基于煤矿采区设备供电控制系统设计分析_朱利玲

第31卷第4期2012年4期

煤

CoalTechnology

炭技术

Vol.31,No.04April,2012

煤矿电气

基于煤矿采区设备供电控制系统设计分析

朱利玲1，李勇2

（1.河南煤业化工（集团）焦煤公司，河南焦作454010；2.信阳供电公司调通中心，河南焦作454010）摘要:通过对某煤矿采区供电控制系统设计，及电力负荷控制系统漏电保护措施分析。提高了设备供电控制系统状态的评估准确性，设备检修工作的合理性、有效性和经济性以及状态检修管理的智能化水平。关键词:采区；设备供电；控制系统；设计；负荷中图分类号:TD64文献标识码:A文章编号:1008-8725（2012）04-0038-03

CoalMiningAreaofEquipmentBasedonPower

SupplyControlSystemDesignandAnalysis

ZHULi-ling1,LIYong2

（1.CokingCoalCompany,HenanCoalChemicalIndustry(Group),Jiaozuo454010,China;2.ThroughCenterXinyangPowerCompany,Jiaozuo454010,China）

Abstract:Coalminingareaofapowersupplycontrolsystemdesign,andpowerloadcontrolsystemleakageprotectionanalysis.Therebyincreasingthedevicepowercontrolsystemstatusassessmentofaccuracy,improveequipmentmaintenanceworkofrationality,efficiencyandeconomy,improvethecondition-basedmaintenancemanagementoftheintelligencelevel.Keywords:mining;equipmentpowersupply;controlsystem;design;areaload

人工时效→一次粗加工→二次粗加工→退火→半精加工→精加工→铲刮将高速加工引入后，更新的机加工工艺为：铸造→天然时效→粗加工→精加工→磨。

新旧对比可以看出，新工艺取消了半精加工,取消了中间工序。旧工艺在普通卧式镗床和龙门铣床加工，而新工艺在美国高速卧式加工中心上加工，最后一道工序铲刮改为磨。

高速加工切削力较小，半精、精加工合并为一道工序加工，不会引起变形，减少了一道工序，缩短了制造周期。

普通镗床和龙门铣床加工都改在卧式加工中心上进行。镗孔时由原来的硬质合金YG8镗刀改为Si3N4基陶瓷镗刀，使速度达到2500r/min，线速度近600m/min，而纵向进给速度为4000mm/min，加

纵向进给速度工速度比传统工艺（速度为400r/min，

为400mm/min）快了很多，提高效率约3倍，工件表

陶瓷镗刀在高面质量有了显著提高，并且质量稳定。

速切削状态下的寿命比使用硬质合金刀具在低速切削状态下的寿命反而增加了。

铣削升降台平面时，由原来的硬质合金铣刀改为LT55陶瓷铣刀，采用直径为准100mm的盘铣刀，切削速度由原来的400r/min改为2000r/min，相当于线速度由125.6m/min改为628m/min，铣刀可连

与硬质合金铣刀使用寿命相当。使用续使用80min，

高速加工工艺后，减少了中间环节，速度提高了约3倍，相反加工表面质量却得到了提高。

旧的机加工工艺要求升降台平面与轴承孔平行且要求两头凸、中间凹，在精加工后要求人工铲刮，

收稿日期:2011-09-06;修订日期:2012-03-18

作者简介:朱利玲（1978-），女，河南焦作人，工程师，现在河南煤化工（集团）焦煤公司从事电力系统运行及保护工作。

铲刮时间较长，更新后的机加工工艺用磨削代替了

铲刮，在数控导轨磨床上采用数控编程，可以使运动轨迹两头凸、中间凹，所用时间由原来的2d变为2缩短了加工周期。h，

7结束语

高速加工在立式铣床升降台的机加工过程中，发挥了积极的效力，加强了表面粗糙度和加工精度，提高了速度，使桂林机床厂立式铣床升降台的制造周期从以前的200h，减少到目前的100h。使生产效率大大提高，桂林机床厂立式铣床销售量也大大提高，提高了该厂的市场竞争力。随着科学技术的不断进步，全球经济在不断的蓬勃向前发展。随着高速加工技术的不断发展和高速加工机床的不断完善，高速加工技术也会在制造业领域扮演着越来越重要的角色。参考文献:

[1][2][3][4][5][6]

艾兴.高速切削加工技术[M].北京：国防工业出版社,2003.陈明，袁人炜.高速切削过程切削条件优化研究最新动态[J].机械设计与研究，1999（3）:61-67.艾兴，刘战强，黄传真，等，高速切削综合技术[J].航空制造技术，2002（3）:20-23.刘战强，黄传真，郭培全.先进切削加工技术及应用[M].机械工业出版社，2005.

戴丽玲.高速切削工艺数据库系统管理研究和开发[D].昆明：昆明理工大学，2006.张伯霖，杨庆东，陈长年.高速切削技术及应用[M].北京：机械工

2002.业出版社，

（责任编辑王秀丽）

第4期朱利玲，等：基于煤矿采区设备供电控制系统设计分析··39

作为16003，16004掘进工作面支路电缆，其载流量

选取KBZ-400/660作为馈电开关。为138A>91A，0引言

（3）皮带运输巷、轨道巷支路运行负荷为165

根据煤矿生产技术部提供的采区采掘工程平面

kW，取Kf=0.85，cos准pj=0.8，则

图知道，按照国际国内先进水平，积极采用新技术和新装备，提高煤炭生产效率和企业经济效率，实施科I=∑PKf/姨Uecos准pj=165×0.85/姨×0.66×0.8=技兴企战略的精神，结合矿山机械的发展方向，再根154A

选取MYP-0.663×50+1×25mm2电缆1趟作为《煤矿安全规程》的要求，采用先进的设备供电控据

选取KBZ-400/其载流量为173A>154A，过压、过流、断相等自支路电缆，制系统进行启动，其具有过热、

诊断保护功能，供电可靠就是要求供电不间断。供电660作为馈电开关。

（4）采区运行局扇总负荷为60kW，取负荷率安全就是在电能的分配、供应和使用过程中，不应发

cos准pj=0.8，则变压器容量S=∑PKf/cos准pj=生人身触电事故和设备事故，也不致引起火灾和爆Kf=0.85，

为保证局扇的安全可靠运高质量的供电要求是用电设备在额定值下22×0.85/0.8=23.375kVA，炸事故。

行及以后长远考虑，特选2台KBSG-R-200/10矿联合完成对采区的供电任务[1]。运行性能良好。

用干式变压器，2台变压器均作为风机专用变压器。

1采区供电设备系统设计（5）局扇风机支路同时运行负荷为60kW，取

Kf=0.85，cos准=0.8，则1.1采区变电所变压器的选择

初步设计进行实际分析，决定使用采区变电所，I=∑PKf/姨Uecos准=60×0.85/姨×0.66×0.8=56A专用变压器。由负荷统计表及低压负荷分布情况可选取MYP-0.663×16+1×4mm2电缆两趟作为支

∑P局扇=120kW，一般机械化工路电缆，知∑P动力=807kW，其载流量为85A>56A，选取KBZ-200/660

作面的平均功率因数为cos准=0.8，负荷需用系数Kr作为馈电开关。取0.8，故计算负荷1.3高爆开关的选择

∑P动力=807kW×0.8/0.8=807kVA（1）变电所总进线开关由负荷统计知，此时的总∑P局扇=120kW×0.8/0.8=120kVA负荷为927kW，同时系数Kt=0.769，取负荷率Kf=根据上述计算负荷，采区变电所选用1台KB－0.8，cos准pj=0.8，则最大长时负荷电流为SG-500/10矿用干式变压器（用作动力变压器）、1台

I=∑PKtKf/姨Uecos准pj=927×0.769×0.8/姨×10×

KBSG-315/10矿用干式变压器（用作动力变压器）、2

0.8=41.1A

台KBSG-200/10矿用干式变压器（用作局扇专用变压

变电所总进线开关选用BGP-200/10矿用隔爆

器），所选用的动力变压器容量为815kVA＞807kVA，

变电所正常工作时，中间联络开关型高压配电开关。

风机专用变压器容量为400kVA＞120kVA，故能满

断开，两总进线开关及两总进线电缆并列运行。

[2]

足生产需要。

（2）2台动力变压器及两台风机专用变压器根

1.2隔爆真空启动器动力电缆的选择

据其容量选用BGP-100/10矿用隔爆型高压配电开

根据设备电机额定电流、额定电压选择相应起

关。

动器，按照电缆的额定电压和设备电机额定电压相

（3）联络开关选用BGP-200/10矿用隔爆型高

一致，电缆长时允许电流大于电机的额定电流，根据

压配电开关[3]。

设备的性能不同兼顾考虑机械强度的要求来选择电

2电力负荷的分类及要求缆规格、截面，选择过程如下：

（1）采区工作面支路运行负荷∑P均为223.5一类负荷（一级负荷），凡因突然中断供电，可能kW，取Kf=0.85，cos准=0.8，则造成的人身伤亡事故或重大设备损坏，为国民经济I=∑PKf/姨Uecos准=223.5×0.85/姨×0.66×0.8=208A。

选取MYP-0.663×70+1×25mm2电缆2趟分别

16002工作面支路电缆，其载流量为作为16001，

213A>208A，选取KBZ-400/660作为馈电开关。

（2）掘进工作面支路运行负荷∑P均为97.5取Kf=0.85，cos准=0.8，则kW，

造成重大损失的或在政治上产生不良影响的。二类

负荷（二级负荷），凡因停电，造成大量减产或生产

三类负荷（三级负荷），除一、二级大量废品的负荷。

负荷外的其它负荷。根据负荷分类明细，采区供电设计应为一类负荷

3低压真空隔离启动器整定计算

采区变电所低压馈电开关使用的是KBZ-200型

I=∑PKf/姨Uecos准=97.5×0.85/姨×0.66×0.8=91

KBZ-630型3种低压馈电开关。和KBZ-300型、

A。

（1）低压馈电开关为KBZ-200型，作为掘进工

选取MYP-0.663×35+1×16mm2电缆2趟分别

··40煤炭技术第31卷

作面局部通风机的总开关，经统计其所带总负荷为可用2根长度不得小于0.75m，直径不得小于2260kW，根据该矿情况其负需用系数取0.8，cos准=0.8。mm的镀锌铁管。并必须埋设于潮湿的地方，两管之

连接导线、接地导线应采用断面不过流保护整定：IZ1=60×0.8/姨×0.66×0.8=53间相距5m以上。

小于25mm2的裸铜线、断面不小于50mm2的镀锌过流保护整定在0.4Ie即80A便可满足需求。A，

2

（2）低压馈电开关为KBZ-400型，作为两个掘铁线或厚度不小于4mm、断面不小于50mm的镀进工作面的总开关，经统计其所带总负荷为195kW，锌扁钢，额定电压低于或等于127V的电气设备的

接地导线、连接导线，可采用断面不小于6mm2的裸根据该矿情况其负需用系数取0.8。

铜线。

过流保护整定：IZ1=195×0.8/姨×0.66×0.8=

照明信号及煤电钻综合保护的主接地与辅助接

171A，过流保护整定在0.5Ie即200A便可满足需

井下10m范围之地之间的距离最小不能小于5m。

求。

内有2台及2台以上电气设备时，必须打局部接地。

（3）低压馈电开关为KBZ-630型，作为两个掘

每台设备均必须用独立的连接导线与接地网直接连

进工作面及皮带运输巷和轨道巷设备的总开关，经

接，禁止将几台设备串联接地，也禁止将几个接地部

统计其所带总负荷为362.5kW，根据该矿情况其负

严禁采用铝导体作为接地极、接地母线、辅分串联。

需用系数取0.8，cos准=0.8。

助接地母线、连接导线和接地导线。

过流保护整定：IZ1=362.5×0.8/姨×0.66×0.8=

采煤工作面的机巷、回风巷、集中运输巷（胶带

317.1A，过流保护整定在0.6Ie即378A便可满足需

运输巷）以及由变电所单独供电的掘进工作面，至少

求[4]。

要分别装设一个局部接地极。

4采区漏电保护措施

5结束语

4.1隔离馈电开关保护

采区变电所内的高压配电和低压馈电开关均是具有选择性漏电保护功能的智能化高科技产品，且技术已经比较成熟，目前在煤矿供电中得到了广泛的应用，因此实际中井下的接地系统的可靠性便成了漏电保护能否可靠动作的保证，从而保证在发生漏电的情况下工作人员的安全。井下保护接地网是

低压铠装电缆的金属外皮和橡套电利用供电的高、

缆的接地芯线，把分布在井下中央变电所、井底车场、运输大巷、采区变电所以及工作面配电点的电器设备的金属外壳在电器上连接起来，并与安设于井

副水仓中的主接地极、接地母下中央变电所附近主、

线、辅助接地母线、连接导线和接地导线连接起来[5]。4.2漏电综合保护

埋设在其它地点的局部接地极，可采用镀锌铁管，并必须埋设于潮湿的地方，如果埋设有困难时，

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通过采区供电控制系统设计分析和控制系统漏

电保护研究。进行多次模拟系统的实验、推敲。同时用低压启动实验，使文中具有非常高的可靠性和实用性。参考文献：

[1][2][3].[4][6]

黄文生．电气设备故障诊断的现状与发展趋势[J]．中国电力教育，2010（11）：265-266.

杨思斯．浅谈电气设备状态监测与故障诊断技术应用[J]．中国科2011（1）：280-281.技博览，

李珍珠．论电气设备故障诊断分析[J]．科技成果管理与研究,2009（4）：37-39.

于不凡.煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册[M].北京：煤炭工业2005.出版社，

杨建立.大采高综放工作面煤岩稳定性及其控制[J].中国煤炭，2004（7）:37-41.

（责任编辑

王秀丽）

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