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                局部通風機安全供電設計專題方案

                時間:2020-09-07 16:15:54 來源:勤學考試網 本文已影響 勤學考試網手機站

                局部通風機安全供電設計方案

                一、局部通風作用及關鍵性

                1.為井下掘進工作面作業人員提供新鮮呼吸空氣。

                2.稀釋和排出生產過程中產生有害體氣和粉塵。

                3.調整掘進巷道和作業場所氣候條件,滿足風速、溫度和濕度要求。

                4.是保障礦工職業健康和預防瓦斯事故關鍵方法。

                二、局部通風機運行特點及要求

                1.連續性:局部通風機正常起動后要求在一天內必需連續運行,以確保向掘進工作面供風連續而不中止。

                2.長久性:從掘進工作面開口到完工,通常需要數月以上,在這期間局部通風機必需連續運行不得中止。

                3.負荷曲線:隨掘進面延伸,負荷逐步增大。

                三、確保局部通風機安全供風三項方法

                1.“雙風機,雙電源,自動切換”是指:必需同時安設主用、備用兩臺風機,并分別采取不一樣回路電源獨立供電,當主風機發生故障或檢修時,自動切換到備用風機運行,確保向掘進工作面供風連續性。

                2.“三專供電”是指:專用變壓器,專用開關和專用線路。經過“三?!惫╇姶_保了局部通風機運行連續性和可靠性

                3.“風電閉鎖” 作用:

                (1)局部通風機起動,工作面風量符合要求后,才可向供風區送電。

                (2)局部通風機停止運轉時,立即切斷停風區域內全部非本質安全型電氣設備電源。

                四、設備、電纜選擇

                1.局部通風機選擇

                三盤區305回風順槽設計長度3250m,采取掘進機掘進,煤層厚度2.5m,巷道斷面10m2,矩形巷道,煤層平均傾角6°左右,瓦斯絕對涌出量估計為2.1m3/min,為確保工作面有足夠風量及風速,確定使用2×45kw壓入式對旋軸流式局部通風機供風。

                表一:

                機號

                電機功率

                (KW)

                風量

                (m3/min)

                全壓

                (Pa)

                最高全壓效率

                №7.1

                2×45

                820-550

                1480-6300

                ≥80

                2.專用變壓器選擇

                (1)選擇變壓器,應滿足負荷對供電可靠性要求。變壓器需用容量選擇過大會造成浪費,過小會使變壓器過負荷運行。在設計中通常使用下列公式近似確定變壓器需用容量,即

                SBj=Kx∑Pe/cosφpj (式一)

                式中 ∑Pe 連接到變壓器用電設備總額定功率,

                Cosφpj和 Kx 功率因數和需用系數,

                (2)選擇變壓器額定容量應大于或等于變壓器計算容量,即SBe≥SBj (式二)

                式中 SBe 變壓器額定容量,KVA。

                依據上面標準,計算專用變壓器容量為

                SBj=Kx∑Pe/cosφpj = 0.6×90/0.7 = 78.85 KVA

                依據以上計算,并考慮變壓器對纜線最遠端短路保護和現有設備起源,選擇KBSG-315/6型變壓器滿足要求,電壓為660V。

                3.高、低壓開關選擇.

                (1)依據《煤礦安全規程》必需選擇礦用隔爆型真空開關。

                (2)開關額定電壓必需大于或等于線路實際工作電壓,額定電流要大于或等于被控線路長久負荷電流。

                (3)開關斷流容量大于變電所母線上實際短路容量。

                (4)礦用開關接線喇叭嘴數目及內徑要符合被控線路接線要求。

                (5)660V電氣設備開關選擇QBZ系列

                低壓饋電選擇KBZ-400和KBZ-200系列

                移動變電站低壓饋電選擇KBD1-500系列。

                高壓開關選擇BGP9L-6G型高壓防爆開關。

                (6)開關繼電保護應符合電網和工作機械要求

                低壓饋電應有過流、;漏電、短路保護。

                移動變電站低壓饋電應有過負荷、短路、欠電壓和漏電閉鎖功效。

                高壓控制設備應有短路、過負荷、接地和欠壓釋放保護。

                為了確保電氣保護裝置動作有選擇性,上級開關保護動作值應比下級開關保護動作值大1.1倍以上,而且要求上級開關動作時間比下級開關動作時間長0.5s~0.7s。

                4.電纜選擇標準

                (1)按《煤礦安全規程》要求選擇礦用阻燃電纜。

                (2)電纜電壓等級必需大于或等于電網實際工作電壓。

                (3)向移動變電站供電高壓電纜應采取高壓屏蔽電纜。

                (4)電纜實際運行電流必需小于或等于電纜許可載流量。

                (5)正常許可時電纜網路實際電壓損失必需小于或等于許可等于損失,不超出7%。

                (6) 電纜應滿足機械強度要求。

                (7)在電纜線路上發生短路故障時應滿足熱穩定性要求。

                (8)變電所高壓電源及高壓開關之間聯臺線選擇MYV型交聯聚乙絕緣電力電纜

                (9)660V電氣設備均選擇MY-0.38/0.66系列電纜。

                5.電纜長度確實定

                依據變電所到工作面配電點或工作面配電點到電氣設備實際距離另加10%余量。

                6.低壓電纜截面選擇計算

                按長久負荷電流選擇截面,查“電纜長時許可負荷電流表”以下:

                表二:

                芯線截面(mm2)

                3×6

                3×16

                3×35

                3×50

                許可電流(A)

                46

                85

                138

                173

                因為局部通風機總Ie = 90A ,所以選擇MY-3×35mm2電纜為宜。查表此電纜長久許可電流為125A>90A,滿足要求。

                五.局部通風機雙電源供電圖

                QBZ4×120

                QBZ

                4×120

                KBZ

                400

                KBZ

                400

                1. QBZ-4×120為局部通風機切換開關,它關鍵由兩組四個真空接觸器組成,每一組兩個接觸器分別控制一臺對旋風機兩個電動機。經過微機保護器能夠對電動機進行過載保護值整定。通常情況下:

                Iz ≥ Ie (式三)

                因為單臺電動機Ie = 45A ,所以Iz ≥ 45A .

                2. KBZ-400為低壓饋電開關,它使用電子式綜合保護器,過載保護在0.3~1倍開關額定電流之間可調;短路保護在3~10倍開關額定電流之間可調。

                (1)因為局部通風機總Ie = 90A,所以Ig =0.3×400A=120A.

                120A>90A,滿足保護要求。

                (2)Is = 8Ie ,所以Is = 8×90A=720A ,依據短路保護器實際刻度值,選2倍開關額定電流值,即2×400A = 800A , 800A>720A ,滿足保護要求。

                3. KBD1-500為移動變電站低壓饋電開關,它過載定值應略大于KBZ-400低壓饋電開關,短路保護取8倍開關額定電流,所以:

                Ig2 = 0.3×500A = 150A

                Is2 = 8Ie

                4. BGP9L-6G為移動變電站高壓開關,它整定值和變壓器變壓比相關。

                K = U1/U2 = 6/0.69 = 8.69

                K = I2/I1 = 8.69

                所以, K = Ig2/Ig1,

                Ig1 = 150A/8.69 = 17.26A,

                Ig1取20A為過載保護值,大于17.26A,滿足保護要求。

                七、局部接地

                (1)局部接地極,用直徑大于35mm、長度大于1.5m鋼管制成,管上應最少鉆20個直徑大于5mm透空,并全部垂直埋入底板,外露部分應留有100mm以上,方便于檢驗。

                (2)接地連線,用截面積大于25mm2銅線,或截面積大于50mm2鍍鋅鐵線,或厚度大于4mm、截面積大于50mm2扁鐵。

                (3)橡套電纜接地芯線,除用作監測接地回路外,不得兼做其它用途。

                八、局部通風機智能控制

                伴隨科技發展和社會對生產過程中安全、節能要求不停提升,以往局部通風控制方法因缺乏靈活可調,不能立即有效地滿足局部通風要求,所以帶有先天技術缺點。為了處理這一問題,采取局部通風機智能控制,便很值得我們研究和實踐。

                局部通風機智能控制采取脈動通風技術和變頻調速技術相結合智能通風控制系統,采取前饋控制策略,能夠對瓦斯濃度傳感器采集瓦斯濃度信號進行分析判定,實時控制掘進面局部通風機轉速,從而實現對掘進面通風智能控制。當瓦斯涌出時,系統發出聲光警報,并加大局部通風機轉速,達成快速稀釋瞬間涌出瓦斯濃度,確保煤礦掘進面安全生產。

                風量控制策略圖

                九、總結

                供電設計是確保供電過程可靠、安全,合理、經濟基礎理論依據,是確保供電質量關鍵技術保障。所以,科學、合理地做好供電設計對于確保供電安全和設備運行安全意義重大。在進行供電設計過程中應該遵照以下多個步驟:

                首先,依據工作區域生產任務確定和其相適應動力設備。

                第二,依據工作區域環境情況和設備運行要求確定安全、可靠供電方法。

                第三,依據動力設備功率大小選擇和其相匹配變壓器、電纜和開關。

                第四,依據電力設備運行參數進行合理電流整定,確保設備安全運行。

                最終,完善供電系統接地保護,預防人身觸電事故發生。

                參 考 文 獻

                1 《一般電工學》 煤炭工業出版社 1990

                2 《礦井供電》 煤炭工業出版社 1989

                3 《煤礦電工手冊》煤炭工業出版社 1984

                4 《煤礦安全規程》煤炭工業出版社 20XX

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