【文章內容簡介】 14 噸煤電耗 () 礦井后期開采電力負荷 根據(jù)開拓布置礦井后期開采其他采區(qū)時電力負荷有一定的變化，應及時補充采區(qū)設計重新統(tǒng)計后期負荷 。 礦井供電電壓等級 （ 1）地 面高壓為 10kV； （ 2）地面低壓為 380V、 220V； （ 3）井下高壓為 10kV； （ 4）井下低壓為 660V、 127V。 變壓器選擇 礦井采用 10kV 電源直接供電。根據(jù)礦井用電負荷分布情況、礦井開拓方式，同時考慮各用電負荷的供電質量及規(guī)程、規(guī)范對有關供電負荷的特殊要求，礦井供電系統(tǒng)設計為地面供電系統(tǒng)、井下供電系統(tǒng)（其中井下局部通風機為獨立的供電系統(tǒng)）。各供電系統(tǒng)供電變壓器選擇如下。 地面主斜井工業(yè)場地供電變壓器選擇 主井地面設備供電變壓器設兩臺，一臺工作，一 臺備用；地面設備 有功負荷 ，每臺變壓器的容量為： ?cosPkSe ?? ?? =(kvA) 式中： PZ —— 變電所有功功率， ； k— 設備同時使用系數(shù)，取 k=； cosΦ —— 自然功率因數(shù)， 。 根據(jù)上述計算，主井地面供電選取 S11630/10/ 型變壓器兩臺供地面負荷。 供電變壓器總負荷率： NeSSk? ?? =% 式中： Se— 設備計算容量， ； k— 變壓器負荷率； SN— 選用變壓器容量， 630kvA； 供電保障系數(shù) 由于 SN﹥ Se，保障系數(shù)為 100%。 地面副斜井工業(yè)場地供電變壓器選擇 副斜井工業(yè)場地設備供電變壓器設兩臺，一臺工作，一臺備用； 有功負荷 ，每臺變壓器的容量為： ?cosPkSe ?? ?? =217(kvA) 式中： PZ —— 變電所有功功率， ； k— 設備同時使用系數(shù)，取 k=； cosΦ —— 自然功率因數(shù)， 。 根據(jù)上述計算， 副斜井工業(yè)場地 供電選取 S11315/10/。 供電變壓器總負荷率： NeSSk? 1532217?? =% 式中： Se— 設備計算容量， 217kvA； k— 變壓器負荷率； SN— 選用變壓器容量， 315kvA； 供電保障系數(shù) 由于 SN﹥ Se，保障系數(shù)為 100%。 井下局部通風機供電變壓器選擇 設計掘進工作面實行雙風機雙電源運行方式，備用局部通風機均采用“三專供電”，備用局部通風機由另一獨立電源供電，工作風機與備用風機能夠自動切換。正常 情況下一臺變壓器向二臺工作局部通風機供電。當工作局部通風機因故停止運行時，由另一電源供電的備用風機自動投入運行，保證掘進工作面正常供風。因此變壓器的容量為： ?cosPkSe ?? ?? ＝ (kVA) 式中： PZ —— 有功功率， 54kw； k設備需用系數(shù) ,取 1； cosΦ —— 井下電網自燃功率因數(shù)， 。 根據(jù)上述計算，局部通風機供電選取 KBSG100/10/ 變壓器兩臺。 供電變壓器總負荷率： NeSSk? ?? =% 式中： Se— 設備計算容量， ； k— 變壓器負荷率； SN— 選用變壓器容量， 100kvA； 供電保障系數(shù) 由于 SN﹥ Se，保障系數(shù)為 100%。 井下采面供電移動變壓器選擇 采面移動變壓器設一臺，有功容量 ，變壓器的容量為： φcos∑ PkSe = ?? ＝ (kVA) 式中： PZ —— 有功功率， ； k設備同時使用系數(shù) ,取 1； cosΦ —— 井 下電網自燃功率因數(shù)， 。 根據(jù)上述計算，工作局部機供電選取 KBSGZYT630/10/ 變壓器一臺。 井下其余設備供電變壓器選擇 井下其余設備供電變壓器設兩臺 ； 有功負荷 458kw，計算變壓器的容量為： ?cosPkSe ?? ?? =564(kvA) 式中： PZ —— 變電所有功功率， 458kw； k— 設備同時使用系數(shù)，取 k=； cosΦ —— 自然功率因數(shù)， 。 根據(jù)上述計算， 井下其余設備供電變壓器 選取 KBSG630/10/ 型變壓器兩臺。 供電變壓器總負荷率： NeSSk? 6302564?? =% 式中： Se— 設備計算容量， 564kvA； k— 變壓器負荷率； SN— 選用變壓器容量， 630kvA； 供電保障系數(shù) 由于 SN﹥ Se，保障系數(shù)為 100%。 井下中央變電所電變壓器選擇 在井下中央變電所設置一臺中央變電所安裝 1 臺 KBSG 50/10/ 變壓器向中央變電所與水泵房照明控制供電 電氣主接線及主要電氣設備 各電壓等級的電氣主接線 電壓等級 地面井下高壓為 10kV，地面低壓為 380V、 220V，井下低壓為 660V、 127V。 各電壓等級的電氣主接線 各電壓等級的電氣主接線：詳見礦井井上下供電系統(tǒng)圖。 （ 1）主斜井工業(yè)場地 10kV電源線電氣主接線及 10kV變電所電氣主接線方式 引自清水35 kV 變電所10 kV 母線 L GJ 2 40 /2 km （Ⅱ） 引自清水35 kV變電 所10kV 母線 LGJ 240/2 km（Ⅰ） 礦井10kV變電所 （ 2）主斜井皮帶機 10kV電氣主接線方式 （ 3）副斜井工業(yè)場地 10kV電源線電氣主接線及 10kV變電所電氣主接線方式 副井工業(yè)場地1 0 k V 變電所 （ 4）瓦斯抽放泵房 10kV電氣主接線方式 瓦斯抽放泵房 （ 5）通風機房 10kV電氣主接線方式 抽風機房 （ 6）地面主斜井工業(yè)場地低壓電氣主接線方式 主井工業(yè)場地1 0 k V 變電所低壓 （ 7）地面副斜井工業(yè)場地低壓電氣主接線方式 副井工業(yè)場地1 0 k V 變電所低壓 （ 8）井下 10kv高壓電氣主接 線方式 高壓起動器高壓起動器 高壓起動器 （ 9）井下低壓電氣主接線方式 ①局部通風機電氣主接線方式 ② 井下 除 局部通風機以外供電設備電氣主接線方式 無功補償方式及無功補償電容量計算 為了提高礦井用電的功率因數(shù)，設計采用高壓集中無功補償及低壓分區(qū)無功補償方法，裝設兩套 TBB型電容無功補償裝置，補償容量計算如下： 低壓無功補償電容量計算 1）主斜井場地供電區(qū)域無功補償電容量計算 主斜井場低壓地供電區(qū)域安裝負荷 ，工作負荷 ，按工作負荷的 30%配置低壓補償電容量， Q低 =179。 =245kvar，選擇 DBJK240型低壓無功補償柜 1臺，補償后功率因數(shù)為 。 2）副斜井場地低壓供電區(qū)域無功補償電容量計算 副斜井場地低壓供電區(qū)域安裝負荷 355kW，工作負荷 344KW，按工作負荷的 30%配置低壓補償電容量， Q 低 =344179。 =，選擇 DBJK90 型低壓無功補償柜 1 臺，補償后功率因數(shù)為。 3）井下掘進局扇供電區(qū)域無功補償電容量計算 井下掘進局扇供電區(qū)域安裝負荷 120kW，工作負荷 60KW，按工作負荷的 30%配置低壓補償電容量， Q 低 =60179。 =18kvar，選擇 KWBD18/660 型低壓防爆無功補償柜 1 臺， 補償后功率因數(shù)為 。 4）采面供電區(qū)域無功補償電容量計算 采面供電區(qū)域安裝負荷 652kW，工作負荷 607KW，按工作負荷的 30%配置低壓補償電容量， Q低 =607179。 =，選擇 KWBD180/1140 型低壓防爆無功補償柜 1 臺 ，補償后功率因數(shù)為 。 5）采區(qū)其他低壓負荷供電區(qū)域無功補償電容量計算 采區(qū)其他低壓負荷供電區(qū)域安裝負荷 834kW，工作負荷 834KW，按工作負荷的 30%配置低壓補償電容量， Q 低 =834179。 =，選擇 KWBD240/660 型低壓防爆無功補償柜 1 臺， 補償后功率因數(shù)為 。 高壓無功補償電容量計算 1）無功補償電容量計算 QC =P(tgφ 1tgφ 2) 式中 : QC總電容量， kvar； P— 考慮低壓補償及變壓器損耗后全礦最大涌水量計算有功負荷， ；無功負荷；視在功 率 ；低壓無功補償后無功負荷 ； tgφ 1— 高壓補償前功率因數(shù)正切值； 29 00cos ??=，Φ =176。 式中： S全礦負荷視在功率， S=； tgφ 1=tgφ 176。 = tgφ 2 補償后功率因數(shù)正切值 取補償后功率因數(shù) cosΦ =，則Φ =176。 所以 tgφ 2=176。 = QC = P(tgφ 1tgφ 2)=()= 考慮二采區(qū)生產時負荷增加較多，取單臺電容器容量為 Q=900kvar，選用 TBB10900/300AK型高壓電容器柜二臺。 2）補償后實際功率因數(shù)計算 2222 os ）（）（P Pc ??????? ?? = 補償后功率因數(shù)為 。 單相電容電流 該礦井高壓電纜饋出回路較少，中性點不接地系統(tǒng)中單相接地電容電流可按下式計算： 10 ??? ULI =（ A）＜ 20（ A） 式中： Ie接地點的接地電容電流， A； U電網的線電壓， kV； U=10kV； L連接在一起的同一電壓等級的線路總長度， km；礦井電源線路約 2km，至井下 10kv線路為 ， 10kv線路總長為 。 10kV 系統(tǒng)單相接地電容電流為 ，滿足《煤礦安全生產規(guī)程》要求，可不設電容電流抑制裝置。為提高電網運行的安全性及供電的可靠性，消除非直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障產生的過電壓，考慮在該礦井 10kV 變電所的兩段 10kV母線上各安裝一臺 JWSX10C 型微機消弧消諧和過電壓保護裝置以及小電流接地選線設備。 變電所主要電氣設備選擇 礦井 10kV配電室采用 全室內布置方式。 10kV 側為單母線分段接線方式。變電所內露天安裝2臺（ 1備 1用）變壓器，型號為 S11630/10/，保證率 100%。 10kV高壓配電室內安裝 KYN28A12Z 高壓開關柜 18 臺，其中電源屏 2 臺， PT屏 2 臺，電容控制屏 2 臺，聯(lián)絡屏 2臺，備用 1臺，配電屏 11臺。 10kV 側采用中置式真空開關柜，所內所有斷路器均為電動操作，操作電源采用 DC220V。 低壓室內安裝 GCK 型低壓開關屏 11臺，其中電源屏 2臺，聯(lián)絡屏 1臺，控制屏 8 臺。信號屏 1臺；繼電器屏 1臺；計算機屏 1臺。微機變電站綜合自動 化裝置 1套，該裝置具有保護、遙測、遙信、遙調、遙控等功能，可對變電所進行全方位的控制和管理，實現(xiàn)變電所少人或無人值守，并與礦井生產監(jiān)控及計算機管理系統(tǒng)聯(lián)網。所用電由 2臺地面配電變壓器供電。直流電源采用 65Ah 鉛酸免維護直流成套裝置。變電所電源引入線和配出線全部采用電纜。圍墻內設戶外避雷針 2支，環(huán)形接地裝置一套。 （ 1）按工作電壓選擇 eN UU ? 式中： UN電氣設備的額定電壓， 10kV； Ue電網的額定電壓， 10kV； 10?? eN UU （ KV）； 全部選擇額定電壓為 10kV的高壓配電屏，符合要求。 （ 2）按工作電流選 擇 eN II ? 式中： IN電氣設備的額定電流， A； Ie電氣設備所在電網的最大工作電流， A； 按一采區(qū)生產時計算各配電屏的最大工作電流見表 21。 符合要求。 （ 3）選擇配電屏型號 根據(jù)以上計算參數(shù)及工作環(huán)境選擇配電屏型見表 21。 （ 4）根據(jù)以上計算參數(shù)及工作環(huán)境選擇真空管型號見表 21。 （ 5）真空管開斷能力、熱動穩(wěn)定性校核 真空管開斷能力、熱動穩(wěn)定性校核見表表 24。 表 24 10kV 系統(tǒng) 最大工作電流計算 、 配電屏選擇 及 真空管開斷能力、熱動穩(wěn)定性校核表 名稱 電壓互感 器屏 電源 屏 電容器控制屏 主斜井變壓器 控制屏 下井電纜控制 屏 副斜井變壓器 控制屏 瓦斯泵房變壓 器控制屏 聯(lián)絡屏 控制負荷（ KW） 20KvA 1800kavr 1458 656 額定電壓（ KV） 12 12 12 12 12 12 12 12 功率因數(shù) 工作電流（ A） 69 35 設備額定電流（ A） 630 630 630 630 630 630 630 配電屏型號 KYN28A12 KYN28A12 KYN28A12 KYN28A12 KYN28A12 KYN28A12 KYN28A12 KYN28A12 300/5 TBB10 50/5 150/5 50/5 50/5 300/5 75/5 真空管型號 ZN2810 ZN2810 ZN2810 ZN2810 ZN2810 ZN2810 ZN2810 三相短路電流（ A） 9320 9320 額定短路開斷電流（ A） 12500 12500 12500 12500 12500 12500 12500 額定動穩(wěn)定電流（ A） 31500 31500 31500 31500 31500 31500 31500 額定熱穩(wěn)定電流（ A） 12500 12500 12500 12500 12500 12500 12500 結論 合格 合格 合格