井下供电与照明课件

如果电动机起动时电压损失较大，则 起动电流比额定起动电流小得多，其所 取的不熔化系数比上述数值可略大一些， 但不能将熔体的额定电流取得太小，以 免在正常工作中由于起动电流过大烧坏 熔体，导致单相运转。
伏，熔体额定电流为100A 及以下时，系数取7；电流为 125A时，系数取6.4；电流为 160A时，系数取5；电流为200A 时，系数取4；当电压为127伏时，
Id1(2)=681A ⑷该点的三相短路电流为:
Id1(3)=1.15 Id1(2)=783A
三、低压电网过流保护装置的整定 过流保护装置是煤矿井下电气设备使用 最普遍的保护装置之一。《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具有短路、过负荷、 接地和欠压保护功能；井下由采区变电 所、移动变电站或配电点引出的馈电线 上，应装设短路、过负荷和漏电保护装
定和校验，确保供电安全。
⑴根据被保护设备的正常负荷和起动
电流大小来选择。考虑合适的倍数，一 般熔体额定电流应为被保设备额定电流 的1.8~2.6倍。
⑵根据供电电路中，上下级之间保护 整定值的配合要求选择防止越级保作。
⑶根据设备起动时重载还是轻载来择。 ⑷根据被保护设备的重要性、数量及 起动特点来选择。
井下电气保护
一、电气保护装置的任务 二、井下电气保护的类型
“三ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ保护 ”
1）过电流保护。包括短路保护、过流（过负荷）保护。
2）漏电保护。包括选择性和非选择性漏电保护、漏电闭锁。
3）接地保护。包括局部接地保护、保护接地系统。
4）电压保护。包括欠电压保护、过电压保护。
5）单相断线（断相）保护。
6）风电闭锁、瓦斯电闭锁。
Ie——电动机的额定电流，
A
当电动机的运转电流大于整定值
时，电动机即出现过载，电子保护 器将延时动作；当运行中电流达到 整定电流的8倍及其以上时，即躲过 了起动电流，电子保护实现短路瞬 时动作。
磁力起动器中电子保护器过流整 定值的校验，应满足下式要求。即
井下低压电网的漏电保护
一、井下漏电故障的类型及原因和 危害：
1、漏电和漏电故障 漏电是指在电网对地电压的作用下， 电流沿电网对地的绝缘电阻和分布 电容流入大地，这一电流称为电网 对地的漏电电流，简称漏电。
在变压器中性点不接地的供电系 统中，当电网中的任何一相，不论 什么原因，使其绝缘遭到破坏，出 现漏电时，它对电网的平衡影响很 小，不会影响电动机正常运转。这 种漏电隐患在供电中长期存在下去 的现象，称为漏电故障。
换算为标准电缆截面为50mm2的 电缆长度.换算方法是：实际电缆 长度乘以换算系数。
⑷计算短路点至变压器 ⑸查表求出该点的两相短路电流 值。查表求Id（2）时应注意： ①变压器的型号、容量和运行方式 要相符。 ②实际电压要与表中电压等级相符。 ⑹根据Id（2）与Id（3）的关系， 算出三相短路电流。
不论熔体额定电流大小，系数一 律取4。
3、电磁式过电流继电器的整定 低压电网中使用的电磁式过电流继 电器是一种直接动作的一次式过电 流继电器，多数装在矿用馈电子表 开关中，作为变压器二次侧馈出线 的总保护。另一种是装在矿用磁力 开关中的限流热继电器的电磁元件， 主要用于支线和电动机的保护。
它们都是电磁式的，如果作 为短路保护使用时，无选择性。 低压电网中电磁式过流继电器动 作电流的整定应满足如下两个基 本要求：一是被保护设备通过正 常最大工作电流时，保护不应动 作；二是被保护设备发生最小两 相路时，保护应能可靠动作。
• 2、过负荷 过负荷也称为过载，是指实际流过
电气设备的电流超过其额电流，又超 过了允许的过流时间。从过流和时间 两个量来说，都是相对量，必须具备 过流和超时这两个条件，才称为过负 荷。
• 过负荷常烧坏井下电气设备，造成 过负荷的原因有：电源电压过低；重 载起动；机械性堵转和单相断相。其 共同表现是：电气设备超允许时间的 过电流，设备的温升超过其允许温升， 有时会引起线路着火，甚至扩大为火 灾或重大事故。
• 两相两种，而单相接地不属于短路， 但可发展为短路。 ⑴短路故障发生的原因 ①线路与电气设备绝缘破坏。例如， 绝缘老化、绝缘受潮，接线（头）工 艺不合格，设备内部的电气缺陷和电 缆质量低及大气过电压等。
• ②受机械性破坏。例如，受到运输 机械的撞击，片帮、冒顶物的砸伤， 炮崩，电缆敷设半径过小等。 ③误接线、误码操作。例如，相序 不同线路的并联，带电进行封装接地 线与带封装接地线送电，局部检修送 电等。
置；
低压电动机的控制设备应具备 短路、过负荷、单相断线、漏电 闭锁保护装置及远程控制装置。 另外，通信线路必须在入井处装 设熔断器和防雷装置。由此可见 看出过流保护装置在使用中的重 要性，所以井下电气工作人员必 须学会过流保护 。
低压电动机的控制设备应具备短路、 过负荷、单相断线、漏电闭锁保护 装置及远程控制装置。另外，通信 线路必须在入井处装设熔断器和防 雷装置。由此可见看出过流保护装 置在使用中的重要性，所以井下电 气工作人员必须学会过流保护的整
煤矿井下常驻机构用电动机的
额定起动电流的选值：对于绕线 型电机,其近似值可用1.5乘以额 定电流;对于鼠笼式电动机,其近 似值可用额定电流乘以6；对于 某些大容量电动机，其IQe最好 用实际起动电流进行计算。
当线路上串联两台及两台以上
开关时（其间设有分支线路）， 则上一级开关的整定值，也应按 下一级开关保护范围最远点的两 相拓路电流来校验，其灵敏度过 应满足1.2~1.5的要求，以保证双 重保护的可靠性。
7）综合保护。电动机综保和煤电钻（照明）综保等。
• 煤矿井下供电
三 大 保 护
电流保护
• 一、常见过电流故障的类型 低压电网运行中，常见的过电流故
障有短路、过负荷（过载）和单相断 线三种情况。什么是短路电流？
我们首先通过一个简单的实例来说 明这一问题：
在正常情况下流过导线、灯的电 流为：
I=V/R=220/（R1+R2+R3）
• 二、低压电网短路电流的计算 低压电网短路电流计算的目的，其一 是接最大短路电流选择开关设备，使 开关的遮断电流大于所保护电网发生 的最大三相短路电流；其二是接保护 线路最末端的两相短路电流校验其保 护装置的灵敏度，从而达到保护装置 的要求。
• 短路电流的计算，应根据井下低压 电网的实际情况，力求计算过程简单， 并设定一些条件。 ㈠计算低压电网短路电流的设定条 件 ⑴低压共电系统的容量为无穷大时, 变压器二次空载电压维持不变。 ⑵计算线路阻抗时，电缆的电阻值 若小于其电抗值的三分之一，
• 3、断相 供电线路或用电设备一相断开时称
为断相。电动机的此种运转状态叫单 相运行。
• 断相时产生于供电线路，有时产生 于设备内部，其断相的原因有：电缆 与电缆的连接、电缆与用电设备的连 接不牢，松动脱落或一相虚接而烧断； 熔断器有一相熔断；电缆芯线受外力 作用而断开。其危害主要表同为过负 荷，即电动机电流增加，转矩下降， 温度升高，甚至烧毁电动机。
⑴馈电开关中电子保护器的短
路保护整定原则、计算方法和校 验与电磁式过流保护相同。整定 保护范围大，为3~10倍的馈电开 关额定电流；其过载长延时保护 电流整定值按实际负荷电流整定， 其整定范围为0.4~1倍的馈电开 关额定电流。
⑵磁力起动器中电子保护器的 过流整定。其整定公式为：
Iz≤Ie 式中：Iz——电子保护器的过 流整定值，为电动机额定电流的 近似值，A
若经上式校验，不能满足要求时， 可采取调整Id（2）的措施：
①虽大干线或支线电缆截面。 ②采用移动变电站或移动变压器， 减少低压电缆的长度。 ③采用变压器并联或更换大容量变 压器。 ④采用相敏保护器或软起动技术。 ⑤增设开关，进行分段保护。
4、电子保护器的电流整定 电子保护器同时具有过负荷延时
保护、短路瞬时动作等性能，是 煤矿井下电气保护的发展方向。
ΣX—短路回路内一相电抗值的总 和，Ω
ΣR=R1/Kb2+Rb+R2
ΣX=Xx+X1/Kb2+Xb+X2 Xx—根据三相短路容量计算的系 统电抗值，Ω R1、X1—高压电缆的电阻、电抗 值，Ω
Kb—矿用变压器的变比，若 一次电压为6000伏，二次电压为 400伏、690伏、1200伏时，变 比依次为15 、8.7、5
• 可忽略电缆的电阻。 ⑶计算低压电网短路电流可不计算
高压电网阻抗。忽略开关的接触电阻 和弧光电阻。
• ㈡低压电网短路电流的计算 短路电流的计算，有公式法和图表法 两种。图表法使用简单，但不如公式 法准确。 1、公式计算法 利用公式计算短路电流，其实质是欧 姆定律的应用。
ΣR—短路回路内一相电阻值的总 和，Ω
=220/50.48=4.36 A 如果在灯头处两根导线相互碰头 等于灯泡电阻没有接入，此时流过
导线的电流则为： I=V/R=220/（R2+R3）
=220/2.08=105.5 A
• 1、短路是指供电线路的相与相之间经 导线直接逢接成回路。 短路时，流过供电线路的电流称为 短路电流。在井下中性点不接地的供 电系统中，短路分为三相、
Rb、Xb—变压器的电阻、电 抗值，Ω
R2、X2—低压电缆的电阻、 电抗值，Ω
⑵用公式法计算两相短路电流的 准备工作：
①原始资料的搜集。包括低压供 电图；电网电压等级；所用变压器 型号；分段电缆的型号、规格、长 度；开关型号。
②保护范围内两相短路点的选定。 ③对查表找（见《电工手册》变压 器数据表）或计算变压器和每段电 缆的电阻、电抗值；
⑴用于保护电缆干线的电磁 过 流保护的整定： 低压馈电开关中的这保护和部分 隔爆磁力起动器的限流电磁元件 接下式选择：
IZ≥IQe+KxΣLe
式中：IZ——过流保护装置的整定值，A Kx——需用系数，取0.5~1 IQe、ΣLe同熔体选择中含义.
⑵用于保护电动机或电缆支线的装置接
下式选择:
IZ≥IQe 另外,对于过负荷所使用的热继电器接照 Iz≤Ie选择,其可靠性按电子保护器的校验 方法进行校验.
求出短路回路内一相电阻值、电 抗值的总和，便于利用公式计算。
以上前两项内容可标注在低压 供电系统图上。
2）三相短路电流的计算
2、用图表法计算两相短路电流 用图表法计算两相短路电流虽
比不上公式法计算得准确，但也 能满足要求。其步骤如下：
⑴搜集原始资料.同公式法步骤. ⑵确定每台开关的范围. ⑶将实际使用电缆的截面长度
主要教学内容及要求：
• 1、 井下供电，2、 井下安全供电技术 概述，3、 井下安全供电及保护装置， 4、 井下电气保护，5、井下低压电网 可能造成的危害及预防，6、 井下保 护接地，7、 矿井下电网漏电保护，8、 井下过流保护。
教学重点与难点：
• 重点熟悉井下安全供电技术，井下安 全供电及保护装置，井下电气保护， 掌握井下三大保护措施。难点是井下 保护接地、漏电保护、过流保护，即 井下三大保护措施。
3、短路电流的计算实例 如下图所示：
解： ⑴L1的换算电缆长度为L1h=600m
（属于标准截面电缆）。L2的换算长度 为： L2h=150×1.91=286.5m ⑵d1点至变压器之间的电缆换算长度之 和为:
L1h+ L2h=600+286.5=886.5m ⑶查表可知d1点的两相短路电流为:
• ④严重隐患点。例如，“鸡爪子”、 “羊尾巴”处。 ⑤带电检修电气设备。 ⑥带电移挪电气设备。
• ⑵短路故障的危害 短路事故是煤矿常见的恶性事故之
一，它产生的电流很大，在短路点电 弧的中心温度一般在2500℃~ 4000℃，可在极短的时间内烧毁线路 或电气设备，甚至引起火灾。在遇瓦 斯、煤尘时，可以引起燃烧或爆炸.短 路可使电网电压急剧下降，影响电气 设备的正常工作。
2、熔体的选择 ⑴作为电力干线保护时，熔 体的选择：
式中：IR—熔体额定电流，A IQe—容量最大的电动机的额定起动电
流，对于有数台电动机同时起动的工作机械，
若其总功率大于单台起动的容量最大的电动 机功率时，IQe则为这几台同时起动的电动机 之和，A
ΣIe—其余电动机的额定电流之和，A 1.8~2.5——当容量最大的电动机起动时， 保证熔体不熔化系数，对于不经常起动和轻 载起动的可取2.5；对于频繁起动和带负载起 动的可取1.8~2.5。