矿井供电系统改造设计与计算

矿井供电系统改造设计与计算 第一部分 架空线路的计算 1、现有供电系统: 矿井供电电源来自永城110KV变电所，第一回路（齐邱线）电源线路导线截面为LGJ-120mm2 全长44.5KM。第二回路（华赵线、有T接负荷）电源线路导线截面为LGJ-120mm2 全长20KM。 矿井运行七台泵时第一回路的压降计算： △U%=△u%*M=0.0378*12882*44.5*10-3=21% 式中：△u%--电压三相架空线单位负荷矩时的电压损失百分数，查表得△u%=0.0215 M—负荷矩，千瓦-千米 通过以上计算第一回路(主运行回路)线路压降21%远远大于5%的规定，所以该线路必须进行改造。改造方案有两种见下表： 2、架空线路改造方案： 改造方案表两种见下表： 第一方案 第二方案 改造回路 改造二回路（华赵线），重新敷设线路（距离20KM） 更换一回路架空线距离44.5km 备用回路 一回路备用 二回路备用 供电质量 符合要求 压降大不符合要求 备用供电质量 能符合供电（带75%负荷）要求 T接农业负荷，不能保证供电质量 架空线 LGJ-240 LGJ-240 投资 低 优缺点 1、投资少节约资金 2、压降符合供电要求 3、备用回路能起到作用 4、改造期间不影响生产 1、投资高 2、压降大不符合要求 3、备用回路不能起到备用作用 4、改造期间不能保证安全供电 根据以上比较，优先选择第一方案符合我矿的供电要求。 改造后架空线路的验算： 1、按允许载流量校验导线截面： 查表得：LGJ-240型钢芯铝绞线载流量是610A （1）计算流过架空线的计算电流 式中： —— 矿井总容量，见负荷统计表取13046KVA —— 流过架空线的计算电流 （2）LGJ-240型钢芯铝绞线载流量是610A大于215A。 （3）通过以上计算选择LGJ-240型钢芯铝绞线它的载流量符合供电要求。 2、按线路电压损失校验导线截面： （1）改造后二回路压降计算： △U%=△u%*M=0.0215*11289*20*10-3=4.8% 式中：△u%--电压三相架空线单位负荷矩时的电压损失百分数，查表得△u%=0.0215 M—负荷矩，千瓦-千米 (2)允许供电压降为5%大于4.8%。 （3）通过以上计算选择LGJ-240型钢芯铝绞线它的压降符合供电要求。 3、通过以上按允许载流量和压降的验算，选择LGJ-240型钢芯铝绞线符合矿井的供电要求。 第二部分 地面变电所的改造 一、地面变电所主变压器的改造： 1、矿井井上、下负荷的统计： 见负荷统计表： 2、主变压器的的选择： 根据统计的矿井负荷，主变压器的改造如下： 把现在的1、2号主变压器更换为S9-8000/35 容量为8000KVA。3号主变压器作为备用变压器。当七台泵排水时两台S9-8000/35主变压器并联运行矿井负荷供电，3号变压器（容量为4000KVA）作为备用变压器。 当水量减少正常排水时，用一台主变压器（容量为8000KVA）和3号变压器（容量为4000KVA）向矿井全部负荷供电，另一台主变压器（容量为8000KVA）作为备用变压器。 二、地面变电所高压柜的改造： 因井下排水负荷的增加，地面变电所高压室必须进行改造，方案有两个见下表： 第一方案 第二方案 高压柜 全部更换（28面） 更换4面 母线 更换（铜排100*10） 更换（铜排100*10） 性能 达到现代化要求 维持生产 规程要求 符合达到五防要求 不符合，达不到五防要求 优缺点 1、供电质量高 2、具备五防功能 3、满足矿井扩大再生产的需要 1、供电质量低 2、不具备五防功能 3、不能提高供电负荷 根据以上比较，选择第一方案符合我矿的供电要求。 三、地面变电所断路器的改造： 地面变电所35KV油断路器为：DW2-35G/630，额定电流为630A、数量为5台。随矿井负荷的增加额定电流和断路容量已不能满足供电需要，需更换为LW8-35A型六氟化硫断路器，额定电流为1000A。 该型号断路器额定开断电流为25KA大于矿井要求的1.58KA符合供电要求。 四、地面变电所35KV电流互感器的改造： 35KV电流互感器原型号为：LCW-35型 100/5 电流互感器已不能满足需要。更换为LCW-35型 300/5验算如下： 1、热稳定校验： 查表得：该型号互感器允许通过的短路稳态电流为18.4KA大于实际需要的0.6KA符合供电要求。 2 动稳定校验 查表得：该型号互感器允许通过的短路冲击电流为28.3KA大于实际需要的1.58KA符合供电要求。 第三部分 下井电缆的计算 35/6KV变电所至井下中央变电所现敷设四条下井电缆，型号为： 第一条：YJV42-6/6KV 3×95ｍｍ2 第二条：YJV42-6/6KV 3×120ｍｍ2 第三条：YJV42-6/6KV 3×95ｍｍ2 第四条：YJV42-6/6KV 3×120ｍｍ2 当正常开七台泵排水时，四条下井电缆必须并联运行向负荷供电。因不同型号的电缆并联运行，按电流分配均等的原则，计算电缆的供电负荷时按小型号的电缆计算供电负荷，计算如下： （1）验算下井电缆（YJV42-6/6KV 3×95ｍｍ2 ）的允许供电负荷： A:查表知YJV42-6/6KV 3×95ｍｍ2电缆的允许载流量为285A，当功率因数为0.85时，电缆的允许供电负荷计算如下： P＝1.732×U×Iｅ×ｃｏｓ¢ ＝1.732×6×285×0.85＝2517KW B：按四条3×95ｍｍ2电缆计算下井电缆总的允许供电负荷： P总=4*P=4×2517=10068 KW C：七台泵运行时总负荷： P水=7*1250=8750 KW （2）通过以上计算，下井电缆的允许供电负荷能满足七台泵排水的需要。但是，如果七台泵长时运行，四条下井电缆再向井下其它负荷供电不能保证安全供电。 如果七台泵长时运行，且保证井下其它负荷正常运行，必须敷设第五条下井电缆作为备用电缆和向其它负荷供电的电缆，型号：YJV42-6/6KV 3×185ｍｍ2 第四部分 井下中央变电所的计算 一、井下中央变电所高压柜的改造： 1、 井下中央变电所现有三面备用高压柜，准备向东六采区双回路供电。所以若井下中央泵房安装三台泵必须重新安装水泵起动用的高压柜。安装数量如下： 序号 型号 数量 用途 备注 1 GCKY-1-Z 1 进线 2 GCKY-1-Z-02 1 联络 3 GCKY-1-Z-02 3 水泵起动柜 4 GCKY-1-Z-12 1 软启电源 5 GRQ-6A 2 软启柜 合计 8 2、井下中央变电所若安装高压柜，但是已无安装位置，必须把低压柜和硅整流柜更换地点。更换方案如下： 第一方案：把低压柜和硅整流柜安装在现在的电机车修理间作为低压配电室，电机车修理改在南大巷维修。 优缺点：（1）更换安装地点方便，只需从变电所的变压器向电机车修理间敷设两条进线即可。 （2）不需另开峒室节省投资费用。 第二方案：另开峒室作为低压配电室。 优缺点：（1）重新打配电峒室投资费用高。 （2）改变现有主、副井底的峒室结构影响安全。 根据以上两种方案的比较，选择第一方案切实可行。 第五部分 矿井主排水方案选择确定 一、矿井原始资料： 1、矿井涌水量：根据地质部门提供的数据，结合11层煤开采考虑，矿井最大涌水量为3000立方/小时。 2、 主排水设备：已安装运行5台水泵：D580-60*8，配电机1250KW。原排水管敷设3趟D325排水管，由于其中一趟管路变形无法正常使用，只能使用两趟管路。 3、 副井井口标高：+30.3米 副井井底标高：-395米 4、 历年矿井主排水系统联合试运转：一台水泵、一趟管路运行：排水量为480立方/小时；单台水泵平均流量；465立方/小时。 二、排水方案： 1、管路的选择： （1）、必需的管内径：Dn= （m） 式中：Dn----排水管内径（m） Q ----通过管子的流量（立方/小时） Vp----流速（米/秒）取1.5—2.2（取2.0） 带入公式：Dn= =0.728（m） S=3.14* =0.416平方米 （2）、现有两趟D325管路：S=2*3.14 =0.1658平方米 还需 S1=S-S2=0.416-0.1658=0.25平方米 （3）、 还需敷设管路内径：Dn= =0.56（m） 结论：敷设管路：一趟为：Dn600mm 或 两趟为：Dn400mm （5）排水管选用D600*13-15的无缝钢管或D400*10-12的无缝钢管。 2、水泵的选择： （1）选用D580-60*8型离心泵8台，电机选用1250KW/6KV（转速1480转/分）； （2）水泵参数：流量—580立方/小时 吸水高度----4.5米 排水高度----480米 泵转速—1480转/分 3、改造后每小时总排水能力：465立方/小时*5（已安装好5台）+480立方/小时*3（需增加3台）=3765立方/小时。 满足《煤矿安全规程》要求和矿井排水的需要。 5、 排水设备的控制：采用BGPQ-6A矿用隔爆型高压软启动装置（一拖三）； 中央变电所安装3台水泵配套开关柜 6、 管路及附件： 泵房内排水管：D325*10的无缝钢管及变经。 泵房内吸水管: D351*8的无缝钢管; 止回阀与电动闸阀管经为D250mm. 采用ZPBG型射流泵组。 排水管在泵房，管子通内用法兰连接，局部用管接头连接，泵房中用管支架固 定。 第六部分 11煤采区供电计算 一、11煤综采面负荷统计： 负荷统计表 设备名称 设备型号 台数 电机容量(kw) 额定电压(V) 备注 刮板输送机 SGB630/220 1 2*110 1140 采煤机 MG/375—WD 1 375 1140 乳化液泵 RB200/31.5 2 125 1140 转载机 SGB730/75改 1 75 1140 破碎机 1 75 1140 皮带机 SPJ—800 2 2*45 660 采面机巷 皮带机 SPJ—800 1 2*75 660 采区下山 总计 1200 二、采区高压电缆的选择： 1.移动变电站高压电缆的选择及验算： (1)按经济电流密度选择电缆经济截面 式中： —— 经济电流密度取 —— 流过电缆的计算电流 式中： —— 采区总容量、KVA 式中： —— 从变电站向工作面供电的所有电动机额定容量之和 =375+2*110+75+125+75=870(KW) —— 需用系数取0.6 —— 加权平均功率因数取0.7 ——额定电压6KV 根据计算结果和考虑到电缆的经济实用性能，故查表选UGSP-6/6KV 3×35+3×16 mm2 ，该电缆允许载流量为140A。 （1）按持续允许电流校验电缆截面 UGSP-6/6KV 电缆允许流量为140A＞71A通过比较选取该型号电缆符合要求。 （2）按电压损失校验电缆截面 电压损失如下图： A 第一段电缆的电压损失： 式中： ——流过电缆的计算电流 式中： ——西一七层总容量取 ——西一11层总容量取 ——西三七层总容量取 ——电缆长度取 ——钢芯铠装电缆的电导率查表取 长时允许温度65oC ——电缆截面 ——加权平均功率因数取 B 第二段电缆的电压损失： 式中： EMBED Equation.3 ——电缆长度取 ——铜芯铠装电缆的电导率取 ——电缆截面 ——加权平均功率因数取 ——流过该电缆的计算电流 式中： —11煤总容量取 ——电源的额定电压 C 从井下主变电所到11煤总的电压损失： ＜ （允许电压损失） D 通过以上对各段电压损失的计算选用该型号电缆符合要求 （3）通过以上按持续允许电流校验和按电压损失校验选择UGSP-6/6KV 电缆符合矿井供电要求。 （4）通过以上计算，从井下主变电所向西部采区供电选用MPVJ22-6/6 KV 电缆符合供电要求。 三、高防防开关的选择： 按照供电要求和计算结果，变电所高压真空配电装置选用BGP9L-6AK型，其技术数据如下表： 型 号 额定电压（KV） 额定电流 （A） 遮断电流 （A） 遮断容量（KVA） 质 量 （Kg） 台 数 BGP9L-6AK 6 200 10000 100000 850 1 根据以上选型，原西部采区变电所能满足11煤开采时的供电要求。 第二段 W22-6/6KV 3×95mm2 1400m 第一段 MPJV22-6/6KV 3×35mm2 1100m �U1 �U2 井下中央变电所 西一中央变电所 11煤移动变电站 _1208103231.unknown _1210792867.unknown _1210793026.unknown _1210921841.unknown _1210933377.unknown _1210933557.unknown _1210793083.unknown _1210793160.unknown _1210793614.unknown _1210793066.unknown _1210793000.unknown _1210793009.unknown _1210792920.unknown _1210792438.unknown _1210792820.unknown _1210792846.unknown _1210792781.unknown _1210792315.unknown _1210792408.unknown _1208103314.unknown _1123421508.unknown _1123422688.unknown _1123477555.unknown _1208020568.unknown _1208021379.unknown _1208023406.unknown _1123477998.unknown _1150530459.unknown _1123477604.unknown _1123423031.unknown _1123477387.unknown _1123477537.unknown _1123423289.unknown _1123423376.unknown _1123423395.unknown _1123423082.unknown _1123422925.unknown _1123422991.unknown _1123422861.unknown _1123421807.unknown _1123422220.unknown _1123422227.unknown _1123421911.unknown _1123421551.unknown _1123421678.unknown _1123421532.unknown _1123420278.unknown _1123420585.unknown _1123420705.unknown _1123421312.unknown _1123420505.unknown _1123400844.unknown _1123416342.unknown _1123399347.unknown _1123400778.unknown _1060665436.unknown