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)因此,滿足條件。5井下電纜選型設(shè)計5.1礦用電纜概述電纜與架空線相比有很多優(yōu)點,在礦井井下由于受空間限制和安全上的需要,處架線電機車外均采用電纜線路。礦用電纜按結(jié)構(gòu)可分為鎧裝電纜、橡套電纜和塑料電纜3種,按電壓等級分為低壓電纜、高壓電纜和千伏級電纜,按芯線材料可分為銅芯電纜和鋁芯電纜等。井下應(yīng)選用符合MT818-1999規(guī)定的煤礦用阻燃電纜,電纜阻燃性能必須符合煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT386-1995《煤礦用阻燃電纜阻燃性的實驗和判定規(guī)則》。5.2井下電纜的選型規(guī)范(1)必須選用取得“煤礦礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志”的阻燃電纜;(2)電纜實際敷設(shè)地點的水平差,應(yīng)同電纜規(guī)定的允許敷設(shè)水平差相適應(yīng);(3)電纜應(yīng)帶有供保護(hù)接地用的足夠截面的導(dǎo)體;(4)嚴(yán)禁使用鋁包電纜;低壓電纜不應(yīng)采用鋁芯,采區(qū)低壓嚴(yán)禁采用鋁芯;、(5)電纜主線芯的截面應(yīng)滿足供電線路負(fù)荷的要求;(6)對移動變電站的供電電纜,應(yīng)采用監(jiān)視型屏蔽橡套電纜;(7)固定敷設(shè)的高壓電纜:=1\*GB3①在立井井筒或傾角45°及以上的井巷內(nèi),采用聚氯乙烯絕緣鋼絲鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜或交聯(lián)聚乙烯絕緣粗鋼絲鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜;=2\*GB3②在水平巷道或傾角45°以下的井巷內(nèi),應(yīng)采用聚氯乙烯絕緣鋼帶或細(xì)鋼絲鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜;=3\*GB3③井底車場及其附近、中央變電所至采區(qū)變電所之間,可以采用鋁芯電纜;其他地點必須采用銅芯電纜;=4\*GB3④在采區(qū)總回風(fēng)巷和專用回風(fēng)巷不應(yīng)安放機電設(shè)備和敷設(shè)動力電纜;對于溜放煤、矸、材料的溜道中嚴(yán)禁敷設(shè)電纜;(8)固定敷設(shè)的低壓電纜,應(yīng)采用MVV鎧裝或非鎧裝電纜或?qū)?yīng)電壓等級的移動橡套軟電纜。移動式和手持式電器設(shè)備應(yīng)使用專用橡套電纜;(9)照明、通信、信號和控制用的電纜,應(yīng)采用鎧裝或非鎧裝通信電纜、橡套電纜或MVV型塑力纜。5.3井下高低壓電纜的選型設(shè)計5.3.1電纜長度的確定由于電纜具有一定的柔性,在敷設(shè)懸掛時必然有一定的懸垂度,因此,選擇電纜的實際長度為: (5-seqlaozhe1) 式中:為電纜敷設(shè)路徑長度,m;為增長系數(shù),對于橡套電纜,對于鎧裝電纜;為便于維護(hù),當(dāng)電纜中有中間接頭時,其長度應(yīng)在接線盒兩端各增加3m。此外,對移動設(shè)備用的橡套電纜,其實際長度應(yīng)按使用時的最大距離滿足上述規(guī)定后,并另加3~5m的機頭活動長度。5.3.2電纜芯數(shù)的確定井下所用電纜,不論其芯數(shù)為多少,都必須有足夠的導(dǎo)電截面,以供保護(hù)接地之用。對于鎧裝電纜,一般選3芯即可,電纜的鉛包可用作接地線。對于橡套電纜可分兩種情況:=1\*GB3①當(dāng)設(shè)備的控制按鈕不在工作機械上時,如平巷輸送機、回柱絞車等,可選用4芯電纜,其中3芯為主芯線,另1芯作為接地線。=2\*GB3②對于控制按鈕裝在工作機械上的移動設(shè)備,如采煤機等,可選用6芯電纜,其中,將界面較小的1根芯作為接地線。5.3.3電纜芯線截面的選擇選擇電纜的界面,主要是選擇電纜芯線的截面。主芯線一般按一下條件來確定:(1)實際流過電纜的長時工作電流不得超過電纜允許的負(fù)荷電流;(2)為使電氣設(shè)備正常運行,其端電壓不得低于額定電壓的95%;(3)為保證大容量電動機啟動正常,要求啟動時的端電壓不低于額定電壓的75%;(4)電纜的機械強度必須滿足要求,特別是向移動電氣設(shè)備供電的橡套電纜;5.4井下高壓電纜的選型設(shè)計5.4.1高壓電纜選擇步驟井下高壓電纜的截面選擇,按電流經(jīng)濟(jì)密度選擇電纜截面,然后利用載流量、電壓損耗校驗即可。按電流經(jīng)濟(jì)密度選擇電纜截面的計算公式: (5-seqlaozhe2)式中:為按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇的電纜截面,;為正常運行時通過電纜的最大長時間負(fù)荷電流,A;為經(jīng)濟(jì)電流密度,;為正常運行時并聯(lián)運行的電纜數(shù)目;5.4.2高壓電纜選型設(shè)計以采區(qū)變電所為例:查負(fù)荷表計算有:煤礦用戶屬于三班工作制,,查表計算電流: (5-seqlaozhe3)則經(jīng)濟(jì)截面為: (5-seqlaozhe4)初選電纜截面為校驗:截面為聚氯乙烯鎧裝電纜載流量: (5-seqlaozhe5) 電壓損失校驗:從供電端到配電點電壓損失不超過5%,即:采區(qū)變電所功率因數(shù),查表有電纜電壓損失為: (5-seqlaozhe6)滿足要求,依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),則從中央變電所到采區(qū)變電所選用電纜MYJV22-103*。其他井下高壓電纜選擇如下表5-1表5-1 中央變電所高壓電纜選擇井下高壓電纜編號型號規(guī)格長度m采區(qū)變電所1MYJV22-10kV3×150mm2900一水平帶式輸送機機頭變電所2MYJV22-10kV3×35mm23501#水泵3MYJV22-10kV3×35mm2502#水泵4MYJV22-10kV3×35mm2503#水泵5MYJV22-10kV3×35mm2501#變壓器6MYJV22-10kV3×35mm2102#變壓器7MYJV22-10kV3×35mm210表5-2 采區(qū)變電所高壓電纜選擇采區(qū)變電所高壓電纜編號型號規(guī)格長度m高壓配電柜電纜1MYJV22-10kV3×150mm25高壓配電柜電纜2MYJV22-10kV3×150mm25高壓配電柜電纜3MYJV22-10kV3×150mm2511采區(qū)帶式機頭變電所4MYJV22-10kV3×35mm22001103綜采面帶式輸送機5MYPTJ-10kV3×50+3×25mm25001103綜采面采煤機、刮板機6MYPTJ-10kV3×50+3×25mm214001102順槽綜掘工作面局扇7MYPTJ-10kV3×50+3×25mm2100012采區(qū)大巷綜掘工作面局扇8MYPTJ-10kV3×50+3×25mm210001#變壓器9MYJV22-10kV3×35mm2102#變壓器10MYJV22-10kV3×35mm2101102順槽掘進(jìn)面及輔助設(shè)備11MYPTJ-10kV3×50+3×25mm235012采區(qū)大巷綜掘面及設(shè)備12MYPTJ-10kV3×50+3×25mm22001103綜采面回風(fēng)巷設(shè)備13MYPTJ-10kV3×50+3×25mm2160011采區(qū)帶式機頭變電所14MYJV22-10kV3×35mm2200表5-3 11采區(qū)帶式機機頭變電所高壓電纜11采區(qū)機頭變電所編號型號規(guī)格長度m1#電動機1MYJV22-10kV3×50mm2502#電動機2MYJV22-10kV3×50mm250表5-4 一水平帶式輸送機機頭變電所高壓電纜一水平機頭變電所編號型號規(guī)格長度m電動機1MYJV22-10kV3×50mm250變壓器進(jìn)線電纜2MYJV22-10kV3×50mm2305.5井下低壓電纜的選型設(shè)計(一)工作面配電點至移動機械的支線電纜截面的選擇工作面配電點至移動機械的支線電纜都屬于采區(qū)供電系統(tǒng)電纜網(wǎng)絡(luò)的支線,它們均相對較短且通過的電流均不大,故在正常運行時,網(wǎng)絡(luò)中的電壓損失所占比重小。因此,電壓損失不少選擇支線電纜截面的主要依據(jù)。支線電纜截面的選擇步驟:主要按滿足機械強度進(jìn)行初選,再按電纜的長時允許載流量加以校驗。(1)向采煤機供電的支線電纜截面的選擇采煤機電纜選用MCPTJ專用電纜,計算電流為: (5-seqlaozhe7)式中:為長時允許最大工作電流,A;為電動機負(fù)荷系數(shù);為電動機的額定功率,kW;為電動機的額定電壓,kV;為電動機的額定效率;為電動機的功率因數(shù);查表有:帶入數(shù)據(jù)有: (5-seqlaozhe8)查表選擇截面積為,其載流量滿足要求,因此依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),采煤機選用電纜為MCPTJ-3.3-3×70+1×10型電纜。表5-5 井下支線電纜選擇支線電纜選擇編號型號規(guī)格長度m采區(qū)大巷小水泵1MYP-0.663×16+1×10mm2450蓄電池電機車充電裝置2MYP-0.663×16+1×10mm240011采區(qū)輔助牽引車3MYP-0.663×70+1×25mm210012采區(qū)大巷牽引車4MYP-0.663×70+1×25mm21001103工作面牽引車5MYP-0.663×70+1×25mm2500蓄電池電機車充電裝置6MYP-0.663×16+1×10mm240011采區(qū)輔助大巷照明7MYP-0.663×16+1×10mm260011采區(qū)帶式輸送機巷照明8MY-0.663×10+1×10mm2650液壓站電動機9MY-0.663×10+1×10mm2100液壓拉緊裝置10MY-0.663×10+1×10mm2100一水平帶式輸送機液壓拉緊裝置11MY-0.663×10+1×10mm2100采區(qū)煤倉給煤機12MY-0.663×10+1×10mm2100一水平輸送機大巷照明13MY-0.663×10+1×10mm2500制動器14MY-0.663×10+1×10mm21001103綜采面制氮機1#15MYP-1.143×70+1×25mm22001103綜采面制氮機2#16MYP-1.143×70+1×25mm22001103綜采面帶式輸送機1#17MYP-1.143×50+1×16mm22001103綜采面帶式輸送機2#18MYP-1.143×50+1×16mm22001103綜采面礦用注漿機19MYP-0.663×10+1×10mm21001103綜采面煤層注水泵20MYP-0.663×10+1×10mm21001103綜采面注水鉆機21MYP-0.663×10+1×10mm21001103綜采面液壓絞車22MYP-0.663×10+1×10mm21001103綜采面小水泵1#23MYP-0.663×10+1×10mm21001103綜采面小水泵2#24MYP-0.663×10+1×10mm21001103綜采面乳化液泵站1#25MYP-1.143×25+1×16mm22001103綜采面乳化液泵站2#26MYP-1.143×25+1×16mm22001103綜采面乳化液泵站3#27MYP-1.143×25+1×16mm22001103綜采面轉(zhuǎn)載機28MYP-1.143×50+1×16mm22001103綜采面破碎機29MYP-1.143×50+1×16mm22001103綜采面噴霧泵站1#30MYP-1.143×10+1×10mm22001103綜采面噴霧泵站2#31MYP-1.143×10+1×10mm22001103綜采面刮板運輸機1#32MYP-1.143×95+1×25mm21001103綜采面刮板運輸機2#33MYP-1.143×95+1×25mm21001103綜采面刮板運輸機3#34MYP-1.143×95+1×25mm23001103綜采面刮板運輸機4#35MYP-1.143×95+1×25mm23001103綜采面采煤機36MCPTJ-3.33×70+1×10mm24001103綜采面回風(fēng)巷礦用注漿機37MYP-0.663×10+1×10mm22001104綜采面回風(fēng)巷液壓絞車38MYP-0.663×16+1×10mm23001105綜采面回風(fēng)巷小水泵1#39MYP-0.663×10+1×10mm21001105綜采面回風(fēng)巷小水泵2#40MYP-0.663×10+1×10mm2100(二)干線電纜截面的選擇干線電纜包括中央變電至采區(qū)變電所的干線電纜、采區(qū)變電所至各配電點干線電纜。由于干線電纜的特點是向不經(jīng)常移動的設(shè)備供電,固定架設(shè)在巷道兩幫支架上,所以一般采用鎧裝電纜或橡套電纜。因干線電纜工作條件相對較好,在正常工作時其負(fù)荷電流大,供電距離長,線路電壓損失相對比較突出,故主要不依據(jù)機械強度選擇電纜截面,而應(yīng)按允許電壓損失選擇電纜的截面,再依電纜的長時允許載流量加以校驗。因此,干線電纜截面的選擇步驟為:主要按允許電壓損失進(jìn)行初選,再按電纜的長時允許載流量加以校驗。(1)以11采區(qū)帶式輸送機機頭變電所到到低壓配電點為例:=1\*GB3①11采區(qū)帶式輸送機機頭變電所二次側(cè)電壓等級為660V,查表其允許電壓損失為:。=2\*GB3②支線電纜的電壓損耗 (5-seqlaozhe9)=3\*GB3③計算變壓器的電壓損失查表有KBSG-50/10空載損耗,則有: (5-seqlaozhe10) (5-seqlaozhe11) (5-seqlaozhe12) (5-seqlaozhe13)因此,有: (5-seqlaozhe14)=4\*GB3④干線電纜允許電壓損失為: (5-seqlaozhe15)則按其選擇允許的最小截面為: (5-seqlaozhe16)則選擇截面為,其載流量為: (5-seqlaozhe17)因此滿足條件,故電纜選擇型號為:。干線電纜選擇如下表5-6:表5-6 井下干線電纜選擇表干線電纜選擇編號型號規(guī)格長度m采區(qū)變電所出線1G1MYJV-1kV3×120+1×70mm210采區(qū)變電所出線2G2MYJV-1kV3×120+1×70mm210采區(qū)聯(lián)絡(luò)線1G3MYP-0.663×70+1×16mm210采區(qū)聯(lián)絡(luò)線2G4MYP-0.663×70+1×25mm25采區(qū)聯(lián)絡(luò)線3G5MYP-0.663×70+1×25mm21011采區(qū)機頭變電所G6MY-0.663×16+1×10mm21011采區(qū)聯(lián)絡(luò)線1G7MY-0.663×16+1×10mm2511采區(qū)聯(lián)絡(luò)線2G8MY-0.663×10+1×10mm2300一水平輸送機頭變電所G9MY-0.663×16+1×10mm25一水平變電所聯(lián)絡(luò)線G10MY-0.663×16+1×10mm2101103綜采面1#G11MYP-1.143×95+1×25mm2101103綜采面2#G12MYP-0.663×25+1×16mm2201103綜采面3#G13MYP-0.663×16+1×10mm2101103綜采面4#G14MYP-0.663×16+1×10mm25001103綜采面5#G15MYP-0.663×10+1×10mm251103綜采面6#G16MYP-1.143×95+1×25mm2101103綜采面7#G17MYP-1.143×95+1×25mm2101103綜采面8#G18MCPTJ-1.143×150+1×70mm2101103綜采面回風(fēng)巷1#G19MYP-0.663×16+1×10mm2101103綜采面回風(fēng)巷2#G20MYP-0.663×16+1×10mm2101103綜采面回風(fēng)巷3#G21MYP-0.663×16+1×10mm25001103綜采面回風(fēng)巷4#G22MYP-0.663×16+1×10mm256電氣設(shè)備的選型設(shè)計6.1概述在井下供配電系統(tǒng)中,采區(qū)是井下動力負(fù)荷集中地地方。采區(qū)供電是否安全、可靠、經(jīng)濟(jì)合理,將直接關(guān)系到人身、礦井和電氣設(shè)備安全及采區(qū)生產(chǎn)的正常進(jìn)行。由于井下工作環(huán)境十分惡劣,因此在供電上除采區(qū)可靠地防止人身觸電危險的措施外,還必須正確地選擇電氣設(shè)備的類型和參數(shù),并采用合理的供電、控制盒保護(hù)系統(tǒng),加強對電氣設(shè)備的維護(hù)和檢修工作,以確保電氣設(shè)備的安全運行和防止瓦斯和煤塵爆炸。礦用隔爆型高壓配電箱適用于有瓦斯和煤塵爆炸危險的煤礦井下中央變電所、采區(qū)變電所和其他場所。它被用來作為配電開關(guān)來控制和保護(hù)變壓器、高壓供電線路及高壓電動機。6.2井下高壓配電裝置的選型設(shè)計6.2.1高壓配電箱以采區(qū)變電所選擇為例:采區(qū)變電所所用變壓器是KBSG-400/10,連接組別是Yd11,其計算電流為255A,參考常用隔爆高壓真空配電裝置技術(shù)表,選擇BGP50-10型高壓配電箱,額定電流為400A,額定電壓為10kV,且其額定斷流容量為100MVA,負(fù)荷斷流容量的校驗,所以采區(qū)變電所選用BGP50-10型高壓配電箱。其他高壓配電箱如下表6-1:表6-1 高壓配電箱選擇表配電區(qū)域序號供電對象型號額定電流A采區(qū)變電所1#井下中央變進(jìn)線1#BGP50-104002#井下中央變進(jìn)線2#BGP50-104003#母線連接配電箱BGP50-104004#11采區(qū)機頭變電所BGP50-10505#1103采區(qū)輸送機BGP50-10506#1103采區(qū)采煤機BGP50-10507#1102順槽掘進(jìn)面BGP50-10508#12采區(qū)大巷綜掘BGP50-10509#變壓器出線1#BGP50-105010#變壓器出線2#BGP50-105011#1102順槽綜掘BGP50-105012#12采區(qū)大巷綜掘BGP50-105013#1103采區(qū)回風(fēng)巷BGP50-105014#11采區(qū)機頭變電所BGP50-105011采區(qū)變電15#接自采區(qū)變電所1#BGP50-1010016#接自采區(qū)變電所2#BGP50-105017#電動機1#BGP50-105018#電動機2#BGP50-105019#接變壓器BGP50-1050一水平變20#接自井下中央變1#BGP50-1010021#接自井下中央變2#BGP50-105022#電動機BGP50-105023#接變壓器BGP50-10506.2.2高壓開關(guān)柜高壓開關(guān)柜是以高壓開關(guān)為主,針對使用場合、控制對象及主要電氣元件的特點,按一定的接線方案將有關(guān)的一、二次設(shè)備組合起來,裝于封閉或敞開閉式金屬柜內(nèi)的一種高壓成套配電裝置,主要用于供配電系統(tǒng)做接受與分配電能或直接啟動大型電機用。井下中央變電所,接自地面10kV地面降壓變電站2回線,選用普通高壓開關(guān)柜。煤礦井下有煤塵爆炸危險等特殊場合,選用KGS1系列高壓開關(guān)柜。(1)井底10kV變電所中2#開關(guān)柜式給采區(qū)變電所1#供電,其中采區(qū)變電所查負(fù)荷表計算有:煤礦用戶屬于三班工作制,,查表計算電流: (6-seqdiliuzhang1)近似取采區(qū)變電所10kV側(cè)三相短路電流為: (6-seqdiliuzhang2)選用KGS1-02D高壓開關(guān)柜參數(shù)選擇如表6-2:表6-2 KGS1-02D高壓開關(guān)柜參數(shù)選擇表項目實際值KGS1-02D額定值電壓10kV10kV計算電流255A1250A短路電流8kA25kA動穩(wěn)定性20.4kA63kA熱穩(wěn)定1664.6kA2?S15876kA2?S滿足條件,因此采區(qū)變電所1#選用礦用一般型高壓開關(guān)柜KGS1-02D。其他高壓開關(guān)柜選擇如表6-3:表6-3 井下高壓開關(guān)柜選擇表序號對象型號額定電壓額定電流類型AH1一水平機頭變電所KGS1-02D10kV1250A礦用一般型AH21#采區(qū)變電所KGS1-02D10kV1250A礦用一般型AH31#水泵KGS1-05D10kV1250A礦用一般型AH41#變壓器KGS1-03D10kV1250A礦用一般型AH5電壓互感器KGS1-11D10kV1250A礦用一般型AH61#進(jìn)線KGS1-01D10kV1250A礦用一般型AH7母聯(lián)KGS1-10D10kV1250A礦用一般型AH8電壓互感器KGS1-14D10kV1250A礦用一般型AH92#進(jìn)線KGS1-01D10kV1250A礦用一般型AH102#變壓器KGS1-03D10kV1250A礦用一般型AH112#水泵KGS1-05D10kV1250A礦用一般型AH123#水泵KGS1-05D10kV1250A礦用一般型AH132#采區(qū)變電所KGS1-02D10kV1250A礦用一般型AH14一水平機頭變電所KGS1-02D10kV1250A礦用一般型6.3低壓控制電器的選型設(shè)計6.3.1采區(qū)低壓電器設(shè)備的選型規(guī)范按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,采區(qū)巷道及采掘工作面的低壓開關(guān)和電氣設(shè)備,一律應(yīng)為隔爆型、本質(zhì)安全型或隔爆兼本質(zhì)安全型。低壓開關(guān)包括自動饋電開關(guān)、磁力啟動器、手動開關(guān)及組合開關(guān)等。低壓電氣設(shè)備的具體選擇原則如下:(1)用電設(shè)備的額定電壓應(yīng)與其所在電網(wǎng)的電壓等級相符。開關(guān)的額定電流應(yīng)大于或等于用電設(shè)備的額定電流。(2)作開關(guān)用的總開關(guān)或分路開關(guān),應(yīng)優(yōu)先選用BKZ、KBZ、BKD等系列真空隔爆型饋電開關(guān),也可選用經(jīng)過真空改造的DW80系列自動饋電開關(guān)。(3)對綜合機械化采區(qū)和高檔普采工作面,均需配備保護(hù)齊全的660V和1140V成套電氣設(shè)備。(4)直接控制電動機或其他動力設(shè)備的開關(guān),應(yīng)選用隔爆型磁力啟動器。其具體結(jié)構(gòu)、型號應(yīng)分別根據(jù)工作機械設(shè)備及控制方式,依下述原則確定:=1\*GB3①對需要遠(yuǎn)方控制的生產(chǎn)機械設(shè)備,如采煤機、截煤機、裝煤機、輸送機等,可選QBZ、BQD、QJZ、DQBH、DQZBH等型號的磁力啟動器,也可以選用經(jīng)過真空改造的QC80系列自動饋電開關(guān)。=2\*GB3②對不經(jīng)常遠(yuǎn)方控制或不經(jīng)常啟動的生產(chǎn)機械設(shè)備,如小水泵等,應(yīng)選用QSS81系列開關(guān)或CH-15型帶熔斷器的開關(guān)進(jìn)行短路保護(hù)。=3\*GB3③對需經(jīng)常進(jìn)行遠(yuǎn)方控制正、反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機械設(shè)備,如刨煤機、回柱絞車、調(diào)度機車等,應(yīng)選用QBZ-80(120)N、BQD10-80NZD(K)A、QC-80NZ型等可逆磁力啟動器。=4\*GB3④對需集中連鎖控制的生產(chǎn)機械設(shè)備,如輸送機、采煤機組可與刮板運輸機等,應(yīng)選用QBZ、BQD、QJZ、DQBH、DQZBH等型號的磁力啟動器。=5\*GB3⑤對向煤電鉆、照明設(shè)備供電的開關(guān),一律選用ZBZ80-2.5型或ZXZ80-2.2型煤電鉆、照明綜保裝置。=6\*GB3⑥開關(guān)電器的繼電保護(hù)裝置,應(yīng)與電網(wǎng)和生產(chǎn)機械設(shè)備的要求相符。6.3.2低壓控制電器設(shè)備1.變壓器二次側(cè)饋電開關(guān)及聯(lián)絡(luò)饋電開關(guān)的選擇根據(jù)以上原則選擇合適的低壓控制電氣設(shè)備,以采區(qū)變電所為例:(1)采區(qū)變電所變壓器為兩個KBSG-400/10干式變壓器,其低壓負(fù)荷查負(fù)荷表有:其長時允許電流: (6-seqdiliuzhang3)選用KBZ-200/660隔爆真空饋電開關(guān),其額定電流,具有過載、短路、過電壓、漏電保護(hù)、漏電閉鎖等保護(hù)。故符合要求,因此,采區(qū)變電所變壓器出線選用KBZ-200/660型隔爆真空饋電開關(guān)。井下其他饋電開關(guān)選擇如表6-4:表6-4 饋電開關(guān)選擇表控制區(qū)域開關(guān)負(fù)荷開關(guān)代號型號名稱采區(qū)變電所1#變壓器出線饋電開關(guān)QA1KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)2#變壓器出線饋電開關(guān)QA2KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)聯(lián)絡(luò)饋電開關(guān)QA3KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)采區(qū)大巷小水泵QA4KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)蓄電池電機車充電裝置QA5KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)11采區(qū)輔助牽引車QA6KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)12采區(qū)大巷牽引車QA7KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)1103工作面牽引車QA8KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)蓄電池電機車充電裝置QA9KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)11采區(qū)輔助大巷照明QA10KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)11采區(qū)機頭變電所變壓器出線饋電開關(guān)QA11KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)聯(lián)絡(luò)饋電開關(guān)1#QA12KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)聯(lián)絡(luò)饋電開關(guān)2#QA13KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)11采區(qū)帶式輸送機照明QA14KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)一水平變電所變壓器出線饋電開關(guān)QA15KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)聯(lián)絡(luò)饋電開關(guān)QA16KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)一水平輸送機大巷照明QA17KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)1103綜采工作面2#移動變電站出線QA18KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)2#移動變電站聯(lián)絡(luò)開關(guān)QA19KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)6#移動變電站出線QA20KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)6#移動變電站聯(lián)絡(luò)開關(guān)QA21KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)6#移動變電站聯(lián)絡(luò)開關(guān)QA22KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)1103采區(qū)工作運輸設(shè)備QA23KBZ-200/660礦用隔爆型真空饋電開關(guān)2.各配電點磁力啟動器的選擇11采區(qū)帶式輸送機機頭變電所液壓電動機為例:查表有:計算電流: (6-seqdiliuzhang4)選用QBZ-80/660,其額定電流為: (6-seqdiliuzhang5)滿足要求,具有過載、短路過電壓、漏電保護(hù)、漏電閉鎖等保護(hù)。其他磁力啟動器選擇與液壓電動機類似,其選擇表6-5:表6-5 磁力啟動器選擇表控制區(qū)域開關(guān)負(fù)荷開關(guān)代號型號名稱11采區(qū)變電所液壓站電動機SM1QBZ-80/660隔爆真空磁力啟動器液壓拉緊裝置SM2QBZ-80/660隔爆真空磁力啟動器一水平拉緊裝置SM3QBZ-80/660隔爆真空磁力啟動器采區(qū)煤倉給煤機SM4QBZ-80/660隔爆真空磁力啟動器一水平變電所制動器SM5QBZ-80/660隔爆真空磁力啟動器1103綜采工作面礦用注漿機SM6QBZ-80/660隔爆真空磁力啟動器煤層注水泵SM7QBZ-80/660隔爆真空磁力啟動器注水鉆機SM8QBZ-80/660隔爆真空磁力啟動器液壓絞車SM9QBZ-80/660隔爆真空磁力啟動器小水泵1#SM10QBZ-80/660隔爆真空磁力啟動器小水泵2#SM11QBZ-80/660隔爆真空磁力啟動器1103綜采設(shè)備連續(xù)牽引車SM12QBZ-80/660隔爆真空磁力啟動器1103綜采回風(fēng)巷礦用注漿機SM13QBZ-80/660隔爆真空磁力啟動器液壓絞車SM14QBZ-80/660隔爆真空磁力啟動器小水泵1#SM15QBZ-80/660隔爆真空磁力啟動器小水泵2#SM16QBZ-80/660隔爆真空磁力啟動器3.1103采區(qū)真空組合開關(guān)選擇1103綜采工作面,移動變電站二次側(cè)選用礦用隔爆兼本質(zhì)安全型真空組合開關(guān),在額定電壓供電線路中對多臺三相交流電動機進(jìn)行啟動、停止控制,并能對電動機及供電線路進(jìn)行保護(hù)。以1103綜采工作面可伸縮帶式輸送機及制氮機為例:查負(fù)荷表:其計算電流為: (6-seqdiliuzhang6)選用KJZ5-1500/1140礦用隔爆兼本質(zhì)安全型真空饋電開關(guān),額定電流1500A符合要求。其他綜采工作面移動變電站二次側(cè)選擇與其類似,選擇表6-6:表6-6 真空組合開關(guān)選擇表控制區(qū)域開關(guān)負(fù)荷型號名稱1103綜采工作面1#移動變電站出線KJZ5-1500/1140-6礦用隔爆兼本質(zhì)安全型真空組合開關(guān)3#移動變電站出線KJZ-1500/1140-9礦用隔爆兼本質(zhì)安全型真空組合開關(guān)4#移動變電站出線KJZ-1500/1140-6礦用隔爆兼本質(zhì)安全型真空組合開關(guān)5#移動變電站出線KJZ3-600/3300-2礦用隔爆兼本質(zhì)安全型真空組合開關(guān)4.礦用隔爆型照明信號綜合保護(hù)裝置采區(qū)變電所、一水平帶式輸送機機頭變電所、11采區(qū)帶式輸送機機頭變電所,均采用ZBZ-4.0M4kVA礦用隔爆型照明信號綜合保護(hù)裝置。7井下過電流保護(hù)整定計算7.1概述井下采用中性點不接地方式,短路故障只有兩相短路和三相短路兩種故障類型,在整個短路回路電壓和阻抗相同的情況下,三相短路電流大于兩相短路電流。由于線路始端的三相短路電流最大,末端的兩相短路電流最小,故短路計算點通常選在各段電流的始末端,在井下電網(wǎng)需要計算的短路電流參數(shù)只有兩個,其中最大三相短路電流用來校驗設(shè)備和電纜的分段能力及熱穩(wěn)定性,最小兩相短路電流主要用來校驗裝置的靈敏性。對于低壓電網(wǎng)一般不需要考慮系統(tǒng)點卡和高壓電纜的影響,但1140kV供電系統(tǒng)應(yīng)該講電源電抗和高壓阻抗考慮在內(nèi)。井下過電流保護(hù)裝置的整定步驟,與地面短路整定計算步驟大體一致,根據(jù)井下設(shè)備保護(hù)的需要,確定井下各個短路點,然后計算各個短路點的短路電流。其次,對各類開關(guān)的不同保護(hù)進(jìn)行整定計算,然后校驗看是否滿足條件。7.2井下短路電流計算井下短路電流計算與地面短路電流計算類似,常用的方法有有名值和查表法進(jìn)行井下短路計算。以采區(qū)變電所為例,采區(qū)變電所1#變壓器給采區(qū)大巷小水泵供電末端為短路點S1進(jìn)行計算。圖7-1采區(qū)變電所短路計算示意圖7.2.1有名值計算法假定井下10kV系統(tǒng)短路容量為50kVA(1)各元件的阻抗計算=1\*GB3①系統(tǒng)阻抗計算 (7-seqdiqizhang1)=2\*GB3②高壓電纜的阻抗高壓電纜的型號為MYJV-10kV,查表得電纜的電阻、電抗值分別為,,電纜長度,變壓器變比,因此折算到低壓側(cè)的電阻和電抗為: (7-seqdiqizhang2) (7-seqdiqizhang3)=3\*GB3③變壓器阻抗計算采區(qū)變電所選用的變壓器為KBSG-400/10,查表其,,則: (7-seqdiqizhang4) (7-seqdiqizhang5) (7-seqdiqizhang6) (7-seqdiqizhang7)=4\*GB3④干線電纜阻抗計算采區(qū)變電所1#變壓器出線電纜為MYJV-1kV,查表有,,線路長度,其阻抗為: (7-seqdiqizhang8) (7-seqdiqizhang9)=5\*GB3⑤支線電纜阻抗計算采區(qū)小水泵供電電纜型號為MYP-0.66,查表有,線路長度,其阻抗為: (7-seqdiqizhang10) (7-seqdiqizhang11)因而,得出到短路點總阻抗為: (7-seqdiqizhang12) (7-seqdiqizhang13)系統(tǒng)總阻抗為: (7-seqdiqizhang14)(2)短路電流計算兩相短路電流: (7-seqdiqizhang15)三相短路電流: (7-seqdiqizhang16)7.2.2查表法查表法的計算方法是:需要將電纜長度為L、截面為A的井下電纜折算成截面的電纜,其等效長度換算用下式計算: (7-seqdiqizhang17)式中:為電纜換算長度,即把實際電流長度換算為標(biāo)準(zhǔn)截面的電纜長度,m;為換算系數(shù)為這段電纜的實際長度,m;計算電纜長度:查表有電源系統(tǒng)換算長度: (7-seqdiqizhang18)高壓10kV換算到低壓側(cè)換算系數(shù),故其長度為: (7-seqdiqizhang19)低壓電纜換算長度: (7-seqdiqizhang20)總的換算長度為: (7-seqdiqizhang21)其變壓器容量為400MVA,查表有兩相短路電流為: (7-seqdiqizhang22)則三相短路電流為: (7-seqdiqizhang23)將有名值計算與查表法計算比較其短路電流比較接近,在實際工作中,由于井下環(huán)境采區(qū)的變化,經(jīng)常需要重新整定計算,并且因為井下低壓控制電器設(shè)備很多,因此一般采用查表法來計算短路電流,比較快速、直接的計算短路電流。7.3井下短路電流計算(1)采區(qū)變電所短路計算結(jié)果表7-1:表7-1 井下短路計算表區(qū)域短路點電纜長度m兩相短路電流A三相短路電流A采區(qū)變電所S11381588679S21230588679S39945315211S49945315211S539116981953S61230588676S71832588676(2)11采區(qū)帶式輸送機機頭變電所短路計算結(jié)果11采區(qū)帶式輸送機短路計算圖7-2:圖7-211采區(qū)帶式輸送機機頭變電所短路計算示意圖11采區(qū)帶式輸送機機頭變電所短路計算結(jié)果如表7-2:表7-2 11采區(qū)帶式輸送機機頭變電所短路計算結(jié)果區(qū)域短路點電纜長度m兩相短路電流A三相短路電流A11采區(qū)變電所S1258951029S2258951029S33112421484S4499654752S5499654752S6499654752S7499654752(3)綜采工作面短路計算綜采工作面短路計算圖7-3:圖7-31103綜采工作面短路計算示意圖1103綜采工作面短路計算結(jié)果如表7-3:表7-3 1103綜采工作面短路計算結(jié)果區(qū)域短路點電纜長度m兩相短路電流A三相短路電流A1103綜采工作面S1985692796S251011991379S351011991379S433615621796S551011991379S6510119913797.4井下低壓電器的保護(hù)裝置整定以采區(qū)變電所為例:(1)整定真空饋電開關(guān)饋電開關(guān)中電子短路按過流繼電器有關(guān)要求進(jìn)行整定和靈敏度校驗。其整定范圍為(3~10)。以短路點S1采區(qū)大巷小水泵為例:=1\*GB3①小水泵的額定電流為: (7-seqdiqizhang24)反時限過負(fù)荷動作電流應(yīng)大于額定電流,取值為: (7-seqdiqizhang25)=2\*GB3②短路保護(hù)的動作電流應(yīng)滿足: (7-seqdiqizhang26)整定到,時過負(fù)荷保護(hù)的N=90/15=6倍,滿足條件。=3\*GB3③靈敏度校驗 (7-seqdiqizhang27)因此,滿足條件。其他校驗如表7-4:表7-4 井下短路電流校驗表短路點額定電流A過負(fù)荷電流A動作值A(chǔ)過負(fù)荷倍數(shù)靈敏度S113.1159066.5>1.5S226.22716263.6>1.5S3115.511669666.5>1.5S4115.511669666.5>1.5S565.66740264.2>1.5S626.22716263.6>1.5其他饋電開關(guān)計算與此類似,不再計算。(2)勵磁起動器的過電流整定1103綜采工作面磁力啟動器為例:以短路點S1礦用注漿機為例:=1\*GB3①小水泵的額定電流為: (7-seqdiqizhang28)反時限過負(fù)荷動作電流應(yīng)大于額定電流,取值為: (7-seqdiqizhang29)=2\*GB3②短路保護(hù)的動作電流應(yīng)滿足: (7-seqdiqizhang30)整定到,過負(fù)荷保護(hù)倍數(shù)N=90/15=8倍,滿足條件。=3\*GB3③靈敏度校驗 (7-seqdiqizhang31)因此,滿足條件。其他磁力啟動器計算如表7-5:表7-5 井下磁力啟動器計算表短路點額定電流A過負(fù)荷電流A動作值A(chǔ)過負(fù)荷倍數(shù)靈敏度S16.6756812.3>1.5S210.51188813.6>1.5S319.22016087.5>1.5S439.44032084.9>1.5S56.6756821.4>1.5S66.6756821.4>1.5其他磁力啟動器整定與此類似,不再計算。(3)井下高壓配電箱的保護(hù)裝置整定以采區(qū)變電所1#變壓器高壓配電箱DB6為例:其額定電流為: (7-seqdiqizhang32)查表有:則: (7-seqdiqizhang33)取靈敏度校驗: (7-seqdiqizhang34)因此,滿足要求。其他高壓配電箱計算與此類似,不再計算。8繼電保護(hù)8.1繼電保護(hù)裝置的作用和要求1.電力系統(tǒng)可能受到的威脅廠礦供電系統(tǒng)在運行中不可避免地出現(xiàn)故障及不正常工作狀態(tài)。常見的故障有相間短路,中性點直接地系統(tǒng)的單相接地短路和變壓器、電動機及電力電容等可能發(fā)生的匝間或?qū)娱g短路;不正常運行狀態(tài)有過負(fù)荷、一相斷線、小電流接地系統(tǒng)的單相接地等。不論電力系統(tǒng)是出現(xiàn)故障還是不正常運行狀態(tài),為防止事故擴(kuò)大,保證無故障部分正常運行,必須進(jìn)行及時、正確的處理,否則可能導(dǎo)致對用戶少送電,或電能指標(biāo)超出允許范圍,甚至發(fā)生人身傷害及設(shè)備損壞事故。為了盡可能快地消除發(fā)生的故障,在平時應(yīng)搞好設(shè)備、線路的維護(hù)與管理。為了避免故障和不正常運行狀態(tài)造成嚴(yán)重后果,保證供電的安全性和可靠性,在電力系統(tǒng)中必須裝設(shè)繼電保護(hù)裝置。2.繼電保護(hù)裝置及其任務(wù)所謂繼電保護(hù)裝置就是指能及時反映電力系統(tǒng)電氣設(shè)備所發(fā)生的故障以及不正常工作狀態(tài),并能在規(guī)定的時間內(nèi)動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。它的基本任務(wù)是:(1)當(dāng)發(fā)生故障時,自動、快速、有選擇性地將故障從供電系統(tǒng)中切除,保證系統(tǒng)其他無故障部分迅速恢復(fù)正常工作,避免事故擴(kuò)大,使設(shè)備免遭繼續(xù)破壞。(2)當(dāng)出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)時,繼電保護(hù)裝置動作并發(fā)出信號,進(jìn)而減少負(fù)荷或跳閘,以便引起運行人員注意并及時進(jìn)行處理,保證安全供電。(3)繼電保護(hù)裝置還可以和供電系統(tǒng)的自動裝置,如自動重合閘裝置、備用電源自動投入裝置等配合,大大縮短停電時間,從而提高供電系統(tǒng)運行的可靠性。3.對繼電保護(hù)裝置的基本要求(1)選擇性繼電保護(hù)動作的選擇性是指供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時,應(yīng)是靠近電源側(cè)距故障點最近的保護(hù)裝置動作,將故障元件切除,使停電范圍最小,保證非故障部分繼續(xù)安全運行。(2)靈敏性繼電保護(hù)動作的靈敏性是指保護(hù)裝置在其保護(hù)范圍內(nèi)對故障或不正常運行狀態(tài)的反映能力。靈敏性可用靈敏系數(shù)來做定量表示。(3)速動性繼電保護(hù)動作的速動性是指為了防止事故擴(kuò)大,減少故障元件的損壞程度,減少因故障帶來的損失,提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,加速系統(tǒng)電壓的恢復(fù),為電動機自啟動創(chuàng)造條件。當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時,繼電保護(hù)裝置應(yīng)迅速動作切除故障。(4)可靠性保護(hù)裝置的可靠性是指保護(hù)裝置在其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)時,它應(yīng)準(zhǔn)確、靈敏地動作,而在其他任何地方發(fā)生故障或無故障時,不應(yīng)該動作,即繼電保護(hù)裝置不拒動或誤動。8.2線路保護(hù)一般廠礦供電線路都是單電源供電網(wǎng)絡(luò),常設(shè)的保護(hù)裝置有過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、三段式電流保護(hù)、低電壓保護(hù)以及中性點不接地系統(tǒng)的單相接地保護(hù)等。1.過電流保護(hù)當(dāng)流過被保護(hù)元件的電流超過預(yù)先整定的某個數(shù)值時就使斷路器跳閘或給出報警信的裝置稱為過流保護(hù)裝置。它包括:定時限和反時限兩種。2.電流速斷保護(hù)《電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計規(guī)范》GB/T50062-2008規(guī)定,在過電流保護(hù)動作時間超過0.5~0.7s時,應(yīng)裝設(shè)瞬動的電流速斷保護(hù)裝置。電流速斷保護(hù)原理:電流速斷保護(hù)就是一種瞬時動作的過電流保護(hù)。當(dāng)線路發(fā)生故障時,繼電器瞬時動作,切除故障,以保護(hù)設(shè)備的安全。3.三段式電流保護(hù)由無時限電流速斷、帶時限電流速斷與定時限過電流保護(hù)相配合構(gòu)成的一整套保護(hù),叫做三段式保護(hù)。其邏輯原理圖如圖8-1:圖8-1三段式過流保護(hù)示意圖電網(wǎng)的電壓保護(hù)電網(wǎng)的電壓保護(hù)分為過電壓保護(hù)盒欠電壓保護(hù)兩類。低電壓速斷保護(hù)當(dāng)線路發(fā)生短路故障時,母線電壓劇烈下降,利用這一特征,當(dāng)電壓下降到整定的數(shù)值時,低電壓繼電器接點閉合作用使其跳閘,瞬時切除故障,這就構(gòu)成了低電壓速斷保護(hù)。為了防止繼電器的誤動作,保證其選擇性,需要加裝電流繼電器作為閉鎖元件,借以判斷故障線路;同樣在過電流保護(hù)裝置中,也可加裝低電壓繼電器作為閉鎖元件。4.中性點不接地的電網(wǎng)單相接地保護(hù)在小電流接地電流的電力系統(tǒng)中,若發(fā)生單相接地故障時,只產(chǎn)生很小的接地電容電流,而相電壓不變,則系統(tǒng)可暫時繼續(xù)運行。但是這畢竟是一種故障,而且由于非故障的對地電壓要升高為原來對地電壓的倍,因此對線路絕緣是一種威脅,如果長期下去可能引起非故障相對地絕緣介質(zhì)被擊穿而導(dǎo)致兩相接地短路。因此,在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時,必須通過無選擇的絕緣監(jiān)視裝置、有選擇的單相接地保護(hù)裝置發(fā)出報警信號,以便工作人員及時發(fā)現(xiàn)和處理。8.3變壓器保護(hù)變壓器是供電系統(tǒng)中的重要設(shè)備。它若發(fā)生故障將給系統(tǒng)的正常供電和安全運行帶來嚴(yán)重的影響。為保證供電系統(tǒng)安全可靠地運行,必須根據(jù)變壓器的容量及重要性,相應(yīng)地裝設(shè)性能良好的、動作可靠地繼電保護(hù)裝置。變壓器的故障可分為內(nèi)部故障和外部故障。1.變壓器的瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)裝置又稱為氣體繼電器保護(hù)裝置,其文字符號為KG,是保護(hù)油浸濕式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的相當(dāng)靈敏的保護(hù)裝置。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時,短路電流的電弧將使變壓器的油和其他絕緣物分解,產(chǎn)生大量的氣體以實現(xiàn)保護(hù)。利用氣體變化作為信號實現(xiàn)保護(hù)的裝置,稱為瓦斯保護(hù)裝置。瓦斯保護(hù)裝置是利用安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管中的瓦斯繼電器構(gòu)成,為了使變壓器內(nèi)部故障時,氣體易于流進(jìn)油枕及防治氣泡聚集在變壓器的頂蓋內(nèi),在安裝具有瓦斯繼電器的變壓器時,要求變壓器的頂端與水平有1%~1.5%的坡度,通往繼電器的連通管與水平面間有2%~4%的坡度。2.變壓器的差動保護(hù)變壓器的差動保護(hù)主要用來防御變壓器內(nèi)部、套管及引出線上的各種短路故障。差動保護(hù)分縱聯(lián)差動保護(hù)和橫聯(lián)差動保護(hù)兩種形式,縱聯(lián)差動保護(hù)用于單回路,橫聯(lián)差動保護(hù)用于雙回路。差動保護(hù)原理差動保護(hù)裝置是根據(jù)變壓器兩側(cè)電流之差額而動作的保護(hù)裝置。變壓器差動保護(hù)原理圖如圖8-2:圖8-2變壓器差動保護(hù)示意圖將變壓器兩側(cè)裝設(shè)的電流互感器,串聯(lián)起來構(gòu)成環(huán)路,地阿牛繼電器并聯(lián)在環(huán)路上。因此,通過繼電器的電流等于兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流之差。如果適當(dāng)選擇電流互感器的變比和接線方式,可使在正常運行和外部短路時,電流互感器二次電流大小相等,相位相同,則流入電流繼電器的電流等于零,保護(hù)裝置不動作。當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)部發(fā)生故障時,對于單側(cè)電源供電的變壓器,則僅變壓器一次側(cè)電流互感器有電流,而,,只要大于繼電器整定電流,繼電器就動作,是變壓器兩側(cè)斷路器跳閘,瞬時切除故障。8.4備用電源自動投入與重合閘1.備用電源自動投入裝置為了提高供電系統(tǒng)的可靠性,大、中型工礦企業(yè)變電所都要求設(shè)兩路電源進(jìn)線,來保證重要負(fù)荷連續(xù)供電,所以在備用電源的線路上必須裝設(shè)備用電源自動投入裝置(APD)。對備用電源自動投入裝置的基本要求如下:(1)當(dāng)常用電源失壓或電壓很低時,APD應(yīng)將此路電源切除,隨即將備用電源投入,以保證不間斷地向用戶供電。(2)常用電源負(fù)荷側(cè)故障被繼電保護(hù)裝置切除或備用電源無電時,APD均不應(yīng)動作。(3)APD只應(yīng)動作一次,以避免將備用電源合閘到永久故障上去。(4)APD的動作時間應(yīng)盡量縮短。(5)電壓互感器的熔絲熔斷或其刀開關(guān)拉開時,APD不應(yīng)誤動作。(6)常用電源正常的停電操作時,APD不能動作,以防止備用電源投入。2.自動重合閘裝置供電系統(tǒng)架空線路的故障大多是瞬時的。當(dāng)故障線路斷開后,由于故障的瞬時性,故障點的絕緣強度會自動恢復(fù),故障會自動消除,這時若能重新將斷路器合適就可以重新恢復(fù)供電,從而大大提高了供電的可靠性。自動重合閘裝置(ARD)就是利用這一特點:當(dāng)線路故障時在繼電保護(hù)裝置的作用下將斷路器斷開,同時啟動自動重合閘裝置,經(jīng)過一定時限自動重合閘裝置使斷路器重新合上。若線路故障是瞬時性的,則重合閘成功后恢復(fù)供電;若線路故障是永久的且不能消除,在借繼電保護(hù)裝置將故障線路切斷。9接地、漏電和過電壓保護(hù)9.1煤礦井下接地保護(hù)的組成根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定:應(yīng)在煤礦井下指定的地點敷設(shè)主接地極、局部接地極,并用電纜鉛包、鎧裝外皮及接地芯線并相互連接起來,形成一個總接地網(wǎng),稱之為保護(hù)接地系統(tǒng)。9.2接地電阻的確定根據(jù)煤礦井下規(guī)定的額定安全電壓的空載上限值為40V和礦井高壓電網(wǎng)的單相接地電容電流不得超過20A的規(guī)定,接地電網(wǎng)上任一保護(hù)接地點的接地電阻不得超過2Ω。每一移動式和手持式電器設(shè)備至局部接地極之間的保護(hù)接地用的電纜芯線和接地連接導(dǎo)線的電阻值,不得超過1Ω。9.3井下保護(hù)接地系統(tǒng)井下保護(hù)接地系統(tǒng)由主接地極、局部接地極、接地母線、輔助接地線、連接導(dǎo)線和接地線組成。主接地極裝設(shè)在井底車場的水倉中。主接地極在主、副水倉中應(yīng)各設(shè)立一個,以保證在清理水倉或檢修接地極時,有一個主接地極仍起接地作用。主接地極一般采用面積不小于0.75mm2、厚度不小于5mm的鋼板。局部接地極可用面積不小于0.6mm2、厚度不小于3mm的干板,放在巷道的水溝中。在無水溝的地方局部接地極可用直徑不小于35mm、長度不小于1.5m的鍍鋅鋼管,垂直打入潮濕的地中。井下需要安裝接地極的地點有:每個裝有固定設(shè)備的硐室、單獨的高壓配電裝置、采區(qū)變電所、配電點、連接動力鎧裝電纜的接線盒,采煤工作面的機巷、回風(fēng)巷及掘進(jìn)工作面等。9.4井下漏電保護(hù)井下漏電是指電網(wǎng)對地絕緣電阻降低至一定程度,使電網(wǎng)對地泄露電流增加的現(xiàn)象。漏電是井下電網(wǎng)發(fā)生概率較高的故障之一,其中單相漏電和兩相漏電屬于不對稱性故障,三相絕緣電阻對稱地減小屬于對稱性故障。(1)漏電保護(hù)漏電保護(hù)按保護(hù)原理可分為附加直流電源檢測保護(hù)、零序電壓保護(hù)、零序電流保護(hù)、零序功率方向保護(hù)、旁路接地保護(hù)等。(2)漏電閉鎖漏電閉鎖是指供電系統(tǒng)的控制裝置內(nèi)所設(shè)的一種保護(hù)裝置,在分閘斷電狀態(tài)下,負(fù)荷側(cè)網(wǎng)絡(luò)絕緣電阻降低到整定值及以下時,不能向負(fù)荷合閘送電的一種電器保護(hù)。(3)低壓電網(wǎng)選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng)低壓電網(wǎng)選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng),就是在汲取各種漏電保護(hù)的優(yōu)點,形成低壓電網(wǎng)選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng)。9.5過電壓保護(hù)1.過電壓的形式過電壓是指在電氣設(shè)備或線路上出現(xiàn)的超過正常工作要求并對絕緣構(gòu)成威脅的電壓。包括:內(nèi)部過電壓和雷電過電壓2.防雷裝置一個完整的防雷裝置由接閃器或避雷器、引下線和接地裝置三部分組成。3.煤礦防雷電的具體措施(1)煤礦地面變電所的防雷具體措施=1\*GB3①地面被送到的防直擊雷的具體措施地面變電所的防直擊雷措施是采用2~4根等高避雷線。=2\*GB3②地面變電所35kV架空進(jìn)線的避雷保護(hù)在進(jìn)線1~2km段內(nèi)裝設(shè)避雷線,使該段線路免遭直接雷擊。為使避雷線保護(hù)段以外的線路受雷擊時侵入變電所內(nèi)的過電壓有所限制,在避雷器兩端處的線路上裝設(shè)管型避雷器4.地面變電所主變壓器的避雷保護(hù)為防止雷電直擊導(dǎo)線危及變電所,兩回線路全線架設(shè)避雷線,采用GJ-50型避雷線與導(dǎo)線配合。每基桿塔都安裝接地裝置,減小接地電阻保障線路安全運行。為防止線路共振,導(dǎo)線及避雷線均安裝防振錘。在變配電所每段上裝設(shè)一組閥型避雷器,并應(yīng)盡量靠近變壓器,距離一般不大于5m。避雷器的接地線應(yīng)與變壓器低壓側(cè)接地中性點及金屬外殼連在一起接地。5.10~35kV母線的避雷保護(hù)在地面變配電所每段母線上裝設(shè)一組閥型避雷器。6.10kV電纜出線的避雷保護(hù)對變電所10kV電纜出線,應(yīng)在進(jìn)出端將電纜外皮、鋼管等于電氣設(shè)備接地相連。(1)煤礦主、副井的防雷具體措施=1\*GB3①主、副井塔的防雷保護(hù)在主、副井塔的頂部裝設(shè)避雷針防直擊雷=2\*GB3②主、副井提升機高壓電動機的防雷保護(hù)(2)采用具有串聯(lián)保護(hù)間隙的金屬氧化物避雷器,并靠近電動機安裝,主要防護(hù)雷電侵入波。10礦井照明10.1廠區(qū)照明電氣照明嚴(yán)格按照《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2004,控制單位面積的功率密度不超過標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。工廠的電器照明,按照照明地點分,有室內(nèi)照明和室外照明兩大類。按照明方式分,有一般照明和局部照明兩大類。多數(shù)車間都采用一般照明和局部照明混合照明。按照明的用途分,有正常照明、應(yīng)急照明、值班照明、警衛(wèi)照明和故障照明等。對于應(yīng)急照明的電源,應(yīng)區(qū)別于正常照明的電源。應(yīng)急照明的供電電源宜從下列之一選?。海?)獨立于正常供電電源的發(fā)電機組;(2)蓄電池組;(3)供電系統(tǒng)中有效地獨立于正常電源的饋電線路;(4)應(yīng)急照明燈自帶直流逆變器;(5)當(dāng)裝有兩臺及以上變壓器時,應(yīng)與正常照明的供電干線分別接自不同的變壓器;(6)僅裝有一臺變壓器時,應(yīng)與正常照明的供電干線自變電所的低壓屏上或母線上分開。黃家溝煤礦工業(yè)場地內(nèi)室外照明,場前區(qū)采用庭院燈,其余均采用高壓鈉路燈,路燈電纜直埋敷設(shè)。室外照明采用手動或光控的集中式控制方式礦井場地的室內(nèi)、外照明與動力合用變壓器。在照明配電回路中,照明出線盡量作到三相平衡,室外照明在場地內(nèi)集中自動控制。工業(yè)場地及建筑室內(nèi)照明按照規(guī)范設(shè)置配電箱,并就近采用翹板開關(guān)控制燈具開啟,照明燈采用節(jié)能燈具。在一些重要場合設(shè)有事故照明燈具。在潮濕、高溫、腐蝕性介質(zhì)和粉塵較大的車間,采用帶漏電保護(hù)的照明開關(guān)。為節(jié)能和滿足作業(yè)要求,優(yōu)選節(jié)能型光源和高光效燈具。工業(yè)廠房內(nèi)選用氣體放電燈,辦公室選用熒光燈。生產(chǎn)系統(tǒng)車間配電室、控制室等采用熒光燈,多塵潮濕場所采用防水防塵燈,高大廠房采用混光燈,原煤系統(tǒng)(需防爆場所)采用隔爆燈具,其余車間采用廣照型、配照型工廠燈。配電室、控制室、廠房內(nèi)主要通道設(shè)應(yīng)急燈。工業(yè)場地內(nèi)高低壓供配電系統(tǒng)均采用放射式供電方式。10.2井下照明設(shè)計礦井照明良好不但對于提高煤礦勞動生產(chǎn)率、保證煤炭質(zhì)量有很大影響,而且對減少人身事故、保持工作人員健康有重大作用。所謂良好的礦井照明,從量的方面說,要求照度水平合適,并能根據(jù)要求進(jìn)行方便的控制與調(diào)節(jié);從質(zhì)的方面說,要求照明的均勻性好,空間亮度分布合理、視看目標(biāo)與背景(特別是工作面)的亮度比較合適,能避免眩光,有良好的光色。礦井照明應(yīng)包括井下固定照明及礦燈(頭燈)照明。用于照明的電源,按其發(fā)光原理可分為熱輻射光源、氣體放電光源和LED熒光燈。井下設(shè)計照明,應(yīng)依照《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦井下設(shè)計規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn),合理設(shè)計井下照明,滿足安全可靠,便于安裝維護(hù)等要求。10.3照明電器的選型設(shè)計《煤礦井下設(shè)計規(guī)范》規(guī)定,井下下列地點必須安裝固定式照明裝置:(1)機電設(shè)備硐室、調(diào)度室、機車庫、爆炸材料庫、井下修理間、信號站、候車室、保健室;(2)井底車場范圍內(nèi)的運輸巷道、采取車場;(3)有電機車或無軌膠輪車運行的主要運輸巷道、有行人道德集中帶式輸送機巷道、有行人道德斜井、升降人員及物料的絞車道以及主要巷道交叉點等處;(4)經(jīng)常有人看管的機電設(shè)備處、移動變電站處;(5)風(fēng)門、安全出口處等易發(fā)生危險的地點;(6)綜合機械化采煤工作面:=1\*GB3①綜合機械化采掘工作面可使用與主機配套的燈具;=2\*GB3②無爆炸危險的礦井的采掘工作面,應(yīng)采用移動式電器照明;=3\*GB3③井下照明線網(wǎng)宜采用三相三線制供電系統(tǒng);當(dāng)照明負(fù)荷由專用變壓器供電時,其照明負(fù)荷應(yīng)均勻的分配到三相上。在井下各機電硐室、井底車場、運輸大巷、運輸順槽等處設(shè)有固定照明裝置,照明燈具選用DGS18/127L(A)18W127V型礦用隔爆型熒光燈;采煤工作面采用DGY18/127Y(A)18W127V型礦用隔爆型自移支架熒光燈。為保證井下照明安全,選用保護(hù)齊全的ZBZ-4.0M型礦用隔爆型照明變壓器綜合保護(hù)裝置供給127V照明電源井下固定照明燈具應(yīng)選用礦用防爆型,光源宜選用高效節(jié)能光源。照明地點的照度及單位面積安裝功率按表10-1選用:表10-1 井下固定照明單位面積安裝功率序號照明地點照度值(lx)單位面積安裝功率(W/m2)白熾燈熒光燈1主(中央)變電所307~103~42主排水泵154~51.5~23機電硐室205~62~2.54電機車庫154~51.5~25爆炸材料庫發(fā)放室307~103~46翻車機硐室154~51.5~27信號站、調(diào)度室5012~165~78候車室205~62~2.59保健站7518~257~1010井底車場巷道154~51.5~211運輸巷道510.512巷道交叉點102~31~1.513專用行人道51~2111結(jié)論通過對黃家溝煤礦原始資料的研究,結(jié)合煤礦供電生產(chǎn)的實際需要,在原有供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上根據(jù)煤炭行業(yè)的規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步完善供電系統(tǒng)設(shè)計。黃家溝煤礦供電系統(tǒng)的設(shè)計,包括地面10kV總降壓變電所的設(shè)計,井下10kV中央變電所,采區(qū)變電所,綜采工作面配電點的設(shè)計。本次設(shè)計根據(jù)煤礦供電的特殊性,供電電源采用星原110kV變電站雙回路電源進(jìn)線,經(jīng)過供電需求,黃家溝10kV總降壓變電所進(jìn)線側(cè)110kV采用全橋接線,10kV側(cè)采用單母線分段接線。在對各個變電所設(shè)計時,用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計算,并根據(jù)計算結(jié)果,確定高低壓變壓器的臺數(shù)、容量及型號,并確定供電系統(tǒng)圖。根據(jù)供電系統(tǒng)設(shè)備的需求,選擇高低壓電纜和電氣設(shè)備,并利用標(biāo)幺值進(jìn)行短路計算進(jìn)行設(shè)備的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性校驗。最后對供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)及防雷接地進(jìn)行設(shè)計,以使系統(tǒng)更好的滿足實際礦井供電需要。通過本次設(shè)計,讓我對大學(xué)所學(xué)的知識進(jìn)行了綜合的應(yīng)用,提高了分析問題、解決問題的能力。在完成設(shè)計的同時,對各種不同軟件的操作應(yīng)用提高了我的實際動手能力,對我今后走向?qū)嶋H工作崗位有很大幫助。致謝本論文的選題、研究和設(shè)計都是在魯堅丘老師悉心的指導(dǎo)下完成的,在畢業(yè)設(shè)計期間,他給予了我極大的指導(dǎo)和幫助,他那認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)、誨人不倦的精神風(fēng)范、嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度給了我很大的鼓舞和激勵。他在指導(dǎo)中所講的知識使我受益匪淺,他的教誨我將銘記在心,特向魯堅丘老師表示我最衷心的感謝和祝福。同時,還要感謝付周興老師和羅娟老師,他們在我畢業(yè)設(shè)計過程中為我提供了很多的幫助,使我能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計。我在此還要感謝幫助我完成畢業(yè)設(shè)計的實驗室同學(xué)們,他們在我畢業(yè)設(shè)計過程中與我討論研究對我的畢業(yè)設(shè)計給予了很大的幫助,在這里真心感謝他們對我?guī)椭?。參考文獻(xiàn)[1]劉衛(wèi)國,宮紹亭等.工礦供電技術(shù)[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2012[2]劉介才.工廠供電[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009[3]賀家李,李永麗等.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M].北京:中國電力出版社,2010[4]熊信銀,朱永利.發(fā)電廠電氣部分[M].北京:中國電力出版社,2009[5]顧永輝,范延瓚.煤礦電工手冊[M].北京:煤炭電工出版社,1995[6]賴昌干,鄒有明等.礦山電工學(xué)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1991[7]唐軼.礦山電工學(xué)[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2011[8]劉介才.工廠供電設(shè)計指導(dǎo)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008[9]何仰贊,溫增銀.電力系統(tǒng)分析[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2002[10]李虎偉.礦山供電[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2012[11]馬永翔.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京:北京大學(xué)出版社,2006[12]吳希再,等.電力工程電氣設(shè)計手冊[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,1997[13]張根現(xiàn),唐志平等.煤礦電工手冊[M].北京:中國電力出版社,2005[14]紀(jì)銀光主編.AutoCAD2008電氣設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007[15]趙世玉,李想,李飛等.供電技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008附錄表2-1 選煤廠負(fù)荷統(tǒng)計順序負(fù)荷名稱電壓(kV)設(shè)備數(shù)量設(shè)備容量(kW)需要系數(shù)cosφtanφ最大負(fù)荷全部工作全部工作有功(kW)無功(kVar)視在(kV·A)A選煤廠負(fù)荷一生產(chǎn)系統(tǒng)低壓負(fù)荷(一)原煤儲存系統(tǒng)1液體粘性軟啟動裝置0.662219.419.40.650.80.7512.619.4615.762制動器0.6611330.650.80.751.951.462.443配倉刮板運輸機附帶0.662236360.650.80.7523.4017.5529.254帶式給料機0.6632896240.650.80.7515.6011.7019.505原煤倉下轉(zhuǎn)載帶式輸送機0.66221501500.650.80.7597.5073.13121.886原煤倉下電工葫蘆0.661113.813.80.650.80.758.976.7311.21小計4016318.2246.2160.03120.02200.04(二)準(zhǔn)備車間1去準(zhǔn)備車間帶式運輸機0.66111601600.650.80.75104.0078.00130.002制動器0.6611330.650.80.751.951.462.443除鐵器0.66117.57.50.650.80.754.883.666.094圓振動篩0.661130300.650.80.7519.5014.6324.385手選帶式運輸機0.661111110.650.80.757.155.368.946破碎機0.661155550.650.80.7535.7526.8144.697運雜帶式輸送機0.66117.57.50.650.80.754.883.666.098準(zhǔn)備車間內(nèi)轉(zhuǎn)載輸送機0.661115150.650.80.759.757.3112.199電動葫蘆0.661113.813.80.350.80.754.833.626.04小計99302.8302.8192.68144.51240.85(三)產(chǎn)品倉1洗塊煤上產(chǎn)品倉帶式輸送機0.661175750.650.80.7548.7536.5660.942混煤上產(chǎn)品倉帶式輸送機0.661175750.650.80.7548.7536.5660.943末精煤上產(chǎn)品倉帶式輸送機0.661145450.650.80.7529.2521.9436.564末精煤配倉刮板輸送機0.661148480.650.80.7531.2023.4039.005產(chǎn)品倉上電動葫蘆0.661113.813.80.650.80.758.976.7311.216產(chǎn)品倉下快速定量裝車系統(tǒng)0.6655140014000.70.80.75980.00735.001225.00小計10101656.81656.81146.92860.191433.65(四)矸石系統(tǒng)1矸石至裝車倉帶式輸送機0.661145450.650.80.7529.2521.9436.562電動梨式卸料器0.6611660.650.80.753.902.934.883矸石倉裝車閘門0.66228.88.80.650.80.755.724.297.154矸石倉上電動葫蘆0.661113.813.80.350.80.754.833.626.04小計5573.673.643.7032.7854.63生產(chǎn)系統(tǒng)低壓負(fù)荷小計0.6664402351.42279.41543.331157.501929.16二生產(chǎn)系統(tǒng)高壓負(fù)荷1原煤上倉帶式輸送機10225605600.660.80.75369.60277.20462.002原煤配倉帶式輸送機10224004000.70.750.88280.00246.96373.35生產(chǎn)系統(tǒng)高壓負(fù)荷小計1044960960649.60524.16835.35生產(chǎn)系統(tǒng)高低壓負(fù)荷總計68443311.43239.42192.931681.662764.51三主廠房高壓負(fù)荷1空壓機104312609450.80.80.75756.00567.00945.00小計10431260945756.00567.00945.00四主廠房低壓負(fù)荷(一)主廠房內(nèi)低壓負(fù)荷1原煤刮板機0.661145450.650.71.0229.2529.8441.782電動平板閘門0.66332.42.40.650.71.021.561.592.233原煤分級篩0.66221801800.650.71.02117.00119.34167.134脫泥篩0.662288880.650.720.9657.2055.1479.455淺槽分選機0.661118.7518.750.650.720.9612.1911.7516.936分流箱電動執(zhí)行機構(gòu)0.66110.10.10.650.720.960.070.060.097精煤脫介篩0.66221481480.650.720.9696.2092.74133.628末煤離心機0.6622112.2112.20.650.720.9672.9370.30101.309塊精煤破碎機0.66222202200.650.720.96143.00137.85198.6310矸石脫介篩0.662288880.650.720.9657.2055.1479.4511磁選機0.662211110.650.720.967.156.899.9312粗煤泥離心機0.661156.156.10.650.720.9636.4735.1550.6513精煤加壓過濾機0.661156560.650.720.9636.4035.0950.5614圓盤給料機0.661111110.650.720.967.156.899.9315電動雙梁橋式起重機0.661167670.350.51.7323.4540.6246.9016提升電動葫蘆0.661116.116.10.350.51.735.649.7611.2717末煤離心液泵0.6611440.80.720.963.203.084.4418離心液泵0.66115.55.50.80.720.964.404.246.1119稀介質(zhì)泵0.66111101100.80.720.9688.0084.83122.2320加壓過濾機入料泵0.66111321320.80.720.96105.60101.80146.6821介質(zhì)掃地泵0.66117.57.50.80.720.966.005.788.3322煤泥掃地泵0.66117.57.50.80.720.966.005.788.3323電液動耐磨刀型閘閥4410.410.40.30.720.963.123.014.3324電液動刀形閘閥262637.1537.150.30.720.9611.1510.7415.4825原煤去主廠房帶式輸送機0.66111601600.650.80.75104.0078.00130.0026制動器0.6611330.650.80.751.951.462.4427合格介質(zhì)泵0.66112802800.80.80.75224.00168.00280.0028分級漩流器入料泵0.66112502500.80.80.75200.00150.00250.00小計65652126.72126.71460.261324.891978.23(二)介質(zhì)庫1介質(zhì)泵0.661137370.80.80.7529.6022.2037.002掃地泵0.66115.55.50.350.80.751.931.442.413電動抓斗橋式起重機0.661140.740.70.350.51.7314.2524.6428.464電液動耐磨刀形閘閥0.66444.44.40.80.80.753.522.644.40小計7787.687.649.2950.9372.27(三)選煤廠空壓機房低壓1冷卻水泵0.662144.422.20.80.80.7517.7613.3222.202潛水排污泵0.66211.50.750.80.80.750.600.450.753冷卻塔0.661115150.80.80.7512.009.0015.00小計5360.937.9530.3622.7737.95(四)濃縮車間1高效濃縮機0.662130150.750.80.7511.258.4414.062底流泵0.662160300.80.80.7524.0018.0030.003循環(huán)水泵0.66223203200.80.80.75256.00192.00320.004沖洗泵0.661137370.80.80.7529.6022.2037.005掃地泵0.66115.55.50.80.80.754.403.305.506自動加藥裝置0.66114.34.30.80.80.753.442.584.307懸掛式電動葫蘆0.66119.19.10.350.51.733.195.516.368電液動刀形閘閥181830.830.80.80.80.7524.6418.4830.80小計2826496.7451.7356.52270.51448.03主廠房及濃縮車間低壓負(fù)荷0.661051012771.927041896.421669.102536.47主廠房高低壓負(fù)荷合計1091044031.936492652.422236.103481.47選煤廠高低壓負(fù)荷合計1771487343.36888.44845.353917.766245.98表2-2 礦井負(fù)荷順序負(fù)荷名稱電壓(kV)設(shè)備數(shù)量設(shè)備容量(kW)需要系數(shù)cosφtanφ最大負(fù)荷全部工作全部工作有功(kW)無功(kVar)視在(kV·A)B礦井負(fù)荷一工業(yè)場地高壓1主井帶式輸送機1033375037500.850.80.753187.502390.633984.382主井驅(qū)動機房其他負(fù)荷101615372.7342.70.750.750.882257.03226.70342.713礦井機修間高壓1011630630
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