矿井供电整定计算

矿井供电及整定计算教育培训中心2013年10月20日主讲郑军锋矿井供电及整定计算第一节概述电力是国民经济发展的重要组成部分，是现代化建设中必不可少的能量，是工农业现代化的技术基础。电能是二次能源，是发电厂生产的利用我国极其丰富的能源资源，能够有力地促进电力丁业迅速发展。随着生产的发展，地区电厂已不再满足需要，必须通过输电线路进行联网运行，从而形成大的供电网，构成无限大容量电力系统。一、电力系统的基本概念用户所用的电能来白发电厂。发电厂是将各种形式的能量转换为电能的场所，往往距负荷中心较远，距动力资源较近。为此，必须架设输电线路，通过变电所将电能送往负荷中心，再经过降压、配电送到用户。所以，随着生产的发展和用电量的增加，根据供需的相互关系，逐渐形成一个“电”的整体，也就是电力系统。其系统的主要环节简要说明如下（一）发电厂发电厂是电力系统的中心环节，是将不同形式的能量转换成电能的工厂。根据所用能源的不同，可分为火力发电厂、水力发电厂和原子能发电厂。火力发电厂是以煤、石油等作为燃料，经过燃烧将化学能转变为热能，用其推动汽轮机工作，将热能转换为机械能，汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变为电能。如果有条件，火力发电厂最好建在矿区附近。当电厂装有供热式汽轮发电机组时，它除了发电外，还要向附近工厂供热，以提高热能利用率，即所谓的热电厂。水力发电厂是利用河流的水能资源来发电的。它往往需要修建大的拦河坝等水工建筑物，集中水量，提高压头，经引水管推动水轮机再带动发电机，将机械能（或位能）转变成电能。原子能发电厂，是利用原子核裂变时产生的核能转变成热能，如同火力发电一样产生电能。（二）变电所变电所是接受电能、变换电压和分配电能的中间环节。按其用途分为升压和降压变电所、枢纽变电所（大容量、处于联系各部分的重要位置）、中间变电所（可以转送或引出一部分负荷）和终端变电所。按其供电范围分为区域变电所和地区变电所。对于不承担变换电压，而只用来接受和分配电能的场所，称为配电所。用来将交流电能转换为直流电，或相反的变电场所，称为变流所。（三）电力网按照电力网的供电范围和电压等级的高低可分为LKV及以下的是低电压网；3KV至330KV的为高电压网；330KV至1000KV的为超高压。35KV以下的为配电网，35KV及以上的为主网络。由发电厂、升压降压变电所、各种不同电压等级的输电线路和用电户，在电气上连接起来构成的整体，称为电力系统。电力系统加上热能动力装置和水能动力装置及其他能源动力装置，称为动力系统。随着生产的发展和需要，地方电网相互连接，形成并联运行的电力系统。其特点如下1生产的电能是不能储存的。2电力系统的过渡过程非常短暂。3电能的生产与国民经济和人民生活的关系极为密切。二、额定电压及电压等级电气设备有规定的额定电压（又叫标称电压）。我国制定的额定电压等级见表11如图12所示，当供电线路输送功率时，沿线将产生一定的电压损失。线路越长，输送功率越大，产生的电压损失也就越大。因而形成线路各点的电压不相同。距离电源越远，电压损失越大。由于线路有电压损失，首端电压高于末端电压，因此规定首末端电压的算术平均值1/2（U1U2），作为电网即电力线路的额定电压用电设备的额定电压等于电网的额定电压。三、工矿企业对供电的要求随着生产水平的不断发展，对供电的要求也日益提高，主要有以下几个方面（一）供电可靠性企业如果发生供电中断，不仅会造成减产，还有可能引起人身事故或设备的损坏，而且严重时会造成企业的破坏，导致生产瘫痪。（二）供电安全性根据生产条件和自然环境，按照规程规定，合理地选择，正确地安装，保证系统中各设备元件的可靠运行，经常对它们进行监视、维护，定期进行试验和检修，使之始终处于完好的运行状态。严格遵守操作规程，加强安全保护措施，确保供电安全。（三）供电质量良好供电质量好坏对各类用电设备的安全经济运行都有直接影响。对照明负荷来讲，当电压降低时，白炽灯的光效和光通显著下降；当电压升高时，其寿命将明显减少。对电力负荷，如异步电动机，当电源电压下降时，电动机转矩减小，定子、转子电流增大，使电动机温度上升，严重时可能烧坏电动机。当电压过高时，对电动机和变压器来讲，使铁芯饱和，从而励磁磁电流和铁耗大大增加，使电动机过热，波形变坏，甚至可能产生高频谐振。（四）经济合理性在保证以上的条件下，尽量做到减少损耗、提高效率、降低成本、投资少，年运行费用最低。四、工矿企业中用电户的分类接在电网上的一切用电设备所需用的功率称为用户的电力负荷。它分为有功功率和无功功率。根据电力负荷（或用电设备）对供电的要求和中断供电对人身和设备安全影响程度不同，用电负荷分为三级；1一级负荷。2二级负荷。3三级负荷。第二节工矿企业供电系统工矿企业的供电电源，一般来自电力网，经企业总变电所接受、变换和分配，然后再送到用电户，该系统称为企业的供电系统。企业的供配电系统可分为两大部分1电源系统，2变（配）电系统（一）放射式1单回路放射式。其优点是接线简单、清晰，运行操作方便，发生事故互不影响，继电保护简单；缺点是可靠性差。一般适用于二、三级负荷配电或专用设备供电。2双回路放射式。每一用户有两条供电线路，两者之间互为备用。可靠性高，灵活性好，既可分裂运行，又可并联运行。适用于具有较大容量的、单独的重要用户或一级负荷的供电。（二）干线式优点出线回路数少，线路总长度短（与放射式比），减少了有色金属消耗量，用电设备少。缺点公用段线路发生故障停电的机会可能增多，并且用户将全部停电，供电可靠性差。一般用于三级负荷。（三）环式接线优点两条干线（WL1，和WL2）经过的路径不同，同时发生故障的机会少，运行灵活，电压稳定。缺点当一条干线发生故障时，另一条线路虽然仍能保证供电，但线路较长，电压损较远、用电户之间相距较近，并且负荷容量相差不大的情况。三、电网中性点运行方式在交流供电系统中，变压器的中性点运行方式有三种，即直接接地、不接地和经消弧线圈（或限流阻抗）接地。变压器的不同运行方式，对井下供电的安全有直接影响，下面就不同的运行方式的特点做简要的分析。1中性点不直接接地系统（1）变压器中性点直接接地的危害。中性点直接接地的危害主要有两方面一是人体触电时大大增加了人体的触电电流；二是单相接地时形成了单相短路。因此中性点直接接地对人身安全和矿井安全都极为不利。如图33所示是在变压器中性点直接接地的供电系统中，人触及一相带电体时的情况。当人体触及一相带电体时，跨接于人体的是相电压（人身电阻定为1000），通过计算，当电源电压为380V时通过人体电流为220MA，660V时为380MA，1140V时为660MA。此时的电流路径为电源A相人身大地接地体电源中性点。当人体通过5MA电流时，就有触电感觉，通过3050MA电流时，就有生命危险，通过50MA以上电流时绝对有生命危险。设计漏电保护时，假定人身电阻为1000，通过人体的触电电流不超过30MA为安全电流。当电网一相接地时，由于变压器中性点直接接地，电流没有经过阻抗而直接流回到了电源，形成了单相短路。单相短路电流很大，在接地点将产生很大的电弧，有可能引起瓦斯和煤尘爆炸或人员伤亡。因此，煤矿安全规程规定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。2中性点经消弧线圈接地系统从图35看出，变压器中性点经消弧线圈接地后，当人触及一相带电导体时，通过人体的电流将增加一个流过消弧线圈的电流分量IL，因而此时流过人体的电流是IR、IC和IL的向量和，即IBIRICIL,因为消弧线圈的电阻很小，可忽略不计，所以可以把消弧线圈看成是一个纯电感线圈，IL是纯电感电流，在相位上与电容电流IC相差180，从而可以根据向量图，变成代数和形式，从而可以求得流过人体的电流由上式可知，此时流过人体中的电容电流分量被电感电流分量抵消了一部分，因而流过人体的总电流减小，安全程度得到了提高。这种利用电感电流来抵消电容电流的作法，叫对电容电流的补偿。3中性点不接地系统变压器中性点不接地运行方式。如图34所示，RA、RB、RC分别是电缆三相芯线的绝缘电阻，CA、CB、CC为三相芯线的对地电容。假如忽略电缆的对地电容，此时人触及一相带电体，则人身的触电电流通过路径为电源A相人体大地B相C相绝缘B相C相芯线电源中性点。设电网每相绝缘电阻在380V时为9000，660V时为35000，而人身电阻仍为1000，通过计算，其触电电流分别为7MA和30MA。由此可知，在中性点不直接接地时，通过人体的电流是安全的。由于分布电容不应忽略，目前采用在漏电继电器中加零序电抗线圈来补偿对地电容电流。二、工矿企业变配）电所常用的主接线变（配）电所的主接线是由变压器、高低压配电装置及相互之间的连接导线组成的整体。配电装置是指母线、开关设备、保护和测量电器等组成的受电和配电整体。确定变电所的主接线与多种因素有关。（一）线路一变压器组接线当只有一路进线电源，变电所只装一台变压器时，可采用线路一变压器组的接线方式，变压器和线路之间共用一台控制设备。优点接线简单，操作方便，使用设备少，投资少。缺点检修线路、变压器或发生故障时，均需全部停电，供电可靠性差。适用于二、三级负荷供电。（二）桥式接线具有两路进线电源（35KV及以上）和两台主变压器的企业变电所，均可采用桥形接线，如图17所示。它实质上是将两条线路一变压器组的接线，在主变压器一次侧用一组开关（QS和QF）横向跨接，称为桥形接线。其开关称为桥开关，也叫母联开关。根据母联开关所在位置的不同，桥形接线分为内桥、外桥和全桥。使用条件1电源供电距离较近，线路故障机会较少；2负荷变化大，变压器需要经常进行切换；3有稳定的穿越功率的变电所；4用电户为一、二级负荷。优点切换变压器操作方便；缺点对电源进线回路的切换操作不方便。2内桥接线所谓内桥接线是母联开关横向跨接在变压一次侧的断路器的内侧（靠近变压器侧），如图L7B所示。适用条件1电源供电距离较长，而且线路故障机会较多；2变压器负荷较稳定，不需要经常进行切换；3没有穿越功率的变电所；4一、二级负荷的企业变电所。优点线路倒换操作方便；缺点变压器的。切换操作不方便，扩建成单母线分段或扩展为全桥不如外桥接线方便。3全桥接线如图17所示，该接线由5个断路器和8组隔离开关组成。它具有内、外桥的优点，操作方便，运行灵活，适应性强。缺点是用设备多，投资大，占地面积多。（三）单母线接线单母接结线可分为1单母线不分段这种接线方式虽然结构简单，但供电可靠性差。当母线发生故障时，将会造成全部停电。一般用于无重要负荷且出线回路数少的变电所。2单母线分段。这种接线方式工作可靠，运行灵活，操作方便。母线的分段数目取决于进线电源的回路数和负荷出线回路数的多少。三、低压配电系统（一）基本要求低压配电系统指的是1KV以下的供电系统。基本要求是1车间或厂区变电所尽量位于负荷中心，节约有色金属，减少电压损失；2供电安全可靠，电能质量良好；3接线简单，运行灵活，操作检修安全方便；4低压配电网的电压等级不宜过多。根据生产工艺流水线的不同要求，分别供电。（二）配电方式低压配电系统的配电方式有放射式、干线式和混合式等。放射式供电是将变压器二次侧的电能引到低压配电室的低压总开关上，再由分路开关设备引出。一般适用于车间较稳定，但分布比较分散的负荷；对有爆炸危险的车间，供电线路应与其隔开，以保证安全。干线式供电是从变电所负荷侧引出（或车间变电所侧引出），在同一干线上向各分支负荷供电。此方式接线简单，节约有色金属和低压配电设备。一般适用于用电负荷分布比较均匀，容量不是太大，并且无特殊要求的情况。第三节功率因数的改善在工矿企业中所用的电气设备大部分是变压器和电动机。这些电气设备在工作时，不仅要消耗大量的有功功率，而且还要从电网中吸收大量无功功率，使得发、配电设备得不到充分利用。为减少对电源无功的需求量，必须提高用户的功率因数。一、企业用电的功率因数对供电系统的影晌工矿企业的功率因数随用电设备负荷性质的不同而变化。当电压波动时，功率因数也随之发生变化。常用的功率因数有1瞬时功率因数。2月平均功率因数。3企业的总功率因数，在计算总功率因数之前，应了解企业的自然功率因数，自然功率因数是指补偿之前的功率因数。同样也有瞬时值和月平均值两种。总功率因数是指经过人工补偿后的功率因数，称为企业的总功率因数，也有瞬时值和月平均值两种。（二）功率因数降低产生的影响1当有功功率不变时，功率因数下降，使发电机和变压器的容量增大，不能充分发挥原有供电设备的效力。2在线路输送功率相同的条件下，功率因数降低，使线路中的电流增大，电压损失增加，使感应电动机的起动、运行造成困难，导致供电质量下降。若增大导线截面积，相应的增加了有色金属消耗量。3功率因数下降，使输电线路中的功率损耗增加。当电网电压及有功功率不变时，功率损耗增加，无功电流增大，引起发电机端电压的下降。为了鼓励用电户节约用电，供电部门对功率因数有规定COSPO9；否则应进行补偿。二、改善功率因数的主要方法（一）提高自然功率因数提高自然功率因数的一般措施有1电动机和变压器避免在轻载下运行，需使电动机和变压器在满载或接近满载下运行；2有条件时可采用同步电动机在过励磁的条件下运行；3尽量选用笼型异步电动机；4在条件允许时，可用高压电动机驱动大容量的生产机械，以减少中间环节的变压器；5提高传动装置的效率，提高用电设备的检修质量，并按标准进行试验和调整。（二）人工补偿无功功率QCAPMAXTANTANQC需要补偿的无功功率，KVARA负荷分配系数，一般取O8一O9；PMAX企业有功计算值，KW。（三）电容器的补偿方式在企业供电中，用电容器进行无功功率补偿时，其方式分为三种1单独（个别）补偿2分组（分散）补偿3集中补偿通常采用高压集中补偿的方式。为了减少电网的无功损耗，降低输电线路的电压损耗，充分利用设备本身的容量，通常将补偿装置安装在靠近用户的地方。（四）电容器的接线当电容器的额定电压等于电网的额定电压时，电容器组接成三角形；当电容器的额定电压低于电网的额定电压时，才考虑接成星形。工矿企业常用的接线方式为三角形。三角形接线时，电容器的输出量为QCU21C星形接线时的输出量为QYCU1/32CQ二，、QY，分别为三角形接线和星形接线时的无功容量；U,加在电容器两端的线电压；C电容器的电容值。对同型号、等数量的电容器接成三角形比接成星形时的输出量大，能充分发挥电容器的效力，一般接成三角形，并联到母线上。如图L15所示。当电容器进行检修或处理故障时，为保证工作人员的安全，按照运行要求，电容器组应装设放电装置，断电后能自动放电，放电时间约为30S，电容器上的剩余电压不大于50V。其方法一是在其端子上并联电阻；二是采用电压互感器作为放电回路。对低压补偿时，也可用白炽灯泡作为放电回路的电阻。第二章采区电网保护煤矿井下供电系统的过流保护、漏电保扩、接地保护统称为煤矿井下的三大保护。井下供电系统的三大保护是保证井下供电安全的可靠措施。第一节第一节漏电保护当电气设备或导线的绝缘损坏或人体触及一相带电体时，电源和大地形成回路，有电流流过的现象，称为漏电。井下常见的漏电故障可分为集中性漏电和分散性漏电两类。集中性漏电是指漏电发生在电网的某一处或某一点，其余部分的对地绝缘水平仍保持正常。分散性漏电是指某条电缆或整个网络对地绝缘水平均匀下降或低于允许绝缘水平。一、漏电的危害及原因1漏电的危害及原因漏电会给人身、设备以致矿井造成很大威胁，其危害主要有四个方面（1）人接触到漏点设备或电缆时会造成触电伤亡事故。（2）漏电回路中碰地碰壳的地方可能产生电火花，有可能引起瓦斯煤尘爆炸。（3）漏电回路上各点存在电位差，若电雷管引线两端接触不同电位的两点，可能使雷管爆炸。（4）电气设备漏电时不及时切断电源会扩大为短路故障，烧毁设备，造成火灾。2漏电的原因（1）电缆和电气设备长期过负荷运行，使绝缘老化而造成漏电。（2）运行中的电气设备受潮或进水，造成对地绝缘电阻下降而漏电。（3）电缆与设备连接时，接头不牢，运行或移动时接头松脱，某相碰壳而造成漏电。（4）电气设备内部随意增加电气元件，使外壳与带电部分之间电气间隙小于规定值，造成某一相对外壳放电而发生接地漏电。（5）橡套电缆受车辆或其他器械的挤压、碰砸等，造成相线和地线破皮或护套破坏，芯线裸露而发生漏电。（6）铠装电缆受到机械损伤或过度弯曲而产生裂口或缝隙，长期受潮或遭水淋使绝缘损坏而发生漏电。（7）电气设备内部遗留导电物体，造成某一相碰壳而发生漏电。（8）设备接线错误，误将一相火线接地或接头毛刺太长而碰壳，造成漏电。（9）移动频繁的电气设备的电缆反复弯曲使芯线部分折断，刺破电缆绝缘与接地芯线接触而造成漏电。（10）操作电气设备时，因停、送电操作错误，带电作业或工作不慎，造成人身触及一相而漏电。二、漏电保护方式漏电保护方式有漏电保护、选择性漏电保护、漏电闭锁。1漏电保护目前使用的漏电保护装置种类很多，有电子电路的，也有单片计算机控制的。这里介绍的漏电保护，从原理上也叫附加直流电源漏电保护，如图41所示。其工作原理是漏电继电器用直流电进行绝缘监视，当人体触电时，绝缘电阻降低，其回路如下电源接地极人体负荷线C相SK（三相电抗器）LK（零序电抗器）（欧姆表）ZJ（直流继电器）电源，ZJ吸合ZJ1闭合TQ（跳闸线圈）有电触点断开DW（馈电开关）断开切断了供电回路。如果绝缘阻值高于整定值时，直流监测电流小于ZJ的动作电流，馈电开关不会跳闸，正常供电。2选择性漏电保护选择性漏电保护大多利用零序电流方向保护原理，如图42所示，采用的主要检查元件是零序电流互感器。零序电流互感器有一个环形铁芯，其上缠有二次绕组，环形铁芯套在电缆上，穿过铁芯电缆中的三根芯线就是它的一次绕组。在线路正常工作时，电网的三相电压对称，三相负载相同，三相电流的矢量和等于零，电流互感器二次没有电流和电压，执行继电器J不动作。当发生漏电故障时，三相电路不对称，必然有零序电流，这个零序电流通过电网对地绝缘电阻R和分布和电容C构成通路。当发生单相漏电故障时，在零序电流互感器LLH的一次侧中流过3倍的零序电流，在二次侧产生电流，经二极管整流后，可使执行继电器在J动作，带动开关跳闸。同理，如图43所示，在供电系统中各支路的每相对地电容分别用C1、C2和C3表示，如果在第一支路上发生单相漏电或接地故障，第二、三支路的零序电流互感器LLH2和LLH3中的零序电流便分别由各支路自身的电容C2和C3来决定，而在LLH1中则流过第二、三支路电流之和，使第一支路的零序电流互感器LLH1所流过的零序电流要大于其他两个支路。如果电网的支路数更多，则LLH1中的零序电流还要更大，因此，利用零序电流的大小不同，即可使故障支路与非故障支路区分开，达到选择性漏电保护目的。3漏电闭锁3、漏电闭锁漏电闭锁是指在开关合闸前对电网进行绝缘监测，当电网对地绝缘值低于闭锁值时开关不能合闸，起到闭锁的作用。图44是磁力起动器中漏电闭锁原理图。在磁力起动器尚未吸合送电时，主接触器XLC的常闭辅助触头XLC3闭合。接通以下直流绝缘检测电路附加直流电源E的“”端地电动机及其供电线路的对地绝缘电阻R三相线路人工星形三相硅堆GZ常闭辅助触头XLC3取样电位器W直流电源E“”端，从而对R进行检测。若此时电动机及其供电线路的绝缘水平较低，小于规定的漏电闭锁动作电阻值或已存在漏电，检测电路中将流过较大的直流电流，从取样电位器W上取得一个较大的信号电压，使后面的反相放大器输出零伏电压，导致三极管BG截止，漏电闭锁继电器BHJ断电，因而闭锁继电器BHJ的常开触点不能闭合，接触器XLC的线圈控制电路不能接通，磁力起动器不能合闸送电，这就实现漏电闭锁，反之，如果此时电动机及其供电线路的绝缘良好，R大于规定的漏电闭锁动作电阻值，则在检测回路中流过很小的直流电流，从取样电位器W上取得的信号电压也很低，因而反相放大器输出较高电压，促使BG导通，BHJ继电器有电，闭合BHJ继电器它自身的常开触点，为接通接触器XLC的线圈电路做好了准备。这时只要按压起动按钮QA,即可使磁力启动器吸合送电，电动机启动运转。但在起动器合闸送电后，主接触器XLC的常闭辅助触头XLC3随之断开，切断漏电闭锁检测电路，漏电闭锁解除。此后，如果电机及其供电线路在运行过程中发生漏电，则由接在电网总开关上的检漏继电器进行保护，使总开关跳闸。三、漏电保护装置的整定、维护及检修1漏电保护装置的整定漏电继电器动作电阻值是以网路绝缘电阻为基准确定的，即当低压电网绝缘水平下降到对人触电有危险时，漏电继电器应动作，并切断电源，因此，把这个对人身触电有危险的电网极限绝缘电阻值，定为漏电继电器的动作电阻值。对漏电保护和漏电闭锁装置按表41整定。表41漏电保护装置及漏电闭锁的动作电阻整定值电压漏电保护漏电闭锁1140V20K40K660V11K22K380V35K7K127V153K2漏电保护装置的维护及检修值班电钳工每天应对漏电继电器的运行情况进行一次检查和试验。检查漏电继电器安装位置是否平稳可靠，周围是否清洁，有无淋水现象，局部接地极和辅助接地极安设是否良好，观察欧姆表指示数值是否正常，如果网路的绝缘水平下降到，660V低于30K，380V低于15K，127V低于10K时，则应及时地采取措施，设法提高网络的绝缘电阻值，预防跳闸。此外，每天应用试验按钮对漏电继电器进行一次跳闸试验。在超级瓦斯矿井和有瓦斯突出的矿井，试验漏电继电器将造成局部通风机停止运转，使掘进巷道与工作面瓦斯聚集，易发生危险。为此，某些矿采用了并接试验用馈电开关的办法来解决这一问题。每月至少要对漏电继电器进行一次详细的检查和修理，除了每天检查时的内容外，还要检查各处的线头是否良好，有无破损及受潮，闭锁开关是否灵活，各处接头，触点接解是否良好，有无松动脱落或烧毁的现象。继电器的动作是否灵敏可靠，整流器的直流电压是否符合要求，内部元件、熔断器熔体及指示灯有无烧毁，调节补偿电感是否达到最佳补偿效果，漏电继电器是否符合防爆性能。漏电继电器每年应上井进行检修，除对防爆外壳修理外，其他项目应按照安装前的检验内容进行检查和试验，并更换不合格的零件；对绝缘电阻较低、耐压试验不合格的必须进行烘烤处理。第二节过电流保护一、过电流故障的危害及原因过电流是指流过电气设备和电缆的电流超过了额定值。其故障有短路、过负荷和断相。1、短路短路是指电流不流经负载，而是两根或三根导线直接短接形成回路，这时电流很大，可达额定电流的几倍、几十倍，甚至更大，其危害是能够在极短的时间内烧毁电气设备，引起火灾或引起瓦斯、煤尘爆炸事故。短路电流还会产生很大的电动力，使电气设备遭到机械损坏，也会引起电网电压急剧下降，影响电网中的其他用电设备的正常工作。造成短路的主要原因是绝缘受到破坏，因而应加强对电气设备和电缆绝缘的维护及检查，并设置短路保护装置。IQE18252过负荷过负荷是指流过电气设备和电缆的实际电流超过其额定电流和允许过负荷时间。其危害是电气设备和电缆出现过负荷后，温度将超过所用绝缘材料的最高允许温度，损坏绝缘，如不及时切断电源，将会发展成漏电和短路事故。过负荷是井下烧毁中、小型电动机的主要原因之一。引起电气设备和电缆过负荷的原因主要有以下几方面一是电气设备和电缆的容量选择过小，致使正常工作时负荷电流超过了额定电流；二是对生产机械的误操作，例如在刮板输送机机尾压煤的情况下，连续点动起动，就会在起动电流的连续冲击下引起电动机过热，甚至烧毁。此外，电源电压过低或电动机机械性堵转都会引起电动机过负荷。3断相断相是指三相交流电动机的一相供电线路或一相绕组断线。此时，运行中的电动机叫单相运行，由于其转矩比三相运行时小得多，在其所带负载不变的情况下，必然过负荷，甚至烧毁电动机。造成断相原因有熔断器有一相熔断；电缆与电动机或开关的接线端子连接不牢而松动脱落；电缆芯线一相断线；电动机定子绕组与接线端子连接不牢而脱落等。由于井下过电流发生的机会多而且造成的危害巨大，所以对于电气设备和电缆都必须加以相应的过流保护。二、采区低压电网过电流保护装置的整定计算对各种过流故障虽然有预防措施，但仍有可能发生，所以在电气设备内均设有过流保护装置。对过流保护装置的额定电流或动作电流，必须进行正确的选择或整定，否则不能起到保护作用。1熔断器熔断器串接在被保护的电气设备的主电路中，当电气设备发生短路时，流过熔体的大电流使熔体温度急剧升高并将它熔断，从而将故障线路与电源分开，达到保护的目的。熔体额定电流的选择计算如下（1）对保护电缆支线的熔体，按下式计算IR（41）IQE1825ID2IR式中IR熔体的额定电流，A；IQE电动机的额定起动电流，A；1825电动机起动时保证熔体不熔化的系数，对不经常起动和轻载起动的电动机取25，对频繁起动或带负荷起动者可取182。（2）对保护电缆干线的熔体，按下式计算IRIE（42）式中IQE容量最大的一台鼠笼电动机的额定起动电流，A；IE其余电动机额定电流之和，A。（3）对保护照明负荷的熔体，按下式计算IRIE（43）式中IE照明负荷的额定电流，A。为保证在熔断器保护范围内出现最小短路电流时熔体能可靠熔断，按规定要验算它们的灵敏度，用短路电流按下式进行，校验其灵敏度，公式如下47（44）式中ID2被保护范围未端的最小两相短路电流，A；47保证熔体及时熔断的系数，电压为380V、660V，熔体额定电流100A及以下时，系数取7；熔体额定电流125A时，系数取64；熔体额定电流160A时，系数取5；熔体额定电流200A及以上时，系数取4；电压为127V时，系数一律取4。假苦短路电流校验不能满足要求时，可根据具体情况，分别采取下列措施（1）加大干线或支线电缆截面。（2）设法减少电缆线路的长度。（3）换用大容量变压器。（4）对有分支的供电线路可增设分段保护开关。2电磁式过流继电器ID2IR在DW系列矿用隔爆型自动馈电开关中装设的过流继电器，是一种直接动作的一次式过流继电器，作为变压器二次侧总的或配出线路的短路保护装置。它的动作电流整定值，是靠改变弹簧的拉力进行均匀调节的，其调节范围一般是开关额定电流的13倍。当继电器的动作电流一经整定好后，只要流过继电器线圈的电流达到或超过整定值时，继电器就迅速动作。电磁式过流继电器的整定（1）保护支线按下式计算IZIQE（45）式中IZ电磁式过流继电器的整定动作电流，A；IQE电动机的额定起动电流，A。（2）保护干线电缆按下式计算IZIQEIE（46）式中IQE容量最大的1台电动机额定起动电流，A；IE其余电动机的额定电流之和，A。（3）灵敏度检验KS1547式中ID2被保护范围未端的最小两相短路电流，A；IZ过流继电器动作电流整定值，A；KS灵敏度系数。井下采、掘、运机械常用电动机的额定电流和额定起动电流，可查技术数据表。如果没有具体资料可查，可进行估算，方法如下对于380电动机，E2E；对于660电动机，105E对于1140电动机，E067E。对于3300电动机，E022E对于6000电动机，E012E对于10000电动机，E007EE为鼠笼型电动机的额定功率KW，EE。PE为鼠笼型电动机的额定功率（KW），IQE6IE。ID28IZ3热继电器热继电器是以双金属片为主体构成的。一方面，因为双金属片有热惯性，从设备开始出现过载到双金属片因受热而产生显著变形，以致断开触点起保护作用，需要经过一段延时。另一方面，过载程度越大，双金属片的温度升高的越快，动作延时越短；反之，则动作延时越长。热继电器的整定计算如下（1）保护单台电动机时按下式计算IZIE48式中IZ热继电器的整定电流，A；IE电动机的额定电流，A。（2）保护多台电动机时按下式计算IZIE49式中IE各电动机额定电流之和，A。4电磁起动器电磁起动器中电子保护的过流整定值，按下式计算IZIE410校验灵敏度KS12（411）式中ID2被保护范围未端的最小两相短路电流，A；IZ电子保护器的过流整定值，A；IE电动机的额定电流，A；8IZ电子保护器短路保护动作值；12保护装置的可靠动作系数。第三节保护接地漏电保护的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，应尽快切断电源，将故障存在的时间减少到最短。井下保护接地的侧重点，在于限制裸露漏电电流和人身触电电流的大小，最大限度地降低严重程度。两种保护在煤矿井下低压电网中相辅相成，缺一不可，它们以保证井下低压电网的安全运行具有重要作用。一、井下保护接地网的作用与构成1井下保护接地网的作用保护接地对保证人身触电安全是非常重要的。由于接地电阻的数值被控制在煤矿安全规程规定的范围内，因此，通过接地装置的有效分流作用，就可以把流经人身的触电电流降低到安全值以内，确保人身的安全。此外，由于装设了保护接地装置，带电导体碰壳处的漏电电流经接地装置流入大地，即使设备外壳与大地接触不良而产生电火花，但由于接地装置的分流作用，可以使电火花能量大大减少，从而避免了引爆瓦斯、煤尘的危险。保护接地如图45所示。2井下保护接地网的构成井下电气设备比较分散，而且供电距离又较远，很难用一个集中的接地装置来满足保护接地的需要。因此，除非井下中央变电所设置主接地极外，沿着供电线路还埋设了许多局部接地极。利用铠装电缆的铅皮、钢带、电缆的接地芯线，把分布在井底车场、运输大巷、采区变电所以及工作面配点的电气设备（36V以上）的金属外壳在电气上连接起来，这样就使各处埋设的接地极（局部接地极）也并联起来，形成一个井下保护接地系统，如图46所示。二、对保护接地的要求接地电阻的大小，将直接影响到电气设备金属外壳对地电压的高低，而单个接地极很难达到安全的要求，因此，井下采用保护接地网以尽量减少接地电阻的数值为好，根据煤矿安全规程对保护接地有如下要求（1）电压在36V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）、铅皮或屏蔽护套等必须有保护接地。（2）接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2。每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过1。（3）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1个总接地网。主接地极应在主、副水仓中各埋设1块。主接地极应用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于075M2、厚度不得小于5MM。在钻孔中敷设的电缆不能与主接地极连接时，应单独形成一分区接地网，其接地电阻值不得超过2。（4）下列地点应装设局部接地极采区变电所（包括移动变电站和移动变压器）。装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。低压配电点或装有3台以上电气设备的地点。无低压配电点的采煤机工作面的运输巷、回风巷、集