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煤矿井下供电设计方案


煤矿井下供电设计方案
中煤西安设计工程有限责任公司自控所 中煤西安设计工程有限责任公司电力所 胡 涛 李灵芝 刘 哲 党小炜

摘 要:以薛庙滩煤矿为例,通过对矿井井下供电分析,介绍了在矿井井下供电设计时应考虑的主要因素。 关键词:煤矿井下;供电设计

煤矿井下供电网络结构复杂, 受环境、地质条件等因素的制 约, 影响供电系统运行的不确定因素也较多。 本文以薛庙滩矿井为例,介绍井下供电设计主要考虑的方面 和采取的措施,以供参考。 一、概况 薛庙滩矿井设计生产能力1.20Mt/a。井下布置2个工作面: 30201连续采煤机工作面和大巷掘进工作面。 二、负荷统计及下井电缆选择 负荷统计及下井电缆选择均按1.20Mt/a进行,配电控制设备 按1.20Mt/a提供。 井下设备安装总容量4 715.2kW,工作容量4 400.2kW。计算负荷: 有功功率3 119.8kW,无功功率2 735.33kVar,视在功率4 149.12kVA,需 用系数0.71,功率因数0.75。 二回电源进线由工业场10kV开闭所不同母线段馈出,用 MYJV22-10kV 3×150mm2型电力电缆沿主斜井敷设至井下中央变 电所,长度约1 000m。 当任意一回下井电缆故障时,其余电缆可负担全部用电负 荷。10kV下井电缆按持续电流选择,以经济电流密度、电压损失 和短路热稳定校验,均满足要求。 三、供电系统 在主斜井井底设井下中央变电所,中央变电所和主排水泵房 联合硐室。井下中央变电所负担井下全部用电负荷,二回10kV电源 引自地面10kV开闭所。变电所内安装24台KGS1型矿用一般型永磁 式高压真空开关柜、6台KDC1(G)型矿用一般型低压开关柜和2台 KBSG9-315/10/0.69型隔爆干式变压器。变电所高、低压系统均采 用单母线分段接线方式,正常运行方式为单母线分段分列运行。 井下中央变电所共馈出19回10kV电源,其中10kV矿用监视型 屏蔽电缆供电负荷有:30201连采工作面2回;掘进工作面2回;连 采工作面及掘进工作面局扇8回;制氮机组1回;3号煤南翼大巷带 式输送机1回;10kV阻燃聚氯乙烯护套电缆向所用变隔爆干式变压 器供电2回;10kV阻燃交联电缆向3台主排水泵供电3回。 井下中央变电所提供的660V电源负荷有:直流屏,水仓清理 绞车,铲车充电硐室,换装电动葫芦配电点,主、副斜井照明以 及3号煤主、辅运巷照明;提供127V电源为变电所内照明供电。 四、控制系统 系统采用直流操作,选用美国AB公司的PLC作为控制系统。 在各高压柜内装有微机综合自动化保护装置(简称装置),装置 集保护、测量、监视、控制于一体,可完成如下工作:对开关柜 进行过负荷及速断保护;测量柜内的电压、电流、有功、无功、 功率因数;判断小电流接地;对开关柜进行自动分合闸操作。装 置将获得的信息通过串行通讯接口传输给PLC系统。PLC系统作为 冗余控制,在网络故障时对开关柜进行自动分合闸操作;监测水 仓水位;监测水泵电机开停、功率、电流及温度;与南翼大巷带 式输送机配置的TK200型胶带输送机监控保护系统及胶带保护传 感器配合完成胶带机的控制、保护。PLC系统以Ether Net光缆通迅 方式接入矿井调度中心。

所有设备运行状态和采集的各种信息实时在地面调度控制中 心显示,就地显示在PLC柜所带监视器上实现。 五、胶带输送机及可伸缩胶带输送机监控保护系统 1. 概况。3号煤南翼大巷带式输送机胶带长约615m;30201 连采工作面、大巷掘进工作面各配置2条可伸缩胶带机,长度约 1200m。以上各胶带机组成井下运输系统。 2. 工况。30201连采工作面和大巷掘进工作面可伸缩胶带机将 煤送至3号煤南翼大巷带式输送机,由南翼大巷带式输送机送至主 斜井胶带机。 3. 胶带输送机监控保护系统。设计为1条带式输送机、30201 连采工作面、大巷掘进工作面可伸缩胶带机各配置一套KTC101型 胶带输送机监控保护系统及胶带保护传感器。KTC101是集通讯、 控制与一体化的系统,对可伸缩胶带机设置的传感器的状态进行 采样、监测,实现胶带机的打滑、撕裂、烟雾、跑偏、温度和紧 急停车等保护、控制。 通过系统通讯功能,利用通信总线将胶带输送机各种信号传 输给井下中央变电所PLC主站, 六、井下动力照明网 1. 动力网。井下中央变电所共馈出19路10kV电源,其中10kV 矿用监视型屏蔽电缆供电负荷有: 30201连采工作面2回;掘进工作 面2回;连采工作面及掘进工作面局扇8回;制氮机组1回;3号煤南 翼大巷带式输送机1回;10kV阻燃聚氯乙烯护套电缆向所用变隔爆干 式变压器供电2回;10kV阻燃交联电缆向3台主排水泵供电3回。 馈出井下中央变电所的4路660V电源,给水仓清理绞车,铲 车充电硐室,主、副斜井照明以及3号煤主、辅运巷照明等供电。 2. 照明网。在主、副斜井和3号煤主、辅运大巷设置DGS-20 矿用隔爆荧光灯作为固定照明,在302盘区主、辅运巷设置DGS20矿用隔爆荧光灯作为半固定照明,灯间距20m。在工作面采用 DGS-60矿用隔爆白炽灯作为工作面照明,灯间距10米。所有照明 用660V电源由井下中央变电所提供。 七、接地保护 井下采用中性点不接地系统,在井下主、副水仓各设1块主 接地极;在各配电点附近水沟内或潮湿处设局部接地极。利用电 缆接地芯线、专用接地线把所有接地极连接在一起,与主接地极 连成一个总接地网,所有电器设备的金属外壳均应和接地网可靠 连接,接地网上任意一保护接地点的接地电阻不得大于2欧姆。 主接地极与局部接地极的制作,应严格按照《煤矿安全规 程》2006版第四百八十四条和第四百八十五条的规定执行。 参考文献: [1] 徐永根. 工业与民用配电设计手册[M]. 北京:水利电力出版 社,1994. [2] 李宗纲,刘玉林,施慕云,韩春生. 工厂供电设计[M]. 长春:吉 林科学技术出版社,1985. [3] 钱家越,栾宝山,陈大光编 用电大全[M]. 沈阳:辽宁大学出版 社,1988.
河南科技2010.11下

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