2019煤矿矿井供电设计

新临江煤矿(水井湾矿井)

供电设计

(一）矿井电源

设计矿井采用两回电源线路供电，一回、二回电源来自大竹木头变电站不同电源母线端，电压10kV ，供电距离2km ，采用一趟LGJ-3×70型架空线路输送至地面变电所。

（二）电源线路安全载流量及电压降校核 1、按经济电流密度选择电源线路截面 全矿计算电流：）

（A 17.699

.01032.1078=⨯⨯=

I

14.6015

.117.69===

J I A n e 2

mm 来自大竹县木头变电站的不同母线段导线型号均采用LGJ-3×70。 60.142

mm ＜702

mm ,满足供电要求，并留有余地。

式中：矿井最大有功负荷1078.2kW 。 2、按长时允许负荷电流校验电缆截面

线路LGJ-3×70允许载流量：环境温度为25℃时为275A （查表），考虑环境温度40℃时温度校正系数0.81，则Ix=275×0.81=222.75（A ）

Ix=222.75A ＞I=69.17A 3、电源线路压降校核

供电线路LGJ-3×70/10kV 单位负荷矩时电压损失百分数：当cos ∮=0.9时为0.644%/MW.km(查表)

则电源线路电压降为：△U 1%=1.0523×2×0.644%=1.36%＜5%

式中：电源线路长取2km 。

来自大竹县木头变电站不同母线段两回电源线路电压降均符合要求。 （三）电力负荷

1、矿井采用机械化采煤，投产时期即为最大负荷时期。机电设备布置及使用情况统计详见表10-1。

设备总台数 47台 设备工作台数 36台 设备总容量 1653.25kW 设备工作容量 1421.65kW 有功负荷 1078.2kW 无功负荷 801.54kvar 视在功率 1346.33kVA 功率因数 0.82

按补偿后功率因数达到约0.95，则所需补偿电容容量为

⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛---=1cos 11cos 1202ϕϕP Q ⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-⨯--⨯=195.095.01

182.082.012.1078Q =377.38kvar

考虑到电容易的配置及矿井负荷的变化情况，变电所电容易室安装BFMR11-420-3W 型高压电容自动补偿装置2套，补偿无功功率420kvar 。补偿后：

无功功率： 381.54kvar 视在功率： 1145.24kVA 功率因数： 0.95

矿井投产时年耗电量：2632802kW.h，吨煤电耗29.24kW.h/t。

表10-1 电力负荷统计表（投产时期、最大负荷时期）

（四）送变电

1、短路电流计算及主要设备校验

矿井10kV 变电所两回电源分别取自大竹县木头变电站的不同母线段，由于缺乏变电站的相关短路资料，设计按变电站馈出柜中断路器额定开断电流（25kA ）和线路阻抗较小的电源线路（LGJ-3×70/2km ）进行短路电流计算：

1）地面变电所10kV 侧系统短路电流计算

选取基准容量，一般取S d =100MVA,由U d =U c ,得U c1=10.5kV,U c2=0.4kV,得

kV

MVA U I c d 5.1031003S 1

d 1⨯=

=

=5.50kA

2）计算各元件的电抗标幺值

（1）电力系统的电抗标幺值：kA

kV MVA S X oc s 255.103100S d *

⨯⨯==

=0.22 （2）10kV 架空线路电抗标幺值：

2

2d 0*

5.10100235.0S ）（kV MVA

km U l

X X c

WL ⨯⨯===0.63 （3）总电抗标幺值和短路电流及短路容量

①总电抗标幺值：*

**1

WL s X X X +=∑=0.22+0.63=0.85

②三相短路电流周期分量有效值85

.050.5*

111

kA

X I I d k =

∑==6.5kA ③各三相短路电流

10kV 母线侧短路电流为:1"k I I I ==∞=6.5kA

10kV 母线侧短路稳态电流为："51.1I I sh ==1.51×6.5kA=9.82kA 10kV 母线侧短路冲击电流为："55.2I i sh ==2.55×6.5kA=16.58kA

3）三相短路容量

10kV 母线侧短路容量为：85

.0100*

)3(1

1

MVA X S S d

k =

∑=

=117.65MVA 地面变电所采用HXGN-12型高压开关柜，主接线采用单母线分段。高压开关柜额定电压12kV ，额定电流630A ，额定短路开断电流31.5kA ，额定动稳定电流50kA ，额定热稳定电流（4s ）16kA 。采用开关柜及真空断路器允许通过的最大电流峰值大于三相短路电流冲击值，符合要求。

表10-2 10kV 变电所主要设备选择及校验结果表

注：表中分子为计算值，分母为设备参数。 2、电气主接线

矿井10kV 主变电所设于主平硐工业场地，根据变电所负荷、电源及出线回路数变电所的10kV 主接线采用单母线分段接线。

3、主要电气设备选择

矿井地面主变电所采用HXGN-12型交流金属闭封环网开关柜；采用GGD2型低压配电柜；高压开关柜成单列双通道布置。

4、所用电及操作电源