煤矿供电系统及设备安全运行与维护

煤矿供电系统及设备安全运行与维护第一节煤矿供电系统隐患处理一煤矿供电系统的特点1同一电压等级的供电级数多2负荷集中，大功率设备多。3运行环境差事故较多。4电缆供电为主。5新型电力电子设备增多。6供电设备技术水平参差不平。二煤矿供电的基本要求：安全可靠供电质量好经济合理三煤矿供电系统及设备常见事故隐患1供电系统不合理，需要完善。2电缆管理跟不上，事故频繁。3高压开关故障。4局部通风机供电问题。5防爆电器安全问题。6维护人员素质低，违章操作引发事故。四煤矿供电系统及设备隐患排查与治理1完善井下供电系统2加强井下电缆管理（1）成立专门机构，明确职责，落实电缆管理责任。（2）严格执行电缆各项管理制度，确保电缆使用符合标准。（3）进一步加强电缆的现场管理。3加强高压开关管理。4完善局部通风机“三专，两闭锁”供电问题5坚决淘汰国家明令禁制的电气设备。6努力提高井下电钳工业务技术素质。第二节井下常用供电设备和电缆的选择与配置一煤矿常用的供电设备1高压开关主要包括高压断路器，隔离开关与负荷开关等。2矿用变压器（移动变电站）现在多采用KBSG隔爆型干式变压器或KBSGZY隔爆移动变电站。3高压配电装置主要型号有BGP3，BGP9L，BGP10等。4低压配电开关包括馈电开关和磁力启动器两类，其型号有KBZ和DKBZ系列以及QCZ，QJZ，BQD等二井下低压电气设备的选型与配置使用场所类别煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井和瓦斯喷出区域瓦斯矿井井底车场、总进风巷和主要进风巷翻车机硐室采区进风巷总回风巷.主要回风巷工作面和工作面进回风巷低瓦斯矿井高瓦斯矿井1.高低压电机和电气设备矿用防爆型(矿用增安型除外)矿用一般型矿用一般型矿用防爆型矿用防爆型矿用防爆型(矿用增安型除外)2.照明灯具矿用防爆型(矿用增安型除外)矿用一般型矿用防爆型矿用防爆型矿用防爆型矿用防爆型(矿用增安型除外)3.通信.自动化装置和矿用防爆型(矿用增安型除外)矿用一般型矿用防爆型矿用防爆型矿用防爆型矿用防爆型(矿用增安型除外)低压电气设备选型应遵循以下原则：1采区一律选择隔爆型或隔爆兼本安型电气设备2按工作机械对控制的要求选择设备的类型：馈电开关选用真空型，磁力启动器要考虑是否频繁启动，正反转要求。3开关的额定电压，额定电流按电网额定电压和长时最大工作电流选择。4电气设备的保护装置要适应电网和工作机械对保护的要求。移动变电站的高压馈电线上，必须设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置；变压器二次侧的总馈电开关应有过流和漏电保护；采区的一般工作机械必须有短路保护；大型采掘机械必须有过负荷和短路保护。5开关喇叭嘴的数目，内径要合适。三移动变电站主变压器的选择变压器的容量按下式计算：jpexbPKcosS式中：∑Pe:由变压器供电的全部用电设备的总功率，KWCosøjp:加权平均功率因数对于综采工作面Kx=0.4+0.6Pd／∑Pe对于一般机采或综掘工作面Kx=0.286+0.714Pd／∑PePd:最大一台电动机的额定功率Sb计算出后按标准额定容量选择变压器Sbe≥Sb四矿用电缆的选择1常用电缆矿用高压交联塑料电缆MYJV22，MYJV42等（35KV以下）低压橡套电缆MC，MCP等型号；塑力电缆主要有VV22，VV44等型号。电缆型号的含义：MYJV中M：矿用，Y：聚乙烯绝缘，J：交联，加强；V：聚氯乙烯护套；22;钢带铠装；32：细钢丝铠装；42：粗钢丝铠装VV：聚氯乙烯绝缘，聚氯乙烯护套。L：铝芯；29：内钢带铠装；30：裸细钢丝铠装；39：内细钢丝铠装；50：裸粗钢丝铠装MYPTJ中MY矿用移动型；PT：金属屏蔽；J：监视型MCPT中C：采煤机用2煤矿安全规程对电缆选用的规定（1）必须选用取得煤安标志的阻燃电缆；（2）电缆应有足够截面的作保护接地的导体；（3）水平落差应符合规定；（4）电缆主芯线截面应满足供电线路负荷的要求（5）低压电缆不应采用铝芯，采区低压电缆严禁采用铝芯。（6）禁止采用铝包电缆；（7）固定敷设的高压电缆1）在立井井筒或倾角为45°及其以上的井巷内应采用聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆；2)在水平巷道或倾角在45°以下的井巷内，应采用聚氯乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚乙烯钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆。３）在进风斜井．井底车场极其附近．中．采变电所之间，可以采用铝芯电缆；其它地点必须采用铜芯电缆(8)固定敷设的低压电缆应采用MVV铠装或非铠装电缆或对应电压等级的移动橡套软电缆。（9）非固定敷设的高低压电缆必须采用符合MT818标准的橡套软电缆。移动式和手持式电气设备应使用专用橡套电缆。（10）照明．信号．通信和控制用的电缆，应采用铠装或非铠装通信电缆．橡套电缆或MVV型塑力缆。（11）移动变电站的供电电缆，应采用监视型屏蔽橡套电缆。3电缆截面的选择（1）电缆长时允许负荷电流应大于或等于电缆实际负荷电流（2）电气设备正常运行时端电压允许偏移值为正负5%；（3）电气设备起动时的端电压不应低于75%额定电压；（4）电缆的机械强度应满足要求；（5）经得起短路电流的冲击。（6）满足短路保护灵敏度截面的要求.截面4610162535507095120150185I允36466485113138173215260295320360环境温度25°C线芯最高温度65°C；4电动机工作电流的计算（1）按长时允许负荷电缆选择电缆截面向单台及两台电机供电的电缆，其工作电流Ie=Pe×103／向三台及以上电动机供电的电缆，其工作电缆：djeUecos3djeUePekxecos3I103（2）按正常运行允许的电压损失选择电缆截面第三节电气保护的使用与维护一电网保护的类型及要求类型：1电流保护。包括短路、过电流（过负荷）保护。2漏电保护：包括跳闸和闭锁保护。3保护接地：包括系统保护接地和局部保护接地。4电压保护：包括欠电压和过电压保护。5单相断线保护。6风电、瓦斯电闭锁。7综合保护。电动机、煤电钻和信号照明综保。其中：过电流保护、漏电保护、接地保护称为“三大保护”。电气安全保护的基本要求：选择性快速性灵敏性可靠性二保护接地的安装，使用和维护（一）作用及原理：1保护接地：用导体把电气设备中所有正常情况下不带电的金属外壳,构架与埋在地下的接地极连接起来称为保护接地。2保护接地的作用：⑴减少人触及漏电部位时代触电电流大小；⑵减少电气设备带电时对地泄漏电流产生的电火花的能量，减小矿井有害气体的燃烧和爆炸的危险。3原理：其实质是降低了被保部位漏电时的对地电压值；故煤矿安全规程规定: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须有保护接地（二）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；⑷局部接地极⑵主接地母线；⑸辅助接地母线⑶接地引线（6）连接导线（7）系统连接线2为什么要组成接地网⑴单个接地装置的接地电阻值较大；⑵某个局部接地极失效时附近其他接地极可以替代。⑶避免异地不同相漏电所造成的危害。故《煤矿安全规程》规定：所有电气设备的保护接地装置(包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线)和局部接地装置，应与主接地极连接成一个总接地网（三）保护接地装置的接地电阻值、尺寸及安装1接地电阻值的规定煤矿安全规程规定：接地网上任一保护接地点测得的接地电阻值(任何时候)都不得超过2Ω，每一移动式和手持式电气设备同接地网之间的保护接地用的电缆芯线(或其他相当的接地导线)的电阻值不得超过1Ω。2井下设局部接地极地点的规定：《煤矿安全规程》规定：（1）采区变电所(包括移动变电站和移动变压器；（2）低压配电点或装有3台以上电气设备的点；（3）装有电气设备的峒室和单独装设的高压电气设备；（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)以及由变电所单独供电的掘进工作面，至少应分别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接地极尺寸及安装要求：（1）主接地极：主副水仓中各埋设一块。应用耐腐蚀的钢板制成，其面积不小于0.75㎡、厚度不小于5㎜.（2）设置在水沟中的局部接地应用面积不小于0.6m²厚度不小于3mm的钢板或具有同等有效面积的钢管制成，并应平放水沟深处；（3）设置在其他地点的局部接地极，可用直径不小于35mm，长度不小于1.5m的钢管制成，管子应至少钻20个直径不小于5mm的透孔，并垂直全部埋入底板.（4）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。两根钢管相距不得小于5m，并联后垂直埋入底板，垂直埋深不得小于0.75m。4主接地母线：裸铜线截面不小于５０m㎡或截面不小于１００m㎡的镀锌铁丝或厚度不小于４mm截面不小于１00m㎡的扁钢．5辅助接地母线，连接导线和接地连线，电缆连接装置两头铠装，铅皮的连接：裸铜线截面不小于２５m㎡或截面不小于５０m㎡的镀锌铁丝或厚度不小于４mm截面不小于５０m㎡的扁钢．6127伏及以下电气设备的连接导线和接地导线：匀采用截面不小于６m㎡的裸铜线。三漏电保护《煤矿安全规程》对漏电保护的要求：井下中央变电所的高压馈电线上，必须装设有选择性的单相接地保护装置；移动变电站的高压馈电线上，必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置井下低压馈电线上，必须装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路。矿井高压电网必须采取措施限制单相接地电容电流不超过２０A.（一）漏电故障1分类：按性质分(1)集中性漏电1）长期:电缆或电气设备绝缘击穿、导体碰外壳；2）间歇:设备运转时；3）瞬间:人触电，弧光放电。(2)分散性漏电1）某条线路。2）整个电网。按漏电的相数又可分为：单相接地；两相、三相对地的总绝缘电阻降到危险值；人体单相触电。2危害及原因（1）危害：触电，引爆瓦斯煤尘，长期会使绝缘发热进一步引起烧毁设备、着火，电雷管误爆等。（2）原因：1）电缆的绝缘老化。2）电气设备受潮，进水。3）橡套电缆护套破损。4）带电作业。（二）漏电保护的类型及作用1类型：按保护方式分：（1）跳闸保护：当电网绝缘降到危险程度时能使馈电开关跳闸，切断电源的装置。包括无选择性和有选择性两种。（2）漏电闭锁指在开关合闸之前对电网的绝缘进行检测，如果电网的对地绝缘电阻低于规定的漏电闭锁动作电阻值，则使开关不能合闸。按保护原理分：（1）附加直流电源检测式。（2）零序电流方向式：有选择性。在变压器中性点不接地的放射式电网中，才可以安装选择性漏电继电器。2漏电保护装置的作用：⑴连续监视电网对地绝缘状态；⑵当电网对地绝缘电阻降到危险程度，人触及带电体或电网一相接地时，使馈电开关自动切断电源；3漏电保护的动作值：电压跳闸保护动作值闭锁值维护值1140V20kΩ40KΩ50KΩ660V11kΩ22KΩ30kΩ380V3.5kΩ7KΩ15kΩ127V2kΩ4KΩ10kΩ跳闸保护动作值是以人体触电时网络允许的最低绝缘电阻值为基础确定的。（三）漏电保护装置的安装，整定和维护1安装（1）主接地线（外壳的保护接地线）要可靠地与采区变电所的接地母线或局部接地极相连。检漏继电器的主辅助接地极之间间距不应小于5米；（2）正确选择总开关中漏电保护的快慢档；（3）同一地点的几台检漏装置可以共用一个辅助接地极，辅助接地线应使用总截面不小于10m㎡的橡套电缆；（4）检漏继电器应水平安装在适当高度的支架上，并要求动作可靠、便于检查；（5）安装前，应对配合的馈电开关的跳闸机构进行检查；绝缘、机构灵活情况等。（6）安装时，电网绝缘电阻应符合要求：1140V不小于80kΩ：660V不小于50kΩ：380V不小于30kΩ：127v不小于15kΩ。（7）安装完毕，应做跳闸试验，合格后方可使用。2整定方法（1）对于电子式漏电保护装置，将其调整开关定位在与实际使用的电源电压相一致的档位，即可实行动作电阻值的整定。（2）对于微电脑综保装置中的漏电保护的整定，多数