煤矿供电系统概述.doc

第1章 煤矿供电系统概述根据矿区范围,矿层埋藏深度,井下涌水量大小,井型大小,采煤方法,机械化程度等因素确定供电系统;1.1 深井供电系统图1.1图1.1 典型深井供电系统煤矿安全规程441条:矿井应有两回电源进线,当任一回路发生故障停止供电时,另一回路应能担负矿井全部负荷。年产60000t以下(不含60000t)的矿井采用单回路供电时,必须有备用电源.备用电源的容量必须满足通风、排水、提升等要求，并保证主要通风机等在10min内可靠启动和运行。备用电源应有专人负责管理和维护，每10天至少进行一次启动和运行试验，试验期间不得影响矿井通风等，试验记录要存档备查。矿井的两回电源线路上都不得分接任何负荷。正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式。若一回路运行，另一回路必须带电备用，以保证供电的连续性和可靠性。带电备用电源的变压器宜热备用；若冷备用，必须保证备用电源能及时投入正常运行，保证主要通风机等在10min内可靠启动和运行。10kV及以下的矿井架空电源线路不得共杆架设。6kV或10kV母线引出电源铠装电缆（至少2条）沿井筒中央变电所采区变电所(或移动变电站)移动变电站降为3.3kV,或1140V,或660V综采工作面供电;掘进工作面供电;对一级负荷(如主扇,副井提升机,中央水泵等),分别从分段母线上配出两条电缆线路,一工一备(热备用);对二级负荷,采用双电源供电,一工一备(热备用);煤矿安全规程442条：对井下变(配)电所含井下各水平中央变(配)电所和采区变(配)电所、主排水泵房和下山开采的采区排水泵房供电线路,不得少于两回路.当任一回路停止供电时,其余回路应能担负全部负荷.向局部通风机供电的井下变(配)电所应采用分列运行方式。主要通风机、提升人员的立井绞车、抽放瓦期泵等主要设备房，应各有两回路直接由变（配）电所馈出的供电线路；受条件限制时，其中一回路可以引自上述同种设备的配电装置。向煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井自救系统供风的压风机、井下移动瓦斯抽放泵应各有两回路直接由变（配）电所馈出的供电线路。本条供电线路应来自各自的变压器和母线段，线路上不应分接任何负荷。本条上述设备的控制回路和敷助设备，必须有与主要设备同等可靠的备用电源。443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。入井电缆至少2条,接于地面变电所不同母线段上,正常工作同时运行,任一回路停止供电,其余回路能承担井下全部负荷的用电;深井供电系统应用:煤层埋藏深,倾角小,采用立井和斜井开拓,生产能力大的矿井.1.2 浅井供电系统图1.2图1.2 浅井供电系统煤层埋藏距离地表100200m,出于经济考虑,井下电力设备多为低压.地面变电所10kV或6kV电源架空线地面配电所高压电缆经钻孔采区变电所; 地面变电亭低压电缆经钻孔工作面配电点井底车场的低压用电,直接由地面变电所低压井筒井底车场用电设备;井底车场用电负荷大高压经井筒入井;地面变电亭,图1.3图1.3 地面变电亭第2章 矿用低压电缆2.1 矿用低压电缆入井之前检测项目1.外观检查裂隙,破损,压痕等.护套损伤痕深度不超过厚度的1/2,长度不超过20mm,或沿周长1/3,无老化现象;铠装电缆钢带,钢丝不松散,涂有防锈油;2.兆欧表使用,图2.1500V以下设备,使用500V兆欧表1000V以下的设备使用1000V兆欧表1000V以上的设备使用2500V兆欧表 图2.1 M表示意图3.低压橡胶动力电缆相对相绝缘电阻,r=1000UN380V,绝缘电阻大于1000380=0.38M660V,绝缘电阻大于1000660=0.66M1140V,绝缘电阻大于10001140=1.14M3300V,绝缘电阻大于10003300=3.3M对于长度大于或小于1km,测量的绝缘电阻应换算成1km时的数值,以便比较.绝缘电阻标准:6kV,100M-km;1140V,50M-km;660V,10M-km【例】(1)电缆长度400m,测量的相间绝缘电阻80M,换算成1km长度的电阻时的绝缘电阻为,80M0.4km=32M-km.(2)如电缆长度1.5km,绝缘电阻测量值为60M,换算成1km长,绝缘电阻为60M1.5km=90M-km.4.从漏电闭锁的理念分析低压电缆相对地绝缘电阻漏电跳闸值380V,3.5k+20%误差660V,11k+20%误差1140V,20k+20%误差3300V,50k+20%误差漏电闭锁值(2倍漏电跳闸值)380V,7k+20%误差660V,22k+20%误差1140V,40k+20%误差3300V,100k+20%误差转换为每一相对地值:380V,37k+20%误差=25.2k660V,322k+20%误差=79.2k1140V,340k+20%误差=144k3300V,3100k+20%误差=360k1M=1000k=1000000=106漏电闭锁解锁值:漏电闭锁电阻值的1.5倍:380V,25.2k1.5=37.8k,要求r0.04M660V,79.2k1.5=119k,要求r0.12M1140V,144k1.5=216k,要求r0.22M3300V,360k1.5=540k,要求r0.54M结论矿用低压电缆绝缘电阻:(1)每相对地绝缘电阻,380V,660V,1140V应大于0.5M;3300V应大于1M.(2)相间绝缘电阻:应大于1000UN.测试完毕,应放电2.2 矿用千伏级以下电缆允许载流量(橡套)指环境温度为25,电缆芯线温度为65,长时允许电流值 395mm2,Ip=260A 370mm2,Ip=215A350mm2,Ip=173A 335mm2,Ip=138A 325mm2,Ip=113A 316mm2,Ip=85A 310mm2,Ip=64A 36mm2,Ip=46A 34mm2,Ip=36A低压橡胶电缆最小弯曲半径,6倍电缆直径.1140V以下橡胶工频耐压值:3kV,5min(分钟)电缆载面验算:千分尺测一丝,乘丝数,计算面积作业:1.写出漏电跳闸,漏电闭锁电阻值.2.写出矿用低压电缆允许载流量(环境温度25,芯线温度65,长时允许值)3.矿用高压低橡胶电缆最小允许弯曲半径(低压6D,高压10D)4.千伏级以下橡胶电缆工频耐压标准(3kV,5min)5.低压电缆入井前相对地绝缘电阻,相对相绝缘电阻(0.5M,1000()UN(V) )2.3 井下电缆敷设1.3.1 选择电缆敷设的原则长度最短便于敷设便于维修1.3.2 运送电缆1.电缆盘装在矿车上适用于小盘电缆或截面小的电缆2.用矿车或架子车运送电缆单8字方式双8字方式三8字方式1.3.3 水平及倾斜45以下巷道中悬挂电缆的挂钩1.在木支架及金属支架的巷道中电缆挂钩电缆挂钩:组合式“聚合物制品阻燃抗静电”电缆挂钩.如:上海翔洲电气设备有限公司生产的XZ86系列矿用挂接式电缆挂钩.型号含义XZ86/16-38,XZ挂接式电缆挂钩代号,86设计序号,16所挂电缆最大规格mm2,38所挂电缆最大外径mm电缆遭到掉下的东西砸压时,要求能将挂钩刮落到地上,保护电缆.1.3.4 悬挂点在水平或倾斜巷道内两悬挂点之间的距离不大于3m;在立井井筒内两悬挂点不超6m;沿钻孔敷设的电缆必须绑紧在钢丝绳上,钻孔应加装钢管;高低压电缆在巷道同一侧,高低压电缆之间距离应大于100mm,负荷大的挂在上方(散热);高压电缆之间距离应大于50mm; 低压电缆之间距离应大于50mm;电缆不得挂在水管、风管上;电缆与水管挂在巷道两侧;条件所限时,电缆可挂在水管上方300mm处;通信,信号电缆应与电力电缆挂在巷道两侧;条件所限时,可设在动力电缆上方300mm以外地方;电缆穿过墙壁部分应用护套保护,并严密封堵管口;1.3.5电缆连接电缆芯线必须使用齿形压线板(卡爪)或线鼻子与电气设备连接;电缆护套伸入接线腔（器壁）515mm,小于5mm者为失爆,大于15mm为不完好;密封圈内径不大于外径1mm,但如果4mm2及以下电缆者,密封圈内径不大于电缆外径,否则为失爆.密封圈宽度小于电缆外径的0.7倍,或在使用外径不到14mm的电缆时,密封圈厚度小于10mm,密封圈厚度小于电缆外径0.3倍(70mm2的电缆除外)或最小厚度小于4mm的均为失爆;动力芯线绝缘层不能与接线腔接触;压线的卡爪不得压住绝缘层;电缆压线板压缩电缆约为直径的1/10;电缆下应垫有橡胶绝缘层,压线板直接压电缆,以防拨出电缆;接地线应比动力线长,当拨脱动力线时接地线仍应连接;胶圈孔应比电缆外径小,装配后从电缆轴向往接线腔看,不得有间隙;不同型号电缆严禁直接连接,必须经接线盒/连接器/母线盒连接煤矿安全规程井下电缆:466条 在总回风巷和专用回风巷中不应敷设电缆.在机械提升的进风的倾斜巷道(不包括输送机上、下山)和使用木支架的立井井筒中敷设电缆时,必须有可靠的安全措施.溜放煤、矸、材料的溜道中严禁敷设电缆.467条 井下电缆的选用应遵守下列规定:(一)电缆敷设地点的水平差应与规定的电缆允许敷设水平差相适应.(二)电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体.(三)严禁采用铝包电缆.(四)必须选用取得煤矿矿用产品安全标志的阴燃电缆.(五)电缆主芯线的截面应满足供电线路负荷的要求.(六)对固定敷设的高压电缆:1.在立井井筒或倾角在45及以上的井巷内,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.在井风斜井、井底车场及其附近、中央变电所至采区变电所之间,可以采用铝芯电缆;其他地点必须采用铜芯电缆.(七)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.(八)非固定敷设的高低压电缆,必须采用符合MT818标准的橡胶软电缆.移动式和手持式电气设备应使用专用橡套电缆.(九)照明、通信、信号和控制用电缆,应采用铠装或非铠装通信电缆、橡套电缆或MVV型塑力缆.(十)低压电缆不应采用铝芯,采区低压电缆严禁采用铝芯.468条 敷设电缆(与手持式或移动式设备连接的电缆除外)应遵守下列规定:(一)电缆悬挂:1.在水平巷道或倾角在30以下的井巷中,电缆应用吊钩悬挂;2.在立井井筒或倾角在30及其以上的井巷中,电缆应用夹子、卡箍或其他夹持装置进行敷设.夹持装置应能承受电缆重量,并不得损伤电缆.(二)水平巷道或倾斜井巷中悬挂电缆应有适当的弛度,并能在意外受力时自由坠落.其悬挂高度应保证电缆在矿车掉道时不受撞击,在电缆坠落时不落在轨道或输送机上.(三)电缆悬挂点距离,在水平巷道或倾斜井巷内不得超过3m,在立井井筒内不得超过6m.(四)沿钻孔敷的电缆必须绑紧在钢丝绳上,钻孔必须加装套管.469条 电缆不应悬挂在风管或水管上,不得遭受淋水.电缆上严禁悬挂任何物件.电缆与风管、供水管在巷道同一侧敷设时,必须设在管子上方,并保持0.3m以上的距离.在有瓦斯抽放管路的巷道内电缆(包括通信、信号电缆)必须与瓦斯抽放管路分挂在巷道两侧.盘电缆“8”字形的电缆不得带电,但给采、掘机组供电的电缆不受此限.井筒和巷道内的通信和信号电缆应与电力电缆分挂在井巷的两侧,如果受条件所限:在井筒内,应敷设在距电力电缆0.3m以外的地方;在巷道内,应敷设在电力电缆上方0.1m以上的地方.高、低压电力电缆敷设在巷道同一侧时,高、低压电缆之间的距离应大于0.1m.高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于50mm.井下巷道内的电缆,沿线每隔一定距离、拐弯或分支点以及连接不同直径电缆的接线盒两端、穿墙电缆的墙的两边都应设置注有编号、用途、电压和截面的标志牌.470 条 立井井筒中所用的电缆中间不得有接头;因井筒态深需设接头时,应装接头设在中间水平巷道内.运行中因故需要增设接头而又无中间水平巷道可利用时,可在井筒中设置接线盒,接线盒应放置在托架上,不应使接头承力.471条 电缆穿过墙壁部分应用套管保护,并严密封堵管口.472条 电缆的连接应符合下列要求:(一)电缆与电气设备的连接,必须用与电气设备性能相符的接线盒,电缆线芯必须使用齿形压线板(卡爪)或线鼻子与电气设备进行连接.(二)不同型电缆之间严禁直接连接,必须经过符合要求的接线盒、接线器或母线盒进行连接.(三)同型电缆之间直接连接时必须遵守下列规定:1.橡套电缆的修补连接(包括绝缘、护套已损坏的橡套电缆的修补)必须采用阻燃材料进行硫化热补或与热补有同等效能的冷补.在地面热补或冷补后的橡套电缆,必须以浸水耐压试验,合格后方可下井使用.在井下冷补的电缆必须定期升井试验.2.塑料电缆连接处的机械强度以及电气、防潮密封、老化等性能,应符合该型电缆的技术标准.作业:1.平板车装运电缆的方式(单8字,双8字,三8字)2.高低压电缆在巷道同一侧悬挂时的要求(高-高大于50mm,低-低大于50mm,高-低大于100mm,负荷大的挂在上方)3.砌碹巷道电缆悬挂卡子;木支护,金属支护卡子形式4.电缆悬挂点之间的距高(水平巷/45以下斜巷:3m;竖井6m)2.4 井下运行中低压电缆漏电故障查找1.低电阻值接地(通常指r10k)观察法:接线处、悬挂处、变形处等发生漏电.颜色有所变化.处理:沿电缆轴线剖开处理,最后必须经冷硫化处理方可使用.2.高电阻值接地(r为漏电跳闸的电阻值)(1)观察法(2)弯曲法(万用表法)万用表(电阻档)接漏电相与地线,一人观察万用表,一人沿电缆弯曲,漏电处表的指针摆