第十一章供配电系统(1-18)

伊金霍洛旗东博煤炭有限责任公司煤矿整合改造优化初步设计第十一章内蒙古煤炭科学研究院有限责任公司11—1第十一章供配电系统第一节供电电源东博煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗境内，行政区划隶属于伊金霍洛旗新庙镇。1、电源概况距本矿东北方向4km有温家梁35kV变电站，该变电站主变容量2×25000kVA，出线电压等级为35kV、10kV，10kV侧有出线间隔并有富裕容量。本矿现已形成引自温家梁35kV变电站的双回路10kV供电线路，双回路引自35kV变电站10kV侧不同母线段，导线型号LGJ-240，供电距离4km。2、方案确定根据矿井用电负荷统计表可知，本矿的最大计算负荷为4252kW，计算工作电流I=256A。载流量校验：LGJ-240型架空线路安全载流量I=610＞285A，所以架空线载流量满足要求。电压降校验：设单回电源线路电压降为△u，则△u%=4.252×4×0.257=4.37%5%，满足要求。综上所述，现有双回路电源线路载流量、电压降满足要求。设计确定本矿双回路10kV供电电源引自温家梁35kV变电站10kV侧不同母线段，导线型号LGJ-240，供电距离4km。双回路电源线路正常工作时分列运行，当一回线路故障或检修时，另一回线路可保证矿井全负荷用电。第十一章伊金霍洛旗东博煤炭有限责任公司煤矿整合改造优化初步设计内蒙古煤炭科学研究院有限责任公司11—2供电方案地理接线示意见图11-1-1。第二节电力负荷全矿安装用电设备108台全矿工作用电设备89台全矿安装用电设备8528.5kW全矿工作用电设备7206kW计算最大有功功率4252kW计算最大无功功率3983kvar视在功率5804kVA自然功率因数0.7310kV无功补偿2400kvar380V无功补偿320kvar补偿后功率因数0.96吨煤电耗18.71kWh电力负荷统计见表11-2-1。伊金霍洛旗东博煤炭有限责任公司煤矿整合改造优化初步设计第十一章内蒙古煤炭科学研究院有限责任公司11—3电力负荷统计表表11-2-1序号负荷名称电压(kV)设备数量设备容量需用系数cosφtanφ最大负荷最大负荷利用小时年耗电量（kW.h）×104备注全部工作全部（kW）工作（kW）有功（kW）无功(kVar)视在(kVA)一地面合计675727712256158312651991834二井下负荷1主排水泵1.14316002000.80.80.751601202005280852大巷胶带输送机1.14112002000.70.71.021401432005280743综采工作面1)采煤机3.311117011702)刮板输送机3.3112×5252×5253)锤式破碎机3.3112502504)转载机3.3114004005)可伸缩带式输送机1.14112×2002×2006)乳化液泵站1.14215002507)喷雾泵站1.1421150758)绞车1.142222.822.89)小水泵1.143222.51510)阻化剂喷射泵1.14112.22.2小计15123967.536350.590.71.02214521883064528011334Ⅳ202综掘工作面面1)掘进机1.14112502502)可伸缩带式输送机1.14112×552×55—4电力负荷统计表续表11-2-1序号负荷名称电压(kV)设备数量设备容量需用系数cosφtanφ最大负荷最大负荷利用小时年耗电量（kW.h）×104备注全部工作全部（kW）工作（kW）有功（kW）无功(kVar)视在(kVA)3)局部扇风机1.142160304)锚杆打眼安装机1.141110105)小水泵1.1421157.56)掘进机除尘器1.141118.518.57)液压泵站1.141115158)探水钻机1.14111111小计108489.54520.760.71.0234435149152801825Ⅳ203综掘工作面1)掘进机1.14112502502)可伸缩带式输送机1.14112×552×553)局部扇风机1.142160304)锚杆打眼安装机1.141110105)小水泵1.1421157.56)掘进机除尘器1.141118.518.57)液压泵站1.141115158)探水钻机1.141111119)混凝土搅拌机1.14115.55.510)混凝土喷射机1.14115.55.5小计1210500.54630.760.71.023523595035280186伊金霍洛旗东博煤炭有限责任公司煤矿整合改造优化初步设计第十一章内蒙古煤炭科学研究院有限责任公司11—5电力负荷统计表续表11-2-1序号负荷名称电压(kV)设备数量设备容量需用系数cosφtanφ最大负荷最大负荷利用小时年耗电量（kW.h）×104备注全部工作全部(Kw)工作(kW)有功(kW)无功(kVar)视在(kVA)井下合计41325757.549500.703141316144581660全矿合计108898528.572060.734724442664492494乘以同时系数0.90.73425239835804224510kV电容补偿2400380V电容补偿320补偿后0.96425212634436吨煤电耗（kW.h/t）18.71第十一章伊金霍洛旗东博煤炭有限责任公司煤矿整合改造优化初步设计内蒙古煤炭科学研究院有限责任公司11—6第三节输变电一、送电线路本矿电源电压等级为10kV，采用双回路单母线分段接线方式。10kV双回路电源线路引自温家梁35kV变电站10kV侧不同母线段，导线LGJ-240，线路长度4km。线路采用钢筋混凝土电杆架设方式。经校核，线路载流量、电压降损失均满足要求。二、矿井变电所1、工业广场10kV变电所在矿井工业广场现建有10kV变电所一座，变电所为单层建筑，主要由10kV高压配电室、变压器室、0.4kV低压配电室、主控制室及电容器室等组成。考虑工业广场负荷等因数，最终确定方案如下：10kV高压配电室选用KYZPJ型成套高压开关柜16台，开关柜采用ZN73A-12型真空断路器，直流操作，采用DC220V、65Ah直流电源电动分合闸。10kV侧每段母线均设集中电容补偿装置一套，单套装置最高可补偿容量1800kvar，选用VICMT-10KS2-JG型电容柜自动补偿控制器，VICMT-CR1-JG型电容柜微机保护装置。变压器室设置SGB11-500/10/0.4型干式变压器1台，提供380\220V电压。0.4kV低压配电室选用KYDZ型成套低压配电柜4台，380V低压侧设电容自动补偿装置一套，补偿容量160kvar。2、主井井口房10kV变电所在主井井口房设10kV变电所一座，主要向主井皮带、地面生产系统、空气压缩机、水处理站、锅炉房等设备供电。考虑主井井口附近负荷等因数，最终确定方案如下：变电所采用10kV、660V、380\220V三个电压等级，10kV高压配电伊金霍洛旗东博煤炭有限责任公司煤矿整合改造优化初步设计第十一章内蒙古煤炭科学研究院有限责任公司11—7室选用KYZPJ型成套高压开关柜7台，开关柜采用ZN73A-12型真空断路器。变压器室设置SGB11-2000/10/0.69型干式变压器2台、SGB11-500/10/0.4型干式变压器1台，分别提供660V、380/220V两个电压等级。0.69kV低压配电室选用KYDZ型成套低压配电柜6台，主要向主井皮带、空气压缩机、地面生产系统等馈电；0.4kV低压配电室选用KYDZ型成套低压配电柜4台，380V低压侧设电容自动补偿装置一套，补偿容量160kvar，主要向锅炉房、水处理站、办公楼等馈电。3、防雷及接地保护工业广场10kV变电所、主井井口房10kV变电所分别设2座独立避雷针作防雷保护，保护电站全范围，接地电阻不大于10Ω。变电所内设防止直击雷及雷电波侵入的保护装置，直击雷保护采用避雷带保护方式。在变电所的10kV母线上装设避雷器，防止雷电波侵入对电气设备的破坏。由于高压开关柜内设有真空断路器，容易产生操作过电压，因此，每台真空断路器均装设过电压保护器，防止内部过电压对电气设备的损坏。在变电所内敷设接地网，电气设备外壳、开关柜柜体及变压器中性点（660V系统采用中性点不接地方式）通过接地扁钢连接，接地电阻小于4Ω。三、短路电流计算1、短路电流计算由于矿方无法提供温家梁35kV变电站10kV侧母线短路参数值，设计电源均按无穷大系统进行短路电流计算，即SS=∞，10kV母线相对基准阻抗XS=0。短路电流计算电路见图11-3-1。第十一章伊金霍洛旗东博煤炭有限责任公司煤矿整合改造优化初步设计内蒙古煤炭科学研究院有限责任公司11—8经计算，系统三相短路电流计算结果见下表：三相短路电流计算结果表表11-3-15）主要电气设备选择ZN73A-12型高压开关柜中的主要电气设备技术参数见表11-3-2。主要电气设备技术参数表表11-3-22、继电保护及自动装置工业广场10kV变电所的二次设备采用变电站综合自动化装置，完成变电站的监控及保护功能，同时向上级调度单位提供变电站运行状况信息，完成远动系统RTV(远方终端单元)功能。10kV母线分段设过电流保护。10kV馈出线设有短路保护、过电流保护和单相接地保护，10kV系统项目位置超瞬变短路容量S（MVA）超瞬变短路电流有效值Id(kA)短路全电流最大有效值Ich（kA）短路冲击电流ich（kA）工业广场10kV变电所10kV母线最大运行方式1457.9812.120.3最小运行方式72.53.996.0510.2井下中央10kV变电所10kV母线最大运行方式1397.6511.619.5最小运行方式69.53.835.89.7510kV变电所10kV进线、母联10kV断路器ZN73A-12额定短路开断电流31.5kA动稳定电流峰值80kA4s热稳定电流值16kA10kV电流互感器LZZBJ9-10动稳定电流倍数851s热稳定电流倍数4010kV铜芯电缆最小热稳定截面25mm2伊金霍洛旗东博煤炭有限责任公司煤矿整合改造优化初步设计第十一章内蒙古煤炭科学研究院有限责任公司11—9采用中性点不接地方式供电，单相接地保护动作于信号。变电所采用微机综合自动化保护形式。第四节地面供配电一、10kV供电系统地面10kV用电负荷主要有：主井井口房10kV变电所、矿井通风机变电所及低压配电变压器等。主井井口房10kV变电所、矿井通风机变电所及低压配电变压器等均采用双回电缆供电。二、地面0.69kV配电系统主井皮带、地面生产系统、空气压缩机等均采用660V供电，660V电源由主井井口房10kV变电所660V侧直接馈出，660V每回馈出线及电源进线均装设检漏继电器。主井皮带采用变频控制系统，该系统控制方式可分为集控方式、手动控制方式、就地控制方式和验带方式。正常运行时按集中控制方式运行，验带方式仅作检修用，集中控制时采用单机单动和集中联动方式。集中控制时采用PLC按设定程式运行，逆煤流顺序启动，下级锁闭上级。三、地面0.4kV配电系统1、工业场地10kV变电所0.4kV低压配电室在矿井工业场地10kV变电所设有0.4kV低压配电室，内设1台变压器，型号为SGB11-500/10/0.4kV，500kVA，主要向锅炉房、水处理间、单身宿舍楼、办公楼及室外照明供电，均采用通过电缆沿电缆沟敷设方式。2、主井井口10kV变电所0.4kV低压配电室在主井井口10kV变电所设有0.4kV低压配电室，内设1台变压器，型号为SGB11-500/10/0.4kV，500kVA，主要向锅炉房、水处理间、联合第十一章伊金霍洛旗东博煤炭有限责任公司煤矿整合改造优化初步设计内蒙古煤炭科学研究院有限责任公司11—10建筑、办公楼及室外照明供电，均采用通过电缆沿电缆沟敷设方式。3、主通风机变电所由工业场地10kV变电所10kV侧不同母线段分别引一回YJV22-10000，3×35型电力电缆至主通风机房变电所，变电所内设KYZPJ型高压开关柜2台、S