恒利供电设计.doc

山西沁水恒利煤业有限公司矿井供电设计一、供电设备的选择：1、井上供配电及电气设备的的选择我矿现有两回路电源供电，一回引自中村变电站10 kV变电站10 kV段母线，线路长3 km，导线型号为LGJ-95。另一回引自海绵10 kV开闭所10 kV段母线，线路长2 km，导线型号为LGJ-95。两回路采用混凝土单杆架空线输送。地面工业广场建一变电所，10 kV、0.4 kV母线主结线均采用单母线分段结线。变压器容量如下：（1）、主变压器根据矿井地面的负荷统计不超过310KW选择使用两台供S9-315/10/0.4变压器供矿井地面用电。井下负荷统计不超过480KW两台KBSJ500/10 kVA供井下使用，一台工作，一台备用，能满足矿井供电要求。另设一台315KVA升压变压器可满足矿井保安负荷（2）、变电所设备高压配电室选用XCN2-10型高压开关柜，单母线分段加联络开关结线。低压配电室选用GGD型低压配电屏供电，单母线分段加联络开关结线低压侧。选用GGD2J高压静电电容器柜进行功率因数补偿。2、井下供配电选型及设计；（1）根据矿井现有条件，井下供电采用由设在中变两台KBSJ500/10 kVA变压器向中央配电点。再送至井下各用电设备。两回电缆采用矿用MYJV421KV375+135型电缆，该电缆经总馈电开关出线后引至中央配电点各配电分开关。（2）井下中央配电室设备的选择井下中央配电室电源高压开关选用PBG400/10Z型开关,低压选用KBZ-400系列馈电开关。电机1037 kW采用QBZ-80起动器控制，37 kW以上电机和风电闭锁开关采用QBZ-120型起动器。通过各馈电开关向采煤工作面、掘进工作面以及中央水泵房等负荷供电，中央水泵房采用双回路电源供电。（3）供配电电压等级确定和低压电缆的选择井下低压动力电压采用660 V等级，煤电钻和照明采用127 V等级。中央配电点到各配电点的供电电缆以及各支线至起动器到电动机的电缆均采用MY-1000型矿用橡套电缆，电钻和照明选用MZ-500V型电缆供电，到采煤工作面和掘进工作面均选用MY-1kV型电缆供电。中央配电点到各配电点的供电电缆以及各支线至起动器到电动机的电缆均采用MY-1000型矿用橡套电缆，电钻和照明选用MZ-500 V-34+14型电缆供电，到采煤掘进工作面均选用MY-1 kV-335+116型电缆供电。（4）掘进工作面两闭锁设施我矿为低瓦斯矿井，掘进工作面供电采用采掘分开供电。局部扇风机与掘进工作面供电实现“两闭锁”。选用由中央配电室装有检漏继电保护的隔爆馈电开关向掘进工作面供电。（5）井下检漏与接地保护井下中央配电点各馈出线选用的矿用隔爆馈电开关，具有检漏保护功能，能够对井下各系统进行漏电检测和保护。井下为中性点绝缘系统，所有电气设备非带电的金属外壳采用保护接地。各机电硐室和各配电点均应设局部接地极，局部接地极、铠装电缆外皮、橡套电缆的接地芯线通过接地干线与设在中央水仓中的主接地极组成接地网，并且接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2欧姆。井下供电网络为中性点不接地系统。由于井下配变电所的电缆线路上均设有零序电流互感器和相应的漏电保护装置；井下低压馈电线路上均装设有选择性的检漏保护装置，能自动切断漏电的馈电线路。井下所有电机控制设备均设有短路、过负荷，单相断线、漏电闭锁保护及远程功能。由于煤矿井下工作条件太差，岩钻、煤电钻在使用中易碰上、砸伤，造成127v供电系统的短路或漏电故障，可能引起人身触电、电缆着火、瓦斯及粉尘爆炸等严重事故，因此，岩钻、煤电钻选用BZ4.0矿用隔爆煤电钻综合保护装置，设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离开、停煤电钻的功能。为检验综合保护装置运行的可靠性，每班使用前进行1次跳闸试验，井下中央配电室低压馈出回路上均装设短路、过负荷和漏电保护装置。井下所有电机控制设备均设有短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。煤电钻使用的矿用隔爆电钻综合保护装置设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离起动和停止煤电钻功能的综合保护装置。井下固定照明选用矿用防爆节能荧光灯具。井下各种防爆电气设备要选用国家专业厂家产品，入井前应检查其“产品合格证”，“煤安标志”和“防爆合格证”。为了保证安全，在主配电室、有固定设备的硐室，低压配电点、铠装电缆接线盒等地均设局部接地极，并利用铠装电缆金属外皮和软电缆的接地芯线把分布在井下各处的接地体和移动设备的外壳连接起来，并和设于主副水仓的主接地体镀锌钢板联接，构成接地网。接地网上任一点的接地电阻不得超过2（6）、关于井下电气设备和测量仪器、仪表检修搬迁、操作井下不得带电检修，搬迁电气设备、电缆和电线。工作面搬迁或检修前必须切断电源，检查瓦斯，在其巷道风流中瓦斯浓度低于1.0时，再用与电源电压相适应的验电笔检验；检验无电后，方可进行导体对地放电，控制设备内部安有放电装置的，不受此限，所有开关的闭锁装置必须能可靠地防止擅自送电，防止擅自开盖操作，开关把手在切断电源时必须闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电”字样的警示牌，只有执行这项任务的人员才有权取下此牌送电。操作井下电气设备应遵守下令规定：非专职人员或非值班电气人员不的擅自操作电气设备。手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分必须有良好的绝缘。井下不准拆卸矿灯。操作高压电气设备主回路时，操作人员必须戴绝缘手套，并穿电工绝缘靴或站在绝缘台上。3、井下监控设备及照明通讯设备的选择：（1）监控设备选型1、监控设备的选择原则该设备具有故障闭锁功能：当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或故障时，能够切断该监控设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备电源并闭锁；当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定后，自动解锁。该设备具备甲烷报警断电仪和风电闭锁装置的全部功能。当主机或系统电缆发生故障时，系统能够保证正常工作时间不小于2 h；系统具有防雷电保护，具有断电状态和馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表功能；中心站主机2台，1台工作，1台备用。2、监控总站和分站总站的主要设备功能根据我矿的实际情况，需在地面建立一个中心监控站，地面中心站配备2台监控主机（一主一备）、传输接口、打印机、信号避雷器和UPS。主机通过传输接口与矿井中的各分站和传感器通信。监控主机屏幕可以显示动、静态图形、数据、曲线、测点配置图等。打印机可以打印监测参数报表。UPS能够保证地面中心机房意外断电后，能持续给监控主机、备用机以及传输接口供电。当监控主机出现故障，不能正常工作时，传输接口能自动切换到备用机上，由备用机充当监控主机，继续实时监测井下各安全、生产等参数。如矿区建有局域网，系统可与矿网联接，监测计算机均以工作站的形式方便地接入网络。总站的主要设备数量商用主机：2台；监控软件：1套；后备式UPS：1个；喷墨打印机：1台；避雷器：2个；传输接口：1个分站的主要设备功能在井下采掘工作面、主水仓、皮带运输巷、主记风机房内设立分站和电源，分站配接瓦斯传感器、设备开停传感器、风速传感器等监测监控设备。分站由电源装置提供本安直流电源，传感器电源由分站供应。当工作面或回风流内瓦斯浓度超过传感器预先设定的浓度时，分站能切断区域内被控非本质安全型电器设备的动力电源并闭锁；当区域内中的瓦斯浓度低于传感器的设定浓度时，分站对工作面被控设备、回风流被控设备的动力电源解锁。分站的主要设备数量分站（包括分站电源）：7台其中备用2台甲烷传感器：8台设备开停传感器：6个馈电传感器：4个瓦斯电闭锁：2个压力传感器：1个风速传感器：2个风机开停传感器：3个风门开关传感器：4个3、传输设备及器材选型、传输设备及器材选型原则监控设备之间必须使用专用阻燃电缆或光缆连接，严禁与调度电话电缆或动力电缆等共用。防爆型安全监控设备之间的输入、输出信号必须为本质安全型信号。、传输设备及器材型号、数量传感器传输电缆（PUYVR-1*4*7/0.52）：2000 m（2）井下照明井下配电点、车场、运输大巷、运输顺槽、各配电硐室等地均选用矿用隔爆灯做固定的照明灯具。为了提高照明供电可靠性与安全性，选用照明综保成套装置。详见井上下供电系统图。（3）信号、调度、通信矿井通信选用一台HGK-120型行政调度合一程控用户交换机，容量为64线。地面主要生产部门、管理部门设有电话，共30门。在大巷和顺槽采用CK-2通讯信号装置。详见井上下通讯系统图。4、主要水泵型号选择、台数，水泵房和通道布置及安全出口（1）选型及台数水泵的选型计算：a、正常涌水时水泵必须的排水能力：b、最大涌水时水泵必须的排水能力： c、水泵扬程估算水泵的型号和总台数的确定：该矿现用三台MD25-304型水泵满足矿井排水要求，该水泵工况点：Q25 m3/h，H120 m。正常涌水时一用一备一检修，最大涌水时两台工作一台检修，满足矿井排水的需要。5、主井设备选型我矿原有提升机为JTK-1.0型的单绳单滚筒提升机，滚筒直径1.0 m，滚筒宽度1.0 m，钢丝绳最大静张力30 kN，绳速1.5 m/s，配用电机YR250M-6，功率55 kW。用来提升和下降材料。主提升出煤采用110KW电机皮带输送机。 1、皮带设计依据井筒斜长：206 m 井筒直径：4.0 m；井筒倾角：18；提升方式： 110KW皮带提煤提升量：担负提升煤炭任务；2、提物料设计依据绳端载荷： 1.5+0.752.25 t钢丝绳长度：Hc2106 m式中：Hc钢丝绳垂长；现有提升钢丝绳型号为18.5 NAT619FC，钢丝绳直径18.5 mm，公称抗拉强度170 kg/mm2，钢丝绳破断力总和21900 kg，参考重量121.8 kg/100m。钢丝绳安全系数验算：ma9.246.5满足要求。滚筒排绳量计算：滚筒单层排绳总长度：103m 滚筒可排绳长：1031.03.14323 m满足要求。由于绞车为原有绞车，根据煤矿安全规程第四百一十九条规定，因其满足规定，故可按排绳一层使用。提升方式：矿车提升提升量：上下材料；提升容器：1 t标准矿车，自重660 kg。钢丝绳安全系数验算：ma12.346.5满足要求。7、井下运输设备选型运输大巷选择STJ800皮带机，担负矿井煤炭运输任务。铺设单轨，选择无极绳绞车牵引1吨固定式矿车运输，担负矿井材料、设备等辅助输送任务和采用11.4 kw调度绞车牵引矿车运输，担负井下辅助运输任务，材料车选用MC1-6型1吨材料车，设备运送采用MP1-6A型1吨平板车。8、主风机选择1、设计依据（1）矿井所需风量：Q24 m3/s（2）矿井服务年限内负压：H大325.0 Pa；H小218.7 Pa2、选型计算（1）确定风机需要的风量和静压Q扇KQ1.052425.2 m3/s式中：Q扇主扇风机所需风量，m3/s； K矿井漏风系数，该矿井风井无提升任务，取1.05； Q矿井所需风量，m3/s。H扇H磨+h硐+h自325.0+200+0525.07 PaH扇H磨+h硐+h自218.7+200+0418.81 Pa式中：H扇扇风机静压，Pa； H磨矿井负压，Pa； h硐风硐阻力，取200 Pa； h自自然风压，Pa，该矿井进、回风井标高相差不大，自然风压忽略不计。根据计算可以型号为BK40-4-12风机，该风机配用电机功率75kW2。根据通风机技术资料，在轴流式通风机性能曲线可BK40-4-12型风机可满足要求，工况点均在合理工作范围内装备的两台风机可满足矿井目前生产的需要。9、供电线路及地面变电所事故1、供电线路事故及防治措施（1）可能产生的事故分析架空供电线路可能产生的事故主要有以下几种：断线事故、倒杆事故、架空线路共振等。（2）防治措施矿井两回10 kV电源，采用预应力钢筋混凝土单杆架设。当任一回线路停止运行时，另一回仍能保证矿井全部负荷用电。正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式，一回路运行时另一回路必须带电备用，以保证供电的连续性。10 kV及其以下的矿井架空电源线路不得共杆架设。矿井的两回电源线路上不分接任何负荷。矿井电源线路上严禁装设负荷定量器。2、地面变电所事故及防治措施（1）可能发生的事故分析变电所可能产生的事故主要有以下几种：地质条件及洪涝灾害、大气过电压、变电所火灾、变电所设备事故等。（2）地面变电所事故及防治措施矿井工业场地内10 kV变电所位于矿井工业场地东侧，在污染源的上风侧，最高洪水位以上，其下留有保护煤柱，地质条件良好。变电所10 kV电源线路终端杆上设避雷器，所内10 kV母线段安装了避雷器柜防止雷电波侵入过电压。工业场地内的建（构）筑物均按三类防雷建筑物考虑，凡高度在15米以上的建筑物设避雷带保护，其冲击接地电阻不大于30欧姆。10 kV变电所设保护避雷针，防止受直击雷侵害。低压配电系统接地系统为TN-C-S系统。在工业场地10 kV变电所设有接地保护装置，其接地电阻不大于4欧姆。各电气设备正常不带电的金属外壳、铠装电缆的金属外皮等均通过专用接地线按规程可靠接地。3、防止电气设备引起的瓦斯、煤尘爆炸和触电等事故的措施（1）、防止矿井突然停电的措施矿井为双回路电源，当一回电源突然停电时，另一回电源可以立即投入运行。10 kV变电所控制室、10 kV配电室及生产系统走廊、锅炉房等设事故照明灯具。（2）、防止电火花事故的措施井下供电电缆的连接采用隔爆接线盒可靠接地，隔爆接线盒或电缆铠装层均可靠接地；井下有可能发生静电危害的管道和设备，均要连接成连续的电气通路并接地，且接地点不少于两处。矿灯装有可靠的短路保护装置；井下的照明和信号装置采用具有短路、过载和漏电保护的照明信号综合保护装置配电；井下的通信、信号和控制装置均采用本质安全型设备。井下严禁带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线等作业。双回线路在安装、检修前要核定相序。（3）、防止井下电气着火事故井下固定敷设的电缆，均采用煤矿用阻燃电力电缆；非固定敷设的高低压电缆，均采用符合MT818标准的橡套软电缆。井下配电室有消防灭火器材，阻燃电缆等入井前必须进行阻燃性能测试。井下中央配电室装设了向外开的防火铁门，机电硐室内设置了足够数量的扑灭电气火灾的灭火器材。4、防止触电事故非专职人员不得擅自操作电气设备。检