[毕业设计精品]平宝公司供电系统生产能力核定.doc

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1、毕 业 设 计 学 院： 专 业： 电气工程及其自动化 设计题目：平宝公司供电系统生产能力核定学生姓名： 指导教师: 前 言毕业设计是院校学生十分重要的一个教育环节，是教学联系生产、理论联系实际的重要过程,是综合运用所学知识、解决实际工程技术问题、进行工程训练的重要手段这是我运用所学的知识，结合现场实际，设计的平宝公司供电系统生产能力进行的技术改造.通过设计,我对煤矿供电有了较深入的理解,对平宝公司供电系统生产能力核定的工作过程有了进一步的了解，培养了自己独立工作的能力,提高了自己的绘图能力、识图的技能,为更好地服务于矿山和企业发展打下了坚实的基础. 随着平煤“一本两翼”战略发展的提出，集团公

2、司为了迎合国家对于煤矿供电系统能力核定提出了新的要求。 本设计规程共分三大部分，分别阐述了供电系统能力核定的条件、供电系统能力核定的主要内容及计算方法和能力核定表等。我们承担的是平煤集团天安平宝公司煤矿供电系统能力的核定。设计中的所有内容完全贯彻了新的规定和规范，文字符号和图形符号也采用了新的国家标准。 本设计不同于课本，它引入了许多书中未曾涉及过的内容。设计中的数据由平宝公司工作人员提供，介于手头资料的局限性和我们的水平请本设计的审阅人批评指正。 设计指导老师：曹留住（中平能化集团平宝公司机电工程师） 本设计由平顶山工业职业技术学院自动化系副教授郭宗跃主审。主审人以严谨的态度，认真审阅了全设

3、计，并提出宝贵的意见。.目 录绪论 . 4一 、供电系统生产能力核定.6二、煤矿供电的重要性.8三 、平宝公司概况及供电系统图分析1.、-平宝公司简介 .9 2.、-工厂变电站供电系统图 .12 3.、-竹圆变电站供电系统图 .144.、-首山变电站供电系统图 .16四、电源线路安全载流量及压降校核 1.、-安全载流量校核 .182.、-线路压降校核 .19五、下井安全载流量及压降校核 1.、-安全载流量校核 .20 2.、-电缆压降校核 .21六、主变压器能力核定计算 .22七、电源线路能力核定 .22八、供电能力核定表 .23九、平宝公司供电系统能力核定小结. .24十、致 谢.25附录.

4、28参考文献.29绪 论安全生产是我国经济建设和工业生产活动中一个十分突出的问题。虽然国家颁布了一系列安全生产的规章、规程、规范等，也形成了比较完备的执法保障体系，但目前我国安全生产形势还十分严峻。特别是一些单位不正常经营，为了更多地谋取利润不从投入上找出路，只想偷工减料加之一些劳动者还未树立起自觉遵章守纪、注重自身安全健康的意识，在劳动中因违反劳动纪律、规程和规章制度而造成伤亡事故，而且造成国家损失严重。煤矿产业更要从基本上符合国家煤矿安全生产规定，为了减少国家损失和公民伤亡事故，国家特颁布了煤矿生产能力核定资质管理办法条例以及（煤矿法）、（安全生产法）、（矿山安全法）、（煤矿安全规程）、（

5、国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定）、（煤炭矿井设计规范）、（煤炭生产能力核定标准）、（煤矿生产能力管理办法）等有关法律、法规，使核定有了法律、法规、规范和技术标准的依据和保障。此核定的主要任务及要求：（1） 严密紧慎地完成核定平宝公司的生产能力；（2） 使平宝公司了解自己的生产能力，能够更好地生产（3） 在核定过程中必须严格遵守煤矿安全规程规定的核定生产能力的基本原则及要求。（4）对煤矿安全规程中规定的各项内容进行核定。对煤矿安全规程中规定的各项内容进行核定。一 供电系统生产能力核定1 、基本原则和要求 供电系统生产能力主要是核定煤矿的电源线路及主变压器的供电能力。标准第19条规定，供

6、电系统能力核定应具备下列必备条件：（1） 供电系统合理，设备、设施及保护装置完善，技术性能符合规定，系统运行正常。（2） 供电系统技术档案齐全，各种运行、维护、检查、事故记录完备，管理维护制度健全。（3） 年产6万及以上的矿井应有两独立的回路，不得分接任何负荷的电源线路。（4） 年产6万以下的矿井采用独立的、未分接任何负荷的单回路电源供电时，还应有满足通风、排水、提升等矿井设备可靠运行的备用电源。 上述3、4款的内容是根据煤矿安全规程第441条和煤矿重大安全生产隐患认定办法（试行）确定的，如不具备以上的两款规定的内容，不能进行供电系统能力核定。6万t及以上的矿井应有两回路独立的电源，是指矿井宜

7、由两个电源点供电，或两个电源引自同一区域变电所的不同母线段，两条电源线路不得分接任何负荷。对6万t以下的矿井也强调至少有一回路独立电源，且在其停止供电时，备用电源应能满足通风、排水、提升等一、二级负荷供电需要。必备条件中强调了供电系统要合理，设备、设施的技术性能符合规程要求，不得使用国家明令禁止使用的设备和淘汰的产品。2 供电系统能力核定的主要内容及计算方法a) 供电系统的能力核定，应符合如下规定：i. 在正常情况下，两回路电源线路应采用分列并行运行的方式。当采用一回路运行时，另一回路必须带电备用。能力核定为工作线路和工作变压器的折算能力，备用线路、备用变电压器、备用发电机不计入供电容量。ii

8、. 电源线路的供电能力，需符合允许载流量的要求，并满足线路压降不超过5%的规定。iii. 井筒电缆可不折算矿井生产能力，但需保证当任一回路发生故障或停止供电时，其余回路仍能担负井下全部负荷（最大涌水量）用电，安全载流量及电压降均需符合要求。上述第1款符合煤矿安全规程第441条要求。两回电源线路首先应采用同时送电、分列运行的方式。因为这种运行方式是两回线路负荷均载，压降小，线路损耗小，同时又提高了供电的可靠性，不会因一回电源线路故障造成全矿停电。如采用一回路运行，另一回路必须带电备用。这种运行方式虽不提倡，但规程也允许使用。鉴于后一种运行方式的存在，核定标准确定了只对工作线路和工作变压器的折算能

9、力，备用线路及变压器等不计入供电容量。上述第2款是对电源线路的常规要求，避免在能力核定时简单地套用公式，而忽略了线路允许载流量和电压降是否符合要求。因此在对电源线路能力折算时，应同时校验线路载流量和电压降是否符合要求。如采用一回路运行，另一回路带电备用的工作方式，则其中任一回路电源线路应能担负全矿负荷并满足允许载流量要求和电压降不超过5%的规定。由于矿井井下部分的吨煤电耗不便统计和不便准确计算，因此第3款规定下井电缆不折算矿井生产能力，但仍需校核其安全载流量及电压降是否符合要求。b) 供电系统能力核定计算公式i. 电源线路能力核定计算公式：Am=33016p/104 W式中：A电源线路的折算能

10、力，万P线路合理、允许的供电容量，kw；按线路允许载流量计算，（根据煤矿电工手册规定：线路电压降不得超过5%）W矿井吨煤综合电耗，kWh/t；为上年度实际统计的综合电耗。ii. 主变压器能力核定计算公式：Am=33016二 煤矿供电的重要性 电力是工矿企业生产的主要能源。对工矿企业进行可靠、安全、经济的供电，对提高产品的质量、提高经济效益及保证安全生产等方面都有十分重要的意义。因此，工矿企业对供电提出了基本要求： 1.供电可靠 供电可靠就是要求供电不间断。各企业对供电可靠性的要求不同，将电力负荷分为三类。 （1）一类负荷 凡因突然中断供电，可能造成人身伤亡事故或重大设备损坏的，给国民经济造成重

11、大损失或在政治上造成不良影响的负荷。如：电解铝厂、钢厂、矿井通风设备等。对一类负荷应由两个独立电源供电；对大型煤矿，两个独立电源应来自不同地点，以保证供电的绝对可靠。 （2)二类负荷 凡因突然停电，造成大量减产或生产大量废品的负荷，属于二类负荷。如集中提煤设备、空压机及采区变电所，工厂的主要生产车间等。对大型工矿企业的二类负荷，也应有两个电源，两回路电源应尽量来自不同的变电所或母线。（3）三类负荷 除一类、二类负荷外的其他负荷，如工矿企业的附属车间及生活福利设施类。对三类符合的用户供电一般采用单回路供电方式，不考虑备用电源，根据需要各负荷还可共用一条输电线路。 对电力负荷分类的目的是为了便于合

12、理供电。在供电系统中，确保一类负荷的供电不中断；保证二类负荷的用电；对三类负荷则更多地考虑供电的经济性。因此，对电力系统因故障必须拉闸限电时，首先停三类负荷，但必须保证一类负荷的用电。 2.供电安全 供电安全就是在电能的分配、供应和使用过程中，不应发生人身触电事故和设备事故，也不致引起火灾和爆炸事故。尤其是矿井井下，工作环境特殊，特别容易发生上述事故。因此必须按照（煤矿安全规程）的规定执行，确保安全供电。煤矿安全供电的任务是防爆、防火、防触电。 3.供电质量 对于50hz的交流电，其频率的偏差不允许超过，即额定频率的 4.供电经济 经济性一般考虑三个方面：尽量降低企业变电所与电网的基本建设投资

13、；尽可能降低设备、材料金属的消耗量；尽量降低的电能损耗和维护费用。 5.允许二次侧压降损失为一次侧压降的。三 平宝公司概况及主供电系统图分析1.、- 平宝公司 简 介平宝公司位于河南省平顶山市东北25km处，平顶山煤田李口向斜北翼东端，行政区划隶属襄城县管辖，矿井隶属中平能化集团（简称“平煤集团公司”）。平宝公司由中煤国际工程集团武汉设计研究院设计，矿井初步设计于2004年1月编制完成，根据设计矿井投产移交戊一采区和己二采区，矿井设计生产能力2.40Mt/a。目前戊一采区和己二采区的井下矿建工程已经完成.多年来，在市委市政府和集团公司领导关心支持下,平宝公司积极深化改革,强化管理，大力推进技术

14、进步，企业整体素质不断提高。1959年12月平宝公司简易投产时，设计生产能力只有150万吨/年，经过七十年代、八十年代两次改扩建，使科学技术得到广泛应用，原煤实际生产能力超过了400万吨，各项经济技术指标达到了同行业的先进水平。 80年代初期,平宝公司多经产业得到了迅速发展,产品由单一型转向多元化，逐步形成集工、商、贸的劳务输出为一体的大型多经产业网络， 多经企业的年产值达到了3.5亿元。建矿以来，平宝公司累计生产原煤亿吨， 上缴利润5.4亿元，企业先后荣获部级质量标准化矿井，煤炭工业一级企业，全国煤炭工业现场管理最佳企业，全国 “八五” 期间节能先进企业、质量效益型先进企业，部级高产高效矿井

15、， 煤炭工业优秀企业 “金石奖”，国家环保先进单位，国家一级计量单位，省部级质量信得过企业，省市重合同守信用企业等一系列荣誉和称号，为平煤集团公司乃至平顶山市的发展做出了应有的贡献。2.、-平宝变电站供电系统图 图（1）平宝变电站主结线图（1）. 供电框图图（2）平宝变电站供电示意图（2.） 主结线方式平宝变电站为全桥式结线。全桥式结线图如下其特点：线路侧、变压器侧和母线桥上都装有断路器，操作运行灵活、适应性强，无论是切换变压器还是切换线路都可方便的进行，易发展成单母线分段结线。所用设备多、投资大、占地面积大。 （3.） 运行方式 35kv 两条回路同时供电，一回路带电备用，另一回路带全矿负荷

16、的80%以上。平宝降压站：2回路电源线路分别引七里店降压站35kv两段母线，马尧压站2回电源线路型号LGJ-240mm2，供电距离 6.5km。、工广降压站2台主变压器型号SFL1-20000KVA/35KV/10KV并列运行，10KV母线分列。该站最大用电负荷15271kw。沿副井井筒敷设的下井电缆4回路电缆，电缆型号MYJV42-10KV3150 mm2交联聚录乙烯铠装电缆，电缆长0.98 km。 3.、-变电站供电系统图图（3）变电站主结线图（1.）供电框图 马尧 110kv变电站平宝35kv变电站首山 35kv 变电站图（6）马尧变电站供电示意图（2.）主结线方式马尧全桥式接线（全桥式

17、接线的特点如上所述 ） （3.）运行方式35kv 两条回路同时供电，一回路带电备用，另一回路带全矿负荷的80%以上。首山降压站：2回路电源线路引自35kv马尧变电所两段母线，2回电源线路型号LGJ-120 mm2，供电距离4.3km。台主变压器型号为SL7-6300KVA/35KV并列运行，6KV母线分列。该站最大用电负荷4492kw。沿副井井筒敷设的下井电缆4回，型号ZQP50-3150 mm2交联粗钢丝铠装电缆，电缆长0.75km。四 电源线路安全载流量及压降校核 1.、-安全载流量校核（1）、工广降压站地面最大用电负荷按15271kw计算 工广降压站计算电流：I=P/Ucos=15271

18、/（1.732350.9）=288.15（A） P-工广降压站地面最大用电负荷功率；U-负荷工作电压；cos-功率因数 线路LGJ-240 mm2允许载流量：环境温度25C时，为610(A)(查附录表一)，考虑环境温度40C时温度校正系数0.81，（查附录表二）则Ix6100.81494.1(A) Ix494.1(A) I=288.15(A)（线路允许载流量大于最大用电负荷，满足要求）（2）、按首山降压站地面最大负荷4492KW、七里店降压站最大负荷7143KW计算 首山降压站计算电流：I=（P1+P2）/Ucos=（4492+7143）/1.732350.9=213（A） P1- 首山降压站

19、最大负荷 线路LGJ-120 mm2允许载流量：环境温度25C时，为380(A)( 查附录表一)，考虑环境温度40C时温度校正系数0.81，（查附录表二）则Ix3800.81307.8(A)Ix307.8(A) I=213(A)（3）、七里店最大地面用电负荷按7143KW计算 七里店降压站计算电流：I= P/Ucos=7143/（1.732350.9）=131(A)线路LGJ-150 mm2允许载流量：环境温度25C时，为445(A) （查附录表一）， 考虑环境温度40C时温度校正系数0.81，（查附录表二）则Ix4450.81360.45(A)Ix360.45(A) I=131(A)2.、-

20、线 路 压 降 校 核（1） 工广降压站电源线路电压降校核：LGJ-240 mm2线路单位负荷距时电压损失百分数：当cos=0.9时，u% 为0.0266/MW.km（查附录表三表）。 则电源线路电压降为： U1=Mu% =PLu%=15.2715.80.0266%=2.35% 5（满足电源线的电压降要求）式中- 负荷距，千瓦-公里或兆瓦-公里，M=PL；U1全线电压损失百分数；u%单位负荷矩时电压损失百分数，其单位与负荷矩相对应，千瓦-公里或兆瓦-公里的百分数。 其中，工广降压站最大负荷15.271Mw，线路长5.8Km 。（2） 首山降压站电源线路电压降校核：LGJ-120 mm2线路单位

21、负荷距时电压损失百分数：当cos=0.9时，u%为0.0378/MW.km（查附录表三）。 则电源线路电压降为：U1=（P1+ P2）Lu%= （4.492+7.143）4.30.0378% =1.89% 5 （满足电源线的电压降要求） 其中，首山降压站最大负荷P1为4.492Mw、七里店降压站最大负荷P2为7.143Mw，线路长L为4.3Km。（3） 七里店降压站电源线路电压降校核：LGJ-150线路单位负荷距时电压损失百分数：当cos=0.9时，u%为0.033/MW.km（查附录表三表） 则电源线路电压降为： U1= P2Lu%=7.1432.50.033%=0.589% +1.892.

22、479Ij=602(A)（2）首山降压站井下最大用电负荷按2784kw计算 井下计算负荷电流：Ij= P/Ucos=2784/（1.73260.8）=335(A) ZQP50-6kv3120 mm2电缆4回，每一回载流量为326(A)（查附录表一），则4回允许载流量为：I4=4326=1304(A)当一回路因故障停止供电时，其余3回路允许载流量：Ix13326 978(A)Ix2978(A) Ij =335(A) （3）七里店降压站井下最大用电负荷按2850kw计算井下计算负荷电流：Ij= P/Ucos=2850/（1.73260.8）=343(A) MYJV42-8.7/10kv3150 m

23、m2电缆4回，每一回载流量为370(A)（查附录表一），则4回允许载流量为：I X1=4370=1480(A) 当一回路因故障停止供电时，其余3回路允许载流量： I X233701110(A) I X21110(A) Ij =343(A)2.、电 缆 压 降 校 核（1）工广降压站下井电缆电压降校核：MYJV42-8.7/10kv3150 mm2电缆单位负荷距时电压损失百分数：当cos=0.8时，u%为0.2/MW.km（查附录表五）则每根电缆线路电压降为：U2= （PLu%）/N=（5.0071.50.2%）/4=0.3% 5 其中，井下最大负荷负荷P 为5.007 MW，线路长L 为1.5

24、Km，u%单位负荷矩时电压损失百分数，其单位与负荷矩相对应，千瓦-公里或兆瓦-公里的百分数。（2）首山降压站电源线路电压降校核：ZQP50-6kv3120电缆单位负荷距时电压损失百分数：当cos=0.8时，u%为0.622/MW.km（查附录表四） 则每根电缆线路电压降为： U2=（PLu%）/N=（4.4920.750.622%）4=0.5% 5 其中，首山井下最大负荷4.492 MW，线路长0.75Km，u%单位负荷矩时电压损失百分数，其单位与负荷矩相对应，千瓦-公里或兆瓦-公里的百分数。（3） 园降压站电源线路电压降校核：MYJV42-8.7/10kv3150 mm2电缆单位负荷距时电压

25、损失百分数：当cos=0.8时，u%为0.2/MW.km（查附录表五） 则下井电缆电压降为： U2=（PLu%）/N=（7.14310.2%）4=0.357% 5 其中，七里店井下最大负荷7.143MW，线路长1Km，u%单位负荷矩时电压损失百分数，其单位与负荷矩相对应，千瓦-公里或兆瓦-公里的百分数。由上校验可知，下井电缆安全在流量及电压降均符合要求，当一回路电缆发生故障时，其余电缆能保证井下全部负荷供电。六 主变压器能力核定计算该矿工作变压器容量按S=150002+63002+10000=52600(KVA)计算:A=33016=0.933016=718（万t/a）式中：A电源线路的折算能

26、力，万P线路合理、允许的供电容量，kw；按线路允许载流量计算，（根据煤矿电工手册规定：线路电压降不得超过5%）W矿井吨煤综合电耗，kWh/t；为上年度实际统计的综合电耗。由上校验和计算，本矿电源线路和下井电缆符合规程要求。根据线路及变压器的能力计算，确定矿井供电系统的核定能力,取718(万t/a)。本环节的核定结果为718(万t/a)。七 电源线路能力核定1.、电源线路计算该矿工作电源线路电流按I=494.1+307.8+364.45= 1166.35计算:A=33016=33016 =966（万t/a）P=1.7321166.35350.9=63633.7KW当电源线路压降为5%时：允许线路

27、所带负荷为：P=5%/2L. =5%/0.0297%x5.8=96.2Mw（按双回路并列运行时核定）式中：线路单位负荷矩时电压损失百分数；L线路长度。则线路合理，允许供电容量取：（29030）63633.7kw.（符合供电要求）2.、计算结果总结： （1）变压器供电能力：718万t/a（2）电源线路供电能力：966万t/a3.、所得结论：由上校验和计算，平宝公司电源线路和下井电缆符合煤矿安全规程要求，根据线路及上级主变压器的能力计算，取其较小值，确定矿井供电系统核定能力为710万吨/年。八 供电能力核定表供电能力核定表核定煤矿名称：平煤天安平宝公司核井08表序号项目单位合计院内变电站首山变电站

28、七里店变电站备注（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）1矿（井）设备装机总容量kw551422188113989192722矿（井）运行设备总容量kw425421527111989152823上年度矿（井）总用电量万kwh13529.424上年度矿（井）综合电耗kwh/t34.78上年度矿（井）原煤电耗kwh/t31.685矿（井）电源线路：电压、截面、长度kv、mm2、km352405.3351204.3351502.5矿（井）备用电源线路：电压、截面、长度kv、mm2、km351506.1351204.0351502.56矿（井）变压器：电压、容量、台数kv、kvA、台35150001

29、356300135100001矿（井）备用变压器：电压、容量、台数kv、kvA、台35150001356300135800017自备电站类型/自备电站容量及台数kw、台/8下井电缆电压、截面、长度、条数kv、mm2、km、条6、150、46、150、46、150、49电源线路折算矿井生产能力万t/a132710主变压器折算矿（井）生产能力万t/a71811自备电站折算矿（井）生产能力万t/a/12核定矿（井）供电能力万t/a71013上次核定矿（井）供电能力万t/a452九 平宝公司供电系统能力核定小结1.、核定中所存 在 问 题： 通过对平宝公司变电站供电系统现场调查和实际计算，发现该系统存

30、在着以下问题：（1）继电器保护试验报告不规范，没有绘制动作保护线，缺少试验结论。（2）部分值班人员没有入网证。（3）平宝公司工广变电站单台变压器运行时不能满足供电需要。（4）首山35kv变电站电源架空线路单回路运行时，不能满足首山、七里店变电站所带生产用电负荷需要。（5）首山变电站至的电源线路平东站为35Kv供电电压损失较重不能满足生产用电需要，建议改为35kv线路供电。（6）平宝公司、七里店、首山站井下中变电所的继电保护装置与地面变电所的保护装置不能配合，缺少选择性，建议加装电抗器。（7）从首山、七里店变电站供电框图看，该系统供电薄弱，建议从工广变电站出一条35kv供电线路至首山以加强供电系统的可靠性。2.、对于问题解决的办法 对于发现的问题（1）解决的办法是：要求检查人员对工作认真负责，并规范填写每次试验记录；对于问题（2）解决的办法是：要加强对工作人员的培训并要求工作人员及时参加入网考试；对于问题（3）、（4）解决的办法是：建议使用变压器扩大容量；对于问题（5）解决的办法是：建议10KV供电线路改