煤业公司供电设计说明书

目录

目录 (1)

第一章供电电源 (2)

第二章电力负荷 (2)

第三章地面供配电 (5)

第一节矿井地面35kV 变电站 (5)

第二节主井场地10kV 变电所 (6)

第三节供配电系统 (10)

第四章井下供配电 (8)

第一节井下负荷及井筒电缆的选择 (8)

第二节井下变电所接线系统及设备选型 (24)

第三节井下高、低压配电系统井下接地，照明及采掘工作面供电

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第一章供电电源

山西柳林汇丰兴业曹家山煤业有限公司地处柳林县境内。本矿在

风井场地已建一座35kV 变电站，本次设计中一回35kV 电源引自南

山110kV 变电站35kV 母线段，另一回35kV 电源线路引自穆村

110kV 变电站35kV 变电站。两回线路均采用LGJ－120mm 2钢芯铝铰线，两回电源线路一回工作，一回（带电）备用，当任一回路发生故障停止供电时，另一回路能保证矿井全部负荷供电。

南山110kV 变电站位于该矿井井田北北方向约5km ，安装有 2 台三绕组变压器，其容量为 2 X 40MVA，电压为110/35/10kV ，电源可靠，供电质量有保证。

穆村110kV 变电站位于该矿井井田西北方向约9km 。安装 2 台变压器，其容量均为2X 40MVA ，电压为110kV/35kV/10kV ，电源可靠，供电质量有保证。

第二章电力负荷

本次设计中，矿井达产时，35kV 变电站10kV 母线侧计算负荷如下：

设备总台数：226 台

设备工作台数：187 台

设备总容量：10708.42kW

设备工作容量：9126.16.16kW

计算有功功率：4798.77kW

计算无功功率：

3332.56kVAR

自然功率因数：

0.82

无功功率补偿：

1800kVAR

补偿后无功功

率：1532.56kVAR 补偿后视在功

率：5037.55kVA

补偿后功率因

数：0.95

矿井年耗电量：15.71 X 106kW?h

矿井吨煤耗电

17.46kW ?h 量：

变压器选择表附下一页：

变压器选择表

第三章地面供配电

第一节矿井地面35kV 变电站

矿井现有35kV 变电站一座，建于风井场地。本次设计矿井利用原有35kV 变电站，35kV 、10kV 配电装置设计分别为KYN61-40.5 型、KYN28A-12 型。

主变压器已有S7-6300/35 双绕组变压器 2 台，容量为

6300kVA，电压为35 士2 X2.5%/10.5kV，联接组标号为Y/△-Il 。两台主变压器正常情况下 1 台工作、 1 台备用，负荷率为80% ，负荷保证率为100% 。

一、供电电源的校验

两回35kV 电源线路一回引自南山110kV 变电站35kV 母线侧，导线型号LGJ-120 ，供电距离约为6.273km ；另一回引自穆村110kV 变电站35kV 母线侧，导线型号LGJ-120 ，供电距离约为7.512km

1 、矿井35kV 电源线路压降为：

LGJ-120 当=0.95 时，

，则

v 5% 满足要求

P=4798.77kW（见负荷统计表）

L=7.512km （由于架空线路型号相同，只取线路最长的进行校验）

2、安全载流量校核

矿井线路计算电流：

LGJ-120 线路载流量为380A ：380A>83.33A ，满足要求。通过以上计算，矿井地面工业场地35kV 变电站现有电源线路满足变更后的要求。

该35kV 变电站承担矿井地面及井下的全部负荷供电任务。电压等级：矿井地面为35kV/10kV/660V/380V/220V ；井下为

10kV/1140V/660V/127V 。

第二节主井场地10kV 变电所

本次设计矿井利用现有10kV 变电所，10kV 配电装置采用了

KYN28-12Z型开关柜，0.69kV及0.4kV配电装置均采用了GCS型低压开关柜。

一、供电电源的校验

该 10kV 变电所两回 10kV 电源线路分别引自矿井 10kV 不同母线侧，导线型号 LGJ-95 ，供电距离约为

1 、矿井 10kV 电源线路压降为：

LGJ-95 ， 当

，则

v 5% 满足要求

其中： P=1352.02kW （ 见负荷统计表 ） L=0.55km

2、安全载流量校核

35kV 变电站 0.55km 。

=0.90 时，

矿井线路计算电流：

LGJ-95 架空线路载流量为335A ：335A>85A ，满足要求。通过以上计算矿井地面主井工业场地10kV 变电所现有电源线路满足变更后的要求。

主接线方式及主要设备选型

矿井主井场地10kV 变电所设有10kV 、0.69kV 、0.4kV 配电装置。为确保矿井供电可靠性，10kV 、0.69kV 、0.4kV 系统均采用单母线分段接线方式，具有接线操作简便、调度检修灵活、投资省、占地面积小的优点。0.69kV 及0.4kV 侧均采用了低压自动补偿装置，使功率因素提高到0.90 以上。

变压器安装S11-M-1600/10 10/0.69kV 变压器 2 台，S11-M-1000/10

10/0.4kV 变压器2 台。正常情况下变压器均为1 台1 工作，1 台备用；经验算，所安装的变压器均能满足矿井变更后负荷变化的需要。负荷率分别为33.1% 和64% ，负荷保证率均为100% 。

第三节供配电系统

矿井地面高压配电系统采用放射式，采用10kV 供电，低压配电

380V 系统采用TN-C-S 系统，动照合一，配电方式以树干式和放射式为

主，个别距供电点远，彼此相近、容量较小的用电设备采用链式配电。

矿井35kV 变电站分别以两回10kV 线路向地面生产区10kV 变电

所、主通风机房、井下主变电所，以一回10kV 线路向多电源试验装置供

电。

地面生产区10kV 变电所以双回10kV 线路向生活办公区10/0.4kV

变电所；以双回0.38kV 线路向主、副空气加热室、消防水泵房、生活污

水处理车间、联合建筑等负荷供电；以单回0.38kV 线路向机修间、坑木

房等负荷供电；以两回0.66kV 主井胶带输送机、副井提升机以及生产

系统供电。

工业场地内的室内、外照明与动力合用变压器。为减少电压波动

对照明的影响，照明出线做到三相平衡。

第四章井下供配电

第一节井下负荷及井筒电缆的选择

一、井下主变电所

由于井筒及井下负荷的变化，井下负荷统计作相应调整。下井电缆设计采用双回路，电缆型号MYJV22-8.7/10 3 X 150，长度为1000m, 沿主斜井敷设至井下主变电所，两回线路一回工作，一回备用。

主变电所设备及供电方式仍采用原有设备及供电方式。考虑到井下4 号煤和8 号煤两层煤开采，经核算，采用了0.65 的同时工作系数。

1 、变更后井下负荷统计: 用电设备总台数：103 台；用电设备工

作台数：96 台；用电设备总容量：6468kW ；用电设备工作容量：6071kW ；井下最大负荷有功功率：2761.75kW ；井下最大负荷无功功率：2071.31kvar 视在功率：3452.18kVA 。

2、井筒电缆选择及校验

从地面35kV 变电站10kV 不同母线段引两回电源向井下供电，下井电缆经主斜井井筒敷设至主井底变电所。根据负荷统计，下井电缆仍采用MYJV22-8.7/10 3 X 150型煤矿专用交联电力电缆，供电距离

1.0km 。经验算，两回电源电缆除保证供电质量外，当任一回电源电缆故障时，另一回可满足所供负荷正常用电。

( 1 )按经济电流密度

流过电缆的长时最大工作电流I N

根据矿井年最大负荷利用时间在5000h 以上，则电缆的电流密度J 选取： 2.00A/mm 2。

则：电缆截面A

根据经济电流密度及机械强度热稳定检验最小选取电缆截面120mm 2，本矿井现有两回下井线路为150mm 2，满足变更后的要求。

(2) 按长时允许载流量校验

I p》I N

150mm 2交联聚乙烯绝缘电缆长时允许载流量为365A ，

I P=365A > I N =199.32A。

(3) 按允许电压损失检验

查表求得10kV 交联聚乙烯绝缘电缆单位负荷距时的电压损失百分数，当cos=0.8 时，

u%=0.2% ，则

U%=

u%PL=0.2% X 2.76175 X 1.0

0.55% v 5.0%

其中：P=2761.75kW ;

L=1.0km

电缆选型结果：

根据上述计算结果，主井下井电缆采用MYJV 22-8. 7/1 0kV 3

150mm 2型矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆满足要求。

二、8 号煤层采区变电所该变电所为井下新建变电所，电源引自井下主变电所10kV 不同母线段，电缆型号MYJV22-8.7/10kV 3 x

150mm 2，供电距离 1.4km 。

1 、所供负荷

用电设备总台数：51 台；

用电设备工作台数：48 台；

用电设备总容量：3563kW ；

用电设备工作容量：3371kW ；

井下最大负荷有功功率：2399.10kW ；

井下最大负荷无功功率：2299.72kvar

视在功率：3323.31kVA 。

2 、电缆选择及校验

从井下主变电所10kV 不同母线段引两回电源向8 号煤层采区变电所供电。根据负荷统计，下井电缆选用MYJV22—8.7/10 3 x150 型煤矿专用交联电力电缆，供电距离1400m 。经验算，两回电源电缆除保证供电质量外，当任一回电源电缆故障时，另一回可满足所供负荷正常用电。(由于8 号煤首采面距离主变电所较近，所以8 号煤首采工作面供电暂时由主变电所承担。)

( 1 )按经济电流密度

流过电缆的长时最大工作电流I N

根据矿井年最大负荷利用时间在5000h 以上，则电缆的电流密度J 选取2.00A/mm 2。

则：电缆截面A

根据经济电流密度及机械强度热稳定检验最小选取电缆截面

120mm 2，本次变更设计选用两回电源线路为150mm 2。

(2) 按长时允许载流量校验

I P>I N

150mm 2交联聚乙烯绝缘电缆长时允许载流量为365A ，

I p=365A > I N =191.87A满足要求。

(3) 按允许电压损失检验

查表求得10kV 交联聚乙烯绝缘电缆单位负荷距时的电压损失百

=0.8 时，

分数，当cos

u%=0.2% ，则

U%=

u%PL=0.2% x 2.3991 x

1.4=0.67%

下井电缆压降为：0.55%

贝8号煤电缆压降为：0.67%+0.55%=1.22% V 5.0% 满足

要求其中：P=2399.10kW

L=1.4km

电缆选型结果：

根据上述计算结果，8 号煤层采区变电所两回进线电缆选用