威信县尹家湾煤矿
供
电
系
统
设
计
2013年2月1日
xxx 煤矿供电系统设计
一、矿井电源
矿井供电引用双河供电所10KV 电源电压向矿井供电，另一回路备用电源来自水田南方电网煤矿起用线路10KV 电源电压，供电距离约22.5km 左右，煤矿与云南南方电网威信电力公司签定有供用电合同。下井电源为660V 低压入井。
二、供电电源运行方式
矿井二路电源计划采用单列运行方式，即一路工作电源，一路备用电源，工作电源工作时备用电源处于热备用状态，并同时具备当工作电源发生事故停电时，备用电源能自动投入运行状态，矿井的两回线路上无分接任何负荷。
三、供电系统
（一）、设计井下供电电压采用660V ，由地面变电所经低压电缆通过主井入井。由机电硐室通过馈电开关分别向井下各用电负荷点供电，采、掘分开供电。
（二）、局部通风机采用双风机（一台工作、一台备用）、双电源供电。局部通风机供风范围内的掘进巷道内的所有用电设备，实行风电闭锁和瓦斯电闭锁。
四、地面变压器
经过计算，地面设备总安装负荷360kW ，工作负荷130kW ，有功负荷110kW 。地面一级负荷总安装负荷270kW ，工作负荷97kW ，有功负荷97kW 。
根据上述计算，考虑一定余量，地面选择一台S 9-160/10型变压器供地面负荷用电。
五、井下变压器
（一）、局部通风机
全矿井下局部通风机总安装负荷90kW ，工作负荷44kW 。设计局部通风机采用双风机供电方式，正常情况下两台供电变压器同时运行，当一台变压器发生故障不能供电时，另一台变压器同时向二台局部通风机供电。经计算，选择两台KS-630/10型变压器供电。
（二）、井下其它用电
井下其他设备总容量500kW ，其中工作容量430kW 。根据上述计算，选择二台KS-630/10型变压器供井下负荷用电。
六、无功补偿方式及无功补偿电容量计算
（一）无功补偿方式
设计采用高压集中无功补偿方式。
（二）无功补偿电容量计算
补偿前功率因数：Cosφ0=0.75
补偿后功率因数：COSφ=0.98
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) =98kvar
根据计算取补偿电容100kvar
七、各分级负荷的供电方式设计
（一）、负荷分级
地面一级负荷有通风机、空压机、矿井安全监测监控等；二级负荷有生产消防供水泵；其他负荷为三级负荷。
（二）、分级负荷的供电方式
一级负荷采用0.66kV 单母线分段双回路电源供电方式。二、三级负荷采用0.38kV 单母线分段单回路电源供电方式。
（三）、供电安全性分析
设计一级负荷采用同等供电能力的双回路电源（包括电源线路、供电变压器、控制开关等），双回路电源（一路工作、一路带电备用）不分接任何负荷，当工作电源出现故障不能正常工作时，备用电源能立即投入运行，保证供电的连续性和可靠性。
八、变电所设计
10kV 电源架空线至变电所附近，经RM4-10跌落保险、FS6-10型避雷器及FW4-10户外型高压负荷开关，再由电缆引入高压配电室。高压配电室内设12台XGN2-10(Z)型真空固定高压配电柜，其中，2台电容器柜；高压母线采用单母线分段。高压开关柜采用220V 直流操作电源，选用镉镍蓄电池直流屏ZKA86型1套，作为控制、保护、信号及事故照明用电。
设计地面变电所露天安装一台S 9-160/10KV变压器供地面设备和照明用电，地面供电变压器中性点接地。
地面低压动力供电电压为380V ，照明电压220V 。低压母线采用单母线分段，选用GGD-1500型低压开关柜2台。通风机、
主排水泵、空压机、矿井安全监测监控采用双回路(一用一备) 供电，其余负荷为单回路供电，矿井生产和生活用电分开，主要通风机房、变电所、调度室设应急照明。地面变电所设接地网。所有配电线路采用电缆出线方式。
九、地面线缆选择
考虑到矿井的发展及导线的机械强度选择LGJ —70mm 2钢芯铝绞线作为矿井电源线路。
由地面变电所铺设二路VV 22-0.6/1kV-3×95+1×50铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆至通风机房电气控制室，控制室安装进线电源柜二块，起动柜二块、联络柜一块，每块起动柜控制一台风机二台电机；主通风机房用电设备装机负荷为100kW ；选择电抗器降压起动方式。设计电气设备设有短路、过负荷、欠压、雷击过电压、电机轴承温度、电机线圈绕组温度等保护功能。
十、井下电缆的选择
电缆的选择及电缆的敷设必须符合《煤矿安全规程》（2011版）规定。井下电缆必须是经检验合格并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。
（一）、固定敷设的应采用VV 铠装聚氯乙烯电缆或不燃性橡套软电缆。
（二）、移动式和手持式电气设备都应使用专用的分相屏蔽不燃性橡套软电缆。
（三）、采掘工作面的660V 电气设备必须使用分相屏蔽不燃性橡套软电缆。
（四）、本矿属低瓦斯矿井，但是，井下使用的电缆芯线全部采用铜芯。
（五）、下井主动力电缆：设计使用MY3×150+1×50型电缆，单位负荷矩时电压损失百分数：当cosφ=0.70时单位负荷矩时为0.0455%Mw.km（查表），则电源线路电压降为：
ΔU2%＝（319.37×0.1×0.0455%）÷1＝1.45%＜5%,，电压降符合要求。
（六）、局扇电缆：选择MY3×16+1×10电缆，16mm 2矿用绝缘电缆在25℃时的1kV 长期容许电流为116A ，则回路允许载流量为：
Ix 2＝1×116＝116（A ）＞I j ＝44.9（A ）
MY3×16+1×10电缆单位负荷矩时电压损失百分数：当cosφ=0.7时单位负荷矩时为0.214%kw.km（查表），则电源线路电压降为：
ΔU2%＝（36×0.3×0.214%）÷1＝2.3%＜5%，电压降符合要求。
（七）、掘进头线路：选择MY-0.38/0.66-3×50+1×16电缆1回路，50mm 2矿用绝缘电缆在25℃时的0.69kV 长期容许电流为177A ，则回路允许载流量为：
Ix 2＝1×177＝177（A ）＞I j ＝33.1（A ）
MY-0.38/0.66-3×50+1×16-150m 电缆单位负荷矩时电压损失百分数：当cosφ=0.7时单位负荷矩时为0.122%Kw.km（查表），则电源线路电压降为：
ΔU1%＝（26.48×0.15×0.122%）÷1＝0.48＜5%，电压降符合要求。
（八）、采面设备线路：选择MY-3×70+1×25电缆1回路，70mm 2矿用绝缘电缆在25℃时的1kV 长期容许电流为224A 则回路允许载流量为：
Ix 2＝1×224=224（A ）＞I j ＝127（A ）
MY-3×70+1×25-100m 电缆单位负荷矩时电压损失百分数：当cosφ=0.7时单位负荷矩时为0.091%kw.km（查表），则电源线路电压降为：
ΔU2%=（101.7×0.1×0.091%）÷1＝0.93%＜5%，电压降符合要求。
（九）、供水泵线路：选择MY-0.38/0.66-3×50+1×25电缆2回路，50mm 2矿用绝缘电缆在25℃时的1kV 长期容许电流为177A ，则回路允许载流量为：
Ix 2＝1×177＝177（A ）＞I j ＝73.9（A ）
MY-3×70+1×16-720m 电缆单位负荷矩时电压损失百分数：当cosφ=0.7时单位负荷矩时为0.091%kw.km（查表），则电源线路电压降为：
ΔU2%＝（59.19×0.72×0.091%）÷1＝3.87%＜5%，电压降符
合要求。
威信县XXX 煤矿 2014年3月1日
威信县尹家湾煤矿
供
电
系
统
设
计
2013年2月1日
xxx 煤矿供电系统设计
一、矿井电源
矿井供电引用双河供电所10KV 电源电压向矿井供电，另一回路备用电源来自水田南方电网煤矿起用线路10KV 电源电压，供电距离约22.5km 左右，煤矿与云南南方电网威信电力公司签定有供用电合同。下井电源为660V 低压入井。
二、供电电源运行方式
矿井二路电源计划采用单列运行方式，即一路工作电源，一路备用电源，工作电源工作时备用电源处于热备用状态，并同时具备当工作电源发生事故停电时，备用电源能自动投入运行状态，矿井的两回线路上无分接任何负荷。
三、供电系统
（一）、设计井下供电电压采用660V ，由地面变电所经低压电缆通过主井入井。由机电硐室通过馈电开关分别向井下各用电负荷点供电，采、掘分开供电。
（二）、局部通风机采用双风机（一台工作、一台备用）、双电源供电。局部通风机供风范围内的掘进巷道内的所有用电设备，实行风电闭锁和瓦斯电闭锁。
四、地面变压器
经过计算，地面设备总安装负荷360kW ，工作负荷130kW ，有功负荷110kW 。地面一级负荷总安装负荷270kW ，工作负荷97kW ，有功负荷97kW 。
根据上述计算，考虑一定余量，地面选择一台S 9-160/10型变压器供地面负荷用电。
五、井下变压器
（一）、局部通风机
全矿井下局部通风机总安装负荷90kW ，工作负荷44kW 。设计局部通风机采用双风机供电方式，正常情况下两台供电变压器同时运行，当一台变压器发生故障不能供电时，另一台变压器同时向二台局部通风机供电。经计算，选择两台KS-630/10型变压器供电。
（二）、井下其它用电
井下其他设备总容量500kW ，其中工作容量430kW 。根据上述计算，选择二台KS-630/10型变压器供井下负荷用电。
六、无功补偿方式及无功补偿电容量计算
（一）无功补偿方式
设计采用高压集中无功补偿方式。
（二）无功补偿电容量计算
补偿前功率因数：Cosφ0=0.75
补偿后功率因数：COSφ=0.98
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) =98kvar
根据计算取补偿电容100kvar
七、各分级负荷的供电方式设计
（一）、负荷分级
地面一级负荷有通风机、空压机、矿井安全监测监控等；二级负荷有生产消防供水泵；其他负荷为三级负荷。
（二）、分级负荷的供电方式
一级负荷采用0.66kV 单母线分段双回路电源供电方式。二、三级负荷采用0.38kV 单母线分段单回路电源供电方式。
（三）、供电安全性分析
设计一级负荷采用同等供电能力的双回路电源（包括电源线路、供电变压器、控制开关等），双回路电源（一路工作、一路带电备用）不分接任何负荷，当工作电源出现故障不能正常工作时，备用电源能立即投入运行，保证供电的连续性和可靠性。
八、变电所设计
10kV 电源架空线至变电所附近，经RM4-10跌落保险、FS6-10型避雷器及FW4-10户外型高压负荷开关，再由电缆引入高压配电室。高压配电室内设12台XGN2-10(Z)型真空固定高压配电柜，其中，2台电容器柜；高压母线采用单母线分段。高压开关柜采用220V 直流操作电源，选用镉镍蓄电池直流屏ZKA86型1套，作为控制、保护、信号及事故照明用电。
设计地面变电所露天安装一台S 9-160/10KV变压器供地面设备和照明用电，地面供电变压器中性点接地。
地面低压动力供电电压为380V ，照明电压220V 。低压母线采用单母线分段，选用GGD-1500型低压开关柜2台。通风机、
主排水泵、空压机、矿井安全监测监控采用双回路(一用一备) 供电，其余负荷为单回路供电，矿井生产和生活用电分开，主要通风机房、变电所、调度室设应急照明。地面变电所设接地网。所有配电线路采用电缆出线方式。
九、地面线缆选择
考虑到矿井的发展及导线的机械强度选择LGJ —70mm 2钢芯铝绞线作为矿井电源线路。
由地面变电所铺设二路VV 22-0.6/1kV-3×95+1×50铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆至通风机房电气控制室，控制室安装进线电源柜二块，起动柜二块、联络柜一块，每块起动柜控制一台风机二台电机；主通风机房用电设备装机负荷为100kW ；选择电抗器降压起动方式。设计电气设备设有短路、过负荷、欠压、雷击过电压、电机轴承温度、电机线圈绕组温度等保护功能。
十、井下电缆的选择
电缆的选择及电缆的敷设必须符合《煤矿安全规程》（2011版）规定。井下电缆必须是经检验合格并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。
（一）、固定敷设的应采用VV 铠装聚氯乙烯电缆或不燃性橡套软电缆。
（二）、移动式和手持式电气设备都应使用专用的分相屏蔽不燃性橡套软电缆。
（三）、采掘工作面的660V 电气设备必须使用分相屏蔽不燃性橡套软电缆。
（四）、本矿属低瓦斯矿井，但是，井下使用的电缆芯线全部采用铜芯。
（五）、下井主动力电缆：设计使用MY3×150+1×50型电缆，单位负荷矩时电压损失百分数：当cosφ=0.70时单位负荷矩时为0.0455%Mw.km（查表），则电源线路电压降为：
ΔU2%＝（319.37×0.1×0.0455%）÷1＝1.45%＜5%,，电压降符合要求。
（六）、局扇电缆：选择MY3×16+1×10电缆，16mm 2矿用绝缘电缆在25℃时的1kV 长期容许电流为116A ，则回路允许载流量为：
Ix 2＝1×116＝116（A ）＞I j ＝44.9（A ）
MY3×16+1×10电缆单位负荷矩时电压损失百分数：当cosφ=0.7时单位负荷矩时为0.214%kw.km（查表），则电源线路电压降为：
ΔU2%＝（36×0.3×0.214%）÷1＝2.3%＜5%，电压降符合要求。
（七）、掘进头线路：选择MY-0.38/0.66-3×50+1×16电缆1回路，50mm 2矿用绝缘电缆在25℃时的0.69kV 长期容许电流为177A ，则回路允许载流量为：
Ix 2＝1×177＝177（A ）＞I j ＝33.1（A ）
MY-0.38/0.66-3×50+1×16-150m 电缆单位负荷矩时电压损失百分数：当cosφ=0.7时单位负荷矩时为0.122%Kw.km（查表），则电源线路电压降为：
ΔU1%＝（26.48×0.15×0.122%）÷1＝0.48＜5%，电压降符合要求。
（八）、采面设备线路：选择MY-3×70+1×25电缆1回路，70mm 2矿用绝缘电缆在25℃时的1kV 长期容许电流为224A 则回路允许载流量为：
Ix 2＝1×224=224（A ）＞I j ＝127（A ）
MY-3×70+1×25-100m 电缆单位负荷矩时电压损失百分数：当cosφ=0.7时单位负荷矩时为0.091%kw.km（查表），则电源线路电压降为：
ΔU2%=（101.7×0.1×0.091%）÷1＝0.93%＜5%，电压降符合要求。
（九）、供水泵线路：选择MY-0.38/0.66-3×50+1×25电缆2回路，50mm 2矿用绝缘电缆在25℃时的1kV 长期容许电流为177A ，则回路允许载流量为：
Ix 2＝1×177＝177（A ）＞I j ＝73.9（A ）
MY-3×70+1×16-720m 电缆单位负荷矩时电压损失百分数：当cosφ=0.7时单位负荷矩时为0.091%kw.km（查表），则电源线路电压降为：
ΔU2%＝（59.19×0.72×0.091%）÷1＝3.87%＜5%，电压降符
合要求。
威信县XXX 煤矿 2014年3月1日