矿井供电管理2015

永煤机电部栾永春2015年4月矿井供电管理大纲提要：一、煤矿供电系统的基本要求。二、规程对矿井供电的相关规定解读。四、接地保护原理。三、矿井供电系统整定计算及管理规定。四、局部通风机的供电管理。五、现场检查要点。一、煤矿供电系统的基本要求

电力是现代化煤矿生产的主要动力，是电能的重要用户。对煤矿进行可靠、安全、经济、合理的供电，对提高煤矿经济效益和保证安全生产方面有着十分重要的意义。煤矿企业对电力供电系统有以下要求：

1、供电的可靠性

供电的可靠性即要求供电不可中断。对矿井的供电一旦中断，不仅会造成全矿停产，还会导致保证矿井生产的一些重要设备(又称保安负荷)，如通风机、主排水泵等停止运转，危及矿井和井下工作人员的安全，严重时会造成矿井的毁坏。因此，为了保证煤矿供电的绝对可靠，《煤矿安全规程》规定：“每一矿井应采用两回路电源线路供电，当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负全矿井的负荷。正常情况下，采用一回路运行，另一回路必须带电备用，以保证煤矿井下生产过程中供电的连续性。”我公司规定的必须采用分列运行方式。

2．供电的安全性由于煤矿环境复杂，自然条件恶劣，特别是存在有爆炸危险的瓦斯和煤尘，供电线路和电气设备在井下易受损坏，在使用电能的过程中，稍有疏忽就会造成漏电及人身触电事故，而且会引发瓦斯、煤尘爆炸等严重后果。所以，煤矿井下必须采取防爆、防触电、防潮和过流保护等一系列安全技术措施，严格遵守《煤矿安全规程》中的有关规定，以确保煤矿的供电安全。3．保证良好的供电质量供电质量是指供电的电压、频率偏离额定值的幅度不能超过规定的允许范围；否则，电气设备的正常工作情况就会显著恶化，甚至损坏电气设备。所谓电压频率偏离是指由于种种原因，送到用电设备上的端电压和频率与额定值的差异，它是质量的重要指标，我国对供电的质量要求是：供电电压偏离幅度不超过额定值的±5％；频率偏离幅度要求3000kW以上的系统不超过额定值的±0.2Hz，3000kW以下系统不超过额定值的±0.5Hz；谐波不超标

（见电能质量公用电网谐波）。

4．保证足够的供电能力，这不仅要求电力系统或发电厂能够供给煤矿充足的电量，而且要求矿井供电系统的各项供电设施，也要具有足够的供电能力。

5．供电的经济性，煤矿供电系统在满足以上基本要求的基础上，尽量降低矿井各级变电所与电网的基本建设投资；尽量降低设备材料和有色金属的消耗量；尽量做到供电系统简单、操作方便、基本建设投资和运行维护费用低。二、《规程》对矿井供电的相关规定

1、双回路供电，不得分接负荷，不得共杆架设，不准装负荷定量器。2、两路电源线若一用一备则必须带电备用(我公司要求分列运行,并且要追溯到上级电源）。3、井下供电严禁中性点接地。（后面分析）4、高压电网单相接地电流（电容电流）应＜20A。5、高压下井电缆严禁装设自动重合闸。6、井上下必须装设防雷电装置。7、电气操作实行电气工作票、高压倒闸操作票与停送电联系制度。

8、井下高压电动机，动力变压器的控制设备，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，应具有短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。煤电钻必须使用设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离启动和停止煤电钻功能的综合保护装置。9、井下配电网路（变压器馈出线路、电动机等）均应装设过流、短路保护装置；必须用该配电网路的最大三相短路电流校验开关设备的分断能力和动、热稳定性以及电缆的热稳定性。必须正确选择熔断器的熔体。10、必须用最小两相短路电流校验保护装置的可靠动作系数。保护装置必须保证配电网路中最大容量的电气设备或同时工作成组的电气设备能够起动。11、井下低压馈电线上，必须装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路。12、地面变电所和井下中央变电所的高压馈电线上，必须装设有选择性的单相接地保护装置；供移动变电站的高压馈电线上，必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。3、1中性点接地方式分析:1、中性点接地系统：如下图1所示，这时人体承受电网相电压，通过人体的电流可根据欧姆定律求出：

当取Rma=1000Ώ，线电压为660V时，通过人体的电流为：

可见，无论是线电压是660v供电系统，当中性点接地时，通过人体的电流都远远超过30mA，所以是绝对危险的。变压器IRC3.2、中性点不接地系统：如下图2所示，变压器IRC根据基尔霍夫第一定律得：a、当电容忽略时，Rma=1000Ώ，r=35000Ώ，Ux=660V，可见是安全的。

b、当电容不忽略时，Rma=1000Ώ，r=35000Ώ，Ux=660V，C=0.5μf可见当电容不忽略时，同样不安全，但比中性点接地系统通过人体的电流要小的多，故相对安全。3.3结论：①中性点绝缘比中点接地的人身触电电流要小得多，比较安全。②入地电流很小，从而使引燃瓦斯、煤尘的可能性大大减少。③不影响线电压（可运行2个小时）。以上三大优点就是井下变压器禁止中性点接地的原因。然而，也存在一些缺点：A、当电网一相接地时，往往不易发觉，易烧电动机（并不影响三相设备的短时运行）；B、如果没有漏电指示，一相接地可能长期存在，再此情况下，如人站在地上又触及另一相带电导体，人身跨接电网线电压，这时通过人身的触电电流较中性点接地的供电系统还要大0.73倍(660mA)，这是非常危险的。C、其他两相电压将升高√3倍，容易使绝缘差的地方被击穿。为克服以上缺点，井下电网必须装设漏电保护装置。

四、接地保护:前面我们分析可知，电网对地如果有分布电容存在，人体触电的触电电流远大于30mA（154mA）,而电容补偿也是有限的，为了人身的安全，采用保护接地可进一步减小人体触电电流，将其限制在安全值以内。(一)分类:在供电系统中，各种电气设备的接地按照其作用的不同可以分为：工作接地、保护接地、保护接零三大类。工作接地是指变压器或互感器等根据工作的需要而采用的绕组或中性点接地；保护接地是指三相三线制的电网，将设备正常时不带电的金属外壳与接地装置相连接。保护接零是指三相四线制电网，将设备外壳好与零线相连接。它们是防止人身触电的重要措施。《安全规程》第431条规定：36V以上由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备金属外壳和构架，都必须设保护接地。(二)接地有关参数:1、对地电压Vtg:如下图3所示.2、接地电阻Rgr:井上<4Ω（工作、保护、防雷）、井下<2Ω（任何一点）。3、接触电压Vco接触电压是指人体触电部分与站立点之间的电位差Vco。由图可见Vco=Vtg–Vsp,可见离接地极越远触电电压越高，这就是接地极不能设在离设备太远的道理。4、跨步电压Vss跨步电压是指在入地电流的流动范围内，人两脚间的电位差。由图可见Vss=V1-V2,离接地极越近跨步电压越高。电气设备VtgVssVcoVspIgrRgr(三)接地保护原理:(如图4所示)1.无保护接地时：电流经人体入地，再经其他两项的绝缘阻抗回到电源，这里的关键是电流全部流经人体。2.有保护接地时：电流将通过人体电阻和接地电阻所组成的并联支路入地，再经过其他的两相绝缘阻抗回到电源。这就很大程度的减小了通过人身的电流。3、不足：①没有断电功能。②电网发生单相直接接地时，无分流作用。③人接触单相电网，无分流作用。所以漏电保护和保护接地二者缺一不可。图4变压器RCM机机Igr2ΩIma1kΩI

三、矿井供电系统整定计算及管理规定1、整定计算：2、相关管理规定：

四、局部通风机的供电管理：

1、新安装的局部通风机必须设计合理。机电、通风、调度各部门各司其职，对风机安设地点、开关摆放位置、风电闭锁、瓦电闭锁的开关、断电范围及安全监控进行全面把关。2、采用双回路供电的局部通风机统一标识为“主风机、副风机”；局部通风机标识统一粘贴于局部通风机进风口第一台电机外侧，粘贴前必须清除风机上原所有标识，标识粘贴好后必须一目了然、横平竖直。风机配电点开关根据开关用途进行统一喷字或制作不干胶标识牌，如“主风机馈电”、“副风机馈电”；风机启动开关隔离手把上侧统一喷字为“主风机、副风机”。

3、风机供电回路中任意一个回路不正常时，应停止掘进工作面生产。因检修影响风机供电，回路中有一个需停电时，检修单位必须提前两天将计划报机电科、通风科和被影响单位，被影响单位必须制定安全技术措施，并且经过相关业务科室审批执行。

4、局部通风机及关联开关搬迁时，影响环节因素应尽量减少单一风机运转时间，以防因单一风机存在诸多不可靠因素造成的工作面停风事故。

5、风机、风机配套使用的开关等重要的电气设备首次投用前，必须在机修厂、井下现场接入电源空载运行，保障开关设备可靠。

6、局部通风机安设地点与风机配电点应在同一地点，配电点操作的电工应能方便的观察到或听到风机的开停及切换情况，以便及时采取措施，预防停风，同一地点不宜安设2套或以上的局部通风机，以干扰现场人员作出准确判断。受条件限制的地点，可增派人员看守。

7、使用自动倒台的开关要定期检查、检修，检修要制定专门的检修部位、单风机运转、预防因检修造成停风措施。

8、局部通风机馈电总开关的短路整定要在满足可靠系数的情况下满足此开关下面所有局部通风机同时启动要求，以防启动时馈电开关跳闸，倒台失败。

9、馈电开关的低电压保护适当放大定值，避免因电压波动停电。10、风机配电点必须悬挂供电系统图，供电系统图与实际必须相符。11、规范矿井风机倒台试验、漏电试验制度及流程，协调好各种保护试验与生产部门关系。12、固定风机倒台试验人员，防止由于人员操作不熟练或对环境及设备不熟练造成误操作。五、现场检查要点：1、矿井井下供电系统的设计、运行管理、保护整定、负荷变动制度执行情况。2、防爆管理制度的建设及落实情况，现场防爆电气设备的完好