工作面供电课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2010-12-17,#,煤,矿,供,电,煤,1,煤矿供电系统：矿井地面供电系统,和,井下供电系统,地面供电系统,：,包括,地面变电所,和,高、低压配电网,。,地面变电所有两回路电源进线,进线电压一般为,35kV,和,6kV,（或,10kV,）,大型矿井也有,110kV,的。,变电所内一般设主变压器两台,一台停止运行时，另一台必须保证安全生产的用电负荷。在高压绕阻侧，采用桥式接线方式，低压绕阻侧采用单母线分段，以保证提升机、主扇、井下中央变电所等重要负荷的供电。地面高压配电电压为,10/,6kV,，低压为,380/220V,。,煤矿供电系统：矿井地面供电系统和井下供电系统地面供电系统：,2,井下中央变电所,:,由两回路或更多高压电缆供电，并引自地面变电所的不同母线段。,馈电电缆一般沿副井井筒敷设，使用钢丝铠装不滴流电缆。,中央变电所一般设在井底车场附近靠水泵房的硐室内,经高压配电箱,用橡套电缆向井下水泵房、变流站、采区变电所供电,并经降压变压器供应车场附近的低压动力及照明。井下多水平开采时，需在每一,水平,设一中央变电所。,采区变电所：,一般设在靠近采区的上山或石门运输巷,变电所硐室内设有高压防爆配电箱、变压器和低压馈电开关，向采区各低压负荷供电。,工作面配电点：,在,回采工作面,附近，负荷比较集中，移动变电站放在工作面附近的平巷里，它由高压开关、干式变压器和低压馈电开关组成，可借助轨道或单轨吊车沿平巷移动。,井下供电系统,：,包括井下中央变电所、采区变电所、工作面配电点或移动变电站和高低压电缆网。,井下中央变电所:由两回路或更多高压电缆供电，并引自地面变,3,工作面供电课件,4,1.,隔离开关,2.,断路器,3.,桥型接线方式（内、外、全）,4.,主变压器、避雷器、电压互感器、联络开关、补偿电容器、三相电压互感器电抗器,1.隔离开关,5,工作面供电课件,6,工作面供电课件,7,矿井工程,电力负荷分级,，应符合下列规定：,一、,一级负荷,：,因,事故,停电有淹井危险的主排水泵；,有爆炸、,火灾,危险的矿井主通风机；,对人体健康及生命有危害气体矿井的主通风机；,具有本条项之一所列危险矿井经常使用的立井载人提升装置；,无平硐或无斜井作安全出口的立井，其深度超过，且经常使用的载人提升装置；,矿井瓦斯抽放设备。,二、二级负荷,：,不属于一级负荷的大、中型矿井井下的主要生产设备；,大、中型矿井地面主要生产流程的生产设备和照明设备；,大、中型矿井的安全监控及环境监测设备；,没有携带式照明灯具的井下照明设备。,三、,三级负荷,：,不属于一级和二级负荷的生产设备和照明设备。,井下高压电力网的配电电压，应采用、,井下低压网络的配电电压，应采用、；综采工作面设备应采用,/3300V,矿井工程电力负荷分级，应符合下列规定：井下高压电力网的配电电,8,实现地面调度对井下变电所的,遥测、遥控、遥信和遥调,实现地面调度对井下变电所的遥测、遥控、遥信和遥调,9,按变压器中性点接法，井下供电分,：,中性点直接接地系统,:,单相接地故障电流大,容易引起火灾、瓦斯爆炸和人身触电危险，,煤矿中不宜采用,；,中性点经阻抗接地系统,：可将单相接地电流限制在适当值内，,英、美、加、澳等国采用,；,中性点绝缘不接地系统,：发生单相接地或人身触电时，电流自电源经接地点或人身流入大地，再经其他两相的对地绝缘电阻和分布电容回到电源。分布电容较小和绝缘电阻较高时,接地电流小,安全性较好。但容易产生单相接地过电压，导致严重的相间短路，故须采用适当的漏电保护，及时切除单相接地事故。中国、德国、俄等国都采用这种系统。,按变压器中性点接法，井下供电分：,10,1.1,变压器中性点接地系统的优缺点：,（,1,）优点：对电源中性点接地系统，若发生某单相接地，另两相电压不升高，这样可使整个系统绝缘水平降低；另外，单相接地会产生较大的短路电流,，从而使保护装置（继电器、熔断器等）迅速准确地动作，提高了保护的可靠性。,（,2,）缺点：对电源中性点接地系统，由于单相短路电流,很大，开关及电气设备等要选择较大容量，并且还能造成系统不稳定和干扰通讯线路等；,变压器中性点不接地系统的优、缺点：,（,1,）优点：对变压器中性点不接地系统，由于限制了单相接地电流，对通讯的干扰较小；另外单相接地可以运行一段时间，提高了供电的可靠性。,（,2,）缺点：对变压器中性点不接地系统，当一相接地时，另两相对地电压升高，易使绝缘薄弱地方击穿，从而造成两相接地短路。,井 下 变 压器中性点是否接地，是影响触电危险程度的因素之一，也是影响井下电火灾与瓦斯、煤尘爆炸危险的因素之一。在变压器中性点接地的供电系统中，电网一相接地即为单相短路，短路点将产生一个大电弧，足以引起瓦斯、煤尘爆炸。当变压器中性点绝缘，人触及一相时，相电压改变，但电源线电压仍保持对称，故对负载运行并无影响。所以我国煤矿井下供电系统采用变压器中性点绝缘,(,不接地,),的工作方式，其最大优点是在人触及一相带电导体时，通过人身的电流要小得多,;,当发生一相接地时，人地电流也很小，从而大大减小引起瓦斯、煤尘爆炸的可能。,1.1 变压器中性点接地系统的优缺点：（1）优点：对电源中,11,1.,煤矿,10/,6kV,高压供电设备的电气保护,：矿用一般型高压开关柜，通用的电气保护是电磁感应式继电保护装置，井下采区变电所和综采工作面下巷在用的高压防爆配电装置配用的电气保护有结构简单的保护脱扣器和功能强大、性能各异的微机综合保护器。,2,煤矿低压供电设备的电气保护和变电站自动化系统中保护装置,：,新型矿用电气保护装置应具备的功能：可以在线检测电压、电流、功率、电度等常规电力参数，具有规程要求的常规保护功能，而且有标准的通讯接口，可以对电网中关键开关设备的运行状况实现,“,四遥,”,，为电力调度自动化提供支持。,1.煤矿10/6kV高压供电设备的电气保护：矿用一般型高压开,12,1,、井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备，应具有,短路、过负荷、接地和欠压释放,保护。,井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，应装设,短路、过负荷和漏电保护,装置。,低压电动机的控制设备，应具备,短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。,B,、,三段式零序保护提供分段式漏电保护,，对电网中出现的单相接地故障，进行限时电流漏保护或功率方向型选择性检漏保护；,煤矿,6 kV,电力网的继电保护,煤矿电力网主要是由地面变电所的,10/6 kV,母线，通过电缆线路向井下中央配电所供电，再向采区变电所、井下排水泵、井下运输等全矿井,90%,以上的一、二级负荷点供电。地面多以,10/6 kV,线路变压器组的形式供电,矿井供电系统常见的故障主要有,单相或两相接地,、,单相断线,及,两相或三相短路,故障；不正常运行方式主要指,过负荷、过电压、低电压,等,1、井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备，应具有短路、过,13,过流保护 电火灾产生的主要原因是电网的过电流,，而过电流又是由,短路,、,过载,引起的，因此防止电火灾方法就是防止过流的产生。所以,过流保护包括短路保护和过载保护,。,过载保护,:,过载是指电动机的运行电流或电气设备工作电流大于其额定电流,，但超过额定电流的倍数小些，通常是额定电流的,1.5,倍以内。引起电动机或电气设备过载的原因很多，如负载突然增加，断相运行以及电网电压降低等。若电动机或电气设备长期过载运行，其绕组或电气设备的温升超过允许值使绝缘老化、损坏。过载保护的动作时间与过载电流大小有关，其动作值设定小于短路保护的动作值。动作延时取决于过载程度，过载程度越大，延时越短；过载程度越小，延时越长，此特性称为反时限特性。延时环节由时间继电器构成，过载时，电流继电器动作，其触点接通时间继电器线圈，经延时后时间继电器触点动作，使执行机构动作，切断主回路电源，同时发出过载信号。过载保护可由电磁式继电器、电子式继电器和热继电器实现。,短路保护,:,当电器或线路绝缘遭到损坏、负载短路、接线错误时将产生短路现象,。短路时产生的瞬时故障电流可达到额定电流的十几到几十倍，使电气设备或配电线路因过流而产生电动力损坏，甚至因电弧引起火灾。短路保护的动作时间要短，其动作值设定较大，在很短的时间内切断电源。电磁式继电器和电子式继电器均可实现短路保护。,煤矿供电设备的电气保护,:,过流保护,、,漏电保护,和,接地保护,是井下的三大保护,过流保护 电火灾产生的主要原因是电网的过电流，而过电流又是由,14,过电流三段式保护,可分别设定成,速断,、,限时速断,及,过载保护,，各段可独立整定成带或不带方向,各段电流元件可分别设置成带或不带电压闭锁，对电网进行速断、限时速断保护，便于系统中保护的上下级配合；,传 统 的 过流保护方法，不能构成有效的纵向选择性过流保护系统，短路故障时常导致越级跳闸是不可避免的。,（,2,）过电流保护和电流速断保护,1,）故障分析,井下电缆发生相间短路故障时，线路中的电流突然增大，母线电压突然下降。,2,）保护措施,对于高压侧为,6,10KV,的变电所主变压器来说，通常装设有带时限的过电流保护；如过电流保护动作时间大于,0.5,0.7s,时，还应装设电流速断保护。,矿井地面变电所,6 kV,下井出线的主保护,:,无时限电流速断保护装置,，它以,0 s,切除三相短路故障，其动作值是以保护区末端的最小运行方式下的三相短路电流值整定计算的。但煤矿,6 kV,电缆线路从地面主变电所到井下中央配电所的阻抗很小，按照正常计算方法，电流速断保护往往没有保护区或保护区很小，对于地面,6 kV,线路变压器组，可以伸展到变压器内部；对于,6 kV,井下电缆线路，电流速断保护区伸展到井下中央配电所的保护区内，如伸展到采区变电所，,可作为井下用电设备相间短路的远后备保护,。,过电流保护装置作为,6 kV,下井出线的近后备保护,，其动作值是按躲过被保护元件通过最大负荷电流并且在其区外短路故障切除后能自动返回进行整定的，在时限上用,0.5 s,的延时，切除各种相间故障。,实际上，供电系统给矿井地面变电所,6 kV,出线的时限一般只有,0.5 s,。井下中央配电所,6 kV,出线只能设置,0 s,过电流保护作为主保护，用过负荷保护作为各支路的后备保护，或者用反时限继电器,.,过电流三段式保护可分别设定成速断、限时速断及过载保护，各段可,15,选择性速断过流保护系统整定方法,该 速 断 过流保护系统的整定方法较简单，按系统最大运行方式时，躲过线路长时最大工作电流整定,:,第一级分机对应开关是地面变电所各出线开关。第二级分机对应开关是井下变电所,各出线开关。第三级分机对应开关是采区变电所各出线开关,10 kV,真空断路器固有分闸时间为,0.1 s,，保护系统动作时间,(,分机数据采集时间、主机程序故障判断时间、分机执行时间,),设计为,0.1 s,，因此电网发生短路时保护系统能在,0.2 s,内实现有选择性的快速断电。,选择性速断过流保护系统整定方法第一级分机对应开关是地面变电所,16,漏电保护：,当电网绝缘电阻小于一定数值时，人触及后会产生触电危险，而且漏电不仅会使设备进一步损坏，形成短路事故，同时还导致人身触电和漏电火花引爆瓦斯、煤尘的危险。因此在井下供电系统中必须装设漏电保护装置实现绝缘监视、漏电保护以及补偿流过人身的电容电流的作用。按其实现保护功能分为无选择性漏电保护和有选择性漏电保护,有选择性漏电保护,采用零序电流保护原理,。零序电流信号由零序电流互感器获得。当未发生漏电时，一次侧三相电流对称，其电流相量和为,0,，二次侧无电流输出；当发生漏电时，一次侧三相电流不对称，其电流相量和不为,0,，二次侧有电流输出。其装置与分路开关配合使用，其优点是减少停电范围，易于查找故障线路，因此被广泛地使用。,无选择性漏电保护,采用附加直流电源的保护原理,。在包含对地绝缘电阻的检测回路中附加直流电源，监视其直流电