煤矿供电设计计算

第十章电气

第一节供电电源

距该矿1.2Km处有原鸡西矿务局大通沟煤矿变电所60/10KV 变电所一座，原大通沟煤矿破产后，该变电所移交鸡西电业局滴道区农电所管辖，变电所内设0.5MVA、60/10变压器两台、分裂运行方式。该矿两路独立电源分别来自大通沟农电所10KV侧两个盘,经两趟LGJ-120钢芯铝绞线架空线供电，供电距离1.2Km；该矿供电电源可靠。

第二节电力负荷

为满足该矿井15kt/a生产能力的设计要求，依据井下开拓生产布局和地面生产生活设施设计。该矿电力负荷如下：全矿用电设备安装台数120台，其中工作台数86台，设备总装机容量5149KW，工作电机总容量3522KW。

计算负荷：

最大涌水量时，有功负荷P Z=2702KW，无功负荷

Q=1826KVA，视在功率S=3261KVA，自然功率因数为0.83。

第三节矿井电源线路计算与校验

一、短路电流计算

根据10KV变电所的布置方案和矿井电力负荷的情况，10KV 系统容量在系统最大运行方式下“三相短路电流”及“主要电气设备技术参数”计算结果见下表：

三相短路电流计算结果表

主要电气设备技术参数表

二、补偿电容容量的计算与选择

矿井补偿电容按井上低压和高压集中补偿方式进行。

1、地面低压补偿部分计算

根据公式：

Q c=P z(tgφ1- tgφ2)=630(0.71-0.484)

=140KVAR

在地面变电所低压室设GCS-05电容补偿柜两面，总补偿容量

总计为180KVAR 。

补偿后无功功率为445-180=265 KVAR

补偿后功率因数为cos(tg-1265/630)=0.92

2、地面高压补偿部分计算

根据公式：

Q c =P z (tg φ1- tg φ2)=2702(0.61-0.484)

=338KVAR

在地面变电所高压室设XGN2A-12Z-03Z 电容补偿柜两面，补偿容量总计为600KVAR 。

补偿后无功功率为1811-600=1211KVAR

补偿后功率因数为cos(tg -11211/2756)=0.92

式中 P Z ----变电所地面高、低压室总有功功率，KW ；

tg φ1----与补偿前功率因数 ；

tg φ2----与补偿后功率因数cos φ2；

无功功率补偿采用高、低压集中补偿方式后，在地面变电所功率因数已达到0.92(见负荷统计表)。

三、矿井电源架空线路的选择及有关计算

1)按长时允许电流选择架空线路截面

A 1742

9.00132756=⨯⨯==≥ϕcos U 3P I I x z g 25℃

式中I25℃----环境温度为25℃时导线(包括架空线及电缆线路)长时允许电流密度(允许载流量) ，A，查手册取；

I g----线路长时最大工作电流，A；

查表，LGJ-120长时允许电流主为380A。

原矿井架空线载流量满足要求。

2)按允许电压损失计算(校验)原矿井架空线电源线路

(1)矿井变电所供电电源线线路

按LGJ-120长时允许电流主为380A。

42

⨯

=％

=

.0=

3.3

Δu％M

％

ΔU％ 1.4

式中ΔU％----实际电压损失百分数；

Δu％----单位负荷矩电压损失百分数，％查手册LGJ-120、1-KV线路Δu％=0.42％

M----负荷矩，kw(或MW)·Km ,；

M=P Z L=2.756×.2=3.3MW·Km

(2)地面架空线及入井电缆电压损失百分数合计为：

1.4％+1.93+1.1%=4.4％＜5％

注：入井至-175西采变电所压降百分数计算见后。

式中5％----允许电压损失百分数, 允许电压损失百分数按《供电设计规范》，一般配电线路可取5％；

结论：该矿电源线路径为LGJ-120，允许载流量和电压损失满

足要求。

第四节供电方案及变配电

一、供电方案

根据该煤矿井上、下负荷分佈的特点，为满足不同设备对其配电电压的不同要求，综合考虑到经济、合理、安全运行的需要，该设计对井下生产用电，主、副提升绞车和抽排瓦斯泵站采用高压供电，地面其它生产、辅助生产、生活用电采用低压供电。

矿井地面工业广场内设10/6/0.4KV变电所，变电所内设高、低压配电室。高、低压配电室采用单母线分段方式运行。

独立的高压馈出线路共计六回，其中，接引于不同母线段的两回路下井至-175水平中央变电所的高压电源，一回路为所内一台10/6kv，2000KVA变压器的高压电源，一回路作为后期二段绞车电源250KV变压器，其余备用，高压开关柜选用XGN2A－12（Z）型高压真空箱型固定式开关柜，电磁操作机构，并柜内分段设置高压接地保护装置，用于高压馈出线路的单相接地故障的实时监测与

保护。

地面变电所设两台S9-630/6/0.4-11变压器。正常情况下分列运行，当一台变压器故障时，单台运行时变压器负荷率0.87，满足设计规范要求。

井下-175水平中央变电硐室选用二台矿用隔爆型干式变压器KBSG-630/6，6/0.69KV，一台故障时可保证井下全部负荷用电。

二、线路及开关设备的保护

为防止雷电波入侵，在6(10)KV电源进线终端和各开关柜6KV 母线上，均装设避雷器。为防止真空断路器操作过电压，高压真空开关柜内设有组合式金属氧化物避雷器。

第五节地面供配电

一、地面供配电的运行方式

地面变电所10kV系统采用单母线分段，选用XGN2A-12(Z)型高压真空开关柜。

低压0.4KV系统采用单母线分段方式运行，三相四线制系统。