供电初设说明1012.docx

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供电初设说明1012

附件2：

丰登矿供电初步设计

第一节供电电源

该矿井主副井工业场地现有1座6KV变电所（简称主井工广变电所），其两回6KV电源分别来自杨家门35KV变电站6kv不同母线段，线路导线型号均为LGJ-185，线路长度分别为0.37km、0.34km。

新西副井工业场地现有1座6KV变电所（简称新西副井工广变电所），其两回6KV电源分别来自杨家门35KV变电站6kv不同母线段，线路导线型号均为LGJ-120，两回线路长度均为1.9km。

生活区变电所6kv电源现引自杨家门35KV变电站6kv母线I段，单回6kv电源线路导线型号为LGJ-35，线路长度0.25km。

杨家门35KV变电站现有主变两台，容量均为8MVA，一台主变电压变比为35/10/6kV，另一台主变电压变比为35/6kV，35kV母线、6kV母线均为单母线分段接线，10kV母线为单母线，其两回35KV电源分别引自三里庄35KV变电站及新新矿35KV变电站，两回35KV电源线路导线型号均为LGJ-120，长度分别为14km、6.7km。

目前杨家门35KV变电站10kV负荷为非煤业用户，最大负荷约5000kW,6kV负荷为丰登煤矿和丰阳煤矿，丰登煤矿现有最大负荷为1500kW，丰阳煤矿现有最大负荷为2500kW。

目前丰登煤矿和丰阳煤矿均正在进行技术改造，技术改造后丰登煤矿最大负荷约为3740kW,功率因数为0.95，丰阳煤矿最大负荷约为10480Kw,功率因数为0.95。

丰登煤矿和丰阳煤矿技术改造后，杨家门35KV变电站6kV母线最大负荷约14220kW,功率因数为0.95，显然杨家门35KV变电站现有主变及电源线路已不能满足丰登煤矿和丰阳煤矿同时供电要求。

根据丰阳煤矿周围的电网情况，技术改造后丰阳煤矿可取的供电电源有两个，一个是杨家门35KV变电站，一个是石道110kV变电站。

石道110kV变电站距丰阳煤矿约6km，设计主变容量为2x50MVA,电压变比为110/35/10kV,110kV、35kV、10kV母线均为单母线分段接线，两回110kV电源分别引自登封南220kV变电站110kV不同母线，两回110kV线路导线型号均为LGJ-2X240，线路长度均为19km。

目前石道110kV变电站及其相应配套工程正在建设中，计划2011年投入使用。

根据上述情况，技术改造后丰阳煤矿的供电电源方案考虑如下：

方案1：

杨家门35KV变电站现有供电方式不变，丰阳煤矿主井工广变电所、新西副井工广变电所、生活区变电所、东一凤井工广变电所的电源均引自杨家门35KV变电站。

杨家门35KV变电站两台主变容量均由8MVA改为16MVA,一台主变电压变比为35/10/6kV，另一台主变电压变比为35/6kV。

两回35KV电源线路导线型号均由LGJ-120改为LGJ-240，线路长度分别为14km、6.7km。

杨家门35KV变电站的上级变电站的电源线路导线截面也要相应加大。

方案2：

丰阳煤矿建35kV变电站，两台主变容量均为10MVA，共两回35KV电源，一回35KV电源来自石道110kV变电站35kV母线，线路导线型号为LGJ-185，线路长度为6km；另一回35KV电源来自杨家门35KV变电站35kV母线，线路导线型号为LGJ-185，线路长度为0.3km。

丰阳煤矿主井工广变电所、新西副井工广变电所、生活区变电所、东一凤井工广变电所的电源均引自丰阳煤矿35KV变电站。

杨家门35KV变电站仅需增加一个35kV出线间隔，其它不需要改造。

正常情况下，三里庄变至杨家门变35KV线路、新新矿变至杨家门变35KV线路和石道变至丰阳矿变35kV线路同时工作，杨家门变至丰阳矿变35KV线路断开。

当石道变至丰阳矿变35kV线路停止工作时，杨家门变至丰阳矿变35KV线路自动投入，三里庄变至杨家门变35KV线路和新新矿变至杨家门变35KV线路同时工作可以满足丰阳矿和丰登矿供电要求。

方案3：

丰阳煤矿建35kV变电站，两台主变容量均为10MVA，其两回35KV电源分别来自石道110kV变电站35kV不同母线，两回线路导线型号均为LGJ-185，线路长度均为6km。

丰阳煤矿主井工广变电所、新西副井工广变电所、生活区变电所、东一凤井工广变电所的电源均引自丰阳煤矿35KV变电站。

正常情况下，两回35kV电源线路一回工作，一回带电热备用。

方案比较：

方案1需要新建35kV线路30.7km（其中三里庄变及新新矿变35kV线路共长10km），新增两台16MVA主变，改造35kV间隔5个，改造10kV开关柜1个，改造6kV开关柜3个。

新增投资约1070万；方案2需要新建35kV线路6.3km，新增两台10MVA主变，新增35kV开关柜10台，6kV开关柜20台，新增35kV出线间隔1个。

新增投资约718万。

方案3需要新建35kV线路12km，新增两台10MVA主变，新增35kV开关柜10台，6kV开关柜20台。

新增投资约839万。

很明显，方案1电源已落实，但投资最高，35kV线路改造工程量很大，电压质量较差，三里庄变至杨家门变35KV线路和新新矿变至杨家门变35KV线路并列运行的调度较麻烦，因为杨家门35KV变电站辖属登封供电局管理，因此不利于丰阳煤矿的供电管理及调度管理，杨家门35KV变电站改造期间有可能影响丰阳煤矿的生产。

方案2投资最低，便于丰阳煤矿的供电管理及调度管理，但由于石道110kV变电站及其相应配套工程正在建设中，2011年底才能投入使用，因此丰阳煤矿技术改造后的供电电源到2011年底才能落实，杨家门35KV变电站需要扩建1个35kV出线间隔，但扩建难度较大，三里庄变至杨家门变35KV线路和新新矿变至杨家门变35KV线路并列运行的调度较麻烦。

方案3投资居中，供电电压质量较高，供电可靠性较高，便于丰阳煤矿的供电管理及调度管理，但由于石道110kV变电站及其相应配套工程正在建设中，2011年底才能投入使用，因此丰阳煤矿技术改造后的供电电源到2011年底才能落实。

综合考虑，本设计推荐方案3，丰阳煤矿35KV变电站及其配套工程形成前，丰阳煤矿的供电电源维持现状。

第二节电力负荷

矿井技术改造后矿井初期，用电设备装机总台数279台，其中最大工作设备台数249台。

用电设备总容量18433.85kW，其中最大工作设备总容量14892.9kW。

矿井电力负荷统计见表10—2—1。

变压器选择见表10—2—2。

电力负荷计算结果综合如下：

矿井初期，矿井35kV变电站6kV母线最大计算负荷为：

计算有功功率：

9672.4kW

计算无功功率：

7362.02kvar

计算视在功率：

12155.44kVA

功率因数：

0.8

矿井后期，矿井35kV变电站6kV母线最大计算负荷为：

计算有功功率：

10480.6kW

计算无功功率：

8082.3kvar

计算视在功率：

13235.05kVA

功率因数：

0.79

为提高矿井用电功率因数，减少电能损耗，提高电气设备利用率，在主井工广变电所6kV母线上安装总容量为600kvar（已经安装）高压无功补偿装置，在新西副井工广变电所6kV母线上安装总容量为960kvar（已经安装）高压无功补偿装置，在生活区变电所380V母线安装256kvar低压无功补偿装置，在矿井35kV变电站6kV母线上安装总容量为3600kvar（按3000kvar计算）高压无功自动补偿装置。

补偿后矿井35kV变电站35kV母线最大计算负荷如下：

矿井初期：

计算有功功率：

9772.42kW

计算无功功率：

3046.11kvar

计算视在功率：

10236.16kVA

功率因数：

0.95

矿井后期:

计算有功功率：

10590.38kW

计算无功功率：

3815.19kvar

计算视在功率：

11256.63kVA

功率因数：

0.94

矿井初期，矿井吨煤耗电量64.82kWh。

第三节送变电

一、电源线路

矿井35kV变电站两回35kV电源线路分别引自石道110kV变电站35kV不同母线段，两回线路导线型号均为LGJ-185,两回线路长度均为6km，全线混凝土电杆。

正常情况下，两回线路一回工作，一回带电热备用。

技术改造后，主井工广变电所两回6kV电源线路分别引自矿井35kV变电站6kV不同母线段，两回线路均为电缆，电缆型号均为YJV22-6/63X70,线路长度分别为0.1km。

正常情况下，两回线路同时工作，6kV母线分列运行，当任一回线路发生故障停止供电时，另一回线路能担负全部负荷。

新西副井工广变电所两回6kV电源线路分别引自矿井35kV变电站6kV不同母线段，两回线路导线型号由LGJ-120改为LGJ-185（利用原线路杆型和路径）,两回线路长度均为1.8km，全线混凝土电杆。

正常情况下，两回线路同时工作，当任一回线路发生故障停止供电时，另一回线路能担负全部负荷。

东一凤井工广变电所两回6kV电源线路分别引自矿井35kV变电站6kV不同母线段，两回线路导线型号均为LGJ-35,两回线路长度均为1.9km，全线混凝土电杆。

正常情况下，两回线路一回工作，一回带电热备用。

生活区变电所6kV电源引自矿井35KV变电站6kV母线I段，单回6kV电源线路为电缆，电缆型号为YJV22-6/63X50，线路长度0.1km。

二、变电所

（一）、矿井35kV变电站

矿井35kV变电站位于主井工广变电所旁边，距主井工广变电所约40米。

根据负荷计算,选择两台主变容量均为10MVA，正常涌水时，两台主变分列运行，互为备用，初期正常涌水时主变负荷率为0.43，保证率为1.17，后期正常涌水时主变负荷率为0.48，保证率为1.05，当一台主变停止工作时，另一台主变能保证矿井全部负荷用电。

初期最大涌水时主变负荷率为0.51，保证率为0.98，后期最大涌水时主变负荷率为0.56，保证率为0.89，当一台主变停止工作时，另一台主变能保证矿井全部一、二级负荷用电。

35KV及6KV配电装置均为单母线分段接线。

主变为屋外布置，35KV、6KV及380V配电装置均为屋内布置。

35KV高压开关柜选型为KYNS-40.5，6KV高压开关柜选型为KYN28A-12，380V低压开关柜选型为GCS。

两台主变型号均为SFZ11-10000/3510000KVA35±3X2.5%/6.3KVYNd11。

变电站装设无功自动补偿装置，通过对主变有载调压分接头的自动调节和对6KV母线上电容器组的自动跟踪投切来实现对变电站电压和无功的综合控制。

6KV两段母线上电容器组自动补偿合用一套控制装置，并可进行手动操作。

由于矿井改建后6KV电网单相接地电容电流小于20A，因此不需要装设消弧线圈补偿装置。

矿井35KV变电站电气主接线图详见图C1136G2-261-1。

变电站操作、控制电源和事故照明等直流用电选用1套100AH220V微机高频开关直流电源成套装置，内设铅酸免维护蓄电池。

保护均为微机保护，继电保护按照GB50062-92《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》要求装设，6KV出线装设有选择性的单相接地保护装置。

选用一套变电站综合自动化系统，采用分层分布式结构，系统整体上分为站控层和间隔层两层，站控层和间隔层之间通过通信网络相连。

整个变电站综合自动化系统具有遥测、遥信、遥控、遥调并具有向上级调度转发远动信息的功能，具有电铃、电笛报警或多媒体语言报警功能可自选，实现变电站无人值班或少人值班。

测量及计量按照GBJ63-90《电力装置的电测量仪表装置设计规范》要求装设。

为防止直击雷，在35KV变电站装设独立避雷针，为防止雷电侵入波的侵入，在6kV及35kV母线均装设氧化锌避雷器。

35KV变电站接地采用以水平接地带为主，辅助以钢管接地极的复合接地网，主接地网的总接地电阻不大于4欧姆。

根据在系统最大运行方式下，石道110kV变电站35KV母线短路电流为27.3kA，计算出最大三相短路参数。

用系统最大运行方式下的三相短路电流校验开关的分断能力和电气设备的动、热稳定性以及电缆的热稳定性。

经校验，所选电气设备均满足开断、热稳定和动稳定要求。

其中地面6kV铜芯交联电缆的最小截面选择为50mm2.

系统最大运行方式下三相短路电流计算结果表

短路位置

短路参数名称

短路参数值

35kV变电站35kV母线

短路电流周期分量起始值I’’（kA）

6.88

稳态短路电流有效值I∞（kA）

6.88

短路电流冲击值ich（kA）

17.544

4S热稳定电流I’’4（kA）

2.308

35kV变电站6kV母线

短路电流周期分量起始值I’’（kA）

9.382

稳态短路电流有效值I∞（kA）

9.382

短路电流冲击值ich（kA）

23.924

4S热稳定电流I’’4（kA）

3.147

6KV铜芯交联电缆的最小热稳定截面（mm2）

49.4

主要电气设备技术参数

设备安装地点

设备名称

设备型号

技术参数名称及数值

35kV变电站35kV母线

35kV真空断路器

VS-40.5,

1250A

额定短路开断电流31.5kA

动稳定电流峰值80kA

4S热稳定电流值31.5kA

35kV变电站6kV母线

6kV真空断路器

VSV-12,

1250A

额定短路开断电流31.5kA

动稳定电流峰值80kA

4S热稳定电流值31.5kA

（二）、主井工广变电所

1.现有情况

主井工广变电所位于副井东北方向约80m。

高低压母线均为单母线分段接线，除向主井工业场地地面负荷供电外，还以两回6kv煤矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆（一回MYJV22—6/63X95mm2，一回MYJV22—6/63X70mm2）沿主斜井下至+210m水平中央变电所供井下东翼负荷用电。

现有22台GG-1A（F）型6kV高压开关柜;两套600kvar高压无功补偿装置;两台S9-1000/66±2x2.5%/0.4KV型变压器；10台GGD2型低压开关柜；保护控制设备齐全，直流电源能满足要求。

2．技术改造后

技术改造后，主副井工业场地内高低压负荷变化不大，经校验两台1000kVA低压变压器能满足供电要求。

低压开关柜增加4台，东翼井下原由主井工广变电所供电改由35kV变电站供电。

利用原一套600kvar高压无功补偿装置。

主井工广变电所的主接线图详见图C1136G2-261-3。

（三）、新西副井工广变电所

1.现有情况

新西副井工广变电所位于新西副井工业场地。

高低压母线均为单母线分段接线，除向新西副井工业场地地面供电外，还以两回6kV煤矿用交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆（一回MYJV42—6/63X35mm2，一回MYJV22—6/63X70mm2）沿西二副立井下至+135m水平变电所供井下西翼负荷用电。

现有12台KYN28-12型高压开关柜;两套480kvar高压无功补偿装置;两台S11-630/66±2x2.5%/0.4kV型变压器；9台GGD2型低压开关柜；保护控制设备齐全，直流电源能满足要求。

2．技术改造后

技术改造后，新西副井工业场地内高低压负荷有变化，经校验两台630kVA低压变压器不能满足供电要求，两台变压器容量均需改为1000KVA。

高压开关柜增加4台，低压开关柜增加1台。

利用原两套480kvar高压无功补偿装置。

新西副井工广变电所的主接线图详见图C1136G2-261-4。

（四）、东一凤井工广变电所

东一凤井工广变电所位于东一风井工业场地，为新建6kV变电所,6kV母线为单母线分段接线，室内布置。

由于低压负荷很小，低压变压器容量仅为50kVA，所以两台低压变压器分别安装在两台所用电柜内。

6kV高压开关柜选型为KYN28A-12，低压变压器选型为SCB11-50/650KVA6±2x2.5%/0.4KVDyn11。

东一凤井工广变电所的主接线图详见图C1136G2-261-5。

（五）、生活区变电所

生活区变电所位于生活区，所内原一台变压器型号为S9-400/6400KVA6±2x2.5%/0.4KV，2台低压开关柜为GGD型,供生活区内餐厅、家属楼、服务楼、锅炉房等负荷用电。

技术改造后，原有变电所不能满足供电要求，原生活区变电所改为箱式变电站，高压进线采用YFN18-12R/200型高压负荷开关熔断器组合，动力变压器型号为SCB11-1250/61250KVA6±2x2.5%/0.4kVDyn11，低压开关柜均选用GCS型抽出式开关柜。

以上6kV变电所的控制均采用强电一对一控制接线，控制回路有电源监视，断路器采用双灯制接线的灯光监视回路。

装设有能重复动作，延时自动或手动解除音响的事故和预告信号装置

继电保护按照GB50062-92《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》要求装设，6KV出线装设有选择性的单相接地保护装置。

测量及计量按照GBJ63-90《电力装置的电测量仪表装置设计规范》要求装设。

为防止雷电侵入波的侵入，在6kV母线装设氧化锌避雷器。

6kV变电所接地采用以水平接地带为主，辅助以钢管接地极的复合接地网，主接地网的总接地电阻不大于4欧姆。

所有电气设备均满足开断、热稳定和动稳定要求。

其中地面6KV铜芯交联电缆的最小截面选择为50mm2。

第四节地面供配电

一、35kV变电站供配电系统

35kV变电站分别以两回6kV电压向主井工广变电所、新西副井工广变电所、东一凤井工广变电所、站内高压无功补偿装置供电，以一回6kV电压向生活区变电所供电，以三回6kV电缆沿副斜井向井下东翼采区负荷供电。

二、主井工广变电所供配电系统

主井工广变电所分别以两回6kV电缆向副斜井绞车、高压压风机、主斜井胶带机、瓦斯抽放泵站、高压电容器、变压器等供电；分别以两回380V电缆向副井绞车房、低压压风机、锅炉房、空气加热室、地面生产系统等低压负荷供电，以单回380V电缆向机修车间、坑木房、办公楼、职工食堂等低压负荷供电。

两台变压器型号为S9-1000/66±2x2.5%/0.4KV,正常情况下，两台动力变压器同时工作互为备用，动力变压器的负荷系数为0.58，保证系数为0.87。

当一台主变停止工作时，另一台主变能保证全部一、二级负荷用电。

三、新西副井工广变电所供配电系统

新西副井工广变电所分别以两回6kV电缆向高压压风机、瓦斯抽放泵站、高压电容器、变压器等供电；以两回6kV电缆沿新西副井向井下负荷供电；分别以两回380V电缆向新西副井绞车、低压压风机、通风机、空气加热室、瓦斯抽放泵站等低压负荷供电，以单回380V电缆向机修车间、坑木房、室外照明等低压负荷供电。

两台变压器型号为SCB11-1000/66±2x2.5%/0.4KV,正常情况下，两台动力变压器同时工作互为备用，动力变压器的负荷系数初期为0.46，后期为0.48，保证系数初期为1.09,后期为1.04。

当一台主变停止工作时，另一台主变能保证全部负荷用电。

三、东一凤井工广变电所供配电系统

东一凤井工广变电所以两回6kV电缆向通风机供电，以两回380V电缆向通风机房供电，以单回380V电缆向东一凤井工业场地的照明负荷等供电。

两台变压器型号为SCB11-50/66±2x2.5%/0.4KV，均安装在高压开关柜内,正常情况下，两台动力变压器一台工作一台备用，动力变压器的负荷系数为0.55，保证系数为1.81。

当一台主变停止工作时，另一台主变能保证全部负荷用电。

四、生活区变电所

生活区变电所为箱式变电站，安装一台动力变压器型号为SCB11-1250/61250KVA6±2x2.5%/0.4KVDyn11，以380V电压向生活区内的服务楼、餐厅、家属楼、锅炉房、仓库等供电。

动力变压器的负荷系数为0.81.

第六节井下供配电

一、井下负荷及井筒电缆选择

矿井初期井下最大负荷为：

计算有功功率：

5799.79kW

计算无功功率：

4481.1kvar

计算视在容量：

7329.25kVA

自然功率因数：

0.79

矿井后期井下最大负荷为：

计算有功功率：

6495.49kW

计算无功功率：

5137.26kvar

计算视在容量：

8281.47kVA

自然功率因数：

0.78

技术改造后现有下井电缆不能满足供电要求。

选用三回MYJV22—6/63X150mm2煤矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆，沿副斜井下至-16m水平中央变电所供井下东翼负荷用电。

选用两回MYJV42—6/63X185mm2煤矿用交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆，沿新西副立井下至新西副立井底变电所供井下西翼负荷用电。

任一回电缆故障时，其它电缆均能够保证井下用电设备的正常运行。

二、井下高低压供配电系统及设备选型

本矿井为高瓦斯矿井，根据该矿井的开拓方式、排水泵及采掘机械设备等设备布置情况，在设-16m水平设-16m水平中央变电所，并与-16m水平排水泵房联建；在东翼-350m水平设东翼-350m水平变电所，并与－350m水平排水泵房联建；在新西副井底设新西副井底变电所；在西二采区设西二采区变电所，并与西二采区排水泵房联建。

-16m水平中央变电所为已有变电所，其它变电所为新建变电所。

所有井下变电所高压母线均为单母线分段接线。

供电电源不少于两回路。

井下供电电压等级分为：

高压6kV，低压为1140V和660V，照明和电钻电压为127V。

井下电气设备均选用矿用防爆型，高压配电装置均选用PBG-/6Y型矿用隔爆型高压真空配电装置，变压器均选用KBSG型矿用隔爆型干式变压器，低压馈电开关均选用KBZ型矿用隔爆自动馈电开关，移动变电站均采用KBSGZY型矿用隔爆型移动变电站，起动器选用QJZ及QBZ型矿用隔爆型电磁起动器。

-16m水平中央变电所分别以6KV电压向-16m水平主排水泵、东一采区运输下山胶带机、东翼-350m水平变电所、东一采区岩石集中巷胶带机、东一采区轨道下山绞车隔离变、东一采区2101工作面移动变电站等负荷供电。

设两台KBSG-500/6kV6/0.69kV500kVA矿用隔爆型变压器，以0.66kV电压向东翼采区2101工作面轨道顺槽掘进头、东翼采区2101工作面胶带顺槽掘进头、副井底设备、-16m水平西翼大巷胶带机、-16m水平东翼大巷胶带机、电机车充电设备、东一采区瓦斯抽放泵站等负荷供电。

设一台KBSG-160/6kV6/0.69kV160kVA矿用隔爆型瓦斯抽放泵专用变压器，以0.66kV电压向东一采区瓦斯抽放泵站供电。

设一台KBSG-50/6kV6/0.69kV50kVA矿用隔爆型局扇专用变压器，以0.66kV电压向东翼采区2101工作面轨道顺槽掘进头局扇、东翼采区2101工作面胶带顺槽掘进头局扇供电。

在东一采区2101工作面胶带顺槽设一台KBSZGY-T500/10kV6/0.69kV500kVA矿用隔爆型移动变电站，以0.66kV电压向东一采区2101炮采面、东一采区2101工作面胶带顺槽、东一采区2101工作面轨道顺槽等供电。

东翼-350m水平变电所分别以6KV电压向-350m水平排水泵供电。

设一台KBSG-315/6kV6/0.69kV315kVA矿用隔爆型变压器，以0.66kV电压分别向东一采区2106工作面胶带岩石集中巷掘进头、东一采区2106工作面轨道岩石集中巷掘进头、东翼-350m水平运输大巷掘进头供电。

设一台KBSG-50/6kV6/0.69kV50kVA矿用隔爆型变压器，以0.66kV电压分别向东一采区2106工作面胶带岩石集中巷掘进头局扇、东一采区2106工作面轨道岩石集中巷掘进头局扇、东翼-350m水平运输大巷掘进头局扇供电。

新西副井底变电所分别以6KV电压向西翼暗斜井绞车隔离变、西二采区变电所供电。

设一台KBSG-100/6k