地面供电设计方案Word文件下载.docx

1、62136722378233892439102540112641122742132843142944153045第 2 页 共 17 页第一节 供电电源 .5 第二节 送变电 .61、矿 井 供 电 系 统 .62、送 电 线 路 .73、地 面 35kV 变 电 站 .9第三节 地面供配电 .151、地 面 配 电 系 统 .15 2、室 内 、 外 照 明 .16 3、防 雷 接 地 .16第 3 页 共 17 页第一节供电电源本 矿井位 于朔州 市山阴 县，属 于朔 州市电 网管理 范围 ，截止 到目前 ，朔 州 市网最 高电压 为 500kV 。 山阴县 供电区 内有两 座 220kV

2、 变 电站：翠 微 （ 2150MVA ）、 七 里 沟 （ 2120MVA ）； 供 电区 内有两 座 110kV 变 电站： 永 静城（ 240MVA ）、 增 子 坊（ 250MVA ）， 在 建一 座 110kV 变 电站：下 石 井（ 250MVA ）； 六 座 35/10kV 变 电所： 芍药沟 （ 10+6.3MVA ）、 玉井 （ 210MVA ）、 五 家 沟（ 216MVA ）、 扒 罗山 （ 26.3MVA ）、 金 龙 （ 4+2.5MVA ）。永 静城 110kV 变 电站，双 回路电 源分 别引自 翠微、 七里 沟220kV 变电 站；站 内主变 两台（ 240MV

3、A ）， 电 压等 级 110kV/35kV/10kV 。 主要供 电 对象是 扒罗山 、水泉 等 35kV 变 电站 ，目前 主变 裕量较 大。下 石井 110kV 变 电站为在 建工程 ，预 计 2010 年 投入运行 。该 电站双 回 路电源 引自翠 微 220kV 变 电站；站 内主变 二台 （ 250MVA ）， 电 压等 级110kV/35kV/10kV 。 主要 供电对 象是扒 罗山 、水泉 、史家 屯等 站 ，主变 裕量较 大。35kV 变 电增 子坊 110kV 变 电站，单 回电源 引自 右玉 220kV 变 电站， 电源线 路型 号 LGJ-300 ， 长度 15.75k

4、m ； 站内主 变 240MVA ， 电压 等级 110kV/35kV/10kV 。 主要 供电对 象为玉 井等 35kV 变 电 站， 目前主 变裕量 较 大。目 前，建 设方已 通过当 地供电 部门 新建五 家沟35kV 变 电 站 一 座 ，现已 投入运 行。该 站位于 五家沟 主工 业场地 东北， 距离 辅助工 业场地 约 1.0km ， 距 离 主 工 业场地 约 0.3km ， 规划 电源两 回， 目前仅 有一回 电源， 其 引 自七里 沟 220kV 变 电站；站 内主变 2 台 ，容量 225MVA ；35kV 规 划 接 线为单 母线分 段接线 ，目前 为单 母线运 行； 1

5、0kV 为 单 母 线 分 段接线 。根据山西省电力公司“晋电发展2010149 号”关于金海洋矿业股份有限公司矿区供电方案的批复，同意对现有五家沟 35kV 变电站完善第二电源。具体批复如下：新建五家沟 35kV 变电站至右玉 220kV 变电站一回 35kV 线路，长第 4 页 共 17 页度为 27km，导线采用 LGJ-185 型；北周庄变电站-金龙变电站-五家沟变电站的35kV 线路与金龙变电站断开，在金龙变电站站外连通；新建五家沟 35kV 变电站至金龙 35kV 变电站一回 35kV 线路，长度为 15.8km，导线采用 LGJ-150 型；新建翠微 220kV 变电站至北周庄

6、35kV 变电站一回 35kV 线路，长度为 3km，导 线采用 LGJ-240 型。上述工程完工后，矿井电源分别引自右玉 220kV 变电站和翠微 220kV 变电站，符合煤矿安全规程和煤炭工业矿井设计规范有关“双电源”的要 求。地区电力系统地理接线示意见图 11-1-1。第二节送变电一 、 矿 井 供 电系统本 矿井供 电电压 为 35kV ， 以两 回 35kV 送 电线 路引自 电力系 统变 电站。 在 矿井主 工业场 地东北 部已建 成 35/10kV 变 电站 ， 矿井生 产用 电均引 自该站 。根据 煤矿 安全规 程 第 四百四 十一条 的规 定，正 常情况 下矿 井电源第 5

7、页 共 17 页2 2应 采用分 列运行 方式， 一回路 运行 时另一 回路必 须带 电备用 ，以保 证带 电的 连 续性。该站以 10kV 电压等级向本矿井各工业场地供电，共 10 回，其中井下主变电所 2 回、主工业场地变电所 2 回、主斜井配电室 2 回、辅助工业场地变电所2 回、风井场地配电室 2 回。每个配（变）电点的电源分别接于两段 10kV 母线 上。同时该站以两回 10kV 线路向马营矿供电。二 、 送 电 线 路根据煤炭工业矿井设计规范的第 11.2.3 条规定，电源线路导线截面应按经济电流密度选取。煤矿安全规程第四百四十一条规定：正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式。电源

8、线路分列运行时，每回最大工作电流约112A，矿井年最大负荷利用小时数约 5000h，架空钢芯铝绞线的经济电流密度 取 0.9A/ ,此时，电源线路的经济截面为 120mm 。根据山西省电力公司批复的五家沟 35kV 变电站电源方案，右玉至五家沟35kV 线路，长度为 27km，导线采用 LGJ-185 型；翠微至北周庄至五家沟 35kV线路，长度约 15.8km，导线采用 2*LGJ-240+2*LGJ-150 型。上述两回电源线路均满足经济截面的要求。两条电源线路压降：正常分列运行时，右玉至五家沟 35kV 线路压降约 4.3%；翠微至北周庄至五家沟 35kV 线路压降约 3.5%。当任一回

9、停止供电，另一回担负全部负荷运行时，右玉至五家沟 35kV 线路压降约 8.6%；翠微至北周庄至五家沟 35kV 线路压降约 6.7%。从以上分析得知，两回电源线路分列运行时，线路压降满足煤炭工业矿井设计规范的要求；但是当任一回停止供电，另一回担负全部负荷运行时，线路压降大，此时可通过有载调压变压器调节 10kV 侧电压水平满足供电要求。由于线路的负荷裕量很少，若变电站负荷再有增加，线路压降将超过规程限定 值，因此建议业主单位适时更换大截面线路导线。1 、 线 路 路径本 矿井的 两回 35kV 电 源 线 路 应 分开架 设， 其路径 较长， 线路 路径应 避 开 采区、 塌陷区 或其它 不

10、良地 质区 。第 6 页 共 17 页2 、 线 路 地质 地貌特 征线 路地处 山西 朔州 西 部山区， 该地区 是典型 的山 地特征 。地势 起伏 较 大 ，地质 条件较 复杂。3 、 线 路 气象 条件线 路所在 地区主 要气象 条件见 表 1 1 -3-1 。表 11-3-1线 路所在 地区 主要 气象 条件最高气温（）40最低气温（）30年均气温（）+6.5最大风速（m/s）年雷暴日（天）42.3覆冰厚度（mm）4 、 线 路 机电1 ） 导 线 、地 线选择右玉至五家沟 35kV 线路导 线为 LGJ 185 / 30 钢 芯铝 绞线， 导线安 全系数 取 3.0 ， 年平 均运

11、行应力 不大于 瞬时 破坏应 力的25 。翠微至北周庄至五家沟 35kV 线路导线采用 2*LGJ-240+2*LGJ-150型。导线 安全系 数取 3.0 ， 年平均 运行应 力不大 于瞬 时破坏 应力的根 据 66kV 及 以下 架空电 力线 路设计 规范 的规定 ，并结 合本地 区地形 地貌特 点和气 候条件 ，设计 确定 全线架 设地线 。 地 线采 用光纤 复合 地线 OPGW （ 1 2 芯）。2 ） 绝 缘 配合线 路污秽 等级按 GB 50061 中 规定 的 E3 级 污 秽区考 虑。 又因该 线路所 经 部分地 段海拔 高度超 过 1000m ，所 以 新建 线路杆 塔采用

12、 加强绝 缘型 绝缘 子 串，以 满足规 程要求 。跨 越铁路 、一、 二级公 路时， 绝缘 子串应 采用双 串。第 7 页 共 17 页3 ） 线 路 金具本 工程线 路金具 均采用 电力定 型金 具，导 线悬垂 线夹 和耐张 线夹分 别采 用 XGU 4 和 NLD 4 型 ，导线 在档距 中均 采用爆 压方式 进行联 接， 耐张杆 塔的跳 线采用 并勾线 夹进行 联接 ，导线 并勾线 夹为 4 ） 防 振 措施按 照规程 规定， 线路应 采取防 振措 施，导 线加装JB 4 型 。FD 4 型 防振锤 进行防 振， OPGW 地线加 装 4D 型 防振锤 进行防 振 。 防振锤 安 装数

13、 量见表 1 1 -3- 2 。表 11-3-2防 振锤安 装数量 表外径（mm）档距（m）D1230030060060090012D22350350700700100022D37.14504508008001200防振锤数量（每档）5 ） 接 地 装置全 线杆塔 均需逐 基接地 ，接地 装置 的工频 接地电 阻应 符合规 程要求 ，接 地 体材料 采用 10 圆 钢。 由于线 路所经 地段 大部分 为砂地 ，土 壤电阻 率高，应 采取延 长接地 体、添 加降阻 剂、 做局部 接地极 板等 措施降 低接地 电阻 。 5 、 杆 塔 与基 础1 ） 杆 塔 选型本 次线路 较长， 地形平 坦，为

14、 降低 造价， 线路直 线杆 采用钢 筋混凝 土门 型 杆，终 端、转 角等耐 张杆采 用铁 塔型式 。2 ） 基 础 选用根 据本工 程地质 条件和 杆塔型 式， 采用不 同的杆 塔基 础。直 线杆基 础采用 预制钢 筋砼底 盘、卡 盘及拉 线盘 基础， 砼强度 等级 不低于 C25 。 角钢塔基 础根据 荷载大 小和地 质情况 分别 采用钢 筋混凝 土独 立基础 、钢筋 混凝 土筏第 8 页 共 17 页板 基础或 桩基础 ，砼强 度等级 不低 于 C30 。三 、 地 面 35kV 变电 站本 矿井已 建成 35kV 变 电 站 ， 该 站距主 工业 场地约 0.3km ， 距 辅助工

15、业 场地约 1.0km ， 该站 为本 矿 、 马 营矿等 服 务。 在满足 规程、 规范 的前提下 ，本次 设计不 再进行 方案比 较及 设备选 型，仅 通过 对全 对 该站进 一步校 验。站 负 荷统一 计算 ，1 、 变 电 站位 置选择本 站作为 本矿井 和 马营 矿井 的 总降站 ，主要 担负着 向矿 井内井 下、地 面 生产系 统供配 电的任 务，根 据 煤炭工业 矿井设 计规 范 GB50215 第 10.1.10 条 的规 定， 变电站 的位 置应便 于进出 高压 输电线 路和靠 近用电 负荷 中 心，并 应按全 年风向 频率布 置在 受粉尘 污染最 小的 地点。变 电站布 置

16、在矿 井主工 业场地 的东 北部， 变电站 站区 内不存 在大雨 漫灌 、 内 涝或洪 水威胁 。2 、 主 变 选择变 电站已 经建成 ，主变 压器采 用 有 载调压型 变压器 ，型 号 S11- 25000/35 ， 额 定电压 ： 3532.5%/10.5kV ， 阻 抗 电压 ： Ud%=8 ， 连接 组别： YN ， d11 。经校验，现有变压器能够满足现有负荷需要。由于用电负荷大，电源线路长、压降大，变电站 35kV 母线电压偏差则较大，因此，采用有载调压变压器可 以有效调节 10kV 系统电压偏差值在合理范围内，保证供电质量。变压器单台主变运行时，正常涌水负荷率 78%，最大涌水

17、负荷率 79%，事故保证率 100%。 3 、 电 气 主接 线该 站规划 的电气 主接线 为： 35kV 、 10kV 母 线 均 为 单 母线分 段接 线， 目 前 35kV 接 线仅 为单母 线， 2 号 电源 进线 、 35kV 分 段、 2 号 电压互 感器尚 未建设 。本次 改造将 完善电 气主 接线， 形成该 站规 划的接 线方式 。矿 井 35/10kV 变 电站 电 气主接 线见附 图 C1739-253-1 。4 、 主 要 设备第 9 页 共 17 页1 ） 配 电 装置该站 35kV 配电装置采用室外装配式设备，采用真空断路器，额定开断电流为 31.5kA，额定电流 2

18、000A。10kV 配电装置采用 KYN28-12 型成套开关柜，配ZN63A-12 真空断路器，主变进线柜和分段柜额定电流为 2000A，其它馈线额定 电流为 1250A。断路器的额定开断电流为 31.5kA。根据馈线负荷，部分回路电流互感器不满足要求，需要更换，跟换型号及 回路见电气主接线附图。上述设备均符合规程、规范要求并能满足本矿实际需要。2）无功补偿及谐波治理由于本矿井无大的非线性设备，谐波电流和无功冲击不会超过规程限定值，因此，暂不采取谐波抑制和动态无功补偿措施。变电站现有无功补偿装置容量为 24200kvar，采用两等分调容方式，可以满足用电负荷的补偿要求，无需 改造。3）二次系

19、统原变电站二次设备已经配置，据建设方介绍，二次系统采用目前成熟的变电站综合自动化系统，采用集中组屏与分散安装结合的构成方式，主要元件的 继电保护配置如下： 主 变压器 ：三相 纵联差 动、复 合电 压启动 的过电 流、 过负荷 、瓦斯（ 含变压 器本体 及有载 调压开 关轻 、重瓦 斯） 、 温度、 油位、 压力 释放保 护 。 电 容器： 速断、 定时限 过电流 、零 序电压 、过电 压、 低电压 保护。 10kV 母 联： 过电 流保护 ，也 可由主 变压器 复合电 压启 动的过 电流保护 以较短 时限跳 开母联 ；4 10kV 馈 出 线 ： 三 段式 电流保 护；5 10kV 系 统

20、单 相 接 地保 护。本 次完善 主接线 和配电 装置后 ，相 应增加设 备，增 加设备 的二次 应与原 系统 衔接良 好。2 条 35kV 线 路和分段 开关新 增电气 设备的 继电保 护和自 动装 置配置 如下：第 10 页 共 17 页35kV 电 源 进 线 ： 三段 式电流 保护。35kV 分 段 开 关 ： 母线 充电保 护；三 段式 电流保 护。自 动装置 ：在电 源进线 上装设 备用 电源自 动投入 装置 。上 述系统 配置完 善后， 能够满 足相 关规程 、规范 的要 求和矿 井安全 生产 的 需要。4 ） 站 用 交直 流电源据 了解， 站用交 流电源 使用 1 号 35k

21、V 线 路直 配变压 器（ 50kVA ） 提 供 一路电 源，另 一路电 源由 10kV II 段 母线 的所变 柜（ 50kVA ） 提供 。两 路电源 可由交 流屏自 动切换 ，保 证所用 电的可 靠性 。直流 系统采 用 100Ah 的 成套直 流系 统。由 于新增 设备不 多，经 校核， 现有 站用交 直流电 源系 统能够 满足需 要， 因 此，保 持原有 系统不 变。5 ） 单 相 接地 电容电 流及消 弧线 圈本 矿井使 用高压 电缆较 多，根 据初 步估算 ，矿井10kV 系 统 接 地 电 容电 流为 42 A ， 按照 煤矿 安全 规程 和 煤 炭工业 矿井设 计规 范 的

22、要 求， 必 须采取 限制措 施。对 于单相 接地电 容电流 的 限 制 ， 本站 原有系 统未配 置消 弧线圈 ，而配置 了消弧 柜。设 计认为 ，消弧 柜仅 能消除 单相接 地产 生的弧 光过电 压， 而不 能 补偿电 容电流 ， 不 符合 煤 矿安全 规程 相关规 定 。 因 此，本 站新 增 2 套 自动跟 踪补偿 消弧线 圈装置 以限 制 10kV 系 统电容 电 流，每 段 母线配 置 1 套 ，以 保证在 任何运 行方 式下， 矿井 10kV 系 统 都 不 会 失去补 偿。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

23、取 K=1.35 ， 装 置 容量 Icx=1.35Ic=1.35 42 = 56.7 （ A ）。 因 此，消 弧线圈 额定补 偿电流 取 100 （ A ）。消 弧线圈 型号为 ZDBG-10 .5 /5-100/J ， 补偿范 围为 5 100A 。 该装 置的 接地变 压器和 消弧线 圈为干 式结 构，并 装在同 一壳 体内， 与 开 关柜同 室布置 。第 11 页 共 17 页10kV 高 压5 、 变 电 站布 置变 电站布 置采用 现有的 布置方 式， 35kV 配 电 装置 、无功 补偿装 置位 于 变 电站北 部，南 部为 10kV 配 电 室 和 二 次设备 室， 主变压

24、器位于 变电 站中部 。 主 变压器 、 35kV 配 电装置 、无功 补偿装 置为室 外布 置，其 他设备 室内 布置。变 电站布 置型式 能够满 足规程 规范 的要求 ，本次 不做 变动。变 电站电 气平面 布置见 附图 C1739-253-2 。6 、 过 电 压保 护及接 地变 电站设 避雷针 3 座 ，高度 30m ， 保护 室外主 变、 35kV 架 构等。 保 护 范围满 足要求 。变 电所高 压配电 装置中 也采取 了雷 电侵入 波过电 压、 谐振过 电压、 操作 过 电压等 保护的 措施。变 电站内 已设置 接地网 ，接地 电阻 满足规 范要求 。7 、 短 路 电流 计算由

25、 于电源 参数尚 未确定 ，为稳 妥起 见，短 路电流 计算 站 220kV 母 线短 路电流 为无穷 大 考 虑 。按 翠微 220 kV最 大运行 方式为 ：电源 线路分 列运 行，矿35kV 变 电 站 主 变 分列 运行。因 基础资 料不完 整，本 初步设 计无 法确定 最小运 行方 式，不 再进行 最小 运行 方 式下的短 路电流 计算。经计算，最大运行方式下，本矿 35kV 母线短路电流有效值为 2.37kA，冲击值为 6.04kA；10kV 母线短路电流有效值为 4.75kA，冲击值为 12.10A。 短 路电流 计算网 络阻抗 见图 1 1 -3-1 。第 12 页 共 17

26、页图 1 1 -3-1短 路电流 计算网 络阻抗 图经 校验， 10kV 母 线所 有电 气设 备均满 足最大 运行 方式下 的动、 热稳 定 要 求。其 中， 10kV 母 线电 流互 感器变 比最小 值要 求为 4 0/5 ， 变电 站 10kV 母 线 所 馈 出 的电 缆截面 最小值 为 35 mm （ 按交联 聚乙 烯绝缘 铜芯电 缆 ，后备 保护动 作时间 为 1.0 秒 考虑 ）。经 校验， 35kV 、 10kV 侧 设备 参数 的选择 满足短 路电 流水平 的要求 。 8 、 火 灾 报警 、视频 监控及 其它火 灾报警 、视频 监控由 矿井消 防系 统和工 业电视 系统 统一考 虑。 9 、 通 信 及调 度自动 化变 电站已 建成投 运，隶 属当地 地调 调管， 通信及 调度 自