矿井供电系统和井下供电安全.pptx

矿井供电系统和井下供电安全 神华棋盘井煤矿东区机运队 李斌 作品 第一章 第二章 第三章 目录页 矿井供电系统 井下供电安全 三专两闭锁 矿井供电系统是指由矿井地面变电所、井下变电所、采区变电所、 工作面配电点按照一定的方式互相连接起来的一个整体。 矿井矿井供电供电的要求的要求： （1 1）供电可靠；就是要求供电不间断。）供电可靠；就是要求供电不间断。 （2 2）供电安全；必须严格遵照规程的规定进行供电作业，确保安全。）供电安全；必须严格遵照规程的规定进行供电作业，确保安全。 （3 3）保证充足的供电量）保证充足的供电量; ;在煤矿企业设计时，不但要考虑建井与投入生产时在煤矿企业设计时，不但要考虑建井与投入生产时 有充分的电能供应，而且还要考虑到将来发展时电能消耗量的增加，以及供有充分的电能供应，而且还要考虑到将来发展时电能消耗量的增加，以及供 电设备所占面积有扩充的余地。电设备所占面积有扩充的余地。 （4 4）技术经济合理；要求电能数量满足生产需要而且要求电能质量好，电压）技术经济合理；要求电能数量满足生产需要而且要求电能质量好，电压 与频率稳定在允许值的范围内。同时经济效果好，建设投资与运行维护费要与频率稳定在允许值的范围内。同时经济效果好，建设投资与运行维护费要 低。低。 矿井供电系统矿井供电系统 u根据对供电可靠性的要求不同， 煤矿电力用户分为以下三类： u一类用户（一级负荷）：凡因突然中断供电会发生人身伤亡事故，或损坏重要设备 且难以修复，或给国家经济带来很大损失者属于这一类。这一类用户有：矿井主通风 机、主要提升设备、主排水设备。 u二类用户（二级负荷）：凡因突然停电造成大量减产者，属于这一类。 例如造成企业运输停顿、经济发生较大损失者。 u三类用户（三级负荷）：凡因突然停电对生产没有直接影响者属于这一 类。例如机修厂及生活福利设施等。 矿井供电系统矿井供电系统 煤矿常用煤矿常用 电压等级电压等级 和应用范和应用范 围：围： 应 用 范 围 井上、井下高压电机及配电电压 标准电压 井上、井下高压电机及配电电压 10000V 部分矿井采区电气设备 6000V 井下综采机械化采区动力 3300V 低压动力用电 1140V 低压动力用电 660V 照明、信号、电话和手持电气设备 380V 井下电气设备的控制及局部照明 127V 架线电机车 36V 直流250V，550V 矿井供电系统矿井供电系统 高压压， 不超过过 10000V 低压压， 不超过过 1140V 照明、信 号、电话电话 和 手持式电电气 设备设备 的供电电 电压电压 不超过过 127V 远远距离控制线线 路的额额定电压电压 不超过过36V。采 区电电气设备设备 使 用3300V供电时电时 ，必须须制定专专 门门的安全措施 电压等级电压等级 井下各级井下各级 配电电压配电电压 和各种电和各种电 气设备的气设备的 额定电压额定电压 等级：等级： 矿井地面变电所位置的选择矿井地面变电所位置的选择 位于或靠近负荷中心 交通方便，便于运送大而重的变配电设备 .变电所四周要有足够的开阔 地势合适，远离化工厂；有安静的环境和可靠的水源 地基坚固，要避开塌陷区、滑坡区、断层区、采空区等 充分考虑企业和变电所扩建的可能。 35KV35KV变电所变电所 中央中央变电所变电所 中央中央变电所变电所 变压器中性点运行方式变压器中性点运行方式 变压器中性点运行方式就是中性点与大地的连接方式。变压器中性点运行方式就是中性点与大地的连接方式。 一般分为三种一般分为三种： 1 1变压器中性点直接接地变压器中性点直接接地、 2 2变压器中性点不接地变压器中性点不接地、 3 3变压器中性点采用消线圈接地变压器中性点采用消线圈接地。 （大电流接地系统和小电流接地系统）大电流接地系统和小电流接地系统） 3 3、变压器中性点直接接地的危害：、变压器中性点直接接地的危害： 1 1）人体触及一相带电体。大大增加了人体的触电电流，非常危险；）人体触及一相带电体。大大增加了人体的触电电流，非常危险； 2 2）电网一相接时形成单相短路，短路电流弧光有可能引起瓦斯爆）电网一相接时形成单相短路，短路电流弧光有可能引起瓦斯爆 炸。炸。 如如图图1313所示。所示。 煤矿安全规程规定：严禁井下配电变压器中性点煤矿安全规程规定：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直直接接地，严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电直 接向井下供电。接向井下供电。 变压器中性点直接接地时人体触及一相带电体的情况 中性点中性点直接接地单相触电直接接地单相触电 变压器中性点不接地运行方式变压器中性点不接地运行方式 （如图（如图1313所示）。所示）。 设电压为设电压为380V380V，相电压为，相电压为220V220V，忽略分布电容：，忽略分布电容： Ra=Rb=Rc=90K RRa=Rb=Rc=90K R人人 =1000 =1000 根据：根据：Id=Ea/(gId=Ea/(g人人+1/3+1/3ga)ga) 则则:Id=220/(1000+:Id=220/(1000+1/3*1/3*90000)90000) =7.1mA =7.1mA 当电压为当电压为660V660V，相电压为，相电压为380V380V，忽略分布电容，忽略分布电容， Ra=Rb=Rc=350000 RRa=Rb=Rc=350000 R人人=1000=1000 则则:Id=380/:Id=380/( (1000+1000+1/3*1/3*350000)350000) =9.62mA =9.62mA 由此可见，由此可见，中性点不接地系统，单相触电是是安全的。但线路绝缘电阻下中性点不接地系统，单相触电是是安全的。但线路绝缘电阻下 降和线路过长对地电容不容忽略时，仍然存在一定的危险。降和线路过长对地电容不容忽略时，仍然存在一定的危险。 变压器变压器中性点不接地系统 变压器中性点采用消弧线圈接变压器中性点采用消弧线圈接地地 变压器变压器的中性点采用消弧电感线圈接地就是通过电的中性点采用消弧电感线圈接地就是通过电 感线圈电感性电流来补偿电网电容电流，减少对人体感线圈电感性电流来补偿电网电容电流，减少对人体 的伤害程度。的伤害程度。 （如图（如图1414所示。）所示。） 煤矿安全规程第煤矿安全规程第457457条规定：井下高压电网，必须条规定：井下高压电网，必须 采取措施限制单相接地电容电流超过采取措施限制单相接地电容电流超过20A20A。 变压器变压器中性点采用消弧线圈接地中性点采用消弧线圈接地 aa人体电流途径；人体电流途径；bb电流向量图电流向量图 井下井下中央中央变电所变电所 井下中央变电所为井下供电井下中央变电所为井下供电 的中心，它直接由地面变电所供的中心，它直接由地面变电所供 电，并向下列设备及地点配电：电，并向下列设备及地点配电： 1.1.采区变电所及高压电动机采区变电所及高压电动机2.2. 井底车场及附近巷道的低压动力及井底车场及附近巷道的低压动力及 照明照明3.3.井下电机车需要的直流电。井下电机车需要的直流电。 井下中央变电所应特别注意防水、井下中央变电所应特别注意防水、 通风及防火问题。通风及防火问题。 变电所硐室的主要设备有高压配电变电所硐室的主要设备有高压配电 箱及低压配电装置；低压动力及照箱及低压配电装置；低压动力及照 明用的变压器。明用的变压器。 采区采区变电所与变电所与移动移动 变电站变电站 井采区变电所为采区用电的中心，其任井采区变电所为采区用电的中心，其任 务是将井下中央变电所送来的高压电变为低务是将井下中央变电所送来的高压电变为低 压电，并将此电力配送到采掘工作面及其他压电，并将此电力配送到采掘工作面及其他 设备。采区变电所的主要设备有高压配电箱设备。采区变电所的主要设备有高压配电箱 ，动力变压器，低压隔爆自动开关，照明用，动力变压器，低压隔爆自动开关，照明用 综合保护开关，监控设备等。综合保护开关，监控设备等。 移动变电站是用来把煤矿井下中央移动变电站是用来把煤矿井下中央 变电所或采区变电所引来的变电所或采区变电所引来的6000V6000V高压高压 变为低压向采区设备供电。它由特制的变为低压向采区设备供电。它由特制的 高压配电装置、干式变压器及低压配电高压配电装置、干式变压器及低压配电 装置所组成的整体。放在车子上，在平装置所组成的整体。放在车子上，在平 巷的轨道上移动，距工作面一般距离较巷的轨道上移动，距工作面一般距离较 近。近。 井下供电安全井下供电安全 一、煤矿安全规程对矿井供电的要求一、煤矿安全规程对矿井供电的要求 438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的线路，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、抽放瓦斯泵等主要设备房，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，其中的一回路可引自上述同种设 备房的配电装置。 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。 “本条上述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辅助设备，必须有与主要设备同等可靠的备用电 源。” 矿井供电系统矿井供电系统 第446条 井下低压配电系统同时存在2种或2种以上电压时，低压电气设备上应明显 地标出其电压额定值。 第447条 矿井必须备有井上、下配电系统图，井下电气设备布置示意图和电力、电话、信 号、电机车等线路平面敷设示意图，并随着情况变化定期填绘。图中应注明： （一）电动机、变压器、配电设备、信号装置、通信装置等装设地点。 （二）每一设备的型号、容量、电压、电流种类及其他技术性能。 （三）馈出线的短路、过负荷保护的整定值，熔断器熔体的额定电流值以及被保护干 线和支线最远点两相短路电流值。 （四）线路电缆的用途、型号、电压、截面和长度。 （五）保护接地装置的安设地点 第452条 防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证”、“煤矿矿用产品安全标志 ”及安全性能；检查合格并签发合格证后，方准入井。 矿井供电系统矿井供电系统 第第4 44 48 8条 直接向井下供电的高压馈电线上，严禁装设自动重合闸。手动合闸时，必须事条 直接向井下供电的高压馈电线上，严禁装设自动重合闸。手动合闸时，必须事 先同井下联系先同井下联系。 第第4 45555条 井上、下必须装设防雷电装置，并遵守下列条 井上、下必须装设防雷电装置，并遵守下列规定规定 （一）经由地面架空线路引入井下的供电线路和电机车架线，必须在入井处装设防雷电装一）经由地面架空线路引入井下的供电线路和电机车架线，必须在入井处装设防雷电装 置。置。 （二）由地面直接入井的轨道及露天架空引入（出）的管路，必须在井口附近将金属体进二）由地面直接入井的轨道及露天架空引入（出）的管路，必须在井口附近将金属体进 行不少于行不少于2 2处的良好的集中接地处的良好的集中接地。 （三）通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷电装置。三）通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷电装置。 1 1工作票制度工作票制度 凡井下高压电气设备的检修都要使用工作票。 凡井下高压电气设备的检修都要使用工作票。 依据原水利电力部颁发的 依据原水利电力部颁发的电工安全作业规程电工安全作业规程的规定，工作票分为三种：第一种工作票、第二种的规定，工作票分为三种：第一种工作票、第二种 工作票和口头或电话命令。工作票和口头或电话命令。 井下高压电气设备的检修采用第一种工作票。其内容： 井下高压电气设备的检修采用第一种工作票。其内容： (1)(1)工作负责人。也称监护人，负责此项工作。工作负责人。也称监护人，负责此项工作。 (2)(2)工作人员。所有参加此项工作的人员。工作人员。所有参加此项工作的人员。 (3)(3)工作内容和工作地点。工作内容和工作地点。 (4)(4)计划工作时间。包括年、月、日、时、分。计划工作时间。包括年、月、日、时、分。 (5)(5)安全措施。包括两部分：一部分由工作票签发人填写，由工作票签发人（矿机电部门熟悉设备情安全措施。包括两部分：一部分由工作票签发人填写，由工作票签发人（矿机电部门熟悉设备情 况的主管领导、技术负责人员或经批准的人员）签字；另一部分由工作许可人填写，由工作许可人签字况的主管领导、技术负责人员或经批准的人员）签字；另一部分由工作许可人填写，由工作许可人签字 。 (6)(6)许可开工时间许可开工时间( (年、月、日、时、分年、月、日、时、分) )。一旦确定后，由工作负责人和工作许可人分别签名。一旦确定后，由工作负责人和工作许可人分别签名。 (7)(7)工作负责人变动。工作负责人变动。 (8)(8)工作票延期。注明延期的时间，由工作负责人签名，值班负责人签字。工作票延期。注明延期的时间，由工作负责人签名，值班负责人签字。 (9)(9)工作终结。注明工作完成的时间，由工作负责人签名，工作许可人签名，值班负责人签名。工作终结。注明工作完成的时间，由工作负责人签名，工作许可人签名，值班负责人签名。 事故紧急处理可以不填工作票，但应履行许可手续，做好安全。事故紧急处理可以不填工作票，但应履行许可手续，做好安全。 用电安全作业制度用电安全作业制度 用电安全作业制度用电安全作业制度 2 2工作许可制度工作许可制度 3 3高压倒闸、试验操作票和工作监护制度高压倒闸、试验操作票和工作监护制度 高压倒闸操作和高压试验必须执行操作票和工作监护制度，必须由两人执行，其中一人监护，一人操作。高压倒闸操作和高压试验必须执行操作票和工作监护制度，必须由两人执行，其中一人监护，一人操作。 操作票中应写明被操作线路编号和操作顺序操作票中应写明被操作线路编号和操作顺序 在进行高压试验时，应由两人执行，一人操作，一人监护。专职监护人员不得兼做其他工作。在进行高压试验时，应由两人执行，一人操作，一人监护。专职监护人员不得兼做其他工作。 4 4停送电制度停送电制度 。检修或搬迁前，必须切断电源，检查瓦斯。在无人值班的变电所，停电后应设专人看守。严禁约时停、送电，严。检修或搬迁前，必须切断电源，检查瓦斯。在无人值班的变电所，停电后应设专人看守。严禁约时停、送电，严 禁约定信号停、送电。禁约定信号停、送电。 5 5验电、放电、接地、挂牌制验电、放电、接地、挂牌制 (1) (1)停电后验电前，应先检查周围的瓦斯浓度。停电后验电前，应先检查周围的瓦斯浓度。 (2) (2)当验明确实停电后，先用短路接地线接地，然后将被检修的设备、导线三相短路对地放电。当验明确实停电后，先用短路接地线接地，然后将被检修的设备、导线三相短路对地放电。 (3) (3)工作前，将电气设备的闭锁装置锁好，挂上工作前，将电气设备的闭锁装置锁好，挂上“禁止合闸，有人工作禁止合闸，有人工作”的警示牌。的警示牌。 6 6工作中防止送电的措施工作中防止送电的措施 (1) (1)高压防爆配电装置停电后，必须把开关拉出，使插销脱离电源。拔出插销后，电源侧要用专用的挡板挡住，以高压防爆配电装置停电后，必须把开关拉出，使插销脱离电源。拔出插销后，电源侧要用专用的挡板挡住，以 防触电和误推入开关。防触电和误推入开关。 (2) (2)可能从两侧送电的设备，必须可靠地断开各方电源，拔出插销或拉开刀闸。可能从两侧送电的设备，必须可靠地断开各方电源，拔出插销或拉开刀闸。 (3) (3)低压防爆开关在开盖进行检修时，严禁解除闭锁，不盖盖进行送电试验或进行其他带电检查工作。低压防爆开关在开盖进行检修时，严禁解除闭锁，不盖盖进行送电试验或进行其他带电检查工作。 标标标标 准准 化化 不准带电检修；不准带电检修； 不准甩掉无压释放器、过电流保护装置不准甩掉无压释放器、过电流保护装置； 不准甩掉漏电断路器、煤电钻综合保护装置和局部通风机风电、瓦斯电闭锁装置；不准甩掉漏电断路器、煤电钻综合保护装置和局部通风机风电、瓦斯电闭锁装置； 不准明火操作，明火打点、明火放炮；不准明火操作，明火打点、明火放炮； 不准用铜、铝、铁等代替保险丝；不准用铜、铝、铁等代替保险丝； 停风、停电的采掘工作面，未经瓦斯检验，不准送电。停风、停电的采掘工作面，未经瓦斯检验，不准送电。 有故障的线路不准强行送电；有故障的线路不准强行送电； 电气设备的保护装置失灵后不准送电；电气设备的保护装置失灵后不准送电； 失爆电器、失爆设备、不准使用。失爆电器、失爆设备、不准使用。 不准在井下拆卸矿灯。不准在井下拆卸矿灯。 井下十不井下十不 准制度准制度 三无 无鸡爪子 无羊尾巴 无明接头 四有 有过流和漏电保护装置 有螺钉和弹簧垫 有密封圈和挡板 有接地装置 两齐 电缆悬挂整齐 设备峒室清洁整齐 三全 防护装置全 绝缘用具全 图纸资料全 三坚持 坚持使用检漏继电器 坚持使用煤电钻综合、照明 信号保护装置 坚持使用风电和瓦斯电闭锁 三专两闭锁三专两闭锁 一 “双风机，双电源” 高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井 、低瓦斯矿井中高瓦斯区的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯 涌出的岩巷掘进工作面正常工作的局部通风机，必须 配备安装同等能力的备用局部通风机（双风机），并 能自动切换。 备用局部通风机电源必须取自同时带电的另一 电源（双电源），当正常工作的局部通风机故障时， 备用局部通风机能自动启动，保持掘进工作面正常通 风。 三专两闭锁三专两闭锁 二 “三专” 是指局部通风机必须采用专用开关、专用电 缆、专用变压器供电，保证供电的连续性、可靠性 ，可以不问断地向掘进工作面通风。 一个专用变压器最多可向4套不同掘进工作面的 局部通风机供电。 三专两闭锁三专两闭锁 “三专两闭锁 ”电气系统图 三专两闭锁三专两闭锁 三 “两闭锁” “两闭锁”是指风电闭锁和瓦斯电闭锁 当正常工作的局部通风机停止运转或停风后能切断停风区内全部非本 质安全型电气设备的电源。当风机正常运行但瓦斯浓度不断上升超过1.5 时，瓦斯断电仪工作区域动力电源。这就是平时我们将的“风电闭锁和瓦 斯电闭锁” 1、风电闭锁 风电闭锁的定义 ： 控制局部通风机的电磁启动器闭锁掘进工作面电气 设备的供电，实现先通风后送电，风机停转时，掘进工作面电源也同时被 切断。 风电闭锁的作用：保证掘进工作面动力设备工作前，局部通风机先工作 ；由于任何原因使局部通风机停止工作时，切断掘进工作面动力设备的电 源；防止由于电火花、机械火花引起瓦斯爆炸。 三专两闭锁三专两闭锁 风电闭锁组成原理：风电闭锁是指风机没开，掘进机械不能送电的闭锁方式。实现原理是：掘进 机械的控制回路接风机回路接触器的常开辅助触头。如图所示。 图111 QC83120型开关与QC8380型局部通风机开关闭锁 三专两闭锁三专两闭锁 2、瓦斯电闭锁 瓦斯电闭锁由瓦斯探头、监控系统、断电仪和高压 开关构成。 瓦斯电闭锁：是指瓦斯含量超过1.5%时，自动切断工 作面电源的高压隔爆开关，使工作面无电以免引起瓦 斯事故。 动作原理 ： 当瓦斯探头测得瓦斯浓度超限时，其常 开接点闭合；接通断电仪电源，断电仪常开接点闭合 ；接通高压开关内的脱扣线圈TQ电路，使高压开关跳 闸，切断掘进工作面电源，实现瓦斯电闭锁。 三专两闭锁三专两闭锁 三专两闭锁三专两闭锁 瓦斯电闭锁的作用： 当瓦斯浓度达到1时，瓦斯监控器发出报警；当 瓦斯浓度达到15时，立即切断掘进工作面的电源并 闭锁，以免因电火花、机械火花引起瓦斯爆炸。 煤矿安全规程第138条采掘工作面及其他作业地 点风流中、电动机或其开关安设地点附近20M以内风流 中瓦斯浓度达到1.5%时，必须停止作业，切断电源，撤 出人员，进行处理。 主井驱动机房机头护网施工现场 接线工艺获奖作品 针对辅助运 输的挡车 栏、防跑车 装置、钢丝 绳进行重点 检查。 严格按照设备润滑管理牌板进行注严格按照设备润滑管理牌板进行注 油，每月进行