供电安全技术管理.docx

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供电安全技术管理

煤矿供电安全管理

要保证煤矿供电安全，必须严格按标准进行管理。

一、供电系统安全管理

煤矿生产有很大和特殊性，必须保证供电系统安全

1、我们的供电系统组成：

矿井供电系统是由矿井地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、工作面配电点按照一定的方式相互连接起来的一个整体。

煤矿井下供电系统主要有变压器、开关、电缆、用电设备组成，煤矿供电要保证安全、可靠、经济、合理。

重要车间必须用双回路供电。

2、我矿供电系统存在的问题

二、监测、监控安全管理

由于煤矿井下有瓦斯、煤尘等其达到一定条件就会发生爆炸，火源、氧气、浓度。

为了控制减少瓦斯和煤尘爆炸，必须坚持使用“三专两闭锁”。

1、“三专”是指专用开关、专用线路、专用变压器。

2、两闭锁指：

（1）风电联锁：

使用用局部通风机供风地点，必须实行风电闭锁，保证停风后立即切断停风区内所有非本质安全型电气设备电源；且风机不开时，联锁区域内送不上电。

联锁范围：

供风区域内非本质安全型电气设备。

（2）瓦斯电联锁：

瓦斯超限时应该立即切断联锁范围内所有非本质安全型电气设备电源。

联锁范围：

回风巷道内所有非本质安全型电气设备。

三、机电设备和电缆安全管理

煤矿井下环境特殊，使用的设备就很高的安全性。

煤矿机电设备和电缆必须要有《煤矿安全标志》，国家强制性的要求，生产矿用设备必须取得MA标志，这种设备在安全方面考虑的很完善。

另外由于电气设备在正常运行或故障状态下可能出现的火花、电弧、热表面等，它们具有一定的能量，这些可以成为点燃矿井瓦斯和煤尘的点火源，引起瓦斯和煤尘爆炸，为防止以上事故，煤矿井下还必须使用防爆电气设备或本质安全型电气设备。

（一）隔防型电气设备

1、隔爆型电气设备：

其原理是将正常工作或故障状态下可能产生火花的部分放在一个或分放在几个外壳中，这种外壳除了将其内部的火花、电弧与周围的环境隔开，当进入壳内的爆炸性气体混合物被壳内的火花、电弧引爆时外壳不郅被炸坏，也不郅使爆炸物通过连接间隙引爆周围环境中的爆炸性气体混合物。

这各特殊的外壳叫隔爆外壳，具有这种外壳的设备叫隔爆型电气设备。

其特点是耐爆性、隔爆性。

2、机电工在井下工作中要严格执行《机电设备检修标准》、《机电设备完好标准》及《煤矿安全规程》杜绝电气设备失爆。

（二）正确的使用设备

1、选择合适的设备

根据井下现场的需要科学的选择设备，如你单位在井下在施工一条巷道，你就要根据生产需要和巷道长度、坡度选择合适的出货设备,如420刮板机或520刮板机，根据电机功率选择合适的控制开关，如用55KW电机，由于80开关控制功率660V控制30-65KW，120开关控制40-90KW，其控制开关就可选择80或120开关。

再根据巷道的坡度和提升的最大重，设置合适的绞车。

2、正确的使用和维护设备

使用设备要严格按《机电设备完好标准》将设备安装合格，如设备的搭接高度，出货点的位置等都要合格，在转动部位加防护罩等。

同时要按标准进行检修和维护。

四、供电保护安全管理

井下漏电、短路等危及人身和设备安全，为保证井下供电安全可靠，供电安全“三大保护”：

过流保护、漏电保护、接地保护。

（一）过流保护

1）保护要求：

选择性、快速性、灵敏性、可靠性

1、选择性

当供电系统发生故障时，电气保护装置应能有选择地将故障段切除，即断开距离事故点最近的开关设备，从而保证供电系统的其他部分能正常运行。

为了保证电气保护装置的动作有选择性，上级开关保护动作值应比下级开关保护的动作值大1.1倍以上，而且要求上级开关的动作时间比下级开关的动作时间长0.5s～0.7s。

2、快速性

一般要求电气保护装置能快速切除故障。

但有些情况下快速动作与选择性相矛盾。

例如，选择性漏电保护，在线路出现漏电后，经一定选择时限，再通过开关的动作，这就影响了故障的快速切断。

在不能同时满足以上两个要求时，一般应首先满足选择性的要求。

对用来监视电力系统不正常工作状态的保护装置，如过负荷保护，就不需快速动作，应有一定的延时。

3、灵敏性

电气保护装置对其保护范围内的故障和不正常运行状态的反应能力称为灵敏性。

不同的保护装置和被保护设备对灵敏系数的要求也不相同。

井下被保护的变压器、线路等所有电气设备，其过流保护的最低灵敏系数为1.5，后备保护灵敏系数为1.2。

4、动作可靠性

动作可靠性是指在线路和电气设备发生故障时，保护装置应能可靠动作，不会出现拒绝动作，也不会出现误动作。

例如，鼠笼异步电动机正常启动电流为额定电流的5～7倍，这时若保护装置动作，电动机就会停止运转，此动作为误动作；若电动机出现短路故障，线路流过短路电流，此时装置不动作，称为拒动。

这都是不可靠动作，因此必须进行正确整定和定期校验。

2）过流保护

1、过电流保护。

过电流简称过流。

流过电气设备和电缆的电流超过了它们的额定电流值就是过流。

电气设备和电缆出现过流后，一般会引起它们过流，严重时会将它烧毁，甚至引起电火灾和井下瓦斯、煤尘的爆炸。

由此可见，电气设备和电缆的过流是一种不正常状态。

井下常见的过流故障为短路、过负荷、断相三种。

（1）短路。

短路是指电流不经过负载，而是经过电阻很小的导体直接形成回路，其特点是电流很大，可达到额定电流的几倍、十几倍、几十倍，甚至更大。

因为电流很大，发热剧烈，如不及时切除，不仅会迅速烧毁电气设备和电缆，甚至引起绝缘油和电缆着火酿成火灾，还会引起瓦斯、煤尘爆炸。

（2）过负荷（过载）。

过负荷不仅是指它们的电流超过了额定数值，而且过电流的延续时间也超过了允许的时间。

电气设备和电缆过流后，绝缘绕组和绝缘导体的电流密度增加，发热加剧。

如果过流的延续时间很短，不超过允许的时间，电气设备和电缆的温度不会超过它们所用绝缘材料的最高允许温度，因而不会被烧毁，允许继续运行，这种情况称为允许的过载。

但是，如果延续时间超过了允许的时间，电气设备和电缆的温度将升高到足以损坏它们的绝缘，如不及时切断电源，将会发展成漏电和短路故障，因此也要加以预防和保护。

引起电缆和电气设备过负荷的原因，主要有两个方面：

一是电气设备和电缆的容量选择过小。

另一个是对生产机械的错误操作，此外，电机的端电压过低或电机堵转时，将长期通过电机的启动电流，因而是最严重的过负荷。

（3）断相。

三相电源断一相或三相绕组断一相，称为断相或缺相、跑单相。

过流故障有如下的危害：

a、过流倍数较低时，引起电气设备和电缆的温升超限，缩短设备使用寿命。

b、过流倍数较高时，将导致电气设备烧毁，甚至引起火灾和瓦斯、煤尘爆炸事故。

过流倍数很高时，会在电网上造成很大的压降，影响电网的正常运行。

过流保护的要求：

必须有选择性、可靠性、动作迅速、经济合理。

针对过流现象，目前井下采取了短路速断保护和过载延时保护。

3）井下低压过流整定计算

1、电机额定电流计算，井下电机额定电流应该从电机铭牌上查找，无法查找时按下面的公式计算。

P=√3×Uө×Iө×COSφ

Iө=P÷（√3×Uө×COSφ）井下电机通常COSφ取0.7

（1）电压等级在660V时1KW设备的电流为

Iө=1000÷（√3×660×0.75）=1.15A所以井下电机在660V电压下，可以用其功率×1.15估算其额定电流值。

（2）电压等级在1140V时1KW设备的电流为

Iө=1000÷（√3×1140×0.75）=0.66A所以井下电机在1140V电压下，可以用其功率×0.66估算其额定电流值。

2、磁力启动器过流保护整定计算

井下机电设备在实际工作时很难达到其额定电流值，而我们使用的磁力动力器的JDB、电子插件等保护器在整定电流的1.05倍长期工作，1.2倍时工作20分钟以上，我因此井下控制机电设备的磁力启动器过流整定应该≤Iө（额定电流）或最接近额定电流值。

例如控制25KW水泵的开关可以整定

25×1.15=28.7A,实际整定28A。

3、低压馈电开关的整定

（1）过流整定按公式

Ig≤Kχ∑Ie=Kχ×∑P×1000/（√3×Uө×COSφ）

其中Kχ为需用系数，∑P为所有电机功率之和KW，Uө为额定电压V，COSφ为加权平均功率因数.值按下面的表取。

也可按Ig≤Kχ1×∑Ie计算（其中Kχ1取0.5-1倍,660V时∑Ie按1.15*∑P估算）.（如果控制的设备中有一个电机相对比较大，其它设备额定电流非常小，这时可按≤IDe+Kχ∑Ie，其中IDe是最大的电机的额定工作电流，∑Ie是其它电机电流之和）

（2）瞬动整定按公式Is≥IQe+Kχ∑Ie

IQe为容量最大的的电动机的额定起动电流,对多台同时起动的电机若其总功率大于单台最大的电机的功率时,IQe则为同时起动的电机的额定起动电流之和，单位A。

Kχ为需用系数取0.5-1倍，∑Ie为其余电机额定电流之和。

（3）灵敏度校验K1=Id2）/Is>1.5符合要求.

注:

如能测出或计算出电机实际起动电流和实际工作电流，应以实际值计算，瞬动整定值略大于实际起动电流即可。

对于大部分负荷同时运转，其需用系数Kχ相应的取大一些。

对660V的电机额定电流可用1.15*PN估算,起动电流可用5-7倍额定电流估算。

需用系数和加权平均功率

Kχ为需用系数=全部设备的同时系数乘以负载系数.COS为加权平均功率因数.值见下表:

用电设备

需用系数Kχ

为加权平均功率因数COSφ.

综合机械化工作面（自移支架）

0.4+0.6*Pmax/∑P

0.7

一般机械化工作面（单体支架）

0.286+0.714*Pmax/∑P

0.6-0.7

一般机械化工作面（倾斜机采面）

0.6-0.75

0.6-0.7

缓倾斜煤层（炮采工作面）

0.4-0.5

0.6

急倾斜煤层（炮采工作面）

0.5-0.6

0.7

采用掘进机的工作面

0.5

0.6-0.7

非掘进机的工作面

0.3-0.4

0.6

无主排水设备的井底车场

0.6-0.7

0.7

有主排水设备的井底车场

0.75-0.85

0.8

Pmax为最大容量电机的功率;∑P参加计算的所有用电设备的的额定功率.

4、整定计算例题:

下图为炮采面供电图,请计算Id1

（2）和Id2

（2）的短路电流，对2#馈电开关进行整定，并对灵敏度进行校验。

对2#馈电以整定通知单的形式整定如下

（1）已知变压器容量为500KVA2#馈电控制的是某炮采工作面的动力供电。

（2）总负荷为195KW，最大电机为55KW。

（3）过流Ig≤Kχ∑Ie=0.6*1.15*195=134.55A实取130A整定为130A/400=0.34倍

（4）瞬动计算

Is≥IQe+Kχ∑Ie=55*1.15*6+0.6*1.15*140=476A

实取500A整定为480/400=1.2倍.

（5）最远点到变压器的折算长度,折算为低压电缆502电缆Ln=0.73*1250+3.01*20=972M,查表得Id2

（2）=735A.

（6）灵敏度校验K1=Id2

（2）/Is=735/480=1.53>1.5满足要求。

对3#开关和Id1

（2）的计算如下:

Id1

（2）折算总长度为0.73*1250=940M查表得Id1

（2）=780A

3#开关是起动器整定IZ≤Ie=55*1.15=63A

灵敏度校验Id2

（2）/IZ=735A/8*63=1.4大于1.2满足要求.

（二）漏电保护：

1）什么是漏电：

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。

分为集中漏电（集中在一点或一线）和分散漏电（分散开）。

2）漏电的五种违害

A、造成触电伤亡事故；B、可能产生电火花，有可能引起瓦斯煤尘爆炸；C、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；D、电气设备漏电时，不及时切断电源会扩大为短路故障