煤礦采掘供電設(shè)計(jì)設(shè)備選擇應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題-

1、煤礦采掘供電設(shè)計(jì)設(shè)備選擇應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題摘要: 分析了煤礦采掘供電設(shè)計(jì)中高低壓電氣設(shè)備選擇普遍存在的不安全、不經(jīng)濟(jì)、不配套、不規(guī)范等問(wèn)題, 逐一指出其不足, 并給出了設(shè)備選擇的正確方法和應(yīng)注意克服的幾個(gè)問(wèn)題。關(guān)鍵詞: 供電設(shè)計(jì); 節(jié)能; 保護(hù); 設(shè)備選擇; 問(wèn)題煤礦井下采掘工作面的供電必須有正規(guī)設(shè)計(jì),且必須進(jìn)入采掘工作面的作業(yè)規(guī)程。徐州礦務(wù)集團(tuán)采掘工作面供電進(jìn)行正規(guī)設(shè)計(jì)已開(kāi)展多年, 它對(duì)促進(jìn)礦井安全生產(chǎn), 減少和預(yù)防事故, 保障電力供應(yīng),節(jié)能降耗起到了重要的技術(shù)指導(dǎo)作用, 就全公司總體狀況而言, 供電設(shè)計(jì)尚需進(jìn)一步規(guī)范, 特別是設(shè)備的選擇, 在安全性、經(jīng)濟(jì)性、配套性、規(guī)范化方面尚存在不足, 應(yīng)

2、加以克服。1選擇供電設(shè)備應(yīng)注意的問(wèn)題1. 1動(dòng)力變壓器的選擇動(dòng)力變壓器的最終選擇方向是干式化、節(jié)能化,在企業(yè)經(jīng)濟(jì)困難的前提下, 允許部分場(chǎng)所使用節(jié)能型油浸變壓器。因此, 在供電設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)不再選用高耗能、淘汰型設(shè)備, 如現(xiàn)在井下仍大量使用的KSJ、KSJ 2型油浸變壓器, 而應(yīng)選用KS7、KS9型節(jié)能油浸變壓器或KSGB 型干式變壓器。此類(lèi)變壓器容量等級(jí)范圍寬, 可選擇余地大, 節(jié)電效果十分顯著。如一臺(tái)節(jié)能型KS92315 kVA 變壓器和一臺(tái)KSJ2320 kVA 高耗能變壓器相比, 每年可節(jié)省空載電耗8 322 kWh, 節(jié)約電費(fèi)3 300 元, 效益可觀。選擇何種型號(hào)變壓器, 應(yīng)視使用場(chǎng)合而

3、定: 井底車(chē)場(chǎng)、中央變電所、主要進(jìn)風(fēng)巷道內(nèi)可選用KS7或KS9型節(jié)能油浸變壓器; 采區(qū)變電所及進(jìn)風(fēng)巷應(yīng)選用KSGB 型干式節(jié)能變壓器; 裝機(jī)容量大的綜合機(jī)械化采煤工作面應(yīng)選用KSGZY 型移動(dòng)變電站。1. 2高壓開(kāi)關(guān)的選擇隨著礦井的不斷延伸和采掘機(jī)械化程度的提高及大功率單機(jī)的普遍使用, 直接導(dǎo)致系統(tǒng)大量增容,為限制短路容量, 勢(shì)必要增加電抗器等限流裝置, 這樣不僅電壓質(zhì)量要降低, 還要增加設(shè)備投資及能耗。因此選擇遮斷容量大(不小于100MVA 、保護(hù)功能全的真空開(kāi)關(guān)是解決問(wèn)題的最好辦法, 也是選擇高壓開(kāi)關(guān)的基本原則。因此, 目前集團(tuán)公司各礦井下大量使用的GKW 或PB 系列高壓多油開(kāi)關(guān), 因其

4、遮斷容量小, 保護(hù)形式單一, 缺少漏電和監(jiān)視保護(hù), 不具備超前切斷電源功能, 已明顯違反煤礦安全規(guī)程的有關(guān)要求, 屬于淘汰產(chǎn)品, 在設(shè)計(jì)中應(yīng)不予采用。而B(niǎo)GP 系列高壓防爆真空開(kāi)關(guān)和真空化改造后的PB 系列高壓防爆真空開(kāi)關(guān)或KYGG26 (10 型高壓真空開(kāi)關(guān)柜, 因其斷流能力強(qiáng), 電壽命和機(jī)械壽命較長(zhǎng), 使用維護(hù)方便, 且具備過(guò)流、短路、漏電監(jiān)視、欠壓等綜合保護(hù), 保護(hù)功能完善, 設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先選用。1. 3低壓開(kāi)關(guān)的選擇1. 3. 1饋電開(kāi)關(guān)的選擇隨著采煤機(jī)械化的不斷發(fā)展, 工作面裝機(jī)容量不斷增大, 煤礦井下已大量使用KSGB2400 kVA 及以上容量等級(jí)的干式變壓器, 此類(lèi)變壓器當(dāng)二次側(cè)

5、出口電壓為690V 時(shí), 出口二相短路電流較大(見(jiàn)表1。而作為其二次側(cè)饋電總開(kāi)關(guān)或線(xiàn)路中間分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)主選設(shè)備的DW 系列空氣防爆饋電開(kāi)關(guān), 因其短路保護(hù)整定不準(zhǔn)確, 跳閘機(jī)構(gòu)不可靠, 飛弧分?jǐn)鄷r(shí)間長(zhǎng), 極限斷流能力小( 660V 極限斷流能力僅為7 kA , 明顯與之不匹配。從表1 可以看出, 總饋電開(kāi)關(guān)負(fù)荷出口側(cè)產(chǎn)生的短路電流,DW 系列空氣饋電開(kāi)關(guān)不能分?jǐn)? 易發(fā)生爆開(kāi)關(guān)事故, 故選用DW 系列空氣饋電開(kāi)關(guān)作為400 kVA 及以上容量等級(jí)的變壓器二次出口的總饋電開(kāi)關(guān)是不安全的。因此在選擇容量為400 kVA 及以上變壓器時(shí), 應(yīng)選用極限分?jǐn)嚯娏髋c之相匹配的二次總饋電開(kāi)關(guān), 如KBD2600

6、6 60K 型、BKD125001140型真空饋電開(kāi)關(guān)。由于其極限分?jǐn)嚯娏骶?0 kA 以上, 且具備過(guò)載、短路、欠壓、真空管漏氣閉鎖、漏電保護(hù)功能, 現(xiàn)場(chǎng)使用效果較好, 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用。1. 3. 2磁力起動(dòng)開(kāi)關(guān)的選擇磁力起動(dòng)開(kāi)關(guān)的選擇, 應(yīng)根據(jù)其容量和負(fù)荷性質(zhì)來(lái)確定, 兼顧真空化、無(wú)觸點(diǎn)化、電子綜合保護(hù)化的發(fā)展要求。根據(jù)煤礦安全規(guī)程的要求, 40 kW 以上起動(dòng)頻繁的低壓控制設(shè)備應(yīng)使用真空接觸器, 并且還應(yīng)具備短路、過(guò)負(fù)荷、單相斷線(xiàn)和漏電閉鎖保護(hù)及遠(yuǎn)方控制的功能。選擇保護(hù)良好的磁力開(kāi)關(guān)并正常使用可有效地降低電機(jī)燒壞數(shù)量, 減少損失, 提高效益。集團(tuán)公司某礦曾連續(xù)3 a 燒毀低壓電機(jī)13

7、0 臺(tái)a 左右, 燒毀潛水泵250 臺(tái)a, 每年投入修理費(fèi)用達(dá)60 余萬(wàn)元, 損失較大。后該礦下大力氣狠抓起動(dòng)開(kāi)關(guān)保護(hù)裝置的使用, 從供電設(shè)計(jì)入手, 強(qiáng)化選型和現(xiàn)場(chǎng)使用管理, 使燒電機(jī)的勢(shì)頭得到遏止, 每年燒毀電機(jī)臺(tái)數(shù)下降到60 多臺(tái), 燒壞潛水泵100 多臺(tái), 修理費(fèi)用隨之下降一半, 效益可觀。由此可見(jiàn), 對(duì)礦井40 kW 以上的低壓設(shè)備在設(shè)計(jì)中選用保護(hù)良好的起動(dòng)開(kāi)關(guān)是十分必要的。目前集團(tuán)公司各礦井現(xiàn)場(chǎng)仍在使用QC83系列空氣開(kāi)關(guān), 大多采用JR9系列熱繼電器或熔斷器作保護(hù), 其功能不完善, 應(yīng)逐步退出使用。而將此類(lèi)開(kāi)關(guān)進(jìn)行真空化改造, 并換加了JDB或ABD 等電子綜合保護(hù), 形成QCZ8

8、3系列開(kāi)關(guān), 應(yīng)優(yōu)先選用改造后的開(kāi)關(guān)。對(duì)于更大容量的設(shè)備可選用保護(hù)功能更完善的QJZ2300 (400 系列真空磁力起動(dòng)開(kāi)關(guān)或帶軟起動(dòng)裝置的開(kāi)關(guān), 對(duì)40 kW 以下的設(shè)備也應(yīng)逐步推廣使用保護(hù)功能齊全的真空或無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān), 以利于礦井的安全供電。1. 4電纜的選擇電纜的選擇應(yīng)根據(jù)不同的用途和使用場(chǎng)合, 按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選取, 并且考慮線(xiàn)路電壓損失和短路保護(hù)的需要, 同時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn): (1 煤礦井下低壓電纜應(yīng)使用阻燃橡套電纜, 高壓塑料電纜外護(hù)套也應(yīng)是阻燃的(如聚氯乙烯外護(hù)套。(2 移動(dòng)變電站應(yīng)選用高壓屏蔽監(jiān)視型電纜。(3 綜采工作面設(shè)備應(yīng)使用千伏級(jí)屏蔽電纜。(4 線(xiàn)路中間線(xiàn)盒應(yīng)使用防爆接線(xiàn)

9、盒或阻燃型充填材料接線(xiàn)盒。(5 煤礦6 kV 中性點(diǎn)不接地供電系統(tǒng), 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí), 非接地相對(duì)地電壓將升高到線(xiàn)電壓, 因此, 在選擇高壓電纜時(shí), 其相電壓應(yīng)按線(xiàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)選擇, 一般選用606 kV , 61 0 kV 或8. 710 kV 級(jí)高壓電纜, 現(xiàn)在系統(tǒng)中3. 66 kV 級(jí)電纜應(yīng)退出運(yùn)行, 設(shè)計(jì)中不應(yīng)采用。1. 5127V 供電系統(tǒng)設(shè)備的選擇127V 供電系統(tǒng)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于煤礦井下照明、信號(hào)、監(jiān)控系統(tǒng), 以及煤電鉆動(dòng)力供電系統(tǒng)中, 但在供電設(shè)計(jì)中卻不夠重視, 甚至沒(méi)有設(shè)計(jì)。現(xiàn)場(chǎng)無(wú)設(shè)計(jì)施工, 易埋下事故隱患, 故對(duì)這一問(wèn)題在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以重視, 并注意以下幾點(diǎn)。(1 根據(jù)煤礦安

10、全規(guī)程要求, 127V 照明信號(hào)應(yīng)采用具有短路、過(guò)載和漏電保護(hù)的綜合保護(hù)裝置,127V 煤電鉆也應(yīng)采用綜合保護(hù), 且要具備短路、過(guò)負(fù)荷、檢漏和漏電閉鎖、遠(yuǎn)距離起動(dòng)和停止煤電鉆的功能, kSG 型小容量干式變壓器本身缺少保護(hù)裝置, 應(yīng)不予選用。(2 照明、信號(hào)電纜應(yīng)采用四芯電纜, 原三芯電纜因缺乏接地芯線(xiàn), 不能與總接地網(wǎng)相連接形成接地系統(tǒng), 不應(yīng)選用。(3 煤電鉆電纜應(yīng)使用專(zhuān)用屏蔽電纜。根據(jù)規(guī)程要求, 手持式煤電鉆接地芯線(xiàn)電阻不應(yīng)超過(guò)1 8 , 因此常用的U ZP26mm 2 專(zhuān)用電纜, 其長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)150m , 以保證接地保護(hù)切實(shí)起作用和電壓損失不超限。(4 127V 信號(hào)應(yīng)能同時(shí)發(fā)聲和發(fā)光, 現(xiàn)廣泛使用的電鈴按鈕分體式信號(hào)不具備上述功能, 應(yīng)不再選用, 而應(yīng)推廣使用聲光具備的組合電鈴和語(yǔ)言信號(hào)。2選擇采掘及運(yùn)輸設(shè)備應(yīng)注意的問(wèn)題采掘及運(yùn)輸設(shè)備應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)能力合理選配電機(jī)功率, 杜絕大馬拉小車(chē)現(xiàn)象, 采掘頭面能擺設(shè)膠帶輸送機(jī)的盡量不擺設(shè)刮板輸送機(jī), 且應(yīng)優(yōu)先采用集中控制; 單電機(jī)運(yùn)行能滿(mǎn)足要求則不應(yīng)采用雙電機(jī),以節(jié)省設(shè)備, 降低電耗, 減少人工, 提高效益。掘進(jìn)工作面應(yīng)盡可能采用 高效節(jié)能風(fēng)機(jī), 掘進(jìn)前期應(yīng)使用小功率風(fēng)機(jī), 到