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恒安煤矿井下供电系统改造方案

恒安煤矿目前井下有两个采区，11采区和12采区。12采区供电采用双回路10kV高压入井，在主井底建一个中央变电所，负责12采区所有机电设备的供电，供电电压为660V。11采区由副井地面变电所供电，沿副立井敷设两趟电缆，电源来自一台变压器，供电电压为380V。除12采区有一个主排水系统外，在11采区的副井底还有一个排水阵地，11采区水泵和局部通风机均采用单回路供电。（附图1：恒安矿东翼目前供电系统图）
因11采区的排水及局部通风机供电不符合《煤矿安全规程》第128条、第442条的要求，且井下供电采用两个电压等级供电，不利于安全生产，特决定对井下供电系统进行改造。
一、方案比较：
结合矿井实际，经研究分析，提出以下两种方案。
方案一：
在副立井绞车房附近建一座10kV变电所，从主井地面变电所向副立井地面变电所架10kV双回路供电（目前已有一趟10kV线路），安装３台变压器（目前已有一台变压器），低压380V入井，在井筒中再敷设一趟电缆，负责11采区井下排水系统、生产设备、局部通风机的供电。

投资估算：
项目型号数量单位单价(万元)价值（万元）高压开关柜HXGN4-1012面560地面变电所土建200㎡0.1530低压开关柜GGD10面110变压器S9-1001台22架空线路改造LGJ-501000米55电缆MY3×95+1×25200米0.0224.4防爆低压开关KJZ-6304台1.24.8防爆低压开关KJZ-4005台15防爆低压开关KJZ-2006台0.85.4合计126.6

方案二：
通过运输大巷，由中央变电所向11采区供电,电压等级为660V，在副井底建11采区变电所，负责11采区副立井底排水系统、生产设备和局部通风机的供电，副立井绞车房供电仍然由主井变电所提供。目前中央变电所有两台动力变，容量315kVA，一台专变，容量100kVA，能满足11采区负荷需要。

投资估算：
项目型号数量单位单价(万元)价值（万元）防爆低压开关KJZ-6304台1.24.8防爆低压开关KJZ-4005台15防爆低压开关KJZ-2006台0.85.4电缆MY3×95+1×25800米0.0216电缆MY3×70+1×16400米0.0187.2电缆MY3×50+1×16600米0.0159合计47.4二、方案比较确定：
从经济方面比较，根据投资估算，如按方案二比方案一节约资金79.2万元；从技术方面比较，如按方案二实施，井下统一电压等级，方便了设备的管理和维护，井下的电机具有互换性，且比方案一线路简化，环节少，便于管理，因此采用方案二进行井下供电系统改造。
三、电缆及设备的选择
11采区正常布置为一个采面、两个掘进面，根据方案二，工作面最远端刮板机距中央变电所800米，采面设备为2台刮板输送机、1部胶带机；掘进面设备为2台刮板输送机、两部胶带机，另安装两台局部通风机、一台水泵，11采区设备单趟线路最大负荷约182kW（附图2：恒安矿东翼方案供电系统图）。根据安装设备负荷情况，中央变电所到11配电点预选用MY-3×95+1×25电缆为其供电，11采区变电所至最远采面预选用MY-3×50+1×16电缆为其供电。局部通风机预选用MY-3×50+1×16电缆为其供电。

电缆的选择
1、按长时工作电流对电缆的选择：
电缆的实际长时工作电流计算按如下公式：
In＝(KdeΣPN103)/(1.732UNcosφ)
式中:In——电缆中通过的实际工作电流A
Kde——需用系数
ΣPN——电缆所带负荷有功功率之和kW
UN——额定电压V
cosφ——平均功率因数
查表得Kde=0.6cosφ=0.6
（1）中央变电所至11配电点电缆的选择
总额定功率ΣPN=182kW额定电压UN=0.66kV
Ica＝KdeΣPN103/1.732UNcosφ
＝0.6×182×103/1.732×660×0.6
＝136.4A
故中央变电所到11配电点的电缆选用95㎜2。
（2）11配电点到采区设备最远端电缆的选择。
总额定功率ΣPN=94KW额定电压UN=0.66KV
Ica＝KdeΣPN103/1.732UNcosφ
＝0.6×94×103/1.732×660×0.6
＝82.23A
故干线电缆配电点到采区最远端的电缆截面选取50㎜2。（3）中央变电所至11配电点局部通风机专用电缆的选择
总额定功率ΣPN=44KW额定电压UN=0.66KV
查表得Kde=1cosφ=0.6
Ica＝KdeΣPN103/1.732UNcosφ
＝1×44×103/1.732×660×0.6
＝64A
因供电距离较远，且考虑电缆机械强度需要，故中央变电所到11配电点局部通风机专用电缆电缆选用50㎜2。

2、电