电力、电信及自动化.doc

10 电力、电信及自动化 10.1 电力 10.1.1 用电负荷分级及电力负荷计算 紫金县下告铁矿位于广东省河源地区紫金县西偏南方向，离县城约20公里，有水泥公路相通，交通条件便利。拟建80万t/年的采（坑采）选联合企业。 根据各专业提供的用电条件，经计算在80万t/年的规模时，全矿总设备安装容量（包括生活区部分）19420kW，工作容量17183kW，其中高压用电设备的工作容量为井下排水泵，共7200kW，占总工作容量的42。计算用电负荷为（10kV侧,两级补偿后）有功功率12414kW，无功功率5604kvar，视在功率13620kVA,功率因数0.91。其中井下排水和副井提升属一级用电负荷，其用电负荷（最大工作负荷）为6143 kW,占了总负荷的55。其余生产负荷属二级用电负荷，生产辅助设施为三类用电负荷。 企业年耗电量4317.9万度。 详见电力负荷计算表。 10.1.2 外部电源情况简述 紫金县及周边的110kV的供电系统如下图 上告铁矿周围的供电线路走向情况见下图图 由图可见，目前整个紫金县仅一路110kV电源，不能满足铁矿一级负荷的供电要求。而附近的青溪变电站的主变为单台3150kVA，其容量要求也不能满足供电要求。并且青溪变电站的设备陈旧（70年代产品），35kV线路也是老线路，截面较小。在不增容改造的情况下，仅能勉强满足铁矿的基建用电（竖井掘进）要求。 因此，为满足全矿的供电负荷要求和负荷等级要求，需在矿区新建有两路独立电源供电的110kV总降压变电站。目前，此项工作矿方已另行委托别的单位进行，不属我院本次设计范围。 10.1.3 矿区供配电系统 由于在矿区已准备新建110kV总降（矿方已另行委托），中压侧为10kV出线。故本次设计只在矿区设置若干个10kV的变配电站。按用电负荷的位置及性质分别设采场井口配电站、井下排水配电站和选厂配电站。各配电站的情况分述如下 10.1.3.1 采场井口电站建在主、副井之间，负责主井和副井提升、空压机和井口其它的低压用电设施的供配电，并为-60米中段、0米中段和井下破碎站的采区变电所提供高压电源。配电站为单母线分段接线，对所有一级负荷都采用双回10kV线路供电，且接于不同的母线段上，当一回线路故障时，另一回路仍能保证所有负荷供电。对提升电机、空压机及变压器采用放射式供配电方式。 10.1.3.2 井下排水配电站建在井下-120m的井下主排水泵站，需建专门的洞室，由于井下排水为一级负荷，需两路电源供电。两路电源分别从主井、副井引下，变电站为单母线分段接线，排水泵分别接于不同的母线段上。 10.1.3.3 选厂配电站设在选厂磨矿车间附近，负责整个选矿厂的设备用电和尾矿输送、回水用电，并向矿区的机修、锅炉等辅助生产设施及生活设施供电。配电站为单母线分段接线，重要负荷分接在两段母线上。 10.1.3.4 通风变电所设在风井井口，只向风机供电。和生活区变电站合用一路10kV电源。 10.1.3.5 生活区变电所设在生活区内，靠近电锅炉，向电锅炉及生活设施供电。和井下通风变电站合用一路10kV电源。 各配电站、变电所的变压器容量见下表 变压器安装地点 变压器容量（KVA） 负荷率（） 备注 中细碎车间变电所 S9-630/10 72 磨浮车间变电所 2（S9-1250/10） 64 砂泵、回水车间变电所 S9-800/10 88 主、副井提升变电所 2（S9-800/10） 64 -60米采区变电所 2（KS9-315/10） 83 0米采区变电所 2（KS9-400/10） 83 井下破碎站变电所 KS9-315/10 58 通风变电所 S9-800/10 63 生活区变电所 KS9-1000/10 80 以上5个变电站的电源都引自110kV总降压变电站，从10kV侧电缆或架空接入，需要两路电源的需引自10kV侧的不同母线上。本次设计高压用电设备为井下排水泵所配8台800kW电机，单台功率大，安装集中，正常使用率低，为简化配电系统，建议所高压电机选用10KV电压等级。地面用电设备电压10kV中心点不接地或380 V/220 V（中性点接地）； 坑内用电设备电压380 V（中性点不接地）；坑内照明电压220 V、36 V。功率因数采用高、低压侧电容器集中补偿。 选厂、采场及井下排水高压配电所配电柜选用KYN型铠装移开式高压开关柜；控制屏、信号屏采用PK1型通用屏；操作电源采用GNZP型免维护蓄电池直流屏；合闸电源、信号电源和控制电源采用直流220V。考虑井下的用电环境，井下的操作电源选用直流110V。 10.1.4 电气传动及照明 电气传动及照明设计是按照可靠、实用、适当先进、节约的原则根据采、选工艺提供的资料和要求进行的。包括 10.1.4.1 选矿工业场地 （1）破碎系统 破碎系统设备设柜面控制,现场控制,集中自动控制三种控制方式。开车控制按逆料流方向依次延时起动，自动控制方式时,由现场发送的岗位设备检查信号参与起动联锁,停车控制按顺料流向延时停车，事故紧急停车控制方式时全系统立即停车。设PLC的集中联锁方式。 （2）磨矿系统 球磨机只设柜面控制和现场控制两种控制方式，除球磨机外其它设备配电控制方式均设柜面控制,现场控制,集中自动控制三种控制方式. 开车控制按逆料流方向依次延时起动.自动控制方式时,由现场发送的岗位设备检查信号参与起动联锁。停车控制按顺料流向延时停车，设PLC的集中联锁方式。 10.1.4.2 采矿工业场地 （1）主、副井提升 主井提升机提升矿石，副井提升机提升废石、人员和材料。二套提电控设备与提升机成套供应。提升信号系统也由提升机设备厂配套供应。 提升机电控系统布置在提升机房附属的配电室内，为满足提升机对电源可靠性要求，设计从采场提升变电站不同母线段各引一回10 KV线路向主、副井提升机供电。 （2）空压机站 空压机站五台空压机采用380V电源配电，采用软起动器就地控制。 （3）坑内各中段运输及动力配电 首次开采的有-60m和0m两个中段，在每个中段合建采区及牵引变电所，电机车由两牵引用硅整流器供给电源；其余采矿设备由采区变电站二次放射式供配电。 （4）牵引网络 牵引整流变电所和采区变电所合建，每中段设两个。每个供电半径不大于3公里。 牵引网络电压暂按直流550V考虑，待施工图阶段再进一步优化。 （4）井下排水 由于地质条件的原因，本工程的主排水负荷（设在-120m中段）比同类型矿山要大许多，最大开动时有7*800kW，平时也有2*800kW。水泵直接起动，设开关柜控制和现场控制。 所需的两路高压电源采用电缆并联，分别从主、副井引下。 10.1.4.3 电气照明 1、照明方式及控制原则 根据选矿厂轻型化的设计要求, 破碎车间,球磨车间等采用深照灯、广照灯和防水工厂灯相结合;矿区公路采用道路灯照明采用光照自动控制。皮带廊采用防尘工厂灯照明;高低压配电室采用荧光灯。 坑内巷道照明采用集中控制。电源电压除运输巷道、井底车场及各机电主要硐室采用交流220V外，中段平巷采用交流127V。工作面、天井、梯子间、各类硐室检修用的手提行灯采用交流36V安全电压，选用BJZ湿热带型照明变压器作36V或220V照明电源。在运输巷道，井底车场每隔10米和巷道拐弯及交岔处安装一盏60W矿用一般型白炽灯，灯具金属外壳应接地。接地干线每隔100米应重复接地一次，机电硐室采用荧光灯照明。 （2）事故照明的设置原则及供电方式 各变电所控制室、高压配电室均选用应急荧光灯，电源均引自相应低压配电室0.4kV母线。 （3）特殊场所的灯型选择 加油站、井下炸药库等具有爆炸、火灾危险场所的照明灯具及开关控制设备均选用隔（防）爆型设备。 10.1.4.4 电能计量和计量表计 在总降的进线端装设频率表、有功和无功功率表、电度表和功率因数表，每路出线端装设电度表和功率因数表。配电站和车间变电所装设进线总计量电度表，大型设备（破碎机、砂泵）装设电度表。 10.1.4.5 继电保护 高压线路装设短路、过负荷保护和单相接地保护；35/10KV变压器装设短路、过负荷保护、差动保护、瓦斯和温度保护； 10kV以下的配电变压器（容量大于400KVA）设短路、过负荷保护，瓦斯保护和熔断器保护（容量小于400KVA）；电动机短路、过电流和接地保护； 在总降和10kV以上的配电站建议选用集保护、计量、监视于一体的微机综合保护系统。 10.1.4.6 防雷、接地 选厂各车间和仓库、宿舍等建筑物按三类防雷建筑物设计防雷。 炸药储存、加油站等特殊场所，按相应规范设计防雷和接地系统。 井下的高低压线路都采用中心点不接地系统，所有用电设备都需保护接地。具体 （1）用电设备的金属外壳，都需接地； （2）配电线路的电缆外皮（铠装）要不间断连接构成接地网，并和井下的主接地体和局部接地体连接； （3）段的接地网要和主接地体连接； （4）水仓或积水坑内主接地体，数量两组以上； （5）采区变电所，配电站附近设局部接地体； （6）用镀锡扁钢做为主接地网连线； （7）地电阻最大不超过2欧姆，接触电压在40V以下。 10.1.5 存在问题 10.1.5.1 由于110kV总降由外单位设计,请建设方提供其10KV母线上的运行参数短路数据,保护时限等,以便我方合理的选择配电电器,避免浪费; 10.1.5.2 本次设计共需10kV的出线间隔8个,且要分别引自不同的母线段，也请业主方和另一设计方交流; 10.1.5.3 本次设计10kV侧补偿容量2000kvar,建议在110kV总降内集中补偿; 10.1.5.4 目前县里只有1路110kV的供电电源，若新建的110kV变电站不能解决保安电源问题，还需业主购置柴油发电机作为保安电源，柴油发电机容量选择，建议在井下水量进一步明确后再考虑。 10.1.5.5 本次设计一般的电器开关、接触器选用国产的；大型设备的接触器、变频器和软起动器选用进口的；有重载起动的设备选用国产的水电阻起动器。这样的装备水平是否满足业主要求。 1023 电力负荷计算表 工程名称下告铁矿 车间名称 序号 受电设备名称 数量（台） 设备功率（kW） 计算系数 计算负荷 最大负荷年利用小时数 Tmax 年耗电量 k-kwh 备 注 总的 工作的 总的 工作的 Kx COS tg PkW QkVAR SkVA 一、选厂10KV配电站 （1）中细碎0.4KV变电所 中间矿仓 1 1胶带运输机 1 1 30 30 0.7 0.75 0.88 21.0 18.5 2 振动给料机 1 1 2.4 2.4 0.75 0.6 1.33 1.8 2.4 中细碎车间 1 振动给料机 1 1 2.4 2.4 0.75 0.6 1.33 1.8 2.4 2 圆锥破碎机 1 1 155 155 0.8 0.8 0.75 124.0 93.0 3 振动给料机 1 1 1.5 1.5 0.75 0.6 1.33 1.1 1.5 4 高能液压圆锥破碎机 1 1 220 220 0.8 0.8 0.75 176.0 132.0 5 2胶带运输机 1 1 30 30 0.7 0.75 0.88 21.0 18.5 6 5胶带运输机 1 1 18.5 18.5 0.7 0.75 0.88 13.0 11.4 7 除铁器 1 1 2.2 2.2 0.5 0.75 0.88 1.1 1.0 8 起重机 1 1 27 27 0.45 0.6 1.33 12.2 16.2 筛分车间 1 电葫芦 1 1 8.3 8.3 0.45 0.6 1.33 3.7 5.0 2 圆振动筛 1 1 30 30 0.75 0.6 1.33 22.5 29.9 3 3胶带运输机 1 1 45 45 0.7 0.75 0.88 31.5 27.7 干式磁选车间 1 4胶带运输机 1 1 18.5 18.5 0.7 0.75 0.88 13.0 11.4 2 电葫芦 1 1 3.4 3.4 0.45 0.6 1.33 1.5 2.0 3 6胶带运输机 1 1 4 4 0.7 0.75 0.88 2.8 2.5 4 振动给料机 2 2 3 3 0.75 0.6 1.33 2.3 3.0 0.4kV侧合计 0.72 19.5 18.9 27.2 Ky0.92,Kw0.97 18.0 18.3 电容补偿 180.0 补偿后 0.91 414.2 187.0 454.5 S9-630/10 变损 6.8 34.1 N72 折算到10kV侧负荷 28.9 28.9 421.0 221.1 4600 1355.7 （2）磨浮0.4KV变电所 磨矿浮选车间 1 7胶带运输机 1 1 15 15 0.7 0.75 0.88 10.5 9.2 2 8可逆胶带运输机 1 1 7.5 7.5 0.7 0.75 0.88 5.3 4.6 3 910胶带运输机 2 2 11 11 0.7 0.75 0.88 7.7 6.8 4 摆式给料机 8 8 12 12 0.75 0.6 1.33 9.0 12.0 5 起重机 1 1 27 27 0.45 0.6 1.33 12.2 16.2 6 螺旋分级机 2 2 72.0 72.0 0.85 0.8 0.75 61.2 45.9 7 渣浆泵 4 2 300.0 150.0 0.7 0.8 0.75 105.0 78.8 8 磁选机 2 2 8.0 8.0 0.75 0.6 1.33 6.0 8.0 9 磁选机 6 6 18.0 18.0 0.9 0.8 0.75 16.2 12.2 10 高频细筛 4 4 8.8 8.8 0.8 0.8 0.75 7.0 5.3 11 渣浆泵 4 2 150.0 75.0 0.7 0.8 0.75 52.5 39.4 12 渣浆泵 4 2 30.0 15.0 0.7 0.8 0.75 10.5 7.9 13 渣浆泵 4 2 74.0 37.0 0.7 0.8 0.75 25.9 19.4 14 脱磁器 2 2 6.5 6.5 0.65 0.6 1.33 4.2 5.6 15 矿浆自动取样机 4 4 4.4 4.4 0.65 0.6 1.33 2.9 3.8 16 矿浆自动取样机 8 8 4.4 4.4 0.65 0.6 1.33 2.9 3.8 球蘑机 2 2 620.0 620.0 0.9 0.8 0.75 558.0 418.5 球蘑机 2 2 560.0 560.0 0.9 0.8 0.75 504.0 378.0 精矿脱水车间 1 盘式过滤机 3 2 28.5 19.0 0.7 0.7 1.02 13.3 13.6 2 真空泵 3 2 135.0 90.0 0.8 0.8 0.75 72.0 54.0 3 鼓风机 3 2 22.5 15.0 0.8 0.8 0.75 12.0 9.0 4 渣浆泵 2 1 22.0 11.0 0.7 0.8 0.75 7.7 5.8 5 浓密机 1 1 1.1 1.1 0.7 0.7 1.02 0.8 0.8 6 1213胶带机 3 3 9.0 9.0 0.7 0.75 0.88 6.3 5.5 7 抓斗起重机 1 1 93.8 93.8 0.4 0.5 1.33 37.5 49.9 8 电动葫芦 4.9 4.9 0.4 0.5 1.33 2.0 2.6 9 除尘设备 84.0 84.0 0.6 0.8 0.75 50.4 37.8 0.4kV侧合计 0.79 1602.8 1254.2 2035.2 Ky0.92,Kw0.97 1474.6 1216.6 电容补偿 600.0 补偿后 1596.1 1523.1 0.92 1474.6 616.6 1598.3 2S9-1250/10 变损 24.0 119.9 N64 折算到10kV侧负荷 1498.6 736.5 （3）砂泵、回水0.4KV变电所 1 砂泵 4 2 300.0 150.0 0.8 0.8 0.75 120.0 90.0 2 水泵 2 1 264.0 132.0 0.8 0.8 0.75 105.6 79.2 3 浓密机 1 1 5.5 5.5 0.7 0.7 1.02 3.9 3.9 4 机修车间 122.0 122.0 0.5 0.8 0.75 61.0 45.8 5 选厂办公楼 50 50 0.9 0.82 0.70 45.0 31.5 6 化验室 80.0 80.0 0.4 0.7 1.02 32.0 32.6 7 加油站 30 30 0.8 0.8 0.75 24.0 18.0 8 采场食堂.浴室 400 400 0.8 0.9 0.48 320.0 153.6 含360kW电锅炉 0.4kV侧合计 0.84 711.5 454.6 844.3 Ky0.92,Kw0.97 654.5 441.0 电容补偿 180.0 补偿后 0.93 654.5 261.0 704.7 S9-800/10 变损 10.6 52.8 N88 折算到10kV侧负荷 665.1 313.8 10kV负荷统计 中细碎 421.0 221.1 磨浮 1498.6 736.5 砂泵及回水 665.1 313.8 总计 0.90 2584.7 1271.4 2880.5 二、采场井口10KV变配电站 （1）主井副井0.4KV变电所 1 提升机润滑系统 2 2 40 40 0.8 0.78 0.80 32.0 25.6 2 井塔电梯 1 1 46 46 0.4 0.6 1.33 18.4 24.5 3 井塔电梯 1 1 14 14 0.4 0.6 1.33 5.6 7.4 4 振动放矿 1 1 3.7 3.7 0.75 0.6 1.33 2.8 3.7 5 卸载装置 1 1 10 10 0.4 0.6 1.33 4.0 5.3 6 地面废石运输 1 1 13 13 0.8 0.6 1.33 10.4 13.8 7 空压机冷却系统 1 1 50 50 0.8 0.8 0.75 40.0 30.0 8 车场设备 40 40 0.4 0.6 1.33 16.0 21.3 9 地面废石运输 13 13 0.8 0.6 1.33 10.4 13.8 10 锻钎房 20 20 0.8 0.78 0.80 16.0 12.8 11 总仓库 30 30 0.5 0.6 1.33 15.0 20.0 12 空压机 5 4 1250 1000 0.85 0.82 0.70 850.0 595.0 0.4kV侧合计 0.80 1020.6 773.2 1280.4 Ky0.92,Kw0.97 938.9 750.0 电容补偿 360.0 补偿后 0.92 938.9 390.0 1016.7 2S9-800/10 变损 15.3 76.3 N64 折算到10kV侧负荷 954.2 466.3 （2）_60米中段0.4kV采区变电所 1 矿石运输 1 1 60 60 0.8 0.6 1.33 48.0 63.8 2 废石运输 1 1 13 13 0.8 0.6 1.33 10.4 13.8 3 采矿设备 865 650 0.4 0.78 0.80 260.0 208.0 4 振动防矿 3 3 22.5 22.5 0.75 0.6 1.33 16.9 22.4 5 巷道照明 5100m 20W/m 102 102 0.9 0.9 0.48 91.8 44.1 0.4kV侧合计 427.1 352.2 Ky0.92,Kw0.97 0.75 392.9 341.6 520.7 2KS9-315/10 变损 7.8 39.0 N83 折算到10kV侧负荷 2592.2 2127.2 400.7 380.7 （3）0米中段0.4kV采区变电所 1 矿石运输 1 1 60 60 0.8 0.6 1.33 48.0 63.8 2 废石运输 1 1 13 13 0.8 0.6 1.33 10.4 13.8 3 采矿设备 1205 920 0.4 0.78 0.80 368.0 294.4 4 振动防矿 4 4 30 30 0.75 0.6 1.33 22.5 29.9 5 巷道照明 5640m 20W/m 109 109 0.9 0.9 0.48 98.1 47.1 0.4kV侧合计 547.0 449.1 Ky0.92,Kw0.97 0.76 503.2 435.6 665.6 2KS9-400/10 变损 10.0 49.9 N83 折算到10kV侧负荷 513.2 485.5 （4）井下破碎站变电所 1 鄂式破碎机 1 1 110 110 0.58 0.71 0.99 63.8 63.2 2 振动给矿机 1 1 10 10 0.8 0.6 1.33 8.0 10.6 3 除尘风机 1 1 11 11 0.8 0.8 0.75 8.8 6.6 4 皮 带 1 1 18.5 18.5 0.7 0.75 0.88 13.0 11.4 5 振动放矿 1 1 3.7 3.7 0.75 0.6 1.33 2.8 3.7 6 装载装置 1 1 5.5 5.5 0.7 0.75 0.88 3.9 3.4 7 防跑矿闸门 1 1 13.5 13.5 0.7 0.75 0.88 9.5 8.3 8 井底水泵 2 1 110 55 0.6 0.8 0.75 33.0 24.8 0.4kV侧合计 142.6 131.9 Ky0.92,Kw0.97 0.72 131.2 128.0 183.3 KS9-315/10 变损 2.7 13.7 N58 折算到10kV侧负荷 134.0 141.7 10kV负荷统计 1 主井提升 1 1 907 907 0.6 0.8 0.75 544.2 408.2 2 副井提升 1 1 639 639 0.6 0.8 0.75 383.4 287.6 4 主副井 954.2 466.3 5 _60米 400.7 380.7 6 0米 513.2 485.5 7 井下破碎 134.0 141.7 10kV侧合计 3245.2 2905.2 0.80 2929.7 2169.9 3645.8 10KV电容补偿 900.0 补偿后 0.92 2929.7 1269.9 3193.1 一、选厂10kV配电站 2584.7 1271.4 6500 16800.6 二、采场井口10KV配电站 2929.7 1269.9 5000 14648.5 三、井下排水泵站配电站 排水泵 8 7 8000 7200 0.8 0.8 0.75 5760.0 4320.0 5000 8228.6 四、通风变电所 11274.4 6861.3 轴流风机 1 1 500 500 0.8 0.8 0.75 400.0 300.0 500.0 S9-800/10 变损 7.5 37.5 N63 折算到10kV侧负荷 407.5 337.5 5000 2037.5 五、生活区变电所 900 900 0.8 0.9 0.48 720.0 345.6 798.6 含720kW电锅炉 变损 12.0 59.9 折算到10kV侧负荷