煤矿井下三大保护知识讲座 煤矿井下低压电网三大保护是
煤矿机电知识之井下供电三大保护演示文稿
煤矿井下供电三大保护（一）矿井低压电的电流保护 煤矿安全网一、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）=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 A1、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、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。
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、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。
煤矿井下供电系统的“三大保护”
• 若经校验，两相短路电流不能满足公式⑹时，可采取以 下措施：
• ①加大干线或支线电缆截面。
• ②设法减少低压电缆长度。
• ③采用相敏保护器或软起动等新技术提高可靠动作系数。
• ④换用大容量变压器或采取变压器并联。
• ⑤增设分段保护开关。
• ⑥采用移动变电站或移动变压器。
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煤矿井下供电系统的“三大保护”
•
Iz≤Ie
⑺
• 式中：Iz ----电子保护器的过流整定值，取电机额定电 流近似值，A。
• Ie ----电动机的额定电流，A。
• 当运行中电流超过Iz值时，即视为过载，电子保护器延 时动作；当运行中电流达到Iz值的8倍及以上时，即视 为短路，电子保护器瞬时动作。
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煤矿井下供电系统的“三大保护”
• 式中： Kb----变压器变压比
• 1.2～1.4----可靠系数
• 对于电子式高压综合保护器，按电流互感器二次额定电 流值(5A)的1、2、3、4、5、6、7、8、9倍分级整定， 其整定值按公式(14)选择：
• n≥
．．．．．(14)
• 式中： n----互感器二次额定电流(5A)的倍数。
• Ige----高压配电装置额定电流，A。
第一节 过电流保护
• ②保护电缆支线的装置按公式⑷选择：
•
IZ≥IQC ．．．．．．⑷
• 式中：IZ、IQC的含义同公式⑶。
• 目前某些隔爆磁力起动器装有限流热继电器，其热元件按公式⑸ 整定：
•
IZ≤Ie
⑸
• 式中：IZ、Ie的含义同公式⑶。
• 2）按第1条规定选择出来的整定值，还应用两相短路电流值进行 校验，应符合公式⑹的要求：
第三章井下电网三大保护PPT课件
I1
N1
图 电流互感器 1-铁心 2- 一次绕 组 3-二次绕组
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1、电流互感器的接线方式
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三相星形接线和两相星形接线
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2、电流互感器的使用注意事项
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(1) 电流互感器在工作时其二次侧不得开路
(2) 电流互感器的二次侧有一端必须接地
(3) 电流互感器在连接时，要注意其端子的极性
(4) 电流互感器套管应清洁，没有碎裂、闪络痕迹， 内部没有放电和其它噪声。
❖基本任务：
1）当被保护线路或设备发生故障时，继电保护装置能自 动迅速准确有选择地通过断路器将故障元件断开，保证系 统其他部分正常运行。
2）当被保护线路或设备出现不正常运行时，保护装置能 发出信号，提醒工作人员采取有效措施，消除不正常运行 状态。
3）继电保护装置能够与系统其他自动化装置配合，缩短 事故停电时间，提高系统运行可靠性。
3-二次绕组
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电压互感器运行中应注意事项
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1．一个单相电压互感器的接线 这种接线方式在三相线
路上，只能测量某两相之间的线电压，用于连接电压表、
频率表及电压继电器等。
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电压互感器运行中应注意事项
Hale Waihona Puke 下页2．两个单相电压互感器的V／V形接线这种接线方式又
称不完全星形接线，可以用来测量三个线电压，供仪表、
继电器接于三相三线制电路的各个线电压。
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电压互感器运行中应注意事项
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3．三个单相电压互感器Y。／Y。形接线 这种接线方式
能满足仪表和继电保护装置选用相电压和线电压的要求。
在一次绕组中点接地情况下，也可装用绝缘监察电压
三大保护
三大保护在煤矿井下供电系统中，由于电气设备的绝缘损坏，操作不当等等原因，造成电器设备短路、漏电、断相等其他原因影响电气设备的正常运行，不仅影响煤矿井下的正常生产，甚至还危及人的生命安全，还会造成煤矿井下的瓦斯、煤尘爆炸事故，因此煤矿井下的三大保护，是煤矿井下电气设备安全运行的重大保证，随着煤矿井下用电的安全性、可靠性、和供电质量要求的不断提高，三大保护的类型不断更新，掌握煤矿井下电气设备的各种保护是保障电气设备安全运的前提。
一、三大保护包括：过电流保护、漏电保护、接低保护。
1．、过电流保护是指流过电气设备和供电线路的电流超过了额定值。
(1)、电流保护包括短路保护、过流（过负荷）保护。
（1.1）短路危害：煤矿井下短路故障有两相和三相. 短路属于最严重的过流故障，短路点电弧中心温度可达2500~4000度，短时间可能会烧毁设备或电缆，引起电气火灾，甚至引起瓦斯、煤尘爆炸。
（1.2）短路原因:绝缘击穿、机械损伤、误操作。
（2.1）过负荷的危害: 过负荷是指电气设备或电缆的实际工作电流超过额定电流值，而且超过了允许时间。
长时间过负荷会导致绝缘性能下降，影响电气设备生命，它是造成电动机烧毁的主要原因。
(2.2) 过负荷原因：电源电压过低、机械性堵转、重载启动（3.1）断相的危害: 断相是指三相供电线路或设备出现一相断线，以电动机断相多见。
电动机在运行中断相后，仍会运转。
由于机械负载不变，电动机工作电流会比正常的工作电流大，引起负荷。
为同三相对称负荷区别，故称断相或单相断线故障。
（3.2）断相的原因：熔断器一相熔断；电缆与电缆或电缆与设备没有可靠连接；电缆芯线中一相断线。
预防过流的措施：过流保护的措施主要是加强井下电器设备的检修，保护器的整定，线路的维护，终端头的制作工艺及接线盒的制作工艺，处理好电缆的屏蔽层及电气间隙，避免人为砸伤电缆及带电移动电气设备。
二、漏电保护1 井下低压漏电保护动作分析根据我国井下低压电网的运行情况，一般认为对低压配电网漏电保护实行三级保护，级数再增加将没有使用意义。
煤矿供电三大保护
煤矿井下供电三大保护（一）矿井低压电的电流保护一、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）=220/50.48=4.36A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=105.5A1、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、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。
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、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。
井下电器三大保护
煤矿井下供电系统的过流保护、漏电保护、接地保护统称为煤矿井下电器的三大保护。
井下常见的漏电故障可分为集中性漏电和分散性漏电两类。
集中性漏电是指漏电发生在电网的某一处或某一点，其余部分的对地绝缘水平仍保持正常。
分散性漏电是指某条电缆或整个网络对地绝缘水平均匀下降或低于允许绝缘水平。
二、漏电保护方式漏电保护方式有漏电保护、选择性漏电保护、漏电闭锁。
ｌ．漏电保护目前使用的漏电保护装置种类很多，有电子电路的，也有单片计算机控制的。
这里介绍的漏电保护，从原理上也叫附加直流电源漏电保护，如图４—１所示。
其工作原理是：漏电继电器用直流电进行绝缘监视，当人体触电时，绝缘电阻降低，其回路如下：电源接地极人体负荷线Ｃ相～ＳＫ（三相电抗器）ＬＫ（零序电抗器）Ω（欧姆表）ＺＪ（直流继电器）电源，ＺＪ吸合ＺＪ１闭合ＴＱ（跳闸线圈）有电触点断开ＤＷ（馈电开关）断开一切断了供电回路。
如果绝缘阻值高于整定值时，直流监测电流小于ＺＪ的动作电流，馈电开关不会跳闸，正常供电。
２．选择性漏电保护选择性漏电保护大多利用零序电流方向保持原理，如图４—２所示，采用的主要检查元件是零序电流互感器。
零序电流互感器有一个环形铁芯，其上缠有二次绕组，环形铁芯套在电缆上，穿过铁芯电缆中的三根芯线就是它的一次绕组。
３．漏电闭锁漏电闭锁是指在开关合闸前对电网进行绝缘监测，当电网对地绝缘阻值低于闭锁值时开关不能合闸，起闭锁作用。
三、漏电保护装置的整定、维护及检修１．漏电保护装置的整定漏电继电器动作电阻值是以网路绝缘电阻为基准确定的，即当低压电网绝缘水平下降到对人触电有危险时，漏电继电器应动作，并切断电源。
因此，把这个对人身触电有危险的电网极限绝缘电阻值，定为漏电继电器的动作电阻值。
对漏电保护和漏电闭锁装置按表４—１整定。
第二节过电流保护一、过电流故障的危害及原因过电流是指流过电气设备和电缆的电流超过了额定值。
其故障有短路、过负荷和断相。
第三节保护接地漏电保护的侧重点是故障发生后的跳闸时间，一旦发生漏电或人身触电．应尽快切断电源，将故障存在的时间减少到最短。
煤矿井下电网的三大保护
煤矿井下电网的三大保护煤矿井下巷道狭窄，空气潮湿，工作条件恶劣，容易发生各种电气事故，因此需要采取必要的安全措施，设置可靠的保护装置，才能保证矿井生产的安全供电。
井下作业恶劣，很容易发生电气设备及电缆相间短路、漏电而引起电火灾、瓦斯和煤尘爆炸、触电等事故，为了保证煤矿井下供电的安全性，煤矿井下设置三大保护即过流保护，漏电保护和保护接地。
标签：过流；漏电；接地1 过流保护过电流是指实际通过电气设备或电缆的工作电流超过了额定电流值。
引起过流的主要原因有短路、过载和电动机单相运转等，因此过流保护通常包括短路保护、过负荷保护、断相保护等。
目前，煤矿井下低压电网使用的过流保护装置主要有熔断器、过流继电器、热继电器及综合保护装置等。
过流保护装置在保护中应满足四个要求：（1）选择性，只切除故障部分，而其余非故障部分则继续运行。
（2）可靠性，不拒动，不误动。
（3）动作迅速，在故障情况下保护装置迅速动作并切断其供电电源，以免事故进一步扩大。
（4）动作灵敏，保护装置应满足灵敏度的要求。
短路保护、过载保护和断相保护都属于过流保护，但是有本质的区别。
短路保护的动作时间要短，其动作值设定较大，过载保护和断相保护按反时限延时动作，动作时间与过载电流的大小有关，其动作值设定小于短路保护的动作值。
煤矿目前使用的过流保护装置中熔断器只能做电机短路保护，各种继电器必须与接触器或脱扣器配合实现过流保护，其中热继电器只适用于做过载保护和断相保护，而电子继电器具有功能完善、保护齐全、灵敏可靠等优点，特别是计算机技术的发展，用单片机集成电路取代分立电子元件电路使其优点更为突出，在矿井供电控制中得到广泛运用。
2 漏电保护煤矿井下巷道中空气潮湿，在此条件下运行的电气设备，虽然对其绝缘有一些特殊的要求，但漏电故障仍时有发生，特别是采区的低压电缆，还时常被脱落的岩石或煤块砸坏，更会发生漏电事故。
漏电事故不仅会使电气设备进一步损坏，形成短路，而且还可以导致人身触电和瓦斯煤尘爆炸危险，因此，井下设备必须装设作用于开关跳闸的漏电保护装置。
煤矿井下供电系统的三大保护
Nhomakorabea利用公式⑴计算两相短路电流时，不考虑短路电流周期分量的衰 减，短路回路的接触电阻和电弧电阻值也忽略不计。 若需计算三相短路电流值，可按公式⑵计算： I 1.15 I ．．．．．．⑵ 式中： I ----三相短路电流，A。 2）两相短路电流亦可利用计算图(或表)查出。 2、短路保护装臵 1）馈出线的电源端均需加装短路保护装臵。低压电动机应具备 短路、过负荷、单相断线的保护装臵。 2）当干线上的开关不能同时保护分支线路时，则应在靠近分支 点处另行加装短路保护装臵。 3）各类短路保护装臵均应按本细则进行计算、整定、校验，保 证灵敏可靠，不准甩掉不用，并禁止使用不合格的短路保护装臵。
3.断相 断相是指三相交流电动机的一相供电线路或一 相绕组断线。 造成断相原因有：熔断器有一相熔断；电缆与 电动机或开关的接线端子连接不牢而松动脱落； 电缆芯线一相断线；电动机定子绕组与接线端 子连接不牢而脱落等。
二、煤矿井下低压电网短路保护装臵整定细则 （一）、一般规定 1、短路电流的计算方法 1）选择短路保护装臵的整定电流时，需要计算两相短路电流值，
（3）没设可靠的漏电保护、漏电保护失效 或甩掉不用；漏电保护失效接地网断线 的情况下人触及带电的设备外壳。 （4）不按要求使用绝缘用具、带电拉隔离 开关等误操作导致人体触电。 （5）不按要求携带较长的导电材料，在有 架线的巷道行走时触及架线。 （6）工作中，触及破损电缆、裸露带电体 等。
2.人体触电的预防措施 （1）使人体不能触及或接近带电体。 （2）设臵保护接地。 （3）在井下高、低压供电系统中， 装设漏电保护装臵，防止供电系统 漏电造成人身触电和引起瓦斯或煤 尘爆炸。
I =
d
(2)
矿井低压供电及三大保护
4、不带电检修或搬迁电气设备、电缆和电线。
5、从事电气作业时，使用必要的绝缘用具。 煤矿安全规程规定：照明、信号、手持式电气设备额定电压不大于127V，远距离控制电压不超过36V。
五、电气设备的三大保护及有关规定
电气设备三大保护指：漏电保护、过 电流保护、接地保护。 • 在电气设备的各类故障中，漏电故障具 有危害大、发生率高、突发性强、分布范 围广、不易察觉等特点，成为影响电力系 统安全运行的重要因素。所以在电气设备 的三大保护中，漏电保护是使用最频繁， 也是最重要的保护之一。
-700迎头变电所
西二小湖系采区
-700东巷迎头变电所 -850泵房变电所
临变一
西二采区
-640变电所 -845变电所
临变三 -845变电所 -850探巷移变 -810移变 -850移变
-837变电所 -1000泵房变电所
-845车房变电所 34207移变
供电系统各组成部分作用：
矿井供电系统由地面变电所（35KV变电所）、井下中央变 电所（-700泵房变电所）、采区变电所、防爆移动变电站、采 区变电点以及彼此间的电缆线路组成。 其中， 地面35KV变电所是全矿供电的总枢纽，担负受电、变电、 配电任务。井下-700泵房中央变电所是井下供电的中心，其任 务是向采区变电所、整流变电所、主排水泵及井底车场附近负 荷供电。 采区变电所是采区变、配电中心，任务是向采区负荷及巷道 掘进负荷供电。 工作面配电点是采掘工作面及其附近巷道的配电中心，向 工作面及附近负荷供电。
矿井低压供电 及三大保护
旗山煤矿机电科
概述
矿山供电的要求： 可靠性、安全性、供电质量、经济性 电力用电的分类： 根据事故停电对生产与安全造成的影响分 1）一级负荷 2）二级负荷 3）三级负荷
煤矿采区电网三大保护
采区低压电网三大保护一、煤矿井下接地保护：（一）、采区供电方式：变压器中性点不直接接地系统（二）、接地保护的作用及原理：概念：接地保护 ̶̶̶ ̶̶̶用导体把电气设备中所有正常不带电金属外壳,构架与埋在地下的接地极连接起来,称为保护接地。
一、接地保护原理：其实质是降低了被保部位漏电时的对地电压值；也可按照并联分流的原理加以解释：IrRr=IdRd（Ir= IdRd÷Rr）即接地电阻与人体电阻组成并联电路，接地电阻值越小，流经人体电流越小。
<<煤矿安全规程>>482条规定: 电压在36伏以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架、铠装电缆的钢带(或钢丝)铅皮或屏蔽层护套等必需有保护接地。
二、保护接地的作用：⑴减少人身触电电流；⑵避免电气设备带电时对地泄漏电流产生的电火花引发矿井有害气体的燃烧和爆炸。
（三）、煤矿井下保护接地网：1 井下保护接地网的组成：⑴主接地极；⑵主接地母线；⑶接地引线；⑷局部接地极；⑸辅助接地母线；⑹连接导线；⑺系统接地线。
二、井下设局部接地极地址的规定：1) 采区变电所(包括移动变电站和移动变压器)；2) 装有电气设备的峒室和单独装设的高压电器设备；3) 低压配电点或装有3台以上电气设备的地址；4) 无低压配电点的采煤机工作面的运输巷，回风巷，集中运输巷(胶带运输巷)和由变电所单独供电的掘进工作面，至少应别离设置一个局部接地极；5) 连接高压动力电缆的金属连接装置。
3、局部接地极安装尺寸要求：1）设置在水沟中的局部接地应用面积不小于²，厚度不小于3mm的钢板或具有同样有效面积的钢管制成，并应平放水沟深处；2）设置在其他地址的局部接地极，可用直径不小于35mm，长度不小于的钢管制成，管子应至少钻20个直径不小于5mm的透孔，并垂直全数埋入底板；3）也可以用直径不小于22mm，长度为1m的两根钢管制成，每根管子上应钻10个直径不小于5mm的透孔。
煤矿井下供电系统的三大保护全
I
(3) d
1.15．I (d2)．．．．．⑵
式中： I (d3-) ---三相短路电流，A。
2）两相短路电流亦可利用计算图(或表)查出。
2、短路保护装置
1）馈出线的电源端均需加装短路保护装置。低压电动机应具备 短路、过负荷、单相断线的保护装置。
2）当干线上的开关不能同时保护分支线路时，则应在靠近分支 点处另行加装短路保护装置。
6、检修后的高、低压开关，必须对其保护装置进行校 验，使之符合要求，以便在井下使用时，可以根据其刻 度正确地调整。
7、备用开关设备(含新的、检修完的)及单独保护器，在 入井前，应由持合格证的防爆检查员检查其电气保护及 防爆安全性能，取得合格证后，方可入井安装。
8、开关在井下使用超过6个月时，应对其过流保护装置 进行一次检验和调整。
（三）变压器的保护
1、动力变压器在低压侧发生两相短路时，采用高压配
电装置中的过流保护装置来保护，对于电磁式保护装置，
其一次电流整定值Iz按公式(13)选择：
Iz≥
1.2 ~
K
1.4
b
I
QC
K
X
I
e
．．．．．．(13)
式中： Kb----变压器变压比
1.2～1.4----可靠系数
对于电子式高压综合保护器，按电流互感器二次额定电
3.断相
断相是指三相交流电动机的一相供电线路或一 相绕组断线。
造成断相原因有：熔断器有一相熔断；电缆与 电动机或开关的接线端子连接不牢而松动脱落； 电缆芯线一相断线；电动机定子绕组与接线端 子连接不牢而脱落等。
二、煤矿井下低压电网短路保护装置整定细则 （一）、一般规定 1、短路电流的计算方法 1）选择短路保护装置的整定电流时，需要计算两相短路电流值，