煤矿安全供电系统基本知识(1)

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l 避雷装置
– 地面引入矿井的电线必须避雷 – 入井的轨道必须接地 – 通信设备入井处装熔断器,和避雷装置。
煤矿安全供电系统基本知识(1)
雷电现象
1.直击雷 雷云——雷电先导 ——迎雷
先导 ——主放电阶段 ——余辉放
电 主放电电流很大,高达几
百千安,但持续时间极短, 一般只有 50~100μs。 余辉放电阶段电流较小, 约几百安,持续时间约为 0.03~0.15s。
煤矿安全供电系统基本 知识(1)
2020/11/21
煤矿安全供电系统基本知识(1)
地面变电所
矿井供电系统组成
l 地面变电所 l 井井下下中中央央变变电电所所 l 采区变电所 l 工作面配电点
采区变电所
工作面配电点
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矿井供电系统
l 地面变电所 l 井下中央变电所 l 采区变电所 l 工作面配电点 l 移动变电站
1、干线式供电
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工作面供电方式
2、辐射式供电(专线式、放射式)
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干线式 VS 辐射式
l 干线式更经济 l 辐射式更可靠
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工作面供电方式
l 混合式
负载
电源 负载
电源
负载
负载 负载
负载
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煤矿安全供电系统基本知识(1)
现代矿井供电-信息化
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地面供电系统
双电源供电
电源较近时,采用平行 回路供电
l 二级负荷(二类负荷)
– 定义:凡因突然停电造成大量减产或大量废品的负荷。 – 举例:井下采、掘工作面、机电运输、地面生产系统等。 – 供电要求:两个回路电源供电或专线。
l 三级负荷(三类负荷)
– 定义:指除一、二类负荷以外的其它负荷。 – 举例:地面附属车间及矿山机修厂等。 – 供电要求:单回路供电、多负荷共用一条输电线路。
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煤矿安全供电系统基本知识(1)
矿井供电的一般规定
l 煤电钻:煤层中回采及掘进 时钻炮眼用的矿用隔爆型电 动工具。
l 煤电钻必须有检漏,漏电闭 锁,过负荷保护等功能。
l 每班使用前要进行1次跳闸 实验
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矿井供电的一般规定
l 严禁中性节点接地 l 机器外露转动和传动
中性点不接地系统
l 结论:
– 若单纯增大绝缘电阻: 1.当电缆长度 < 1km时:绝缘电阻增加r↑→ 则Ima↓; 2.当电缆长度 > 1km时:当绝缘电阻(r↑)增加到一定
程度时,Ima相反会增加; 3.当r → ∞时,Ima仅与电容C、Rma有关,而与r无关
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矿井供电的一般规定
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负荷与接线方式
放射式
干线式
分 单回路 单电源 双电源 单回路单电源 双电源

双回路 双回路
双回路 双回路
适 三级负荷或 二级负荷 一级负荷 三级负荷 三级负荷 二级负荷 用 二级小负荷

系统简单, 供电可靠 供电可靠
优 运行维护方 性有所提 性高

便,用户线 高 路互不干扰
电源较远时,采用环形 电源
供电
电源
电源
– 任一电源失效,仍有电源 电源 能给整个网络供电
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井下供电系统
l 母线:指用高导电率的铜、铝质材料制成的, 用以传输电能,具有汇集和分配电力的产品。 电站或变电站输送电能用的总导线。
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工作面供电方式
安全措施。
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矿用电气设备
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额定电压,标准电压,平均电压
l 额定电压:就是电器长时间工作时所适用的最 佳电压。通俗的讲,电器正常工作(如灯泡正 常发光,电机正常运转等)时两端的电压值。
l 标准电压:通常指的是开路输出电压,也就是 不接任何负载,没有电流输出的电压值。因此 也可以认为这是该电源的输出电压上限。
护 – 共杆部分任一条回路能负担整个矿井全部负荷
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矿井供电的一般规定
l 电气设备的相关规定
– 同时存在多种电压时,低压设备一定要标明额定电压。 – 井下必须备有配电图并标明:
l 地点 l 设备型号 l 线路保护的技术指标 l 线路电缆的型号 l 地线的位置 l 风流方向
解: ①.当电缆长 < 1km时 C = 0μf
Ima =
=
= 17.3mA(30mA)< 30mA ∴安全 煤矿安全供电系统基本知识(1)
ห้องสมุดไป่ตู้
中性点不接地系统
②.当电缆线路 > 1km时C = 0.5μf
I ma =
= 88.7mA(154mA)> 30mA ∴不安全
= 2Лf =2*3.14*50 = 314
回路少、造价低经济简单
缺少备用回
缺 路,供电可 点 靠性差
线路多
供电可靠性比放射式低
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中央变电所
l 中央变电所的高压负荷一 般都是一、二类负荷。
– 使用高压配电箱 – 采用分段母线,高压配电
箱作为联络开关 – 主排水要均匀分布在两条
母线上 – 其他设备也尽可能分布在
两条母线上
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小结
l 双回路
– 每条回路要能独立供电 – 快速恢复
l 共杆架设
– 架设位置 – 检修要方便
l 设备
– 不得随意添加负载 – 表明参数 – 高压严禁自动重合,低压可以 – 防雷电 – 煤电钻需要综合保护 – 需加防护
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小结
l 中性点不能接地 l 中性点不接系统
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雷电现象
2.感应雷过电压 所谓感应雷过电压,是指当架空线或建筑物金属部
件附近出现对地雷击时,在输电线路上或建筑物金属 部件感应的雷电过电压。
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避雷针
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煤矿安全供电系统基本知识(1)
l 在输送同样功率的情况下,三相输电线较单相输电线, 可节省有色金属25%。
l 而且电能损耗较单相输电时少。单相交流电可以从三 相交流电中获得。
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3rew
演讲完毕,谢谢听讲!
再见,see you again
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煤矿安全供电系统基本知识(1)
l 若某矿山供电系统的标准电压U标为380V,那 么此三相交流系统的线电压和相电压分别为多 少?电力系统的平均电压是多少?
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矿井供电的一般规定
电气设备分为运行、备用、检修三
种l 状矿态井。将应设该备有由两一回种路状态转变为
另一种–– 两要的状电保操态源证作的互至叫过为少倒程备有闸叫用一操倒,个作闸并电。,采源所用可进带以行电负热载备整用个网络的负载。 – 一旦停车,要进行倒闸操作进入检修状态迅速查明 原因 – 故障时,应能快速更换电源 – 两个电源应来自不同区域的变电所和发电站 – 小矿井可采用单电源,但备用电源必须能供给最重 要的负载
– 技术改造后要经批准后才能使用
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矿井供电的一般规定
l 合闸的相关要求
– 严禁装自动重合闸 – 手动合闸之前必须先通知井下 – 安装检漏装置时,可使用1次自动复电系统 – 通风机故障时严禁在停风区或瓦斯超限巷道处理事
故。
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矿井供电的一般规定
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中性点不接地系统
③ 能否增大r,降低Ima
a) .电网长度<1km 时, 可不考虑电容影响C=0
Ima =
=
r↑→Ima↓ 可行
b) . 电网长度>1km时,C不可忽略
I ma =
=93.3mA (162mA) > 88.7mA(154mA)-更不安全
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工作面供电方式
4.移动变电站
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额定电压
《煤矿安全规程》第四百四十八条 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
l 负荷分类的目的:确保一级负荷供电不间 断,保证二级负荷用电,考虑三级负荷供电。
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负荷分类
l 一级负荷(一类负荷)
– 定义:凡因突然中断供电可能造成人身伤亡或重大设备损坏、 造成重大经济 损失或在政治上产生不良影响的负荷。
– 举例:主排水泵、立井提人的提升机、通风机、瓦斯泵、压风机等。 – 供电要求:两个独立电源供电。
– 三相供电 – 也可以另接地线
l 220v民用系统
– 单相供电 – 火线和零线之间的电压为220V – 有的家电还有一根“地线”
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单相电机 VS 三相电机
l 制造三相发电机、变压器都较制造单相发电机、变压 器省材料,而且构造简单、性能优良。
l 用同样材料所制造的三相电机,其容量比单相电机大 50%;
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中性点不接地系统
l 运用戴维南定 律
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中性点不接地系统
l 经过人的触电电流
=
=
MN
Ima =
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中性点不接地系统
• 设电网电缆每相(橡胶)对地电阻r = 35kΩ;供电 系当统 电采 缆用 长3L<801Vk(m时66,0V电)缆电对压地时电(容线C电=0压μfV;l )当电; 缆长L > 1km,电缆对地电容C=0.5μf,求流过人 身触电电流Ima=?
l 平均电压:平均电压是一个为方便计算而规定 的参数,为标准电压的1.05倍。
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额定电压,标准电压,平均电压
l 标准电压、平均电压都是针对系统而言。 l 三相三线制时,标准电压在指的是线电压 l 而额定电压是针对电气设备而言。
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额定电压,标准电压,平均电压
双回路供电时:
– 必须经过两台高压开关后 才能与母线相连。
– 高压开关应使用隔离开关
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矿井供电的一般规定
l 第一类负荷必须分别按台数均匀的分别接在2段 母线上
l 井底车厂必须分别按台数均匀的分别接在2段母 线上
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电力负荷
l 电力负荷是决定电力系统规划、没计、运行以 及发电、送电、变电布局的重要依据。根据对 供电可靠性(重要性)要求的不同,电力负荷 可分成以下1、2、3级(类)负荷。
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矿井供电的一般规定 事先限定用户的用电量(功率)。当用户用电
量(功率)超过限定值时,负荷定量器将切断 供电线路。
l 负荷相关的规定
– 严禁安装负荷定量器 – 分接负荷必须经过批准
l 共杆架设
– 多回路时,才允许部分线路共杆架设 – 线路不能通过塌陷区 – 共杆部分,一回路运行时,其它回路必须能正常维
– 分布电容可忽略
l 绝缘电阻越大越安全
– 分布电容不可忽略
l 增大绝缘电阻不能保证安全
l 母线
– 设备尽量均匀分布在两条母线上 – 负荷的分类 – 要确保一、二类负荷的供电
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三相vs单相
l 380V工业供电系统
– 每根火线和零线之间的电压为220V,每两根火线 之间的电压是380V
部分必须加防护罩和 护栏。
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井下变压器
l 中性节点接地的危害
– 增大了人体的触电电流 – 单相接地时会形成单相短路
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中性点不接地系统
输电线和大地相当 于两块极板,构成 一个分布电容
《煤矿安全规程》第四百四十三条
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。
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