供电设计 3

发布 2022-07-04 16:02:28 阅读 7248

矿井设计采用双回路供电,一、二回路供电电源均引自玉舍乡110kv/10kv变电所,供电线路选用lgj-95/20型钢芯绞线,供电线路长8.2km;矿井供电有保障。

矿井建成投产前必须落实双回路电源,必须与供电部门签订供电协议,保证矿井供电可靠、安全。

正常情况下,矿井电源采用分列运行方式,一回路运行时,另一回路必须带电备用,以保证供电的联系性。同时,双回路电源与上级变电站之间应设置电力调度专用通信设备。

根据矿区电力负荷及地理位置,结合矿区附近现有电力系统情况,本矿区供电电压等级确定为10kv 是合理的。

矿井达产时矿井10kv变电所10kv母线上计算用电负荷有功功率约1314.3kw,设计线路截面选择如下:

、ⅱ回路:引自玉舍乡110kv/10kv变电所ⅰ、ⅱ号母线端,线路长度约为8.2km,导线电压10kv。

线路工作电流:ij=1314.3/(×10×0.9)=84.3a

导线经济截面:s=ij/j=77.7/1.15=67.6mm2(j为经济电流密度)

设计选择lgj-95型钢芯铝绞线截面为95mm2。

按电压降校验:

单回线路电压损失δu%=1.3143mw×8.2km×0.344/(mw·km)=3.71%<5%,满足要求。

1.2电源运行方式。

设计供本矿的两回电源均为专线,两回电源采用分列运行方式,每回电源能保证矿井全负荷运行,且留有一定的余地,备用电源带电备用。

1.3备用电源自动投入装置。

本设计支都煤矿设地面10kv变配电所,双回路电源采用双母线分段方式,由kyn28a-12型进线柜2台和型联络柜1台。

设计暂为人工切换方式,业主可考虑安设连锁自动切换装置实现自动切换。

本设计两回10kv电源线路均选择lgj-95型钢芯铝绞线,选型见第8.3节。

矿井电源架空线路路径的选择,应尽量利用井田境界或断层煤柱,避免通过塌陷区或初期开采区。10kv及其以下的矿井架空电源线路不得共杆架设。矿井需委托有资质的设计部门对矿井供电电源线路进行施工图设计(如路径选择、导线规格型号、杆塔等等),并委托有资质的安装部分进行安装施工,竣工后经验收投放运行。

地面供电线路可能发生的事故有:断线事故、倒杆事故、架空线路共振事故等。

1)断线事故:由于供电线路的线径较小,导线强度不足或因导线积冰过厚、暴风袭击等原因而导致断线事故。

2)倒杆事故:由于山体滑坡,泥石流冲击或地表塌陷,电杆被撞击等原因引起倒杆事故。

3)架空线路共振事故:导线的振动频率与外力造成的振动频率接近或相同时而产生的共振事故,它也会导致断线或倒杆事故。

1)矿井双回路电源供电线路不得同杆架设;架空电源线路避免同时遭受自然灾害与采煤塌陷区的影响、为尽量减少同时故障的可能性、为提高安全供电的可靠性,所以应走不同的路径,即使同行也应尽量拉开同行距离。如因地理环境等条件的限制使线路之间的距离不易分开,也应尽量拉开两线路之间距离,并适当的增大杆塔及各种材料的安全系数,避免因气候变化等种种原因而使两回线路同时出现故障,使同时发生故障的概率减低。

2)电线杆架设位置,应选在不受滑坡、泥石流影响的地段,尽量避开采空塌陷区及不稳定的排土场内。

3)电线杆的埋设深度不小于规定值,且电杆窝必须挖到硬底,并用混凝土浇注,电杆架设必须牢固可靠。

4)选择导线截面必须根据矿区供电负荷,使导线的机械强度、允许温度符合规定。

5)为防止架空线路共振,应设护线条或防振锤等设施防止共振事故。

6)在冬季应派人巡回检查架空线路,并采取措施排除导线上的积冰,防止因积冰过厚而发生断线事故。

7)户外踏勘及测量输电线路路径时,认真细致的收集当地的气象资料、土壤资料、水文资料及测准线路路径区内的一形一物,为内业设计工作做好充分的准备。输电线路路径的选择应避开**及**物影响范围;避开泥石流道、滑坡、山洪冲沟等特殊地质现象地区,避开水泥厂等污染源范围以及重雾地带等(避开或采取相对应的措施)。

8) 矿井的两回电源线路上都不得分接任何负荷,严禁装设负荷定量器。

二、矿井主变电所。

2.1 主变电所负荷电力负荷。

全矿共安装设备共70台,其中工作55台,设备总容量3765.2kw,工作容量2679.5kw。

全矿有功负荷1709.4kw,无功负荷为1354.9kvar,总视在负荷为2336.

2kva。

矿井电力负荷汇总见表8-2-1。

1)无功补偿方式。

设计采用高压集中无功补偿方式。

2)无功补偿电容量计算。

补偿前功率因数:cosφ0=0.81

预计补偿后功率因数:cosφ=0.91

将自然功率因数从cosφ0提高到cosφ时,所需补偿容量为:

q=p×(tanφ0-tanφ)=p()

779.49kvar

根据计算取补偿电容800kvar

3)补偿后功率因数计算。

本设计采用在10kv高压母线段装设kyn28a-12电容器柜集中补充方式,设计补偿480kvar,补偿计算见表8-2-3。

表8-2-3 无功补偿计算。

经计算补偿后的功率因数已达到0.95,因此补偿是合理有效的。

2.3吨煤电耗。

从上述表可知,有功功率1709.4kw,年最大负荷利用小时数取5000h,则年耗电量为1709.4×5000=8547000kw·h/a,设计年生产能力30万t/a,则吨煤电耗为:

8547000/300000=28.49(度/t)。

2.4变电所设置。

根据以上可知,矿井电力负荷不大,因此设计不设35kv地面变电所。

设计供电方式为在地面设10kv高压配电室,由高压配电室引myjv22-8.7/10 3×50电缆两趟(单趟30m)至变电所经变压器变压后供工业场地设备、井下设备用电。

2.5主变压器选择。

2.5.1变压器台数、型号规格。

地面变压器计算和选型见下表8-2-4。

表8-2-4 地面变压器选型表。

1 地面变电所选择1台容量为800kva的ks11-800/10,10/0.69型变压器供地面绞车、风机、空压机、主井皮带机设备。

2 1台400kva的ks11-400/10,10/0.69型变压器供地面其他设备用电;

3 1台200kva ks11-200/10,10/0.4型变压器作为生活及污水处理站设备地面照明、机修等地面用电。

2.5.2运行方式。

设计上述地面井下变压器除供照明变压器1台外,均采用分列运行方式,均为1用1备方式,上述所选变压器均能满足所供区域全部设备全部工作负荷要求。

上述工作面变压器工作的工作必须保证备用变压器带电备用,以保证供电的连续性。

三、电气主接线及主要电气设备。

3.1各电压等级的电气主接线。

地面电压等级10kv、660v、380v和220v,井下电压等级660v、127v、36v。

10kv高压配电室,配电装置布置在室内,10kv架空导线经穿墙套管引入开关柜,10kv出线为电缆出线。高压配电室主接线方式为单母线分段。

10kv地面变电所变压器为屋外布置,由10kv高压配电室电缆引入变压器,变压器低压出线由电缆引入地面低压配电室。

地面低压配电室配电装置布置在室内,其进出线均采用电缆。低压配电室主接线方式为单母线分段。

3.2无功补偿方式。

无功补偿采用集中补偿方式,在矿井10kv配电所设无功功率补偿,总补偿容量800kvar,补偿后的功率因数大于0.9,见表8-2-3,补偿符合要求。

3.3主要电气设备选择。

3.3.1地面高压配电室。

10kv开关柜: 10kv成套开关柜选用kyn28a-12型高压开关柜,共14个,其中进线柜2个、母联柜1个、电压互感器柜2个、出线柜7个、电容器柜2个。

并联电容器装置:设两组并联电容器装置分别接在两段10kv母线上,每组电容器容量按660kvar配置。

3.3.2地面低压配电室。

主斜井场地低压配电室开关柜:选择ggd型开关柜,共10个。

矿井高压电网,必须采取措施限制单相接地电容电流不得超过20a。地面变电所10kv母线必须装设有选择性的单相接地保护装置。”

本设计10kv电网单相接地电容电流计算如下:

1)根据单相对地电容,计算电容电流:

1.732×314×5×10-9×8.2×10×103=0.22(a)

式中:ω—角频率,ω=2πf=2×3.14×50=314

c——单相对地电容,0.005μf/km即5×10-9f/km。

l——架空线长度,km

u——电网电压,10kv

2)根据经验公式,计算电容电流:

ic=(2.7~3.3)×u×l×10-3=3.3×10×8.2×10-3=0.27(a)

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