礦井供電管理2015

永煤機電部欒永春2015年4月礦井供電管理大綱提要：一、煤礦供電系統(tǒng)的基本要求。二、規(guī)程對礦井供電的相關規(guī)定解讀。四、接地保護原理。三、礦井供電系統(tǒng)整定計算及管理規(guī)定。四、局部通風機的供電管理。五、現(xiàn)場檢查要點。一、煤礦供電系統(tǒng)的基本要求

電力是現(xiàn)代化煤礦生產的主要動力，是電能的重要用戶。對煤礦進行可靠、安全、經濟、合理的供電，對提高煤礦經濟效益和保證安全生產方面有著十分重要的意義。煤礦企業(yè)對電力供電系統(tǒng)有以下要求：

1、供電的可靠性

供電的可靠性即要求供電不可中斷。對礦井的供電一旦中斷，不僅會造成全礦停產，還會導致保證礦井生產的一些重要設備(又稱保安負荷)，如通風機、主排水泵等停止運轉，危及礦井和井下工作人員的安全，嚴重時會造成礦井的毀壞。因此，為了保證煤礦供電的絕對可靠，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：“每一礦井應采用兩回路電源線路供電，當任一回路發(fā)生故障停止供電時，另一回路應能擔負全礦井的負荷。正常情況下，采用一回路運行，另一回路必須帶電備用，以保證煤礦井下生產過程中供電的連續(xù)性?！蔽夜疽?guī)定的必須采用分列運行方式。

2．供電的安全性由于煤礦環(huán)境復雜，自然條件惡劣，特別是存在有爆炸危險的瓦斯和煤塵，供電線路和電氣設備在井下易受損壞，在使用電能的過程中，稍有疏忽就會造成漏電及人身觸電事故，而且會引發(fā)瓦斯、煤塵爆炸等嚴重后果。所以，煤礦井下必須采取防爆、防觸電、防潮和過流保護等一系列安全技術措施，嚴格遵守《煤礦安全規(guī)程》中的有關規(guī)定，以確保煤礦的供電安全。3．保證良好的供電質量供電質量是指供電的電壓、頻率偏離額定值的幅度不能超過規(guī)定的允許范圍；否則，電氣設備的正常工作情況就會顯著惡化，甚至損壞電氣設備。所謂電壓頻率偏離是指由于種種原因，送到用電設備上的端電壓和頻率與額定值的差異，它是質量的重要指標，我國對供電的質量要求是：供電電壓偏離幅度不超過額定值的±5％；頻率偏離幅度要求3000kW以上的系統(tǒng)不超過額定值的±0.2Hz，3000kW以下系統(tǒng)不超過額定值的±0.5Hz；諧波不超標

（見電能質量公用電網(wǎng)諧波）。

4．保證足夠的供電能力，這不僅要求電力系統(tǒng)或發(fā)電廠能夠供給煤礦充足的電量，而且要求礦井供電系統(tǒng)的各項供電設施，也要具有足夠的供電能力。

5．供電的經濟性，煤礦供電系統(tǒng)在滿足以上基本要求的基礎上，盡量降低礦井各級變電所與電網(wǎng)的基本建設投資；盡量降低設備材料和有色金屬的消耗量；盡量做到供電系統(tǒng)簡單、操作方便、基本建設投資和運行維護費用低。二、《規(guī)程》對礦井供電的相關規(guī)定

1、雙回路供電，不得分接負荷，不得共桿架設，不準裝負荷定量器。2、兩路電源線若一用一備則必須帶電備用(我公司要求分列運行,并且要追溯到上級電源）。3、井下供電嚴禁中性點接地。（后面分析）4、高壓電網(wǎng)單相接地電流（電容電流）應＜20A。5、高壓下井電纜嚴禁裝設自動重合閘。6、井上下必須裝設防雷電裝置。7、電氣操作實行電氣工作票、高壓倒閘操作票與停送電聯(lián)系制度。

8、井下高壓電動機，動力變壓器的控制設備，應具有短路、過負荷、接地和欠壓釋放保護。井下由采區(qū)變電所、移動變電站或配電點引出的饋電線上，應裝設短路、過負荷和漏電保護裝置。低壓電動機的控制設備，應具有短路、過負荷、單相斷線、漏電閉鎖保護裝置及遠程控制裝置。煤電鉆必須使用設有檢漏、漏電閉鎖、短路、過負荷、斷相、遠距離啟動和停止煤電鉆功能的綜合保護裝置。9、井下配電網(wǎng)路（變壓器饋出線路、電動機等）均應裝設過流、短路保護裝置；必須用該配電網(wǎng)路的最大三相短路電流校驗開關設備的分斷能力和動、熱穩(wěn)定性以及電纜的熱穩(wěn)定性。必須正確選擇熔斷器的熔體。10、必須用最小兩相短路電流校驗保護裝置的可靠動作系數(shù)。保護裝置必須保證配電網(wǎng)路中最大容量的電氣設備或同時工作成組的電氣設備能夠起動。11、井下低壓饋電線上，必須裝設檢漏保護裝置或有選擇性的漏電保護裝置，保證自動切斷漏電的饋電線路。12、地面變電所和井下中央變電所的高壓饋電線上，必須裝設有選擇性的單相接地保護裝置；供移動變電站的高壓饋電線上，必須裝設有選擇性的動作于跳閘的單相接地保護裝置。3、1中性點接地方式分析:1、中性點接地系統(tǒng)：如下圖1所示，這時人體承受電網(wǎng)相電壓，通過人體的電流可根據(jù)歐姆定律求出：

當取Rma=1000?，線電壓為660V時，通過人體的電流為：

可見，無論是線電壓是660v供電系統(tǒng)，當中性點接地時，通過人體的電流都遠遠超過30mA，所以是絕對危險的。變壓器IRC3.2、中性點不接地系統(tǒng)：如下圖2所示，變壓器IRC根據(jù)基爾霍夫第一定律得：a、當電容忽略時，Rma=1000?，r=35000?，Ux=660V，可見是安全的。

b、當電容不忽略時，Rma=1000?，r=35000?，Ux=660V，C=0.5μf可見當電容不忽略時，同樣不安全，但比中性點接地系統(tǒng)通過人體的電流要小的多，故相對安全。3.3結論：①中性點絕緣比中點接地的人身觸電電流要小得多，比較安全。②入地電流很小，從而使引燃瓦斯、煤塵的可能性大大減少。③不影響線電壓（可運行2個小時）。以上三大優(yōu)點就是井下變壓器禁止中性點接地的原因。然而，也存在一些缺點：A、當電網(wǎng)一相接地時，往往不易發(fā)覺，易燒電動機（并不影響三相設備的短時運行）；B、如果沒有漏電指示，一相接地可能長期存在，再此情況下，如人站在地上又觸及另一相帶電導體，人身跨接電網(wǎng)線電壓，這時通過人身的觸電電流較中性點接地的供電系統(tǒng)還要大0.73倍(660mA)，這是非常危險的。C、其他兩相電壓將升高√3倍，容易使絕緣差的地方被擊穿。為克服以上缺點，井下電網(wǎng)必須裝設漏電保護裝置。

四、接地保護:前面我們分析可知，電網(wǎng)對地如果有分布電容存在，人體觸電的觸電電流遠大于30mA（154mA）,而電容補償也是有限的，為了人身的安全，采用保護接地可進一步減小人體觸電電流，將其限制在安全值以內。(一)分類:在供電系統(tǒng)中，各種電氣設備的接地按照其作用的不同可以分為：工作接地、保護接地、保護接零三大類。工作接地是指變壓器或互感器等根據(jù)工作的需要而采用的繞組或中性點接地；保護接地是指三相三線制的電網(wǎng)，將設備正常時不帶電的金屬外殼與接地裝置相連接。保護接零是指三相四線制電網(wǎng)，將設備外殼好與零線相連接。它們是防止人身觸電的重要措施。《安全規(guī)程》第431條規(guī)定：36V以上由于絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設備金屬外殼和構架，都必須設保護接地。(二)接地有關參數(shù):1、對地電壓Vtg:如下圖3所示.2、接地電阻Rgr:井上<4Ω（工作、保護、防雷）、井下<2Ω（任何一點）。3、接觸電壓Vco接觸電壓是指人體觸電部分與站立點之間的電位差Vco。由圖可見Vco=Vtg–Vsp,可見離接地極越遠觸電電壓越高，這就是接地極不能設在離設備太遠的道理。4、跨步電壓Vss跨步電壓是指在入地電流的流動范圍內，人兩腳間的電位差。由圖可見Vss=V1-V2,離接地極越近跨步電壓越高。電氣設備VtgVssVcoVspIgrRgr(三)接地保護原理:(如圖4所示)1.無保護接地時：電流經人體入地，再經其他兩項的絕緣阻抗回到電源，這里的關鍵是電流全部流經人體。2.有保護接地時：電流將通過人體電阻和接地電阻所組成的并聯(lián)支路入地，再經過其他的兩相絕緣阻抗回到電源。這就很大程度的減小了通過人身的電流。3、不足：①沒有斷電功能。②電網(wǎng)發(fā)生單相直接接地時，無分流作用。③人接觸單相電網(wǎng)，無分流作用。所以漏電保護和保護接地二者缺一不可。圖4變壓器RCM機機Igr2ΩIma1kΩI

三、礦井供電系統(tǒng)整定計算及管理規(guī)定1、整定計算：2、相關管理規(guī)定：

四、局部通風機的供電管理：

1、新安裝的局部通風機必須設計合理。機電、通風、調度各部門各司其職，對風機安設地點、開關擺放位置、風電閉鎖、瓦電閉鎖的開關、斷電范圍及安全監(jiān)控進行全面把關。2、采用雙回路供電的局部通風機統(tǒng)一標識為“主風機、副風機”；局部通風機標識統(tǒng)一粘貼于局部通風機進風口第一臺電機外側，粘貼前必須清除風機上原所有標識，標識粘貼好后必須一目了然、橫平豎直。風機配電點開關根據(jù)開關用途進行統(tǒng)一噴字或制作不干膠標識牌，如“主風機饋電”、“副風機饋電”；風機啟動開關隔離手把上側統(tǒng)一噴字為“主風機、副風機”。

3、風機供電回路中任意一個回路不正常時，應停止掘進工作面生產。因檢修影響風機供電，回路中有一個需停電時，檢修單位必須提前兩天將計劃報機電科、通風科和被影響單位，被影響單位必須制定安全技術措施，并且經過相關業(yè)務科室審批執(zhí)行。

4、局部通風機及關聯(lián)開關搬遷時，影響環(huán)節(jié)因素應盡量減少單一風機運轉時間，以防因單一風機存在諸多不可靠因素造成的工作面停風事故。

5、風機、風機配套使用的開關等重要的電氣設備首次投用前，必須在機修廠、井下現(xiàn)場接入電源空載運行，保障開關設備可靠。

6、局部通風機安設地點與風機配電點應在同一地點，配電點操作的電工應能方便的觀察到或聽到風機的開停及切換情況，以便及時采取措施，預防停風，同一地點不宜安設2套或以上的局部通風機，以干擾現(xiàn)場人員作出準確判斷。受條件限制的地點，可增派人員看守。

7、使用自動倒臺的開關要定期檢查、檢修，檢修要制定專門的檢修部位、單風機運轉、預防因檢修造成停風措施。

8、局部通風機饋電總開關的短路整定要在滿足可靠系數(shù)的情況下滿足此開關下面所有局部通風機同時啟動要求，以防啟動時饋電開關跳閘，倒臺失敗。

9、饋電開關的低電壓保護適當放大定值，避免因電壓波動停電。10、風機配電點必須懸掛供電系統(tǒng)圖，供電系統(tǒng)圖與實際必須相符。11、規(guī)范礦井風機倒臺試驗、漏電試驗制度及流程，協(xié)調好各種保護試驗與生產部門關系。12、固定風機倒臺試驗人員，防止由于人員操作不熟練或對環(huán)境及設備不熟練造成誤操作。五、現(xiàn)場檢查要點：1、礦井井下供電系統(tǒng)的設計、運行管理、保護整定、負荷變動制度執(zhí)行情況。2、防爆管理制度的建設及落實情況，現(xiàn)場防爆電氣設備的完好