华航煤矿供电设计.doc

习水县华航煤矿供 电 设 计 编制：李玉洪时间：2011年5月 目 录第一节 泰丰煤矿供电相关情况2第二节 地面主变电所位置的确定2第三节 地面供电系统 11第四节 地面建（构）筑物防雷及防雷电波侵入井下13第五节 应急照明14第六节 井下供电系统14第七节 电缆的选择21第八节 井下电气设备保护接地26第九节 井下照明、信号27第十节 电气开关保护的整定计算28第一节 华航煤矿供电相关情况一、外部电网布局及矿井双回路电源供电情况1、矿井应有两回电源线路。当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。矿井采用的双回路供电，电源一回路（良村华航线）引自良村镇变电站,以 10KV 电压向矿井供电，另一回路（温习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）361水华航线） 引自习水温干线变电站,以 10KV 电压向矿井供电。 良村镇变电站距矿井 （直线距离）约 3km，线路规格为 LGJ-50；习水温干线变电站距矿井（直线距离）约 19km，线路规格为 LGJ-120。双电源供电以确保矿井安全和主要生产负荷用电。两个电源线路的路径应有足够的安全距离，避免两回线路受到外部的影响同时发生故障的概率。在矿井变电所的进线处，如因地理环境等条件的控制使线路之间距离不易分开，也要尽量拉开两线路间距离。并适当的增大杆塔安全系数，避免因煤田的开采或气候变化等各种原因而使两回线路同时出现事故。户外测量线路时，应认真细致的收集当地的气象资料、土壤资料、水文资料及测准线路沿途的一形一物，为户内设计工作做好充分的准备。在线路的导线及避雷线上安装防振锤使其消除共振疲劳。10kV 线路全段均安装避雷线，防止直接雷击。每基杆塔都安装接地装置，减小接地电阻保障线路安全运行。按规程规范的要求做设计。选择导线截面按温升、经济电流密度及线路压降综合考虑，并适当的放大裕量以满足矿井将来的再发展。10kV架空输电线路根据具体情况考虑防污、防振、防雷、防滑坡、防泥石流等，在地势较高处和进变电所的电杆上设避雷器，提高线路防雷水平，在线路选择杆位定点和踏勘工作时应尽量避开村民房屋、小窑、树木等地段。矿井电源架空线路路径的选择，应尽量利用井田境界或断层煤柱，避免通过塌陷区或初期开采区。 10KV 以下的的矿井架空电源线路不得共杆架设。矿井两回供电线路上都不得分接任何负荷，严禁装设负荷定量器。第二节 矿井10KV变电所8.2.1. V 10KV 变电所 负荷矿井生产能力为 21 万吨/a，全矿共安装设备共 50 台，其中工作 37 台，设备总容量1238.9KW； 地面 764.5KW； 井下 474.4KW。 工作容量 852.6KW， 地面 479.5KW； 井下 373.1KW。井下有功功率 Pj 为 244.69KW；无功功率 Q j 为 266.6kvar；视在功率 Sj 为 366.95KVA。地面有功功率 Pd 为 361.3KW；无功功率 Qd 为 360.1 kvar；视在功率 Sd 为 494.1KVA。矿井耗电 302.98 万 KWh/a，吨煤综合电耗为 18.12KWh/t。矿井负荷统计详见表。8.2.2.地面 变压器选择矿井采用 10kV 电源直接供电。根据矿井用电负荷分布情况、矿井开拓方式，同时考虑各用电负荷的供电质量及规程、规范对有关供电负荷的特殊要求，矿井供电系统设计为地面供电系统、井下供电系统（其中井下局部通风机为独立的供电系统） 。各供电系统供电变压器选择如下。1、功率因数计算全矿总的有功功率: 606kw；总的无功功率: 626.7kvar总的视在功率: 861.1KVA自然功率因数 cos z = 0.70矿井 10kv 有功功率乘 0.85 同时率和无功功率乘 0.9 同时率，补偿 331.26kvar 之后：10kv 母线上有功功率： 548.57kw10kv 母线上无功功率： 279.88kw10kv 母线上视在功率： 615.79KVA功率因数 cos=0.902、变压器选型计算（1） 局部通风机专用变压器计算S B =K S K X P E /COS j kVA11.044/0.7=62.9（kVA）式中：P E 井下局部通风机额定功率之合，44kw；COS -平均功率因数，0.7。K S -同时系数，1.0；习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）365K x -需要系数，1.0；根据上述计算， 选取二台KBSG-100/10/0.69 型变压器向井下局部通风机供电， 一台工作，另一台备用 。（2）井下其它设备变压器计算S B =K S K X P E /COS j kVA10.6329.1/0.7=282.1（kVA）式中：P E 井下除局部通风机外的由变压器供电的所有用电设备额定功率之合，373.1-44=329.1kw (井下总额定功率工作容量373.1kw，局部风机额定功率工作容量44kw)；COS j -平均功率因数，0.7。K S -同时系数，1；K x -需要系数，0.6；根据上述计算，考虑到生产后期设备的增加,所以考虑一定的富余系数，配备 两台 KBSG 315/10/0.69 型矿用变压器向井下采、掘工作面等用电设备 供电 。（3）地面设备变压器计算主要工业场地变压器选型：统 华航煤矿主要工业场地用电负荷主要有：地面生产系统 38KW锯 、园盘锯 5.5KW 、锅炉房13KW 主平硐皮带 80KW ，空压机 220KW ，机修车间 58KW,全部容量 414 .5KW ，有功功率186.3 KW ，无功功率 185.1 kvar ，视在功率 245.6 KVA 。变压器必须为两台，当一台故障时，另一台必须保证安全和原煤生产负荷，且不小于全部负荷的 75%。即每台变压器的容量为：S B 0.75P E /COS j kVA0.75414.5/0.8=388.6（kVA） ，式中：P E 由变压器供电的除机修车间和主要通风机以外所有用电设备额定功率之合。COS j -功率因数， 0.8；根据上述计算，选取两台S S 11 - - 400 /10/0.4 型变压器供地面负荷用电， 两 台 均 安装在主 要工业广场, , 一台 使用一台备用 。风井工业场地变压器选型：华航煤矿风井工业场地用电负荷主要有： 瓦斯抽放泵 200 KW （4 4 台泵总功率） 、主要通风机 150 KW （按后期两台主要通风机功率计算） ，全部容量 350 KW ，有功功率 1 1 75 KW ，无功功率 1 1 75 kvar ，视在功率 248.6 KVA 。习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）366S B 0.75P E /COS j kVA0.75350/0.8=328.1（kVA） ，式中：P E 由变压器供电的机修车间和主要通风机用电设备额定功率之合，350KW；COS j -功率因数， 0.8；根据上述计算，选取两台S S 11 - - 400 /10/0.4 型变压器供地面风机房和 机修车间 设备用电，一台工作，一台备用。8.2.3. 电气主接线及主要电气设备1 1 、 电气主接线矿井地面供配电采用 380、220V。一、二级用电负荷采用双电源供电，当其中一回电源故障时，另一电源可担负全部一、二级负荷用电。变（配）电所内设有 10kV 高压配电室、电容器室、主控制和低压配电室。10KV 高压配电室母线为单母线分段接线， 采用隔离开关分段， 并装设断路器， 10kV母线分段运行。10kV 母联断路器与两个 10kV 进线断路器之间设闭锁装置，保证系统安全操作与合理的运行。2 2 、无功补偿方式 及 无功补偿 电容量计算（1）无功补偿方式设计采用高压集中无功补偿方式。（2）无功补偿电容量计算补偿前功率因数：Cos 0 =0.7补偿后功率因数：COS=0.9将自然功率因数从 Cos 0 提高到 COS时,所需补偿容量为:根据计算取补偿电容 331.26ar。根据计算取补偿电容 331.26ar。3 3 、主要电气设备选择变电所设有 10kV 高压配电室、电容器室、主控制和低压配电室。功率因数在地面习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）36710KV 母线上集中补偿，补偿容量 331.26Kvar，电容器柜 2 台。10KV 开关柜均采用电动操作，由主控室控制，操作电源选用镉镍电池直流屏；配电所所用电源引自低压配电室配电屏；变压器、线路及馈出柜的保护均按规程要求设各种保护装置。10KV 高压开关柜选用 XGN2-10(Z)型 14 台，高压柜在室内双列布置，低压配电屏选用 GGD2 型 9台。4 4 、继电保护（主保护和后备保护）及控制和远动10KV 线路上装设过电流保护和瞬时电流速断保护。10KV 变压器主保护选择重瓦斯保护、压力释放和变压器差动保护；后备保护选择零序保护、过电流保护、电流速断保护、气体保护、温度保护和过负荷保护。8.2.4. 接地方式和接地网设置接地方式有工作接地、保护接地、重复接地、接零、过电压保护接地等。地面电气设备的金属外壳及构架应采取工作接地、重复接地、接零方式。电力设备的金属外壳或底座（包括电机、变压器、电器、照明器具、测量仪表的金属外壳、配电装置的外壳及构架、电缆终端盒及连接盒的的金属外壳等）均采用保护接地方式。钢筋混凝土架构、靠近带电部分的金属围栏和金属门、互感器的二次接线、电力电缆的穿墙套管等均采用保护接地方式。在地面变电所设二块主接地极，地面供电变压器中性点经过接地线与主接地极相连形成地面接地网。井下在主、副水仓埋设二块主接地极与井下接地线及接地连接线构成井下接地网。地面变电所 10KV 母线必须装设有选择性的单项接地保护装置。8.2.5. 防止矿井突然停电的措施1 1 、 电源线路（1）正常情况下定期对电源线路进行巡查及检修，特殊情况下加强对电源线路进行巡查及检修，及时消除事故隐患，保证电源线路正常供电。（2）对电源线路控制设备进行定期检修，及时消除安全隐患，保证控制设备正常工作。（3）加强对配电工的正常业务素质培训，提高配电工的操作技能水平，防止误操作事故的发生。（4）定期对矿内供电设备及设施进行检查、维护、保养、检修、试验，及时消除短路、漏电、误动作的事故隐患。习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）3682 2 、变电所停电（1）供电规程要求定期对变电所内配电设备及设施进行检查、维护、保养、检修、试验，及时消除短路、漏电、误动作的事故隐患。（2）加强变电所的安全防范工作，杜绝小动物进入变电所造成停电事故。（3）加强对配电工的正常业务素质培训，提高配电工的操作技能水平，防止误操作事故的发生。8.2.6. 地面 V 10KV 变电所 事故及防治措施1 1 、可能发生的事故分析地面变电所可能发生火灾、变电所设备事故；小物件及小动物引起的短路事故；泥石流、滑坡、大风、瀑雨洪涝灾害、凝冻引起断线、倒杆事故；雷电引起过电压及雷击事故；保护不完善、系统设置不合理引起误动作事故；操作人员引起误操作事故等。2 2 、地面变电所事故防治措施山洪灾害或雨雪的侵入可使电器设备受潮而影响绝缘水平及使用寿命， 并可能危及人身安全。大气及内部过电压更会使设备毁坏产生故障、引起火灾。室内外电器设备之间及建筑物与电器设备之间的安全距离如不按规程要求设计，则有可能引起电火花发生火灾。假如有小动物进入了电器设备里会引起短路事故，造成停电，影响矿井生产和工作人员的安全。当电器设备或电缆线路等发生事故时，由于继电保护未及时动作切断故障回路，将会引起电气事故的扩大，影响生产并危及人身安全。当矿井 10kV 电线网路上的单相接地电容电流超过规程允许值而不采取消弧措施时，也会影响矿井的安全生产。地面变电所位置选择在工业场地附近，并符合下列要求：(1)设置在无塌陷区、稳定的场地；(2)设在爆炸材料库爆炸危险区以外；(3)与高噪声源的距离，应满足主控制室背景噪声不大于 60db(A)的要求。(4)变电所周围必须设有围墙，其高主不低于 1.8m，并在周围悬挂安全警示牌。(5)变电所防雷、过电压保护及各种避雷设施齐备。(6)变电所用不燃性材料建筑，应有专门的防灭火装置。(7)开关、继电保护装置及电容器等必须制定防火措施，电缆钩、管道沟、窗户应设置铁丝网，以防小动物入内造成线路短路。习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）369(8)变电所内悬挂与实际相符的供电电系统图以及有关操作、维护等规程、规则。(9)变电所内变电装置与墙、顶必须按有关规定留足距离。(10)矿井地面供电线路每年必须进行巡查。 10kv 及其以下的矿井架空电源线路不得共杆架设，矿井电源线路上严禁装设负荷定量器。(11)矿井应有两回电源线路。当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷，变电所为双电源。两个电源取自不同的变电站，避免了两回线路受到外部的影响同时发生故障的概率。在变电所的进线处，如因地理环境等条件的控制使线路之间距离不易分开，也要尽量拉开两线路间距离。并适当的增大杆塔安全系数，避免因煤田的开采或气候变化等各种原因而使两回线路同时出现事故。（12）矿井 10KV 高压电网单相接地电容电流计算1） 、两回 10KV 架空线路全长 L 1 =4km(良村镇变电站 3km，习水县温干线 5km),无架空避雷线。则架空线单相接地电容电流为：Ic 1 =2.7UeL 1 10-3 =2.710510 -3 =0.135A；两回下井为 10KV，至中央变电所为 750m。则下井线单相接地电容电流为：Ic 2 =0.02A；单相接地电容电流为 Ic =Ic 1+ Ic 2 =0.135+0.02=0.155A;2） 、10KV 变配电设备引起的单相接地电容电流增加值为 16%,则全矿井 10KV 高压电网单个接地电容电流为：Ic=1.16 Ic =1.160.155=0.18A20A全矿井 10KV 高压电网单相接地电容电流小于 20A，可以不考虑限制单相接地电容电流的措施。（13）地面变电所对建筑场地的要求：1）变电所应设置在无塌陷、无滑坡、无腐蚀、无粉尘污染、防洪排涝条件好的无地质灾害、无污染的稳定场地。2）与爆炸材料库、矸石山、坑木场之间的安全距离符合规定要求。3）与高噪声源的距离，应满足主控制室背景噪声不大于 60dB（A）的要求。（14）对变电所建筑物的要求1）变电所采用不燃性材料建筑，按要求设置专门的防灭火设施。2）变电所区域必须设有围墙与外界隔开，其高度不低于 1.8m，并在周围及入口处悬挂安全警示牌。习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）3703）电缆钩、管道沟、穿墙孔、门窗均设置铁丝网，以防小动物入内。4）变电所内变、配电装置与墙、顶；设备与设备之间必须按有关规定留足安全距离。5）开关、继电保护装置及电容器等必须制定防火措施。（15）变电所应设置可靠的防雷设施1）变电所内按要求设置避雷针。2）所有的高压线路的出线端、终端各设一组避雷器。3）设备的金属外壳、建筑物金属构件、电缆金属外皮均接地。（16）管理制度1）建立建全安全出入登记及消防检查制度。2）严格执行“二票、三制”操作监护制度。3）严格执行巡回检查、维护保养、定期检修制度。4）严格执行操作规程、检修安全技术措施及停送电措施。5）按要求配备及悬挂有关图纸、资料。6）矿井电源线路上严禁装设负荷定量器。8.3. 地面供电系统8.3.1. 负荷分级及各分级负荷的供电方式、供电安全性分析矿井地面生产系统中电力负荷分级为：三级。其中，一级负荷有：主要通风机、瓦斯抽放泵、固定空压机和矿井监测监控系统。供电方式为：双电源双回路。供电安全性最高。二级负荷有：主运输胶带。供电方式为：双回路。供电安全性较高。三级负荷有：矿井地面生产系统中除一、二级负荷外的其它电力负荷。供电方式为：单回路。供电安全性一般。8.3.2. 地面供配电系统概况1 1 、 变配电所分布和供电范围根据本矿的实际情况在工业场地设计一个地面变电所，担负全矿的供电配电工作。地面变电所，包括高压配电室、低压配电室、检修工具间及器材存放间等，变电所设围墙。10kV 电源架空线至变电所附近，经 RM4-10 跌落保险、FS6-10 型避雷器及 FW4-10户外型高压负荷开关，再由电缆引入高压配电室。高压配电室内设 14 台 XGN2-10(Z)习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）371型真空固定高压配电柜，2 台电容器柜；高压母线采用单母线分段。高压开关柜采用220V 直流操作电源，选用镉镍蓄电池直流屏 ZKA86 型 1 套，作为控制、保护、信号及事故照明用电。设计地面变电所露天安装两台 S11-400/10/0.4kV 变压器供地面设备和照明用电，两台变压器一台工作，一台备用。地面供电变压器中性点接地。地面低压动力供电电压为 380V，照明电压 220V。低压母线采用单母线分段，选用GGD2 型低压开关柜 9 台。通风机、瓦斯抽放泵、主排水泵、提升机、主井胶带机、空压机、矿井安全监测监控采用双回路(一用一备)供电，其余负荷为单回路供电，矿井生产和生活用电分开，主要通风机、变电所、调度室设应急照明。地面变电所设接地网。所有配电线路采用电缆出线方式。2 2 、线缆选择与敷设1）高压电源线路矿井采用的双回路供电，电源一回路（良村华航线）引自良村镇变电站,以 10KV电压向矿井供电，另一回路（温水华航线）引自习水温干线变电站,以 10KV 电压向矿井供电。良村镇变电站距矿井（直线距离）约 3km，线路规格为 LGJ-50；习水温干线变电站距矿井（直线距离）约 19km，线路规格为 LGJ-120。双电源供电以确保矿井安全和主要生产负荷用电。（1）、安全载流量校核全矿计算电流：I=852.6（ 3 100.9）=54.7A线路 LGJ-50 允许载流量：环境温度 25时为 215A（查表），考虑环境温度 30时温度校正系数 0.95，则 Ix=2150.95=204.25I=54.7A（2）、线路压降校核良村 华航线：10KV 高压母线选用 LGJ-50,当温度为 20时，电阻为 0.63 欧/公里,线间几何均距习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）372LGJ-50线路单位负荷矩时电压损失百分数： 当cos=0.9时为0.824%MW.km （查表） ，则供电线路压降为U 1 %=0.60630.824%=1.5%5%。其中：矿井运行有功负荷 0.606MW，线路最长为 3km。温水 华航线：10KV 高压母线选用 LGJ-120,当温度为 20时， 电阻为 0.27 欧/公里,线间几何均距当cos=0.9,在10KV时， LGJ-120线路单位负荷矩时电压损失百分数K=1 （R 0 +X 0 tg）=0.27+0.06jjU 1 %=KPL=0.300.60619（%）=3.45%5%其中：矿井运行有功负荷 0.606MW，线路最长为 19km。经验算， 良村 华航线用 采用 LGJ-50 符合要求，温水 华航线采用 LGJ-120 符合要求。（2）低压供电线路地面低压供电线路的电缆选用 VV22 型。地面 10KV 变电所主接线系统图和平面布置图、地面低压配电系统图详见井上、下供电系统图。习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）3738.3.3. 主通风机 房1 1 、电源及线路由地面变电所铺设二路 VV22-0.6/1kV-395+150 铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆至通风机房电气控制室，回路上不得分接任何负荷。控制室安装进线电源柜二块，起动柜二块、联络柜一块，每块起动柜控制一台风机二台电机。2 2 、电力负荷经统计，主通风机房用电设备装机负荷为 220kW。3 3 、起动方式电抗器降压起动方式。4 4 、 电气设备及保护功能电气设备设有短路、过负荷、欠压、雷击过电压、电机轴承温度、电机线圈绕组温度等保护功能。5 5 、 仪表、通讯及控制电源柜设有电流表、电压表、电能计量表；起动柜设有电流表、电压表、电机轴承温度、电机线圈绕组温度液晶显示器。通风机房设有至调度室的专用数字电话。通风机房设有矿井安全监测监控分站一台，在线监测风井瓦斯、温度、一氧化碳、风速；风硐负压、安全出口风门开启状态、通风机停开状态等。通过分站向安装在调度室的安全监测监控总站传输信号，在调度室主机显示屏上显示以上监测数据及状态变化的情况瓦斯抽放站电源及线路由地面变电所铺设二路 VV22-0.6/1kV-395+150 铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆至瓦斯泵房电气控制室，回路上不得分接任何负荷。控制室安装矿用隔爆型智能组合真空电磁起动器 3 台，2 台电源总开关，1 台联络开关。在每段电源母线上安装二台 QJR-250 型隔爆真空软起动器，每台起动器控制一台瓦斯抽放泵电机。在电源母线上还安装一台 BZX-2.5 型干式变压器专供瓦斯泵房室内室外照明。 照明灯具采用 DGS6060/127B 型矿用隔爆型白炽灯照明。2 2 、电力负荷瓦斯抽放泵房所有用电设备装机负荷为 200kW。3 3 、起动方式采用 QJR-250 型隔爆真空起动器软起动。习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）3744 4 、 电气设备及保护功能电气设备设有短路、过负荷、防雷等保护功能。5 5 、电气防爆及安全技术措施泵房内电气设备、照明和其他电气、检测仪表均应采用矿用防爆型或本安型设备。建立抽放设备检修制度，定期对抽放设备进行检查、维修，发现问题及时处理，并将有关情况及时向主管部门和领导汇报。6 6 、 抽放站防雷击、静电、火灾的安全措施（1）瓦斯抽放站及其管路、瓦斯储气罐均要按 GB50057建筑物防雷设计规范的第一类建筑物防雷要求，设置避雷装置（避雷针、避雷带、接地系统等） ，距进风井口和主要建筑物不得小于 50m的间距，防止雷击并防止雷电波侵入井下。（2）瓦斯抽放泵站及管路必须设置防雷击、防静电、防爆炸、防回火装置，并制订严格的定期检查制度，保持性能良好。泵的进出口必须设放空管，其高度应超过泵房房顶 3m以上。7 7 、 仪表、通讯及控制（1）防爆电源开关安设电压表、电流表。（2）瓦斯泵房设有至调度室的专用数字电话。（3）瓦斯泵房设有矿井安全监测监控分站一台，在线监测风井瓦斯、温度、一氧化碳、流量；压力、瓦斯泵停开状态等。通过分站向安装在调度室的安全监测监控总站传输信号，在调度室主机显示屏上显示以上监测数据及状态变化的情况。8.4. 地面建（构）筑物防雷及防雷电波进入井下一、建（构）筑物 的防雷分级瓦斯抽放站、爆破材料库划为一类防雷建筑物，主井地面生产系统、锅炉房、办公楼、机修车间、单身宿舍、通风机房、10kV 变电所等其他地面建筑物划为三类防雷建筑物。二、各级建（构）筑物的主要防雷措施1 1 、 一类防雷建筑的主要防雷措施（1）瓦斯抽放站瓦斯抽放泵站为一类防雷建筑物，故在瓦斯抽放泵房和放空管处各设一座独立的避雷针，避雷针高度高出泵房顶部 7m。要求防雷接地电阻不能大于 10。为防雷电波引入，进出建筑物的金属管道应与防雷接地装置相连接，并对室外架空金属管道进行防雷习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）375接地。（2）爆破材料库1）防止直击雷，采用独立避雷针保护，其接地电阻不大于 2。库房必须完全位于避雷针的保护范围内。2）防止感应雷，在屋面上明装避雷网保护，其接地电阻不大于 2，并将库房所有金属体接地与接地装置相连。3）避雷针、避雷带、引下线应镀锌或刷漆。4）避雷带的引下线在距地面 1.8m处设断线卡。5）接地网埋设距墙 1.5m，埋深 0.8m，为了减少跨步电压，出入口及人行道处应距墙 3m，埋深 1m。6）防雷装置的所有接点，均焊接。2 2 、三 类防雷建筑的主要防雷措施1）在建筑屋面上用镀锌圆钢的网络作为避雷网，并利用柱中两条通长焊接连通的对角主筋作为避雷引下线。避雷引下线应上与屋顶避雷网焊接，下与接地网可靠焊接。2）所有进出建筑物的金属管道、电缆金属外皮、钢管等应就近与接地干线连通。三、防地面雷电波及井下的措施井上、下必须装设防雷电装置，并遵守下列规定：（1）经由地面架空线路引入井下的供电线路和电机车架线，必须在入井处装设防雷电装置。（2）由地面直接入井的轨道及露天架空引入（出）的管路，必须在井口附近将金属体进行不少于 2 处的良好的集中接地。（3）通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷电装置。8.5. 应急照明设施的设置8.5.1. 地面、井 下需设应急照明的地点地面需设应急照明的地点有：矿调度室、监控室、副平硐及排水平硐提升机房、空压机房、主要通风机房、瓦斯抽放泵站。井下需设应急照明的地点有：中央变电所。8.5.2. 应急照明装置1、正常电源中断，转换到应急电源供电的转换时间要求：习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）376（1）疏散照明，不应大于 15S。这是考虑了适应应急发电机自起动条件，如使用其它应急电源，应争取更短。（2）安全照明，不宜大于 0.5S。因涉及人身安全更为直接，要求较高，应急电源只能使用电网线路自动转换或蓄电池。（3） 备用照明，不应大于 15S。 对于有爆炸危险的生产场所等， 应视工艺生产特点，按需要确定更短时间。2、由应急电源供电时，应急照明持续时间要求：（1）疏散照明，不宜小于 30min。主要应考虑发生火灾或其它灾害时，人员疏散、在建筑物内搜寻人员、救援等需要的时间。对于超高层建筑、规模特大的多层建筑、大型医院等，宜考虑更长持续时间，如 45、60、90min。（2）安全照明和备用照明，应视生产、工艺特点及持续时间长短确定。3、应急照明的电源作为应急照明的电源主要有以下几类:(1)来自电力网与正常电源分开的线路；(2)应急发电机组；(3)蓄电池组包括集中设置的、分区设置的、应急灯内自带的蓄电池组三种形式；(4)同时具备以上三类电源中的两种以至三种的组合。本次设计采用应急蓄电池组。型号 FP6100 应急蓄电池组。8.6. 井下供电系统8.6.1. 井下电力负荷和电压等级1 1 、井下电力负荷井下主变压器不少于两台，应有两回及以上供电，并引至不同的母线段，当一台变压器停止运行时，其余变压器应保证一、二级负荷用电。电缆截面的选择，应在任何一回路停止供电时，其余电缆仍能保证全部负荷用电。设计采用 10KV 下井， 井下低压电缆采用矿用橡套电缆。 井下共安装设备 28 台(件)，其中工作设备 19 台(件)；设备总容量 474.4kW，其中工作容量 373.1kW；计算有功负荷为 244.69kW，无功负荷 266.6kar，视在负荷 366.95kVA。2 2 、电压等级（1）低压 660V；习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）377（2）手持式电气设备、照明、信号 127V；（3）远距离控制线路的额定电压 36V。8.6.2. 井下电缆电缆的选择及电缆的敷设必须符合煤矿安全规程 （2010 版）规定。井下电缆必须是经检验合格并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。1 1 、井下电缆的选用应遵守下列规定：（1 ）确定电缆 类型、绝缘水平、 橡套形式1）低压动力电缆固定敷设的应采用 MVV 铠装聚氯乙烯电缆或不燃性橡套软电缆。移动式和手持式电气设备都使用专用的 MZ 型不燃性橡套电钻电缆。采掘工作面的 660V 电气设备使用不燃性橡套软电缆。2）照明、通信、信号和控制用的电缆，应采用铠装电缆、不燃性橡套电缆或矿用塑料电缆。3）煤与瓦斯突出矿井、高瓦斯矿井井下使用的电缆芯线全部采用铜芯。（2 ）井下电缆的截面选择( 根据载流量及电压降选择). 下井主电缆选择：负荷电流计算：负荷电流计算式如下：Ij cos 3UP其中：P 计算的有功功率；U 变压器二次侧额定电压；j cos 加权平均功率因数I 主下井 =244.69（ 3 100.7)20.18A设计选用MYJV 22 -8.7/10铠装电缆，线径3*50+1*25两趟, 此电缆在25时的长期容许电流为198A,载流量满足要求；电压降计算:电压降计算式如下：习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）378r 电缆阻抗；0x 电缆电抗；nu 变压器二次侧额定电压；Pi 计算的有功功率；Qi 计算的无功功率；li 供电距离。经计算：下井主电缆电压降损失为：U 1 %=2.15%5%所选电缆满足要求。由以上校验可知主下井电缆载流量及线路压降均符合要求。2 2 、 电缆敷设路径及方式（1）电缆在井筒等地点的敷设1）井筒内敷设的高压、照明、信号、通讯、安全监测监控等电缆采用金属钩悬挂于巷道的顶帮或两侧，两个电缆钩之间的距离不大于 3m。2）采区上下山、水平大巷敷设的高压、低压动力、照明、信号、通讯、安全监测监控等电缆采用金属钩悬挂于巷道的顶帮或两侧，两个电缆钩之间的距离不大于 3m。（2）电缆在井下其他巷道的敷设采掘巷道、石门巷道、专用运输巷敷设的低压动力、照明、信号、通讯、安全监测监控等电缆采用金属钩悬挂于巷道的顶帮或两侧，两个电缆钩之间的距离不大于 3m。3 3 、 电缆敷设与管路 、 电缆 与 电缆 之间 的距离（1）电缆与管路电缆与管路应敷设在巷道的不同一侧，不得遭受淋水。如特殊原因必须敷设在巷道的同一侧时，电缆必须敷设在管路上方并保持 0.3m以上的距离。（2）电缆与电缆井筒和巷道内的通信、信号、安全监测监控电缆应与电力电缆分挂在井巷的两侧，如果受条件所限；在井筒内，应附设在距电力电缆 0.3m 以外的地方：在巷道内，应敷习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）379设在电力电缆的上方 0.1m 以上的地方。高、低压电力电缆敷设在巷道一侧时，高、低压电缆之间的距离应大于 0.1m，高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于 50mm。井下巷道内的供电线路，沿线每隔一定距离、拐弯或分支点以及连接不同直径电缆的接线盒两端、穿墙电缆在墙的两边都应设置注有编号、用途、电压等级和截面的标志牌。（3）电缆的连接电缆的连接必须遵守下列规定：1）电缆与电气设备的连接，用与电气设备性能相符的接线盒；电缆线芯必须使用齿形压线板(卡爪)或线鼻子与电气设备进行连接。2）不同型号规格的电缆之间严禁直接连接，应采用符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接。3）相同型号规格电缆之间直接连接时，应采用符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接。4）橡套电缆的修补连接（包括绝缘、橡套、电缆）采用阻燃材料进行硫化热补或与热补有同等效能的冷补，并经浸水耐压试验，合格后方可下井使用。4 4 、 安全措施（1）下井及井下电缆的安装、使用、维护措施1）在总回风巷和回风井中不应敷设电缆，在机械提升的进风的倾斜井巷(不包括输送机上下山)敷设电缆时，必须有可靠的安全措施。2）溜放煤、矸、材料的溜道中严禁敷设电缆。3）电缆敷设地点的水平差应与电缆允许敷设水平差相适应。4）橡套电缆必须具有保护接地芯线，其截面满足保护接地的要求；高压电缆必须具有供保护接地用的金属外皮或接地芯线，其截面满足保护接地的要求。电缆接地芯线及接地外皮除用作接地回路监测外不得兼作他用。5）高瓦斯矿井、突出矿井井下严禁使用铝芯电缆；低瓦斯矿井在副井、井底车场及其附近可以采用铝芯电缆；其他地点必须采用铜芯电缆。6）必需选用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。7）电缆主线芯的截面应满足供电质量的要求。8）矿井设专电气设备、设施防爆性能检验员，所有的下井电气设备、设施必须经防爆性能检验员检查、验收合格后方可下井。不符合防爆性能要求的电气设备、设施严禁下井及在井下使用。习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）380（2）下井及井下电缆的检查、试验措施1）固定敷设的电缆每周由专职电工对电缆的外表及悬挂情况进行一次检查；对电缆的绝缘每季度检查测试一次，发现隐患及时处理。2）移动电气设备的橡套电缆每班由专职电工或当班司机对电缆的外表及悬挂情况进行一次检查；对电缆的绝缘每月由专职电工检查测试一次，发现隐患及时处理。3）接地网的接地电阻每季度由专职电工检查测试一次，发现隐患及时处理。4）新安装的电气设备绝缘电阻及接地电阻投入运行前由专职电工检查测试一次，其值必须符合要求。5）高压电缆的泄漏和耐压试验每年进行一次。8.6.3. 井下电气设备及变电所1 1 、电气设备防爆等级（1）本矿按煤与瓦斯突出矿井进行设计和管理。根据煤矿安全规程 （2010）规定，矿井井下所有电气设备（包括照明、信号）和电机均选用矿用隔爆型。井下通讯、监测监控、自动化系统设备选用本质安全型。（2）无油真空化情况井下低压馈电开关选用 KBD 系列隔爆真空开关， 磁力起动器选用 QBZ 系列真空磁力起动器。煤电钻选用 ZBZ-2.5 型煤电钻综合保护装置；照明选用 ZBZ-4.0 型照明综合保护装置；检漏设备选用 JY82-3 型检漏继电器。（3）所选电气设备具备“煤矿矿用产品安全标志” 。2 2 、电气设备的继电保护所选用的井下各类馈电开关均具有漏电闭锁、漏电保护、短路保护、过载保护、欠压保护、断相与不平衡保护等功能；启动器具有过流(短路)保护、过载保护、欠压保护、断相保护、主电路漏电闭锁保护等功能。3 3 、 中央变电所华航煤矿中央变电所布置在东一石门至 C12 总回风上山之间的 C12 底板的茅口灰岩中。4 4 、局部通风机的供电方式及风电瓦斯闭锁本矿按突出矿井设计，每个掘进工作面局部通风机设计都采用双风机双电源，并采用三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电，主、备风机实行自动切换。每个掘进工作面的两台局部通风机必须同时和掘进工作面作风电、瓦斯电闭锁。习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）3818.7. 井下电气设备保护接地8.7.1. 保护接地的设置范围电压在36V以上的电气设备和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架，铠装电缆的金属外皮、铅皮、高压电缆接线盒、屏蔽电缆屏蔽护套、电缆的接地芯线等均设保护接地。8.7.2. 接地网电压在 36V 以上的电气设备和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架，铠装电缆的金属外皮、铅皮、高压电缆接线盒、屏蔽电缆屏蔽护套、电缆的接地芯线和局部接地极与主接地极连接成一个接地系统称接地网。1、主接地极在主平硐井底大巷水沟中埋设两块主接地极。主接地用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于 0.75m 2 、厚度不得小于 5mm。2、局部接地极低压配电点、单独装设的单台（套）高压电气设备、高压接线盒、动力铠装电缆接线盒等设局部接地极。局部接地极设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿处。局部接地极应用面积不小于 0.6m 2 、厚度不小于 3mm 的镀锌钢板制成，并平放于水沟深处。设置在其他地点的局部接地极，可用直径不小于 35mm，长度不小于 1.5m 的镀锌钢管制成，管上应至少钻 20 个不小于5mm的透孔，并垂直全部埋入底板。3、接地极连线（1）连接主接地极的接地母线，采用截面不小于 50mm 2 的铜线，或截面不小于100mm 2 的镀锌铁线，或厚度不小于 4mm、截面不小于 100mm 2 的镀锌偏钢。（2）局部接地极连接母线、高压电缆接头金属铅皮的连接线、低压铠装电缆接头外皮连接线、电气设备的外壳与接地母线连接线，采用截面不小于 25mm 2 的铜线。或截面不小于 50mm 2 的镀锌铁线，或厚度不小于 4mm、截面不小于 50mm 2 的镀锌偏钢。4、接地电阻接地网上任一保护接地点的接地电阻不得超过 2 欧姆。每一移动或手持电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接线的电阻值都不得超过 1 欧姆。5、分区接地网矿井井下由地面独立供电的分区，可单独在井下或地面设置分区主接地极，接地网习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）382上任一保护接地点的接地电阻不得超过 2 欧姆。8.8. 井下照明、信号8.8.1. 井下固定照明1井下固定照明地点井下设固定照明地点有：主平硐、副平硐及排水平硐、采面运输巷、运输石门等处，在上述地点安装 127V23WLVD 无极灯或 LED 光源巷道灯照明。照明、通信、信号和控制用的电缆，应采用铠装或非铠装通信电缆、橡套电缆或 MVV 型塑力缆，电压不得超过127V。2电缆敷设及配电综合保护井筒和巷道内的通信和信号电缆应与电力电缆分挂在井巷的两侧，如果受条件所限：在井筒内，应敷设在距电力电缆 0.3m 以外的地方；在巷道内，应敷设在电力电缆上方 0.1m 以上的地方。高、低压电力电缆敷设在巷道同一侧时，高、低压电缆之间的距离应大于 0.1m。高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于 50mm。井下照明和信号装置，应采用具有短路、过载和漏电保护的照明信号综合保护装置配电，且用防爆型的照明信号设备。3井下应急照明井下需设应急照明的地点的地点有： 中央变电所。 选用自带蓄电池的应急照明装置。8.8.2. 矿灯煤矿必须使用经安全检测鉴定，并取得煤矿矿用产品安全标志的矿灯。1矿灯的管理和使用要遵守下列规定：（1）矿井完好的矿灯总数，至少应比经常用灯的总人数多 10%。（2）矿灯集中统一管理。每盏矿灯必须编号，经常使用矿灯的人员必须专人专灯。（3）矿灯应保持完好。如有亮度不够、电线破损、灯锁不良、灯头密封不严、灯头松动、玻璃破裂等情况时，严禁发放。发出的矿灯，最低应能连续正常使用 11h。严禁使用假冒伪劣矿灯。（4）严禁使用矿灯人员拆开、敲打、撞击矿灯。人员出井后，必须立即将矿灯交还矿灯房。（5）在每次换班 2h 内，灯房人员必须把没有还矿灯人员的名单报矿调度室。（6）矿灯必须装有可靠的短路保护装置，并装有短路保护器。习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）3832矿灯房应符合下列要求：（1）应用不燃性材料建筑。（2）取暖应用蒸汽或热水管式设备。个别情况下，采用火炉取暖时，火炉间应有单独的间隔和出口。（3）应有良好的通风装置，灯房和仓库内严禁烟火，并备有灭火器材。（4）充电装置应有可靠的充电稳压装置。8.9. 井下电气事故原因分析及其防范技术措施8.9.1. 可能产生的事故分析由于过流、过负荷、漏电、机械事故可能引起异常停电和带电事故；由于绝缘下降、外力损伤电缆或电气设备、误操作可能引起短路事故；由于短路、带电检修、接触不良、超电压等级使用电气设备可能引起着火事故；由于外力作用、接触不良可能引起断相事故；由于静电感应、电缆绝缘破坏、带电检修可能引起电气火花事故；由于长期超负荷供电可能引起电缆动热稳定性不良事故；由于绝缘损坏、绝缘下降、接地不良、接地系统达不到要求、检漏装置不用可能引起触电事故；由于绝缘下降、供电距离太长单相接地电容电流过大；由于维护使用不当、机械损伤、检修质量达不到要求等可能引起电气设备及设施失爆现象等。8.9.2. 防治措施1 1 、 电气设备实现无油化井下供电变压器、照明变压器、手持式电气设备供电变压器全部选用隔爆型干式变压器。 井下高压开关全部选用真空隔爆型开关、 低压馈电开关全部选用真空隔爆型开关、磁力起动器全部选用真空隔爆型磁力起动器。电气设备实现无油化。2 2 、各种电气保护及其可靠性（1）井下动力变压器的高压控制设备，具有短路，过负荷、接地和欠压释放保护。井下由配电点引出的馈电线上的馈电开关，具有短路，过负荷、选择性漏电保护装置。低压电动机的控制设备，具有短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。井下照明和信号装置，采用具有短路、过载和漏电保护的照明信号综合保护装置供电，且采用防爆型的照明信号设备。（2）低压配电、馈电开关的过流保护装置，均采用相应配电网路的最大三相短路电流校验开关设备的分断能力和动、热稳定性以及电缆的热稳定性，校验结果全部符合习水县良村镇华航煤矿 安全专篇（变更）384要求。同时采用相应配电网路的最小两相短路电流校验保护装置的动作可靠性系数均大于 1.5。