第二版10KV高低压配电改造项目设计方案要点.pdf
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1、1 新疆库车县夏阔坦矿业开发有限责任公司 夏阔坦地面 10KV高低压配电改造项目 设计方案 保障中心 2013年 6 月 2 1 概述 1.1 编制依据 新疆库车县夏阔坦矿业开发责任有限公司2013 年 6 月 1 日,刘总 在保障中心会议室召开夏阔坦矿区供电体系会议决议内容。 1.2夏阔坦矿区地面10KV 变电所高、低压配电室原有设备相关资料及 现场勘察资料。 1.3 编制原则 1.3.1 优化改造方案 ,合理选用设备 , 便于施工、维护及操作,并为今后 的发展考虑一定的扩建余地,在保证技术先进和方案合理的基础上应尽 量节省投资及减少占地。 1.3.2 严格执行国家、地方及行业主管部门制定的
2、环保、职业安全卫生 和消防方面的有关法律、法规及规范和标准。 1.3.3 电气应考虑节能,尽量采用节能措施。 1.4 扩容改造的必要性 1.4.1 夏阔坦供电系统概况: 夏阔坦矿业开发责任有限公司旗下有两家煤矿,现在产的夏阔 坦煤矿与在建的榆树田煤矿,2012 年在榆树田煤矿坑口建设35kV 降压变电所一座,外部电源由35KV 线路阿格线、夏饿线分别引入 35KV 区域变电所内母线侧1 段、2 段。内设置两台8000KVA有载 电力变压器,电压等级为35kV/10kV ,其系统接线形式:35kV 侧 3 为内桥接线, 10kV 侧为单母线分段, 正常时两台主变分列运行,该 区域变电所现主要为现
3、有夏阔坦煤矿生产、办公、公共生活和榆树 田煤矿建井工程电气设备供电。现区域35kV 变电所内设有10KV 高压配电室,为现建的榆树田矿井建设及将来榆树田煤矿生产提供 动力电源。现夏阔坦煤矿地面10KV 中心变电所电源取自35KV 区 域变电所内10KV 高压配电1 段、2 段高压馈电柜, 通过 3.1Km 架 空线引至夏阔坦地面中心变电所10KV 高压配电柜。夏阔坦地面中 心变电所设有10KV 高压配电室和0.38KV/0.22KV低压配电室。 高 压配电室设16 个高压柜,其中1#、12#、东 1#高压柜为 10KV 进 线柜; 2#、3#、4#、9#、10#、11# 、东 2#、东 3#、
4、东 4#高压柜 为高压馈电柜; 5#、8#为高压 PT 柜;6#为高压隔离柜; 7#为高压 母联柜,高压配电柜整体呈一字排列,对称布置。 142 夏阔坦地面 10KV 中心变电所低压配电现有框架构成: (1)现夏阔坦地面10KV 中心变电所内安装有两台 SC-B10-800KVA干式电力变压器,高压侧各设有一台负荷开关与 熔断器 4 (2) 1#、2#变压器 10KV 电源分别取自夏阔坦地面10KV 中 心配电室东2和东 3#高压柜,正常运行负荷率约为50。 (3) 10KV 电源电缆规格型号为: YJV22-8.7/10KV/3 50 mm2, 线路沿中心高压配电柜下电缆沟、低压配电室电缆沟
5、敷设变压器室。 (4)380V 配电系统为单母线分段,380V 与 段间设有母联 开关,馈线采用放射方式向用电设备配电。 (5)380V 与 段各设有一面160KVAR电容器无功自动补 偿柜。 (6)与 段各设有 2 面 CS 型低压配电柜, 其中 1 面 CS 型 低压配电柜共有4 路 380V 馈出回路;另1 面 CS 型低压配电柜共 有 4 路 380V 馈出回路; 2 面 CS 型低压配电柜共有10 路 380V 馈 出回路; 与 段对称分布。 1.4.3 电气设备安全隐患 10KV 变电所高压部分: (1)现 10KV 高压开关柜4#、9#、东 4#高压馈电柜都同时带 两路用电负荷,
6、若高压馈电柜出现故障或其中一路用电负荷高压侧 出现故障检修时都会造成两路用电负载同时停电的状态,会造成主 要生产设备停电影响正常的生产。 (2)现东 1 高压柜为水电进线柜,水电的进线接入高压馈电柜 的下端(负载侧),而馈电柜的上端母排联接的是一段(阿格线) 供电,只是通过该柜内的断路器及隔离开关进行母联络,缺少必备 5 的安全切换隔离措施。若误操作,会给整体矿区供电及35KV 区域 变电所造成的危害及损失是致命的。 (3)10KV电 源 电 缆 : 原 有10KV电 源 电 缆 型 号 规 格 为 : ZR-YJV22-6KV/3185mm2, 自2011年35KV总 降 压 站2 8000
7、KVA 主变投入运行后, 企业内电网容量增大,原有电缆截面已 不能满足热稳定性要求,需增大电缆截面。 10KV 变电所低压部分: (1)现低压配电柜也同样出现一路馈出回路接2 路供电线路的 情况,低压配电室现有4 面低压馈出柜,共20 个馈出回路,已基 本全部投入运行。有5 路抽屉低压配电柜也同时带不同地点的负荷 的情况,若现有的低压配电抽屉开关柜有损坏或开关动作接触不好 等故障情况发生时,只能停电拉出维修,有些故障情况是不可维修 的,但已没有备用回路可用,会造成部分设备、部分区域无法正常 办公的情况发生。现有低压配电柜没有设照明柜,地面生产现场多 处场地的光源照明电源取自控制柜,造成控制部分
8、供电电源出现感 性干扰电压,影响控制设备的正常工作,给正常的生产带来一定的 影响。 (2)地面主变室外已没有检修通道及空间,当主变发生故障需 要移运室外检修时,现在已不具备条件。 6 1.4.5 扩建改造的必要性 (1)综上所述,夏阔坦地面10KV地面中心变电所,存在严重的 供电安全,直接影响到电气系统的可靠性和安全性,潜在的安全隐 患随时可能突发电气系统相间短路、不同频或不同相两个独立供电 网络同时供电、接地故障。可能造成矿井停电、停产、电气主设备 损毁事故发生。 (2)扩建改造,提高供电可靠性: 配电间改造;新增高、低压开关柜及10KV 电源电缆,提高供电 安全可靠性, 使矿区供电正常运行
9、,从而保障矿区生产设备安、稳、 长、满、优生产是十分必要的。 1.5 扩容改造的范围: (1)10KV 电源进线电缆更换; (2)新增 5 面 10KV 高压开关柜; (3)新增 2 台 10KV 高压高爆开关柜; (4)利旧 2 面 0.4KV 、2000A 低压进线柜、 1 面 300KVRa 低 7 压电容补偿柜;新增1 面 300KVRa低压电容补偿柜、1 面低 压联络柜、 1 面低压照明配电柜、8 面低压馈电柜。 (5)完善配电室接地系统和照明部分; (6)新建低压配电间建筑; (7)改建变压器室及基础。 (8)增设高、低压配电室火灾报警控制器 2改造技术方案 2.1 更新 10KV
10、 电源线路: 夏阔坦 10KV 电源取自 35KV 降压站 10KV 配电室高压柜, 电缆 线路敷设由3.1Km架空线引至夏阔坦矿区,在供电线路终端杆由 ZR-YJV22-8.7/10KV/3X185mm2型电缆引入夏阔坦矿区地面中心 高压配电室10KV 进线柜。现考虑到将来供电的扩展空间,将现用 的 ZR-YJV22-8.7/10KV/3X185mm2型电缆更换为大型号的 ZR-YJV22-8.7/10KV/3X240mm2 2.2 建低压配电间建筑面积: 方案一:建低压配电间:将低压主变压器室外与保障中心仓库的 隔墙拆除,低压开关柜安装基础及室内电缆沟向扩建部分延伸,建 设新低压配电室,建
11、筑面积56.2 。可安装22 面低压配电柜的空 间。如果空间不可占用过大,可考虑二层框架建筑,一层设主变压 器室,二层设低压配电室及值班室、维护、检修室等。若采用二层 建筑结构时,土建部分一定要考虑预制吊装部分。以便低压配电柜 的安装与维护。 方案二:在现建污水处理场处新建低压变电所,因该处位置地 理标高低,处于低洼区,宜形成积水区;距河流近,宜受洪水灾害 8 影吊盘等制约因素考虑。该处新建低压变电所,就要把新建变电所 建 筑 物 内 地 面 标 高 值 高 于 现 新 建 办 公 楼 的 底 层 地 面 标 高 值 6001000mm 。以避免以上不利因素的影响。新建的低压变电所建 筑部分严
12、格按照电气部分建筑设计规范、设计标准执行。新建的低 压变电所 1#、2#主变压器室对称布置,主变压器室门向外开,门前 要留有运输、检修通道。主变压器室上、下设进风口、排风口。与 外部通风部分做好防水、防尘、防火、防止小动物进入措施。低压 配电室内配电柜的平面布置保持双列(南、北列相对)平行布置, 呈双列、离墙布置方式。柜背后留有检修通道和设有带盖板的电缆 沟,柜两侧留检修通道和安全通道。 2.3 电气设备平面布置:高压配电室向现低压配电室扩展后,高压 开关柜的平面布置呈L 型单列垂直布置。离墙布置方式,柜背后与 柜两侧留有检修通道和安全通道,柜背后设带有盖板的电缆沟。低 配电室新建后,低压开关
13、柜的平面布置保持双列(南、北列相对) 平行布置,呈双列、离墙布置方式。柜背后留有检修通道和设有带 盖板的电缆沟,柜两侧留检修通道和安全通道。 9 2.4 有步骤迁移室内原有设备: 2.4.1 有计划、有步骤更换10KV 进线电缆;安装新增1、2 段高压 开关柜及新增3 段供电(水电)的高爆开关。将现东1#4# 高压柜 与原高压开关柜形成90直角垂直平面向现低压配电室延伸摆放。 将新增的高压开关柜分别与东1#4# 高压柜 1 段、 2 段供电柜平行 摆放,新增柜母排能与现东1#4# 高压柜平行联接。东1#4# 高压 柜 1 段、 2 段母排与原高压柜之间的母排尽量通过母排联接,若距 离远的同段高
14、压柜无法有效支撑固定进行母排联接的,可通过大截 面的 10KV 高压电缆进行母联跨接。 2.4.2 有计划、有步骤在新建低压配电室安装新增低压配电柜;现 低压供电主变为: SCB10-800KVA干式变压器,额定电流为1150A , 经实地多次测量现低压1 段进线电流为:550640A ,低压 2 段进 线电流为: 200260A ,低压进线柜断路器型号:DW17-2000 ,其 额定电流: 2000A ;供电母排型号为80*8 ,新增配电柜铜母排载流 量为: 1600A ,母排能满足现场供电的实际需求。由于现在低压1 段主变带载量约为5560% ,低压供电 段主变带载量约为30% , 空载量
15、大,所以把将来需求的低压用电负荷放在段,提高供电 段主变的带载量。减少主变的空载能耗。根据现场的低压配电柜的 实际状况,可以利旧。新安装后的低压配电室配出回路根据现用电 缆完好、长度情况,能利旧的尽量利旧。新选用的低压柜外形尺寸 应与原有柜外形尺寸相同,母线在柜内设备的坐标高度及宽度尽量 对应。变压器至380V 、母线间设母线槽;两段之间设母线桥。 其容量与变压器容量配套。 2.5 配电间接地完善: 2.5.1 10kV变配电所,在每组母线上应装设避雷器。避雷器应 10 以较短的接地线与配电装置的主接地网连接,同时宜在其附近装设 集中接地装置。 2.5.2 变电所接地装置的型式和布置,应尽量降
16、低接触电势和跨 步电势。 2.5.3 低压配电间新建部分增加接地设施,并与原配电间接地网 对应的点均可靠连接。新增基础上的可导电构件均与接地网可靠焊 接。接地电阻4 欧。 2.5.4电气设备的接地: (1)高低压配电室内所有用电设备正常不带电的金属外壳、电 缆桥架及工艺金属设备均做可靠接地。 (2)各配电点所有用电设备的外露可导电部分,必须用单独的 保护支线与保护干线(PE)相连或用单独的接地线与接地体相连。 (3) 保护线及接地线与设备间的连接,应保证可靠的电气连接。 不应将几个需保护接地的部分互相串联后,再用一根接地线与接地 体相连接。 (4)移动用电设备的外漏可导电部分,应与电源的接地系
17、统有 可靠的电气连接。 11 2.6 照明完善: 2.6.1 配电间新建部分应设置照明及应急照明,将现高压配电室新设 照明电源及应急照明,便于设备检修与维护。根据建筑照明设计 标准( GB50034-2004 )工业建筑一般照明标准值应符合表5.3.1 的规定。高、低压配电室及变压器室照度标准值见下表: 2.6.2 变压器室重建后相应设置照明。 27 土建改造内容: (1)国家标准图集 10KV 及以下变压器室布置及变配电所常用 设备构件安装(图集号 03D201-4) 第 117 页推荐单台800KVA变 压器室尺寸:长宽为3900 3600 , (2)原变压器室门尺寸为高宽为2100 15
18、00 ,而国家标准图 集 10KV 及以下变压器室布置及变配电所常用设备构件安装(图 集号 03D201-4) 第 117 页推荐单台800KVA 变压器室门尺寸:高 宽为 4100 2400 。 (3)变压器基础:原基础轨距为160 ,而 800KVA 变压器轨距 为 660 ,即小于标准500 mm 。鉴于变压器室结构部分需改造内容 12 较多,建议就地改建变压器室。新建变压器室门朝仓库方向开启, 便于主变的吊装与维修。 28 主要技术措施及要求 2.8.1 10KV 电缆:选用阻燃、铜芯交联聚乙烯绝缘电缆,优点是 导体额定耐温高、载流量大、使用寿命长,电气绝缘性能和物理机 械性能优越。
19、2.8.2 低压开关柜选用金属纵横隔离封闭、智能型, 密封性能好, 小 动物难入内,便于维护人员安全操作的产品,其外形尺寸与原柜相 同。 2.8.3 低压开关柜内选择电气绝缘性能和物理机械性能优越的开 关设备和元件;电动机回路配置微机保护监控装置。 2.8.4 380V 系统主接线及运行方式 380V 系统主接线为单母线分段形式接线。设 10/0.4kV 变压器, 每台变压器对应一段母线。正常情况下母线分段断路器断开,母线 分裂运行,每台电源变压器分别供电;当某段母线电源变压器故障 或检修时,母线分段断路器闭合,另一回电源变压器供全部一二 级负荷用电。分段断路器设BZT 装置并设手动、自动切换
20、开关,根 据实际操作需要,可选择实施分段断路器自动或手动投切。 2.8.5 低压配电无功补偿 在变配电所0.4kV 母线补偿时采用设电抗保护功率因数改善装 置, 0.4kV 系统采用自动控制电容补偿装置进行就地补偿,并有滤 13 波功能,谐波因素满足标准要求,解决因谐波造成设备的损坏。 2.8.6 0.4kV 电容器无功成套补偿装置的开关设备及导体载流部分 的长期允许电流不应小于电容器额定电流的1.5 倍。 2.8.7 星型接线的电容器应将电容器与支架绝缘。 2.8.8 继电保护 变电所继电保护的配置原则上按照电力装置的继电保护和自 动装置设计规范 (GB50062-92 )及 DL 标准配置
21、。 继电保置一般原则 继电保护,应当满足可靠性、选择性、灵敏性及速动性四项基 本要求。继电保护应能在最短的时间内有选择性地切除故障设备。 在任何情况下,动作时间都能满足设备允许的短路电流承受能力、 系统稳定性的要求并在规定的最长故障切除时间之内。 根据短路电流值和系统的接地方式,提供足够的具有选择性的 相间短路和接地故障保护。允许由于单台或成组电动机起动时所引 起的短时过电流。应根据其用途选择保护继电器的类型和特性,保 护继电器系统应具有选择性,当保护系统和 /或开关设备故障时能提 供后备保护。 继电保护整定值应可调,以满足最小运行方式。 应分析系统的动态性能,以检查在发生短路故障后保护整定是
22、 14 否能保证系统成功地恢复到稳定的工作状态。 电动机再起动的设置应根据实际要求并结合全矿电气供电系统 的运行模式来考虑。 2.8.9 测量仪表 新建低压变电所均设置总用电量计量,该信号可引至控制室 DCS 系统和电调中心,作为班组能耗核算的计量及电气用电管理。 照明供电母线段,在进线处设置有功电度表。 外供电源线路装设:有功电度表、无功电度表。 在矿井配电点进线处,若各生产装置 (单元) 需要分别计量时, 各装置(单元)的配电点相对集中,可分别装设有功电度表。 测量表计的装设按照国家有关规范执行。 若要求单台设备容量为55kW 及以上的机泵需要独立计量时, 装设有功电度表。 2.8.10
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