敖劳不拉煤矿供电设计.docx
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敖劳不拉煤矿供电设计
敖劳不拉煤矿全矿井供电设计
第一节电源
根据《煤矿安全规程》第四百四十一条中规定“矿井应有双回路电源线路，当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷，矿井的两回路电源线路上都不得分接任何负荷”的原则，矿井电源线路采用不共杆架设的10kV供电线路供电。
矿井现已运行的两回路10kV供电电源均引自徐家梁35kV变电站的不同母线，该变电站两台主变容量为2×25000kVA，10kV侧均有出线间隔并有富裕容量，线路均采用LGJ-120型导线，线路长度2km，向本矿井供电。
本区电力系统地理接线如图9-1-1。
图9-1-1地区电力系统接线图
矿井的两回电源线路上都不得分接任何负荷。
正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式，即：
一回路运行时，另一回路须带电备用，以保证供电的连续性。
对现已架设的两趟电源线路导线截面进行验算
1、按经济电流密度初选导线截面
Ig=
=125.43（A）
A=
=102.7（mm2）
选择现已架设的LGJ—120导线，其允许工作电流为307A。
2、按电压损失校验导线截面
查手册LGJ－120、10kV三相架空线路cosΦ=0.95时单位负荷距时电压损失百分数（%/MW－km）为0.395，
所以电压损失△U1=1.52×2×0.395=1.2%＜5%
经验算满足供电要求。
第二节电力负荷
一、电力负荷指标
矿井用电设备总台数76台
矿井用电设备工作台数64台
矿井用电设备总容量3247.8kW
矿井用电设备工作容量3007.4kw
全矿井计算有功负荷1520.8kw
全矿井计算无功负荷1572.34KVAR
全矿井计算视在功率2195.4KVA
矿井全年耗电量9.95×106kWh
矿井吨煤电耗16.58kWh
电力负荷统计表见表9-2-1
表9-3-1电力负荷统计表
序号
负荷名称
电压（kv）
额定
容量
（kw）
数量
容量
需用系数
COSФ
tgФ
最大负荷
最大负荷利用小时
年耗电量kwh×104
全部
工作
全部
工作
有功kw
无功KVAR
视在KVA
一
地面负荷
1
主井输送机
380
1
1
132
132
0.8
0.8
0.75
105.6
79.2
132.00
5280
55.7568
2
压风机
380
1
1
110
110
0.6
0.7
1.02
66
67.32
94.29
4200
27.72
3
生产系统
380
13
13
77.8
77.8
0.4
0.7
1.02
31.12
31.7424
44.45
2500
7.78
4
维修车间
380
3
3
12.5
12.5
0.4
0.7
1.02
5
5.1
7.14
2500
1.25
5
锅炉房
380
2
1
200
200
0.7
0.7
1.02
70
71.4
100
3300
23.1
6
日用消防泵房
380
4
4
20
20
0.7
0.7
1.02
14
14.28
20.00
3300
4.62
7
洗衣房
380
11
11
34
34
0.4
0.7
1.02
13.6
13.872
19.43
2500
3.4
8
照明
380
1
1
130
130
0.8
0.8
0.75
104
78
130.00
4200
43.68
地面合计
36
35
716.3
716.3
409.32
360.9144
547.31
167.3068
表9-3-1电力负荷统计表
序号
负荷名称
电压（kv）
额定容量（kw）
数量
容量
需用系数
COSФ
tgФ
最大负荷
最大负荷利用小时
年耗电量kwh×104
全部
工作
全部
工作
有功kw
无功KVAR
视在KVA
一
井下部分
1
综采工作面
①
采煤机
1.14
580
1
1
580
580
②
刮板运输机
1.14
400
1
1
400
400
③
转载机
1.14
80
1
1
80
80
④
顺槽胶带运输
1.14
150
2
2
300
300
⑤
乳化液泵
1.14
125
2
1
250
125
⑥
喷雾泵站
1.14
45
2
1
90
45
⑦
小水泵
1.14
2.2
2
1
4.4
2.2
⑧
阻化剂喷射泵
1.14
3
1
1
3
3
⑨
防火注浆泵
1.14
30
1
1
30
30
⑩
调度绞车
1.14
25
1
1
18.5
18.5
小计
13
10
1755.9
1583.7
0.7
0.7
1.02
1108.59
1130.7618
11583.7
5280.00
585.3
2
顺槽综掘工作
①
综合掘进机
0.66
206
1
1
206
206
②
喷雾泵站
0.66
5.5
1
1
5.5
5.5
续表9-3-1电力负荷统计表
序号
负荷名称
电压（kv）
额定容量（kw）
数量
容量
需用系数
COSФ
tgФ
最大负荷
最大负荷利用小时
年耗电量kwh×104
全部
工作
全部
工作
有功kw
无功KVAR
视在KVA
③
顺槽胶带运输机
0.66
150
1
1
150
150
④
局部扇风机
0.66
22
2
1
44
22
⑤
小水泵
0.66
2.2
2
1
4.4
2.2
⑥
探水钻
0.66
5.5
1
1
5.5
5.5
小计
8
6
415.4
391.2
0.6
0.6
1.33
234.72
312.18
390.57
5280
123.93
续表9-3-1电力负荷统计表
序号
负荷名称
电压（kv）
额定
容量（kw）
数量
容量
需用系数
COSФ
tgФ
最大负荷
最大负荷利用小时
年耗电量kwh×104
全部
工作
全部
工作
有功kw
无功KVAR
视在KVA
4
中央水泵房
①
主排水泵
0.66
22
3
1
66
22
②
水仓清理绞车
0.66
4.2
1
1
4.2
4.2
小计
4
2
70.2
26.2
0.8
0.85
0.62
20.96
13.00
24.66
5280
11.07
5
大巷运输
0.66
①
大巷皮带
55
1
1
55
55
②
6-1运输巷皮带
220
1
1
220
220
小计
2
2
275
275
0.7
0.7
1.02
192.5
196.35
274.97
5280
101.64
6
井下照明
15
15
15
0.8
0.5
1.73
12
20.76
23.98
5400
6.48
井下合计
2531.5
2291.1
1468.32
1570.59
2154.68
828.42
乘0.95同时系数
1394.904
1492.0605
2046.946
全矿井合计
76
64
3247.8
3007.4
1520.80
1572.34
2195.40
995.7268
表9-3-2变压器选择表
序
号
负荷名称
变电所母线的最大负荷
最大负荷重合系数
考虑第六项时母线最大负荷系数
功率
因数
COSΦ
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β％
保证率％
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
一
中央变电所
225.46
230.11
322.95
1
225.46
230.11
322.95
0.85
2×500
32％
100％
1
6101综采工作面移动变
479.5
489.09
684.93
1
479.5
489.09
684.93
0.74
1×800
86％
2
6101综采工作面移动变
266.14
271.46
380.16
1
266.14
271.46
380.16
0.7
1×500
76％
3
两掘进面移动变
237.06
315.29
394.47
1
237.06
315.29
394.47
0.7
1×500
79％
4
两掘进面局扇移动变
26.4
35.12
44
1
26.4
35.12
44
0.7
1×200
22％
第三节地面供配电
敖劳不拉煤矿地面电气设备供电系统已形成，并通过验收，现对地面变电所的基本情况简要介绍如下：
一、10kV变电所
工业场地现有10kV箱式变电站。
现已运行的两回路10kV供电电源均引自徐家梁35kV变电站10kV侧的不同母线，线路均采用LGJ-120型导线，线路长度2km，向本矿井供电。
变电所设高压室，低压室，主控室和补偿室。
1．地面变电所供电方式
高压侧采用单母线分段供电方式，一回供电，另一回带电备用。
低压侧采用单母线分段供电方式。
2．高压室
10kV配电选用XGN66-12成套高压开关柜17台，采用室内双列布置，高压开关柜内装VSI-12/1250真空断路器，交流操作，手动分合闸。
10KV配出12回，分别向井下配出两回，电容器补偿装置两回，10KV/0.4KV变压器两回，向风机房配出两回，消弧及PT四回，备用两回。
10kV配出线均采用电缆。
3．低压室
选用S9-500/10/0.4变压器两台，单母线分段供电方式，供地面用电，采用三相四线制，中性点接地系统。
低压配电选用GGD2-380成套低压配电柜9台。
低压室与主控室合建。
变压器选用两台S9-500/10，10/0.4kV，500kVA变压器，室内布置，一台工作，一台备用，能保证地面所有负荷的供电。
供地面380/220V设备及照明用电。
3、短路电流计算
根据10KV变电所的布置方式和矿井电力负荷的情况，系统容量按100MVA计算。
系统最大运行方式下“三项短路电流计算结果”及“主要电气设备技术参数”计算结果见表9-3-1和表9-3-2。
图9-3-1等效电路图
表9-3-1三相短路电流计算结果表
项目位置
超瞬变短路
容量S"（MVA）
超瞬变短路电流
有效值I"（KA）
短路全电流最大
有效值Ich（KA）
短路冲击电流ICH（KA）
变电所
10KV母线
61.2
3.4
5.2
8.67
表9-3-2主要电气设备技术参数表
10kV变电站
10kV进线、
母联
10kV断路器
VSI-12/1250
额定短路开断电流25KA
动稳定电流峰值62KA
4s热稳定电流峰值16KA
10kV电流
LZZBJ9-12250/5
动稳定电流倍数82
1s热稳定电流倍数40
10kV铜芯电缆最小热稳定截面16mm2
二、控制、保护及接地装置
变电所二次系统采用变电站综合保护装置。
10KV系统的进线、分段、电容器出线的保护控制单元设在开关柜中。
10KV馈出线设过电流速断和过电压保护。
单项接地保护：
10KV设小电流接地选线装置，在所有10KV电缆出线上安装零序电流互感器构成单项接地保护，单项接地保护作用于信号。
设备保护接地采用环形网状式布置,设备保护接地电阻值不大于4Ω。
三、工业厂区地面供配电系统
地面采用10kV、0.38/0.22kV两种电压等级。
根据目前矿井实际情况，地面10kV变电所选用现有两台S9-500/10，500kVA，10/0.4kV变压器，供地面主井生产系统、日用消防泵房、维修车间、锅炉房、空压机等负荷，均由地面10kV变电所380V侧配出。
矿井南采区主通风机场地设风井变电所，将矿井原有风井变电所的10kV线路及设备移至现有风井变电所。
即两回10kV电源仍由地面10kV变电所的10kV不同母线段配出，线路均采用YJV22-3×25型交联电缆，线路长度0.45km，利用现有的2台S9-315/10，315kVA，10/0.4kV变压器，室外布置，主扇控制室安装GGD2-660型低压开关柜5台，作为低压双回电源进线、配电与联络，4台风机配套起动控制装置向主扇电机供配电。
主扇风机房供电系统见图2011-C1002-253-1。
第三节南采区供配电
一、南采区供电系统设备原则利用矿井北采区的供电设备。
二、井下负荷及井筒电缆的校验
1．井下负荷
井下用电设备总容量2531.5kW
井下用电设备工作容量2291.1kW
井下用电设备计算有功负荷1468.32kW
井下用电设备计算无功负荷1570.59KVAR
井下用电设备计算视在功率2154.68KVA
功率因数：
0.70
电力负荷统计表见表9-3-1
矿井正常涌水和最大涌水时均为一台水泵工作。
2．井筒电缆的校验
根据井下的负荷计算，本矿井采用10kV下井供电，对矿井现有电缆进行验算如下：
（1）按经济电流密度初选导线截面
Ig=
=121.1（A）
选用现有MYJV22－10kV3×50（mm2）矿用交联聚乙烯电缆，其允许工作电流为155A。
（2）按持续允许电流选择电缆（最大涌水时，一条电缆停止供电，一条电缆运行的载流量）：
Ia=155A＞121.1A
（3）按电压损失校验导线截面（两条电缆一回运行，一回备用），入井电缆长度为1100m，查手册MYJV22－10kV3×50线路cosΦ=0.7时单位负荷距电压损失百分数（%/MW·km）为0.501，所以下井电缆的电压损失为：
△U2=（1.1×1.2×0.501）=0.7%＜5%满足要求。
根据矿井地面变电所至上级变电所的电压损失和地面变电所至井下中央变电所的电压损失可知，上级变电所至井下中央变电所总的电压损失为：
△U=△U1+△U2=1.2%+0.7%=1.9%＜5%，满足要求。
根据以上计算入井电缆仍利用原有的两条MYJV22－10kV
3×50mm2矿用交联聚乙烯电缆满足本矿井下的用电需求。
根据《煤矿安全规程》规定，一路电缆出现故障停止送电时，另一回路能够保证最大涌水量时井下全部负荷用电。
两回电缆均由主斜井井筒下井，引至井下中央变电所。
三、井下中央变电所的接线、接地系统及设备选型
根据煤矿井下南采区开采机械设备配备布置图与负荷情况，本设计新建井下10kV变电所，即井下中央变电所。
中央变电所为单母线分段，分裂运行。
井下中央变电所与井下中央水泵房为毗邻硐室。
井下供配电电压采用10kV、1.14kV、0.69kV和0.127kV四种电压等级。
变电所内的高、低压配电设备均选用矿用防爆型。
中央变电所利用矿方原有的PBG-10型高压隔爆配电装置9台和KBZ型隔爆低压馈电开关6台。
利用已有的两台KBSGZY-500/10/0.69kV型矿用移动变电站，担负运输大巷皮带、主井井底、中央水泵设备及照明综保设备的供配电。
其主排水泵双回路电源由中央变电所低压侧不同母线段配出，由于井下中央变电所与井下主水泵房为毗邻硐室，所以在中央变电所设联络。
中央变电所10kV配出5回，其中采区变电所二回、掘面局扇一回，变电所内变压器两回。
中央变电所向采煤工作面移动变电站供电的电源线路，在顺槽入口附近设PBG-10矿用隔爆兼本质安全型高压真空配电装置，该高爆开关作为移动变电站的进线开关。
综采工作面运输顺槽移动变电站的电源电缆采用MYPTJ-10kV3×50+3×35/3+3×2.5型矿用监视屏蔽电缆，在工作面运输顺槽装设KBSGZY-800/10/1140型矿用移动变电站一台，选用QJZ、QBZ矿用隔爆型真空磁力启动器担负工作面采煤机、刮板运输机、转载机1.14kV设备的供电，其负荷电缆选用MYP-1.14kV型矿用移动屏蔽橡套电缆。
工作面顺槽装设另一台KBSGZY-500/10/0.69型矿用移动变电站，选用QBZ型隔爆真空磁力启动器，作为6101综采工作面运输顺槽可伸缩胶带运输机、小水泵、喷雾泵站及回风顺槽防灭火注浆泵、阻化剂喷射泵等低压用电设备的工作电源。
低压电缆均选用MY-660V型矿用移动橡套电缆。
两掘进工作面移动变电站的电源电缆采用已有的MYPTJ-10kV3×50+3×25/3+3×2.5型矿用监视屏蔽电缆至掘进工作面进风顺槽口，装设一台KBSGZY-500/10/0.66kV型矿用移动变电站供配电，选用QBZ型隔爆真空磁力启动器、ZBM-2.5/660/127煤电钻综保装置向掘进工作面的综掘机、喷雾泵站、可伸缩皮带机、小水泵、探水钻、砼喷射机、砼搅拌机、小水泵、煤电钻等设备供电。
低压电缆均选用MY-660V型矿用移动橡套电缆。
两掘进工作面的局扇供电由采区变电所引出一根已有的MYPTJ-10kV3×50+3×25/3+3×2.5型矿用监视屏蔽电缆至掘进面顺槽口，选用一台KBSGZY-200/10/0.66型矿用移动变电站，选用QBZ-4×120SP煤矿风机用隔爆兼本质安全型真空电磁起动器，两掘进工作面局扇的供配电，采用“三专两闭锁”供电系统。
即专用变压器、专用线路、专用开关，风、电、瓦斯闭锁。
由局部通风机供风的地点，其配电设备必须实现风电和瓦斯闭锁，保证在停风和瓦斯超限时，能切断该区域内全部非本质安全型电气设备的电源。
中央变电所、运输巷、工作面运输巷、采煤工作面、移动变电站和设备列车等处应设固定照明。
照明灯具采用隔爆荧光灯。
四、井下电气设备电缆的保护及接地
本矿井属低瓦斯矿井，根据《煤矿安全规程》规定，动力设备均选用矿用防爆型电气设备。
高压隔爆馈电装置内断路器采用真空断路器；40kW以上的电动机配有防爆真空磁力启动器。
井下监控、通讯、信号的各组成设备，选用本质安全型或防爆兼本质安全型设备；带式输送机巷照明灯的间距不得大于30m，综合机械化采煤工作面，照明灯间距不得大于15m；照明灯具选用矿用隔爆型节能荧光灯。
工作面信号、控制选用一套KXH-1型矿用隔爆兼本质安全型通讯信号系统。
照明、通讯、信号和控制用的电缆，应采用铠装或非铠装通信电缆、橡套电缆或MVV型塑力缆。
地面变电所和井下中央变电所高压馈出线上装设的保护装置：
高压馈出线上必须设有选择性的单相接地保护装置；供移动变电站的高压馈出线上，除必须设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护；井下高压电机、动力变压器的高压控制设备应有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。
井下低压馈出线上装设的保护装置：
井下变电所低压馈出线上，除应装设短路和过负荷保护装置外，还必须装检漏保护装置，以保证在漏电事故发生时能自动切断漏电的馈电线路；井下移动变电站或配电点引出的馈出线上，应装设短路、过负荷和漏电保护装置；低压电动机的控制设备，应具有短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置与远方控制装置。
井下馈电开关配有断路、过负荷、漏电保护装置，磁力启动器设有检漏、漏电闭锁、短路、断相、过负荷等保护并可实现远距离启动和停止。
电压在36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、金属构架，铠装电缆的钢带或钢丝、铅皮或屏蔽护套必须设置保护接地。
井下电缆选用煤矿矿用安全标志的阻燃电缆，严禁采用铝包电缆，；在进风斜井、井底车场及其附近可以采用铝芯电缆；其他进点必须采用铜芯电缆。
固定敷设的低压电缆，应采用MY移动橡套电缆。
非固定敷设的高低压电缆，必须采用符合MT818标准的橡套电缆。
移动式和手持式电气设备应使用专用橡套电缆。
敷设电缆（与手持式或移动式设备连接的电缆除外）必须悬挂；电缆不应悬挂在风管或水管上，不得遭受淋水等等。
井下供电网络为中性
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