摘要長期以來，煤礦井下一般低壓采用660V供電，因此煤礦井下中央變電所低壓供電系統(tǒng)也是以660V的用電設(shè)備為主。煤礦井下中央變電所低壓供電系統(tǒng)的設(shè)計涉及到很多低壓電氣設(shè)備的選擇以及井下防爆措施的設(shè)置，井下中央變電所低壓系統(tǒng)的主要負(fù)荷有水泵、電機車系統(tǒng)、膠帶輸送機以及其它一些用電設(shè)備。設(shè)計的主要內(nèi)容包括畫出變電所的主接線、選擇低壓供電系統(tǒng)的電氣設(shè)備和短路電流計算三部分。關(guān)鍵詞：井下中央變電所；礦用電氣設(shè)備；漏電保護；過流保護；接地保概況一、礦井基本介紹佛洼分區(qū)工程位于山西省陽泉市郊區(qū)舊街鄉(xiāng)境內(nèi)佛洼村附近，礦井工業(yè)廣場距陽泉市約20公里，是新景礦的改擴建工程。我項目部于2012年2月份進駐佛洼分區(qū)，3月上旬開始進行立井改裝，現(xiàn)已形成了回風(fēng)系統(tǒng)。井下已經(jīng)建立起了瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，對井下生產(chǎn)地點瓦斯情況實時數(shù)據(jù)采集、傳輸、顯示、記錄和控制。初步建立起人員定位系統(tǒng)，對井下工作人員進行位置監(jiān)控和管理。井下安裝了臨時瓦斯抽放泵站，負(fù)擔(dān)15#煤層的瓦斯抽放。佛洼分區(qū)進風(fēng)立井采用1臺2JK一3X1．5／20提升機絞車配合1噸雙車單層臨時罐籠提升進行臨時提升。各項保護齊全，機械部分及傳動部分無重大安全隱患，潤滑良好。佛洼工地井下臨時供電點于2012年7月安裝完成，安裝位置在佛洼工地進風(fēng)立井井下+420水平井底車場內(nèi)。井下臨時供電點電源采用雙回供屯，兩路電源引自佛洼工地35Kv降壓站。佛洼分區(qū)于2013年10月完成+420水平與+525水平之間施工措施巷與新景礦+525水平巷道的貫通施工，并于12月底完成措施巷的斜坡改造工程，至此佛洼分區(qū)+420水平井下巷道形成兩個避災(zāi)通道、兩個運輸通道，提升了佛洼分區(qū)+420水平井下巷道的避災(zāi)能力和運輸能力。地質(zhì)、水文地質(zhì)情況佛洼分區(qū)內(nèi)梁、峁發(fā)育，溝谷縱橫，多呈“U”字形，地形較高。井筒施工過程中巖層相對穩(wěn)定，總體為單斜構(gòu)造，井口內(nèi)斷裂構(gòu)造極不發(fā)育且無巖漿活動。根據(jù)三維地震圖顯示該區(qū)域具有多條斷層及陷落柱，但該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造整體屬于簡單構(gòu)造。佛洼分區(qū)俑干水文地質(zhì)復(fù)雜區(qū)，目前所掘進的巷道底板標(biāo)高均在+369.00cm附近，新景礦佛洼分區(qū)奧灰水位標(biāo)高約為+455m，該巷道低于奧灰水水頭值86m，屬于承壓掘進區(qū)域，具有突水危險性。所有巷道掘進前均進行探放水施工，探放水采用“物探+鉆探’的方式進行施工，探放90m，允許掘進60m，超前保護30m。佛洼分區(qū)的永久水倉和主排水泵房礦建工程已經(jīng)施工完畢，計劃于2014年底安裝永久排水泵并建立強排水系統(tǒng)。目前佛洼分區(qū)各個工作面的水通過排水管路和水溝流入井底過放坑，井底臥泵通過立井臨時排水管路將永排至+525水平的永久水倉內(nèi)，再由+525水平的排水泵排至地面。三、通風(fēng)系統(tǒng)情況礦建五部佛洼分區(qū)井下供風(fēng)由新景礦佛洼主扇擔(dān)負(fù)，已形成全負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)?，F(xiàn)棗屬礦建五部施工區(qū)域1拘+420水平總風(fēng)量為7670m3／min(包括佛洼+420水平實際用風(fēng)量4844m5／min和流經(jīng)+420水平與+525水平之間施工措施巷返回+525水平的風(fēng)量2826m3／min)；井下共有七個掘進工作面供風(fēng)，分別為‘15#煤東區(qū)南回風(fēng)巷、15#煤東區(qū)北回風(fēng)巷、15#煤采區(qū)西部膠帶一聯(lián)巷、15#煤西剛匕回風(fēng)與輔助運輸巷之間橫貫、圬番煤東采區(qū)膠帶大巷、瓦斯管配風(fēng)巷(現(xiàn)停掘)．、15#煤西采區(qū)膠輪車輔助大巷(現(xiàn)停掘)。H其中15#煤采區(qū)西部膠帶一聯(lián)巷沿15#煤層頂板進行掘進，該巷道使用2X45kw的大風(fēng)機進行供風(fēng)，其他各條巷道目前均為巖巷，均采用FBDNO．7．12X30kw礦用隔爆對旋式局扇進行供風(fēng)。目錄前言：第一章井下供電系統(tǒng)設(shè)計概述一、井下供電設(shè)計的目的二、井下供電的組成三、井下供電設(shè)計的總體要求四、井下供電設(shè)計的有關(guān)規(guī)定第二章井下供電系統(tǒng)概述一、煤礦對供電的基本要求二、電力負(fù)荷分類三、煤礦常用的電壓等級第三章礦井供電系統(tǒng)的組成一、深井供電系統(tǒng)二、淺井供電系統(tǒng)第四章礦用電氣設(shè)備及其防爆一、礦用電氣設(shè)備分類二、隔爆型電氣設(shè)備三、本質(zhì)安全型電氣設(shè)備第五章礦山供電系統(tǒng)的接線方式第六章變壓器的選擇一、變壓器臺數(shù)的確定二、變壓器型號的確定三、礦用變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)第七章采區(qū)供電電纜的確定一、礦用電纜的選擇第八章漏電保護一、漏電故障產(chǎn)生的原因二、漏電故障的危害三、解決漏電故障的方法第九章過流保護一、過電流二、短路故障造成的危害三、防止過流產(chǎn)生的方法第十章接地保護一、接地保護措施二、其它保護第十一章井下人身觸電及其預(yù)防一、觸電的危險因素二、觸電的預(yù)防措施三、觸電的急救前言此次學(xué)習(xí)任務(wù)，除了對煤礦作業(yè)過程及對礦弗各設(shè)備的了解，收集礦井原始資料，并以其為依據(jù)，對礦井采區(qū)作供電系統(tǒng)的設(shè)計。本設(shè)計分為三大部分，第一部分為原始資料，第二部分為設(shè)計過程，第三部分為參考資料，書中著重講述采區(qū)供電系統(tǒng)中各電氣設(shè)備的設(shè)計過程，如高壓配電箱、變壓器。電纜的選擇方法，并對其的整定及校驗，書中詳細敘述了電纜及設(shè)備的選擇原則，井下供電系統(tǒng)采取各種保護的重要性，簡明易懂。本設(shè)計方案符合《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦工業(yè)設(shè)計規(guī)范》，堅持從實際出發(fā)、聯(lián)系理論知識，在設(shè)計過程中，通過各方面的考慮，選用新型產(chǎn)品，應(yīng)用新技術(shù)，滿足供電的可靠性、安全性、經(jīng)濟性及技術(shù)合理性。通過設(shè)計，讓我了解了礦山的概況，了解了煤礦供電系統(tǒng)運行和供電設(shè)備管理情況和煤礦生產(chǎn)管理的基本知識，使自己具有一定的理論知識的同時，又具有較強的實際操作能力及解決實際工程問題的能力，根據(jù)新采區(qū)的實際情況，在老師和單位技術(shù)員的指導(dǎo)下，并深入生產(chǎn)現(xiàn)場，查閱了有關(guān)設(shè)計資料、規(guī)程、規(guī)定、規(guī)范。聽取并收錄了現(xiàn)場許多技術(shù)員的意見及經(jīng)驗，對采區(qū)所需設(shè)備的型號及供電線路等進行設(shè)計計算與分析。第一章井下供電系統(tǒng)設(shè)計概述一、井下供電設(shè)計的目的井下設(shè)計的目的是應(yīng)用煤礦井下供電理論知識具體解決井下供電的技術(shù)問題，學(xué)會查閱技術(shù)資料和各種文獻的方法，培養(yǎng)計算、繪制圖表、編寫技術(shù)文獻的能力，掌握井下供電設(shè)計的技術(shù)經(jīng)濟政策及安全規(guī)程的規(guī)定，完成井下供電設(shè)計的內(nèi)容。二、井下供電的組成凡是礦井進入井筒的供電設(shè)備與供電電纜所組成的供電網(wǎng)絡(luò)，均為井下供電系統(tǒng)。井下供電系統(tǒng)一般由井下電纜、各水平的主變電所、采區(qū)變電所、隔爆移動變電站、采區(qū)配電點及各類供配電電纜等組成。彗下供電設(shè)計由井下主變電所和采區(qū)供電設(shè)計組成。其包括擬定主變電所的設(shè)計，井下主變電所供電系統(tǒng)。計算與選擇井下主變電所動力變壓器和高壓配電裝置。三、井下供電設(shè)計的總體要求(一)設(shè)計要符合《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦工業(yè)設(shè)計規(guī)范》和《煤礦井下供電設(shè)計技術(shù)規(guī)定》。(二)設(shè)計遵循煤炭工業(yè)建設(shè)的方針政策，在保證供電安全可靠的基礎(chǔ)上進行技術(shù)經(jīng)濟比較，選取最佳方案。(三)設(shè)備選型時，應(yīng)采用定型的成套設(shè)備，盡量采用新技術(shù)、新產(chǎn)品、積極采取措施減少電能的損耗，節(jié)約能源。(四)設(shè)計質(zhì)量要確保技術(shù)的先進性、經(jīng)濟的合理性、安全的適用性。第二章井下供電系統(tǒng)概述一、煤礦對供電的基本要求電力是煤礦的主要能源，為確保安全供電和生產(chǎn)，煤礦對供電有四個基本要求。(一)供電可靠煤礦供電必須連續(xù)，不能中斷。煤礦一旦中斷供電，不僅造成全礦停產(chǎn)，而且由于主排水泵、主通風(fēng)機、瓦斯抽放泵、主提升機等機電設(shè)備停運，就將危及井下工作人員甚至全礦井的安全。因此，為了保證礦井安全生產(chǎn)，煤礦要求供電必須可靠。供電安全由于煤礦井下特殊的環(huán)境條件，使供電線路和電氣設(shè)備易受損壞，可能造成人身觸電和電火花引起的火災(zāi)和瓦斯、煤塵爆炸等嚴(yán)重事故。因此，煤礦井下供電必須采取安全技術(shù)措施，嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，確保供電安全。(三)供電質(zhì)量供電質(zhì)量是指供電電壓、頻率基本穩(wěn)定為額定值。我國煤礦一般要求電壓允許偏差不超過額定電壓的±5％，頻率允許偏差不超過±(0．2-0．5)Hz。頻率的質(zhì)量是由發(fā)電廠保證的；電壓的質(zhì)量是靠調(diào)整變壓器分接頭、降低電源內(nèi)阻抗和輸電線路上的電壓損失保證的。供電經(jīng)濟在滿足以上要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量做到供電系統(tǒng)簡單、設(shè)備選型合理、安裝操作方便、基本建設(shè)投資和運行費用低，從而節(jié)約開支，降低成本，提高經(jīng)濟效益。二、電力負(fù)荷分類(一)一類負(fù)荷——凡停電會造成人身傷亡或重大經(jīng)濟損失者。要求：供電絕對可靠，采用雙電源雙回路供電。(二)二類負(fù)荷——凡停電造成較大經(jīng)濟損失者。要求：供電相對可靠，采用專線供電。(三)三類負(fù)荷——凡停電不會造成直接經(jīng)濟損失者。要求：供電經(jīng)濟，采用一條線路向多個負(fù)荷供電。三、煤礦常用的電壓等級交流：l727v—井下照明、煤電鉆用電電壓；220v—地面照明、單相電路用電電壓；380v—地面低壓、小型礦井下低壓動力；660V—中型礦井下低壓動力；1140v—大型礦井下綜采低壓動力；3.3kv—特大型礦井綜采高壓動力；6kv—地面高壓動力、下井電壓：35kv—煤礦電源進線電壓。直流：110(220)v—操作電壓：250(550)V—井下架線電機車。第三章礦井供電系統(tǒng)的組成由礦井的各級變電所、各電壓等級的配電線路共同構(gòu)成了礦井供電系統(tǒng)。對礦井的供電一般采用兩種典型方式：深井供電系統(tǒng)和淺井供電系統(tǒng)。一、深井供電系統(tǒng)當(dāng)煤層埋藏較深、井田范周較大、井下用電量較大時一般采用深井供電系統(tǒng)。其特征為：由地面變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所、移動變電站、工作面配電點構(gòu)成三級供電。(一)地面變電所的雙電源為嬰回路，電源進線電壓為35KV，經(jīng)主變壓器將電壓變?yōu)?KV或IOKV，再經(jīng)6(10)KV母線將電能分配給地面各高壓用電設(shè)備，其中一、二類費荷分別由兩段母線供電；并用雙回路高壓電纜通過井筒向井下中央變電所供電。地面變電所還設(shè)有低壓變壓器，將6(10)KV電壓變380V＼220V向地面低壓動力及照明負(fù)荷供電。(二)井下中央變電所的分段母線和高壓配電箱將6’(10)KV高壓電能分配給井底車瘍附近的高壓用電設(shè)備和各采區(qū)變電所，主排水泵、電機車的變流設(shè)備等一、二類負(fù)荷分別由兩段母線供電。井下中央變電所設(shè)有動力變壓器，將6(10)KV電壓變?yōu)?6晡或38。0v，向井底車場附近的低壓動力設(shè)備供電；還設(shè)有照明變壓器綜合裝置，將電壓菱菊127V,向井底車場及附近巷道和硐室中的照明設(shè)備供電。(三)采區(qū)變電所電源為雙回路。采區(qū)水泵、瓦斯泵、自救系統(tǒng)壓風(fēng)機、局部通風(fēng)機分別由兩段母線供電。動力變壓器將電壓變到660V，通過低壓電纜分送到各用電設(shè)備。采巨變電所及附近巷道中的照明由設(shè)在采區(qū)變電所中的照明信號綜合裝置供電。若采區(qū)內(nèi)有綜采和綜掘工作面，6(10)KV電能由采區(qū)變電所中的高壓配電箱配送到工作面附近平巷中的移動變電站，經(jīng)移動變電站將電壓變?yōu)?140V送到工作面配電點，再由工作面配電點分送到工作面附近巷道的各用電設(shè)備。二、淺井供電系統(tǒng)淺井供電系統(tǒng)適用于煤層埋藏較淺且井下負(fù)荷較小的中、小型礦井。圖3.2所示為一個較典型的淺井供電系統(tǒng)。我國的淺井供電主要有以下三種方式：(一)井底車場及其附近巷道的低壓用電設(shè)備，可由設(shè)在地面變電所配電變壓器的低壓母線引出的低壓母線引出的低壓電纜通過井筒送到井底車場配電所供電。井下架線式電機車所用的直流電源，可由地面變電所整流后用電纜沿井筒送到井底車場配電所獲得。(二)當(dāng)采區(qū)負(fù)荷不大且沒有高壓用電設(shè)備時，采區(qū)用電由地面變電所經(jīng)高壓架空線路，將高壓電能送到設(shè)在采區(qū)上方的地面變電室或變電亭，然后把電壓變?yōu)?60V或380V后，用低壓電纜經(jīng)鉆孑L送到采區(qū)配電所，由采區(qū)配電所再送給工作面配電點和低壓用電設(shè)備。(三)當(dāng)采區(qū)負(fù)荷較大或有高壓用電設(shè)備時，用高壓電纜經(jīng)鉆孔將高壓電能送到井下采區(qū)變電所，然后變壓給采區(qū)負(fù)荷供電。、在淺井供電系統(tǒng)中，為防止受到鉆孔孔壁塌落的擠壓，電纜應(yīng)穿鋼管敷設(shè)。采用淺井供電系統(tǒng)，可節(jié)省昂貴的井下高壓電氣設(shè)備和電纜，減少井下變電所硐室的開拓量和觸電的危險，比較經(jīng)濟、安全。其不足是需要鉆孔和敷設(shè)鋼管，且鋼管不能回收。第四章礦用電氣設(shè)備及其防爆一、礦用電氣設(shè)備分類礦用電氣設(shè)備是指使用在煤礦井下條件的各種電氣設(shè)備，通常分為礦用一般型電氣設(shè)備和礦用防爆型電氣設(shè)備。礦用一般型電氣設(shè)備鑄有?！癒Y”字樣，具有防機械損傷、防潮、防銹、防觸電、防過載等功能，但不具有防爆性能，所以只適用于沒有沼氣、，煤塵爆炸危險的井下。如低瓦斯礦井的井底車場、總進風(fēng)巷道或主要進風(fēng)巷道等處。礦用防爆型設(shè)備鑄有“Ex”字樣，具有礦用一般型的功能外，還具有防爆功能，故用于井下有爆炸危險的場所，其種類較多，但使用最多的是礦用隔爆型設(shè)備和本質(zhì)安全型設(shè)備。二、隔爆型電氣設(shè)備隔爆型電氣設(shè)備的外殼上標(biāo)注有ExdI，其外殼具有耐爆性和隔爆性。(一)隔爆外殼的耐爆性隔爆外殼的耐爆性是指當(dāng)殼內(nèi)的爆炸性氣體混合物爆炸時，在最大爆炸壓力作用下，外殼不會變形、損壞，因而爆炸產(chǎn)生的高溫、高壓氣體和火焰不會直接點燃殼外的爆炸性氣體混合物。為此，隔爆外殼必須具有足夠的機械強度。(二)隔爆外殼的隔爆性隔爆外殼的隔爆性是指殼內(nèi)的爆炸性氣體混合物爆炸時產(chǎn)生的高溫氣體或火焰，通過外殼各接合面的間隙向殼外噴泄過程中能得到足夠的冷卻，使之不會點燃周圍的爆炸性混合物。隔爆外殼的隔爆性是靠嚴(yán)格控制各接合面的間隙、長度和粗糙度來實現(xiàn)的，這種隔爆性的接合面，稱為隔爆接合面。三、本質(zhì)安全型電氣設(shè)備本質(zhì)安全型(簡稱本安型)電氣設(shè)備又稱安全火花型電氣設(shè)備，外殼上標(biāo)注ExiI其特點是采用本質(zhì)安全電路。(一)本質(zhì)安全電路本質(zhì)安全電路就是要合理地選擇電路的參數(shù)，使電路在正常和故障情況下產(chǎn)生的電火花或電弧，都不能點燃瓦斯和煤層，故又稱為安全火花電路。試驗表明，當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?．2％一8．5％時最容易爆炸，所需點燃瓦斯的最小能量為0．28mJ。只要將電路中的能量限制在點燃瓦斯的最小能量之內(nèi)，就可實現(xiàn)安全火花。因此，在設(shè)計本質(zhì)安全電路時，常采用以下措施來降低電火花的能量：在合理選擇繼電器等電氣元件的基礎(chǔ)上，盡量降低供電電壓；在電路中串接限流電阻或利用導(dǎo)線本身電阻來限制電路的電流；電感元件兩端并聯(lián)二極管，消耗電感元件釋放出來的磁場能量；電容元件兩端并聯(lián)二極管或電阻，消耗電容元件釋放出來的電場能量。(二)本安型設(shè)備本安型設(shè)備只能用于低壓、小電流的電路中，如信號、儀表、控制等回路。本安型電氣設(shè)備分為單一式和復(fù)合式兩種形式。單一式本安型電氣設(shè)備是指電氣設(shè)備的全部電路都是由本安電路組成的，如便捷式儀表；復(fù)合式本安型電氣設(shè)備是指電氣設(shè)備的輔助回路是本質(zhì)安全電路，主回路是非本安電路，本安電路必須與主回路之間隔離，以保證本安特性。采用光電耦合器也可以實現(xiàn)與主回路的隔離。光電禍合器是把發(fā)光器件和光敏器件集成在i起，通過光線實現(xiàn)耦合構(gòu)成電一光和光一點的轉(zhuǎn)換器件。第五章變壓器的選擇變壓器是供電系統(tǒng)中的主要電氣設(shè)備，對供電的可靠性、安全性和經(jīng)濟性有著重要意義。如果變壓器容量選擇過大，不僅使設(shè)備投資費用增加，而且變壓器空載損耗也將過大，使供電系統(tǒng)中的功率因數(shù)直減??；如果變壓器容量選擇過小，在長期過負(fù)荷運行情況下，銅損耗將增大，使線圈過熱而加速老化，縮短變壓器壽命i即不安全也不經(jīng)濟。因此，正確計算負(fù)荷和選用變壓器是井下供電設(shè)計中的重要組成部分，必須予以足夠重視。一般常用的計算方法有加權(quán)平均效率及加權(quán)平均功率因數(shù)的計算，需用系數(shù)法等。一、變壓器臺數(shù)的確定井下主變電所在一般情況下，是按變壓器計算容量選設(shè)兩臺動力變壓器分列運行。如果其中一臺變壓器停止運行時，另一臺變壓器應(yīng)能承擔(dān)100％負(fù)荷用電。若主排水設(shè)備為低壓設(shè)備時，則變壓器臺數(shù)的確定應(yīng)遵循一臺變壓器停止運行時，其余變壓器能保證排出最大涌水量所需要電量的原則。二、變壓器型號的確定在確定變壓器型號時，應(yīng)考慮國產(chǎn)礦用變壓器的電壓等級和容量，同時應(yīng)根據(jù)巷道斷面、運輸條件及備用容量等因素，對選用方案進行經(jīng)濟比較，選取最佳方案。(一)礦用動力變壓器目前我國煤礦井下主變電所及采區(qū)變電所內(nèi)使用的動力變壓器主要是KSJ及KSJL系列。均為礦用一般型設(shè)備，允許安裝在無易燃、。易爆炸性氣體的環(huán)境中。(二)礦用隔爆型干式變壓器，KS．G及KSGLZ系列礦用隔爆干式變壓器主要用于有易燃及易爆危險的場合，如井下采掘工作面等處。將380V或660V電壓降為127V后供照明、信號及手持式電煤鉆等設(shè)備用電。KSGB礦用隔爆型干式變壓器用于有甲烷混合氣體和煤塵具有爆炸危險的礦井中，作為煤礦井下綜合機械化采掘成套設(shè)備的主要供配電裝置。使用條件：海拔高度不超過1000re；環(huán)境溫度不高于40。C；空氣相對濕度不超過95％(25℃時)；無強烈顛簸震動以及與垂直面的斜度不超過15。的環(huán)境；無足以腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體及蒸汽。三、礦用變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)礦用變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)見《礦用電氣設(shè)備手冊》。其中K——礦用；s——三相；J—二油浸自冷式；L——鋁線；G——干式自冷式第六章采區(qū)供電電纜的確定一、礦用電纜的選擇(一)原則采區(qū)供電電纜是根據(jù)采區(qū)機械設(shè)備配置圖擬定，應(yīng)符合安全、經(jīng)濟、操作靈活、素統(tǒng)簟單、保護完善、便于檢修等項要求。原則如下：保證供電可靠，力求減少使用開關(guān)、起動器、使用電纜的數(shù)量應(yīng)最少。原則上一臺起動器控制一臺設(shè)備；采區(qū)變電所動力變壓器多于一臺時，應(yīng)合理分配變壓器負(fù)荷，通常一臺變壓器擔(dān)負(fù)一個工作面用電設(shè)備；變壓器最好不并聯(lián)運行；采煤機宜采用單獨電纜供電，工作面配電點到各用電設(shè)備宜采用輻射式供電上山及順槽輸送機宜采用干線式供電；配電點起動器在三臺以下，一般不設(shè)配電點進線自動饋電開關(guān)；工作面配電點最大容量電動機用的起動器應(yīng)靠近配電點進線，以減少起動器間連接電纜的截面；供電系統(tǒng)盡量減少回頭供電；低沼氣礦井、掘進工作面與回采工作面的電氣設(shè)備應(yīng)分開供電，局部扇風(fēng)機實行風(fēng)電沼氣閉鎖，沼氣噴出區(qū)域、高壓沼氣礦井、煤與沼氣突出礦井中，所有掘進工作面的局扇機械裝設(shè)三專(專用變壓器、專用開關(guān)、專用線路)二閉鎖設(shè)施即風(fēng)、電、沼氣閉鎖。(二)電纜的選擇礦用電纜型號應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，所有井下低壓電纜勻采用MY型。l.在正常工作時電纜芯線的實際溫升不得超過絕緣所允許的溫升，否則電纜將因過熱而縮短其使用壽命或迅速損壞。橡套電纜允許溫升是65。，鎧裝電纜允許溫升是8。，電纜芯線的時間溫升決定它所流過的負(fù)荷電流，因此，為保證電纜的正常運行，必須保證實際流過電纜的最大長時工作電流不得超過它所允許的負(fù)荷電流。2.正常運行時，電纜網(wǎng)路的實際電壓損失必須不大于網(wǎng)路所允許的電壓損失。為保證電動機的正常運行，其端電壓不得低于額定電壓的95％，否則電動機等電氣設(shè)備將因電壓過低而燒毀。所以被選定的電纜必須保證其電壓損失不超過允許值。3.距離電源最遠，容量最大的電動機起動時，因起動電流過大而造成電壓損失也最大。因此，必須校驗大容量電動機起動大，是否能保證其他用電設(shè)備所必須的最低電壓。即進行起動條件校驗。4.電纜的機械強度應(yīng)滿足要求，特別是對移動設(shè)備供電的電纜。采區(qū)常移動的橡套電纜支線的截面選擇一般按機械強度要求的最小截面選取時即可，不必進行其他項自的校驗。對于干線電纜，則必須首先按允許電流及起動條件進行校驗。5.對于低壓電纜，由于低壓網(wǎng)路短路電流較小，按上述方法選擇的電纜截面的熱穩(wěn)定性均能滿足其要求，因此可不必再進行短路時的熱穩(wěn)定校驗。第七章漏電保護煤礦井下采用中性點不接地的供電方式，井下供電系統(tǒng)絕大多數(shù)故障是由單相接地漏電而引起的，會使非接地相對地電壓增高，‘很容易發(fā)展成為兩相短路，甚至釀成重大塞全事故?！睹旱V安全規(guī)程》(2009)第四百五十七條規(guī)定：“地面變電所和井下中央變電所的高壓饋電線上，必須裝設(shè)有選擇性的單相接地保護裝置；供移動變電站的高壓饋電線上，必須裝設(shè)有選擇性的動作于跳閘的單相接地保護裝置。井下低壓饋電線上，必須裝設(shè)檢漏保護裝置或有選擇性的漏電保護裝置j保證自動切斷漏電的饋電線路。因此，分析研究煤礦井下供電系統(tǒng)的漏電保護具有極其重要的意義。當(dāng)電網(wǎng)絕緣電阻小于一定數(shù)值時，人觸及后會產(chǎn)生觸電危險，而且漏電不僅會使設(shè)備進一步損壞，形成短路事故，同時還存在漏電火花引爆瓦斯、煤塵的危險。因此在井下供電系統(tǒng)中必須裝設(shè)漏電保護裝置實現(xiàn)絕緣監(jiān)視、漏電保護以及補償流過人身的電容電流的作用。按其實現(xiàn)保護功能分為無選擇性漏電保護和有選擇性漏電保護。一、漏電故障產(chǎn)生的原因造成漏電故障的原因很多，但對于采區(qū)主要有以下幾點：(一)電氣設(shè)備檢修質(zhì)量較差i或有金屬碎片及小零件忘記在設(shè)備內(nèi)部，則可能因這些東西碰到電源線而產(chǎn)生漏電。(二)由于管理不嚴(yán)，電纜被埋壓或脫落浸泡于水溝中。電纜被埋壓后其熱量不易散發(fā)，時間一久將使絕緣老化而漏電；電纜浸泡于水中，由于受井下水的酸性侵蝕及滲透作用，也會使絕緣因受潮而漏電。(三)電氣設(shè)備或電纜使用午久，又得不到正常的維修，使設(shè)備絕緣性降低到危險值。(四)在電纜與電纜或電纜與設(shè)備連接時，誤將火線與地線相連，造成直接漏電?；蛘哂捎诮泳€連接不牢固，在生產(chǎn)中拖拽電纜，將電纜接頭碰掉而造成漏電。二、漏電故障的危害煤礦井下供電系統(tǒng)大部分在采區(qū)，環(huán)境條件惡劣，又是工作人員和生產(chǎn)機械比較集中的地方，電網(wǎng)若發(fā)生漏電，將導(dǎo)致以下危險：(一)使電雷管無準(zhǔn)備引爆漏電電流在其通過的路徑上會產(chǎn)生電位差，漏電電流的數(shù)值越大，所產(chǎn)生的電位差就越大。如果電雷管兩端引線不慎與漏電回路上具有一定電位差的兩點相接觸，就可能發(fā)生電雷管無準(zhǔn)備爆炸的事故。燒損電氣設(shè)備，引起火災(zāi)長期存在的漏電電流，在通過設(shè)備絕緣損壞處時將散發(fā)出大量的熱，使絕緣進一步損壞，甚至使可燃性材料著火燃燒。(三)可能造成人身觸電當(dāng)電氣設(shè)備因絕緣損壞而使外殼帶電，而工作人員又接觸此外殼時，一部分入地電流將會通過人體，其數(shù)值達到危險值時就會造成工作人員的傷亡。(四)引起瓦斯及煤塵爆炸我國大部分煤礦都存在瓦斯和煤塵爆炸的危險，．當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地或設(shè)備發(fā)生單相碰殼時，在接地點就會產(chǎn)生電火花，若此電火花具有足夠的能量，就可能點燃瓦斯和煤塵。(五)嚴(yán)重影響生產(chǎn)按規(guī)程要求，一旦電網(wǎng)發(fā)生漏電，就必須停電處理，7因而嚴(yán)重影響生產(chǎn)，降低煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。三、解決漏電故障的方法(1)事選擇性的漏電保護，采用零序電流保護原理：零序電流信號由零序電流互感器獲得。當(dāng)未發(fā)生漏電時，一次側(cè)三相電流對稱，其電流相量和為o，二次側(cè)無電流輸出：‘當(dāng)發(fā)生漏電時，一次側(cè)三相電流不對稱，其電流相量和不為0，二次側(cè)有電流輸出。其裝置與分路開關(guān)配合使用，其優(yōu)點是減少停電范圍，易于查找故障線路，因此被廣泛地使用。(2)無選擇性漏電保護，采用附加直流電源的保護原理；在包含對地絕緣電阻的檢測回路中附加直流電源，監(jiān)視其直流電流的變化，達到監(jiān)測絕緣電阻的目的。該裝置需與低壓自動饋電總開關(guān)配合使用。其缺點是停電范圍大，不易判斷漏電線路，但結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，故仍在使用。第八章過流保護一、過電流電火災(zāi)產(chǎn)生的主要原因是電網(wǎng)的過電流，而過電流又是由短路、過載引起的，因此防止電火災(zāi)方法就是防止過流的產(chǎn)生。·‘(1)過載保護：過載是指電動機的運行電流或電氣設(shè)備工作電流大于其額定電流，但超過額定電流的倍數(shù)小些，通常是額定電流的1．5倍以內(nèi)。引起電動機或電氣設(shè)備過載的原因很多，如負(fù)載突然增加，斷相運行以及電網(wǎng)電壓降低等。若電動機或電氣設(shè)備長期過載運行，其繞組或電氣設(shè)備的溫升超過允許值使絕緣老化、損壞。過載保護的動作時間與過載電流大小有關(guān)，其動作值設(shè)定小于短路保護的動作值。動作延時取決于過載程度，過載程度越大，延時越短：過載程度越小，延時越長，此特性稱為反時限特性。延時環(huán)節(jié)由時間繼電器構(gòu)成，過載時，電流繼電器動作，其觸點接通時間繼電器線圈，經(jīng)延時后時間繼電器觸點動作，使執(zhí)行機構(gòu)動作，切斷主回路電源，同時發(fā)出過載信號。過載保護可由電磁式繼電器、電子式繼電器和熱繼電器實現(xiàn)。(2)短路保護：當(dāng)電器或線路絕緣遭到損壞、負(fù)載短路、接線錯誤時將產(chǎn)生短路現(xiàn)象。短路時產(chǎn)生的瞬時故障電流可達到額定電流的十幾到幾十倍，使電氣設(shè)備或配電線路因過流而產(chǎn)生電動力損壞i甚至因電弧引起火災(zāi)。短路保護的動作時間要短，其動作值設(shè)定較大，在很短的時間內(nèi)切斷電源。電磁式繼電器和電子式繼電器均可實現(xiàn)短路保護。二、短路故障造成的危害(一)短路電流的熱效應(yīng)使設(shè)備急劇發(fā)熱，可能導(dǎo)致井下電氣設(shè)備過熱損壞。(二)短路電流產(chǎn)生很大的電動力，可能使井下設(shè)備永久變形或嚴(yán)重?fù)p壞。(三)短路時系統(tǒng)電壓大幅度下降，嚴(yán)重影響井下的各工作面的正常工作。短路可能真?zhèn)€煤礦電力系統(tǒng)的運行失去穩(wěn)定。(四)不對稱短路產(chǎn)生的不平衡磁場，會對附近的通信系統(tǒng)及弱電設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常工作。三、防止過流產(chǎn)生的方法(一)截止型過流保護電路能夠克服限流型保護電路的缺陷，可以徹底消除因過流而產(chǎn)生負(fù)載電流很大的現(xiàn)象，其工作原理：當(dāng)電源過流或短路時，具有記憶能力的保護電路被觸發(fā)而進入保護狀態(tài)，并把電源輸出端徹底斷開，從而達到過流保護的目自勺。(二)限流型過流保護電路，采用三極管的限流型過流保護電路，。Q1是調(diào)整管；Q2是限流保護管；R是檢流電阻。正常情況下，檢流電阻R上的壓降VR小于0．7v，故Q2截止；保護電路不起作用。當(dāng)負(fù)載電流IL超過一定值時，VR大于或等于0．7V，使Q2導(dǎo)通，分流了調(diào)整管Q1的基極電流。這樣就利用Q2發(fā)射結(jié)的鉗位作用使調(diào)整管的電流基本維持恒定，叢而達到過流保護的目的。第九章接地保護在正常情況下，電氣設(shè)備的金屬外殼及架構(gòu)不帶電，但如果電氣設(shè)備的絕緣損壞，其金屬外殼和架構(gòu)就要帶電。當(dāng)人觸及此電氣設(shè)備時就會發(fā)生觸電事故，我國規(guī)定觸電的安全極限交流電流值為30mA，因此要通過接地保護限制通過人身的電流使其在極限電流之內(nèi)。保護接地的關(guān)鍵是將保護接地裝置的接地電阻降低到規(guī)定的范內(nèi)，就可以使流過人體的電流不超過安全極限電流，達到減少觸電危險的目的?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定：接地網(wǎng)上任一保護接地點的接地電阻不得超過2Q。同時，主接地極與輔助接地極之間的距離應(yīng)不小于5m。一、接地保護措施煤礦供電中應(yīng)采取的各種接地措施：(一)防雷接地：為把雷電流迅速導(dǎo)入大地，以防止雷害為目的的接地叫作防雷接地。(二)交流工作接地：將電力系統(tǒng)中的某一點，直接或經(jīng)特殊設(shè)備(如阻抗，電阻等)與大地作金屬連接，稱為工作接地。(三)安全保護接地：安全保護接地就是將電氣設(shè)備不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接。(四)直流接地：在煤礦供電系統(tǒng)中，包含有大量的計算機，通訊設(shè)備和帶有電腦的大樓自動化設(shè)備。在這些電子設(shè)備進行輸入信息，傳輸信息，轉(zhuǎn)換能量，放大信號，邏輯動作，輸出信息等一系列過程中都是通過微電位或微電流快速進行，且設(shè)備之間常要通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進行工作。因此為了使其準(zhǔn)確性高，穩(wěn)定性好，除了需有一個穩(wěn)定的供電電源外，還必須具備一個穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位?！刹捎幂^大截面的絕緣銅芯線作為引線，_端直接與基準(zhǔn)電位連接，另一端供電子設(shè)備直流接地。(五)屏蔽接地與防靜電接地：在煤礦供電系統(tǒng)中，電磁兼容設(shè)計是非常重要的，為了避免所用設(shè)備的機能障礙，避免甚至?xí)霈F(xiàn)的設(shè)備損壞，構(gòu)成布線系統(tǒng)的設(shè)備應(yīng)當(dāng)能夠防止內(nèi)部自身傳導(dǎo)和外來干擾。屏蔽及其正確接地是防止電磁干擾的最佳保護方法。防靜電干擾也很重要j接地裝置的接地電阻越小越好，獨立的防雷保護接地電阻應(yīng)≤10Q；獨立的安全保護接地電阻應(yīng)≤4Q；獨立的交流工作接地電阻應(yīng)≤4Q；獨立的直流工作接地電阻應(yīng)≤4Q；防靜電接地電阻一般要求≤i00Q。二、。其它保護(一)失壓保護電氣設(shè)備在正常工作時，如果因為電源電壓的消失而停止工作，那么在電源電壓恢復(fù)時，電氣設(shè)備的自行啟動或投入工作將造成人身事故或設(shè)備損壞。對供電系統(tǒng)來說，許多電氣設(shè)備同時啟動和工作，也會引起不允許的過電流和過大的壓降，而熱類電氣設(shè)備可能引起火災(zāi)。為防止電壓恢復(fù)時電氣設(shè)備的自行啟動或投入工作采用接觸器和按鈕控制電動機的啟動、保持、停止，就具有失壓保護作用。(二)欠壓保護其采用鑒幅式保護原理。電動機或電器元件在有些應(yīng)用場合下，當(dāng)供電系統(tǒng)的電壓降到額定電壓的75％時，就應(yīng)能自動切除電源而停止工作，以免損壞電動機以及機械設(shè)備。欠電壓保護方法不僅可以采用接觸器希q按鈕控制方式，還可以采用低壓斷路器或?qū)ｉT電磁式電壓繼電器進行欠壓保護。(三)過壓保護其采用鑒幅式保護原理。當(dāng)供電系統(tǒng)的電壓大于額定電壓的115％時，就應(yīng)能自動切除電源而停止工作，以免損壞電動機以及機械設(shè)備。過電壓的保護方法是在線圈兩端并聯(lián)一個電阻、電阻串電容或二極管串電阻等形式，以形成一個放電回路，從而實現(xiàn)過壓保護。(四)閉鎖功能它是實現(xiàn)系統(tǒng)安全可靠工作的重要部分之一。常用的閉鎖有漏電閉鎖、機械閉鎖、風(fēng)電閉鎖等。漏電閉鎖采用附加直流電源檢測原理實現(xiàn)，在隔爆真空型電磁啟動器、低壓饋電開關(guān)中經(jīng)常使用：高壓配史箱設(shè)有機械閉鎖裝置以保證安全，風(fēng)電閉鎖功能是由分路饋電開關(guān)與風(fēng)機的控制開關(guān)配合使用實現(xiàn)的，將風(fēng)機的控制開關(guān)的常閉觸點接入分路開關(guān)的CPU回路，實現(xiàn)對分路開關(guān)的控制。第十章井下人身觸電及其預(yù)防一、觸電的危險因素人的身體觸及裸露的帶電導(dǎo)體或因絕緣損壞而帶電的電氣設(shè)備的外殼、構(gòu)架等，都會造成人身觸電事故。觸電對人體會造成嚴(yán)重危害，其直接危害可分為電傷和電擊兩種。(一)電傷是電流通過人體某一局部時電弧燒傷人體，造成人體外部局部性的傷害，一般容易治愈，嚴(yán)重時可使人致殘，但一般不會致人死亡。(二)電擊是指觸電時電流流過人體內(nèi)部器官和中樞神經(jīng)，使內(nèi)部器官的生理功能受到損害，如使心臟功能紊亂，使呼吸活動變慢，使肌肉強烈收縮造成窒息等。發(fā)生電擊，若搶救不及時或搶救方法不當(dāng)，多數(shù)會致人死亡。電擊對人體的危害程度與多種因素有關(guān)，其中最主要的是通過人體電流的大小和電嘲科寺續(xù)的時間種試驗資料表明嚴(yán)人體觸電電流在交流唱5—50mA，直游唔0mAn以士就有生命危險。我國規(guī)定觸電的安全極限交流電流值為30mA。二、觸電的預(yù)防措施井下發(fā)生觸電事故的原因，一般是因為電氣設(shè)備的安裝、維修不當(dāng)，以及工作中疏忽大意或違章操作。預(yù)防人身觸電主要應(yīng)做好以下幾方面的工作：(一)防止人身觸電或靠近帶電導(dǎo)體1.裸露的電氣設(shè)備帶電部分安裝在一定高度。如井下電機車架空線按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的高度懸掛；2.對裸露的高壓電氣設(shè)備帶電部分必須圍以遮擋，防止人員靠近；3.井下各種電器設(shè)備帶電部分都必須裝處封閉的外殼內(nèi)，并有完善的機械閉鎖裝置，保證不切斷電源打不開外蓋；4.手持式電氣設(shè)備的操作手柄和工作中必須接觸的部分，應(yīng)有良好的絕緣；5.各變(配)電所入口處都要懸掛“非工作人員，禁止人內(nèi)”的牌子。無人值班的變(配)電所，必須關(guān)門加鎖；(二)降低使用電壓對人員經(jīng)常接觸的電氣設(shè)備采用較低的工作電壓?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定：井下照明、信號、電話和手持式電氣設(shè)備的電壓，不得超過127V；遠距離控制線路的電壓，不得超過36V。(三)遵守各項安全用電作業(yè)制度井下各項安全用電作業(yè)制度是預(yù)防人身觸電的有效措施。如井下嚴(yán)禁帶電檢修和搬遷電氣設(shè)備的規(guī)定、非專職電氣人員不得擅自擺弄和操作電氣設(shè)備的規(guī)定、停送電制度的規(guī)定、堅持使用漏電繼電器及井下電氣設(shè)備保護接地的規(guī)定等，這些安全作業(yè)制度都必須嚴(yán)格遵照執(zhí)行。三、觸電的急救觸電的急救要求把握兩點，即動作迅速和救護得法。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有人觸電時，不要驚慌失措，首先應(yīng)盡快使觸電者脫離電源，然后再根據(jù)觸電者的具體情況盡快進行搶救。(一)盡快使觸電者脫離電源觸電急救的第一項工作，首先是使觸電者盡快脫離電源。如果觸電者所觸及的帶電體的電源開關(guān)就在附近，就應(yīng)立即斷開電源開關(guān)。如果電源開關(guān)較遠或一時找不到電源開關(guān)，則應(yīng)用絕緣物品，如干燥的木棍、電工絕緣手套或其他絕緣物等將觸電者與帶電導(dǎo)體脫離開來。在使觸電者脫離電源的救護中，救護人員必須注意防止自身觸電，同時注意防止觸電人員在脫離電源的瞬間摔倒碰傷。(二)對觸電者進行現(xiàn)場急救觸電者脫離電源后，要立即在現(xiàn)場進行急救。急救方法，應(yīng)根據(jù)觸電人員的具體情況決定。如傷員有自主呼吸和心跳，只是昏迷，應(yīng)立即將其抬到空氣流通的安全地點，平放地上，解開衣扣、褲帶，但應(yīng)注意保暖，讓其休息恢復(fù)；如傷員停止呼吸但心跳存呼吸和胸外心臟按壓同時兼用進行急救。由于井下的環(huán)境較特殊，電氣設(shè)備分為礦用一般型電氣設(shè)備和礦用隔爆型電氣設(shè)備，前者不具有防爆性能，適用于沒有瓦斯、煤塵爆炸危險的場所：后者具有防爆和隔爆性能，一適用于有瓦斯、煤塵爆炸危險的場所。同時，電氣設(shè)備按工作電壓高低分為低壓電氣設(shè)備和高壓電氣設(shè)備，井下電氣設(shè)備大多屬一類負(fù)荷和二類負(fù)荷，工作時的電流、電壓都較大。目前，漏電保護、過流保護和接地保護是井下的三大保護。目錄第一章總論11、項目名稱及承辦單位12、編制依據(jù)43、編制原則54、項目概況65、結(jié)論6第二章項目提出的背景及必要性81、項目提出的背景82、項目建設(shè)的必要性9第三章項目性質(zhì)及建設(shè)規(guī)模131、項目性質(zhì)132、建設(shè)規(guī)模13第四章項目建設(shè)地點及建設(shè)條件171、項目建設(shè)地點172、項目建設(shè)條件17第五章項目建設(shè)方案251、建設(shè)原則252、建設(shè)內(nèi)容253、工程項目實施33第六章節(jié)水與節(jié)能措施371、節(jié)水措施372、節(jié)能措施38第七章環(huán)境影響評價391、項目所在地環(huán)境現(xiàn)狀392、項目建設(shè)和生產(chǎn)對環(huán)境的影響分析393、環(huán)境保護措施……404、環(huán)境影響評價結(jié)論……………..……………42第八章勞動安全保護與消防441、危害因素和危害程度442、安全措施方案443、消防設(shè)施…………...45第九章組織機構(gòu)與人力資源配置461、組織機構(gòu)462、組織機構(gòu)圖46第十章項目實施進度481、建設(shè)工期482、項目實施進度安排483、項目實施進度表48第十一章投資估算及資金籌措491、投資估算依據(jù)492、建設(shè)投資估算49目錄第一章總論 1第一節(jié)項目概述 1第二節(jié)可行性研究的依據(jù) 3第三節(jié)可行性研究的范圍和內(nèi)容 3第五節(jié)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) 4第二章項目背景和建設(shè)的必要性 5第一節(jié)項目提出的背景 5第二節(jié)項目建設(shè)的必要性 7第三章 需求分析及服務(wù)規(guī)模與標(biāo)準(zhǔn) 9第一節(jié) 需求分析 9第二節(jié) 服務(wù)規(guī)模與標(biāo)準(zhǔn) 10第四章 項目選址及建設(shè)條件 13第一節(jié)項目選址 13第二節(jié) 項目區(qū)自然條件 13第三節(jié) 項目區(qū)社會經(jīng)濟條件 18第四節(jié) 項目區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施狀況 20第五章 規(guī)劃設(shè)計和建設(shè)方案 23第一節(jié)設(shè)計依據(jù)和目標(biāo) 23第二節(jié)規(guī)劃方案分析 25第三節(jié)建設(shè)方案 PAGEREF_T