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5 供配电、控制和照明


5.0.1  主要通风机站应有两回直接由变(配)电所馈出的供电线路;线路在末端配电装置上应相互切换,并应符合下列规定:

    1  两回供电线路应来自各自的变压器和母线段,线路上不应分接任何负荷。

    2  主要通风机的控制回路和辅助设备,必须有与主要设备同等可靠的备用电源。

    3  当主要通风机为高压同步电动机驱动时,励磁装置的低压电源应引自高压供电的同一母线段。

5.0.2  主要通风机电动机应符合下列规定:

    1  当容量在200kW及以下时宜采用低压,容量在300kW及以上时宜采用高压;容量在200~300kW时,应经技术经济比较后确定采用高压或低压。

    2  当容量在800kW以下时,宜采用鼠笼型异步电动机;容量在800kW及以上时,采用同步电动机或异步电动机,宜根据主机厂配套情况经技术经济比较后确定。

    3  当电动机或电网不能满足直接启动要求时,可采用绕线型异步电动机。

    4  选用同步电动机时,应根据通风机的转向对电动机旋转方向提出要求。

    5  内装电动机应为防爆型,外装电动机的防护等级不应低于IP23。

5.0.3  采用异步电动机时,可选用变频调速或晶闸管串级调速。

5.0.4  同步电动机和鼠笼型异步电动机,应进行启动方式的选择和启动条件的验算,并应符合下列规定:

    1  对于同步电动机,还应进行牵入条件的验算。

    2  轴流式通风机采用同步电动机时,应按重载启动方式。

    3  在进行启动方式选择计算时,应首先采用直接启动。当直接启动不允许时,可采用降压启动。

5.0.5  高压电动机的保护应符合下列规定:

    1  高压电动机应装设绕组及引出线相间保护、过负荷保护、低电压保护;同步电动机还应装设失步保护和非同步冲击保护。上述保护应按现行国家标准《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062的有关规定执行。

    2  低电压保护装置的整定应按下列原则进行:

        1)当电源电压短时降低或短时中断后,根据生产过程不允许自启动的电动机,保护装置的电压整定值采用40%~50%额定电压或略高,时限为0.5~1.5s;

        2)当主要通风机用异步电动机传动时,保护装置的电压整定值采用40%~50%额定电压,时限为5~10s。

    3  电动机单相接地故障保护设置应按现行国家标准《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062的有关规定执行。

    4  电动机的防雷保护应按现行国家标准《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》GBJ64中有关规定执行。

5.0.6  交流低压电动机应装设短路保护和接地保护,并应根据具体情况分别装设过负荷保护、断相保护和低电压保护。变压器保护应按现行国家标准《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062有关规定执行。

5.0.7  主要通风机站的控制和监测仪表设置应符合下列规定:

    1  主要通风机电动机必须装设电压表和电流表,并应装设有功电度表和无功电度表。同步电动机还应装设功率因数表,转子回路还应装设直流电流表和直流电压表。

    2  如成套控制屏上已装有上述仪表时,配电装置上可不再重复装设。

    3  主要通风机站内应装设下列仪表及传感器:

        1)水柱计、电流表、电压表、轴承温度计等仪表;

        2)主要通风机设备开停传感器;

        3)主要风门开关传感器;

        4)通风机风量和负压传感器;

        5)井下风流中瓦斯和一氧化碳含量传感器;

        6)连续检测通风机轴承温度和大容量电动机的定子绕组温度等检测保护仪表,并在超温时能发出声光超温信号。

    4  本条第3款中的仪表及检测信息、声光信号应在值班室监视。

    5  主要通风机宜集中监控。有条件时,可实现自动化运行,矿井生产调度室可监控。

    6  集中控制时应实现远距离启动和停止主要通风机,需要反风时应保证远距离控制反风门,当主要通风机因故停车时,应保证自动启动备用通风机及其相应辅助装置、自动监控通风机和电动机的轴承润滑系统。应设置主要通风机运行、停车和事故停车的指示信号。

5.0.8  矿井装备的安全生产监控系统,应在通风机房设系统分站(测控设备),并应将工况参数及必要信息纳入安全生产监控系统。

5.0.9  主要通风机电动机的高压开关柜宜设在主要通风机站内;主要通风机站的配电室配电装置宜单列布置。电气设备的布置与安装应方便操作维护、搬运检修和调整测试,并应符合下列规定:

    1  配电装置单列布置时操作通道的最小宽度应按现行国家标准《低压配电设计规范》GB50054和《10kV及以下变电所设计规范》GB50053中有关规定执行。

    2  高压配电室净空高度不宜小于4m。配电室长度在7m及以下时,可设一个出口;长度超过7m时应设两个出口。

    3  当电控设备在通风机站内布置时,电机与控制屏、控制屏或操作台之间净距不应小于2m,转动机械侧面与配电装置或操作台净距不应小于1.5m。控制屏和配电屏应采用单列布置,正面通道不应小于1.5m,屏后不应小于800mm。

5.0.10  主要通风机站值班室内必须设置直通煤矿调度室的电话,并应在值班室外设置外接信号。

5.0.11  主要通风机站的照明设计应按现行国家标准《建筑照明设计标准》GB50034中有关规定执行。站内应设置应急照明设施。

5.0.12  主要通风机站电力设备应有良好的接地保护。有关电力设备的接地应按现行国家标准《工业与民用电力装置的接地设计规范》GBJ65有关规定执行。主要通风机站的防雷保护应按现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057有关规定执行,并应按二类设计。
 

条文说明

5.0.1  本条文是根据现行《煤矿安全规程》(2006年版)和现行国家标准《煤炭工业矿井设计规范》GB50215-2005相应条款编写。为保证矿井主要通风机安全运行,应严格执行本条文,其详细说明参见现行国家标准《煤炭工业矿井设计规范》GB50215-2005。

5.0.2  本条文规定包括两部分内容,一是电动机高压、低压的选择;二是电动机类型的选择。高、低压电动机的选择只是划定一相对界限,实际应用中可根据矿井的供电质量,特别是直供母线的短路容量,经计算和经济比较后选取。所以条文规定“宜采用”用词。对于异步电动机和同步电动机的选取,条文规定800kW及以上时,一般采用同步电动机并在采用同步电动机时加上考虑主机配套情况;因为目前对矿井用对旋通风机,厂家配套均为高、低压防爆异步电动机。虽然目前对矿井大型通风机配同步电动机有不同看法,但本条文规定根据同步电动机可改善电网质量的特点和一般矿井风井场地高压母线不进行无功补偿的运行方式,结合矿井主要通风机必须长期运行的条件,条文提出了采用同步电动机或异步电动机需经技术经济比较的规定。

5.0.3  本条文规定的电气调速方式为串极调速和变频调速,两种调速方式的选用均需进行技术经济比较。通过对应用情况调研,应用效果不但符合国家节能政策,而且具有显著的经济效益。目前在电力系统应用较广的内反馈交流电动机调速是串极调速系统的进一步发展,具有投资省、性能稳定的特点,目前已经应用的最大电动机功率为2600kW;但目前只能应用于一般绕线电动机,因为电动机内部需要加反馈绕组。

5.0.4  本条文重点是正确选择电动机全压启动或降压启动方式。对于矿井通风机而言,其电动机直接启动时,所应考虑的主要条件是配电母线的电压不应低于额定电压的80%,且不影响母线所接其他负荷的正常运行,且应符合现行国家标准《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93的规定。所选电动机都要进行启动条件的验算。关于降压启动和软启动的设备选择,由于目前产品较多,应经技术经济比较后确定。

5.0.5  本条文是指高压电动机的保护装置设置。对于电动机相间短路保护,规定2000kW界线。根据有关资料,2000kW以上电动机一般在中性点有引出线,为装设纵联差动保护提供了可行条件。2000kW以下电动机则采用电流速断保护。关于单相接地故障保护,引用现行国家标准《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92相关内容。当接地电流大于5A时,据有关资料证明可以将大电机的定子铁芯烧毁。装设有选择性的单相接地保护是必要的。

5.0.7  本条主要规定了测量仪表和保护装置的配置。提出了矿井通风机宜集中监控,有条件时,可实现自动化运行,矿井生产调度室可监控。这一提法主要依据目前通风机的类型情况,对旋风机在国内大量使用,其系统配置简单,便于实现自动化运行,目前控制设备和监测装置发展现状,已具备完成自动化运行的条件;国内已有部分矿井实现了通风机自动化运行,矿井生产调度室监控;个别矿井已无人值守,采用巡检;部分矿井引进的通风机,配置非常先进的自动化监控设备,运行情况均良好,取得了较理想的经济效益和社会效益。

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煤矿主要通风机站设计规范 GB50450-2008
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