局部通风机安全供电设计专题方案
时间：2020-09-07 16:15:54 来源：勤学考试网 本文已影响 人 
局部通风机安全供电设计方案
一、局部通风作用及关键性
1.为井下掘进工作面作业人员提供新鲜呼吸空气。
2.稀释和排出生产过程中产生有害体气和粉尘。
3.调整掘进巷道和作业场所气候条件，满足风速、温度和湿度要求。
4.是保障矿工职业健康和预防瓦斯事故关键方法。
二、局部通风机运行特点及要求
1.连续性：局部通风机正常起动后要求在一天内必需连续运行，以确保向掘进工作面供风连续而不中止。
2.长久性：从掘进工作面开口到完工，通常需要数月以上，在这期间局部通风机必需连续运行不得中止。
3.负荷曲线：随掘进面延伸，负荷逐步增大。
三、确保局部通风机安全供风三项方法
1.“双风机，双电源，自动切换”是指：必需同时安设主用、备用两台风机，并分别采取不一样回路电源独立供电，当主风机发生故障或检修时，自动切换到备用风机运行，确保向掘进工作面供风连续性。
2.“三专供电”是指：专用变压器，专用开关和专用线路。经过“三专”供电确保了局部通风机运行连续性和可靠性
3.“风电闭锁” 作用：
（1）局部通风机起动，工作面风量符合要求后，才可向供风区送电。
（2）局部通风机停止运转时，立即切断停风区域内全部非本质安全型电气设备电源。
四、设备、电缆选择
1.局部通风机选择
三盘区305回风顺槽设计长度3250m，采取掘进机掘进，煤层厚度2.5m，巷道断面10m2，矩形巷道，煤层平均倾角6°左右，瓦斯绝对涌出量估计为2.1m3／min，为确保工作面有足够风量及风速，确定使用2×45kw压入式对旋轴流式局部通风机供风。
表一：
机号
电机功率
（KW）
风量
(m3／min)
全压
(Pa)
最高全压效率
№7.1
2×45
820-550
1480-6300
≥80
2.专用变压器选择
（1）选择变压器，应满足负荷对供电可靠性要求。变压器需用容量选择过大会造成浪费，过小会使变压器过负荷运行。在设计中通常使用下列公式近似确定变压器需用容量，即
SBj=Kx∑Pe／cosφpj （式一）
式中 ∑Pe 连接到变压器用电设备总额定功率，
Cosφpj和 Kx 功率因数和需用系数，
（2）选择变压器额定容量应大于或等于变压器计算容量，即SBe≥SBj (式二)
式中 SBe 变压器额定容量，KVA。
依据上面标准，计算专用变压器容量为
SBj=Kx∑Pe／cosφpj = 0.6×90／0.7 = 78.85 KVA
依据以上计算，并考虑变压器对缆线最远端短路保护和现有设备起源，选择KBSG-315／6型变压器满足要求，电压为660V。
3.高、低压开关选择.
（1）依据《煤矿安全规程》必需选择矿用隔爆型真空开关。
（2）开关额定电压必需大于或等于线路实际工作电压，额定电流要大于或等于被控线路长久负荷电流。
（3）开关断流容量大于变电所母线上实际短路容量。
（4）矿用开关接线喇叭嘴数目及内径要符合被控线路接线要求。
（5）660V电气设备开关选择QBZ系列
低压馈电选择KBZ-400和KBZ-200系列
移动变电站低压馈电选择KBD1-500系列。
高压开关选择BGP9L-6G型高压防爆开关。
（6）开关继电保护应符合电网和工作机械要求
低压馈电应有过流、；漏电、短路保护。
移动变电站低压馈电应有过负荷、短路、欠电压和漏电闭锁功效。
高压控制设备应有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。
为了确保电气保护装置动作有选择性，上级开关保护动作值应比下级开关保护动作值大1.1倍以上，而且要求上级开关动作时间比下级开关动作时间长0.5s～0.7s。
4.电缆选择标准
（1）按《煤矿安全规程》要求选择矿用阻燃电缆。
（2）电缆电压等级必需大于或等于电网实际工作电压。
（3）向移动变电站供电高压电缆应采取高压屏蔽电缆。
（4）电缆实际运行电流必需小于或等于电缆许可载流量。
（5）正常许可时电缆网路实际电压损失必需小于或等于许可等于损失，不超出7%。
(6) 电缆应满足机械强度要求。
（7）在电缆线路上发生短路故障时应满足热稳定性要求。
（8）变电所高压电源及高压开关之间联台线选择MYV型交联聚乙绝缘电力电缆
(9)660V电气设备均选择MY-0.38／0.66系列电缆。
5.电缆长度确实定
依据变电所到工作面配电点或工作面配电点到电气设备实际距离另加10%余量。
6．低压电缆截面选择计算
按长久负荷电流选择截面，查“电缆长时许可负荷电流表”以下：
表二：
芯线截面（mm2）
3×6
3×16
3×35
3×50
许可电流(A)
46
85
138
173
因为局部通风机总Ie = 90A ,所以选择MY-3×35mm2电缆为宜。查表此电缆长久许可电流为125A＞90A，满足要求。
五．局部通风机双电源供电图
QBZ4×120
QBZ
4×120
KBZ
400
KBZ
400
1. QBZ-4×120为局部通风机切换开关，它关键由两组四个真空接触器组成，每一组两个接触器分别控制一台对旋风机两个电动机。经过微机保护器能够对电动机进行过载保护值整定。通常情况下：
Iz ≥ Ie （式三）
因为单台电动机Ie = 45A ,所以Iz ≥ 45A .
2. KBZ-400为低压馈电开关，它使用电子式综合保护器，过载保护在0.3～1倍开关额定电流之间可调；短路保护在3～10倍开关额定电流之间可调。
（1）因为局部通风机总Ie = 90A，所以Ig =0.3×400A=120A.
120A＞90A,满足保护要求。
（2）Is = 8Ie ,所以Is = 8×90A=720A ,依据短路保护器实际刻度值，选2倍开关额定电流值，即2×400A = 800A , 800A＞720A ,满足保护要求。
3. KBD1-500为移动变电站低压馈电开关，它过载定值应略大于KBZ-400低压馈电开关，短路保护取8倍开关额定电流，所以：
Ig2 = 0.3×500A = 150A
Is2 = 8Ie
4. BGP9L-6G为移动变电站高压开关，它整定值和变压器变压比相关。
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为过载保护值，大于17.26A，满足保护要求。
七、局部接地
（1）局部接地极，用直径大于35mm、长度大于1.5m钢管制成，管上应最少钻20个直径大于5mm透空，并全部垂直埋入底板，外露部分应留有100mm以上，方便于检验。
（2）接地连线，用截面积大于25mm2铜线，或截面积大于50mm2镀锌铁线，或厚度大于4mm、截面积大于50mm2扁铁。
（3）橡套电缆接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼做其它用途。
八、局部通风机智能控制
伴随科技发展和社会对生产过程中安全、节能要求不停提升，以往局部通风控制方法因缺乏灵活可调，不能立即有效地满足局部通风要求，所以带有先天技术缺点。为了处理这一问题，采取局部通风机智能控制，便很值得我们研究和实践。
局部通风机智能控制采取脉动通风技术和变频调速技术相结合智能通风控制系统，采取前馈控制策略，能够对瓦斯浓度传感器采集瓦斯浓度信号进行分析判定，实时控制掘进面局部通风机转速，从而实现对掘进面通风智能控制。当瓦斯涌出时，系统发出声光警报，并加大局部通风机转速，达成快速稀释瞬间涌出瓦斯浓度，确保煤矿掘进面安全生产。
风量控制策略图
九、总结
供电设计是确保供电过程可靠、安全，合理、经济基础理论依据，是确保供电质量关键技术保障。所以，科学、合理地做好供电设计对于确保供电安全和设备运行安全意义重大。在进行供电设计过程中应该遵照以下多个步骤：
首先，依据工作区域生产任务确定和其相适应动力设备。
第二，依据工作区域环境情况和设备运行要求确定安全、可靠供电方法。
第三，依据动力设备功率大小选择和其相匹配变压器、电缆和开关。
第四，依据电力设备运行参数进行合理电流整定，确保设备安全运行。
最终，完善供电系统接地保护，预防人身触电事故发生。
参 考 文 献
1 《一般电工学》 煤炭工业出版社 1990
2 《矿井供电》 煤炭工业出版社 1989
3 《煤矿电工手册》煤炭工业出版社 1984
4 《煤矿安全规程》煤炭工业出版社 20XX
