供电系统设计.doc

第七章 供电系统设计 土城矿1495主坪垌现运输方式采用架线电机车运输。主坪垌1450米和6600米处分别各设一变流硐室（即12变流室和14变流室），提供架线电机车用550V直流电源。现主坪垌设计改造为皮带运输方式，从5400米半坡集中煤仓至煤质科卸载站共设计安装10部皮带，供电距离长达6KM左右。 一、配电所位置的确定 根据配电所位置选择的原则，配电所要位于负荷中心，顶板稳定且无淋水、通风好、运输方便的地方。结合主坪垌状况实际，配电所位置的确定大体有如下两个方案（方案1两个配电所供电；方案2三个配电所供电）。 对于方案112变流室作为一配电所，供大巷前段皮带电源；在主坪垌3800米处（即1、2、3皮带负荷中心）设一配电所，供大巷后段皮带电源。然而，如果大巷前段全部采用12配电所供电，最远供电距离将达到3000米左右，且地面井口至煤质科卸载站将架空铺设电缆；另3800米处配电点的电源进线，根据现供电实际，从145井下变电所到此，最远供电距离将达到4600米。因此，若采用方案1供电，必须采用截面大的电缆，这样一方面不满足经济性的要求，另一方面供电系统的安全性也得不到保证。故方案1不可取。 对于方案2利用原12、14变流室分别作为主坪垌内前后段皮带的供电电源，地面两部皮带由于相对比较集中，（负荷间距离在140米左右），考虑从井运区蓄电池机车充电室供电（该充电室位于9皮带机头处）。这样，一方面利用原有硐室，减少巷道开拓量，另一方面，各配电点的供电距离较短，能够满足供电系统安全性的要求，且以最少的电缆投入进行安装，满足经济性的要求。因而选定此方案。 二、各主要用电设备负荷统计及变压器容量选择 序号 设备 名称 电机功率 额定电压 额定电流 功率因数 备 注 1 1皮带 2132KW 1140V 75A 0.7 带张紧绞车660V\7.5KW 2 2皮带 2200KW 1140V 128A 0.65 带张紧绞车660V\7.5KW 3 3皮带 2200KW 1140V 128A 0.65 带张紧绞车660V\7.5KW 4 4皮带 3300KW 1140V 194A 0.6 带张紧绞车660V\7.5KW 5 5皮带 2200KW 1140V 128A 0.65 带张紧绞车660V\7.5KW 6 6皮带 2250KW 1140V 162A 0.65 带张紧绞车660V\7.5KW 7 7皮带 2250KW 1140V 162A 0.65 带张紧绞车660V\7.5KW 8 8皮带 2100KW 1140V 61A 0.75 带张紧绞车660V\7.5KW 9 9皮带 2250KW 1140V 162A 0.65 带张紧绞车660V\7.5KW 10 10皮带 2100KW 1140V 61A 0.75 带张紧绞车660V\7.5KW 根据皮带电机功率以及供电距离等多方面原因考虑，1、2、3、4、5、6皮带均需采用单独的移动变电站供电（型号为KBSGZY-630KVA），7和8、9和10皮带由于相对距离较近且功率相对偏小，可以分别共用一台移动变电站供电（型号为KBSGZY-1000KVA）。 三、供电方式确定 （1）12井下配电所供电（原12变流室） 将12变流室内的设备全部退出使用，新安装6台高压配电装置（型号为BGP9L-6AK），其中两台作为电源进线；一台作为联络；一台供4、5皮带电源；一台供6、7、8皮带电源；一台带低压侧电压等级为660V移变，供4、5、6、7、8皮带张紧绞车和附属设施电源，以及大巷前段照明。 （2）14井下配电所供电（原14变流室） 将14变流室内的设备全部退出使用，新安装6台高压配电装置（型号为BGP9L-6AK），其中两台作为电源进线；一台作为联络；一台供1、2、3皮带电源；一台供327、328大皮带电源；在5400米半坡集中煤仓处设配电点，其中14井下配电所内带1、2、3皮带电源的高爆出线电缆，先进入5400米配电点低压侧电压等级为660V移变，再进5400米配电点处高爆，1、2、3皮带电源可由该高爆控制，5400米配电点低压侧电压等级为660V移变供1、2、3皮带张紧绞车和附属设施电源，以及大巷后段照明。 （3）井运区充电室供电 将作为辅助运输用蓄电池电机车充电室设于井运区机电车间内，新安装充电室配电点（高压盘4块，其中一块作为电源进线；一块带型号为KBSGZY-1000移动变电站，供地面9、10皮带用电源；一块带KSJ-30矿变一台，供皮带张紧绞车及附属设施电源；一块带KSJ-315矿变一台，为蓄电池电机车充电提供380V电源）。 四、高压配电装置及电缆选择 煤矿井下设计技术规定中规定井下用移动变电站、动力变压器高压侧应有短路、过负荷和无压释放保护，供给移动变电站的高压馈电线还应有电缆监视保护。考虑到运行、维护方便，使用安全可靠，保护灵敏等多种因素，选用BGP9L-6AK型带真空断路器的高压配电装置（以下简称高爆）。 1、以12井下配电所内3高爆选型计算为例 （1） 高爆额定电压 6KV （2） 高爆额定电流应大于所带移动变电站总的最大长时工作电流。为简便，取所带移动变电站额定电流之和作为总的最大长时工作电流。 INTSN/VN 式中SN变压器额定容量，KVA VN变压器高压侧额定电压，KV 移动变电站额定电流为 INT1 SN1/VN 630/（6）60.62A INT2 SN2/VN 1000/（6）96.23A ∴INT2 INT1 INT2 60.6296.23 156.85A 故3高爆选用额定电流为200A156.85A型。满足要求。 根据该计算方法，可得其它高爆选型。 序号 高爆 所处位置 所带负荷 额定电流 1 635 12配电所 进线 400A 2 1 12配电所 630KVA1000KVA 200A 3 联络 12配电所 进线 400A 4 2 12配电所 500KVA 100A 5 3 12配电所 630KVA1000KVA 200A 6 646 12配电所 进线 400A 7 645 14配电所 进线 400A 8 1 14配电所 630KVA630KVA 200A 9 联络 14配电所 进线 400A 10 2 14配电所 500KVA 100A 11 8 14配电所 进线 400A 12 5400 5400配电点 630KVA630KVA630KVA 300A 2、高压电缆截面选择 以12井下配电所内3高爆至移动变电站高压电缆选型计算为例 （1） 按经济电流密度选择电缆截面 AeImax/Iedn 式中Ae按经济电流密度选择的电缆截面，mm2 Imax正常运行时，通过电缆的最大长时负荷电流，A Ied经济电流密度，A/ mm2 n正常运行时，同时并联工作的电缆条数 ∴Ae104/252 mm2 选择高压电缆为YJV22350，电缆截面50 mm2104A，所以满足要求。 （3） 按允许电压损失校验电缆截面 ① 下井电缆的电压损失ΔV1 每条下井电缆负荷功率P1300KW，下井电缆长800米，截面为952（铜芯）。经查表得R00.217Ω/km，X00.069Ω/km，取下井负荷的功率因数COSΦ0.65，tgΦ1.17,得 ΔV1PL（R0X0 tgΦ）/10VN2 13000.80.2170.0691.17/1062 0.79 ② 12井下配电所高爆至移动变电站的电压损失ΔV2 该段电缆为YJV22型，截面为502（铜芯），长900米。所带负荷845KW，经查表得R00.412Ω/km，X00.075Ω/km，功率因数COSΦ0.65，tgΦ1.17,得 ΔV18450.90.4120.0751.17/1062 1.05 ③ 总电压损失ΔVΔV1ΔV20.791.051.84237.4A满足要求。 6皮带低压电缆选择计算 Ica 0.75250103/11400.650.8182.6A 只需选择主芯线截面为70 mm2电缆，长时允许载流量为215A182.6A满足要求。 可见，除4皮带电机低压电缆需选择95mm2电缆外，其余电机负荷电缆只需选择70 mm2电缆就能满足要求，没有必要全部选择为95mm2电缆，低压电缆选择详见土城矿1495主坪垌主运输系统改造供电系统图。 六、低压电器设备选择 考虑到皮带所用电机较大，且每台皮带机均设有两个电机趋动，故每台电机均选用QJZ-300/1140型开关进行起动，一方面是开关自身的保护性能较好，另一方面比较适合皮带的起动要求。 七、过电流保护装置的整定计算 详见土城矿1495主坪垌主运输系统改造供电系统图。 八、供电系统辅助改造 由于主坪垌采用皮带运输方式后，12井下配电所的容量相应增加，14井下配电所的容量也相应增加，因此，12井下配电所（原12变流室）进线电缆ZQL-350已不能满足改造后负荷要求，需更换为YJV22-395电缆；14井下配电所（原14变流室）进线电缆ZQ-350需更换为YJV22-395电缆。另井运区配电室，现有供电方式为哑口35KV变电所618广场线路单回路供电，经实地考查，重新架设一趟电缆线路（T接615线路）为比较可选方案，这样，可以保证井运区配电室的双回路供电，从而三个配电点的进线电源均为双回路供电方式，以保证皮带供电的连续性。 九、供电系统改造所需材料、设备估算 序号 名称 规格型号 单位 数量 单价 万元 金额 万元 备注 1 高 爆 BGP9L-6AK 台 12 4.4 52.8 2 移动变电站 KBSGZY-630 台 7 10.8 75.6 3 移动变电站 KBSGZY-1000 台 3 租赁 4 高压电缆 YJV22-350 米 2350 0.0168 39.5 5 高压电缆 YJV22-370 米 1200 0.0174 21 6 高压电缆 YJV22-395 米 4500 0.0191 86 辅助改造 7 矿 变 KSJ-315 台 2 5.8 11.6 8 起动开关 QJZ-300/1140 台 21 2 42 9 起动开关 QC83-80N 台 10 0.25 2.5 10 照明综保 ZXZ8-2.5 台 4 0.3 1.2 11 高压配电盘 GG1A-07T 块 5 3 15 辅助改造 12 低压 橡套电缆 UPQ- 395135 米 60 0.0016 0.096 13 低压 橡套电缆 UPQ- 370125 米 900 0.013 11.7 14 低压 橡套电缆 U- 370125 米 2800 0.0103 28.9 15 低压 橡套电缆 U- 335110 米 300 0.0068 2.04 16 低压 橡套电缆 U-3411 米 300 0.0061 1.83 合 计 391.766