能。依據(jù)負(fù)荷統(tǒng)計，流過入井電纜的長時最大工作電流IN=240.4A。IN=217.11A＜400A所以該礦井井下選用PJG-630/10型高壓開關(guān)，均能滿足礦井井下供電的需要。三、井下高、低壓配電系統(tǒng)，井下接地，照明及采掘工作面供電井下高、低壓配電系統(tǒng)井下為雙回路供電，下井電纜承受MYJV22-8.7/10kV3×150mm20.7km兩回沿副斜井下井至井下主變電所。兩回電源互為備用，即當(dāng)任一回電源停頓供電時，另一回電源仍能保證井下全部設(shè)備正常運行。主變電所分別以一回10kV線路向80101回采工作面移動變電站、8010180102以兩回660V向主水泵供電，以一回660V向井底車場及大巷絞車等負(fù)荷供電?；夭晒ぷ髅婕斑\輸順槽設(shè)備移變?yōu)椋?臺KBSGZY-1250/1010/1.2kV、1臺KBSGZY-500/1010/0.69kV、1臺KBSGZY-250/10KBSGZY-250/1010/0.69kV。局部通風(fēng)機承受了“三專兩閉鎖”雙風(fēng)機、雙電源方式供電，選用了機、雙電源自動切換開關(guān)，保證了局部通風(fēng)機互投以及電源的牢靠性和連續(xù)性。主水泵的掌握設(shè)在主變電所內(nèi),泵房內(nèi)只設(shè)停頓按鈕。井下主變電所至移動變電