矿山供电系统及设备.ppt

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1、矿山电工学,总学时 32学时,第一章矿山供电系统及设备,本章主要内容：电力系统的基本概念,供电系统的结线方式,典型矿山系统分析,变电所及配电点选择及布置,煤矿电气设备：开关、电缆等。,第一节 概述,一、电力系统由各级电压的电力线路将发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体。,典型电力系统如图11，电气设备图形符号及含义表11,图11,表1-1,1.发电厂（发电站）：将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能(二次能源)的工厂。种类：水力、火力、核能、风力、地热及太阳能发电厂。,3.电网：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称为电力网或电网。电网以电压等级来区

2、分，例如lOkV电网。,2.变电所：配电所的任务是接受电能和分配电能，不改变电压；而变电所的任务是接受电能、变换电压和分配电能。,二、电力系统的额定电压,衡量电能质量的两个基本参数:,规定：频率偏差正负0.2Hz 电压偏差正负5%,电压偏差是指电气设备的端电压与其额定电压之差。,一、三相交流电网和电力设备的额定电压,1、电网（线路）的额定电压 根据需要、水平、技术、经济分析后确定2、用电设备的额定电压 如图所示，用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同。,3、发电机的额定电压 高于同级电网电压5%,一次绕组的额定电压：当变压器T1直接与发电机相联时，其一次绕组额定电压应与发电机额定电压相

3、同。当变压器T2不与发电机相联而是连接在线路上时，可看作是线路的用电设备，因此其一次绕组额定电压应与电网额定电压相同。二次绕组的额定电压：变压器二次侧供电线路较长，如为较大的高压电网时，其二次绕组额定电压应比相联电网额定电压高10，其中5是用于补偿变压器满负荷运行时绕组内部的约5的电压降，另外5用以补偿线路上的电压损耗。若二次侧供电线路不长，直接供电给高低压用电设备时，仅考虑补偿变压器满负荷运行时绕组内部5的电压降。,4、电力变压器的额定电压,5、电压高低的划分,行业要求不同划分不同，一般以1140V为高低压区分点,表1-2 3kV以下电气设备与系统额定电压等级,注：1电气设备和电子设备分为供

4、电设备和受电设备两大类，受电设备的额定电压也是系统的额定电压。2直流电压为平均值，交流电压为有效值。3在三相交流栏下，斜线以上为相电压，以下为线电压，无斜线者均为线电压。4带“+”者只用于电压互感器、继电器等控制系统的电压；带“v”者为单台供电的电压；带“*”者只用于矿井下、热工仪表和机床控制系统的电压；带“*”者只限于煤矿井下及特殊场合使用的电压。,表1-3 3kV及以上的设备与系统额定电压和其对应的设备最高电压,表1-4 煤矿常用电压等级及应用范围,三、电力负荷分级及对供电的要求,1.工厂电力负荷的分级及其对供电电源的要求 一级负荷：中断供电将造成人员伤亡或在政治上经济上造成重大损失者，以

5、及特别重要的负荷（主水泵、主扇）。双电源供电，必要时增设应急电源。二级负荷：中断供电，在政治、经济上造成较大损失者（主皮带、主提升机）。双电源供电，当负荷较小时可以专线供电。三级负荷：不属于一、二级的负荷。对供电电源无特殊要求，单回路供电。,2.企业对供电的基本要求：安全、可靠、优质、经济。,第二节 矿山供电系统 一、供电系统结线方式 供电系统结线是指由各种电气设备及其连接线构成的电路，其功能是汇集和分配电能。结线中的母线又称汇流排，它实质上是电源线路或变压器与多个用户馈出线的连接处。,1.系统或网络结构的基本方式（结线方式）放射式、干线式和环状式是三种基本方式。,a单电源单回路；b单电源双回

6、路；c双电源双回路,1)放射式,2)干线式 a直接连接式；b贯穿连接式,3)环状式,2矿山各级变电所常用结线方式,1）母线的结线方式单母线、单母线分段、双母线,桥式接线（断路器与母线的位置）：内桥、外桥、全桥,采用内桥式接线 采用外桥式接线 采用全桥式接线,倒换线路方便 倒换变压器方便 操作灵活、投资较大,二、矿井供电系统,矿井供电系统,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方式相互连接起来的一个整体。,矿井供电方式：,大型矿井一般采用三级供电方式 地面变电所、井下中央变电所、采区变电所中小型矿井一般采用二级供电方式 地面变电所、采区变电所。,一、深井供电系统,二、

7、浅井供电系统,3.平硐开采供电,当矿层埋藏较浅(低于100m)、分布范围较广时，往往采用平硐开采的供电系统。此时，对于其深部的用电设备，可利用在小风井、斜井或钻孔附近设置的地面变电亭提供低压电能。当需要向平硐提供直流电时，可先经地面变电所整流，再用电缆下送。至于对平硐开拓且井深在150m的用电设备供电，其系统则与深井供电的相同，此时往往在盲井1：3附近设立一个地面变(配)电所，其各道(段)，是否设置井下中央变(配)电所，需视具体情况而定。,由变电亭向井下敷设的电缆，要穿过内径为120150ram的钢管。为承担电缆的重量，要将每条电缆与吊挂它用的钢丝绳绑在一起。,三、矿井各级变电所及配电点 1矿

8、井地面变电所 1)位置选择原则,择矿山地面变电所的位置要考虑以下情况：(1)靠近主要负荷和入井电缆井筒，以便减少金属导线消耗量，降低电能损耗。(2)架空线与变电所地址同时确定，以便给各级电压线路进出变电所留有走廊。(3)尽量不设在空气污秽的地区(否则需采取防污措施)，应将其设在常年主导风向上风侧，以避开污染源。(4)使其具有适宜的地形及地质条件，如避开滑坡；在煤田上避免压煤；躲开采空区、塌陷区。(5)不应设在采矿场爆破危险区和炸药库爆炸危险区；不应设在稳定的排废场内，并与之有适当的安全距离；变电所的生产建筑物和构筑物与运输繁忙的标准轨距铁路的距离一般不小于40m。(6)交通方便，利于变、配电设

9、备的运输。(7)应有扩展的余地。,2)地面变电所的布置,地面变电所的布置是根据电压等级、各级电压配电装置的形式、母线种类、出线走廊的条件以及地形情况等因素，因地制宜地决定的。lOkV及以下电压等级的配电装置采用户内式成套配电装置；35kV及以上电压等级的配电装置在工业广场较大、无污染的矿山，可采用户外架构式的配电装置。变电所的布置包括主变压器、室内外配电装置和主控室等重要部分。在电气设备布置中，为保证运行时电气设备人员的安全，以及检修维护和搬运的方便，在高压配电装置设计技术规程中，对室内外配电装置的各部件，规定了最小的电气绝缘安全距离。其中最基本的是空气中的最小安全净距，它表明带电部分到接地部

10、分或带电部分之间的最小安全净距离。,2井下中央变电所 1)位置选择原则,确定中央变电所的位置时，应根据以下原则确定:（1）尽量位于负荷中心，以减少电缆长度，降低电能损耗和电压损失；（2）通风良好，电缆进出线要方便，便于设备运输；（3）变电所顶、底板的岩层要稳定、无淋水，并尽量减少压煤等不利因素。因此，并下中央变电所通常设在井底车场靠近副井井筒的地方，并与中央水泵房相连。条件许可时，可将架线式电机车的变流所设在中央变电所内，以减少用室的开拓量。,2)硐室要求,硐室用非燃性材料支护，其尺寸取决于室内电气设备的数量、大小及它们之间的通道，并应考虑留有20的扩充余地。为便于通风，当硐室长超过6m时，应

11、在其两端各设一个出口，其中一个与井底车场大巷相通，并装有栅栏、防火两用门；另一个与水泵房相通时，彼此间应有装栅栏、防火两用门的隔墙。为防止巷道积水流人硐室，应使其地面高出它与出口大巷相连处的底板标高0.5m。从硐室出口的防火门起，5m之内的巷道均应采用非可燃性材料支护。,3）井下中央变电所电气设备的布置应遵守下列原则:（1）井下中央变电所内设备间的电气连接，除在开关柜内可采用硬母线外，均需采用电缆。高压电缆应敷设在电缆沟中，低压电缆可悬挂在墙上。（2）设备台数较多时，一般采用双列布置，但当设备台数较少，低压开关采用配电盘时，也可采用单列布置。（3）硐室内分成变压器室、配电室两间，以防火门相隔;

12、配电室的高、低压设备应分开布置。（4）硐室尺寸按设备最大数量及布置方式确定，高压配电设备的备用位置按设计最大数量的20%考虑，且不少于2台;低压设备的备用回路，按最多馈出回路数的20%考虑;主变压器为2台及以上时，不需要留备用位置。（5）电气设备在布置时，相互之间的距离以及接地线的要求要符合煤矿安全规程的规定。,4）中央变电所的硐室与设备布置图,3采区变电所,1)供电方式 如图l一16所示为采区变电所一工作面配电点供电方式。这种供电方式仅适于炮采和一般机械化采煤工作面。,如图117所示为采区变电所一移动变电站一工作面配电点供电方式。,新的做法,采区变电所的低压接线,当变压器容量小于320 kV

13、A或是采用660 V电压供电时，可采用 一根电缆一台馈电开关的接线方式，如图6-8(a)所示。当变压器容量为320 kVA且采用380 V电压供电时，如馈电开关额定电流不够，可采用2台馈电开关两路电缆供电的方式，如图6-8(b)所示,2)采区变电所位置的确定原则,二、采区变电所的位置 确定中央变电所的位置时，应根据以下原则确定:（1）尽量位于负荷中心，以减少电缆长度，降低电能损耗和电压损失；（2）通风良好，电缆进出线要方便，便于设备运输；（3）变电所顶、底板的岩层要稳定、无淋水，并尽量减少压煤等不利因素。,为了比较方便地确定最大容量电动机(采煤机电动机)的最大供电距离，列出了表1-6。（25页

14、）,三、采区变电所的确室和设备布置 采区变电所的硐室要符合以下安全要求:(1)变电所A室以及m室出口附近5m以内巷道支架，必须用耐火材料支护。(2)硐室出口应设铁板门与铁栅门，铁栅门平时关闭，铁板门平时向外敞开。(3)硐室中敷设的电缆不能带黄麻外皮，硐室必须设置足够数量的扑灭电气火灾的灭火器材。(4)硐室长度超过6m时，必须在不同硐室两端各设一个出口，以便于通风与安全。电气设备在变电所硐室内的布置通常是高压设备集中布置在一侧，低压设备布置在另一侧，根据具体情况，也可将高低压设备布置在同侧。图6-9为典型的采区变电所电气设备的布置图。,4工作面配电点,工作面配电点是低压开关集中处，由于其经常要随

15、工作面移动和搬迁，故不设专用硐室。回采工作面配电点通常设在邻近的运输平巷的槽龛内或平巷的一侧，距工作面5070m。若非瓦斯煤尘突出的矿井，机采工作面配电点可放在回风巷内，掘进工作面配电点大多设在掘进巷的一侧，距掘进工作面80lOOm。由于工作面配电点距采区变电所较远，并因采掘工作面电气设备经常移动、负荷重、启动频繁、工作条件差、维护量大，故一般应在每个配电点加设一台电源进线自动馈电开关。,补充：综采、掘进工作面供电系统,一、综采工作面 1、综采工作面供配电设备的特点,(1)供配电系统中，高压直接进人采区；低压已达3.3 kV目前最大的移动变电站容量已超过3000 kVA，且变压器中性点采用电抗

16、器或经电阻接地的方式，并与保护装置配合(2)移动变电站全部采用干式变压器。一次侧电压为6kV-12.5 kV，二次侧电压有5 KV,4.16 KV,3.3 KV 2.3 kV，1.1 kV不同等级。自然冷却方式，耐压、过热系数高.,2、综采工作面供电系统,综采工作面供电系统主要由高压供电系统、变电系统和低压配电系统三部分组成。,1）10 kV高压供电系统,10 kV高压供电系统由高压配电箱、高压双屏蔽软电缆和高压电缆连接器等组成。,2）变电系统 变电系统由移动变电站构成，通过三相隔爆干式变压器将10 kV高压变换成1 140 V的动力电压，作为综采工作面动力设备的工作电压。,3）低压1 140

17、 V配电系统 移动变电站送出1140V接至低压隔爆馈电开关，通过馈电开关的控制和保护，由屏蔽橡套电缆接至电磁启动器，给综采工作面中用电设备送电。,1140 V供电线路采用分相屏蔽电缆，以配合漏电保护装置。一旦电缆漏电，就可切断电源，防止因漏电导致短路故障，确保安全供电。,3.工作面配电点 工作面配电点是低压开关设备集中的地方，其任务是将采区变电所或移动变电站送来的1140V或660 V电能分配给工作面的用电设备，通常不设变压器，煤电钻和照明用的127 V电源可从电钻或照明综合保护装置上获得。由于工作面配电点经常随工作面而移动，所以不需要设置专门硕室。采煤工作面配电点大都设在工作面附近平巷的一侧

18、，如果不是瓦斯、煤尘突出矿井，工作面配电点大都设在回风巷道内，其位置一般距工作面50 m一300 m；掘进工作面配电点大都设在掘进巷道一侧，其位置一般距工作面80 m一100 m。,4、综采工作面设备布置,二、掘进工作面,1、供电系统的组成,2、“三专”、“两闭锁”,“三专”：掘进工作面的局部通风机应采用专用变压器、专用线路、专用开关供电。,两闭锁是指风电闭锁和瓦斯电闭锁。风电闭锁是指在局部通风机正常通风条件下，掘进工作面的电源方能送电;瓦斯电闭锁是指当掘进工作面中设置的瓦斯监测仪探测到瓦斯超过规定限度时，馈电开关能够自动停电，只有瓦斯降低到规定限度(瓦斯1%，二氧化碳浓度1.5%)以下时，方

19、可恢复送电的闭锁装置。,1）风电闭锁,2）瓦斯电闭锁,（1）工作面或回风流中的瓦斯浓度超过1%时，闭锁装置能切断掘进工作面及回风巷内的动力电源并闭锁。（2）串联通风的被串工作面人风流中瓦斯浓度达到0.5%时，装置能切断串联通风区域内的动力电源并闭锁。（3）当排放掘进工作面互斯的过程中，排出的瓦斯与全风压风流混合处瓦斯浓度达到1.5%时，装置能切断回风域内的动力电源并闭锁;同时发出声、光报警信号。（4）局部通风机风筒中的风速低于风速开关动作点预置值或局部通风机断电时，能切断供风区域的动力电源并闭锁。,掘进工作面对两闭锁的要求：,（5）局部通风机停止运转且未恢复正常通风之前，停风区域中瓦斯浓度达到

20、3.0%时，能闭锁其电源。（6）瓦斯传感器出现故障或断电时，能切断传感器监视区域的动力电源并闭锁。（7）因主机发生故障而失电时，能切断整个监视区域的动力电源并闭锁。（8）闭锁装置接通电源 1 min以内，继续闭锁相应区域的被控设备。（9）闭锁装置如果实现了上述(4)-(8)条功能以后，当恢复到正常通风状态或故障设备恢复正常稳定运行时，能自动解锁。（10）必须使用专用工具操作动力电源进行人工解锁操作。,第三节 高压供电设备,一、高压开关电器 在电力系统中，将能接通、断开或转换高压电路的电器统称为“高压开关电器”。高压开关电器有熔断器、隔离开关、负荷开关和断路器4类。,1熔断器 高压熔断器是在电网

21、中人为设置的一种最薄弱的元件，当有过电流流过时，电流超过规定值并经过一定时间后，使熔体熔化而分断电流、断开电路的一种保护电器。熔断器的功能主要是对电路及设备进行短路保护，有的熔断器还具有过负荷保护的功能。,高压熔断器全型号的表示和含义如下：,1、RN1和RN2型户内高压管式熔断器（限流式）,RN1型：主要用于高压电路和设备的短路保护（额定电流可达100A）,RN2型：高压电压互感器一次侧短路保护（额定电流一般为0.5A）,RN1、RN2型高压熔断器安装图,l瓷熔管，2金属管帽3弹性触座，4熔断指示器，5接线端子，6支柱瓷瓶，7底座,RN1、RN2型熔断器的熔管剖面示意图,1管帽，2瓷管，3工作

22、熔体，4指示熔体，5锡球，6石英砂填料，7熔断指示器(虚线表示熔断指示器在熔体熔断时弹出),2、RW4和RW10（F）型户外高压跌开式熔断器,既可作610KV线路和设备的短路保护，又可在一定条件下，用高压绝缘钩棒操作熔管的分合，起高压隔离开关的作用。,RW410(G)型跌开式熔断器,1上接线端子，2上静触头，3上动触头，4管帽，5操作环，6熔管(内套纤维质消弧管)，7铜熔丝，8下动触头，9下静触头，10下接线端子，11绝缘瓷瓶，12固定安装板,3、高压隔离开关（QS）,隔离高压电源、保证设备和线路的安全检修。断开后有明显可见的断开间隙，没有专门的灭弧装置，不允许带负荷操作，可以通断不超过2A的

23、空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路，与高压断路器配合使用。户内用CS6（83页）型手动操作机构、户外多用绝缘钩棒手工操作。,GN810600型高压隔离开关,1上接线端子，2静触头，3闸刀，4绝缘套管，5下接线端子，6框架，7转轴，8拐臂，9升降瓷瓶，10支柱瓷瓶,4、高压负荷开关（QL）,具有简单的灭弧装置，能通断一定的负荷电流和过负荷电流，不能断开短路电流，与高压熔断器配合使用。,FN310RT型高压负荷开关,1主轴，2上绝缘子兼气缸，3连杆，4下绝缘子，5框架，6 RN1型高压熔断器，7下触座，8闸刀，9弧动触头，10绝缘喷嘴(内有弧静触头)，11主静触头，12上触座，13断路弹簧，

24、14绝缘拉杆，15热脱扣器,高压负荷开关的压气式灭弧装置工作示意图,1弧动触头，2绝缘喷嘴，3弧静触头，4接线端子，5气缸，6活塞，7上绝缘子，8主静触头，9电弧,5、高压断路器（QF）,能通断负荷电流和短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。,SNl010型高压少油断路器,1铝帽，2上接线端子，3油标，4绝缘筒，5下接线端子，6基座，7主轴，8框架，9断路弹簧,SNl010型高压少油断路器一相油箱内部结构,1铝帽，2油气分离器，3上接线端子，4油标，5插座式静触头，6灭弧室，7动触头(导电杆)，8中间滚动触头，9下接线端子，10转轴，11拐臂，12基座，13下支柱瓷瓶，14上支

25、柱瓷瓶，15断路弹簧，16绝缘筒，17逆止阀，18绝缘油,真空断路器的真空灭弧室结构,1静触头，2动触头3屏蔽罩，4波纹管，5与外壳封接的法兰盘，6金属波纹管，7玻壳,SF6断路器灭弧室结构示意图,1静触头,2绝缘喷嘴,3动触头 4气缸,5压气活塞(固定)，6电弧,6、高压开关柜,将一、二次设备组合在一起的高压成套配电装置。,类型：固定式、手车式（移开式）,具有五防功能：防止误分、误合断路器 防止带负荷误拉、误合隔离开关 防止带电误挂接地线 防止带接地线误合隔离开关 防止人员误入带电间隔,GG1A(F)07S型高压开关柜(断路器柜),1母线，2母线侧隔离开关，3少油断路器(QF)，4电流互感器

26、(TA)，5线路侧隔离开关(QS)，6电缆头，7下检修门，8端子箱门，9操作板，10断路器的手动操动机构，11隔离开关的操动机构手柄，12仪表继电器屏，13上检修门，14、15观察窗口,7、高压一次设备的选择,注：表中表示必须校验，表示不要校验。,二、（补充）矿用高压配电箱,一、矿用电气设备的要求 根据煤矿井下特殊的生产环境和工况条件，井下电气设备应满足如下要求:(1)煤矿井下存在瓦斯、煤尘等爆炸性物质，因此使用的电气设备必须按使用场所选用矿用一般型和防爆型。,(2)由于井下顶板压力的作用，造成煤、岩石的冒落，易使电气设备遭到碰、砸、挤、压.因此井下电气设备应具有坚固的外壳。(3)煤矿井下工作

27、环境潮湿、有淋水，因此电气设备要求防滴(溅)，隔爆外壳及隔爆面要求防锈，电气设备的绝缘材料要求耐潮性能好。,（4)井下潮湿，易触电。矿用电气设备应有机械、电气闭锁及专用接地螺钉;对煤电钻、照明、信号及控制电器应采用127V或36V供电。(5)井下工作空间狭窄、照明不足，因此要求电气设备尽可能轻巧、运行可靠、操作维修方便。(6)由于井下采掘工艺决定了电气设备经常需要搬迁、移动，因此电气设备应便于搬运。,二、矿用电气设备的类型 矿用电气设备分矿用一般型和矿用防爆型两大类。1.矿用一般型电气设备 矿用一般型电气设备是一种煤矿井下用的非防爆型电气设备，它只能用于井下无瓦斯、煤尘爆炸危险的场所。对矿用一

28、般型电气设备的基本要求是:外壳坚固、封闭，能防止从外部直接接触带电部分;防滴、防溅、防潮性能好;有电缆引人装置，并能防止电缆扭转、拔脱和损伤;开关手柄和盖之间有连锁装置等。矿用一船型电气设备的明显处，均有清晰永久的凸纹标志“KY”。,2 矿用隔爆型电气设备 专供煤矿井下使用，有类和类。其中类为煤矿井下用电设备。在防爆电气设备外壳的明显处，均有清晰的永久性凸纹标志“Ex”和煤矿矿用产品安全标志“MA”。,矿用防爆型电气设备的类型有:(1)隔爆型电气设备具有隔爆外壳的电气设备，隔爆外壳既能承受内部混合性气体被引爆产生的爆炸压力，又能防止内部爆炸火焰和高温气体窜出隔爆间隙后点燃外壳周围的爆炸性混合物

29、。隔爆型电气设备的标准编号为GB 3836.2一2000，标志为“d”。,(2)增安型电气设备在结构上采取措施，提高安全程度，避免在正常或规定的过载条件下工作出现电弧、火花或可能点燃爆炸性混合物的高温的电气设备。该型设备的标准编号为GB 38363一2000，标志为“e”。,(3)本质安全型电气设备 全部电路均为本质安全电路的电气设备。所谓本质安全电路是指在规定条件下，产生的电火花和热效应均不能点燃爆炸性混合物的电路。设备标准编号为GB 38364一2000，标志为“i”（ia,ib）。,三、隔爆型电气设备 隔爆型电气设备是具有隔爆外壳的电气设备，它是将正常工作和故障状态下可能产生火花的电气元

30、件置于隔爆外壳内，当壳内瓦斯爆炸时，外壳既不破裂也不变形，也不会引燃壳外的瓦斯和煤尘。可见隔爆外壳应具有耐爆性和隔爆性。,耐爆性能应由外壳的机械强度来保证。实践证明，外壳内爆炸压力与外壳容积大小和形状有关。外壳形状以长方体压力最小。故近年来防爆电器外壳多设计为长方体。,隔爆性能由外壳各部件之间的接合面(称之为隔爆面)来实现，为此接合面结构参数应符合一定要求。当壳内发生爆炸时，火焰要通过隔爆面的间隙向外传播，因间隙具有熄火和吸热的作用，使通过隔爆面火焰的温度下降至瓦斯点燃温度以下，不会点燃壳外的爆炸性混合物。显然，隔爆面的间隙越小，长度越大，熄火和吸热作用就越显著，喷出的火焰温度就越低。对隔爆面

31、的结构参数(即接合面的间隙、长度和粗糙度)的要求详见表4一1。此外，对隔爆面还应采取一定的防锈措施。,隔爆接合面间隙结构,四、BGP4-6型矿用隔爆型高压真空配电箱,1、结构 配电箱正面有大、小两个门，分别装有电子保护装置、电流表、真空断路器和电子操作机构等。操作机构、真空断路器、变压器、过电压保护装置等装在手车的框架上，检修时，沿轨道可将手车从壳内抽出。配电箱主腔内上方装有隔离开关，分闸后三相闸落地。小门上装有各种故障显示灯观察窗，配电箱小门打开时，可对保护插件进行安装、调试及维护;大门上装有电压表、电流表、手动分闸及合闸按钮、自复位式试验按钮，分别供合汾闸操作和进行漏电、监视、短路三种保护

32、试验用。,6 kV电源电压通过电缆由两侧母线室引人，负荷电缆由壳体后侧的引线装置馈出，接线室设有专供远方合、分闸操作的装置。安全联锁装置:隔离开关合闸，接地刀闸可靠分闸，前门不能打开;前门打开后，隔离开关不能闭合，接地刀闸可靠闭合。,2.工作原理,(1)主回路(2)配电箱分合闸控制电路(3)保护电路,(1)主回路,(2)配电箱分合闸控制电路,压敏电阻是半导体器件。特点：当加在它上面的电压低于它的阀值UN时，流过它的电流极小，相当于一只关死的阀门，当电压超过UN时，流过它的电流激增，相当于阀门打开。,(3)保护电路,五、BGP9L一6(10)矿用隔爆型高压真空配电装置,用途：主要用于有煤尘和爆炸

33、性气体的煤矿井下及危险场所，对额定电 压6(10)kV,额定频率50 Hz,额定电流至400 A一630 A的中性点不接地或经消弧线圈接地方式的供电系统进行控制和保护，并可作为直接启动电机的高压开关。,1、结构,连锁装置,2、电气原理,（1）合闸前（2）正常情况下的合闸、分闸（3）故障抱保护 a 过载保护电路 b 短路保护 c 漏电保护 d 绝缘监视保护 e 漏电保护,第四节 矿用低压自动馈电开关,用途：矿用低压隔爆自动馈电开关主要应用于井下变电所或配电点，作为低压配电总开关或分路开关使用。随着单片机的使用，新型的智能化真空自动馈电开关取代了电子保护装置，被越来越广泛的使用。下面以DKZB一4

34、0011140和KBZ一63011140矿用隔爆型真空馈电开关为例进行介绍。,一、DKZB一400/1140矿用隔爆型智能真空馈电开关,1、结构,2 工作原理,1）合闸（1）过载信号（2）过流信号（3）漏气（4）瓦斯超限 失压脱扣2）故障跳闸,一、KBZ630/1140矿用隔爆型馈电开关,1、主要元件 断路器,1）合闸前的通电准备 2）正常情况下的电动分闸和合闸 3）保护电路（1）过载、短路及欠压（2）漏电保护、漏电闭锁、电容补偿,工作原理,第五节 矿用变压器,矿用变压器的型号含义,一、矿用一般型变压器,二、矿用隔爆型变压器,三、矿用隔爆型移动变电站,什么是移变？矿用隔爆型移动变电站(以下简称

35、为移变)是一种可移动的成套供、变电装置。该装置主要由隔爆型高压开关、隔爆型干式变压器、隔爆型低压开关箱组成。,随着工作面装机容量的增大，和工作面供电电压的升高，移动变电站向大容量、高电压组合方向发展。目前最大容量的变电站已超过3000kVA，一次侧的电压由6KV发展到10.5KV,二次侧电压由1.2KV发展到5KV。,移变的发展,一、移变的组合方式（有三种）第一种组合方式为高压开关箱采用隔爆型高压负荷开关，低压开关箱采用隔爆型低压自动馈电开关，结构筒单.能分断正常的负荷电流，不能分断短路电流。高压负荷开关自身没有因故障而自动跳闸断电的能力。第二种组合方式为高压开关箱采用了BGY型系列隔爆型高压

36、真空配电箱，低压开关箱采用了XBD型系列隔爆型低压保护装置。第三种组合方式是高压开关箱采用隔爆型高压真空配电箱，主要负责高压侧的控制、保护以及变压器二次绕组的漏电保护;低压开关箱采用隔爆型自动馈电开关，负责负荷侧的通断及低压侧的各种保护。,二、BGP，XBD系列与隔爆干式变压器组合的移动变电站,1、干式变压器 KBSGZY,2、BGP隔爆型高压真空开关箱,1）结构,2）电气原理,（1）控制电源（2）合分闸 正常情况下，SQ得电，按下DHA合闸（3）故障状态下的分闸,（3）保护电路,鉴相电路就是交流电压或电流的相位鉴别电路,当低压侧电动机启动时，虽然主回路电流比较大，有可能超过开关的整定值，但功

37、率因数低(约为0.5左右)，电流与电压的相位差较大，则鉴相电路1不输出跳闸信号;当主回路发生短路时，功率因数接近于1,3、XBD隔爆型移变低压侧保护箱,1)结构,2）电气原理 低压保护器可实现漏电、漏电闭锁、短路、过载、过压、欠压等保护,三、Brush 1500 kVA移动变电站第三种组合方式。,1、高压开关箱,接通(ON)、断开(OFF)和接地(EARTH)三个位置,手动合闸、电动合闸,2、保护与监测回路,（1）电压互感器与电流互感器（2）欠压脱扣与电磁脱扣（3）低气压保护（4）JSC300单元 A、JSC30保护核心，区别是短路还是过载 B、JSC31显示板 C、JSC32电流显示 D、J

38、SC33试验按钮板,3、隔爆低压开关 1）高灵敏漏电保护单元 NUGEL33 附加直流电源检测 TEL33 检测干式变压器二次侧至2QF之间的漏电保护 2）RPSL单元 过载保护 利用欠压脱扣线圈实现保护，自动重合闸 相敏保护 利用功率因数的不同，实现有选择保护 断相保护,第六节 矿用电缆,矿用电缆是针对煤矿井下特殊工况条件而设计制造的专用电缆，它适用于有火灾和瓦斯煤尘爆炸危险、潮湿、淋水、空间狭小、易受机械损伤的井下电能输送的工作环境。,电缆成为了矿井供电系统的大动脉。但是电缆与架空线路相比具有投资大、查找故障困难、维护检修不便等缺点，加之井下岩石冒落、机械压砸等原因容易产生短路、漏电，引发

39、瓦斯煤尘爆炸、设备烧毁和人身触电事故。因此必须掌握矿用电缆的有关知识，能够正确地选择、安装、使用和维护矿用电缆。,一、矿用电缆的类型、结构及应用 矿用电缆按电压等级可分为高压电缆(大于1200V)和低压电缆；按用途可分为动力电缆及照明、控制、通信等电缆。而动力电缆又分为铠装电缆、橡套电缆和塑料电缆。,1.铠装电缆所谓铠装电缆，就是用钢丝或钢带把电缆铠装起来。其最大优点是纸的绝缘强度高，适用作高压电缆，在井下多用于对固定设备和半固定设备供电。由于钢丝或钢带耐拉力强，所以钢丝铠装电缆多用于立井井筒或急倾斜巷道中；而钢带铠装电缆多用于水平巷道或缓倾斜巷道。铠装电缆的构造及截面图如图所示。,铠装电缆1

40、-主芯线；2-相间绝缘层；3-填料；4-统包绝缘层；5-层内护套；6-防腐带；7-黄麻保护层；8-铠装层,煤矿井下特别是采区内的低压电缆，由于它们出现短路故障的机会较多，因而严禁采用铝芯电缆。,油浸纸绝缘电缆在敷设时，电缆两端的垂直落差受到严格限制，不宜作垂直或大倾角敷设。,干绝缘和不滴流铠装电缆，前者是将相间和统包纸绝缘层的浸渍剂预先滴干，因而敷设时的垂直落差可以加大(不得超过lOOm)。后者则是采用了特殊的浸渍剂,保证成缆后浸渍剂不会在电缆护套中流动，因而铺设时的垂直落差不受限制。,国产铠装电缆的型号、规格及应用,2橡套电缆 橡套电缆分普通橡套电缆、阻燃橡套电缆和屏蔽橡套电缆三种。对于井下

41、移动设备的供电，多采用柔软性好、能够弯曲的橡套电缆。,1）普通橡套电缆,1-导电橡胶垫芯；2-外护套；3-主芯线；4-主芯线绝缘；5-主芯线屏蔽层；6-接地线,2）阻燃橡套电缆,电缆的构造与普通橡套电缆相同，只是它的外护套采用氯丁橡胶制成。氯丁橡胶同样可以燃烧，但燃烧时分解产生氯化氢气体，将火焰包围起来，使它与空气隔离，因而很快熄灭，不会沿电缆继续燃烧。因此煤矿井下应使用这种阻燃橡套电缆。,3）屏蔽电缆,每根主芯线的橡胶绝缘内护套的外面，缠绕有用导电橡胶带制成的屏蔽层；接地芯线的外面没有橡胶绝缘，而是直接缠绕有导电橡胶带；电缆中间的垫心，也是用导电橡胶制作的，这样，当任一根主芯线的橡胶绝缘损坏

42、时，主芯线就和它的屏蔽层相连接。这就相当于一根主芯线通过一定的电阻接地，形成单相漏电，从而引起检漏保护装置动作，切断故障线路的电源。,1-主芯线；2-聚酯薄膜；3-导电橡胶带；4-绝缘层；5-外护套；6-导电橡胶垫芯；7-导电橡胶；8-接地线,千伏级机组用屏蔽电缆l-导电芯线；2-绝缘层；3-聚酯薄膜；4-导电胶布带；5-外护套；6-接地线；7-内护套；8-绝缘层,6kV级高压双屏蔽电缆A、B、C-主芯线；1、10-铜绞线；2、6-导电胶布带；3-内绝缘；4-铜丝尼龙网(屏蔽层)；5-分相绝缘；7-统包绝缘；8-氯丁橡胶护套；9-导电橡胶、监视芯线,屏蔽电缆的优点之一，是避免了电缆主芯线绝缘破

43、坏时造成相间短路的严重事故，另一优点，是避免了由于电缆损坏使人产生触电的危险。正由于屏蔽电缆与检漏继电器的配合有超前切断故障线路电源的作用，有效地防止了漏电火花和短路电弧的产生，所以它特别适用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的场所和移动频繁的电气设备，即采掘工作面的供电系统。,矿用电缆型号的组成及含义,3塑料电缆这种电缆的主要结构同上面所讲的两种电缆基本相同。只不过它的芯线绝缘和外护套都是用塑料(聚氯乙烯或交联聚乙烯)制成的。其优点是：允许工作温度高，绝缘性能好，护套耐腐蚀，敷设的落差不受限制等。若电缆外部有铠装的，则与铠装电缆的使用条件相同；若外部无铠装，则与橡套的使用条件相同。因此在条件许可时，应尽

44、量采用塑料电缆，有关矿用塑料电缆型号及使用场所见表,常用矿用塑料电缆型号及使用环境,二、矿用电缆的敷设 矿用电缆的敷设必须符合煤矿安全规程的有关规定。具体要求如下：1电缆敷设路径的选择 2电缆的敷设方式及要求,三、矿用电缆的连接 为了防止电缆的接头发生漏电或短路，引起人身触电或瓦斯煤尘爆炸，井下电缆的连接必须遵守煤矿安全规程等有关规定。电缆与电气设备的连接，必须用与电气设备性能(矿用防爆型、矿用一般型等)相符的接线盒。电缆芯线必须使用齿形压线板(卡爪)或线鼻子与电气设备进行连结。接头应整齐、无毛刺，卡爪不压绝缘层，也不得压住和接触屏蔽层。,四、电缆故障点的寻找方法 目前常用的方法是：首先判断故

45、障类型，然后再找故障点。,1)判断故障类型 电缆常见的故障类型是：短路、接地和断线。可利用保护装置的动作判定故障类型：短路保护动作，说明电缆发生短路；检漏继电器动作，说明电缆发生接地；通电后电路不工作，说明电缆断线。,在不通电的情况下，通常用兆欧表判断故障性质。煤矿安全规程规定：“普通型携带式电气测量仪表，必须在瓦斯浓度1.0以下的地点使用，并实时监测使用环境的瓦斯浓渡”。,2)寻找故障点 通过向事故现场人了解情况，根据上述电缆故障类型，对可疑地段重点查找。(1)直观法：,查短路点。由于电缆短路时常有放炮声，并伴有绝缘烧焦的气味，在短路点表面有明显的焦痕。一般通过听放炮声、闻焦味、看焦痕就可找到故障点。也可以用手触及电缆外皮和接线盒外壳，摸到有异常温度处即为短路点。查断线点。当截面较小时，可将电缆逐点弯曲，根据弯曲时的不均匀感觉找出断线点；当截面较大时，可用将电缆一端的芯线全部短接，用万用表的欧姆档测量断线的芯线与另一芯线间的电阻，然后由检修人员对电缆逐段进行弯曲或翻动。当弯曲到某一点，万用表指针有较大的摆动时，说明这就是故障点。也可用木棒敲打电缆护套，当敲打到某处，万用表针有较大的摆动时，也就找到了故障点。,查接地点。可用验电笔测电缆外皮，当电笔发亮时，说明该点发生接地。(2)仪器法：当故障点不能用直观方法寻找时，必须用仪器探测。常用矿用本质安全型电缆探伤仪。,