8电气安全256283Word格式.docx
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1、可能产生的事故分析
（1）气候发生恶劣变化（大风或旋风），使线路发生倒杆塔事故。
（2）由于季节或气候温度变化，使线路的导线发生断线（比如风速使导线产生的共振疲劳，冬季线路覆冰产生的额外荷载，夏季暴雨、雷电对线路产生的影响）。
（3）泥石流、滑坡地段对线路的危害。
（4）在线路设计之前勘探、测量等设计资料（地质、水文、气象、土壤）收集的完善程度不够，设计中安全系数的取值失误，还有设备材料的质量问题，以及线路金具的除锈防腐处理不当，杆塔及拉线等基础不按设计施工等因素，均可能使线路产生事故。
2、预防措施
（1）该地区属黄土高原地貌，山多、沟多，地形地貌较为复杂，在户外踏勘及测量选择输电线路路径时，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路径区内的一形一物，为设计工作做好充分的准备。
输电线路路径的选择：
沿公路等有保留煤柱的区域架设，利用井田境界或断层煤柱，避免通过塌陷区或初期开采区，避开爆炸及爆炸物影响范围；
避开泥石流道、滑坡、山洪冲沟等特殊地质现象地区，避开水泥厂等污染源范围以及重雾地带等（避开或采取相对应的措施）；
尽量利用山头坡顶，少砍伐树木、少占农田、不跨房屋。
线路考虑防污、防震。
（2）供电线路的路径避开覆冰区，如确实无法避开，则要酌情加大导线、杆塔、横担、底盘、拉线、金具等的安全系数。
酌情减小线路杆塔档距、减小耐张段长度。
为防止风速、浮冰对输电线路的危害，输电导线选用钢芯铝铰线，以加大导线的抗拉强度。
（3）供电线路采用门型杆塔，大跨越及特殊地段采用铁塔。
为防大气过电压对供电线路及变电所造成危害，所以本矿35kV线路全线安装避雷线（每基杆塔的铁横担必须接地），避雷线选用GJ-35型镀锌钢绞线，随线路架设ADSS-24-B1-600光缆。
在35kV线路的始、终端杆（以及处于重雷区的部分电杆）上安装避雷器防雷，结合输电线路的路径，在重雷区的相关位置安装避雷针。
在输电线路的导线及避雷线上安装防振锤使其消除共振疲劳。
（4）加强日常对线路的巡检，每季最少对使用和备用线路进行一次蹬杆检查处理不合格的金具，检修前后分别摇测线路绝缘，并作好纪录。
（5）两回线路上严禁分接任何负荷、严禁安装定量装置，以确保电源线路的安全运行。
（6）本矿架空电力线路与其他架空电力线路交叉时，其交叉点不选在被跨越线路的杆塔顶上；
与一级架空弱电线路交叉时，交叉角大于45°
，与二级架空弱电线路交叉时，交叉角大于30°
，与弱电线路交叉时，由交叉点至最近一基杆塔的距离不小于7m。
架空电力线路的跨越杆塔采用固定线夹，架空电力线路导线与地面、建筑物、树木，铁路、道路、河流、管道、索道及各种架空线路的距离，根据最高气温情况或覆冰情况求得的最大弧垂和最大风速情况或覆冰情况求得的最大风偏进行计算，架空线路的对地、山坡、峭壁、岩石、建筑物和构筑物的最小净距满足《66kV及以下架空电力线路设计规范》的要求：
在居民区，35kV线路导线对地面的最小距离为7m；
在非居民区，35kV线路导线对地面的最小距离为6m；
在交通困难地区，35kV线路导线对地面的最小距离为5m；
35kV线路导线与步行可以到达的山坡的最小净空距离为5m；
35kV线路导线与步行不能到达的山坡、峭壁和岩石的最小净空距离为3m；
35kV送电线路不可跨越屋顶为燃烧材料做成的建筑物，不可跨越储存易燃、易爆物的仓库区域，跨越耐火屋顶的建筑物需与有关方面协商，最大计算弧垂情况下，导线与建筑物之间的最小垂直距离为4m，在最大计算风偏情况下，边导线与建筑物之间的最小距离为3m。
第二节矿井主变电所
一、主变电所负荷
1、变电所10kV母线计算负荷
有功功率：
11830kW
无功功率：
8892kVar
视在功率：
14799kVA
功率因数：
0.80
2、经无功补偿6000kVar后变电所10kV母线上的负荷
11830kW
2892kVar
12178kVA
0.97
3、计入主变压器损耗后，变电所35kV母线上的计算负荷
11951kW
3501kVar
12454kVA
0.96
主变负荷率为：
62%
4、矿井年耗电量：
2366×
104kW·
h
吨煤耗电量：
19.7kW·
二、主变压器选择
矿井35kV变电所选用两台SZ11-20000/3535±
3×
2.5％/10.5kV有载调压变压器，两台20000kVA主变一用一备，单台负荷率为62％，一台主变检修或故障停运后，另一台主变能保证矿井所有负荷的正常用电。
矿井负荷统计详见附表8-2-1，变压器的选择详见附表8-2-2。
表8-2-1电力负荷统计表
序号
负荷名称
电压
（kV）
设备数量（台）
设备容量（kW）
需用系数Kx
cosΦ
tgΦ
计算负荷
最大负荷利用小时（h）
年耗
电量（kW·
h）
备注
安装
工作
有功
（kW）
无功
（kVar）
视在
（kVA）
一
主井工业场地
10kV配电所
1
主井场地10kV配电所
附设10kV变电所
2178
1918
0.92
1228
523
1335
2
生产系统10kV变电所
（1）
筛分车间
566
544
0.93
389
157
419
（2）
主井胶带机
500
0.8
400
300
（3）
小计
1066
1044
789
457
912
3
强排泵
900
4
4144
2962
2017
980
2242
二
井下负荷
7000
5847
0.70
3177
3226
4527
三
副井场地10kV变电所
1005
956
615
257
667
四
35kV变电所附设
10/0.4kV变电所
751
721
0.94
323
119
344
五
主扇风机
880
440
223
168
279
鑫瑞变电所负荷合计
13780
11826
6355
4750
7934
表8-2-2变压器选择表
变电所母线最大负荷
考虑6项时母线最大负荷
功率因数cosΦ
变压器选择
有功
无功
视在（kVA）
同时系数
台数×
容量（kVA）
负荷率
保证系数
5
6
7
8
9
10
11
12
13
鑫瑞35kV变电所
10kV负荷
鑫瑞矿井负荷
预留选煤厂等
其它企业负荷
6789
5130
无功补偿前
13144
9880
0.9
11830
8892
14799
无功补偿
-6000
10kV母线负荷合计
2892
12178
变压器选两台
2×
20000
六
变压器损耗
122
609
折算到35kV侧负荷
11951
3501
12454
三、电气主接线及主要电气设备
1、主接线
变电所35kV和10kV系统主接线均为单母线分段，35kV开关柜选用KYN61-40.5型户内移开式金属封闭型开关柜，共安装10台，其中进线2台、联络2台、PT2台、所用变2台、变压器出线2台。
10kV开关柜选用KYN28-12型铠装移开式交流金属封闭型开关柜，共安装30台，其中进线2台、联络2台、PT2台、无功补偿2台、馈出回路11台、备用开关9台，备用位置4个。
10kV电压抑制柜的型号为ETY-J/X，共2台。
开关柜内安装过电压保护器，防止大气及内部操作过电压的危害。
配电装置的分断能力均大于系统短路电流，并具备“五防”功能，配置的真空断路器无可燃物质。
2、无功补偿和谐波滤波
矿井移交时，35kV变电所设1套RSVG-4/10-CT型10kV动态无功功率自动补偿装置，补偿容量为4MVar，后期当35kV变电所为预留负荷提供电源时，增设1套RSVG-4/10-CT型10kV动态无功功率自动补偿装置，补偿容量为2MVar。
无功补偿装置均布置在室内，变电所10kV母线的无功功率计算见矿井负荷统计表及变压器选型表。
本矿井可能产生高次谐波的设备主要为主井提升机。
主井提升机采用的变频器采用“完美无谐波”技术，功率因数约为1，谐波分量小至可忽略，基本不会对电网及其他电气设备造成不良影响，因此设计暂不考虑谐波的专项治理。
3、单相电容电流
矿井10kV配电系统单相接地电容电流约为15A，为限制单相接地电容电流，所以在35kV变电所10kV两段母线上各安装消弧线圈设备一套，以自动跟踪补偿单相接地电容电流达到允许值以下，以提高运行的安全性及可靠性。
4、变电所的所用电及操作电源
变电所内的动力、照明及直流系统等所需交流电源取自所用交流电屏。
控制信号、继电保护以及事故照明等电源取自所内直流系统。
变电所直流电源选用智能型高频开关、电源100Ah全封闭、免维护蓄电池，设备组屏安装在控制室。
直流系统电压为220V，采用单母线接线。
5、继电保护
变电所二次保护设备采用微机综合自动户保护装置，完成变电所的监控及保护功能，同时向上级调度单位提供变电所的运行状态信息，完成远动系统的功能。
（1）35kV线路保护配置
35kV线路主保护设置两段电流速断或电压闭锁过电流保护，后备保护设置带时限的过电流保护。
（2）35kV母联保护配置
35kV母联保护设置相电流、零序电流保护等。
（3）主变压器保护配置
主保护为纵联差动保护，后备保护为过流、过负荷保护；
非电量保护为主变本体重瓦斯动作于跳闸、轻瓦斯动作于信号、温度、油位保护等。
（4）10kV部分保护配置
10kV馈出线保护设置不带时限和带时限的电流速断保护、过电流保护、单相接地保护。
10kV电容器保护设置过电流保护、过电压保护、母线欠电压保护、零序电压保护等。
10kV变压器保护设置电流速断及过电流保护、温度高跳闸及报警。
10kV系统装设小电流接地选线装置，在10kV馈出线上均安装零序电流互感器，构成单相接地保护，动作于跳闸。
10kV母联保护设置过流保护、合闸后加速保护。
6、短路电流计算
鑫瑞35kV变电所两回电源分别引自林家坪110kV变电站和高家山110kV变电站，对鑫瑞变电所按最大运行方式进行短路电流计算，短路电流计算系统图、阻抗图及计算结果见图8-2-1。
鑫瑞变电所主要电器设备校验及选择见表8-2-1。
经热稳定校核，鑫瑞变电所馈出的10kV交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆最小截面为50mm2。
35kV电流互感器要求在不同电流变比情况下，均满足1秒热稳定电流25kA的要求，10kV电流互感器要求在不同电流变比情况下，均满足1秒热稳定电流20kA的要求。
四、接地方式和接地网设置
在变电所的35kV开关柜内及10kV开关柜内分别装设过电压保护器，以防感应雷击和操作过电压。
在变电所建筑物顶安装避雷带，在变电所建筑物顶与进线杆塔之间装设避雷线，保护35kV线路进线段及变电所建筑物。
在主变附近安装避雷针，保护主变及变电所建筑物。
变电站利用建筑物内钢筋、屋外水平接地网组成主接地网。
计算机系统接地采用一点引出与主接地网连接，主接地网接地电阻≤1Ω。
变电所的接地装置在变电所室内形成接地系统并多处联网再与室外接地网多处相连。
变电所室内接地系统利用变电所基础圈梁内钢筋网作自然接地体，基础内和各层圈梁内有4根大于φ12的主钢筋通焊，焊缝长度≥100mm，并与所有防雷引下线可靠焊。
室外接地网在地下1.11m处敷设成闭式环形。
防雷接地装置与电气设备接地装置共用，其接地电阻≤0.5欧,如实测不满足要求，应增补人工接地极。
避雷针设独立的接地装置，接地电阻应≤10欧，接地极顶端距地面1m。
35kV线路终端塔避雷线的接地装置经不小于15m接地线与接地网相连。
五、防止矿井突然停电的措施
1、设计使用双回路供电，两回进线同时使用，当一回电源发生故障停止供电时，另一回电源仍能担负矿井全部负荷用电。
变电所设有两台主变，当其中一台主变检修或故障时，另一台主变能够保证矿井所有负荷的用电，事故保证率为100%。
2、矿井所有一、二类负荷高低压供电均为双电源供电，每一路电源负荷保证率均为100%。
3、加强日常对线路的巡捡，每季最少对使用和备用线路进行一次检查，防止线路及电缆因外力影响受到机械损伤，对危及安全供电的情况要及时处理，消除事故隐患。
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。
4、因检修停电时，必须制定停电及恢复供电的措施。
变电所在停电以前，必须将预计停电时间通知矿调度室，矿井提前作好停电准备。
5、变电所设有微机综合保护系统，实时监控电气设备及线路的运行状态，确保备用系统为完好状态。
对继电保护装置的保护定值应做到定期校验，保证定值正确，防止保护误动和拒动，防止电气事故的扩大和蔓延。
6、建立完善的电气设备检修制度，使设备始终处于一种完好状态，主要电气设备的检修或更换时，必须编制检修任务书后方可实施。
7、配备合理、完善的“五防”装置，杜绝误操作事故发生。
六、地面主变电所事故及防治措施
1、可能发生的事故分析
洪涝灾害可使设备受潮而影响绝缘水平，并危及人身安全。
大气及内部过电压会使设备损坏，引起火灾。
小动物进入电气设备内将会引起短路事故，造成停电，影响矿井生产和工作人员的安全。
当电气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，将会使事故扩大，影响矿井生产并危及人身安全。
若矿井10kV电网上的单相接地电容电流超过规程允许值时，也会影响矿井的安全生产。
2、地面变电所事故防治措施
（1）变电所选址时，既考虑了进出线方便及供电负荷距等因素，又照顾到了防止洪涝的形成及排水的便利，变电所标高高于五十年一遇的洪水位，建筑物室内地面高出屋外地面0.3m。
变电所位于无塌陷、稳定的场地，无安全隐患，并且高压进出线方便。
（2）变电所设在爆炸材料库爆炸危险区500m以外。
与高噪声源的距离，满足主控制室背景噪声不大于60db（A）的要求。
（3）变电所周围设有围墙，其高度为2.2m，并在周围悬挂安全警示牌。
变电所内悬挂一次、二次架空线和电缆的配电系统图以及有关操作、维护等规程、规则。
变电所内变电装置与墙、顶必须按有关规定留足距离。
（4）按热稳定性的要求，矿井35kV地面变电所，所有10kV电缆均选用交联铜芯截面不小于50mm²
。
开关柜选择的分断能力均大于系统短路电流，并具备“五防”功能，配置的真空断路器无可燃物质。
（5）两台主变及事故油池为室外安装，满足防火间距要求，每台变压器下部均设有鹅卵石层及可以储存100%变压器油的储油池，储油池长宽尺寸大于变压器外形尺寸，保证在发生任何漏油事故时将油迅速冷却并存在油池中。
主变压器设有差动、过流、过负荷以及瓦斯、温度保护。
（6）变电所还设置了专门的电缆层，一、二类负荷电缆均分设于不同的电缆桥架内，并且选用阻燃型电缆。
电缆进出口均采取了防火封堵措施。
（7）变电所内设有技术先进的微机继电保护、控制、信号、监控装置，各馈出回路均安装了各种保护，当发生任何故障如短路、过电流等容易导致电弧的事故均可及时切除，其中短路故障切除时间小于0.2s，并发出警报，同时传送至矿井总调度室。
所有的保护设备动作灵敏度均达到规程要求。
（8）变电所按有关规程、规范规定采取了相应的防火措施。
变电所建筑包括门、窗等均采用不燃性材料，有专门的防灭火装置。
其中各配电装置室、主控室等均设有两个向外开的门。
变电所内各建筑物耐火等级按规范设计，配电装置室及控制室按二级设计。
开关柜室、控制室、低压配电室和电容器室相互隔离，并砌筑240mm砖墙，选用防火门。
变电所内设下列防火措施：
①在变电所场地内贮备2m3灭火用砂子；
②变电所配备干粉灭火器。
电缆进出变电所的进出口、控制室与电缆沟之间，均采取防止火灾蔓延的分隔措施。
（9）变电所室外进线侧设有独立避雷针防直击雷保护，变电所建筑设有防直击雷、雷电波侵入、雷电感应的保护及接地装置。
35kV、10kV母线上均设有避雷器，各馈出线均设有防止操作过电压的设备；
在变电所的工业场地及建筑物的各层地板内敷设了接地网与均压带，所有的电器设备及金属件均与接地网多处相连，以减除漏电事故对人体造成的危害。
（10）在变电所所有10kV馈线回路均装设选择性的单相接地故障检测装置，当10kV馈线回路发生单相接地故障时，则相应的保护装置动作于跳闸或信号。
（11）室外电缆沟及管道沟的盖板密闭勾缝，变电所电缆出口与室外电缆沟接缝处封堵严密，防止小动物的进入。
变电所的挡鼠板采用厚度1cm以上、高度60cm以上的塑料板或酚醛板，主要设置在变电所门口，防止老鼠等爬行动物进入。
在变电所相关的房间安装纱门、纱窗，并作防止雨、雪及小动物进入的措施。
第三节地面供电系统
一、高压配电系统
鑫瑞35/10kV变电所采用放射式配电方式，分别为主井场地10kV配电所、副井场地10/0.4kV变电所、井下中央变电所、35kV变电所附设10/0.4kV变电所和通风机配电室提供2回10kV供电电源，为试验设备提供1回10kV电源。
主井场地10kV配电所采用放射式配电方式，分别为生产系统10kV变电所、强排泵、10kV配电所附设10/0.4kV变电所各提供2回10kV工作电源。
主井场地电源线路的导线选用LGJ-185型钢芯铝绞线。
主井、副井场地和通风机房配电室的电源线路采用水泥电杆架空敷设方式，主井场地电源线路的导线选用LGJ-185型钢芯铝绞线，副井场地电源线路的导线选用LGJ-70型钢芯铝绞线，通风机房配电室电源线路的导线选用LGJ-50型钢芯铝绞线，各场地的两回线路之间的平行距离大于倒杆距离。
二、地面低压配电
地面低压动力和照明采用三相四线AC220/380V，TN-C-S系统。
根据矿井整合后的工业场地布置，矿井原有的配电系统需要重新整合设计，结合地面用电负荷的分布以及地理位置，主井工业场地设10kV配电所，主要供主井工业场地的主井提升机、锅炉房、矿井水处理站等负荷用电；
副井工业场地设10/0.4kV变电所，主要副井井口房、污水处理站等负荷的用电；
辅助生产工业场地设10/0.4kV变电所，主要供机修车间、救护中队及各辅助生产负荷负荷用电。
主井工业场地设主井场地10kV配电所，原有配电系统低压馈出回路已经不能满足整合后的用电要求，利用现有的10kV配电所内的变压器以及高压配电系统，更换低压配电柜，内设XGN-12Z型高压开关柜10面，S9-1250/10，1250kVA变压器2台，组合式开关柜11台，10kV主接线采
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