第五章 井下供电与照明.ppt

1、第五章，地下供电与照明安全技术(6小时)，主要教学内容和要求：1、地下供电，2、地下安全供电技术概述，3、地下安全供电及保护装置，4、地下电气保护，5、地下低压电网的可能危害及预防，6、地下接地保护，7、地下电网漏电保护，8、地下过流保护。教学重点和难点：熟悉井下安全供电技术、井下安全供电及保护装置、井下电气保护，掌握井下三大保护措施。难点是井下接地保护、漏电保护和过流保护，这是三大保护措施。1。电气保护装置的任务。井下电气保护的类型1)过电流保护。包括短路保护和过流(过载)保护。2)漏电保护。包括选择性和非选择性泄漏保护和泄漏锁定。3)接地保护。包括局部接地保护和保护接地系统。4)电压保护。

2、包括欠压保护和过压保护。5)单相断线保护。6)风电闭锁和瓦斯电闭锁。7)全面保护。电机和煤电钻(照明)等的综合保护。三大保护，井下电气保护，煤矿井下供电，三大保护，电流保护，1。常见过流故障的类型在低压电网运行中，常见过流故障有三种：短路、过载和单相断线。什么是短路电流？首先，我们用一个简单的例子来说明这个问题：在正常情况下，流经导线和灯的电流为：1=V/R=220/(R1R2R 3)=220/50.48=4.36 A如果两根导线在灯座处相遇，这意味着灯泡电阻没有连接，那么流经导线的电流为：1=V/R=222。在短路的情况下，流经电源线的电流称为短路电流。在中性点不接地的井下供电系统中，短路可

3、分为三相、两相，单相接地不是短路，而是会发展成短路。短路故障的原因线路和电气设备之间的绝缘损坏。如绝缘老化、绝缘受潮、接线(头)工艺不合格、设备电气缺陷、电缆质量差、大气过电压等。机械损坏。例如，它受到运输机械的影响，被剥落和屋顶坠落擦伤，被击中倒塌，电缆敷设半径过小。错误接线和错误代码操作。例如，不同相序线路的并联、封装地线和封装地线带电送电、本地维护送电等。严重隐患点。例如，“鸡爪”、“羊尾巴”。在线检修电气设备。带电移动电气设备。短路故障的危害短路事故是煤矿常见的恶性事故之一，它产生的电流很大。短路点的电弧中心温度一般为2500-4000，会在很短的时间内烧毁线路或电气设备，甚至引起火灾

4、。如果是煤气和煤尘，会引起燃烧或爆炸。短路会使电网电压急剧下降，影响电气设备的正常运行。过载过载也称为过载，指流经电气设备的实际电流超过其电流并超过允许的过电流时间。过流和时间是相对量，它们必须满足过流和超时的条件才能被称为过载。过载经常烧毁井下电气设备，过载的原因有：供电电压低；重载起动；机械锁定转子和单相断相。常见的表现是：电气设备过流超过允许时间，设备温升超过允许温升，有时导致线路着火，甚至扩大到火灾或重大事故。3，当一相断开时，电源线路或电气设备的断相称为断相。电机的这种运行状态称为单相运行。断相发生在供电线路中，有时也发生在设备中。断相的原因是：电缆与电缆之间的连接低压电网短路电流的

5、计算低压电网短路电流计算的目的是选择短路电流最大的开关设备，使开关的开断电流大于被保护电网的最大三相短路电流；二是通过保护线路末端的两相短路电流来检查保护装置的灵敏度，以满足保护装置的要求。短路电流的计算应根据井下低压电网的实际情况，尽量使计算过程简单，并设置一些条件。低压电网短路电流计算的整定条件当低压公共电力系统容量为无穷大时，变压器的二次空载电压保持不变。计算线路阻抗时，如果电缆的电阻值小于其电抗值的三分之一，则可以忽略电缆的电阻。不需要计算高压电网的阻抗就可以计算出低压电网的短路电流。忽略开关的接触电阻和电弧电阻。低压电网短路电流的计算短路电流有两种计算方法：公式法和图表法。图表法使用

6、简单，但不如公式法准确。1.公式计算法利用公式计算短路电流，其实质是欧姆定律的应用。r短路时一相电阻值之和，短路时一相电抗值之和，r=R1/Kb2r br2x=xxX1/kb2xxx系统电抗值，根据R1和X1高压电缆的三相短路容量、电阻和电抗值计算，kb矿用变压器的变比，如果一次电压为6000伏，当二次电压为400伏、690伏和1200伏时，比值为15、8.7、5 Rb， Xb变压器电阻和电抗值，R2和X2低压电缆电阻和电抗值，公式法计算两相短路电流的准备：原始数据的收集。 包括低压电源图；电网电压水平；所用变压器的类型；分段电缆的类型、规格和长度；开关类型。保护范围内两相短路点的选择。查表(

7、见电工手册变压器数据表)或计算变压器和每根电缆的电阻和电抗值；找出短路时第一相的电阻值和电抗值之和，便于用公式计算。上述前两项可在低压供电系统图上标出。2)三相短路电流的计算。用图解法计算两相短路电流虽然不如公式法准确，但能满足要求。步骤如下：收集原始数据。用公式法确定每个开关的范围。将实际电缆的截面长度转换为标准电缆截面为50mm2的电缆长度。转换方法是：将实际电缆长度乘以转换系数。计算从短路点到变压器查找表的两相短路电流值。查找表Id(2)时应注意：变压器的型号、容量和运行方式应一致。实际电压应与表中的电压水平一致。根据内径(2)和内径(3)之间的关系，计算三相短路电流。短路电流计算示例如

8、下图所示：解决方案：L1转换后的电缆长度为L1h=600m米(属于标准截面电缆)。L2换算长度为：L2h=1501.91=286.5md1从表中可以看出，d1处的两相短路电流为3360ID1 (2)=681a，此时的三相短路电流为3360ID1 (3)=1。煤矿安全规程规定井下高压电机和电力变压器的高压控制设备应具有短路、过载、接地和欠压保护功能；矿区变电所、移动变电所或配电点引出的馈线上应安装短路、过载和漏电保护装置；低压电动机的控制设备应配备短路、过载、过热保护由此可见，过流保护装置在使用中非常重要，因此井下电气工人必须学会设置和检查过流保护，以确保供电安全。根据被保护设备的正常负载和启动

9、电流。考虑到适当的倍数，一般熔体额定电流应为保证设备额定电流的1.82.6倍。根据供电回路中保护定值上下级之间的配合要求，选择防止越级保护。根据设备是重负荷启动还是轻负荷启动。根据被保护设备的重要性、数量和启动特性。熔体的选择当用作电力干线保护时，熔体的选择是：红外熔体额定电流，最大IQe容量电机的额定起动电流。对于多台电机同时启动的作业机械，如果其总功率大于单台电机启动的最大容量电机的总功率，则IQE是这些电机同时启动的总和，对于频繁启动和带负荷启动，其他电机的总和最好为A Ie，A1.82.5. 1.82.5。如果电机启动时电压损失较大，启动电流远小于额定启动电流，非熔化系数略大于上述值，

10、但不能使熔体的额定电流过小，以免正常运行时启动电流过大而烧毁熔体，造成单相运行。伏特，当额定熔化电流等于或小于100安时，系数取为7；当电流为125安时，系数为6.4；当电流为160A时，系数为5；当电流为200安时，系数为4；当电压为127伏时，系数为4，与熔体的额定电流无关。电磁过流继电器的设置低压电网中使用的电磁过流继电器是一种直动式一次过流继电器，大部分安装在矿用馈电电子仪表的开关中，作为变压器二次侧馈线的总保护。另一种是安装在矿用磁开关中的限流热继电器的电磁元件，主要用于保护支线和电机。它们都是电磁的，用作短路保护时没有选择性。低压电网电磁过流继电器工作电流的设置应满足以下两个基本要

11、求：一是当被保护设备超过正常最大工作电流时，保护不应动作；其次，当被保护设备中出现最小两相回路时，保护应能可靠运行。保护电缆干线的电磁过流保护的设置：该保护在低压馈电开关和某些隔爆型磁力起动器的限流电磁元件中是按以下公式选择的：iziquekxle，其中：IZ过流保护装置的整定值，要求系数A Kx，取0.51 IQe和le作为熔体选择的含义。电机或电缆支线保护装置按以下公式选择： IZIQe。过载用热继电器按IzIe选择，其可靠性按电子保护器的验证方法进行验证。煤矿驻地所用电动机额定起动电流的选择值：对于绕线式电动机，其近似值可乘以额定电流1.5；对于鼠笼式电动机，其近似值可乘以6；对于一些大

12、容量电机，IQe最好通过实际启动电流来计算。当线路上有两个或两个以上开关串联时(中间有支线)，应根据下一级开关保护范围最远点的两相扩展电流检查上一级开关的整定值，其灵敏度应满足1.21.5的要求，以保证双重保护的可靠性。如果经上述验证不符合要求，可采取调整标识(2)的措施：虽然干线或支线的电缆截面较大。使用移动变电站或移动变压器来减少低压电缆的长度。并联使用变压器或更换大容量变压器。采用相敏保护器或软启动技术。增加分段保护开关。电子保护器的电流整定电子保护器具有过载延时保护和短路瞬时动作功能，是煤矿电气保护的发展方向。T整定保护范围大，是馈电开关额定电流的310倍；过载和长延时保护电流的整定值

13、根据实际负载电流设定，其整定值范围为馈电开关额定电流的0.41倍。磁力起动器中电子保护器的过电流设定。整定公式如下：IZe公式：Iz电子保护器的过流整定值为电机额定电流的近似值，A Ie电机的额定电流为A。当电机运行电流大于设定值时，电机将过载，电子保护器将延时动作；当运行中电流达到设定电流的8倍以上时，避免启动电流，电子保护实现短路瞬时动作。磁力起动器中电子保护器过电流整定值的校验应符合下列要求。即地下低压电网的漏电保护。1.地下渗漏故障的类型、原因及危害：1 .漏电和漏电故障是指在电网对地电压的作用下，电流沿电网对地的绝缘电阻和分布电容流入大地。这种电流被称为电网对地泄漏电流。在变压器中性

14、点不接地的供电系统中，当电网中任何一相的绝缘损坏，无论何种原因发生漏电时，对电网的平衡影响很小，不会影响电机的正常运行。电源长期存在潜在漏电的现象称为漏电故障。漏电故障的类型漏电故障是低压供电系统工程中常见的故障。如果供电系统中某处或某点的绝缘损坏，其绝缘电阻值低于规定值，而供电系统其余部分对地的绝缘保持正常，则称为集中漏电；如果供电系统网络或某条线路的绝缘电阻值均匀下降到规定值以下，称为分散漏电故障。井下供电中遇到的大多数漏电故障都是集中漏电故障，而分散漏电故障极为罕见。常见的漏电故障是由于井下工作环境恶劣造成的，供电系统对地绝缘容易损坏，经常导致漏电故障。综上所述，主要有以下原因。电缆和设

15、备的长期过载运行会促进绝缘老化；电缆芯线接头松动后，接触金属设备外壳；运行中的电缆和电气设备受潮或进水，降低了供电系统的绝缘性能。电气设备内部随机增加电气元件，使元件之间的电气间隙小于规定值，导致放电和接地；导线芯和接地线连接错误；电缆和电气设备受到机械冲击或爆炸；个人直接接触单相导电芯。漏电故障的危害漏电故障会给人身和矿井安全带来很大威胁，因此必须严格管理。当泄漏电流的火花能量达到气体和煤粉的最小点火能量时，如果泄漏处的气体浓度为5%，会导致气体和煤粉燃烧或爆炸；当泄漏电流超过50mA时，可能导致电雷管提前引爆，造成人员伤亡；当泄漏故障不能及时发现和消除时，可能会扩大为相间短路事故；如果有人触摸一相带电导体或漏电设备的外壳，如果流过该人的电流超过30mA的极限电流，则有人员伤亡的危险。由此可见，漏电故障的危害非常严重，必须采取措施加以预防。低压漏电检测保护装置煤矿安全规程规定：“在井下低压馈线上安装漏电检测保护装置或选择性漏电保护装置，以保证自动切断漏电馈线。”漏电保护装置可以经常监测电网的绝缘状态，以便进行预防性维护。此外，它还可以补偿电网对地电容电流。因