1、第二版 10KV高低压配电改造项目设计方案要点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环保、
2、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
3、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#、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
4、，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 （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/350 mm2,线路沿中心高压配电柜下电缆沟、低压配电室电缆沟敷设变压器室。（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
5、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，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
6、柜内的断路器及隔离开关进行母联络，缺少必备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28000KVA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
7、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。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
8、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，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；（
9、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/3X240mm22.2 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
10、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
11、筑部分严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，低压开关柜的平面布置保持双
12、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。2.4 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
13、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
14、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.
15、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，应与电源的接地系统有可靠的电气连接。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
16、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39003600，（2）原变压器室门尺寸为高宽为21001500，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41002400。（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
17、准500 mm。鉴于变压器室结构部分需改造内容较多，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。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。
18、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
19、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。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
20、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
21、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 电动机额定功率160kW（根据设备要求，电动机需采用变频器），额定功率160kW采用0.38kV。2.8.11 在满足防水防灾安全距离的前提下，变配电所的位置尽量接近负荷中心，靠近电源侧，且进出线及设备检修运输方便，有扩建发展的余地，尽量位于全年最小频率风向的下风侧，并考虑施工运输方便，且尽量避免西晒。2.8.12 变压器、配电装置为户内布置，在装置平面允许条件下优先考虑两层结构，即一层为主变压器室、电缆夹层，二层为配电设备层。2.8.13 10/0.4kV干
22、式变压器布置变压器与相应配电装置布置在一起，采用机械通风。2.8.14 变电所按无人值班设置，除设电缆夹层、配电设备间和控制室外，尚应设置适当的备品间及辅助设施。2.8.15 电缆夹层的梁底净空高度不低于2.0m。设备层梁底净高一般不低于3.5m。2.8.16配电装置的布置（1）不同电压等级的配电设备宜分室布置，设备较少时（6台以内）可与低压配电装置同室分列布置。（2）配电装置预留量及预留位置低压380/220V配电装置预留20%的备用回路和410个空位。2.8.17 对有关专业的要求（1） 火灾类别及耐火等级 配电装置室：丁二级 主控制室：戊二级 电缆沟和电缆夹层（当采用阻燃电缆时）：戊二级
23、（2） 防火要求 变配电所建筑物的防火等级，除油浸变压器室为一级外，其它均为二级。 进出变电所的电缆口、桥架、管线、电缆沟之穿墙、穿楼板的孔洞均应隔离密封，设计中开设相应材料。 设有电缆夹层的变电所中，设备与电缆夹层间应隔离密封，备用位置用防火堵料密封后加钢盖板；电缆夹层中，不同电压等级配电设备之间及配电设备与控制室之间应加隔墙；电缆竖井的层间应隔离密封。（3） 对建筑物的要求变配电所屋面应采取有效的防水措施，屋面应设有保温层。室内地面： 控制室：防滑地板砖。 配电装置室、值班室、运行、调度、远动、微机室、UPS室等的地面应采用：水磨石地面或水泥压光地面。 其它：采用水泥压光地面。墙面和顶棚：
24、 控制室：设吊顶、墙面为无光涂料。 配电装置室、控制室等：可设吊顶、墙面为无光涂料。门窗： 控制室、配电装置室和变压器室的门均应向外开，当前三者之间有门时，门应向两个方向开启。 配电装置室通向室外的门应设弹簧锁。 控制室、值班休息室一般设塑钢玻璃窗，需开启的加纱窗。夹层装玻璃窗及铁丝网。 配电装置室的通风口上的防鼠钢丝网应为不锈钢材质。上下水：有人值班和设有维护室的变配电所应在适当位置设置洗手盆、拖布槽及卫生设施。无人值班的变配电所在适当位置设置拖布槽及上下水。通向室外配电装置的楼梯作为事故通道时，应做到防雨雪、防风沙、防滑和携带工具上下的便利。2.8.18 采暖及通风 高、低压配电装置室及电
25、容器室采用机械通风，并且按事故排烟的要求装设事故通风装置。为微机监控设备用的不停电电源尽量设置在仪表控制室有空调位置处。 变电所及辅助房间设采暖、空调装置及其它通风措施。变配电所内的采暖管线应采用焊接且室内不应有法兰、螺纹接口、阀门等。2.8.19 其他 低压配电室和变压器室，不应有与其无关的管线通过。 低压配电室可采用自然采光，有困难时也可采用人工照明。 不经常开启的电缆沟采用钢筋混凝土盖板；经常开启的电缆沟和备用盘位采用花纹钢盖板。盖板应平整、平稳；花纹钢盖板每块不超过25kg。 变电所应设置固定的检修电源开关及插座。 变电所设火灾报警探头及报警按钮，并设移动消防设备。此外电缆夹层和电缆隧
26、道均应敷设感温光缆。值班室、控制室设火灾报警按钮。 配变电所的消防设施采用常规的灭火方式：由感烟探测器探测和报警，报警到仪表值班人员所在地，值班人员根据报警设施所提供的信息，经确认有火灾险情后，利用灭火设施手动灭火。 低压变电所内宜设置维修室、工具间、材料库、仓库。2.8.20变电所综合自动化系统为了提高供电系统的自动化水平，确保供配电的安全性、可靠性、连续性，便于及时发现、分析、处理故障，提高运行和自动化调度、管理水平，在本项目中对新增设备要求设置功能齐全、可靠性高、结构紧凑、操作简单控制系统接口。2.8.21电动配线工程（一） 电力电缆选择1.1芯线材质为铜芯。1.2 芯数选择： 10kV
27、中性点不直接接地系统优先选用三芯电缆，当电流较大，两根240mm2电缆不能满足要求，且单芯电缆较经济时，选用单芯电缆。 380/220V中性点直接接地系统的动力线路选用三芯电缆。 380/220V中性点直接接地系统至照明箱、动力箱线路选用五芯电缆，单相负荷选用三芯电缆。 大于等于110kW的低压电动机应有2个进线口。 1.3电缆绝缘水平按下表选择：（单位：kV）系统标称电压0.38/0.226电缆额定电压1/0.610/8.7缆芯间的工频最高电压12缆芯对地的雷电冲击耐受电压峰值95 1.4绝缘和外护层：电缆选用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯阻燃电力电缆。变电所内部及无机械损伤场所选用无铠装电
28、缆。生产区及有机械损伤可能场所选用铠装电缆，单芯电缆选用经隔磁处理的铠装电缆。（二） 电缆截面选择：（1）机械强度选择最小截面为2.5mm2。（2）载流量确定电缆截面：1) 环境温度： 电缆沟敷设按空气中累年最热月的日最高温度平均值加5考虑 直埋电缆的环境温度取埋深处最热月平均地温（26）。 户外电缆桥架的环境温度取最热月的日最高温度平均值另加5。2) 并列系数： 直埋多根并列敷设时校正系数见国标GB50217-94表C.0.3。 空气中单层多根并列敷设时校正系数见国标GB50217-94表C.0.4。 电缆桥架无间距多层并列敷设时校正系数见国标GB50217-94表C.0.5。3) 电缆载流
29、量： 10kV电缆载流量按国标GB50217-94附录B。a) 10kV电缆按热稳定校验电缆最小截面。10kV交联聚乙烯电力电缆最小截面待定。b) 按用电设备允许电压偏移校验电缆截面：各类用电设备允许电压偏移值 电动机： 正常情况下 +5-5 %（推荐采用） 电动机： 特殊情况下 +5-10 % 照明灯： 中控室、变电所 +5-2.5 % 生产矿区地面及厂房： +5-5 % 事故照明及其它： +5-10 %c) 电缆持续工作电流下的最小截面，应按最严酷地段的敷设条件选取载流量校正系数，并应满足下式的要求： 式中（括号内的各系数，须根据电缆实际敷设情况而选取，没有某一系数时，该系数取消）：电缆允
30、许持续载流量（A）；：持续工作电流（A）；：电缆在不同环境温度时电缆载流量校正系数；：不同土壤热阻系数时电缆载流量校正系数；：土壤中直埋多根并行敷设时电缆载流量校正系数；：空气中单层多根并行敷设时电缆载流量校正系数；：在电缆桥架上无间距配置多层并列电缆时持续载流量校正系数；：电缆户外明敷无遮阳时电缆载流量校正系数；： 1.25, 根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50058-92，在爆炸性环境1区、2区、10区内，引向电压为1kV以下鼠笼型感应电动机支线的允许持续载流量不应小于电动机额定电流的1.25倍时的电缆载流量校正系数。（三） 控制电缆选择（1）电缆芯线材质为铜芯（2） 芯数及
31、截面选择：电缆芯数要满足控制回路的要求，一般为5，7，10，14，24芯，设计中尽可能减少品种规格，7芯以下备用芯数12芯；10芯及以下备用23芯；24芯及以下备用34芯。高压电动机：（无连锁及自动运行） 14x2.5mm2低压电动机：（无连锁及自动运行）无灯，无电流表（37kW） 5x1.5mm2无灯，有电流表（ 37kW） 7x2.5mm2）（3） 绝缘及外护层： 变电所内部及无机械损伤场所选用无铠装电缆。 生产区及有机械损伤场所选用钢带铠装电缆。（4） 线芯截面： 无电流信号 1.5mm2 有电流信号 2.5mm2（四） 电缆敷设方式（1）生产区内10kV及以下配电线路主要采用电缆桥架架空敷设，电缆较少地段采用电缆沟敷设或直埋敷设。（2）变配电所内采用梯架在夹层内敷设。中心控制室采用电缆沟或吊顶内敷设。 充砂电缆沟1）处于爆炸危险区域的电缆沟应充砂，并采用分段排水，分段距离
