井下供电及用电安全

移动变电站用来把煤矿井下中央变电所 或采区变电所引来的6000V高压变为低压 向采区设备供电。它由特制的高压配电装置、 干式变压器及低压配电装置组成整体，放在 车子上，在平巷的轨道上移动，距工作面一 般距离较近。
综采工作面供电系统
综采工作面供电方式主要有干线式、辐 射式、混合式和移动变压器等。
灵敏性 对临界漏 电故障具 有较强的 反应能力
安全性 人身安全 设备安全 整个矿井 的安全
动作可靠性 灵敏可靠 不拒动 不误动
有自检功能
保护 种类
漏电 保护
漏电原因
电缆和设备长期过负荷运行，促使绝缘老化 电缆芯线接头松动后，碰到设备金属外壳 电缆和电气设备受潮或进水，使绝缘性能降低 在电气设备内部随意增设电气元件，使元器件 间的电气间隙小于规定值，导致放电而接地 电缆受到挤压、砍砸、过度弯曲、铁器划伤等
由于掘进工作面是独头巷道，容易产生 瓦斯积聚，而机电设备在运转过程中会产生 电火花和机械火花，当瓦斯浓度达到 5%~16%时，火花就会引起瓦斯爆炸。为了 防止事故的发生，故采取“三专两闭锁”有 效措施。
工作原理
将QBZ-80型启动器的辅助常开触 点K1串接在QBZ-200型开关的控制回 路中：
局部通风机运转，触点K1闭合，QBZ200型开关的控制回路接通，使接触器 吸合，给掘进工作面的设备供电；
局部通风机停转，触点K1断开，切断 控制回路，达到切断掘进工作面设备 电源的目的。.
闭锁原理
当瓦斯探头测得瓦斯浓度超限——其常开接点K1闭合——接通断电 仪电源，其常开接点K2闭合；接通高压开关内的脱扣线圈TQ电路，使高 压开关切断掘进工作面电源，实现瓦斯闭锁。
矿井6000V及以上高压电网，必须采取措施 限制单相接地电容电流，生产矿井不超过20A， 新建矿井不超过10A。
c中性点采用消弧线圈接地
井下中央变电所
井下中央变电所是井下供电枢纽、电 能配送的中心，它直接由地面变电所供 电，并向下列设备及地点配电：
1.采区变电所及高压电动机 2.井底车场及附近巷道的低压动力设备 及照明装置 3.井下电机车需要的变流设备
工作面配电点的设备一般有低压配电开 关，电磁启动器等。
过电流保护 包括短路保护、过 流（过负荷）保护
漏电保护 包括选择性和非选择性 漏电保护、漏电闭锁
接地保护 包括局部接地保护、 保护接地系统
电压保护 包括欠电压保护、 过电压保护
单相断线（断相）保护
风电闭锁、瓦斯电闭锁
综合保护 电动机综保和煤电 钻（照明）综保
综采工作面供电系统的组成 6KV高压系统—由高压隔爆配电箱，
移动变电站，高压屏蔽电缆等组成。 1140KV低压系统—由低压馈电开关
（设有漏电、过流、短路保护装置）、真空 电磁启动器、低压屏蔽电缆等组成。
刮板输送机由多台电动机驱动，容量都 不大时，可采用干线式供电；容量都较大， 可以采用辐射式单独供电。
煤矿常用 电压等级 应用范围
标准电压 10000V 6000V 3300V 1140V
660V 380V 127V 36V 直流250V，550V
• 应用范围 • 井上、井下高压电机及配电电压 • 井上、井下高压电机及配电电压 • 部分矿井采区电气设备 • 井下综采机械化采区动力 • 低压动力用电 • 低压动力用电 • 照明、信号、电话和手持电气设备 • 井下电气设备的控制及局部照明 • 架线电机车
根据矿井的井田范围、煤层深度、地质条件，把矿井供电系统分为深井供电系统和浅 井供电系统。
浅井供电系统
地面 变电所
深井供电系统
变压器中性点运行方式就是变压器中性点与地的连接方式。一般分三种
中性点直接接地
中性点不接地
中性点采用消弧线圈接地
1）电网一相接地
a中性点直接接地系统
2）人体触及电网一相
操作电气设备，由于弧光放电造成一相接地 人身直接触及一相导电芯线
漏电危害
漏电电流产生电火花，可能引 起瓦斯、煤尘燃烧或爆炸； 漏电电流超过50 mA 可能引爆电雷管； 漏电故障不及时发现、排除 可能扩大为相间短路事故；
人体接触一相带电体或漏电 设备外壳，有了伤亡的危险；
电网对地电容电流随 电网的增大而增大
井下中央变电所应特别注意防水、防火 及通风问题。
变电所硐室的主要设备有高压配电箱及 低压配电装置；低压动力及照明用的变压器。
采区变电所与 移动变电站
采区变电所为采区用电的中心，其任务 是将井下中央变电所送来的高压电变为低压 电，并将此电力配送到采掘工作面及其他设 备。采区变电所的主要设备有高压配电箱、 动力变压器、低压馈电开关，照明综合保护 开关，监控设备等。
中性点直接接地的危害： （1）人体触及一相带电体
取人体电阻Rr=1000Ω，则，按公式Ir=Ux / 3 Rr 计算触电电流： 当电网电压为 Ux =380V时， Ir =220mA； 当电网电压为 Ux =660V时， Ir =380mA； 当电网电压为 Ux =1140V时， Ir =660mA； 通过计算可以看出，人体的触电电流>>安全电流值30mA。 （2）电网一相接地 在变压器中性点直接接地系统中，一相接地即为单相短路。此时将产 生接地短路电流和电弧，如接地点周围的瓦斯浓度达到爆炸界限范围，会 引起爆炸事故的发生。
保护种类 现象
过负荷
过电流 保护
断相
短路
主要原因
电源电压低 频繁启动 启动时间过长 机械性堵转
熔断器熔断
电缆与电动机或开关连接头脱落
绝缘击穿 误操作
机械损伤
方法或手段
热继电器
断相保护装置 熔断器
过电流继电器
对漏电保护装置的要求
选择性 切除漏电 故障部分
全面性 保护范围 应覆盖整 个供电没 有动作死区
方法或手段
检漏继电器
选择性漏电 保护装置
利用附加直流电源的漏电保护原理
漏电保护装置的作用
01
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04
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保护接地的作用
主接地极应采用面积不 小于0.75平方米，厚 度不小于5毫米的钢板
制成。
局部接地极应采用面积 不小于0.6平方米，厚 度不设小置于在3其毫他米地的点钢的板局
平部放接在地水极沟，深可处用。直径 不小于35mm、长度 不小于1．5m的钢管 制成、管上应至少钻 20个直径不小于 5mm的透孔，并全部 垂直埋入底板。
不可
接地保护
把电气设备的金属外壳和构架用 导线与埋在地下的接地极连接起
来，称为保护接地。
侧重点在于限制裸露漏电 电流和人身触电电流的大 小，最大限度地降低故障
的严重程度。
接地保护是 漏电保护的
后备保护
专用变压器最多可向4个不同掘进工作面的局部通风机供电。 “三专”用来保证供电的连续性、可靠性，可不间断地向掘进工作面通风。
核能 01
非电能
电能
07 海洋能
风能 02
06 太阳能
热能 03
04
生物能
05 水能
非电能
机械能
光能
热能
风能
声能 其它
变电站 大型工厂
水力发电厂
输电线 配电站
小型电能用户
学校
住宅乡村
变电站
商店
小型配电站
矿井供电系统是指由矿井地面变电所、井下变电所、采区变电所、工作面配电点按照 一定的方式互相连接起来的一个整体。
《煤矿安全规程》第四百四十条
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。
中性点直接接地 人体触及一相带电体
中性点不接地系统中，单相 触电是较安全的，但线路绝 缘电阻下降和线路过长对地 电容不容忽略时，仍存在一 定的危险。 b中性点不接地系统
《煤矿安全规程》第四百五十三条
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工作 面输 送机
第五 台输 送机
第四 台输 送机
输 送机
来自 采区 变电
所
QA
工作面配电点
工作面配电点是工作面及其附近巷道的 供电中心，随着工作面推进而移动。
工作面配电点设在低压开关设备集中的 地方，大都直接设在工作面附近的运输平巷 或回风巷的一侧，距工作面70-100米处。
保护种类
概念
区别
备注
漏电保护
漏电是指在变压器中性点不接地 系统中，发生单相接地或两相、 三相对地的总绝缘电阻降低到危 险值时的电气故障，以及人体触
及一相带电导体的情况。
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，应能尽快切断 电源，将漏电故障存在的 时间减少到最短。
二者在井下 电网中相辅 相成，缺一
《煤矿安全规程》第四百四十五条规定： 井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，应当符合下列要求:
高压不超过10000V
低压不超过1140V 照明和手持式电气设备的供 电额定电压不超过127V 此 远距离控制线路的额定电压不超过36V 采掘工作面用电设备电压超过3300V供 电时，必须制定专门的安全措施