礦井供電管理2015

永煤機(jī)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(guān)規(guī)定解讀。四、接地保護(hù)原理。三、礦井供電系統(tǒng)整定計(jì)算及管理規(guī)定。四、局部通風(fēng)機(jī)的供電管理。五、現(xiàn)場檢查要點(diǎn)。一、煤礦供電系統(tǒng)的基本要求

電力是現(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿Γ请娔艿闹匾脩?。對煤礦進(jìn)行可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、合理的供電，對提高煤礦經(jīng)濟(jì)效益和保證安全生產(chǎn)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(chǎn)，還會導(dǎo)致保證礦井生產(chǎn)的一些重要設(shè)備(又稱保安負(fù)荷)，如通風(fēng)機(jī)、主排水泵等停止運(yùn)轉(zhuǎn)，危及礦井和井下工作人員的安全，嚴(yán)重時(shí)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(yīng)采用兩回路電源線路供電，當(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時(shí)，另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)全礦井的負(fù)荷。正常情況下，采用一回路運(yùn)行，另一回路必須帶電備用，以保證煤礦井下生產(chǎn)過程中供電的連續(xù)性?！蔽夜疽?guī)定的必須采用分列運(yùn)行方式。

2．供電的安全性由于煤礦環(huán)境復(fù)雜，自然條件惡劣，特別是存在有爆炸危險(xiǎn)的瓦斯和煤塵，供電線路和電氣設(shè)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(yán)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(hù)等一系列安全技術(shù)措施，嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定，以確保煤礦的供電安全。3．保證良好的供電質(zhì)量供電質(zhì)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(shè)備的正常工作情況就會顯著惡化，甚至損壞電氣設(shè)備。所謂電壓頻率偏離是指由于種種原因，送到用電設(shè)備上的端電壓和頻率與額定值的差異，它是質(zhì)量的重要指標(biāo)，我國對供電的質(zhì)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(biāo)

（見電能質(zhì)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(xiàng)供電設(shè)施，也要具有足夠的供電能力。

5．供電的經(jīng)濟(jì)性，煤礦供電系統(tǒng)在滿足以上基本要求的基礎(chǔ)上，盡量降低礦井各級變電所與電網(wǎng)的基本建設(shè)投資；盡量降低設(shè)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(shè)投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。二、《規(guī)程》對礦井供電的相關(guān)規(guī)定

1、雙回路供電，不得分接負(fù)荷，不得共桿架設(shè)，不準(zhǔn)裝負(fù)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(yùn)行,并且要追溯到上級電源）。3、井下供電嚴(yán)禁中性點(diǎn)接地。（后面分析）4、高壓電網(wǎng)單相接地電流（電容電流）應(yīng)＜20A。5、高壓下井電纜嚴(yán)禁裝設(shè)自動(dòng)重合閘。6、井上下必須裝設(shè)防雷電裝置。7、電氣操作實(shí)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(dòng)機(jī)，動(dòng)力變壓器的控制設(shè)備，應(yīng)具有短路、過負(fù)荷、接地和欠壓釋放保護(hù)。井下由采區(qū)變電所、移動(dòng)變電站或配電點(diǎn)引出的饋電線上，應(yīng)裝設(shè)短路、過負(fù)荷和漏電保護(hù)裝置。低壓電動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備，應(yīng)具有短路、過負(fù)荷、單相斷線、漏電閉鎖保護(hù)裝置及遠(yuǎn)程控制裝置。煤電鉆必須使用設(shè)有檢漏、漏電閉鎖、短路、過負(fù)荷、斷相、遠(yuǎn)距離啟動(dòng)和停止煤電鉆功能的綜合保護(hù)裝置。9、井下配電網(wǎng)路（變壓器饋出線路、電動(dòng)機(jī)等）均應(yīng)裝設(shè)過流、短路保護(hù)裝置；必須用該配電網(wǎng)路的最大三相短路電流校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的分?jǐn)嗄芰蛣?dòng)、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(yàn)保護(hù)裝置的可靠動(dòng)作系數(shù)。保護(hù)裝置必須保證配電網(wǎng)路中最大容量的電氣設(shè)備或同時(shí)工作成組的電氣設(shè)備能夠起動(dòng)。11、井下低壓饋電線上，必須裝設(shè)檢漏保護(hù)裝置或有選擇性的漏電保護(hù)裝置，保證自動(dòng)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(shè)有選擇性的單相接地保護(hù)裝置；供移動(dòng)變電站的高壓饋電線上，必須裝設(shè)有選擇性的動(dòng)作于跳閘的單相接地保護(hù)裝置。3、1中性點(diǎn)接地方式分析:1、中性點(diǎn)接地系統(tǒng)：如下圖1所示，這時(shí)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(dāng)取Rma=1000?，線電壓為660V時(shí)，通過人體的電流為：

可見，無論是線電壓是660v供電系統(tǒng)，當(dāng)中性點(diǎn)接地時(shí)，通過人體的電流都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過30mA，所以是絕對危險(xiǎn)的。變壓器IRC3.2、中性點(diǎn)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(dāng)電容忽略時(shí)，Rma=1000?，r=35000?，Ux=660V，可見是安全的。

b、當(dāng)電容不忽略時(shí)，Rma=1000?，r=35000?，Ux=660V，C=0.5μf可見當(dāng)電容不忽略時(shí)，同樣不安全，但比中性點(diǎn)接地系統(tǒng)通過人體的電流要小的多，故相對安全。3.3結(jié)論：①中性點(diǎn)絕緣比中點(diǎn)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(yùn)行2個(gè)小時(shí)）。以上三大優(yōu)點(diǎn)就是井下變壓器禁止中性點(diǎn)接地的原因。然而，也存在一些缺點(diǎn)：A、當(dāng)電網(wǎng)一相接地時(shí)，往往不易發(fā)覺，易燒電動(dòng)機(jī)（并不影響三相設(shè)備的短時(shí)運(yùn)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(dǎo)體，人身跨接電網(wǎng)線電壓，這時(shí)通過人身的觸電電流較中性點(diǎn)接地的供電系統(tǒng)還要大0.73倍(660mA)，這是非常危險(xiǎn)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(diǎn)，井下電網(wǎng)必須裝設(shè)漏電保護(hù)裝置。

四、接地保護(hù):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(yuǎn)大于30mA（154mA）,而電容補(bǔ)償也是有限的，為了人身的安全，采用保護(hù)接地可進(jìn)一步減小人體觸電電流，將其限制在安全值以內(nèi)。(一)分類:在供電系統(tǒng)中，各種電氣設(shè)備的接地按照其作用的不同可以分為：工作接地、保護(hù)接地、保護(hù)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(diǎn)接地；保護(hù)接地是指三相三線制的電網(wǎng)，將設(shè)備正常時(shí)不帶電的金屬外殼與接地裝置相連接。保護(hù)接零是指三相四線制電網(wǎng)，將設(shè)備外殼好與零線相連接。它們是防止人身觸電的重要措施?！栋踩?guī)程》第431條規(guī)定：36V以上由于絕緣損壞可能帶有危險(xiǎn)電壓的電氣設(shè)備金屬外殼和構(gòu)架，都必須設(shè)保護(hù)接地。(二)接地有關(guān)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(hù)、防雷）、井下<2Ω（任何一點(diǎn)）。3、接觸電壓Vco接觸電壓是指人體觸電部分與站立點(diǎn)之間的電位差Vco。由圖可見Vco=Vtg–Vsp,可見離接地極越遠(yuǎn)觸電電壓越高，這就是接地極不能設(shè)在離設(shè)備太遠(yuǎn)的道理。4、跨步電壓Vss跨步電壓是指在入地電流的流動(dòng)范圍內(nèi)，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(shè)備VtgVssVcoVspIgrRgr(三)接地保護(hù)原理:(如圖4所示)1.無保護(hù)接地時(shí)：電流經(jīng)人體入地，再經(jīng)其他兩項(xiàng)的絕緣阻抗回到電源，這里的關(guān)鍵是電流全部流經(jīng)人體。2.有保護(hù)接地時(shí)：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(jīng)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?zèng)]有斷電功能。②電網(wǎng)發(fā)生單相直接接地時(shí)，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(hù)和保護(hù)接地二者缺一不可。圖4變壓器RCM機(jī)機(jī)Igr2ΩIma1kΩI

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

四、局部通風(fēng)機(jī)的供電管理：

1、新安裝的局部通風(fēng)機(jī)必須設(shè)計(jì)合理。機(jī)電、通風(fēng)、調(diào)度各部門各司其職，對風(fēng)機(jī)安設(shè)地點(diǎn)、開關(guān)擺放位置、風(fēng)電閉鎖、瓦電閉鎖的開關(guān)、斷電范圍及安全監(jiān)控進(jìn)行全面把關(guān)。2、采用雙回路供電的局部通風(fēng)機(jī)統(tǒng)一標(biāo)識為“主風(fēng)機(jī)、副風(fēng)機(jī)”；局部通風(fēng)機(jī)標(biāo)識統(tǒng)一粘貼于局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口第一臺電機(jī)外側(cè)，粘貼前必須清除風(fēng)機(jī)上原所有標(biāo)識，標(biāo)識粘貼好后必須一目了然、橫平豎直。風(fēng)機(jī)配電點(diǎn)開關(guān)根據(jù)開關(guān)用途進(jìn)行統(tǒng)一噴字或制作不干膠標(biāo)識牌，如“主風(fēng)機(jī)饋電”、“副風(fēng)機(jī)饋電”；風(fēng)機(jī)啟動(dòng)開關(guān)隔離手把上側(cè)統(tǒng)一噴字為“主風(fēng)機(jī)、副風(fēng)機(jī)”。

3、風(fēng)機(jī)供電回路中任意一個(gè)回路不正常時(shí)，應(yīng)停止掘進(jìn)工作面生產(chǎn)。因檢修影響風(fēng)機(jī)供電，回路中有一個(gè)需停電時(shí)，檢修單位必須提前兩天將計(jì)劃報(bào)機(jī)電科、通風(fēng)科和被影響單位，被影響單位必須制定安全技術(shù)措施，并且經(jīng)過相關(guān)業(yè)務(wù)科室審批執(zhí)行。

4、局部通風(fēng)機(jī)及關(guān)聯(lián)開關(guān)搬遷時(shí)，影響環(huán)節(jié)因素應(yīng)盡量減少單一風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，以防因單一風(fēng)機(jī)存在諸多不可靠因素造成的工作面停風(fēng)事故。

5、風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)配套使用的開關(guān)等重要的電氣設(shè)備首次投用前，必須在機(jī)修廠、井下現(xiàn)場接入電源空載運(yùn)行，保障開關(guān)設(shè)備可靠。

6、局部通風(fēng)機(jī)安設(shè)地點(diǎn)與風(fēng)機(jī)配電點(diǎn)應(yīng)在同一地點(diǎn)，配電點(diǎn)操作的電工應(yīng)能方便的觀察到或聽到風(fēng)機(jī)的開停及切換情況，以便及時(shí)采取措施，預(yù)防停風(fēng)，同一地點(diǎn)不宜安設(shè)2套或以上的局部通風(fēng)機(jī)，以干擾現(xiàn)場人員作出準(zhǔn)確判斷。受條件限制的地點(diǎn)，可增派人員看守。

7、使用自動(dòng)倒臺的開關(guān)要定期檢查、檢修，檢修要制定專門的檢修部位、單風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、預(yù)防因檢修造成停風(fēng)措施。

8、局部通風(fēng)機(jī)饋電總開關(guān)的短路整定要在滿足可靠系數(shù)的情況下滿足此開關(guān)下面所有局部通風(fēng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)要求，以防啟動(dòng)時(shí)饋電開關(guān)跳閘，倒臺失敗。

9、饋電開關(guān)的低電壓保護(hù)適當(dāng)放大定值，避免因電壓波動(dòng)停電。10、風(fēng)機(jī)配電點(diǎn)必須懸掛供電系統(tǒng)圖，供電系統(tǒng)圖與實(shí)際必須相符。11、規(guī)范礦井風(fēng)機(jī)倒臺試驗(yàn)、漏電試驗(yàn)制度及流程，協(xié)調(diào)好各種保護(hù)試驗(yàn)與生產(chǎn)部門關(guān)系。12、固定風(fēng)機(jī)倒臺試驗(yàn)人員，防止由于人員操作不熟練或?qū)Νh(huán)境及設(shè)備不熟練造成誤操作。五、現(xiàn)場檢查要點(diǎn)：1、礦井井下供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理、保護(hù)整定、負(fù)荷變動(dòng)制度執(zhí)行情況。2、防爆管理制度的建設(shè)及落實(shí)情況，現(xiàn)場防爆電氣設(shè)備的完好