第八章 电气安全第一节 矿井电源及送电线路一、矿井供电电源及可靠性分析本矿由三回35kV电源接入，35kV工作电源和备用电源分别引自苏店220kV变电站35kV侧不同母线段，线路导线选用LGJ－240/40钢芯铝绞线，避雷线选用GJ－50钢绞线(全线架设)，全线采用铁塔架设，送电距离约6.8公里，线路电压损失为2.08%当一回电源停止运行时，另一回电源仍能保证矿井全部负荷用电为进一步保证矿井安全生产，本矿另设一回35kV保安电源，该电源引自城南110kV变电站35kV母线，电源线路导线型号为LGJ－95钢芯铝绞线（利用原有线路），送电距离为10.5公里，该电源可以保证矿井的全部一级负荷地区电力系统地理接线示意见图8－1－1苏店220kV变电站位于本矿东北方向约6公里处，该站220kV电源分别引自长治220kV变电站、康庄220kV变电站和高平北220kV变电站，站内设有120MVA变压器两台城南110kV变电站位于本矿北部约9公里处，该站110kV电源分别引自长治220kV变电站和苏店220kV变电站，站内设31.5MVA和40MVA电力变压器各一台苏店220kV变电站和城南110kV变电站均为地区重要枢纽变电站，其供电电源可靠，安全可靠性高。
二、供电线路及可靠性保障措施本矿共有三回35kV输电线路其中两回引自苏店220kV变电站35kV侧不同母线段，一回运行一回带电热备用，线路导线选用LGJ－240/40钢芯铝绞线，避雷线选用GJ－50钢绞线(全线架设)，送电距离约6.8km，线路电压损失为2.08%，两回电源线路均采用铁塔架设，未分接任何其他负荷，严禁装设负荷定量器当一回线路停止运行时，另一回仍能保证全矿全部负荷用电为进一步保证矿井安全生产，本矿另设一回35kV电源线路，引自城南110kV变电站35kV母线，线路导线为LGJ－95钢芯铝绞线（利用原有线路），送电距离为10.5公里，采用铁塔架设，未分接任何其他负荷，该线路可以保证矿井的全部一级负荷可能产生的事故分析：架空供电线路可能产生的事故主要有断线、倒杆、外力破坏、雷击、覆冰、污闪、线路共振等防治措施：本矿35kV架空线路地处山西省长治地区，气象条件为山西省I级气象区针对上述线路可能产生的各种事故，本线路严格按照架空线路设计规程、规范设计：合理选择路径，避开了采空区及不良地质区；根据负荷及当地环境温度参数合理选择导线截面；确定杆塔参数时，合理选择导线、避雷线安全系数和耐张段长度，利用线路专用程序计算杆塔受力，并严格按照相关要求考虑交叉跨越距离，通过倾覆稳定性验算确定基础类型；根据电压等级及环境条件，合理确定线路绝缘配合各项参数；采用加装导线防震锤或护线条等措施应对线路共振事故，力求将架空线路发生事故的概率降到最小。
为进一步提高供电可靠性，线路全线架设避雷线采用铁塔架设，每基杆塔均设接地装置，接地电阻不大于10欧姆第二节 矿井主变电所一、主变电所负荷最大负荷有功功率13691.34Kw(含选煤厂)；35kV变电站6KV侧无功功率补偿7200kvar，补偿后最大负荷无功功率5323.83kvar(含选煤厂)；补偿后35kV母线功率因数0.93；35kV变电站视在容量14689.99kVA；矿井年耗电量47402.01×103kW·h；；矿井吨煤电耗15.80kW·h电力负荷统计参见表 8－2－1二、主变压器选择矿井35/6KV变电站内主变选用SZ11－20000/35 35±3×2.5%/6.3kV 20000kVA低损耗有载调压变压器两台，一台检修或故障停运后，另一台主变能保证矿井所有用电负荷正常运行，两台主变均室外布置正常工作时一用一热备，负荷率为73.4%，保证率为100%三、电气主接线及主要电气设备1、矿井35kV变电站本矿工业场地东侧现有一座35/6kV变电站，站内35kV、6kV及380V母线均为单母线分段接线方式，主变压器选用SZ11－20000/35 35±3×2.5%/6.3kV 20000kVA低损耗有载调压电力变压器两台，正常工作时一用一备，室外安装，变压器负荷率为73.4%，保证率为100%；站内另设S9－630/6 6/0.4kV 630kVA变压器两台，室内安装，两台变压器同时工作，变压器负荷率为57.9%，一台变压器故障停运后，另一台变压器可以保证其所带的一、二级负荷用电。
35kV配电装置选用JYN1－40.5(Z)型间隔移开式金属封闭开关设备，6kV配电装置选用KYN28A－7.2(Z)型金属铠装抽出式开关设备；低压配电装置选用GGD2型低压开关柜除选煤厂6kV变电所采用就地补偿外，在35kV站内6kV侧选用高压电容器成套装置进行无功功率集中补偿35/6kV变电站内设35kV高压配电室、6kV高压配电室、电容器室、配电变压器室、380V低压配电室、控制室及值班室等本站选用微机综合自动化保护装置，完成对变电所主设备的控制、保护、测量、信号等功能35kV及6kV配电装置采用直流操作，操作电源选用一套高频开关直流系统（100Ah）根据《煤炭安全规程》第457条规定，矿井高压电网，必须采取措施限制单相接地电容电流不超过20A经计算，矿井投产后高压电网的单相接地电容电流约为67A，因此，在工业场地机修间6kV侧设1套消弧线圈补偿装置2、短路计算及继电保护由于苏店220kV变电站准确的短路参数不详，故上级站的短路参数只能推算经推算，本设计暂按苏店220kV变电站35kV侧最大短路容量1500MVA和最小短路容量为400MVA计算，待将来收集到详细参数后再以实际值计算。
本设计进行了最大及最小两种运行方式下的短路计算最大运行方式下短路电流计算系统及等值线路见图8－2－1；最小运行方式下短路电流计算系统及等值线路见图8－2－2待将来收集到详细参数后再以实际值计算最大运行方式下短路计算结果见下表（基准容量100MVA）节点编号R标么值X标么值短路电流(kA)短路容量(MVA)ish(kA)Ish(kA)矿井35/6kV变电站35kV母线 d10.03230.15839.658618.9224.62714.583矿井35/6kV变电站6kV母线d20.03230.358325.473277.9664.95738.465工业场地6kV变电所6kV母线 d30.16580.399921.170231.0053.98331.966井底主变电所6kV母线 d40.13580.421020.714226.0352.82231.279一采区变电所6kV母线 d50.55660.675810.468114.2226.69215.806二采区1号变电所6kV母线 d60.25680.494416.451179.5141.94924.841最小运行方式下短路计算结果见下表（基准容量100MVA）。
节点编号R标么值X标么值短路电流(kA)短路容量(MVA)ish(kA)Ish(kA)矿井35/6kV变电站35kV母线 d10.06460.43333.562228.279.0835.378矿井35/6kV变电站6kV母线d20.06450.833310.965119.6427.96016.557工业场地6kV变电所6kV母线 d30.33210.91649.402102.5923.97414.196井底主变电所6kV母线 d40.27160.95889.196100.3523.45013.886一采区变电所6kV母线 d51.11321.46834.97454.2712.6837.510二采区1号变电所6kV母线 d60.51381.10547.51882.0319.17111.352继电保护：（1）35kV电源进线设电流速断和过电流保护2）主变压器设差动保护、过电流保护、过负荷保护、温度保护和瓦斯保护3）6KV馈出线设电流速断保护和过电流保护4）电容器馈出线设过电流保护、过电压保护、欠电压保护、不平衡电流保护和不平衡电压保护5）6KV系统装设小电流接地选线装置，在所有6kV馈出线上均安装零序电流互感器，构成单相接地保护。
根据短路计算结果，35/6kV变电站6kV馈出电缆（铜芯）的最小截面为95mm2；35kV电流互感器的一次额定电流应≥100A；6kV电流互感器的一次额定电流应≥300A四、接地方式及接地网设置本矿地面35kV系统为中性点不接地方式，6kV系统为中性点经消弧线圈接地方式，0.4kV系统为中性点直接接地方式矿井35kV变电站、工业场地6kV变电所、锅炉房户内成套变电站、机修间户内成套变电站和水源井户外组合变电站均设有保护接地及防雷接地装置，其中保护接地电阻不大于1欧姆，防雷接地电阻不大于10欧姆其它各配电点均设有接地保护装置，其接地电阻不大于4欧姆各电气设备正常不带电的金属外壳、铠装电缆的金属外皮及金属管路等均按规程可靠接地接地装置由水平接地极及垂直接地极构成，环绕变电站（所）建筑物或户外变配电装置敷设接地网中所有金属构件均作防腐处理，接地网边缘经常有人出入的通道处铺设砾石、沥青路面或在地下装设两条与接地网相连的均压带五、防止矿井突然停通电的措施本矿三回35kV电源分别架空引自苏店220kV变电站35kV侧不同母线段和城南110kV变电站35kV侧母线为进一步提高供电可靠性，35kV输电线路全线架设避雷线。
线路全线无地质不良区，均采用铁塔架设，每基铁塔均设接地装置，接地电阻不大于10欧姆35kV变电站院内设置了独立的避雷针保护，架空进出线均设置了避雷器矿井35kV变电站的控制室、高压配电室、电容器室、消弧线圈室、及主要通道等场所设事故照明，事故照明采用直流220V供电，在直流屏内设交直流转换回路；站内设有UPS不间断电源，当变电站停电时为综自后台设备提供交流电源地面其它各变电所内高低压配电室、控制室和通风机房、提升机房、空压机房、矿总调度室、锅炉房等重要设施均设置了事故照明灯具作为事故抢修和人员疏散照明通过采取上述各种措施，再在运行中健全必要的规章制度，加强日常巡视、维护、管理，将矿井突然停电的概率和突然停电后的危害降到最小六、地面主变电所事故及防治措施可能产生的事故分析：地面变电所可能产生的事故主要有以下几种：地质条件及洪涝灾害、大气过电压、短路、变电所火灾、误操作、保护不完善、变电所设备事故及小动物引起的短路等防治措施：35kV变电站设在污染源的上风侧，最高洪水位以上，其下留有保护煤柱，地质条件良好35kV电源线路全线架设避雷线，站内各级电压母线均安装了避雷装置防止雷电波侵入过电压；变电站院内设置了避雷针，防止变电站受直击雷侵害，设备工作接地和保护接地装置设置齐全。
变电站内选用变电站综合自动化系统，各种保护设置齐全设置了防误操作系统，将误操作的几率降到最低选用干式电容器，单独设在电容器室内，并保持室内良好的通风在工业场地机修间设1套消弧线圈补偿装置，用以限制单相接地电容电流站内按要求设置了事故油池，电缆沟、管道沟均采用混凝土修筑，其上用混凝土盖板或网纹钢盖板密封，进出电缆的预留孔洞在电缆安装完毕后，空隙用防火防水材料封堵，主电缆沟及地下室配置了自动灭火系统；可开启的窗户外均安装小格铁丝网，防止小动物进入破坏设备或引起短路35kV变电站内高压配电室、电。