新型KYGC—Z矿用一般型手车式高压真空开关柜在矿区供电系统中的应用
郝家梁一矿一策的矿井灾害治理方案(通风)
2021年度郝家梁煤矿灾害治理“一矿一策”编制：审核：总工程师：矿长：二〇二一年一月2021年度郝家梁煤矿灾害治理“一矿一策”第一章矿井概况第一节、矿井简介一、基本情况：郝家梁井田位于国家规划的“陕北侏罗纪煤田榆神矿区一期规划区”的南部，地处榆林城东北方向直距22km处，行政区划隶属榆林市榆阳区麻黄梁镇管辖。
井田面积12.6692km2，井田含2层可采煤层，即3号及3-1号煤层，主采3号煤层，煤层平均厚度8.07米；保有资源储量 1.37 亿吨，剩余可采储量7529万吨。
郝家梁煤矿设计生产能力1.2Mt/a，矿井服务年限50.2年,剩余服务年限49年。
矿井在册人员为437人，设置有调度室、安全监察科、通风科、生产技术科、机电科、财务科、综合办公室、销售科共8个科室和综采队、综掘队、机运队、通风队、选煤厂共5个基层生产单位。
二、矿井主要生产系统1、矿井开拓、开采系统（1）井田开拓方式郝家梁煤矿采用斜井开拓方式。
在工业场地集中布置3条井筒，分别为主斜井、副斜井和回风斜井。
沿井田西部边界布置一组大巷开拓全井田。
主斜井：倾角16°，斜长754m，净宽4800mm，净断面积16.7m2，铺设一条1.4m宽带式输送机，另一侧设检修轨道、台阶及扶手。
担负全矿井煤炭提升任务，并兼作进风井及安全出口。
副斜井：倾角5.5°，斜长2290m，净宽5600mm，净断面23.5m2，无轨胶轮车运输，担负全矿井的辅助提升任务，并兼作进风井及安全出口。
回风斜井：倾角22°，斜长505m，净宽5000mm，净断面18.8m2，担负全矿井回风任务，并铺设台阶、扶手兼作安全出口。
（2）水平及大巷布置、盘区划分和开采顺序。
1）水平划分与水平标高本井田煤层赋存条件简单，井田内可采煤层有两层煤，分别为3、3-1号煤，各煤层倾角仅0.6°，3-1号煤为3号煤的下分岔煤层，与3号煤层间距为0.85～7.65m，平均4.12m。
矿用一般型双层手车式高压开关柜的开发与应用
矿用一般型双层手车式高压开关柜的开发与应用摘要：矿用一般型高压开关柜主要用在煤矿井下中央配电室，是矿井供电的枢纽部位，担负着为全矿的采掘生产、通风、运输、排水及照明等提供可靠的电力供电的重大责任，中央变电所开关柜的可靠运行关系着煤矿的安全生产。
随着煤矿开采的延深供电负荷的增加，原有的供电矿用一般型开关柜的数量满足不了要求需要增加，而变电所现有巷道的面积一定，增加设备没有地方安装，需要重新延深巷道增加面积。
为了不再增加巷道面积，节约投资，在原中央配电室面积的基础上，设计一种双层式矿用一般型开关柜。
一台柜子的占地面积可实现一台开关柜两路供电输出。
解决了增加供电路数，变电所面积不增加的难题。
关键词：矿用一般型；高压开关柜；手车式；双层引言目前煤矿井下矿用一般型手车式高压真空开关柜主要用于煤矿井下无瓦斯爆炸，煤尘爆炸危险的场所，在额定电压12kV或7.2kV，额定频率为50Hz的三相交流高压供电系统中作为电能的接受和分配，电机及其他电气设备的起动、控制和保护的开关设备。
1.目前煤矿井下开关柜的现状现煤矿井下应用的开关柜的主要结构是：前门通过下部的转轴与柜体底板连接在一起，门上自铺手车导轨。
如图一所示。
检修时将门打开手车导轨平放，断路器手车向外拉到门体导轨上面。
该产品结构不合理，主开关操作不可靠，保护功能不齐全，门容易变形。
2.现有开关柜改进的背景及目的现在很多煤矿企业出于节省投资成本的考虑和一些老矿配电室改造的需要，希望在有限的硐室面积内增加更多的馈电回路数而不增加或少增加基建投资。
为了解决用户的这种需求，根据煤矿的实际应用条件，我们设计了KYGC矿用一般型双层手车式高压真空开关柜，将断路器手车改为中置式，上下两层；壳体材料改为敷铝锌板，前门由落地式改为侧开门式，较好的解决了在有限的空间内增加馈电回路数的问题。
3.双层手车式高压真空开关柜的设计方案3.1 针对用户的现场实际需求，我们设计将开关柜整体分为上下两个回路单元，上下高度尺寸由原来的1500mm改为1200mm ，尽最大可能压缩柜体的高度（如附图2所示）。
KYGC-Z高压真空开关柜技术要求
K Y G C-Z高压真空开关柜技术要求本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.MarchKYGC-Z高压真空开关柜技术要求1.概述KYGC矿用一般型高压真空开关柜,是在我公司自行设计生产的的中置手车式高压真空开关柜。
适用于煤矿井下井底车场和主要进风巷道机电峒室及其它湿度较大场所之高压供电系统中作为接受和分配电能之用, 适于直接或间接启动井下主排水泵电动机。
亦可用于电力、化工、冶金及其他工业企业、楼宇等供、配电场所。
断路器采用高性能的VS1(ZN63)高压真开关具有无油、无火灾、无爆炸危险，分断速度快，寿命长，体积小，重量轻等优点，设有五防装置及电气闭锁装置，使用安全可靠。
开柜采用智能微机综合保护器。
其继电保护采用先进的以16位单片机为核心的综合数字继电器，满足电力系统及各类用电设备对继电保护的全部要求；并可配备DCS后台监控，具有四遥功能（遥控、遥信、遥测、遥调（待选）），实现电力系统自动控制、集中调度。
开关柜亦可采用传统继电保护器。
2.使用条件环境温度上限+40℃，下限-25℃；海拔高度不超过1000米；湿度：相对湿度：日平均值不大于95%；月平均不大于90%；水蒸气压：日平均值不大于2.2×10MPa;月平均值不大于1.8×10MPa;周围空气不受腐蚀性或可燃气体、水蒸气等明显污染；无经常性的剧烈震动3.特殊使用条件当开关柜安装在海拔高度大于2000m地区时，则订货时必须与制造厂协商采用必要的加强绝缘措施。
环境最高温度超过+40℃时，开关柜的额定载流能力将按一定系数降低，在订货时必须得到制造厂的确认。
当开关柜运行在高湿度或温度变化较大的气候环境中，必须采用特殊的防凝露措施。
其它特殊要求，请在订货时和制造厂协商。
4.开关柜技术参数项目单位数据额定电压KV6、10最高工作电压KV7.2、12额定绝1min工频耐压KV42缘水平雷电冲击耐压（全波）KV75额定频率Hz50主母线额定电流A630;1250;3150分支母线额定电流A630;1250;3150 4s热稳定电流（有效值）**KA16;20;25;31.5额定动稳定电流（峰值）KA40;50;63;80防护等级IP54 **电流互感器的短路容量应单独考虑。
新型矿用高压开关柜在我矿井下变电所应用实践论文
新型矿用高压开关柜在我矿井下变电所的应用实践【摘要】本文主要介绍了汶阳石膏矿的井下中央变电所的高压供电系统的改造，并着重介绍了高压开关柜的应用实践。
【关键词】高压开关柜； tr2000-a井下中央变电所是石膏矿生产的枢纽部位，担负为着全矿的采面生产，通风，照明等提供可靠电力的重大责任，中央变电所的可靠运行，关乎着膏矿的稳定安全生产。
在中央变电所中，高压系统因其电压较高，结构较复杂，对其各方面的要求更加严格，汶阳石膏矿10kv中央变电所从2002年建矿至今,已经稳定运行了9年,为矿上的生产提供稳定的电力供应.但从建矿至今十几年的运行,变电所原高压供电系统已经不能有效满足井下生产的需要，尤其是高压开关柜现在已经存在诸多缺陷，必须及时采取适当措施进行改造。
现在改造安装的kyjc-z型矿用一般型高压真空配电装置，无论从技术要求还是现场使用来说，都是完全满足现在情况下的使用的，同时又有着原系统缺少的及时保护，数字显示功能。
1.中央变电所高压开关柜改造问题的提出我矿的中央变电所高压开关柜从建矿使用至今，存在着诸多问题。
具体表现为以下几点：使用时间过久，设备老化，故障率增加，增加了维护检修工作量；随着井下用电量的不断增加，原有容量已经不能满足生产需要；老设备往往体积较大，操作复杂，维护不方便，增加了维护时的劳动强度；原设备保护装置少，不能有效进行母线，变压器，井下大型设备的各种保护，存在保护不到位和无故障跳闸现象；老设备采用指针式模拟表，存在指针晃动，读数不准确的问题；设备使用时间过久，加上线路容量的增大，断路器分闸有时不能有效分断；断路器储能设备储能时间长，影响合闸时的反应速度。
2.kygc-z型矿用一般型高压真空配电装置的应用kygc-z型矿用一般型高压真空配电装置（以下简称开关柜）是在吸取国外先进产品技术的基础上，开发的研制的产品。
它具有结构新颖，操作维护方便，体积小，重量轻，安全可靠等优点。
与我矿原开关柜相比，在开关柜主体设计和辅助功能上都有很大的创新,比如增加了kygc(d)-z矿用一般型自动化微机保护高压真空配电装置, tr2000-a型开关柜状态指示仪,下面一一介绍:2.1开关柜简介2.1.1本开关柜根据使用功能分为仪表室、手车室、母线室、电缆室，其间用环氧粉末喷塑的隔板格开。
高压真空开关柜说明书
1. 概述1.1 用途KYGC矿用一般型高压真空开关柜,是在我公司自行设计生产的的中置手车式高压真空开关柜.适用于煤矿井下井底车场和主要进风巷道机电峒室及其它湿度较大场所之高压供电系统中作为接受和分配电能之用, 适于直接或间接启动井下主排水泵电动机。
亦可用于电力、化工、冶金及其他工业企业、楼宇等供、配电场所。
断路器采用高性能的VS1(ZN63)高压真开关具有无油、无火灾、无爆炸危险，分断速度快，寿命长，体积小，重量轻等优点，设有五防装置及电气闭锁装置，使用安全可靠。
开柜采用智能微机综合保护器。
其继电保护采用先进的以16位单片机为核心的综合数字继电器，满足电力系统及各类用电设备对继电保护的全部要求；并可配备DCS后台监控，具有四遥功能（遥控、遥信、遥测、遥调（待选）），实现电力系统自动控制、集中调度。
开关柜亦可采用传统继电保护器。
1.2 产品型号及含义K Y G C —30 Z —主回路方案编号真空开关计序设号抽出式高压柜矿用一般型1.3 使用条件：●环境温度上限+40℃，下限-25℃；●海拔高度不超过1000米；●湿度：相对湿度：日平均值不大于95%；月平均不大于90%；●水蒸气压：日平均值不大于2.2×10MPa;月平均值不大于1.8×10MPa;●周围空气不受腐蚀性或可燃气体、水蒸气等明显污染；●无经常性的剧烈震动1.4 特殊使用条件●当开关柜安装在海拔高度大于2000m地区时，则订货时必须与制造厂协商采用必要的加强绝缘措施。
●环境最高温度超过+40℃时，开关柜的额定载流能力将按一定系数降低，在订货时必须得到制造厂的确认。
●当开关柜运行在高湿度或温度变化较大的气候环境中，必须采用特殊的防凝露措施。
●其它特殊要求，请在订货时和制造厂协商。
2. 技术参数2.1 开关柜技术参数见表1表1**电流互感器的短路容量应单独考虑.2.2（VS1）真空断路器技术数据见表2，表3.表2表3当断路器用于控制3-10KV电动机时，若启动电流小于600A必须加金属氧化物避雷器，具体要求同用户与制造厂联系协商；当断路器用于开断电容组时，电容器组的额定电流不应大于断路器额定电流的80%。
水沟槽煤矿设备安装施工组织设计
煤业有限公司水沟槽煤矿设备安装施工组织设计第一章编制依据、原则和工程概况一、编制依据1、***县***煤业有限公司水沟槽煤矿技改工程初步设计说明书2、本矿现场资料3、依据《煤矿电工手册》4、依据《煤矿安全规程》2011版5、本公司现有的施工力量、技术水平、技术装备及机械化程度等6、国家、地方有关施工规范二、编制原则精心组织、科学管理、合理安排施工工序。
选择正确合理、技术可行、安全可靠的施工方案和施工方法，贯彻执行国家的各项基本建设政策及现行施工验收规范，狠抓关键工程的施工，有计划、有重点地组织人力、物力、确保各项经济指标的完成。
使用行至有效的先进施工经验，选用成熟配套的施工设备，提高机械化程度，减轻劳动强度，加快施工进度，提高施工效率，尽可能缩短工程工期，确保安全文明施工，严格执行质量标准，力争全优工程。
工程概况：2011年经川经信函〔2010〕145号文件和达煤监〔2010〕130号文件批准对我矿进行资源整合、技改扩能矿井，2010年4月15日正式开工建设，建设工期18个月。
改造利用原***煤矿主平硐作技改后南块段的运输巷道，担负进风、人行、材料运输任务兼安全出口;在原工业场地主平硐的西北部新掘一条皮带斜井作副斜井，担负矿井煤炭运输任务、进风兼进风和安全出口;在南副平硐的东边约300m处新掘一条回风斜井，安装2台45KW的对旋主扇，回风斜井落平于+270m水平K21回风巷并与该巷连通，现场探访系统。
改造利用原九一平硐（203m）并新掘矸石运输平巷和矸石提升斜井，与+270m水平南副平硐和+270m绞车房连通，形成矸石提升运输系统。
新掘+270m至+150m人行上山、回风上山、溜煤上山等生产系统。
供电系统：断面供电两回路分别接至***县***供电所的馈出的变电桩子和***电力局***变电所馈出的变电桩子。
主扇风机房、调度室、监测监控等一级负荷均为双电源供电。
井下供电由断面变电所从两回路电源所馈出的出线端子上分别接出两趟入井电缆到+150m水平中央变电房，其电压等级为10千伏，供+150m水平排水、通风、掘进施工、照明等。
煤矿井下高压开关柜的选择
（2）高压开关柜的额定电流IN应不小于所控制设备或线路长时间最大工作电流Ix,即：
IN Ie
（3—2—2）
式中 IN——高压开关柜的额定电流，KA； IX——设备或线路长时间最大工作电流，KA。
（3）额定断流容量的选择
高压开关柜的额定断流量IrN或额定断流容量SrN应大于高压开关柜安装处的 最大短路电流Imax或最大短路容量Smax,即
KMVA Hz V
V kV mm
6 7.2 630、1250 130、260 50 ≈127 手动、电动 ≈36 23 高×宽×深
数据
10 12 630、1250 216.5、433 50 127 手动、电动 36 30 （1640×770×1140） IP54
巷
矿用防 爆型
矿用防爆型 （矿用增安 型除外）
矿用防 爆型
矿用防爆型 （矿用增安 型除外）
矿用防 爆型
矿用防爆型 （矿用增安 型除外）
3-2-1 某采区变电所高压供电系统图
6（10） 7.2（12） 50、100、200、300、400、630
50 12.5 31.5 100 31.5 12.5
2 10 000
表1-1-2
井下电气设备的选用规定
场所 类别
煤（岩）与瓦斯 （二氧化碳）突 出矿井和瓦斯喷
出区域
瓦斯矿井
井底车场、总进风巷 和主要进风巷
低瓦斯矿井 高瓦斯矿井
的一次线路方案、编号及用电负荷的需要来决定。
（5）开关柜二次线路方案及编号要根据每种开关柜的方案、编号及用电负荷需要来决定。
一、型式选择
在图3-2-1中， 由于这四台开关柜均设于采区变电所内，按表1-1-2 要 求应选择隔爆型高压开关设备。又根据《煤矿安全规程》规定，井下高压电动机、动 力变压器的高压控制设备应有短路、过负荷、接地和欠压释放保护，考虑到运行、维 护方便、使用安全可靠，选用BGP9L—6（10）G型矿用隔爆型高压真空配电装置。 二、电气参数选择 1. 2号开关柜的选择 （1）开关柜额定电压：6kV （2）开关柜额定电流应大于移动变电站的最大长时工作电流，即移动变电站的额定 电流61A，据表3-2-3选额定电流为100A的开关柜。 （3）BGP—6G开关柜的断流容量为150MVA，大于安装处的短路容量。. 2. 3号高压开关柜的选择 （1）开关柜的额定电压：6kV （2）开关柜额定电流应大于移动变电站的最大长时工作电流，即隔爆干式变压器的 额定电流48A，据表3-2-3选额定电流为50A的开关柜。
KYGC—Z型高压柜的改造
作者： 李剑峰
作者机构： 兖矿集团设计研究院,山东邹城市273500
出版物刊名： 设备管理与维修
页码： 58-58页
主题词： 改造 Z型 高压柜 高压开关柜 中央变电所 封闭式结构 运行可靠性 电气事故
摘要：兖州矿业（集团）公司济宁三号煤矿针对矿中央变电所KYGC—Z型高压开关柜在使用中存在的问题进行了改造，提高了中央变电所的运行可靠性。
改造内容如下：①开关柜采用全封闭式结构。
柜内各腔、柜与柜之间进行隔离，杜绝电气事故的蔓延。
②定位效果改善。
手车采用中置式结构，其进出完全由壳体中置的导轨导向，不易发生上下左右偏移，解决了手车自退现象；断路器动触头采用新型梅花捆绑式插头，。
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新型KYGC—Z矿用一般型手车式高压真空开关柜在矿区供电系统
中的应用
【摘要】阐述了新型KYGC-Z矿用一般型手车式高压真空开关柜的结构特点，较老型KYGC-Z开关柜在供电安全方面的主要优点。
【关键词】矿用一般型KYGC-Z 结构特点
1 引言
KYGC-Z矿用一般型手车式高压真空开关柜（以下简称开关柜），目前广泛应用于煤矿井下无瓦斯煤尘的总进风巷的配电峒室及井底车场。
作为交流50Hz，电压7.2KV或12KV，额定频率为50HZ的三相交流高压供电系统中作为电能的接受和分配，电气设备的配电进线、馈出、保护控制高压电动机、变压器使用。
装置具有绝缘监视、高压漏电、过载、短路、失压以及过压收吸等保护功能，特别适合中央或采区变电所作配电开关使用。
2 老型KYGC-Z矿用一般型开关柜在使用中存在的缺陷
随着开关柜在矿区的长期应用，老型的KYGC-Z开关柜在使用中暴露出诸多问题，对矿井安全供电造成了影响，具体如下：
（1）柜体采用冷轧钢板焊接而成，板材耐腐蚀性差，在煤矿井下环境里，板材易腐蚀生锈。
另外焊接柜体的外形尺寸偏差大，不易调整。
（2）断路器手车为非标准设计，没有采用现在技术非常成熟的如国产VS1、VY4型，或ABB公司VD4手车式断路器，而是采用自制的断路器手车，搭配自制固定式断路器，手车的行进只能通过安装在前门板上的机构使断路器手车移动到工作位置，到工作位置后，将前门板锁死才能保证断路器手车处于工作位置。
前门板并没有装设防误操作机构，保证在设备工作时将前大门锁死，并且锁止机构配合精度也不高，在设备运行中有可能发生断路器手车发生位移现象，给供电系统的安全运行带来隐患。
断路器的动触头采用鸭嘴式触头，大电流长时间使用时，触头接触不可靠。
断路器手车骨架手工焊接，制作精度差，互换性不好。
（3）开关柜的母线室为贯通式结构，与邻柜间无防护，安全性差。
在一段母线中，当其中一台开关柜的母线出现事故时会蔓延到邻柜，进而影响整个供电系统。
（4）断路器室内的静触头无防护帘板，断路器手车抽出后，母线侧静触头裸露，存在安全隐患。
（5）开关柜为前大门落地式，占地面积大，并且无转运小车，检修断路器
手车时，需人力抬出滑道，转运维护非常不方便。
（6）开关柜前部无维护空间，仅能从后部维护，故不能靠墙安装，对变电所硐室的尺寸要求较大，增加建设成本。
（7）开关柜仅有工作（带电）位置，无试验位置。
开关柜做试验时，必须将前大门打开，断路器手车元件裸露，对人身有安全隐患。
停电时，断路器上口始终处于带电状态，存在重大安全隐患。
3 新型的KYGC-Z矿用一般型开关柜的改进措施
新型的KYGC-Z矿用一般型手车式高压真空开关柜（以下简称新型开关柜）则克服了以上缺点，能够适应矿井安全供电。
新型KYGC-Z开关柜是根据KYN28-12中置柜对原开关柜进行优化的。
新型柜体通过隔板被分四个的功能单元，通过加装密封措施，柜体防护等级能够达到IP54，满足矿用一般型设备的标准要求。
开关柜的外形尺寸较小，一般为宽800mm，深1200mm，高2000（1800）mm。
在工作时，开关柜仪表室和断路器室从正面进行操作和维护，电缆室和母线室在背面进行维护。
断路器可选用国产或进口的VS1、VD4型手车式断路器。
开关柜真空断路器（主体）为小车式，隔离触头采用梅花插销式，继电保护为功能块组合式，开关柜箱门加机械和电气联锁；所有零部件采用积木式组合，连线均为标准接插件。
装置可手动、电动或远距离操作、工作可靠、结构紧凑，使用维护特别方便。
新型KYGC开关柜主要结构特点如下：
3.1 开关柜柜体结构
开关柜的柜体和隔板均采用2.0mm厚的覆铝锌钢板材质，并且通过数控设备加工，保证了整个柜体配合精度高，而且具备很强的抗腐蚀与抗氧化作用。
开关柜的仪表门和前大门依然采用冷轧钢板加工，并进行喷塑处理，比较美观。
3.2 断路器手车
断路器手车采用通用标准的手车式断路器。
手车与柜体绝缘配合，机械联锁，安全可靠灵活。
相同规格的断路器手车能互换，互换率100%。
断路器的动触头采用技术成熟的梅花触头，动、静触头结合更可靠。
断路器手车的螺母、丝杠进给机构比较完善，操作简便。
工作时，通过专用摇把使手车缓缓摇进，并且在柜体的试验位置和工作位置均有定位连锁机构，必须根据联锁防误操作程序进行操作，保证了设备运行的安全可靠性。
3.3 母线隔室单元
母线隔室之间设有穿墙套管，供电系统主母线通过每台开关柜的穿墙套管从开关柜的母线隔室单元贯穿，并且通过每台开关柜内装设的绝缘子固定。
为保证设备的绝缘性能，柜内母线均加装热缩套管。
由于主母线穿越开关柜隔板处均采用绝缘套管进行支撑和隔离，因此能够保证如果柜内母线室发生故障电弧，柜间
的绝缘套管的隔离作用能保证事故不致蔓延到相邻开关柜柜。
3.4 机械联锁装置
开关柜的机械连锁装置采用KYN28-12中置柜成熟可靠的机械联锁装置，具备可靠地“五防”功能，能为操作人员提供可靠的安全保护：
（1）开关柜的动静触头盒，装设有活动金属帘板防护。
断路器手车在进入和退出工作位置时，通过机构使活动帘板上、下移动，将静触头盒打开或盖上，防止误入带电隔室。
（2）当断路器处于合闸状态时，手车上的摇进机构闭锁能保证手车不能从工作位置拉出或从隔离/试验位置推至工作位置；
（3）手车在工作位置时，二次插头盒被机构锁定，不能拔开，只有在试验位置时，闭锁机构可以打开，二次插头盒才能够插拔操作。
4 结语
新型KYGC-Z矿用一般型手车式高压真空开关柜与老型KYGC-Z开关柜相比，具有柜体设计合理，机械定位机构精度高；柜体抗氧化、抗腐蚀能力强；断路器手车标准化高，通用性强，互换性好；五防闭锁可靠，便于操作维护等优点。
目前，新型KYGC-Z开关柜已在矿区多个井下变电所使用，并得到使用单位的认可。
参考文献：
[1]GB 3906-2006 3.6 kV～40.5 kV 交流金属封闭开关设备和控制设备.
[2]GB/T12173-2008 矿用一般型电气设备.。