第六章 电气.docx

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第六章电气

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第一节供配电

一、电源及供电方式

本工程按二级用电负荷考虑，选煤厂新增的两回6kV电源引自矿井35kV变电站不同母线段，正常时两回电源同时工作，当一回故障时，另一回可保证一、二级负荷的供电。

二、负荷计算

1）设备容量

新增设备总容量为6415.50kW

新增安装设备台数为140台

新增工作设备总容量为6314.40kW

新增工作设备台数为136台

2）负荷计算

有功功率：

3349.56kW

无功功率：

1076.06kvar

视在功率：

3518.16kVA

补偿后功率因数为：

0.95

全年新增电耗：

21001741kW.h

吨煤电耗：

4.65kW.h/t

全厂用电设备负荷统计详见表6-1-1。

三、供配电系统

本次选煤厂新增设备中，浓缩车间的高压喷水泵、新1号转载点至准备车间带式输送机及准备车间至块煤车间带式输送机采用6kV电源供电，其余生产设备采用660V电源供电，照明及控制采用380/220V电源供电。

在变电所低压侧设置无功功率自动补偿装置，功率因数补偿到0.9以上。

660V配电系统为中性点经电阻接地系统。

1）新建块煤车间变电所

新建块煤车间变电所6kV装置选用KYN28系列高压开关柜16面。

所内安装两台SGB11-1600/66/0.69kV1600kVA变压器，GCS660V低压柜20台含补偿柜4台，向新建块煤车间、矸石仓、中煤卸载点、1号块煤卸载点及2号块煤卸载点等660V负荷供电。

660V配电系统为单母线分段，正常时两台变压器同时工作，当一台故障时另一台能保证全部二级负荷供电。

所内安装两台SGB11-100/0.69/0.4kV100kVA柜内变压器，向新建块煤车间、矸石仓、中煤卸载点、1号块煤卸载点及2号块煤卸载点等380V负荷供电。

2）新建压滤车间变电所

新建压滤车间变电所高压电源引自块煤车间6kV配电室，6kV装置选用KYN28系列高压开关柜2面。

所内安装两台SGB11-1600/66/0.69kV1600kVA变压器，GCS低压柜19台含补偿柜4台，向新建压滤车间、浓缩车间、加压泵房、新4号转载点、新5号转载点及新6号转载点等660V负荷供电。

所内安装两台SGB11-100/0.69/0.4kV100kVA柜内变压器，向新建压滤车间、浓缩车间、加压泵房、新4号转载点、新5号转载点及新6号转载点等380V负荷供电。

3）新建准备车间变电所

新建准备车间变电所高压电源引自块煤车间6kV配电室。

所内安装两台SGB11-500/66/0.69kV500kVA变压器，GCS低压柜12台含补偿柜2台，向新建准备车间、新1号转载点、新2号转载点及新3号转载点等660V负荷供电。

660V配电系统为单母线分段，正常时两台变压器同时工作，当一台故障时另一台能保证全部二级负荷供电。

所内安装两台SGB11-100/0.69/0.4kV100kVA柜内变压器，向新建准备车间、新1号转载点、新2号转载点及新3号转载点等380V低压负荷供电。

4）水源工程杆式变电站

水源工程设1台200kVA10/0.4kV杆上变电站一座，单回电源引自块煤车间变电所6kV配电室。

高压线路采用直埋电缆敷设。

所有的变电所内均选用智能型高、低压开关柜，并将柜内的电压、电流、功率、断路器状态、接触器状态、故障信息、设备运行信号等传到选煤厂集控系统，可在选煤厂集控系统上监控各开关的分合闸状态及相关参数。

本工程高、低压电缆均选择交联聚乙烯电力电缆，车间内电缆沿桥架敷设，煤流线建筑物之间的电缆沿胶带机栈桥敷设，工业场地电缆沿电缆沟或埋地敷设。

直埋地敷设的电缆选用铠装电缆。

配电室门窗设置符合《建筑设计防火规范》等规范要求，电缆进出建筑物、穿墙孔洞等处均使实施阻火封堵。

四、照明

选煤厂新建建筑照明选用效率高、利用系数高、配光合理、保持率高的绿色环保产品。

根据建筑物功能不同，照明灯具选用高效节能灯具。

户外照明和道路照明，采用高压钠灯作为光源，并使用智能光电控制器根据室外光线强弱和时间自动开闭照明灯具，以减少电能损耗。

照明电源引自各变电所内柜内变压器。

原煤系统选用防爆型灯具。

主配电室和生产车间的主要通道设应急照明。

五、防雷与接地

选煤厂建筑物防雷及接地按照《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）及《煤炭洗选工程设计规范》（GB50359-2005）等相关条款进行设计。

选煤厂主厂房及其它主要建筑物按规范要求设置等电位连接。

660V系统变压器中性点经电阻接地,设漏电保护。

工作接地、保护接地、防雷接地构成联合接地系统，共用接地装置。

根据《选煤厂安全规程》AQ1010-2005中17.3.5规定，计算机集控系统接地设置单独的接地装置，但要与选煤厂联合接地系统严格分开，两接地系统之间的距离应不小于10m。

第二节控制及自动化

一、控制范围及控制系统

本工程采用PLC对工艺设备及相关的辅机进行监控，在原主厂房集控室增设生产监控工作站、工业电视监控工作站、电力自动化监控工作站，实现全厂的集中监控。

新建生产集控系统由块煤车间控制分站、压滤车间控制分站、准备车间控制分站和集控室上位机等组成。

选煤厂主要监控设备设在选煤厂集控室，以便全厂统一调度生产。

选煤厂的集控系统通过工业以太网将块煤车间控制分站、准备车间控制分站及压滤车间控制分站等各分站连网与集控室上位监控系统相连，实现全厂统一调度监控。

集控室上位监控系统可作为上一级管理网络的一个工作站，共享信息资源。

1）在准备车间低压配电室设PLC控制分站，监控范围包括准备车间内所有参控设备。

2）在块煤车间低压配电室设PLC控制分站，监控范围包括块煤车间、矸石仓、中煤卸载点及块煤卸载点内所有参控设备。

3）在压滤车间低压配电室设PLC控制分站，监控范围包括压滤车间、浓缩车间、煤泥卸载点、新4号转载点、新5号转载点及新6号转载点内所有参控设备。

新控制系统和已有控制系统通过工业以太网将各个控制分站与集控室上位监控系统相连，形成有机的整体，实现全厂监控。

二、控制系统的设计原则

采用微机自控和就地单控两种方式。

微机自控时，控制系统各设备之间互相闭锁，按逆煤流方向顺序自动启车，顺煤流方向依次延时自动停车。

在集控室监控上位计算机上实现集中操作。

就地单控时，各设备之间解锁。

在就地控制箱上操作设备的启停。

正常情况下，使用微机集控方式，由集控室操作人员集中操作。

当检修设备试车时，使用就地单控方式，由现场操作人员就地操作设备的启停。

1）系统控制功能

系统采用在集控室监控计算机上集中操作，由操作人员对运行系统和控制方式进行选择，以实现微机自动顺序启停功能。

启动预告功能：

系统启动前，设备启车预告功能通过电铃向现场设备发启动预告信号，以提醒工作人员注意安全。

具有设备禁止启动功能：

在预告期间，监控系统上位机若接收到现场禁启信号，则禁止启动设备，并自动记录禁启设备号；否则按逆煤流顺序启车。

启动/暂停功能：

在启车过程中，若有任一台设备故障或禁启，系统立即暂停启车过程，闭锁来煤设备，延时一定时间，在延时时间内，已启动的设备不停，若故障能短时排除，可继续启车；否则，瞬时停止已启动的设备。

事故处理、暂停/解除功能：

在设备运行过程中，当某台设备发生故障时，故障台设备至煤源侧各设备立即停车，故障点沿煤流方向以后的设备延时停车。

若故障能尽快处理，现场人员可解除故障。

这时停车过程自动停止，未停完的设备不再继续停车。

系统向各设备重新发启动预告信号，预告结束后便自动启车至煤源，使系统恢复正常运行，以减少设备的频繁启停，降低设备的损坏率。

诊断功能：

系统具有先进的综合诊断功能，能快速正确地识别模块配置错误、模拟量超程、线路断线等故障，并自动报告故障。

网络功能：

PLC与I/O之间采用远程I/O体系结构，该远程I/O系统可将I/O分别设置在配电室及各配电点，以减少控制电缆，降低干扰，实现系统布线方式的优化。

PLC主机与上位机之间采用工业以太环网连接，用于传送控制信息。

上位机与计算机管理系统之间采用以太网络形式连接，组成快速以太网，为计算机管理信息系统传送生产数据和图形信息。

通信功能：

具有直接通信、高速对等通信和开放性标准通信功能，使系统通信结构简单，性能高，以满足计算机与控制器之间的紧密联系，完成实时数据的传送与统计。

2）系统监视功能

在集控室监控计算机上实现各工艺流程图形的动态实时监视，模拟量棒状图、趋势图及馅饼图的实时显示，生产过程参数的直观显示，并在故障时自动调出故障的设备所在画面。

3）语音广播功能

监测系统设备故障时，可自动报警、记录，并以语音方式播出。

包括：

①胶带机打滑、断带、纵撕、跑偏等保护信号检测；②模拟量超限报警；③溜槽堵塞检测；④部分电机主回路电流超限报警；⑤现场设备的紧急停车等。

以实现整个系统的语音提示和报警功能。

三、控制主机选型

为保证与现有生产集控系统保持一致，本设计选用AB公司Controlgix系列PLC。

上位监控系统采用监控软件组成智能式监控平台，完成生产数据的实时采集、动态显示、设备运行、故障报警、趋势曲线、查询、数据库登陆等功能。

上位机直接从PLC读取生产数据，进行加工处理，利用先进的计算机技术进行描述（比如图形动画、多媒体语音系统等），动态显示各系统机械设备运行工况、胶带机保护信号，实现显示液位信号、胶带机运量等检测计量仪表的信号。

可通过鼠标点击实现对系统设备的起停控制。

四、自动化

1）设液下泵自动控制装置。

2）除尘器带有单机自动化控制装置。

3）破碎机带有单机自动化控制装置。

4）空压机带有单机自动化控制装置。

5）絮凝剂添加系统带有单机自动化控制装置。

6）快开压滤机带有单机自动化控制装置。

7）利用桶位压差传感器测量合介桶的液位，通过PLC进行PID调节，使合格介质桶液位稳定在一定范围内，以保证产品质量。

8）利用智能式密度计测量合介桶的介质密度，通过PLC进行PID调节，控制电动调节阀的开度，以控制补充清水量的大小，从而达到使合格介质密度稳定在一定范围的目的。

五、检测、计量及保护装置

1）检测装置

矸石仓设置雷达料位计，连续检测料位。

桶的液位使用压差变送器进行检测。

45kW及以上低压电动机、全部高压电动机和其他有特殊要求的电动机要设有电流检测装置，并进入集控系统予以监测。

75kW及以上低压电动机、全部高压电动机设有定子和轴承温度监测传感器，并进入集控系统予以监测。

准备车间至3号转载点末煤带式输送机、准备车间至块煤车间带式输送机及块煤车间至1号块煤卸载点洗中煤带式输送机的煤质分别采用1台在线分析仪进行检测。

各种检测信号接入控制主站再传输到集控室，在集控室内通过监控系统进行动态显示和远程监控。

2）计量装置

全厂原煤入料量和产品煤数量均采用胶带秤进行计量

全厂补水系统采用就地流量计进行计量。

各种计量信号接入控制主站再输到集控室，在集控室内通过监控系统进行动态显示和远程监控。

3）保护装置

全厂电力自动化综合保护系统在选煤厂集控室设置一套电力监控工作站。

通过该工作站对选煤厂变电所高压设备进行集中控制、监视和数据采集，对变电所进行遥测、遥控、遥信和遥调。

系统与选煤厂综合自动化监控平台进行数据交换，对变电所数据进行统一管理，实现集中监控，达到变电所无人值守的要求。

37kW以上电机采用电机综合保护器，通过网络向电力监控主机传送数据。

实现电机的过载、缺相、过压、欠压、堵转、短路等保护，电机的电流信号等参数均可通过电力监控上位机动态画面进行实时显示。

根据《带式输送机工程设计规范》，对胶带机设置紧停拉绳开关。

运量大、速度快的胶带机设置跑偏开关。

倾角大的胶带机设置速度保护装置。

在运量大、速度快、易发生堵塞的关键溜槽内设置溜槽堵塞开关。

根据工艺要求，全厂各重要设备电机设置温度保护及其它必要的保护措施。

设备各保护信号均输入PLC机，进行动态显示和联锁控制。

第三节生产管理系统

一、调度通信系统

调度通信利用现有系统，在新增的厂房内增加防爆话站和电话机。

为了提高选煤厂的管理水平，保证安全生产；提高选煤厂自动化水平，及时发现问题，及时处理问题，协调生产，同时也是作为选煤厂调度通信系统的补充，设计选用一套无线对讲系统，配备20部对讲机。

二、选煤厂工业电视系统

随着选煤厂生产自动化程度的不断提高和生产工艺系统的改进，为达到高效、安全生产的目的，需要安装工业电视系统，对块煤车间、浓缩车间、压滤车间、准备车间以及其他重要工作岗位进行实时监控，工业电视系统的投入运行将为选煤厂调度指挥、安全监控提供直观可靠的手段，对于提高选煤厂生产管理的现代化水平具有十分重要的意义。

本设计监控中心设在原主厂房集控室内，中心可以调看任一路图像，并可控制云台、镜头等。

监控中心内安装由6块50英寸DLP大屏拼接而成的电视墙，并与控制系统上位机和工业电视主机相连，显示工艺系统流程、设备运行状态、各种故障种类和原因，还可任意显示工业电视图像。

新增的工业电视监视系统可通过工业太网与原有系统相连，并向上级公司上传数据。

三、选煤厂消防控制系统

选煤厂设有一套消防控制系统，在胶带机走廊、块煤车间、准备车间等处设有消火栓按钮、水流指示器及信号阀等消防设施。