10第十章电气Word格式文档下载.docx
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10kV下井回路上还装设有BLD—3型高压漏电保护，作用于跳闸，其余10kV馈线上均装设有自动选线的小电流接地保护，10/0.4kV变压器装有瓦斯、过流、过负荷保护；
为限制电容器投入时的涌流，在并联电容器组回路中增设串联电抗器。
变电所选用所用直流屏一块，65Ah铅酸免维护蓄电池直流屏一套，供
电力负荷统计表
表10—2—1
序号
负荷名称
电压（kv）
设备数量
设备容量（kw）
需用系数
cos￠
tg￠
最大负荷
年工作小时数
年耗电量（kw·
h）
有功（kw）
无功（kvar）
视在（kvA）
全部
工作
一
地面负荷
1
通风机
0.66
4
3
315
165
0.8
0.85
0.62
132
81.84
155.3
8700
114.84
2
主驱动机房
112.2
69.56
4300
48.25
生产系统
15
214.2
0.7
0.75
149.94
112.46
187.43
3900
58.48
锅炉房
0.38
11
104
0.65
1.02
67.6
68.95
96.56
3120
21.09
5
热风炉设备
33
24.75
18.56
30.93
7.72
6
机修车间
88.5
0.5
1.12
44.25
49.56
66.44
3600
15.93
7
坑木厂
20.85
10.42
10.6
14.89
1650
1.7
8
水源泵房
37.6
19.1
0.88
13.37
11.76
17.81
2970
3.97
9
污水处理站
22.9
16.03
14.1
21.35
2310
3.7
10
矿井空气压缩机
150
75
56.25
42.19
70.31
24.19
矿灯房、食堂及洗衣房
18
26.9
18.83
14.12
23.53
1980
3.72
12
室内照明
0.22
50
0.95
0.32
25
26.25
1320
3.3
13
室外照明
6.5
4.03
7.65
3960
2.57
小计
80
77
1204.95
961.45
677.14
505.73
850.45
309.46
电力负荷统计表
表10—2—1
S11—315
3.54
13.99
2.66
地面负荷总计
680.68
519.72
856.41
312.12
二
井下负荷
采掘设备及其它
39
2389.2
2125.2
0.6
1275.12
1300.62
1821.4
548.3
排水泵
16.5
7.7
6.78
10.26
3504
2.69
照明
0.127
0.9
0.48
9.5
4.56
10.5
7920
7.5
53
41
2415.7
2146.2
1292.32
1311.96
1842.16
558.49
合计
（一）＋
（二）
133
118
3620.65
3107.65
1973
1831.68
2698.57
870.61
全矿总计算负荷（同时系数取0.85）
1677.05
1556.93
2288.35
无功补偿（10KV侧集中补偿）
-1000
补偿后负荷
556.93
1767.11
10KV线路损耗（按一回10KV线路考虑）
19.67
56.2
6.65
全矿总负荷
1696.72
613.13
1804.1
877.26
开关的控制、操作、信号及变电所事故照明用电，直流操作电压选用220V。
在变电所10kV母线段上分别装设一组氧化锌避雷器，以防止感应过电压和操作过电压。
在变电所室外设由钢管和钢带组成的环形接地网，变电所内所有电器设备的金属外壳、电缆金属外皮及基础槽钢、角钢、支架等均应与接地网做可靠连接。
其变电所总接地电阻不应大于4Ω，以确保人身和电器设备的安全。
变电所与上级电网的通讯联系采用普通电话线由矿井通讯网统一考虑。
二、主变压器的选择
1、根据矿井电气设备负荷统计表10—2—1，将其11和12栏的数据分别求和，得
Pmax＝283KW
Qmax＝375.72KVAR
则：
Smax＝
选两台S11—315/0.4变压器，其数据为：
容量
KVA
额定电压KV
阻抗电压
％
空载电流
％
损耗KW
联接组
高压
低压
空载
短路
0.4
0.475
3.65
Y·
yno
2、计算变压器损耗
变压器负荷率：
β＝
△Pb＝2×
（△Po＋β2△Pe）
＝2×
（0.475＋0.5962×
3.65）＝3.54kw
△Qb＝2×
（
＋β2
）Sb
＋0.5962×
）×
315＝13.99kvar
3、变压器每年电能损耗△Ab为
△Ab＝△PoIj＋△Peτ
（0.475×
8760＋3.65×
2500）＝2.66×
104kw·
4、全矿总计算负荷，根据最大负荷同时系数Rt，max＝0.85，则得
Pmax∑＝Rt，max∑Pmax＝1973×
0.85＝1677.05kw
Qmax∑＝Rt，max∑Qmax＝1831.68×
0.85＝1556.93kvar
Smax∑＝
5、其自然功率因数
cosφ＝
由于自然功率因数低于0.9，故采取人工补偿。
在10kv两段母线上装设总容量为－1000kvar的电力电容器，经补偿后
Q′max＝1556.93－1000＝556.93kvar
S′max＝
6、计算10KV线路的损耗
△Pτ＝
roL×
＝
＝19.67kw
式中：
r。
＝0.21Ω/km,为150mm2钢芯铝绞线每相每公里电阻；
3为线路长度（km）
△Qτ＝
XoL×
＝56.2KVAR
x。
＝0.6Ω/km，为高压架空线路每公里近似电抗值。
7、10KV线路损耗时的全矿计算负荷（10KV线路按一回工作考虑）
Pmaxl＝1677.05＋19.67＝1696.72kw
Qmaxl＝556.93＋56.2＝613.13kvar
Smaxl＝
根据Tmax＝3380h，则10KV线路年电能损耗为
△AL＝△PLτ＝19.67×
3380＝6.65×
104KW·
8、计算全矿吨煤电耗
全矿每年电耗从表10—2—1最后结果得877.26×
h。
该矿井年设计产量为0.60Mt，则吨煤电耗为:
9、变压器经济运行方式的确定
两台变压器，当变电所负荷较小时，一台变压器单独运行；
当负荷较大时，两台变压器同时运行。
两种运行方式的经济运行分界负荷容量S为:
既当变电所总负荷大于255.64KVA时，两台变压器同时运行；
小于255.64KVA时，一台单独运行较为经济。
第四节地面供配电
一、生产系统配电控制、信号
1、系统设备
系统设备包括原煤胶带输送机、刮板输送机及主斜井驱动机房内设备。
2、设备配电
生产系统为二级负荷，根据工艺布置及负荷分布情况，主斜井胶带输送机10KV变配电室和主斜井驱动机房联合建筑。
配电室两回路10KV电源用YJV22—10KV3×
50mm2电缆引自工业场地10KV变电所10KV不同母线段，高、低压系统均采用单母线不分段接线型式，两回路高压进线电源相互闭锁。
配电室内安装KYN28—12型高压开关柜8台、10/0.4KV、630KVA干式变压器2台和XBN1低压配电柜5台,负责通风机房、主斜井胶带输送机、原煤胶带输送机及其它附属设备的配电。
3、系统控制
在主斜井驱动机房内设集控室,系统控制主站设在集控室内。
集控室内配置2台研华-P4上位工控机和19″监视器，互为备用，同时设有1套KTC101控制柜，用于主斜井胶带和原煤上仓胶带的控制和保护，同时完成与井下胶带输送机控制分站的通信。
上位工控机通过RS485通信口和KTC101控制器连通，从而使整个系统的所有参数在上位机上显示，并可在上位机上用触摸的形式进行集中和就地控制。
同时通过工控机把上传的信息转换成工业以太网协议（TCP/IP）上传矿调度室。
.
KTC101控制系统可完成对皮带沿线设置的紧急闭锁、跑偏、逆转、打滑、断带保护、纵向撕裂、温度、烟雾等传感器及电机故障信号的采集、监测功能，从而实现对胶带机的起、停控制及保护，从而能保证胶带机安全可靠运行。
二、通风机配电控制
矿井通风机为一级负荷,设计在通风机房旁联建一座配电室。
配电室两回0.69kV电源以（ZR-YJV22—1kV3×
150＋1×
25mm2电缆）引自主驱动机房10kV变电所0.66kV不同母线段上,配电室低压系统采用单母线分段接线型式。
选用5台XBN1—DG/380型组合开关柜,向2台通风机、2台风门绞车及照明负荷配电。
在通风机房配电室设一套风机在线监测仪,配合完成通风机轴承温度、风门位置状态、风道风量、负压等信息的采集和程序控制。
此控制站通过工业以太网（TCP/IP）将设备运行状态和采集的各种信息上传至矿井调度中心。
通风机选用变频调速，达到在线控制和节能节电的要求。
三、矿井空气压缩机配电控制
通风机配电室二回380V电源以YJV22—10003×
95＋1×
25mm2电力电缆线路引自矿井工业场地10kV变电所。
空压机房配电室内安装2台XBN1—DG/380型组合开关柜；
向空压机配电。
四、地面建筑防雷接地
矿井建（构）筑物的防雷设计按第三类防雷建筑物进行，在易遭受雷击的部位装设避雷带，并且建筑物设置防止雷电波侵入的设施，必要时还设有防雷击电磁脉冲保护和防止雷电感应的措施。
10kV系统采用中心点不接地方式，380V系统采用中性点直接接地方式。
微机监控系统设置单独的接地线，与10kV配电室主接地网分开。
建筑物内所有电气设备正常不带电的金属外壳、各配电室内高、低压柜及控制柜的基础槽钢、电缆沟内电缆支架等均应可靠接地，且与室外接地装置可靠连接，接地电阻根据系统应满足相关规范要求。
同时按照《煤炭工业矿井设计规范》GB50215-2005中的11.7和《建筑物防雷设计规范》GB50057进行,并遵守现行《煤矿安全规程》2006年的有关规定。
五、工业场地动力、照明网
根据矿井用电负荷的分布情况，广场所有高低压负荷由广场10KV变电所供电。
工业场地10kV变电所以两回MYJV22—10kV，3×
120mm2的高压电缆沿电缆沟敷设至副斜井引至井下中央变电所。
10kV电缆均按持续工作电流选择，以电压损失及短路热稳定进行校验,均符合要求。
工业广场所有660～380/220v负荷均由工业场地10/0.4kv变电所和主驱动机房10/0.69kv配电室供电,660～380/220v供电负荷有:
主驱动机房两回、生产系统两回、空气压缩机房两回、通风机房两回、热风炉一回、机修车间一回、污水处理站一回、水源泵房各一回。
其余以380/220V四回架空线网供给矿灯房、坑木厂、污水处理站及食堂的小动力负荷和工业场地所有建筑物的室内照明供电。
室外照明由10kV变电所以一回380/220V架空线网供给。
低压电缆及架空线网均按持续工作电流选择，以电压损失进行校验，均满足要求。
工业场地室外照明一律由10kV变电所集中控制，主要道路一律选用单臂高压钠路灯，型号为WZD112，杆高7m，灯泡125W。
生产系统及主井工业场地选用4套型号为ZMN4281/500，灯泡容量为500W的高压钠投光灯。
第五节井下供配电
一、井下负荷及电缆选择
本矿井井下装备有一个综采工作面，两个综掘工作面。
矿井主要生产环节按0.60Mt/a设计。
井下总的安装容量2415.7kw
井下总的工作容量2146.2Kw
需用系数0.65
功率因数0.701
有功功率1292.32Kw
视在功率1824.16KVA
按照井下负荷状况,设计在井下井底车场处设主变电所与水泵房硐室联合布置。
主变电所两回路10kV下井电缆由工业场地10kV变电所不同段母线段馈出，用MYJV22—10kV3×
120mm2的电缆沿副斜井引下至中央变电所,长度为845m。
10KV电缆均按持续工作电流选择。
并以经济电流密度，电压损失及短路热稳定校验均符合要求。
下井电缆当其中一回发生故障时，另外一回均可担负全部负荷用电。
二、井下中央变电所
井下中央变电所设在副井井底40m处，变电所内选用十台KYGC—12型矿用一般型高压真空开关柜。
正常情况以单母线分段分列运行，采煤工作面、运输顺槽、综掘工作面，从中央变电所用660V供电距离太远，设备正常运行和起动压降均不能满足，故在采煤工作面及运输顺槽设KBSGZY—T—1600/10,1600kVA，10/1.2kV型矿用隔爆移动变电站一台;
在运输大巷附近设KBSGZY—T—315/10,315kVA，10/0.69kV型矿用隔爆移动变电站一台。
变电所内选用二台KBSG—315/10/0.69型、315kVA，五台KYX型矿用一般型低压开关柜。
以660V分别给主排水泵设备、炮掘工作面、大巷皮带输送机、工作面回风顺槽、井底小水泵、水仓清理绞车及井底各机电设备供电。
三、井下照明
井底车场、运输机巷、机电硐室均为固定式照明。
照明灯具选用DGS—13型矿用隔爆节能荧光灯。
工作面配电点设固定式照明，灯具选用隔爆节能荧光灯。
四、井下风电瓦斯闭锁系统
该矿井为低瓦斯矿井。
设计采用壁式普炮采与掘进工作面分开供电。
根掘安检总局煤矿【2006】251号文件，在掘进工作面局部通风机应采用“双风机”、“双电源”必须在末端自动切换。
在每个掘进工作面配电点设有瓦斯传感器、声光报警器及瓦斯断电仪。
当掘进工作面瓦斯超限或局扇停止运行时，KJF16型隔爆瓦斯闭锁真空馈电开关动作断电，切断掘进工作面配电点的电源，同时能保证局扇正常运转工作。
五、辅助绞车信号
辅助绞车设有声光联系信号。
信号电源为～127V，127V辅助绞车信号电源就近引自照明网或矿用照明变压器综合装置。
六、接地与漏电保护
井下中央变电所10kV高压柜采用选择性的检漏保护和绝缘监视的KYGC—12型矿用一般型高压真空开关柜。
引至移动变电站的10KV高压电缆选用型号为矿用移动金属屏蔽监视型橡套软电缆。
对660V供电系统井下中央变电所选用带漏电保护和绝缘监视的KYX型矿用低压开关柜。
工作面660V供电系统选用带综合保护装置BKD6型矿用隔爆真空馈电开关和带漏电保护装置的ZBX—4、ZBX—2.5型矿用照明变压器综合装置及ZBM—2.5型矿用煤电钻综合装置及ZBM—4型矿用煤电钻综合保护装置。
井下接地保护采用变压器中心点不接地系统。
在井下水仓内用钢板（其面积不小于0.70mm2、厚度不小于5mm）设一主接地极板,在各配电点用焊接钢管分别设局部接地极,并利用电缆接地芯线或专用接地线把所有接地极连接在一起形成一个统一主接地网,所有电器设备的金属外壳均应和主接地网可靠连接,接地网上任意一点的总接地电阻值不大于2欧姆，同时,应符合《煤矿井下供配电设计规范》GB50417-2007第7.2条的相关规定。
第六节监控与计算机管理
一、矿井安全监测、监控系统
（一）设计依据
1、《煤矿安全规程》（2006）
2、《矿井通风安全监测装置使用管理规定》（1995）
3、井下采掘系统机械配置。
（二）监测系统主要功能
矿井安全监测、监控系统的应用对煤矿安全生产起着不可替代的重要作用。
本设计选用KJ110N型煤矿安全监测、监控系统。
该系统由地面主站、监测系统软件、传输电缆、井下监测分站及各种传感器组成。
系统对井下瓦斯、风速、风压、温度一氧化碳以及风门开闭等参数进行监测，且具有风、电、瓦斯闭锁功能。
KJ110N监测、监控系统具有以下特点；
1、现场总线结构方式；
可根据现场具体条件，传感器、控制器直接接在一条公共干线（总线）上，不必经分站转换信号。
现场总线结构方式可把分散的测量、控制信息组成一完整网络系统。
2、传感器、控制器具有数字通讯功能；
传感器是以数字信号进行输入、输出，具有数字通讯功能。
摸拟量信号需经分站转换成数字信号。
3、智能型传感器、控制器；
每个传感器都有一个最新功能的微处理器为核心，其功能都相当于一个分站，可方便地组成现场总线结构。
4、系统容量大；
系统少可接几个点，多可接到几千个点。
系统扩充不必修改中心站任何设备。
5、主机可带2、4、8通道的干线通讯板；
每个通道可接128个地址，在小系统时可不用通讯板，直接由两个串行口带动干线。
6、中心站软件以Windows.XP为平台。
7、系统全中文显示，可打印各种报表。
本系统的监测范围覆盖井下和地面的重要生产环节。
地面部分主要进行生产工况监测，井下部则对采掘、运各个环节进行安全环境监测和工业监测。
本系统采用实时多任务操作系统，在系统进行数据采集的同时，可完成记录、显示、超标报警、绘制图形和曲线。
该系统允许随时扩充或删除分站，并且有与上一级计算机系统联网的能力。
（三）监测系统的监测范围
1、环境监测范围及监测参数
综采工作面、工作面运输巷、回风巷测风站、连采工作面掘进、车场测风站、回风井测风站监测等参数。
综采工作面采集CH4、T二种参数；
在运输、回风顺槽、胶带机运输大巷、回风大巷测风站监测CH4、T、和风速V三种参数；
主斜井T（温度）、V（风速）、P（负压）三种参数。
连采掘进工作面监测V、CH4、T、P（风速、瓦斯、温度负压）共四种参数。
井下风门：
监测风门的开、闭工况。
2、生产环节监测范围及参数
井下中央变电所：
主要开关柜分合状态。
井下采煤、掘进及运输环节：
监测主要开关的开、合状态。
矿井主通风机：
进线柜分、合闸状态，电动机开停、电机有功功率、电流。
工业场地35kV
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