供电系统设计8930147.docx
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供电系统设计8930147
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华蓥市老岩湾煤业有限公司（老岩湾煤矿）
供电系统设计
（2012年1月1日审定）
第一节供电电源
矿井采用两回10kV的电源线路供电。
一回电源来自于禄市变电所，线路长10km，采用一趟LGJ-3×120型架空线路输送到井口变电所；另一回电源来自天池变电站，供电距离8km，采用一趟LGJ-3×35型架空线路输送到井口变电所，两回电源均稳定可靠。
根据矿井90kt/a的生产能力和矿井的开拓、开采方式，结合矿井实际情况，本设计将原变、配电设施、场地及部分供电线路进行改造利用。
以满足矿井一类负荷两回路电源线路配、供电的要求。
第二节电力负荷
根据矿井投产时期机电设备布置及使用情况统计详见表3-5-1。
设备总台数43台（其中井下：
28台）
设备工作台数30台（其中井下：
19台）
设备总容量984.7/480.2kW
设备工作容量698.1/383.6kW
有功负荷485.14/239.24kW
无功负荷419.06/226.52kvar
视在功率645.27/330.77kVA
功率因数0.76
补偿用电容器容量300kvar
补偿后功率因数0.97
年耗电量:
234.3×104kW·h
吨煤耗电量:
26.04kW·h
表3-5-1电力负荷统计表（投产时期）
序号
负荷名称
电压V
电机容量kW
总台数
工作台数
设备容量
需用系数
Cosф
计算容量
变压器
总容量
kW
工作容量kW
有功功率kW
无功功率Kvar
视在功率kVA
一
井下负荷
（一）
+200m水平变电所
1
煤电钻
127
1.5
4
2
6
3
0.80
0.80
2.4
1.8
3.00
2
刮板输送机
660
17
2
2
34
34
0.60
0.70
20.40
20.81
29.14
3
探水钻
660
4
6
3
24
12
0.40
0.70
4.80
4.90
6.86
4
泥浆泵
660
2.2
6
3
13.2
6.6
0.40
0.70
2.64
2.69
3.77
5
调度绞车
660
25
1
1
25
25
0.60
0.70
15.00
15.30
21.43
6
架空行人装置
660
30
1
1
30
30
0.60
0.70
18.00
18.36
25.71
7
主排水泵
660
75
4
3
300
225
0.60
0.70
135.00
137.73
192.86
8
局部通风机
660
11
2
2
22
22
0.85
0.85
18.70
11.59
22.00
9
照明
127
4
4
0.90
0.90
3.60
1.74
4.00
小计
660/127
/
26
17
458.2
361.6
0.61
0.72
220.54
214.93
308.77
2×500
（二）
+200m水平变电所（局部通风机）
1
局部通风机
660
11
2
2
22
22
0.85
0.85
18.70
11.59
22.00
小计
660
/
2
2
22
22
0.85
0.85
18.7
11.59
22
1×50
井下合计
660/127
/
28
19
480.2
383.6
0.62
0.73
239.24
226.52
330.77
二
地面变电所
1
主要通风机
380
60
2
1
120
60
0.85
0.85
51
31.61
60.00
2
风机房其他
380
10
1
1
10
10
0.85
0.85
8.5
5.27
10.00
3
主斜井绞车
380
75
1
1
75
75
0.85
0.85
63.75
39.51
75.00
4
地面空压机
380
110
2
1
220
110
0.70
0.70
77
78.56
110.00
5
机修和坑木
380
10
2
1
20
10
0.70
0.70
7
7.14
10.00
6
电工车间
380
10
1
1
10
10
0.85
0.85
8.5
5.27
10.00
7
办公楼
380
10
1
1
10
10
0.70
0.70
7
7.14
10.00
8
矿灯充电
380
4.5
1
1
4.5
4.5
0.70
0.70
3.15
3.21
4.50
9
给水处理
380
5
1
1
5
5
0.70
0.70
3.5
3.57
5.00
10
职工宿舍
380
10
1
1
10
10
0.85
0.85
8.5
5.27
10.00
11
其它
380/220
10
2
1
20
10
0.80
0.80
8.0
6.00
10.00
小计
380/220
/
15
11
504.5
314.5
0.78
0.79
245.9
192.54
314.5
2×400
地面合计
380/220
/
15
11
504.5
314.5
0.78
0.79
245.9
192.54
314.5
全矿合计
/
43
30
984.7
698.1
0.69
0.76
485.14
419.06
645.27
高压电容补偿
-300
补偿后
0.97
485.14
119.06
499.54
年耗电量
kW·h
吨煤电耗
26.04
kW·h/t
第三节地面供配电
在距离井口50m的地面工业广场建变电站一座。
10kV架空进线端装设跌落式熔断器和阀式避雷器两组。
10kV为单母线分段接线，高压开关选用KY-HRGC-Z矿用一般型高压真空开关柜，共13台，其中进线柜4台，母联柜1台，PT柜2台，馈出柜6台。
13台柜成双列三通道布置。
馈出电缆线沿电缆沟敷设。
变电所内低压采用单母线分段接线。
低压控制设备选用KY-HRDZ-1开关柜，共9台，其中：
2台进线柜，2台母联馈出柜，6台馈出柜（共馈出12回线路，其中2回备用）。
1台母联馈出柜分别安设在地面主要通风机房。
井口变电所安设2台S9-400/10/0.4型变压器。
变压器中性点直接接地作地面生产、生活的主要电源。
地面主要通风机房和空压机房动力设备采用双回路供电，其余用电设备采用单回路供电线路，照明为220V，采用三相四线制。
自矿井地面变电所低压配电柜内引两回低压电源至风机房配电点，作为主要通风机的两回路电源，控制设备选用1台KY-HRDZ-12型矿用一般型低压配电柜，做母联馈出柜使用。
以满足矿井主要通风机的双回路供电。
地面电气设备为保护接零，零线作重复接地。
地面变电所设1个接地网，接地网的总接地电阻值大于4Ω。
矿井自然功率因数为0.8，在矿井变电所高压侧上作集中自动补偿，补偿静电电容300kvar，补偿后的功率因数为0.97。
地面供电网络已经形成部分予以改造利用。
第四节井下供配电
井下统一从+200m水平变电所供电。
详见井下供电系统图。
1、+200m水平变电所所供电
矿井入井电压为10kV高压，电缆在地面部份架杆敷设，在井筒部份沿井筒壁悬挂敷设。
设计由地面变电所敷设2回MYJV22-8.7/10-3×50型煤矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装电力电缆，自主平硐入井至+200m水平变电所，电缆全长500m。
在+200m水平变电所安设2台KBSG-500/10/0.69型矿用隔爆型干式变压器，供井下所有设备用电。
另安设1台KBSG-50/10/0.69矿用隔爆型干式变压器，做各掘进工作面局部通风机两回路的“三专”电源。
+200m水平变电所和+200m水泵房主要排水设备满足双回路供电要求。
详见井下供电系统图。
10kV入井高压电缆选型计算：
（1）井下电缆长时总的持续工作电流：
（2）按经济电流密度选择电缆截面：
（3）电缆短路时的热稳定选择电缆截面：
①下井电缆首端三相短路电流稳定值为
②下井电缆的最小热稳定截面为
式中
C—导体材料的热稳定系数，查表C＝93.4
根据计算，由地面变电所敷设2回MYJV22-8.7/10-3×50型煤矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装电力电缆，满足供电要求。
2、井下变电所布置
井下+200m水平变电所硐室用不燃性材料建筑，硐室出口附近5米之内的巷道用不燃性材料支护。
在硐室两端各设一处出口，两个出口均设置既能防水又能防火的密闭门，在平时关闭，平时向外敞开。
当硐室内发生灾变时，密闭门能自动或手动关闭。
向外开的密闭门上装设便于关严的通风孔，门内加设的向外开栅栏门不妨碍密闭门的开闭。
硐室内最高温度不得超过340C，硐室内配备砂箱、砂袋和干式灭火器材等设施。
硐室内设备布置的要求
1、硐室内高压配电设备留有备用位置。
高、低压配电设备分开布置，其间留有大于0.8m的过道。
硐室内不设电缆沟，电缆线路沿硐室墙壁挂设。
电缆穿过硐室密封门处用焊接钢管保护。
2、硐室内所有电气设备外壳设良好的保护接地，接地干线沿硐室内墙壁敷设，距地面0.5m，接地极埋设在附近水沟中，接地干线与井下主接地系统相连接。
3、硐室内照明设备采用KBY－15型127V的照明灯，灯间距离为4m，照明电缆沿硐室拱顶敷设。
4、在硐室入口和硐室内高压电气设备在明显处悬挂有“高压危险”的示牌。
硐室应设置人员值班。
3、井下供电设备选择
台。
井下低压馈电总开关及分路开关均选用KBZ系列矿用隔爆型真空馈电开关。
各类控制设备选用QBZ系列交流软启动器或QBZ系列矿用隔爆真空磁力起动器。
照明选择BZX-4型照明综保。
煤电钻采用ZBZ-4煤电钻综合保护装置。
至采、掘固定设备的电缆均选用MYP系列矿用阻燃屏蔽电缆或MY系列矿用阻燃电缆。
电钻电缆选用MZ型煤电钻电缆。
照明选用MYQ型照明电缆。
4、局部通风机供电要求
该矿按低瓦斯矿井设计，掘进工作面局部通风机采用双风机双电源供电，其中一回采用“三专”供电，另一回为带有选择性漏电保护的供电线路。
掘进工作面的电气设备设风电闭锁、瓦斯电闭锁。
采煤工作面的电气设备设瓦斯电闭锁。
第五节 安全监控与计算机管理
一、矿井生产及安全监控
老岩湾煤矿为低瓦斯矿井，为确保井下安全生产，根据《煤矿工业小型矿井设计规范》和《煤矿安全规程》有关规定，结合本矿井瓦斯等级、开拓方式及采掘工作面的配置情况，在井下各主要地点安设安全监测系统。
本设计采用KJ90NB型煤矿综合监测监控系统，可作为整个矿井网络信息管理系统的一部分，主要监控矿井井上下各处安全、生产参数及电力参数。
监控主机设在工业广场办公楼调度室内，配备多画面显示屏、打印机等，监控模拟量开关量。
安全监测、监控系统共设地面分站1台，井下分站3台，共设37个传感器，需监测的模拟量23个，开关量14个。
各分站设置地点及分站监控传感器详见表8-5-1。
矿井安全监控系统设备配备见表8-5-2。
表8-5-1各分站设置点及分站监控传感器
序号
分站名称
设置地点
监测内容
模拟量
开关量
备注
1
分站1
（中型分站）
地面通风机控制室
风速、负压、通风机开停、风门开闭、总回风巷瓦斯、一氧化碳
4
4
地面
2
分站2
（中型分站）
+200m水平大连大巷
采煤工作面等地点瓦斯浓度、CO、温度及水泵馈电状态等
5
2
井下
3
分站3
（大型分站）
+250m区段运输石门
掘进工作面瓦斯浓度、风筒开停及局扇开停和矿井一翼回风巷等地点瓦斯浓度等
9
7
井下
4
分站4
（大型分站）
+200m水平四连大巷
采煤工作面、CO、温度及采区变电所馈电状态等
5
1
井下
5
合计
23
14
全矿
表8-5-2矿井安全监控系统设备配备表
序号
设备名称
型号及规格
数量
单位
一
地面设备配置
1
一体化监控主机
KJ90NB型（含计算机、KJ90NB型软件、井下分站避雷装置）
2
台
2
稳压器
2
台
3
UPS电源
FD24-F1
2
台
4
打印机
彩喷，A3
2
台
5
井口避雷器
KJFB-1
2
台
二
井下设备配置
使用
备用
总量
1
中型监测分站
KJ90-F8
2
1
3
台
2
大型监测分站
KJ90-F16
2
1
3
台
2
智能低沼传感器
GJ4
14
5
19
台
3
设备开停传感器
GT-L（A）
5
1
6
台
4
风速传感器
KGF15
2
1
3
台
5
负压传感器
GF100F（A）
1
1
2
台
6
风门开闭传感器
GML（A）
2
1
3
台
7
馈电开停传感器
GKT19
4
1
5
台
8
风筒开停传感器
GFT15A
3
1
4
台
9
CO传感器
GT-308
4
1
5
台
10
温度传感器
GW-305
2
1
3
台
11
低压远程断电器
DD-1
4
0
4
台
12
信号电缆
PUVVR1×4×7/0.43
3.5
km
13
信号电缆
PUVVR1×4×7/0.28
4.2
km
14
模拟量传感器电缆
PUVVRl×4×7/0.52
3.0
km
15
接线盒
三通型K-3
15
个
16
接线盒
三通型K-2
20
个
二、地面生产系统就地控制
根据工艺流程的要求，地面生产系统设岗位联系信号，各设备均采用就地控制。
三、计算机管理
为适应矿井现代化管理要求，在矿内建立计算机局域网，将矿井生产及安全监控系统接入计算机局域网，并对矿内各职能部门生成的各种信息集中进行处理，为生产计划的制定提供各种有用资料。
计算机管理中心设在工业广场办公楼内，在矿长、技术负责人、生产经营、安全通风、劳动人事、财务、机电及设备管理等部门设工作站。
矿局域网主机选用网络专用服务器作为网络服务器，各工作站采用计算机，并配置相应软件。
局域网应具有中文显示、多窗口功能，有较强容错能力，多种网卡和兼容性，能满足对Internet的访问及与矿区计算机网联网。
为防止地面雷电波进入井下引起瓦斯，煤尘及火灾的发生，由地面露天架空引入（出）的管道，在井口附近均应将金属体进行不少于两处的集中接地。
第六节通讯及信号
一、行政及调度通信
1．行政通信
鉴于市话通信网已建立，故本设计不再另设行政交换机，供行政办公使用的电话就近接入通信网交接箱。
在调度室设一部接入市话网的专用电话，与上级供电部门通信。
2、生产调度通信
按生产需要，在调度室设CR-95D848型（48门）矿用程控调度总机1台，作为生产调度。
为预防停电而中断通讯，在调度室设UPS电源备用。
地面变电所、主要通风机房、地面调度室、主斜井绞车房、运输调度室、地面空压机房和架空乘人装置室及有关科室，直通调度单机。
矿井通信系统详见：
井上下通信系统示意图。
3、井下通信
下井通讯线经安全栅。
选用HUYAV-20（2×0.8）型电缆2根，敷设于暗斜井两侧，在井下用联络电缆将两根电缆构成迂回通道，当任一电缆出现故障时，可迅速转接保证井下电话畅通。
如通讯线与动力线在同一侧时,应在动力线之上,其距离应大于0.3m。
井下电话机选用CB-2C11型本安电话，作为井下各采、掘工作面、工作面上下出口、各变电所、采区轨道上山绞车房、上下车场、回风巷、运输大巷、石门、201采区1号总回风石门等的固定通信。
4、地面通信
工业场地通信线架空敷设，与动力照明线网同杆架设时通信电缆高度距地＞5m。
二、信号装置
1、井下信号
主提升绞车和采区轨道上山，提升系统设TXH-2型多功能斜井提升信号系统；井下煤装载点安装声光信号；井下机车安装随车声光信号，在机车运输巷的各个车场、风门及转弯处安装机车运行信号指示。
2、地面信号
地面运输装载点与卸载点安装声光信号和直通电话。
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