煤矿采区变电所设计说明

1 一、工程概况

谊丰煤矿井下5—2煤层盘区变电所安装工程包括以下几个内容：

1、井下5—煤层盘区变电所安装

KYGC-Z型矿用高压馈电柜11台，GKD-660低压配电柜9台，矿业移动变电站2台，馈电开关4台等设备及接地保护、照明系统、电缆和电缆挂钩的安装。

二、 总体施工部署

（一）施工承包目标

质量目标:良好

工期天数:110天 (日历天)

安全目标:无重伤以上事故和机电设备事故

文明施工目标: 争创市级文明施工工地

（二）项目组织机构

为保证优质、高速完成承建的施工任务，我单位在该工程的施工中采用项目管理法，建立项目部，由项目经理对施工的全过程实施管理，并对施工安全、质量、进度全面负责。项目部由项目经理、副经理、技术主管组成，下设生产技术组、材料后勤组。项目的质检员、安全员由项目经理、副经理直接领导，对工程的质量、安全工作直接监督检查。生产及材料供应上的问题由副经理协调，工程质量及技术的问题由技术主管协调解决。

三、施工准备

（一）施工现场准备

同甲方人员联系，查看有关施工及生活现场。

（二）施工技术准备

2 1、熟悉图纸及图集，对图纸中不明确部分和存在问题进行汇总，进行技术交底和图纸会审，明确设计意图。

2、根据图纸、图集和相关的规范规定，研究制作方法，编制施工技术安全措施，制订切实可行的施工进度计划。

3、向加工、防腐及施工人员进行传达施工技术安全措施及技术交底卡。

4、建立安全、生产、质量管理网络，明确岗位管理职责。

5、填写《开工报告》。

（三）施工用材料的准备工程《开工报告》报监理方，监理确认后签发开工令方可。

1、对施工中使用的材料（除矿方提供的材料外）依据施工图纸提前列出材料计划，并依据施工进度安排进行采购和加工，且应明确材料名称、数量、规格型号、进场时质量要求等。

2、对所进场材料、设备等按要求进行复核、报验，并且原材料应有材质证明和出厂合格证。钢材表面质量应符合国家标准的规定，当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度负偏差允许值的1/2；设备运到现场后，应及时与监理、甲方代表一起，按装箱清单进行全面清点，做好原始记录，妥善保管。发现缺件或技术规格不符的及时与监理或甲方代表联系解决。如有缺陷应及时处理。所有随机文件由施工单位保管。参考施工，竣工后交给甲方。设备在现场应堆放有序，结合安装工序，避免多次倒运，并做好现场保管和消防工作。

总 说 明

一、主要内容简介及适用范围

(1) 35kV~110kV变电所只考虑单回进线。

(2) 变压器选用新型节能型有载调压变压器。

(3) 各种方案均适用于无人值班变电所。

(4)章节内容如下：

第一章 设计程序、内容及要求

第二章 110kV户外无人值班变电所

适用于户外小型化变电所，单台主变容量5000kVA及以下，馈出回路6回及以下。

第三章 66kV变电所

第一节 户外式带旁路母线的变电所（适用于两台主变，总容量10000kVA及以上，馈出回路8回及以上的变电所）

第二节 单台主变户外式小型化变电所（适用于单台主变，容量5000kVA及以下，馈出回路4回及以下变电所）

第三节 户外式10kV侧箱式变电所（适用于两台主变，总容量10000KVA及以下，馈出回路8回及以下变电所）

第四节 常规变电所（适用于两台主变，总容量10000KVA及以上，馈出回路8回及以上变电所（

第五节 全户内式变电所（适用于两台及以上主变，总容量20000KVA及以上馈出回路8回以上，环境条件差或负荷密度大的城镇变电所）

第四章 35kV变电所

第一节 户外小型化变电所（适用于两台主变，总容量10000kVA及以上，馈出回路6回及以上的变电所）

第二节 半高层布置的户外小型化变电所（适用于两台主变，总容量10000kVA及以上，馈出回路6回及以上的变电所） 第三节 高层布置的户外小型化变电所（适用于两台主变，总容量10000kVA及以上，馈出回路6回及以上，占地面积小的城镇变电所）

第四节 负荷隔离开关控制的户外小型化变电所（适用于两台主变，总容量10000KVA及以下馈出回路6回及以下的变电所）

第五章 变电所二次回路

第一节 常规变电所二次回路直流系统改造方案（适用于直流操作、控制、保护等二次回路为无人值班改造方案）

第二节 常规变电所二次回路交流系统改造方案（适用于交流操作、控制、保护等二次回路为无人值班改造方案）

２０１３年第３期　煤矿机　电　・６１・　

煤矿１　０　ｋＶ变电所设计的几点探讨　

丁晓燕　

（中国煤炭科工集团南京设计研究院，江苏南京２１００３１）　

摘　要：　针对１０　ｋＶ变电所工程设计中，在电源进线开关的选择，低压总进线、联络、馈出等配电　装置的保护整定计算，提出对气配电装置的选择及保护整定计算和注意事项，以确保工程设计的合　

理性，有效杜绝配电系统越级跳闸现象。　关键词：　电气配电装置；选择；保护整定　

中图分类号：ＴＤ６１１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００１—０８７４（２０１３）０３—００６１—０３　

ＳｅｖｅｒａＩ　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　０１３　Ｍｉｎｅ　１　０　ｋＶ　Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　

Ｄｉｎｇ　Ｘｉａｏｙａｎ　

（Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　ＣＣＴＥＧ，Ｎａｍｉｎｇ　２１００３１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｏｎ　ａｃｃｏｕｎｔ　ｏｆ　１　０　ｋＶ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒ　ｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｄｅｖｉｃｅｓ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　

ｓｅｔｔｉｎｇ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ　ａｒｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｉｄｅｓ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｌｉｎｅ　ｓｗｉｔｃｈ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｌｏｗ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｔｏｔａｌ　ｌｉｎｅｓ，ｃｏｎｔａｃｔ，ｆｅｅｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ　ｅｎｓｕｒｅｓ　ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｐｕｔｓ　ａｎ　ｅｎｄ　ｔｏ　

ｏｖｅｒｒｉｄｅ　ｔｒｉｐｐｉｎｇ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｄｅｖｉｃｅ；ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ；ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｓｅｔｔｉｎｇ　

０　引言　

正确合理选择电源进线开关的型式，是保证工　程设计合理、节约成本的重要措施之一，对工程设计　具有较大的指导作用。选择合理的保护整定计算，　是有效解决配电系统越级跳闸的措施之一。按多年　的实践，本文介绍了对电源进线配电装置选择，低压　

2303下 2017年 第9期（总第563期）【质量与安全】 Quality and Safety煤矿供电系统中，监控及自动化保护得到一定的应用，但这些系统的应用多停留在矿上供电系统上，对井下作业供电系统的保护及监控则较为缺乏。这是因为井下供电系统非常复杂，运输、采煤、掘进及排水等生产过程是井下采区的重点服务对象，供电负荷分部区域较广，种类较多，而且供电场所地质复杂，水、煤尘及瓦斯等危害介质也增加了供电系统的运行不稳定性，致使供电事故频发，排查故障时间、送电及停电时间较长[1]。不仅影响了井下作业效率，还存在一定的安全隐患。因此，探讨煤矿井下采区无人值守变电所微机保护系统就显得非常必要。一、煤矿井下采区无人值守变电系统常见故障正常运行的供电系统，受到井下环境及地质条件等因素的影响，也会出现各类故障，致使井下作业系统不能正常运行。而常见的供电系统故障主要是电动机绕组、变压器的匝间短路和相间短路。非正常运行状态则通常为电压过高、电压过低、断相继超负荷运行、单相接地等异常工作状态[1]。保护井下采区无人值守变电所系统则要应用故障特征量来分析。比如供电系统发生两相短路时，系统中既有负序分量，又有正序分量，却无零序分量，故障相的电流大小一致，方向相异。在煤矿井下供电系统中，单相接地故障率最高。如果某供电支路发生人身触电或漏电，则会产生零序电流。而正常支路的零序电流则通过支路流向母线，正常支路零序电流会从母线流向支路，正常支路与故障支路的零序电流相位相反且大小相异。区分故障与正常支路可以按照零序电流方向来实现，进而可以保护横向选择性漏电。煤矿井下供电系统的异常运行及对称性故障常表现为超负荷和三相短路，三相短路故障中三相电流仍对称，系统中只有幅值增大的正序电流分量。超负荷故障则常为操作不当、整定失当及重载启动等因素导致。二、煤矿井下供电系统微机故障检测算法通常以运算量小且计算简单的方法来检测井下供电系统故障，这样不仅能够监测故障的发生，也能发出灵敏反应，供电系统故障前后的电流变化是检测其是否发生故障的重要标准。可见，检测供电系统故障应利用电流故障分量进行监测并确保其具有一定的灵敏度。提取电流故障分量的方法为（3）：i(t)=i(t)-(-1)ni(t-nT/2)，其中电流故障分量表示为i(t)，实测电流表示为i(t)，工频周期以T表示，n=±1，±2，…。离散化公式（3）得出（4）：i(k)=i(k)-(-1)ni(k-nN/2)，其中每工频周期的采样点数以N表示。尽管该算法不够准确，但能满足要求，而且计算简单。应用电流故障分量进行故障检测具有许多优势，首先，能够在稳定状态下自然过滤出电流谐波分量，i(t)的不平衡输出较低；其次，i(t)输出时间较为固定，不因故障电流的变化而发生变化；最后，i(t)输出的波形无衰减。如果公式（4）中的n取值为1/2，则能计算出周周比较法和半周比较法。这两种方法中，供电系统频率发生波动后能够产生一定的不平衡电流。所以，可以利用双半周和双周比较法来消除供电频率波动产生的误差[2]。三、井下无人值守供电系统微机保护系统设计1.微机保护系统设计结构内容本文设计的微机保护系统结构主要包括硬件电路、CPU主插件板及继电器板等。其中硬件电路中，保护装置应放置在真空馈电开关中，但因该空间有限，应将装置功能以模块形式设计并减小其体积。CPU主插件板则选用高性能CPU系统，以确保输入输出开关量、信息、采集模拟量、主系统、测量温度、人机接口、功率及频率与漏电保护等功能的稳定和安全，能够监测和保护整个供电系统，将监测和保护功能相统一，并实现远程监控和人机对话接入等实时监测功能。2.微机保护系统的设计该微机保护系统采用汇编语言、C语言进行编写，可以实现对矿用电压馈电开关，隔爆型高压真空配电开关等实时监控和保护。此危机保护系统对矿井下不对称故障的保护采用的是负序保护理论，这样能够有效提高断相及两相短路保护的范围和灵敏度。对于三相低压短路故障，则利用功率因素向敏保护理论，并按照供电系统负荷来选择临界动作曲线，以实现保护效果的最大化，进而降低大型机电启动导致的误动问题。同时，还能实现就地或远方的保护参数，以确保故障信息及类型的实时上传。四、结语总之，煤矿井下供电系统直接关系井下作业的正常及安全运行，实时监控和及时保护微机供电系统则具有重要意义。设计井下供电微机保护系统可以实现对供电网络的实时监控，能够对供电系统支路过载、漏电、短路及超压等及时进行保护。同时，还可以实时绝缘监测线路，对故障发生时间和类型进行记忆，并及时将此信息上传给控制系统，并将监测参数及故障情况实施传输显示，以实现系统自检和保护。参考文献：[1]张勇.井下10kV动力电缆绝缘在线监测系统研究[J].煤炭与化工,2016(9):103-105.[2]光永伟.关于煤矿井下供电短路保护技术的应用研究[J].机械管理开发,2016(9):138-140.（责任编辑：陈丽敏）煤矿井下采区无人值守变电所微机保护系统靖　波（河南省平顶山天安煤业股份有限公司八矿运输二队，河南 平顶山　467000）摘　要：煤矿井下采区无人值守变电所直接关系整个采煤运行的稳定和安全，为采煤工作的顺利进行提供了重要保障。然而，无人值守的变电所一旦存在危机则会对采煤及其安全工作带来重要影响。因此，研究无人值守变电所危机保护具有重要意义。本文从井下采区无人值守变电所常见故障及功能入手，进而探讨其微机保护系统。关键词：煤矿；井下采区；变电所；微机保护；无人值守中图分类号：TM774 文献标志码：A 文章编号：1000-8772（2017）09-0230-01