三、(电钳)矿井供电系统及采区供电安全

欢迎你们：参加安全技术培训班的朋友们！祝你们圆满完成学业并取得优异的成绩！！`荥经县煤矿安全生产培训中心矿井供电系统及采区供电安全荥经县永安煤矿安全生产培训中心张明强13795862561矿井供电系统及采区供电安全内容一、煤矿企业对供电的要求内容二、矿井及采区供电系统内容三、采区供电安全内容四、井下电气设备的完好标准及检修质量标准内容五、杂散电流内容六、三专两闭锁矿井供电系统及采区供电安全电能是煤炭生产的主要动力来源，保证对煤矿进行安全、可靠、经济、合理的供电，对保证安全生产，提高经济效益有着十分重要的意义。矿井供电系统及采区供电安全内容一、煤矿企业对供电的要求①定义：因突然停电，可能造成人身伤亡或者重要设备损坏造成重大经济损失者。应采用两回路供电例：矿井通风机、提升人员的主井绞车、抽放瓦斯泵、主排水泵,有下山排水的采区变电所，井上及井下中央变电所等。②供电要求：两个独立电源供电。一、用电负荷分级一级负荷因供电突然中断，给矿井造成大量减产或较大损失者。如：采区变电所、空压机、综合采煤机械等。一般采用双回路或环系形供电。不属于一、二级的属于三级供电。如：地面照明、机修厂等。一般采用单回路供电、多负荷共用一条输电线路。二级负荷三级负荷矿井供电系统及采区供电安全2、额定电压等级能使电气设备正常运行的电压，叫额定电压。设备在额定电压范围内运行时，可以获得最好的经济技术效果。设备的额定电压与电网的额定电压相同。变压器二次绕组的额定电压，是指变压器在一次绕组上加额定电压时的二次绕组的开路电压。变压器运行时，其绕组大约有5%的阻抗电压降，如供电线路长，还应考虑供电损耗。有国家规定的标准额定电压为额定电压等级。根据国家标准的规定，并结合煤矿的特殊生产条件，按额定电压±5%的范围供电。矿井供电系统及采区供电安全2、额定电压等级《规程》第448条规定：井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，应符合下列要求：（一）高压，不超过10000V。（二）低压，不超过1140V。（三）照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压，不超过127V。（四）远距离控制线路的额定电压，不超过36V。采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。矿井供电系统及采区供电安全2、额定电压等级煤矿井下常用电压等级及用途标准电压v平均电压v用途1000010700井上下高压电机及配电电压60006300高压电动机及供电电压33003460部分矿井采区电气设备11401200综采工作面成套电气设备660690低压动力用电电压380400低压动力用电电压127133照明、信号、电话和手持式电气设备的最高限额电压36—电气设备的控制回路直流250、550—架线式电机车矿井供电系统及采区供电安全二、电力负荷对供电的基本要求1、保证供电的可靠性是指供电系统不间断供电的可能程度。也即系统始终处于完好的运行状态，并有必备的备用容量。2、保证供电的安全性是指在电能的的分配、供应和使用过程中，不发生人身触电、设备损毁、电气火灾和爆炸事故。要求必须采取防触电、防潮、防爆、抗磨损等一系列技术措施，正确选用设备，加强保护措施并经常进行维护，保证供电安全。矿井供电系统及采区供电安全二、电力负荷对供电的基本要求3、标准电能的良好质量要使系统安全可靠运行，其电压波动幅值和频率变化必须保持在一定的允许范围内，否则系统运行状态便会恶化。供电额定电压在1200v—10kv之间的允许变化范围为±7%；1200v以下为±5%。频率应经常保持在50Hz左右，3000kw及其以上的系统不超过±0.2Hz;；3000kw以下系统不超过±0.5Hz。4、保证供电系统运行的经济性系统结构简单、投资少、损耗和维护费用少，便于安装、维护、操作。内容二、矿井及采区供电系统矿井供电系统及采区供电安全一、矿井供电系统由地面变电站、井下中央变电所、采区变电所、工作面配电点按一定方式连接起来的一个整体，称为矿井供电系统。大型矿井一般采用三级供电方式：（1）地面变电所；（2）井下中央变电所；（3）采区变电所。中小型矿井一般采用二级供电方式：（1）地面变电所；（2）采区变电所。根据矿井的井田范围、埋藏深度、地质条件，矿井供电系统分为深井和浅井供电系统。煤层埋藏深度大于150m应采用深井供电系统，小于150m应采用浅井供电系统。矿井供电系统及采区供电安全一、矿井供电系统1、深井供电系统电源从矿区变电站35kv母线上取得，由两回路架空线直接将高压深入到矿井的负荷中心—地面变电所，用两台35/6kv主变压器配电给多么地面的主要高压设备，如主、副井提升机、空压机、主通风机等。地面总变电所另设两台6/0.38kv配电变压器构成三相四线制小系统向地面低压动力及照明设备供电。深井供电系统MYJVV—6/10kVMYJVV—6/10kV电源二电源一典型深井供电系统深井供电系统MYJVV—6/10kVMYJVV—6/10kV电源二电源一2、浅井供电系统矿井供电系统及采区供电安全一、矿井供电系统采区供电由地面变电所的架空线将高压电能送到采区地面后，再经钻孔（用钢管加固孔壁）中的高压电缆送到采区变电所，降低后再供给采掘动力设备或采区地面变电所，降压后直接把低压电能经钻孔中的电缆送到采区配电所。井下各用电设备分区，分别由地面变电所通过井筒或钻眼供电。这种供电系统的特点：是井下不设中央变电所；而是把地面变电所的380V或660低压电能直接通过电缆经井筒送到井底车场配电所，供给车场动力及照明使用。2、浅井供电系统矿井供电系统及采区供电安全一、矿井供电系统1、矿井地面变电所2、架空输电线3、采区地面变电所；31、采区地面高压配电所；4、采区配电所；41、采区变电所；5、工作面配电点；6、井底车场低压配电点；7、井筒；8、钻孔浅井供电系统3、变电器的中性点运行方式矿井供电系统及采区供电安全一、矿井供电系统大电流接地系统；小电流接地系统：中性点直接接地系统中性点不接地系统中性点经消弧线圈接地（1）中性点直接接地运行方式当发生单相接地时，故障相由接地点通过大地与中性点形成单相接地短路故障，将产生很大的短路电流，故称为大电流接地系统。（1）中性点直接接地运行方式3、变电器的中性点运行方式矿井供电系统及采区供电安全一、矿井供电系统缺点有二：一、是人体触电时大大增加了人体的触电电流；二、是单相接地时形成了单相短路故障。当人体触接及一相带电体时，跨接于人体的是相电压（人身电阻定为1000Ω），通过计算，当电源电压为380V时通过人体电流为220mA，660V时为380mA，1140V时为660mA。国标规定：通过人体的触电安全电流为30mA。图：变压器中性点直接接地时人体触及一相带电体的情况在煤矿井下，当电网一相接地时，由于变压器中性点直接接地，电流没有经过阻抗而直接流回到了电源，形成了单相短路。单相短路电流很大，在接地将产生很大的电弧，有可能引起瓦斯和煤层爆炸或人员伤亡。《煤矿安全规程》443条规定：严禁井下配电变压器中性点直接接地；严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。（1）中性点直接接地运行方式3、变电器的中性点运行方式矿井供电系统及采区供电安全一、矿井供电系统3、变电器的中性点运行方式矿井供电系统及采区供电安全一、矿井供电系统（2）中性点不接地运行方式如图示：ra、rb、rc分别是电缆三相芯线的绝缘电阻，ca、cb、cc为三相芯线的对地电容。假如忽略电缆的对地电容，此时人触及一相带电体，则人身的触电电流通过路径为：电源a相→人体→大地→b相c相绝缘→b相c→相芯线→电源中性点。变压器中性点不接地的情况设电网每相绝缘电阻在380V时为90000Ω，660V时为35000Ω，而人身电阻仍为1000Ω，通过计算，其触电电流分别为7mA和30mA。由此可知，在中性点不直接接地时，通过人体的电流是安全的。由于分布电容不应忽略，目前采用在漏电继电器中加零序电抗线圈来补偿对地电容电流。3、变电器的中性点运行方式矿井供电系统及采区供电安全一、矿井供电系统（2）中性点不接地运行方式RRrUIr33U电网相电压：1140=660=380=220v人身计算电阻：定值=1000Ω规定电网对地允许最小电阻值1140v≮63KΩ;660v≮35KΩ;380v≮1.9KΩRrR中性点不接地系统人体触电电流计算3、变电器的中性点运行方式矿井供电系统及采区供电安全一、矿井供电系统（3）中性点采用消弧线圈接地运行方式变压器中性点经消弧线圈接地后，当人触及一相带电体时，通过人体的电流将增加一个流过消弧线圈的电流分量IL，因而此时流过人体的电流是IrIc和IL的向量和，即Ib=Ir＋Ic＋IL，因为消弧线圈的电阻很小，可忽略不计，所以可以把消弧线圈看成是一个纯电感线圈，IL是纯电感电流，在相位上与电容电流Ic相差1800，从而可以根据向量图，变成代数和形式，从而可以求得流过人体的电流：图：变压器中性点经消弧电抗线圈接地由上式可知，此时流过人体中的电容电流分量被电感电流分量抵消了一部分，因而流过人体的总电流减小，安全程度得到了提高。这种利用电感来抵消电容电流的作法，叫对电容电流的补偿。同理，在电网发生一相线路接地故障时，也可以利用上述电感电流接地点电流中的电容电流分量，来减小漏电电流。3、变电器的中性点运行方式矿井供电系统及采区供电安全一、矿井供电系统（3）中性点采用消弧线圈接地运行方式22)(LcrbIIIIbIrILIcI—通过人体的总电流；—中性点不接地系统时通过人体的电流；—消弧线圈的纯电感电流；—相电容电流。矿井供电系统及采区供电安全一、矿井供电系统4、低压配电线路的接线方式（1）放射式图示：由低压母线或变压器二次侧将电能分配出去，经过各个电压配电干线，再供给电压供电或用电设备。其优点是供电可靠性高；缺点是：所用开关、设备、线路较多。适用于用电设备容量大、负荷性质重要区域。低压放射式接线方式矿井供电系统及采区供电安全一、矿井供电系统4、低压配电线路的接线方式（2）树干式由低压母线或变压器二次侧将电能输送出去，只经过一条干线供给低压用电设备。其优点是：配电干线少，开关设备少。缺点是：线路出现问题会影响所有用电设备，可靠性较差。低压树干式接线方式矿井供电系统及采区供电安全一、矿井供电系统4、低压配电线路的接线方式（3）环式低压环式接线方式图示：配电或用电设备由两条线路供电。优点是：供电可靠性高，一条线路故障或检修，另一条线路可保证供电。缺点是：所用线路、设备较多保护装置整定配合、对相均较复杂。二、采区供电系统矿井供电系统及采区供电安全采区变电所是采区用电的中心。它的电源由中央变电所提供，其主要任务是将高压变为低压，并将此电压分配到本采区所有采掘工作面及其他用电设备。采区变电所的位置取决于低压供电电压、供电距离、采煤方法及其巷道布置方式、煤岩地质条件和机械化程度等因素。因此，一般情况下采区变电所设在采区用电负荷的中心，以保证采区所有用电设备（特别是大容量设备如大功率采煤机等）的端电压不低于设备额定电压的95%。对于较大的采区，考虑到供电电缆上的电压损失不能超过允许值，而影响供电质量，可在该采区设置2个以上的变电所。采区变电所内要求通风良好，硐室围岩坚固，无淋水易维修。硐室的其他安全措施基本与中央变电所相同。1、综采工作面的供电采区供电系统矿井供电系统及采区供电安全综采工作面的用电设备多，单机容量大，工作面走向长度长，采用移动变电站进行供电。移动变电站由高压开关室、变压器室、低压开关室3部分组成，在巷道中的轨道上随工作面前移。P52移动变电站移动变电站掘进工作面的配电点，一般在掘进巷道的一侧，采用移动变电站的供电形式，距离掘进工作面80～100m。（见教材54页图）采区供电系统矿井供电系统及采区供电安全2、掘进工作面的供电三、《规程》对矿井供电的要求矿井供电系统及采区供电安全第441条：矿井应有两回路电源线路。当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。年产60000t以下（不含60000t）的矿井采用单回路供电时，必须有备用电源。