煤矿井下供电论文（精选12篇）
煤矿井下供电论文 第1篇
1 供电基本要求
1.1 供电可靠性
煤矿供电出现中断, 不仅会影响产量, 而且有可能引起人身事故, 甚至可能毁坏矿井。因此, 煤矿对供电的最重要要求就是供电的可靠性和不间断, 即使在电力系统发生故障的情况下, 也必须保证一类负荷正常供电, 保障矿工人身安全。
1.2 供电安全性
由于煤矿井下有瓦斯和煤尘爆炸的危险, 所以要特别注意防爆电气设备的使用, 保证防爆性能, 尤其是在综采工作面的回顺。另外, 井下环境潮湿, 工作空间小, 光线差, 易发生人身触电事故, 必须采取一系列的安全技术措施, 以确保对煤矿供电的安全性。
1.3 供电质量
在供电质量上煤矿要求供电电压的稳定和交流频率的稳定。煤矿中普遍使用三相异步电动机, 而这种电动机的转矩与外加电压的平方成正比;转速与交流频率成正比。若供电电压和频率发生较大变化, 就会直接影响电动机正常运转, 甚至会使生产设备不能工作。
1.4 供电经济
随着近两年煤炭售价降低, 越发显得节约生产成本的重要, 因此在供电设计中合理选择用电设备, 避免电能浪费, 使用适当截面电缆减少材料投入等都直接与生产成本挂钩。
2 供电设计主要程序
生产中的矿井有新增加采区、新安设采煤工作面、新掘进工作面都需要进行供电设计, 以确保整个供电系统能够安全、可靠的为生产服务。
2.1 准备工作
下面以晓明矿N2722运输掘进工作面为例进行供电设计。该掘进工作面为北二七层采区的工作面, 首先根据采区位置及工作面拉门点确定由北二七层变电所为其供电, 配电点设置在拉门点附近皮带小川内。根据工作面长度拟定设备投入及布置方案, 绘制供电系统图。
依据工作面用电设备的功率及使用情况可确定需用容量及高压工作电流, 以此确定变电站最小容量及高压电缆的最小截面。同时还需验算高压电流的热稳定性。
2.2 低压电缆的选择
在满足机械强度要求的前提下, 低压电缆在选择时需根据用电设备容量确定电缆载流量, 同时根据供电距离验算电压损失, 以保障设备正常运转时电缆不发热, 电动机等设备不能欠电压运转, 否则电动机会因电压降低导致过流, 甚至可能烧毁设备。
2.3 短路电流计算
供电系统的故障中, 电气设备短路的危害最严重, 为避免短路事故扩大, 必须对供电系统中的所有电流进行短路电流计算, 确保发生事故时, 开关灵敏度可靠, 动、热稳定性达到要求。低压电流短路电流计算时, 通过计算供电设备总电抗、阻抗来得到线路末端两项最小短路电流。高压电流短路电流计算时, 需统计高压变电所上级、下级供电设施及井下高压电缆的长度, 通过表要值计算得到三项最大及两项最小短路电流并对整定值及设备进行校验。
2.4 短开关的选择和整定
根据设备的容量和配电方式可确定各设备使用的开关, 依据工作电流、短路电流合理设置整定值, 保证开关在过载、短路、漏电等故障时能够迅速准确的判断故障, 避免事故扩大, 帮助判断故障原因。
2.5 其它方面
一个合理的掘进供电系统中, 还需对信号系统、照明系统进行设计验算, 配电点选漏方式、风电、瓦斯电的断电范围确定等多方面进行综合验算分析, 最终确定供电方案。
3 设计中常见问题
井下供电系统中增加用电负荷和延长使用电缆时, 必须要求施工单位办理符合变更审批, 对用电设备的容量、电缆的短路电流进行验算, 确定上级馈电开关、电站低压值、高爆开关整定值应如何进行调整, 以免因私自接设用电设备, 造成供电系统末端短路电流变小或负荷电流变大, 上级保护拒动或勿动。
煤矿井下的作业人员素质参差不齐, 有时会违反供电设计中的要求进行施工, 这就需要管理人员经常深入现场, 对供电设施的整定值、保护情况、配电点供电方式进行检查, 发现不规范的施工情况必须及时整改。
煤矿井下作业环境复杂多变, 有很多不可确定的因素, 掘进工作面的施工长度, 切眼位置, 用电设备也会随着断层、煤质等发生变化, 与此同时供电设计也必须进行相应的调整, 更改的用电设备、电流都要重新进行验算, 以确保设计与实际相符, 满足生产需要。
4 当前经济形式下的供电管理
供电系统的材料投入在矿井成本中占了很大部分, 因此在供电设计中必须考虑使用适当截面的电缆, 在满足供电距离的要求下尽量使用低截面的电缆, 合理优化配电方式, 减少干线电缆的投入。
加强以采煤机为主的电缆管理, 井下采煤机使用的电缆因受采高影响, 经常容易出现折返段受力, 控制线或动力线损坏的现象, 要加强这部分电缆的日常检查和维护, 尽量避免电缆刮卡, 延长电缆使用年限。
加强材料审批, 井下施工中严禁各单位剁电缆, 在哪里用, 用多长的电缆或信号线在施工前必须计划好, 领料是直接领取相应长度的电缆。同时加大电缆修理车间的修补力度, 升井的短电缆要及时进行火补及修复, 已备井下生产需要。
5 结束语
在晓明矿井下供电系统中, 我们一直坚持科学合理的供电设计以及及时到位的现场管理, 通过各级人员的共同努力, 保障矿井供电的可靠、安全及质量, 并且从自身做起, 培养人人都是主人翁的节约意识, 合理使用, 不浪费材料, 切实为企业的安全和效益做出最大努力。
参考文献
[1]顾永辉.煤矿电工手册[M].北京:煤炭工业出版社, 1995.
[2]孙国兰.煤矿电工学[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2006.
[3]胡天禄.矿井电网的漏电保护[M].北京:煤炭工业出版社, 1987.
某煤矿井下采区变电所供电系统设计 第2篇
煤矿采区供电设计所需原始资料
在进行井下采区供电设计时，必须首先收集以下原始资料，作为设计的依据。
(1)矿井的瓦斯等级，采区煤层走向、倾角，煤层厚度、煤质硬度、顶底板情况、支护方式。
(2)采区巷道布置，采区区段数目、区段长度、走向长度、采煤工作面长度，采煤工作面数目，巷道断面尺寸。
(3)采煤方法，煤、矸、材料的运输方式，通风方式。(4)采区机械设备的布置，各用电设备的详细技术特征。
(5)电源情况。了解采区附近现有变电所及中央变电所的分布情况，供电距离、供电能力及高压母线上的短路容量等情况。
(6)采区年产量、月产量、年工作时数，电气设备的价格、当地电价、硐室开拓费用、职工人数及平均工资等资料。此外，在做井下采区供电设计时还需要准备下述资料：
《煤矿安全规程》、《煤炭工业设计规范》、《煤矿井下供电设计技术规定》、《矿井低压电网短路保护装置整定细则》、《矿井保护接地装置安装、检查、测定工作细则》、《煤矿井下检漏继电器安装、运行、维护与检修细则》、《煤矿电工手册》第二分册(下)、《中国煤炭工业产品大全》、各类有关的电气设备产品样本、各类供电教材。煤矿采区供电设计供电系统的拟定
拟定采区供电系统，就是确定变电所内高、低压开关和输电线路及控制开关的数量。在拟定供电系统时，应考虑以下原则：
(1)在保证供电安全可靠的前提下，力求所用的开关、起动器和电缆等设备最少；
(2)原则上一台起动器只控制一台低压设备；一台高压配电箱只控制一个变压器。当高压配电箱或低压起动器三台及以上时，应设置进线开关；采区为双电源供电时，应设置两台进线高压配电箱。(3)当采区变电所的动力变压器多于一台时，应合理分配变压器的负荷，原则上一台变压器负担一个工作面的用电设备；且变压器最好不并联运行；
(4)由工作面配电点到各用电设备宜采用辐射式供电，上山及顺槽的输送机宜采用干线式供电；供电线路应走最短的路线，但应注意回采工作面（机采除外）、轨道上下山等处不应敷设电缆，溜放煤、矸、材料的溜道中严禁敷设电缆，并尽量避免回头供电；
(5)大容量设备的起动器应靠近配电点的进线端，以减小起动器间电缆的截面；
(6)低瓦斯矿井掘进工作面的局部通风机，可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路供电，或采用掘进与采煤工作面分开供电；(7)瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中，掘进工作面的局部通风机都应实行三专(专用变压器、专用开关、专用线路)供电；
(8)局部通风机与掘进工作面的电气设备，必须装有风电闭锁装置。
瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中的所有掘进工作面应装设两闭锁(风电闭锁、瓦斯电闭锁)设施。因此，在掘进工作面的供电线路上应设一台闭锁用的磁力起动器，或专用的风电闭锁装置。
(9)局部通风机无论在工作或交接班时，都不准停风。因此要在专用变压器与采区变电所内其他任意一台变压器之间加设联络开关。平时断开，在试验局部通风机线路的漏电保护时，合上联络开关，以防局部通风机停电；
(10)采区变电所、上山绞车房、装车站及综采工作面应设照明灯。当供电系统有多种可行方案时应经过技术经济比较后择优选择。煤矿采区供电设计低压电缆的选择
低压电缆又分为支线和干线两种。支线是指起动器到电动机的电缆，向单台电动机供电；干线是指分路开关到起动器的电缆，向多台电动机供电。低压电缆的选择就是确定各低压电缆的型号、芯线数、长度和截面等。
一、低压电缆型号、芯数和长度的确定 1.低压电缆型号的选择
电缆的型号主要依据其电压等级、用途和敷设场所等条件来决定。煤矿井下所选电缆的型号必须符合《煤矿安全规程》的有关规定。矿用低压电缆的型号，一般按下列原则确定：
(1)支线一律采用阻燃橡套电缆。1140V设备及采掘工作面的660V和380V设备，必须用分相屏蔽阻燃橡套电缆；移动式和手持式电气设备，应使用专用的橡套电缆。
(2)固定敷设的干线应采用铠装或非铠装聚氯乙烯绝缘电缆；对于半固定敷设的干线电缆，为了移动方便一般选用阻燃橡套电缆，也可选用上述铠装电缆。
(3)采区低压电缆严禁采用铝芯。
(4)电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体。
(5)照明、通信和控制用电缆，固定敷设时应采用铠装电缆、阻燃橡套电缆或矿用塑料电缆；非固定敷设时应采用阻燃橡套电缆。矿用电缆的型号规格见表7-6～表7-7。2.确定电缆的芯线数目
(1)干线用的铠装电缆选三芯电缆，非铠装电缆选用四芯电缆。(2)支线用电缆就地控制（控制按钮在起动器上）时，一般采用四芯电缆；远方控制和联锁控制（控制按钮在工作机械上）时，应根据控制要求增加控制芯线的根数。注意电缆中的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼作其他用途。
(3)信号电缆芯线根数要按控制、信号、通讯系统的需要决定，并留有备用芯线。3.确定电缆长度
就地控制的支线电缆长度，一般取5m～10m。其它电缆因吊挂敷设时会出现弯曲，所以电缆的实际长度L应按式(7-8)计算。即
Ｌ＝ＫｍＬｍ（7-8）
式中Lｍ——电缆敷设路径的长度，m；
Kｍ——电缆弯曲系数，橡套电缆取1.1，铠装电缆取1.05。为了便于安装维护和便于设备移动，确定电缆长度时还应考虑以下两点：
(1)移动设备的电缆，须增加机头部分活动长度3m～5m余量。(2)当电缆有中间接头时，应在电缆两端头处各增加3m余量。
二、低压电缆主芯线截面的选择
低压电缆主芯线截面必须满足以下几个条件：
（1）正常工作时，电缆芯线的实际温度应不超过电缆的长时允许温度，所以应保证流过电缆的最大长时工作电流不得超过其允许持续电流。
（2）正常工作时，应保证供电网所有电动机的端电压在95％～105％的额定电压范围内，个别特别远的电动机端电压允许偏移8％～10％。（3）距离远、功率大的电动机在重载情况下应保证能正常起动，并保证其起动器有足够的吸持电压。
（4）所选电缆截面必须满足机械强度的要求。
在按上述条件选择低压电缆主芯线的截面时，支线电缆一般按机械强度初选，按允许持续电流校验后，即可确定下来。选择干线电缆主芯线截面时，如干线电缆不长，应先按电缆的允许持续电流初选；当干线电缆较长时，应先按正常时的允许电压损失初选；然后再按其他条件校验。
某煤矿供电系统设计计算示例之一
一、供电系统的拟定
1、地面主供电线路（详见供电系统图）
根据《煤矿规程》第四百四十一条规定，结合某煤矿的实际情况，现拟定矿井供电线路为两条，一是由某地（1）变电站向某煤矿地面配电室输送的6KV供电线路；二是由某地（2）变电站向某煤矿地面配电室输送的6KV供电线路。
2、矿井主供电线路详见供电系统图）
根据《煤矿规程》第四百四十一条规定，结合五一煤矿的实际情况，现拟定矿井供电线路为两条，第一条：采用ZLQ50mm2铠装电缆从地面10KV站向+510中央变电所供6000V电源，电缆长度为1200m。
第二条：采用ZLQ35mm2铠装电缆从地面10KV站向+350中央变电所供6000V电源，电缆长度为1700m。
第三条：采用ZLQ35mm2铠装电缆从地面10KV站向+200中央变电所供6000V电源，电缆长度为2200m；从+200中央变电所采用VUZ35mm2铠装电缆向南翼采区变电所供6000V电源，电缆长度为2300m。
3、联络电缆供电情况：
+510水平中央变电所与+350水平中央变电所联络供电采用ZLQ35mm2铠装电缆，电缆长度为500m；+350水平中央变电所与+200水平中央变电所的联络供电采用ZLQ35mm2铠装电缆，电缆长度为500m。
二、各中央变电所变压器容量的计算
1、+510中央变电所变压容量的计算 P510=ΣPeKx÷Cosψpj 其中ΣPe=P1+P2+P3，P1=130KW为2m绞车负荷； P2=75KW为1.2m人车负荷； P3=30KW为照明等其它负荷。则
ΣPe=130+75+30=255KW；Kx=0.7，Cosψpj=0.7 P510=235×0.7÷0.7 =235KVA＞180KVA。
由于考虑到1.2m绞车是专提升人员用，故该变电所采用两台变压器分别向2m绞车和1.2m绞车供电。即一台180KVA和一台100KVA的变压器。因此完全能够满足生产需要。
2、目前+350水平中央变电所变压器容量的计算 P350前=ΣPeKx÷Cosψpj 其中ΣPe=P1+P2+P3+P4+P5，P1=250KW为D280×43×5的主排水泵负荷； P2=155KW为150D30×7排水泵的负荷； P3=130KW为压风机负荷； P4=110KW为1.6m人车负荷；
P5=15×2=30KW为充电设备及照明等其它负荷；则 ΣPe=250+155+130+110+30=675KW；Kx=0.85，Cosψpj=0.8 P350前=675×0.85÷0.8
=717.8KVA。
由于该中央变电所，目前有比较多的大容量设备，因此，选用三变压器，两台320KVA和一台200KVA的变压器。其中一台320KVA的变压器供200D43×5的水泵250KW电动机的电；另一台320KVA的变压器供压风机130KW和1.6m人车130KW电动机的电；一台200KVA的变压器供两台150D30×7的水泵155KW电动机的电，两台水泵一台排水，一台备用。
3、南翼投产后+350中央变电所变压器的容量计算
由于南翼投产后两台压风机已搬至南翼采区变电所，因此，+350中央变电所的负荷发生变化，其变化后的情况如下： P350后=ΣPeKx÷Cosψpj 其中ΣPe=P1+P2+P3+P4，P1=250KW为D280×43×5的主排水泵负荷； P2=155KW为150D30×7的排水泵负荷； P3=110KW1.6m人车负荷；
P4=15×2=30KW为充电设备及照明等其它负荷；则 ΣPe=250+155+110+30=545KW；Kx=0.85，Cosψpj=0.8 P350后=545×0.85÷0.8 =579KVA。
由于该中央变电所有比较多的大容量设备，而且又有主排水设备，因此，选用两台320KVA变压器。其中一台320KVA的变压器供200D43×5的水泵250KW电动机的电；另一台320KVA的变压器供1.6m人车
110KW电动机的电和两台150D30×7的水泵155KW电动机的电；两台水泵一台排水，一台备用。
4、+200水平中央变电所变压器容量的计算 P200=ΣPeKx÷Cosψpj 其中ΣPe=P1+P2+P3，P1=250KW为D280×43×5的主排水泵负荷； P2=155KW为150D30×7的排水泵负荷； P3=70KW为充电设备及照明等其它负荷；则 ΣPe=250+155+70=475KW；Kx=0.85，Cosψpj=0.8 P200=475×0.85÷0.8 =504.7KVA。
由于该中央变电所担负着南翼主排水任务。因此，选用两台315KVA变压器，其中一台315KVA的变压器供200D43×5的水泵250KW电动机的电；另一台315KVA的变压器供两台150D30×7的水泵155KW电动机的电，两台水泵一台排水，一台备用。
5、南翼采区变电所变压器容量的计算 P南翼=ΣPeKx÷Cosψpj 其中ΣPe=P1+P2+P3+P4+P5+P6，P1=130KW为压风机负荷；
P2=40×2=80KW为两个采煤工作面40型电刮板运输机的负荷； P3=30×2=60KW为两个采煤工作面泵站的负荷； P4=17×2=34KW为两个掘进碛头装岩机的负荷；
P5=25×2=50KW为两个掘进碛头内齿轮绞车的负荷；
P6=70KW为各工作面和掘进碛头的干变、水泵、煤电钻、局扇以及硐室照明等其它负荷；则
ΣPe=130+88+60+34+50+70=432KW；Kx=0.7，Cosψpj=0.8 P南翼=432×0.7÷0.8 P南翼=378KVA。
由于该采区变电所担负着南翼主生产任务。因此，选用一台320KVA变压器和一台180KVA的变压器，320KVA的变压器供压风机及充电设备的电；180KVA的变压器供两个掘进碛头和采煤工作面所有设备的电。
三、按经济电流密度校验各主输电电缆载面
1、+510中央变电所主输电电缆截面的校验 ①、+510中央变所两台压器无功功率的计算 Q510=Q1+Q2 Q1=I0%×Pe÷100+ux%×Pe（P÷Pe）2÷100式中：I0%=6，Pe=180，ux%=4.5，P=130 Q1=6×180÷100+4.5×180（130÷180）2÷100 =10.8+4.225 =15.025 Q2=I0%×Pe÷100+ux%×Pe（P÷Pe）2÷100 式中：I0%=6，Pe=100，ux%=4.5，P=75 Q2=6×100÷100+4.5×100（75÷100）2÷100
=6+2.53 =8.53 Q510=Q1+Q2 =15.025+8.53 =23.56(千乏)②、计算+510中央变电所的最大长时负荷电流
Ig510=√(P5102+Q5102)÷(√3 ×U)式中:P510=235KW，Q510=23.56千乏, U=6 Ig510 =√(2352+23.562)÷(√3 ×6)=236 ÷10.39 =22.7(A)③、按经济电流密度校验电缆截面
S510=Ig510÷Jn式中：Ig510=22.7A，Jn=1.15 S510=22.7÷1.15 =19.7(A)根据计算电流19.7A查电工手册可选取电缆截面为10mm2电缆，允许电流为65A，而现使用的电缆截面为50mm2，允许电流为135A，能继续使用，但不经济。
2、目前+350中央变电所主输电电缆截面的校验 ①、+350中央变所三台压器无功功率的计算 Q350前=Q1+Q2+Q3
Q1=I0%×Pe÷100+ux%×Pe（P÷Pe）2÷100 式中：I0%=5.5，Pe=320，ux%=4.5，P=310 Q1=5.5×320÷100+4.5×320（310÷320）2÷100 =17.6+13.5 =31.1 Q2=I0%×Pe÷100+ux%×Pe（P÷Pe）2÷100 式中：I0%=5.5，Pe=320，ux%=4.5，P=260 Q2=5.5×320÷100+4.5×320（260÷320）2÷100 =17.6+13.5 =31.1 Q3=I0%×Pe÷100+ux%×Pe（P÷Pe）2÷100 式中：I0%=5.5，Pe=200，ux%=4.5，P=185 Q3=5.5×200÷100+4.5×200（185÷200）2÷100 =11+7.7 =18.7 Q350前=Q1+Q2+Q3 =31.1+31.1+18.7 =80.9(千乏)②、计算目前+350中央变电所的最大长时负荷电流
Ig350前=√(P350前2+Q350前2)÷(√3×U)式中:P350前=717.8KW，Q350前=80.9千乏, U=6
Ig350前=√(717.82+80.92)÷(√3×6)=69.52(A)③、按经济电流密度校验电缆截面
S350前=Ig350前÷Jn式中：Ig350前=69.52A，Jn=1.15 S350前=69.52÷1.15 =60.5(A)根据计算电流60.5A查电工手册可选取电缆截面为16mm2电缆，允许电流为65A,而现使用的电缆截面为35mm2，允许电流为105A,能继续使用,但不经济。
3、南翼投产后+350中央变电所主输电电缆截面的校验 ①、南翼投产后+350中央变所二台压器无功功率的计算 Q350后=Q1+Q2 Q1=I0%×Pe÷100+ux%×Pe（P÷Pe）2÷100 式中：I0%=5.5，Pe=320，ux%=4.5，P=280 Q1=5.5×320÷100+4.5×320（280÷320）2÷100 =17.6+11 =28.6 Q2=I0%×Pe÷100+ux%×Pe（P÷Pe）2÷100 式中：I0%=5.5，Pe=320，ux%=4.5，P=260 Q2=5.5×320÷100+4.5×320（260÷320）2÷100 =17.6+13.5 =31.1
Q350后=Q1+Q2 =28.6+31.1 =59.7(千乏)②、计算投产后+350中央变电所的最大长时负荷电流
Ig350后=√(P350后2+Q350后2)÷(√3×U)式中:P350后=579KW，Q350后=59.7千乏, U=6 Ig350后=√(5792+59.72)÷(√3×6)=56(A)③、按经济电流密度校验电缆截面
S350后=Ig350后÷Jn式中：Ig350后=56A，Jn=1.15 S350后=56÷1.15 =48.7(A)根据计算电流48.7A查电工手册可选取电缆截面为16mm2电缆，允许电流为65A,而现使用的电缆截面为35mm2，允许电流为105A,能继续使用,但不经济。
4、南翼投产后采区变电所主输电电缆截面的校验 ①、南翼投产后采区变所二台压器无功功率的计算 Q南=Q1+Q2 Q1=I0%×Pe÷100+ux%×Pe（P÷Pe）2÷100 式中：I0%=5.5，Pe=320，ux%=4.5，P=250 Q1=5.5×320÷100+4.5×320（250÷320）2÷100
=17.6+8.8 =26.4 Q2=I0%×Pe÷100+ux%×Pe（P÷Pe）2÷100 式中：I0%=5.5，Pe=180，ux%=4.5，P=174 Q2=5.5×180÷100+4.5×180（174÷180）2÷100 =9.9+7.5 =17.4 Q南=Q1+Q2 =26.4+17.4 =43.8(千乏)②、计算南翼投产后采区变电所的最大长时负荷电流 Ig南=√(P南2+Q南2)÷(√3×U)式中:P南=378KW，Q南=43.8千乏, U=6 Ig南=√(3782+43.82)÷(√3×6)=380.5÷10.39 =36.6(A)③、按经济电流密度校验电缆截面
S南=Ig350后÷Jn式中：Ig南=36.6A，Jn=1.15 S南=36.6÷1.15 =31.8(A)根据计算电流31.8A查电工手册可选取电缆截面为10mm2电缆，允许
电流为48A，而现使用的电缆截面为35mm2，允许电流为105A,能继续使用，但不经济。
5、南翼投产后+200中央变电所主输电电缆截面的校验 ①、南翼投产后+350中央变所二台压器无功功率的计算 Q200=Q1+Q2 Q1=I0%×Pe÷100+ux%×Pe（P÷Pe）2÷100 式中：I0%=5.5，Pe=320，ux%=4.5，P=250 Q1=5.5×320÷100+4.5×320（250÷320）2÷100 =17.6+8.8 =26.4 Q2=I0%×Pe÷100+ux%×Pe（P÷Pe）2÷100 式中：I0%=5.5，Pe=320，ux%=4.5，P=225 Q2=5.5×320÷100+4.5×320（225÷320）2÷100 =17.6+7.1 =24.7 Q200=Q1+Q2 =26.4+24.7 =51.1(千乏)②、计算投产后+200中央变电所的最大长时负荷电流
Ig200=√(P2002+Q2002)÷(√3×U)+Ig南 式中:P200=504KW，Q200=51.1千乏，U=6，Ig南=36.6 Ig200=√(5042+51.12)÷(√3×6)+36.6
=85.3(A)③、按经济电流密度校验电缆截面
S200=Ig200÷Jn 式中：Ig200=Ig200+Ig南=48.7+36.6=85.3A，Jn=1.15 S200=85.3÷1.15 =74.2(A)根据计算电流74.2A查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，允许电流为95A,而现使用的电缆截面为35mm2，允许电流为105A,能继续使用,但不经济。
6、按经济电流密度校验+510与+350联洛电缆的载面 ①、根据+510或+350水平的经济电流密度校验联络电缆截面 若因向+510或+350主供电电缆任何一路出现电缆故障时，启用联络电缆，这时联络电缆则担分别任+510或+350水平的负荷。根据计算电流 Ig510= 22.7A；Ig350前=69.5A；Ig350后=65A；查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，其长时允许电流为95A；而现使用的联络电缆截面为35mm2，其长时允许电流为105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装联络电缆符合供电要求，可以继续使用，但不经济。②、根据经济电流密度校验+
510、+350主输电电缆的截面 若因向+510或+350主供电电缆任何一路出现电缆故障时，启用联络电缆，这时任何路主输电电缆就要担负+510和+350两个水平的全部负荷，则主输电电缆电流为两个水平高压电流之和。Ig=Ig350+Ig510Ig350=69.5A，Ig510=22.7A
Ig=22.7+69.5=92.2（A）
根据计算电流92.2A，查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，其长时允许电流为95A；而现使用的主输电电缆截面为35mm2，其长时允许电流105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装主输电电缆符合供电要求，可以继续使用。
7、根据经济电流密度校验+350与+200联洛电缆的载面 ①、根据+350或+200水平的经济电流密度校验联络电缆截面 若因向350或+200主供电电缆任何一路出现电缆故障时，启用联络电缆，这时联洛电缆则担分别任+350或+200水平的负荷。根据计算电流Ig350后=65A；Ig200=85.3A；查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，其长时允许电流为95A；而现使用的联络电缆截面为35mm2，其长时允许电流为105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装联洛电缆符合供电要求，可以继续使用。
②、根据经济电流密度校验+350、+200主输电电缆的截面 若因向+350或+200供电电缆任何一条出现电缆故障时，启用联络电缆，这时任何一条主输电电缆就要担负+350和+200两个水平的全部负荷，则主输电电缆电流为两个水平高压电流之和。Ig=Ig350+Ig200Ig350=65A，Ig200=85.3A Ig=65+85.3=150.3（A）
根据计算电流150.3A，查电工手册可选取电缆截面为70mm2电缆，其长时允许电流为165A；而现使用的主输电电缆截面为35mm2，其长时允许电流105A；因此，+350和+200两个水平现使用的ZLQ35mm2
铠装主输电电缆不能担负两水平的全部负荷，使用联络时，不能满足正常生产的需要。
某煤矿供电系统设计计算示例之二
四、按长时允许电流校验各主输电电缆载面
1、按长时允许电流校验+510中央变电所主输电电缆截面
根据计算电流Ig510=22.7A，查电工手册可选取电缆截面为10mm2电缆，其长时允许电流为48A；而现使用的电缆截面为50mm2，其长时允许电流为135A；因此，现使用ZLQ50mm2铠装电缆符合供电要求，可以继续使用。
2、按长时允许电流校验+350中央变电所主输电电缆截面
根据计算电流Ig=69.5A，查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，其长时允许电流为95A；而现使用的电缆截面为35mm2，其长时允许电流为105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装电缆符合供电要求，可以继续使用。
3、按长时允许电流校验+200中央变电所主输电电缆截面
根据计算电流Ig200=85.3A，查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，其长时允许电流为95A；而现使用的电缆截面为35mm2，其长时允许电流为105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装电缆符合供电要求，可以继续使用。
4、按长时允许电流校验南翼采区变电所主输电电缆截面
根据计算电流Ig南=36.6A，查电工手册可选取电缆截面为10mm2电 19
缆，其长时允许电流为48A；而现使用的电缆截面为35mm2，其长时允许电流为105A；因此，现使用VUZ35mm2铠装电缆符合供电要求，可以继续使用。
五、按长时允许电流校验各联络电缆载面
1、按长时允许电流校验+510与+350联洛电缆载面
若因向+510或+350主供电电缆任何一路出现电缆故障时，启用联络电缆，这时联络电缆则担分别任+510或+350水平的负荷。根据计算电流Ig510=22.7A，查电工手册可选取电缆截面为10mm2电缆，其长时允许电流为65A；而现使用的联络电缆截面为35mm2，其长时允许电流为105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装联络电缆符合供电要求，可以继续使用。
根据计算电流Ig350=69.5A，查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，其长时允许电流为95A；而现使用的联络电缆截面为35mm2，其长时允许电流为105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装联洛电缆符合供电要求，可以继续使用。
2、按长时允许电流校验+
510、+350主输电电缆截面
若因向+510或+350主供电电缆任何一路出现电缆故障时，启用联络电缆，这时任何路主输电电缆就要担负+510和+350两个水平的全部负荷，则主输电电缆电流为两个水平高压电流之和。Ig=Ig350+Ig510Ig350=69.5A，Ig510=22.7A Ig=22.7+69.5=92.2（A）
根据计算电流Ig=92.2A，查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，其长时允许电流为95A；而现使用的主输电电缆截面为35mm2，其长时允许电流105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装主输电电缆符合供电要求，可以继续使用。
3、按长时允许电流校验+350与+200联洛电缆载面
若因向350或+200主供电电缆任何一路出现电缆故障时，启用联络电缆，这时联洛电缆则担分别任+350或+200水平的负荷。根据计算电流Ig350=69.5A，查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，其长时允许电流为95A；而现使用的联络电缆截面为35mm2，其长时允许电流为105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装联洛电缆符合供电要求，可以继续使用。
根据计算电流 Ig200= 85.3A，查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，其长时允许电流为95A；而现使用的电缆截面为35mm2，其长时允许电流为105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装联络电缆符合供电要求，可以继续使用。
4、按长时允许电流校验+350、+200主输电电缆截面
若因向+350或+200供电电缆任何一条出现电缆故障时，启用联络电缆，这时任何一条主输电电缆就要担负+350和+200两个水平的全部负荷，则主输电电缆电流为两个水平高压电流之和。Ig=Ig350+Ig200Ig350=69.5A，Ig200=85.3A Ig=69.5+85.3=154.8（A）
根据计算电流154.8A，查电工手册可选取电缆截面为70mm2电缆，其长时允许电流为165A；而现使用的主输电电缆截面为35mm2，其长
时允许电流105A；因此，+350和+200两个水平现使用的ZLQ35mm2铠装主输电电缆不能担负两水平的全部负荷，使用联络时，不能满足正常生产的需要。
六、按输电电压损失校验各主输电电缆截面
1、按输电电压损失校验+510主输电电缆截面 ①、计算+510输电电压损失
△UK=PL÷UeγS式中：P=235×103W，L=1200m，Ue=6000，γ=28.8米/欧.毫米2，S=50mm2 △UK=235×103×1200÷（6000×28.8×50)=32.6(V)②计算+510容许电压损失
根据有关规定截面为50mm2的高压电缆电压损失率为2.57%，则△U=Ue×2.57% =6000×2.57% =154.2(V)＞32.6V符合要求
2、按输电电压损失校验+350主输电电缆截面 ①、计算+350输电电压损失
△UK=PL÷UeγS式中：P=579×103W，L=1700m，Ue=6000，γ=28.8米/欧.毫米2，S=35mm2 △UK=579×103×1700÷（6000×28.8×35)=162.7(V)②计算+350容许电压损失
根据有关规定截面为35mm2的高压电缆电压损失率为3.5%，则 △U=Ue×3.5% =6000×3.5% =210(V)＞162.7V符合要求
3、按输电电压损失校验+200主输电电缆截面 ①、计算+200输电电压损失
△UK=PL÷UeγS式中：P=504.7×103W，L=2200m，Ue=6000，γ=28.8米/欧.毫米2，S=35mm2 △UK=504.7×103×2200÷（6000×28.8×35)=183.5(V)②计算+200容许电压损失
根据有关规定截面为35mm2的高压电缆电压损失率为3.5%，则 △U=Ue×3.5% =6000×3.5% =210(V)＞183.2V符合要求
4、按输电电压损失校验南翼主输电电缆截面 ①、计算+南翼输电电压损失
△UK=PL÷UeγS式中：P=378×103W，L=4500m，Ue=6000，γ=28.8米/欧.毫米2，S=35mm2 △UK=378×103×4500÷（6000×28.8×35)=281(V)②计算+200容许电压损失
根据有关规定截面为35mm2的高压电缆电压损失率为5%，则 △U=Ue×5% =6000×5% =300(V)＞281V 符合要求
七、按短路电流的热效应校验电缆截面
1、按短路电流的热效应校验+510电缆截面 ①、选取基准容量Sb=100MVA 计算6KV最远点基准电流值 Ib=Sb÷√3Ub式中:Ub=6KV Ib=100÷√3×6 = 9.6(KA)②、计算电抗标么值
电力系统:X1=Sb÷SK=100÷500=0.2 输电线路:X2=0.957×1.2=1.148 X=(X1+X2)×S÷Sb=(0.2+1.148)×500÷100=6.74 ③、计算电流标么值
根据计算电抗等于6.74大于3，故可按电源为无限容量的方法处理。IS=I*0.2=I*无穷=1/X=1/6.74=0.148 ④、计算短路电流
IS=I*0.2=I*无穷=0.148×500÷√3U式中:U=6KV =0.148×500÷(√3×6)=7.12(KA)
⑤、按热效应校验+510电缆截面
SZX=I无穷√tj÷C 式中：C=165，tj=0.2，SZX=7120×√0.2÷165 =19.2(mm2)＜50mm2 符合要求
2、按短路电流的热效应校验+350电缆截面 ①、选取基准容量Sb=100MVA 计算6KV最远点基准电流值 Ib=Sb÷√3Ub式中:Ub=6KV Ib=100÷√3×6 = 9.6(KA)②、计算电抗标么值
电力系统:X1=Sb÷SK=100÷500=0.2 输电线路:X2=0.957×1.7=1.627 X=(X1+X2)×S÷Sb=(0.2+1.627)×500÷100=9.1 ③、计算电流标么值
根据计算电抗等于9.1大于3，故可按电源为无限容量的方法处理。IS=I*0.2=I*无穷=1/X=1/9.1=0.109 ④、计算短路电流
IS=I*0.2=I*无穷=0.109×500÷√3U式中:U=6KV =0.109×500÷(√3×6)=5.24(KA)⑤、按热效应校验+350电缆截面
SZX=I无穷√tj÷C式中：C=165，tj=0.2，SZX=5240×√0.2÷165 =14.2(mm2)＜35mm2符合要求
3、按短路电流的热效应校验+200电缆截面 ①、选取基准容量Sb=100MVA 计算6KV最远点基准电流值 Ib=Sb÷√3Ub式中:Ub=6KV Ib=100÷√3×6 =9.6(KA)②、计算电抗标么值
电力系统:X1=Sb÷SK=100÷500=0.2 输电线路:X2=0.957×2.2=2.1 X=(X1+X2)×S÷Sb=(0.2+2.1)×500÷100=11.5 ③、计算电流标么值
根据计算电抗等于11.5大于3，故可按电源为无限容量的方法处理。IS=I*0.2=I*无穷=1/X=1/11.5=0.087 ④、计算短路电流
IS=I*0.2=I*无穷=0.087×500÷√3U式中:U=6KV =0.087×500÷(√3×6)=4.2(KA)⑤、按热效应校验+200电缆截面
SZX=I无穷√tj÷C 式中：C=165，tj=0.2，SZX=4200×√0.2÷165 =11.4(mm2)＜35mm2 符合要求
4、按短路电流的热效应校验南翼电缆截面 ①、选取基准容量Sb=100MVA 计算6KV最远点基准电流值 Ib=Sb÷√3Ub式中:Ub=6KV Ib=100÷√3×6 =9.6(KA)②、计算电抗标么值
电力系统:X1=Sb÷SK=100÷500=0.2 输电线路:X2=0.957×4.5=4.3 X=(X1+X2)×S÷Sb=(0.2+4.3)×500÷100=22.5 ③、计算电流标么值
根据计算电抗等于22.5大于3，故可按电源为无限容量的方法处理。IS=I*0.2=I*无穷=1/X=1/22.5=0.044 ④、计算短路电流
IS=I*0.2=I*无穷=0.044×500÷√3U式中:U=6KV =0.044×500÷(√3×6)=2.7(KA)⑤、按热效应校验南翼电缆截面
SZX=I无穷√tj÷C式中：C=165，tj=0.2，SZX=2700×√0.2÷165
=7.3(mm2)＜35mm2符合要求
八、结论
根据以上的计算，按电缆长时允许电流、允许电压损失、短路电流的热稳定校验电缆截面的情况，作出如下结论：
1、某煤矿现使用的一根ZLQ50mm2主供电电缆单独向+510水平供电，完全能够满足生产的需要；使用的一根ZLQ35mm2主供电电缆单独向+350水平供电，完全能够满足生产的需要；使用的一根ZLQ35mm2主供电电缆单独向+200水平供电，完全能够满足生产的需要。
2、某煤矿现使用的两根ZLQ35mm2联络供电电缆，完全能够满足联络的要求。
3、在南翼投产后，若+350水平或+200水平的主输电电缆发生供电故障时，启用联洛电缆供电，则+350水平或+200水平任意一条主输电电缆均不能满足同时向+350水平和+200水平供电的要求。但是，如果在+510输电电缆、+350输电电缆、+200输电电缆以及联络输电电缆的相序完全相同的情况下，当+200水平主输电电缆出现故障时，可以通过+510水平主输电电缆、+350水平主输电电缆和联络输电电缆并联向+200水平中央变电所供电，是完全能够满足生产需要；当+350水平主输电电缆出现故障时，可以通过+510水平主输电电缆、+200水平主输电电缆和联络输电电缆并联向+350水平中央变电所供电，是完全能够满足生产需要；
4、为了保证某煤矿供电安全，建议由机运科组织，机电队配合，将+350水平主供电电缆、+200水平主供电电缆、两根联络供电电缆的
煤矿井下供电设备安全现状及对策 第3篇
关键词：煤矿井下;供电设备;安全
0 引言
煤矿井下供电设备安全是每一个煤矿开采工程都必须要十分重视的，因为它不仅仅关乎每一个井下工作人员的生命安全，同时也关乎我国不可再生能源的安全。对于众多的工程而言，煤矿井下工程建设难度系数很高，因为井下工作环境十分的复杂，一旦某个环节出现问题，那么必定会导致事故的发生。其中需要特别注重的就是井下供电设备安全，所以想要提升煤矿安全生产水平，将事故可能发生的概率控制在最小范围内，那么就需求对供电设备安全现状进行深入研究，并且积极的找寻相应的应对措施。
1 煤矿井下供电设备安全现状分析
以往我国安全煤矿常有事故发生，追查导致煤矿事故发生的主要原因发现，其中有很大一部分是因为煤矿井下供电设备不安全导致的，其中包括供电设备过于老化、供电技术不够完善等，以往很多煤矿生产企业只是重视能够获得的经济利益，对于井下供电设备安全并没有给予过多的重视，对煤矿井下供电设备安全埋下众多的不安全隐患。
1.1 供电设备陈旧老化
因为煤矿生产企业为了能够获得更多的经济利益，所以对于开采工程资金的投入力度不足，很多供电设备并不能定期的进行更新，导致矿井下供电设备都已经严重的超出了使用的期限。并且还有很多供电设备因为外界因素的影响供电设备受损严重，很多供电设备都是在超年限超负荷下运行，故障发生的概率很高。很多煤矿开采企业变电所内具有的开关柜等设备，都已经应用了十几二十年，很多部件已经严重的损坏，甚至设备还发生了严重的变形情况，对于电力能源的损耗是十分大的，同时也存在一些我国禁止应用的设备，导致矿井供电设备安全不能够达到既定的标准。
1.2 井下长距离输电导致的安全隐患
我国煤矿开采建设规模不断的增加，同时煤矿生产过程中机械化水平也不断的提升，其中需要特别注重的就是掘进工作面巷道的长度也在增长，这样长距离供电线路为了满足其供电需求也需要进行加长处理。下矿井下如果对低压并且进行超长供电，同时还包括对于电缆选择不当，使得矿井下产生一些不安全因素，很容易导致井下事故发生，其中包括瓦斯爆炸、井下供电设备被烧毁等不良事故。根据科学的调查分析井下长距离输电导致的安全隐患，也是使得我国煤矿开采工程频频爆发事故的重要因素之一，所以相应的煤矿开采企业必须要给予高度的重视，对此问题进行深入的研究，不断的应用技术对其存在的安全隐患进行有效的改善，从而提升我国煤矿井下供电设备安全水平[1]。
2 改进煤矿井下供电设备安全现状对策
2.1 加大井下电气系统的保护
相关的技术人员需要不断的加强对于煤矿井下电气系统的维护和管理，定期的对各项设备进行检查，一旦发现性能不能够达到应用标准的设备，必须要及时的对设备进行更换处理。如果煤矿企业的资金条件允许，相应的技术人员可以对不良运行状态的电气设备，或者是不能进行可靠动作的安全保护装置，进行彻底的改造，如果设备已经趋于淘汰，可以对设备进行更新。为了保证各项电气设备能够在最佳状态中运行，检查仪器和各项仪表必须要配备齐全，技术人员对于设备维修应用的工具也需要完善，同时在库房还需要存有一定的备件。需要排线专门的技术人员对井下的电气设备、电缆和一切的安全防护装置，分区的进行检查，发现任何的不良情况都要及时的与该区域的管辖单位进行联系，如果不能及时的按照规定对不良情况进行修正，那么需要对其给予严厉的惩罚。还需要注重的一個方面就需要不断地加强井下供电设备的改造力度，对供电系统可以实施分段供电的措施等，保证煤矿井下供电设备在一个安全的环境中运行[2]。
2.2 加强煤矿企业供电设备的保护
煤矿企业在生产经营过程中不能够只是重视企业获得的经济效益，同时还需要重视安全生产水平，所以对于煤矿企业供电设备要不断的加强保护，并且要为其工作配置专门的负责人员。煤矿企业的供电设备要进行如接地保护，短路保护，漏电保护，防越级保护等。因为井下生产环境是十分复杂的，如果因为供电设备漏电引起电火花，很有可能造成井下瓦斯爆炸。对供电设备进行保护，同时也就是在提升井下安全生产水平，对于煤矿企业安全生产水平也有着很大的影响，如果供电设备运行不能够达到相应的安全标准，那就会引发电气保护误跳或者是拒跳的现象，若存在井下瓦斯大量集聚的严重情况，就有可能导致井下瓦斯爆炸事故发生，为煤矿企业的生产经济带来巨大的损失。所以煤矿企业在生产过程中，必须要对电气保护不断地进行改良和优化，将先进的计算机技术、信息技术和变频技术与电气保护相融合，应用集成电路技术、网络以及现场总线技术等前沿科学技术，从而不断促进煤矿井下供电设备安全保护的提升，从而促进我国煤矿井下安全生产水平的提升。
3 结语
煤矿井下供电设备安全对我国煤矿企业的发展有着不可忽视的影响力，我国拥有的众多煤矿都必须要对此高度的关注。并且需要通过先进的技术和规范性的管理，不断的提升我国煤矿井下供电设备安全水平。煤矿生产企业必须要按照我国煤矿安全生产的法律规定，应用双回路供电系统，并且要加强对于供电设备的保护力度，定期的对供电设备进行保养、维护、更新，全方位的保证煤矿井下供电设备安全，促进我国煤矿生产企业获得良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]刘湘涛.提高煤矿供电安全可靠性综合措施研究[J].科技创新导报，2011（14）.
煤矿井下安全供电技术探析 第4篇
当前我国的煤炭开采技术迅猛发展, 在产量方面得到了极大的提高, 在机械设备上不断改进提高, 应用了许多大功率采煤机组以及运输设备, 导致煤矿的用电量提升, 供电系统的承担负荷愈来愈大, 所以, 必须要保证煤矿供电系统能够稳定可靠的安全供电。
1 煤矿井下的有关保护技术
煤矿井下的工作环境非常得独特, 能够划分其装置为矿用隔爆型电气装置与通常的电气装置。通常而言, 通常的电气装置没有防爆的作用, 在没有煤尘、瓦斯爆炸危险的地方非常得适用, 而矿用隔爆型的电气装置在有煤尘和瓦斯爆炸危险的场所较为适用。并且, 结合运行电压的高低, 又能够划分电气装置为高压电气装置与低压电气装置, 煤矿井下的电气装置大部分都是一类符合以及二类负荷, 在运行时间段之内通常有着较高的电压与电流, 为此, 煤矿井下的安全供电保护就变得十分关键。
通常造成过流保护电火灾形成的主要原因是电网的过流电, 并且这也是由于过载与短路形成的过流电。为此, 避免形成过流可以有效地防止出现电火灾。根据上述的原因, 过流保护涵盖过载保护以及短路保护。而目前的电子式继电器以及电磁式继电器都能够保护短路, 此外, 能够借助热继电器、电子式继电器, 电磁式继电器实现过载保护的目标。
倘若毁坏了接地保护电气装置的绝缘, 那么其架构与金属外壳就能够带电。在人们因为不注意的情况下对这一系列的电气装置进行接触时就会使触电的事故形成。由于30m A是我国针对触电的安全极限交流电值, 因此务必有效地体现接地保护的功能, 从而控制经过人身的电流在极限电流的范围内。降低保护接地设备的有关电阻在要求的范围之内是保护接地的根本所在, 如此能够确保经过人身体的电流在极限的安全电流之内, 从而确保安全生产。
在漏电电网绝缘电阻比相应的数值小后, 人体接触就会使触电的事故形成, 并且漏电不但会使装置受到一定程度的损坏, 而且还会使事故形成, 甚至会形成漏电火花或导致人体触电, 从而造成煤尘与瓦斯爆炸的现象。为此, 漏电保护装置在煤矿井下的供电系统当中非常关键, 进而对人体内部的电流电容进行补偿, 以及实现保护漏电和监视绝缘的功能。
重点借助附加直流电源保护原理的以及将直流电源附加在对地绝缘电阻检测回路当中的无选择性漏电保护装置对电路的改变进行监视, 从而实现对绝缘电阻进行检测的目标。借助零序电流保护原理的有选择性漏电保护装置其重点是通过零序电流互感器这种方式得到电流信号。
2 建立煤矿井下安全供电系统的因素分析
供电系统应当全面地兼顾负荷的增长改变, 并且将相应的发展余地预留;在出现故障或其中存在电源进线停电检修的时候, 另外的一电源进线应当可以对所有的电流进行承担;应当尽可能使能源的耗费降低, 从而实现运转成本与投资成本的减少;需要使供电系统的连接线尽量地简单, 防止太过复杂化, 进而方便维护和操作, 应当跟系统的有效发展以及电流负荷的改变相符合;需要确保供电系统的稳定性和安全性, 并且实现生产的需要。
3 煤矿井下安全供电系统技术
3.1 实施电子保护的技术
为持续发展的采矿技术, 也不断地提高煤矿井下供电系统短路保护灵敏性的精准度, 为此, 针对供电系统保护短路来讲, 实施电子保护的策略非常关键。像是电压电流连锁保护、相敏保护, 载频保护等一系列的形式。为了使矿井供电系统保护短路的稳定性指标提升, 供电系统的传感器能够借助空心互感器充当, 复合式电源的应用能够确保在近端形成短路的情况下电源运行的正常性, 这显得十分必要。
3.2 应用跳闸电器的技术
针对迅速地形成煤矿井下电压电网保护短路来讲, 跳闸电器的动作时间有着直接性的影响, 为了使保护的快捷性提升, 这就要求我们将真空接触器以及真空断路器应用于电磁启动器与馈电开关当中, 事实表明, 这种保护策略是十分有效的。当今, 仅仅在功率较小的低电压开关当中有着这种技术的可操作性和可行性。
3.3 保养与维修电气装置的技术
需要实时性地维修与保养电气装置, 只有如此, 才可以确保电气装置运行情况的稳定。针对一部分旧的电气装置而言, 确保其顺利运转是工作的主要事项, 为此, 应当对出现故障的装置进行实时地维修, 从而实时地消除隐患。针对一部分新装置而言, 严格地进行保养维护以及提升技术工作者的能力是关键, 进而正常地应用电气装置, 确保煤矿井下进行高效性与安全性地生产。
3.4 对电缆进行屏蔽的技术
对电缆的屏蔽是避免存在故障电火花外泄的有效策略, 并且闭锁短路也能够实现理想的成效, 倘若慎重应用这种技术, 那么旁路技术的应用也非常有效。
4 结论
综上所述, 矿井的供电系统对于煤矿的安全生产来说发挥着重要的作用, 我们也应该看到矿井井下安全供电面临的环境十分恶劣, 供电管理也是一项复杂的系统工程。煤矿供电事故时常发生, 不仅会导致矿井短时间停工, 而且还可能引发煤矿特大事故的发生, 严重影响了煤矿的安全生产, 所以说我们应该高度重视煤矿供电管理。物的因素、环境的因素、人的因素是导致煤矿供电事故的主要原因, 煤矿企业应该通过构建合理电网结构、采取合理运行方式, 提高电网的装备水平, 提高供电系统人员的整体素质, 引进事故短信平台等措施来降低供电事故的发生频率, 促进煤矿的安全生产。
参考文献
[1]王霞.浅析煤矿供电事故多发的原因及防范措施[J].能源技术与管理, 2010 (04) :104-105.
[2]朱文安.浅析煤矿供电系统保护与事故的控制措施[J].科技信息, 2011 (19) :772-773.
[3]王新文.事故短信平台在煤矿供电系统中的应用[J].数字技术与应用, 2010 (05) :91-91.
煤矿井下供电论文 第5篇
井下供电系统各类保护试验制度
为进一步加强我矿机电设备安全质量标准化建设，保障我矿井下供电系统的安全运行，完善机电保护设施，全面提升机电管理水平,确保安全生产。结合我矿实际情况，决定对全矿范围内供电系统“三大保护”（过流、接地、漏电）定期进行全面的检查试验，具体内容如下：
一、试验周期
1、在井下使用超过六个月的开关，必须对设备“三大保护”进行一次检验和调整，确保动作灵敏可靠，当负荷变化较大时，应及时调整；每隔六个月或在设备移动时必须检查一次漏电保护装置，每年至少检验调整一次。
2、每次检查试验应对各种保护电器的动作值检查一次，确保动作正确；同时检查开关保护插件整定值，发现损坏及时更换。
3、每天必须对动力低压供电检漏装置的运行情况进行一次跳闸试验。
4、每月对动力低压检漏装置的运行情况进行一次全面远方漏电试验一次。
5、每季度由机电科组织对井下各个配电点、变电所的主、辅接地极进行一次电阻测试。
6、新工作面安装设备前，由机电一队技术员设计该工作面的供电系
统图，并进行整定计算，将结果交机电科审核后方可安装设备。
二、检查试验目的及要求
1、对电气设备保护接地日常检查要求：电气设备接线保护接地外表检查每天至少一次。
（1）当班跟面电工检查所管辖范围的设备时，必须检查设备外表接地保护连接的完整性与连续性，发现接头有松动、接地线断裂、锈蚀或断面减少时及时处理。如果当班电工不能处理，应立即报告当班分队长，立即派人准备工具，材料或备件进行修理。
（2）当班值班电工应检查供电网路接线盒的局部接地情况及接地点的局部接地极和连接导线的完好情况。
2、严格执行各项试验工作，对井下的接地、漏电、过流保护要逐一进行检查，并做好试验记录，检查结束后要如实填表交回机电科存档，保证三大保护动作灵敏可靠。
3、电钳工要严格按规程操作，保证试验期间的人身安全，对机电设备在检查试验时发现异常问题或调整定值时需汇报机电科安排，由队长现场监护整改解决。
4、加强自检自查工作，规范井下供电，完善各类电气保护装置，减少机电事故发生，杜绝井上、下重大机电责任事故。
三、试验后的验收及考核
1、试验期间区域负责人要根据队组实际情况，结合区域设备运行实际情况，制定各自的试验计划，完成后要将检查结果及时
汇报机电科（以试验记录表为依据），由机电科安排专人进行对照复查，并将复查结果作为队长月度考核依据。
2、对查出的隐患未按期整改的，或复查仍不合格的，除在调度会及机电安全专项检查会议上通报批评外并要加重处罚。
3、高压电气设备的试验工作根据机电科制定的安全技术措施执行。
四、排查隐患的处理
1、保护器出现故障，如误动或动作不正常，首先检查整定值是否适当，然后检查接线是否良好，或换一个好的保护器进行检查，一旦损坏打出检修。
2、井下高压线路和设备的安装必须有合理的设计并经有关单位审批后，方可进行。高压电气设备在安装检修后，运行期间要根据煤矿电气设备绝缘试验的规定，进行定期试验和接地电阻的测定，不合格者，要及时处理。
五、责任区域：
（1）、综采一队由机电负责人任新义全面负责。（2）、综采二队由机电负责人史丽春全面负责。（3）、综掘一队由机电负责人史小兵全面负责。（4）、综掘二队由机电负责人任步青全面负责。（5）、综掘三队由机电负责人王全庆全面负责。（6）、综掘四队由机电负责人张庆明全面负责。（7）、综合掘进队由机电负责人贾欣才全面负责。
（8）、正南采区由机电一队队长雷许庆负责监管南采区所有队组（区域）设备及中央变电所、正南变电所、主水泵房、正南一、二无极绳。
（9）、东采区队由机电一队技术员赵云岗负责监管东采区所有队组（区域）设备及东巷变电所、东巷水仓。
（10）、西采区队由机电一队副队长宋春辉负责监管西采区所有队组（区域）设备及西1#、2#、3#变电所、西1#、2#、3#水仓。
（11）、井下高压供电系统试验由机电科全面组织所属队组负责，低压供电系统由机电一队队长及生产队组机电负责人全面负责，各队机电负责人必须严格执行科室安排的各项工作任务。
（12）、变电室、高压开关、变压器、低压开关线路由机电一队所辖班长每班巡视，队长、副队长、技术员配合巡视检查。
六、其他
1、各队负责人要严格按照规定对井下供用电系统“三大保护”检查试验，发现异常立即向主管领导汇报、请示、落实、解决。确保“三大保护”合格齐全，有效可靠。
2、每次检查试验结果及时如实填表交回机电科审核存档。
3、本制度从下发之日起严格遵照执行
附：沁新煤矿井下电气设备“三大保护”试验记录表
二○一○年九月十四日
沁新煤矿井下电气设备“三大保护”试验记录表
试验地点：年月日
试议提高煤矿井下供电安全技术措施 第6篇
关键词：煤矿 井下供电安全 技术措施
煤矿井下阴暗潮湿，常年得不到阳光的照射，必须要通过供电系统保障井下施工得以正常进行。为了有效提升井下作业安全，解决煤矿井下供电系统中存在的负荷分配不均、谐波污染加剧、设备不配套等问题，就必须要加强对煤矿井下供电安全的重视程度，结合矿井开采的实际情况，制定出一个较为完备的煤矿井下安全供电方案，有效保障采矿工程的安全性、稳定性和经济性。
1 提高煤矿井下供电安全性的意义
在正式步入21世纪之后，我国将安全放在了煤矿生产工作的首位，安全问题受到了社会各界的广泛关注。供电安全是煤矿安全生产中的重要问题之一。由于井下开采空间有很大局限性，采掘不慎会引发瓦斯泄漏、煤尘污染等问题，一旦出现漏电现象，很容易引爆矿井中的易燃物质，造成大规模的人员伤亡事故，对国家财产和人员安全造成极大威胁。
2 当前我国煤矿井下供电系统存在的安全隐患
2.1 主变压器容量不足
当前，我国许多矿井由于改扩建导致许多矿井的总负荷量大大超出了供电系统实际可以承载的容量，使得变电站主变压器和井下个别变压器长期处在容量不足的状态中。长此以往，很容易导致变压器出现局部过热、绝缘老化等问题，极大程度上影响了变压器的使用寿命。严重时，还有可能出现电缆发热燃烧情况，万一引起瓦斯爆炸，将会对矿井下的工作人员带来致命伤害。
2.2 供电电能质量水平降低
随着科学技术的不断更新发展，煤矿生产中使用的设备也变得越来越先进。将这些大功率机电设备引进到煤矿井下开采工作中，能够有效提高煤矿资源的开采效率，大大提高煤炭产量。但是，这些大功率机电设备同时运转时产生的谐波分量会直接通过低压供电线路反馈给供电系统，可能出现低质量电能情况，严重影响了煤矿开采设备的正常运转。不仅如此，低质量电能还有可能影响检测系统和继电保护系统的正常运转，对供电系统的安全运行埋下了隐患。
2.3 国家明令淘汰设备还存有个别使用现象
国家已经出台了相关的政策法规，三令五申地强调各煤矿企业在生产过程中禁止使用分支线路空气开关。由于这些空气开关在实际操作过程中产生的能量电弧较大，极易引爆狭窄矿井中充斥的易燃易爆气体，造成不可挽回的损失。但是，根据走访调查，发现这些本该严令禁止的电源控制开关依旧在个别矿井，尤其是资源整合过程中的矿井中使用，严重影响了煤矿矿井低压供电系统的安全性。
2.4 安全监测系统的自动化水平较低
为了节省成本或受到当时技术条件的制约，部分矿井中并没有配备安全检测系统对供电系统进行实时监测。这样一来，井下的工况信息难以及时传输到地面监测部门，使得电力调度人员无法在第一时间掌握矿井中供电系统的实际运行状态。一旦发生安全事故，很难及时采取有效的应对措施将事故损失降到最低。
3 提高煤矿井下供电系统安全性的对策
3.1 提高煤矿井下供电系统的可靠性
在煤矿供电的配备中，一个矿井至少要配备两个以上的电源进行日常供电工作。对于给较为重要的通风系统、排水系统、传输系统等供电工作，可以通过井下配电所的备用电源进行直接供电，以随时确保生产工作得以顺利进行。不仅如此，井下双回电源回路必须要从不同的变电所中引入，为其安装上较为完备的自动切换装置。通过这种方式，预防因电源回路出现问题而引发的机械停摆情况，能够有效确保矿井供电的可靠性，保障井下工作人员的人身安全。
3.2 合理优化布设
由于威胁井下作业安全的因素有很多，为了能够有效提高井下长距离供电的安全可靠性，必须要进行供电系统的合理优化布设工作，采用分列分段供电、提高电压等级、增大电缆经济截面等方式提高井下供电系统的安全性能。还能够通过增设专业的安全员、加大供电系统维护管理力度等方式确保煤矿井下供电安全。
3.3 完善继电保护系统
继电保护系统能够在供电系统发生故障时在最短的时间内将不安定的因素从系统中移除，或直接对当班的管理人员预警，最大程度减轻因突然断电引发的设备受损情况，确保煤矿生产活动能够顺利进行。煤矿企业要不断完善改进已有的继电保护装置，使其在出现系统故障时能够在第一时间将险情扼杀在萌芽状态，避免引发更严重的事故。除此之外，煤矿企业还应将所有高压动力设备或控制设备按照国家的标准设置保护功能，并根据实际情况有针对性地优化井下继电保护系统的设计方案，与时俱进地采用当前最为先进的技术设备和措施，最大程度提升我国煤矿井下供电安全系数，尽量降低因故障引发的事故概率，提升故障的排除速度，将安全隐患及时清除。
3.4 加大供电设施保养力度
供电设施一般都有一个使用年限，煤矿企业要随时关注各个设备的使用寿命，及时将超出使用年限的设备进行更新换代，以降低机械故障的频率。对于处于使用年限之内的机械设备，要定期进行维修保养，时刻关注设备的运行情况，对需要修理的电力设施进行及时修复，以免发生更大的危险事故。除此之外，相关工作人员还要通过安全监测系统传输的数据资料进行故障判断，快速制定有效措施，确保整个煤矿生产工作的顺利进行。
4 结束语
综上所述，煤矿井下作业具有较高的危险性，供电安全是煤矿生产中的一个关键问题。若是矿井中出现了漏电情况，电火花一旦引起瓦斯爆炸，不仅会对矿井下的工作人员带来致命伤害。还会给企业造成巨大的经济损失，严重影响企业声誉，同时在社会上造成极其负面的影响。要想有效提高煤矿井下供电安全系数，就必须要提高煤矿井下供电系统的可靠性，不断完善继电保护系统，安装安全监测设备，及时解除安全故障问题，加大供电设施保养力度，对供电设备进行定期维修养护工作，快速制定出应急对策，将险情扼杀在萌芽状态。
参考文献：
[1]王秀颖.提高煤矿供电安全可靠性的对策研究[J].产业与科技论坛，2013（01）.
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浅谈煤矿井下供电短路保护 第7篇
现在煤矿供电设备关于电气保护主要有过流保护、接地保护、漏电保护三种类型。在煤矿安全生产的进程中, 煤矿供电保护显得极其重要, 保护的四个基本要求是选择性、灵敏性、快速性和可靠性, 否则的话, 极有可能引起保护拒跳、误跳等现象, 或者引起保护跳闸的范围扩大, 更为严重时可能造成井下瓦斯急剧上升, 出现瓦斯积聚的现象, 甚至直接引发瓦斯事故, 给矿井本身和员工人身安全造成严重的威胁。现在的煤矿对于供电系统和电气设备的保护主要采用继电保护装置。计算机技术、网络通信技术还有微电子技术和信息技术的飞速发展给智能保护系统的研发带来了极大的便利, 硬件方面, DSP的数据处理能力非常强大, 不仅保证低功耗, 而且逻辑芯片可以编程, 专用芯片达到高集成度, 整个系统的可靠性有了非常大的提高, 生产质量也得到了有效保证。
1 关于井下的相关保护
煤矿井下有着较为特殊的工作环境, 它的设备可以分为一般型电气设备和矿用隔爆型电气设备, 一般来说, 前者并不具备防爆性能, 比较适合没有瓦斯、煤尘爆炸危险的一些场所;而后者具有这些性能, 相对于有瓦斯, 存在煤尘爆炸危险的地方就比较适用。同时, 根据工作电压的高低, 电气设备又可以分为低压电器设备和高压电气设备, 井下的电气设备大多数都属于一类负荷和二类负荷, 工作期间的电流和电压一般比较高, 因此保护这些就显得异常的重要。
电网的过流电一般是导致过流保护电火灾产生的主要原因, 而同时又是短路和过载引起过流电, 因此对于防止过留的产生就能很好的避免电火灾的发生。过流保护针对以上两个原因主要包括短路保护和过载保护。现在的电磁式继电器和电子式继电器都可以实现短路保护的目的, 另一方面, 过载保护可以通过电磁式继电器、电子式继电器和热继电器实现保护的目的。
如果接地保护电气设备的绝缘发生毁损, 那么它的金属外壳和架构就会带电。当人们由于不小心接触到这些电气设备的时候就会发生触电的事故, 鉴于我国对于触电的安全极限交流电值是30 m A, 因此一定要注意将接地保护的功用发挥出来, 使得通过人身电流控制在极限电流之内。保护接地的关键在于将保护接地装置的相关电阻降低到符合规定的范围内, 这样就可以保证通过人身体内部的电流不超过安全的极限电流, 从而保证生产的安全性。
当漏电电网的绝缘电阻小于一定的数值之后, 人体触及之后会产生触电的危险, 同时漏电不仅能够进一步损坏设备, 而且还可能会造成事故, 严重的可能会引发人体触电或者漏电火花引发了瓦斯爆炸和煤尘的危险。所以在井下供电系统装置漏电保护装置至关重要, 从而实现绝缘监视、漏电保护还有补偿流过人体内部的电流电容作用。无选择性漏电保护装置主要采用的是附加直流电源的保护原理, 并同时在包含对地绝缘电阻的检测回路中附加上直流电源监视其变化, 达到检测绝缘电阻的目的。而有选择性的漏电保护装置采用的是零序电流保护原理, 所谓的零序电流信号主要是由零序电流互感器这一渠道获得。
2 煤矿井下供电系统建立所需要的几个要素
(1) 供电系统应该保证安全可靠, 并同时达到生产的要求。 (2) 供电系统的连接线应该尽可能简单, 避免过于复杂, 从而有利于操作维护, 要适应电流负荷的变化和系统的有效发展。 (3) 要尽量减少能源的消耗, 节省投资费用和运行费用。 (4) 当出现其中有电源进线停电检修或者发生故障的情况时, 另一电源进线要能够承担全部的电流。 (5) 供电系统要将负荷的增长变化考虑在内, 同时留下一些发展余地。
3 煤矿井下保护存在的基本问题
单侧电网的阶段时电流保护的原则主要有以下几点:从电源到负荷动作电流效应应该是由大到小依次递减, 动作时间也是逐级递减的;第一阶段电流保护的动作电路应该保证必须大于下一级电路的手段最大短路电流, 但是, 由于煤矿井下的供电系统采用了很多的铜芯电缆, 而且距离很小, 这种做法导致的就是阻抗很小, 现有的短路开关和电磁式继电保护也很难使得动作时限控制在0.5 s之内, 所以, 上述两条原则在实际操作中是很难实现的。
4 关于煤矿井下供电系统短路保护的建议
4.1 加强技术培训
煤矿井下供电系统的短路保护涉及煤矿安全, 是一项非常重要的保护, 提高短路保护方面的性能需要考虑到很多方面, 必须从多个方面着手, 满足其综合性的要求。煤矿井下的供电系统发展十分迅速, 这也加大了短路保护的难度, 伴随着高科技的发展, 对于技术人员的要求不再停留在理论知识熟练的层次, 更多的是强调实践中的供电系统短路保护的技术操作, 以保证在发生故障时, 能够在短时间内解决问题。为了保证煤矿井下供电系统的短路保护安全, 就决定了对技术人员进行系统专业的业务培训的必要性, 否则很难找到合适的人员胜任这项工作, 进而使得煤矿的安全生产受到威胁。
4.2 重视跳闸电器的作用
跳闸电器的动作时间对煤矿井下低压电网短路保护的快速性产生决定性作用, 为了提高保护的快速性, 就需要我们在馈电开关和电磁起动器中采用真空断路器和真空接触器, 这是一项非常有力的保护措施。目前, 只有在小功率低电压开关中具备了技术可行性和实际操作性。
4.3 加强电气设备的维修保养
电气设备应该做到及时地保养和维修, 只有这样才能保证电器设备处于正常使用的状态。对于一些旧设备来讲, 工作的重点就是保证其正常的运行, 所以要及时修理发生故障的设备, 保证隐患得到了及时的消除;而对于一些新设备来讲, 提高技术人员的水平并同时认真的做好维护保养工作是重点, 从而达到电气设备正常使用的目的, 在煤矿井下的生产中保证安全性和高效性。
4.4 采用电子保护的方式
由于采煤技术不断地发展, 煤矿井下供电系统短路保护的灵敏度也在一直地提高要求和精准度, 因此采用电子保护措施对于井下的供电系统的短路保护至关重要, 比如载频保护、相敏保护或者电流电压连锁保护等方式。为了提高煤矿井下供电系统短路保护的可靠性标准, 空心的互感器可以作为供电系统的传感器, 使用复合式的电源从而保证当近端出现短路时电源可以正常工作, 这是非常必要的。
4.5 采用屏蔽电缆的方式
防止故障电火花外泄的强有力措施就目前来看是屏蔽电缆, 同时, 短路闭锁也是很有效果的, 如果技术慎重采用的话, 采用旁路技术也是行之有效的。
5 结语
本为主要针对煤矿井下供电系统的短路保护方法进行了阐释, 对于短路保护存在的一些问题进行了详细的分析, 也对井下供电系统的短路保护提出了几点建议, 主要包括加强技术培训;重视跳闸电器的使用;加强对于电气设备的维修保养;采用电子保护等策略。伴随着井下供电技术的不断发展, 煤矿井下供电系统的短路保护措施也会不断地完善, 对于煤矿井下的生产安全性和矿工的生命安全保障性都会有着很大的提高。参考文献:
摘要：煤矿安全问题一直是煤矿企业的关注重点, 尤其是煤矿井下的供电安全更为重要。在煤矿井下的供电系统中, 偶尔也会出现短路的现象, 所以短路保护作为保证煤矿井下安全供电的其中一种保护方式, 对于煤矿的安全生产和保护矿工的生命安全方面的作用不容小觑。主要对煤矿井下常用的短路保护方法进行阐述, 同时提出相应的供电系统短路保护方面的几点建议。
关键词：煤矿井下,短路保护,供电系统
参考文献
[1]郭刚.煤矿井下低压供电系统相敏短路保护的应用分析[J].山西大同大学学报:自然科学版, 2012, 28 (3) :12-14.
[2]黄雄, 郝后堂.煤矿井下供电防越级跳闸新技术[J].煤炭工程, 2014, 46 (1) :12-13.
煤矿井下供电短路保护措施分析 第8篇
矿井供电系统是由井田范围、煤层埋藏深度、矿井年产量、开采方式、井下涌水量, 以及开采机械化和电气化程度等所决定的。对于开采煤层深、用电负荷大的矿井, 可通过井筒将3~10 k V高压电能经电缆送入井下, 称深井供电。如煤层埋深距地表100~150 m, 且电力负荷较小时, 可通过井筒或钻孔将380 V或660 V低压电能直接经电缆送入井下, 称浅井供电[1]。根据具体情况, 也可以采用上述两种方式同时向井下供电, 或初期采用浅井供电方式, 后期改用深井供电方式等。
1 煤矿企业对供电的要求
电力是现代化矿山企业的动力, 为了适应煤矿的特殊性, 对供电有如下要求。
1.1 可靠性
煤矿一旦中断供电, 不仅影响产量, 而且有可能发生人身事故或设备损坏, 严重时将造成矿山破坏。为了确保煤矿的供电可靠性, 地面降压变电所的受电线路应采用两回独立电源, 并且在其线路上不得分接任何负荷。两回电源可来自不同的变电所 (或电厂) 或同一变电所的不同母线上, 这样如果在一回路发生故障时, 仍可保证对矿井的供电。
1.2 安全性
煤矿生产环境复杂, 自然条件恶劣, 供电线路和电气设备易受损坏, 可能造成人身触电和电火花引起的火灾和瓦斯煤尘爆炸等事故。为此, 必须采取防爆、防触电及过流保护等一系列技术措施, 并且制定相应的管理规程, 严格遵守《煤矿安全规程》有关规定, 以确保安全供电[2]。
1.3 供电量充裕
设计时不仅考虑建设时期和投产后电能的需要, 而且要考虑到矿井将来发展时电能的增加, 以保证供电设施有扩充的余地。
1.4 技术经济合理
在保证可靠和安全供电的前提下, 还要保证供电质量。供电质量, 是指电压的偏移不超过额定电压值的±5%;频率的偏移, 不超过±0.2~0.5 Hz。如应用大功率晶闸管整流时, 要防止因谐波分量的增大, 可能使电力电容器过负荷或使网路某部分产生谐振而造成事故等, 为此, 应采取相应措施, 以保证供电技术合理。在满足上述要求条件下, 应力求供电系统简单, 安装、运行操作方便, 建设投资少和运行费用低等。
2 煤矿井下供电系统
电源通过35~110 k V双回路架空线送至矿井地面降压变电所, 一次主接线为带有跨条KT的两台变压器内桥式接线。跨条用两组隔离开关构成, 其上接有35~110/0.4 k V的所用变压器, 供变电所直流操作电源等用。电源经两台主变压器降压后分别接到3~10 k V单母线的两段上, 用成套配电装置向用户供电。矿井一、二级负荷, 如扇风机、主副井提升机等, 由接在不同母线段上的双回路供电, 以保证其可靠性。
提高功率因数用的电容器组, 分别接在3~10 k V两段母线上。各段母线上的电压互感器为三相五芯柱式, 其二次电压是供测量、监视及保护用信号源。为了防止雷电入侵波对配电设备的危害, 各段母线上均装有避雷器。在避雷器的旁侧设置的电容器, 是用于加强对直配电动机的防雷保护。所内设有两台低压变压器, 二次为三相四线制接线, 给地面低压动力及照明供电。井下用电, 是由地面降压变电所用两条 (或多条) 高压电缆经井筒送至井下中央变电所, 然后用成套配电装置向井下各高压用户供电。井下中央变电所主接线, 采用单母线分段 (当入井电缆为多条时, 母线可分为三段或四段) , 以保证井下重要用户的供电可靠性。井下井底车场的低压用电, 由设在井下中央变电所的两台配电变压器供给。各翼分区或采区变电所、或移动变电站, 是通过高压电缆由中央变电所引入的, 经降压后向采区低压设备供电。地面降压变电所向井下供电的电缆, 始端是否串接电抗器, 取决于井下高压配电装置的断流容量是否满足要求[3]。
3 煤矿井下常见的短路事故及其产生原因
1) 电缆放炮 (爆炸) 。电缆放炮或爆炸, 就是发生了两相或三相短路, 这时将发出较大的爆裂声。产生这种短路事故的主要原因为:制作电缆接头时工艺质量不合要求, 常在三岔口发生短路;由于矿车掉道等机械性撞、压、挤, 放炮崩等原因, 使芯线绝缘损坏击穿而发生短路;铠装电缆由于弯曲过度使铠装层和铅包层发生裂纹、潮气侵入而发生短路。
2) 变压器、电动机、开关等电气设备内部发生短路。产生这种短路事故的原因为:产品质量不合要求;检修质量低劣;由于金属工具遗忘在设备内部造成相间短接;长时间闲置的设备绝缘受潮, 投入运行前又没有按规程规定做必要的绝缘性能试验, 一送电就使绝缘击穿而造成短路事故。
3) 三相短路接地线没有拆除就送电, 造成三相短路。电气设备停电进行维修或处理有关问题时, 为了安全, 按规程规定, 必须将三相短路接地以后才能在设备上工作, 如果忘记拆除这种短路接线就送电, 会立即发生短路事故。
4) 不同相序的两路电源线或两台变压器如果并联运行, 立即造成相间短路。两路电源线或两台变压器并联时, 必须按相序相同的原则进行连接, 如果相序不同, 必然造成相间短路。
5) 加在电器上的电压过高 (即过电压) 使电气设备的绝缘击穿而发生短路。
4 煤矿井下供电短路保护措施
短路事故的预防应从两方面入手: (1) 防止短路事故发生, 这是主要的。 (2) 万一发生短路事故, 必须迅速切断发生事故的线路电源, 从而防止事故范围的扩大。为防止短路事故的发生, 应从下面几项工作人手。
1) 电气设备安装前、安装好以后以及运行中的电气设备, 都必须按规程规定, 严格进行绝缘性能试验。对电气设备的绝缘性能进行检查试验, 才可能发现绝缘性能存在的缺陷或隐患, 从而提前采取措施进行处理。因此, 这项工作对防止发生短路事故是非常有效的措施之一。
2) 加强日常维护、巡回检查和定期检修。对各种电缆线要特别注意吊挂整齐, 高低符合规定, 放炮时对可能崩坏的电缆线必须加保护罩, 改换支架时, 对电缆线也必须加以保护。
3) 加强电工的责任心, 严格执行电气安全操作规程, 防止误操作[4]。
4) 严禁非专职电工进行停、送电操作。
5) 严格执行安装质量的验收和交接制度, 消除可能出现的“先天不足”。
6) 杜绝“凑合”现象, 发现问题或出现故障预兆, 必须立即进行处理。
为了防止发生短路故障后使事故范围扩大, 必须按规程规定, 设置必要的短路保护装置, 保证在短路电流还没有造成破坏以前, 就将短路电流切断。
5 结语
综上所述, 煤矿井下供电系统发生短路故障的原因是多方面的, 因而也应从多方面采取措施进行综合预防, 并结合煤矿特点, 对供电系统各种短路故障要进行及时处理, 以免危险事故的发生。
参考文献
[1]杨鹏云.煤矿井下供电短路保护方式探索[J].科技视界, 2014 (4) :305.
[2]雷江涛.对煤矿井下漏电的深入分析[J].科技信息, 2014 (7) :257-258.
[3]邢东凯.井下高压供电短路保护系统的优化[J].科技传播, 2014 (3) :90-91.
浅谈煤矿井下供电低压漏电保护系统 第9篇
关键词：煤矿,选择性,漏电保护,动作值
1 选择性煤矿井下低压漏电保护系统
漏电故障是井下低压供电系统发生次数最频繁的故障, 在总故障中的比例高达80%以上。煤矿井下漏电事故的发生不仅会引起人身触电, 而且还有可能导致瓦斯、煤尘爆炸严重的还会提前引爆电气雷管。因而, 漏电保护系统成为煤矿井下供电保护的重中之重。目前, 漏电保护技术的发展趋势是选择性漏电保护系统, 它只切除漏电故障线路和设备, 保证非故障部分继续工作, 减小由于漏电故障而造成的停电范围, 便于寻找漏电故障的原因, 缩短漏电停电时间。煤矿井下选择性漏电保护主要采用零序电流方向保护和零序功率方向式漏电保护。
1.1 零序电流型漏电保护 (如图1)
如果上图中的电网发生漏电, 漏电电阻越小, 电网中性点对地电压就会越高, 由上图可知电网中性点对地电压VN就是零序电压V0。所有非故障支路零序电流Ig0之和为故障支路的零序电流Ig0。电网中, 流过故障支路的零序电流是所有非故障支路零序电流的总和。而各非故障支路只流过本支路的零序电流的值必然小于故障支路的零序电流的值。因此, 可以在各支路首端装设零序电流互感器, 利用它就可以反应各支路零序电流的大小, 可以作到有选择性地漏电保护。
1.2 功率方向型漏电保护
在混合式 (含有干线式和放射式) 低压电网中, 电容和电阻的并联是电网的地阻抗。由公式:V0=VN=VA0+VB0+VC0, Ig0i= (VN/Zi) 3可知, 非故障支路零序电流超前零序电压0°~90°;由KCL定律分析可知, 故障支路零序电流则滞后零序电压90°~180°。零序功率方向型漏电保护就是利用零序电流或零序电压的幅值大小来判断某一供电单元内是否有漏电事故的发生, 同时利用各支路的相位关系来寻找发生漏电故障所在的支路, 有选择性地切断漏电故障支路。当电网中某支路发生人身触电事故或漏电故障时, 取样电路就会从电网中取出零序电压和各支路的零序电流信号进行放大整形, 然后通过比较相位判别出发生故障的支路, 最后启动执行电路从而切断故障支路的电源, 这样就实现了有选择性的漏电保护。
2 煤矿井下低压漏电保护动作值的研究
在我国, 煤矿井下供电时绝对不允许中性点直接进行接地, 即规定必须采用中性点不接地系统, 中性点不接地系统所发生的漏电事故大多数为单相触电事故。在相电压作用之下, 电流经电网三相绝缘电阻与其它两相对地电容和人体而形成一个闭合回路。与通过人体的电流有关的因素为:系统电压、人体电阻、线路对地电容及电网绝缘电阻等。流过人体或接地点的电容电流可以通过检漏继电器采取零序电抗器提供的感性电流进行补偿, 这样与单相漏电电流有关的因素就只有三相电网绝缘电阻了。我们以电网电压660V为例进行计算, 若流过人体电流为30mA, 当电网的绝缘电阻比35kΩ低时, 在这种情况下人体若触电, 流经人体的漏电电流就可能比30mA要大, 然而这在供电中是禁止的。因此, 如果网络的绝缘电阻低于35kΩ时, 我们必须采取一定的措施来提高网络的绝缘电阻, 以保障供电的安全进行。电网电压为660V时, 馈电开关的漏电闭锁值为22kΩ, 这种情况下网络的绝缘电阻必须上升到闭锁值的1.5倍, 也就是网络的绝缘电阻必须近似于甚至高于35kΩ时才可送电。考虑到三相电网的漏电阻对直流为并联通路, 其检漏继电器漏电动作值整定为:
当任一相漏电电阻低于11kΩ时 (即网络绝缘低于35kΩ) , 检漏继电器动作, 为了实现漏电保护, 开关就会跳闸。但是如果漏电动作值均设定为11kΩ, 一旦某处的绝缘电阻低于11kΩ时, 就有可能出现多台检漏继电器同时跳闸甚至越级跳闸, 从而影响整套供电线路。为避免这样情况的发生, 首先我们要从馈电开关的制造设计上着手电气标准规定馈电开关的漏电闭锁值, 电压1140V时漏电闭锁值为40kΩ, 660V时漏电闭锁值为22kΩ, 380V时漏电闭锁值为7kΩ只有当网络的绝缘电阻值上升到闭锁值的1.5倍时才允许送电。基于此我们提出一种假设:将总控和分控漏电闭锁值实现分档可调, 总控开关控制的设备比分控开关多控制的网络比分控开关远, 总绝缘的设定肯定要低于分控开关网络绝缘电阻, 实现漏电闭锁值在安全范围内的可调, 分控开关漏电闭锁值的设定比总控开关高, 一旦某处网络绝缘下降, 开关可以及时进行闭锁, 缩小了停电的范围。同样漏电保护动作值也可以在安全范围内做到分档可调660V网络中漏电保护动作值设定在11kΩ~35kΩ之间, 其次在漏电动作时间上设定在0s~1s之间。总控开关的漏电动作值不得低于11kΩ, 总控开关的动作时间可延时比分控稍长一些;分馈开关漏电动作电阻值的设定要略高于总控开关, 一般设定在13kΩ左右, 动作时间不作延时。这样在分控开关负荷侧发生漏电故障时, 分控开关总是优先于总控开关动作, 减少掉电区域, 不致大面积掉电, 缩小因网络绝缘降低造成的掉电事故。
3 结语
漏电保护是煤矿井下供电系统的重要保护之一, 对于煤矿井下低压系统, 单相漏电故障是中性点不接地系统中最经常发生的故障, 容易造成煤矿瓦斯爆炸, 威胁人身安全, 因此, 做好煤矿井下供电低压漏电保护是煤矿安全生产的重要一环。
参考文献
[1]刘道华.对煤矿井下低压漏电保护的探讨[J].安全用电, 2007, 10.
[2]张华军.选择性煤矿井下低压供电漏电保护系统[J].应用科技, 107～113.
[3]米启超, 赵红梅.煤矿井下低压电网选择性漏电保护研究[J].煤矿机械, 2008, 29 (1) :154～155.
煤矿井下供电系统安全隐患与对策 第10篇
近些年, 随着煤矿安全事故频发, 煤矿安全开始受到社会的普遍关注。而煤矿井下供电系统已成为煤矿安全管理的主要工作之一。随着国家对煤矿安全问题的进一步重视, 越来越多的矿井供电问题呈现在人们面前。深入分析影响煤矿井下供电系统安全隐患, 对煤炭行业以后安全正常的发展具有非常重要的现实意义。
1 煤矿井下供电系统安全隐患分析
1.1 供配电系统不稳定
导致煤矿井下供电系统不稳定的因素很多, 这些不良因素在一定程度上影响着矿井的正常生产。其中主要体现在:变压器容量不足和备用电源不满足设计规范。变压器容量不足主要体现在设计电气时没有给系统留有充分的余量, 导致系统在长时间负荷状态下运行, 进而导致用电负载以及电力系统母线长期处于发热状态, 极大地缩短了电缆和电气设备的使用寿命。另外, 处于发热状态的电力设备, 会产生较大的电压降, 甚至会出现系统波动, 从而影响整个供电系统的有功功率, 降低电力系统运行效益。
1.2 没有采用两回路供电
相关条例明确规定, 矿井生产必须采用两回路供电, 产量较小单位可采用单回路供电, 但必须设计备用电源。但目前大多数矿井采用单回路供电, 即使有些单位配备汽油发电机或柴油发电机也是为了应付上级检查或提供应急照明使用。采用两回路供电的优点在于排水泵房、提人绞车以及通风机等关键电力设备在发生停电事故时, 能保证工作人员安全撤离, 避免因通风机停或发生透水事故时造成粉尘、瓦斯聚集。另外, 在煤矿周围时刻存在着电气火花和静电危害, 若静电没能很好接地, 会产生放电火花, 甚至会产生爆炸。如继电器和接触器因质量或选择较小等原因, 造成其在开合瞬间不能分断较大电流产生放电火花;电力电缆长期在外力或负荷环境下工作, 也会产生火花甚至会出现短路, 直接造成瓦斯爆炸。
1.3 变压器中性点直接向矿井下供电
《矿井安全管理规章》明确指出严禁发电机或变压器中性点直接向矿井供电。但在实际考察过程中发现, 大部分矿井采用多家共用中性点或单个煤矿专用中性点直接接供电系统, 从而使抽头和保护地与工作地单线相连接入办公室、简易宿舍等, 用于生活照明, 而不是对中性点进行改造或接入井下电源。
1.4 矿井特殊作业人员大多没有专业的上岗证
《煤矿安全管理章程》明确规定:从事矿井特殊作业人员必须经过专业的职业技能培训, 并通过考核获得职业操作资格证书后方可上岗就业。但在实际走访过程中发现, 没有专业资格证书的特殊作业操作人员大有人在。但由于培训体制等原因, 造成工作人员在进行培训过程中过于强调理论知识, 缺乏一些基本的安全意识、应急处置能力以及电工常识, 从而造成井下供电系统操作混乱。检查发现, 电气设备操作人员是非专业负责人员或电气值班人员, 另外, 在没有可靠绝缘保护的情况下进行设备检修的现象经常出现, 一旦出现安全事故, 后果不堪设想。
2 煤矿井下供电系统安全隐患处理措施
2.1 提高工作人员思想觉悟, 端正其安全意识
首先, 相关的电气设备操作人员、从业人员以及矿井的管理人员必须具有较高的安全意识, 在实际工作中规范自身的行为, 并严格按照相关的规章制度进行操作。其次, 要端正其思想意识, 在思想上高度重视安全管理工作, 不能有任何疏忽。
2.2 完善专业技能培训体系, 提升操作人员的专业技能
一方面, 要健全专业技能培训体系, 确保特殊作业人员能够正常、有序地接受培训, 并通过理论考核和相关的实际操作全面提升其综合素质;另一方面, 要定期组织相关人员进行再学习, 尤其是强化特殊操作人员各项法律法规意识, 进一步加深对相关法律法规的理解, 并将这些专业素质潜移默化地落实在实际工作中。降低因操作失误造成安全事故的发生率。
2.3 整改供电系统, 并按规定进行规划
对于目前矿井混乱的供电系统要及时地进行整改, 并按照相关规定进行规划。及时拆除变压器中性点直接向矿井供电装置, 并统一进行规划、整改。如购买经中性点改造后的变压器;购买备用电源, 整改单回路电源;在矿井供电系统入口处安设防雷装置, 并严格按照相关电力规定安装过流、接地以及漏电保护装置。在整改过程中要严格按照相关法律法规以及规定章程, 以达到工业设计标准。对于新采购设备, 在安装前要保证其质量合格。另外, 还要定期进行安全巡查。
2.4 加强相关单位的监督力度
除以上措施以外, 为了进一步加强矿井安全生产, 减少安全事故, 还必须加大相关单位的监督检查力度。监督部门要认真按照相关规定履行自己职责, 不定期检查矿井供电系统。在检查过程中要全面评估矿井的供电系统, 主要包括安全、管理、技术等, 确保各项指标均达到相关标准。在检查过程中发现一些违规装置要责令限期整改, 对于出现问题的要积极采取有效措施, 以保证矿井安全正常的生产。
2.5 完善矿井无人值守变电所制度
矿井供电系统的安全性不仅直接关系着煤矿能否进行安全生产, 而且还决定了井下所有电气设备正常运行与否, 如果供电系统出现问题, 将会给煤矿生产带来无法弥补的损失。如今, 我国的煤炭市场前景不太乐观, 在确保变电所安全、稳定运行的前提下, 实施“少人多安、无人则安、减员增效”的措施, 并且在某些煤矿中率先执行无人值守、走岗式巡检的管理模式。通常情况下, 井下变电所不另外安排岗位工, 但是又不能忽略供电系统对于整个煤矿生产的重要性, 所以采用了2个巡检员工检测3个变电所的策略, 而且要求每个巡检员在每个变电所的停留及修检时间不得低于1.5 h, 从而能够有效地确保井下供电系统的正常运行。同时要求检修人员离开变电所的时候, 要将变电所的门锁起来, 严格禁止其他员工进入。为了该模式能够更好地在煤矿系统中应用, 我们必须按照以下措施执行, 只有这样才能提高供电系统的可靠性和安全性。
1) 完善矿井员工的定位系统, 以便能够实时监测变电所周围的人员, 如果出现非检员工误入时, 其能够自动警告和报警。同时在每个变电所的入口位置都安装员工定位读卡器, 并在每位员工身上安装定位识别卡, 将员工的详细信息记录在定位系统上。
2) 为了确保供电系统发生突发事件能够得到及时的处理, 我们通常为每位员工配备无线通讯手机, 而且还要将每位员工的姓名、联系方式作详细的记录。这样就能够保证井下员工或值班人员能够及时、准确地解决所发生的问题, 将可能出现的损失降到最低。
3) 为了能够时刻了解井下的所有情况, 我们通常会在每个变电所处安装一个摄像头, 并可以借助小功率电动机带动摄像头移动, 这样就可以让地面时刻了解井下信息, 从而及时发现可能出现的问题, 并给予解决。
3 结语
近些年, 随着煤矿安全事故的不断发生, 矿井安全问题已逐渐受到国家和社会的关注。矿井供电系统混乱是造成安全事故的主要原因, 因此必须加强矿井安全供电管理, 最大限度降低安全事故发生率。煤矿供电系统运行环境相对恶劣、复杂, 并且其对接触器和断路器以及开关要求很高, 因此在规划供电线路时必须严格按照相关规范, 并定期进行安全检查, 只有这样才能保证矿井供电系统安全正常的运行。
摘要：近几年, 煤矿安全事故频发, 煤矿安全问题逐渐受到国家和社会的普遍关注, 而煤矿井下供电系统是影响其安全的主要因素之一, 因此, 加强井下供电系统安全管理对降低煤矿安全事故具有非常重要的现实意义。文章从实际出发分析了煤矿井下供电系统安全, 并对煤矿井下供电系统安全隐患采取的处理措施进行论述。
关键词：井下供电系统,安全隐患,措施
参考文献
煤矿井下供电论文 第11篇
关键词：钨矿井下架线；安全供电保护；自动控制系统
中图分类号：TD611 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）14-0092-02
在我国钨矿井开采过程中安全供电保护一直都有其重要的组成部分，而安全功能保护的进行离不开自动控制系统的有效支持。因此，在这一前提下对于钨矿井下架线安全供电保护的自动控制系统进行研究和分析，就具有极为重要的经济意义和现实意义。
1 钨矿井下架线安全供电保护的自动控制系统简析
钨矿井下架线安全供电保护的自动控制系统包括了许多内容，这主要体现在系统应用意义、提升安全水平、系统工作原理、系统功能全面等内容。以下从几个方面出发，对钨矿井下架线安全供电保护的自动控制系统进行了分析。
1.1 系统应用意义
钨矿井下架线安全供电保护的自动控制系统的应用意义主要是：可以有效针对钨矿山井下直流架线并全线长时间通电所带来的安全隐患，并且能够更好地应用自动化和遥感技术。除此之外，这一系统的应用意义还包括了能够更好地应用主控制器、换向开关、载波发射器组成的遥感控制装置，并且可以通过井下架线分段自动供电方式来合理的实现井下架线安全供电保护。
1.2 提升安全水平
提升安全水平是钨矿井下架线安全供电保护的自动控制系统的关键意义所在。西方国家在采矿领域的安全技术较为先进，并且有一套成熟的安全保护措施，相比之下我国对井下架线安全保护供电自动控制技术应用较晚。该技术的运用可以大大减少井下架线引发的安全生产事故，促进与之相关的井下设备升级换代，从而提高矿山企业的整体安全生产水平。
1.3 系统工作原理
钨矿井下架线安全供电保护的自动控制系统有着自身的工作原理。工作人员首先将井下裸露架线根据生产需要及现场实际合理分为若干段，并且确保每段相互独立，同时断电间距离不影响机车惯性滑过；然后在巷道壁上敷设一条安全电缆，每段独立裸露架线通过遥感控制装置与安全电缆相连。同时通过将非接触式电子标签安装在直流电机车上，根据机车电子标签信号及遥感信号识别装置和主控制器自动检测机车运行信号来实现井下架线分段自动供、停电，并且对井下架线供电系统出现的故障信号自动做出保护动作，最终形成一套井下架线安全保护模式。
1.4 系统功能全面
钨矿井下架线安全供电保护的自动控制系统自身的功能非常全面。如就地手动控制功能载波主控制器设置手动按钮控制，这意味着当有个别电机车的车载载波发射机出现故障并且不能正常发射载波控制信号时，为了能够使这一电机车有效通过，可以让工作人员按下这个按钮来使载波主控制器受控给架线送电，从而能够有效避免电机车追尾或相撞意外发生，这就是钨矿井下架线安全供电保护的自动控制系统具备的众多的系统功能之一。
2 钨矿井下架线安全供电保护的自动控制系统应用
钨矿井下架线安全供电保护的自动控制系统应用是一项系统性的工作，其主要内容包括了硬件结构应用、合理设置程序、优化系统功能、提升节能水平等内容。下文从几个方面出发，对钨矿井下架线安全供电保护的自动控制系统应用进行了分析。
2.1 硬件结构应用
硬件结构应用是钨矿井下架线安全供电保护的自动控制系统应用的基础和前提。在硬件结构应用的过程中其控制装置的组成部件较多，通常来说较为泛用的部件主要包括了控制器和换向开关等内容。
除此之外，在硬件结构应用的过程中当主控制器和主电源线路接通时，工作人员应当注重同时确保其他开关的稳定性。另外，在硬件结构应用的过程中工作人员应当确保中间档位是停止位。即其并不和输入有着直接的连接，而下档位是“检修”位，即主要进行与主电源的连接工作，与此相对应的上档位是“运行”位，载波主控器接口和架线主电源接口连接。
2.2 合理设置程序
合理设置程序对于钨矿井下架线安全供电保护的自动控制系统应用的重要性是不言而喻的。通过对手动转换器进行应用我们可以发现，其能够对于架线的输出控制进行更加高效的控制。
除此之外，在合理设置程序的过程中工作人员应当注重通过对主控开关进行应用，来更好地实现对架线的输出控制。另外，在合理设置程序的过程中工作人员应当注重将独立控制系统进行合理的优化，从而能够更好地确保每个系统均根据识别到的电子标签信号进行工作。
2.3 优化系统功能
优化系统功能是钨矿井下架线安全供电保护的自动控制系统应用的核心内容之一。在优化系统功能的过程中，工作人员应当注重操作发射数字载波编码信号来合理的控制多达16个不同编码的载波主控器。除此之外，在优化系统功能的过程中，工作人员应当确保受控架线的电源隔离功能载波主控制器在架线的遥控供电功能和不执行控制动作时能通过主控开关完全对其进行控制，从而能够在载波主控制器不执行动作的时候能防止井下工作人员触电。
2.4 提升节能水平
提升节能水平是钨矿井下架线安全供电保护的自动控制系统应用的重中之重。在提升节能水平的过程中，由于钨矿山中电力消耗占总能耗的比重较大，这意味着井下的架线供电时间长短也是节能降耗的重点。在实际运行的过程中，由于系统能够实现直流架线网络各区段内有车有电、无车无电，减少因漏电等各种情况引起的电能消耗，直接提高了钨矿山经济效益。
3 结 语
随着我国国民经济整体水平的不断提升和采矿行业发展速度的持续加快，钨矿井下架线安全供电保护的自动控制系统得到了越来越多企业的重视。因此，工作人员应当对于钨矿井下架线安全供电保护的自动控制系统有着清晰的了解，从而能够在此基础上通过实践促进我国采矿业整体水平的有效提升。
参考文献：
[1] 孙忍安.降低钨矿山供配电系统电耗的措施[J].中国钨业，2013，（7）.
煤矿井下高压供电系统漏电保护研究 第12篇
关键词：零序功率,漏电保护,煤矿井下,高压
随着科学技术的不断发展, 煤矿的机械化程度也再不断的提高, 自动化的程度不断增加, 煤矿企业井下的高压供电的距离也变得越来越长, 这就对矿井的井下供电系统提出更高的要求, 其安全性和可靠性的要求随之增高。由于煤矿井下的工作环境十分恶劣, 空间狭小, 潮湿, 井下设备的负荷的波动较大, 工作状况也不是很稳定, 再加上瓦斯煤尘积聚, 一旦发生冒顶事故就会使电气设备的绝缘强度降低, 如果电气设备的操作维护人员操作错误或者输电线路中的导线出现断裂, 就可能发生漏电故障。如果出现接地故障而不能及时进行排除的话, 非故障相的对地电压就会升为线电压, 如果长时间运行就可能导致对地绝缘击穿, 甚至可能发生三相或两相短路事故。因此, 研究高性能的矿井高压供电系统的漏电保护对于煤矿企业来说具有重要的现实意义。
1 煤矿井下漏电保护
煤矿井下漏电是指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。井下常见的漏电故障可分为集中性漏电和分散性漏电两类。集中性漏电是指漏电发生在电网的某一处或某一点, 其余部分的对地绝缘水平仍保持正常。分散性漏电是指某条电缆或整个网络对地绝缘水平均匀下降或低于允许绝缘水平。
1.1 漏电的危害
(1) 井下工作人员一旦接触到漏电设备或电缆时可能会造成触电伤亡事故;
(2) 漏电回路中碰地碰壳的地方可能产生电火花, 由于井下空间狭小, 有可能引起井下瓦斯煤尘爆炸;
(3) 由于漏电回路上的各点存在电位差, 一旦电雷管引线两端接触到不同电位的两点, 可能使雷管爆炸;
(4) 如果电气设备出现漏电故障时, 电气设备操作维护人员不能及时进行切断电源, 这样可能会演变为短路故障, 轻则烧毁电气设备, 重则引发火灾。
1.2 漏电的原因
(1) 电缆和电气设备长期过负荷运行, 使绝缘老化而造成漏电;
(2) 运行中的电气设备受潮或进水, 造成对地绝缘电阻下降而漏电;
(3) 电缆与设备连接时, 接头不牢, 运行或移动时接头松脱, 某相碰壳而造成漏电;
(4) 电气设备内部随意增加电气元件, 使外壳与带电部分之间电气间隙小于规定值, 造成某一项对外壳造成放电而发生接地漏电;
(5) 橡套电缆受车辆或其他器械挤压、碰砸等, 造成相线和地线破皮或护套损坏, 芯线裸露而发生漏电;
(6) 铠装电缆受到机械损伤或过度弯曲而产生裂口或缝隙, 长期受潮或遭水淋使绝缘损坏而发生漏电;
(7) 电气设备内部遗留导电物体, 造成某一相碰壳而发生漏电;
(8) 如果电气设备接线错误, 误将一相火线接地或接头毛刺太长而碰壳, 造成漏电;
(9) 移动频繁的电气设备的电缆反复弯曲使芯线部分折断, 刺破电缆绝缘与接地芯线接触而造成漏电。
2 零序功率的漏电保护实施策略
零序功率的漏电保护实施策略借助零序电压或者是零序电流幅值的改变对供电单元里面是不是出现漏电进行判断, 并且借助一系列支路零序电压和零序电流相位的关系对故障支路进行断定, 再有选择地对故障进行切除。在电网支路出现人身触电情况或者是漏电故障的时候, 取样电路的一系列自由电网当中支路的零序电流以及零序电压的信号, 在加以放大整形, 通过相位对电路进行有效地比较, 以对故障支路进行明确的判断, 在最后的时候, 将执行电路进行启动以及将故障支路的电源进行切断, 有效地进行漏电保护。换言之, 是综合性地处理零序电流以及零序电压的相位和幅值, 以对故障支路进行断定, 从而将故障支路切除。针对中性点不接地的系统来讲, 它有着好的选择性和高的灵敏度, 这属于零序功率方向的长处。如果可以借助自适应保护原理, 跟随电网工作情况的改变整定欠补偿动作值和方式, 那么中性点通过消弧线圈对高阻进行并联的接地形式可以跟零序功率方向的漏电保护系统相符合, 鉴于此, 零序功率方向型已经难以实现选择性的需要, 尽管谐波方向的漏电保护可以异样中性点接地电网选择性的需要, 可是它的灵敏性不高, 因此, 要求一种选线准确和高灵敏性的且可以跟异样接地形式相符合的新型煤矿井下高压供电系统的漏电保护。
3 煤矿井下高压供电系统的漏电保护策略
本文思考实施新型的高压电网微机自适应选线漏电保护的策略, 通过自适应欠补偿这种方式, 实施相敏比较以及随机整定, 且它的单元核心部分为微机处理控制模块, 以对电网对地电容加以检测, 进而对自动补偿的树枝以及自适应漏电保护整定值进行决定, 并且对漏电故障信号当中的零序电流以及零序电压信号进行提取, 结合相位以及幅值的改变组合而成选线判据, 结合选线判据对漏电故障加以切除。此种漏电保护策略不但符合异样的接地形式, 也使得选线的稳定性与灵敏性提高。
3.1 确定消弧线圈补偿抽头
因为电网持续地出现改变, 跟旧式固定补偿消弧线圈进行比较, 在这里选择的自动跟踪补偿消弧线圈有着很好的调节性。而消弧线圈补偿是指在地和变压器中性点间接一适当的电感, 通过电感电流对电容电流和接地点进行抵消。
3.2 整定自适应随机
在上个世纪的80年代提出了自适应继电保护, 它的深刻内涵是让保护设施尽量地跟一系列改变的电力系统相符合, 使得其保护性能得以改善, 也就是可以跟电力系统的故障种类与工作形式相符合, 对故障信息进行有效地处理, 进而实现保护的目的。跟传统意义上的零序功率漏电保护一样, 本实施策略整定涵盖两个方面的完善:一方面是借助自适应欠补偿的形式, 在出现单相接地的时候, 大致固定在5A—15A的接地电流, 并且控制相应的零序电压, 这便于设置。另一方面, 通过自适应保护原理而进行是整定, 也就是在所有的巡检时间段里都将这个时候出现单相接地零序电流与零序电压的大小进行预算, 在各自除以2, 以此当作是不是出现漏洞的判据, 从而使得其灵敏性提高。
3.3 确保纵向选择性
我国的煤矿井下高压通常划分成三个级别, 也就是采取变电所、矿井中央变电所, 地面变电所, 为了合乎漏电保护的实际需要, 这一系列的变电所都需要将漏电保护设备进行装设, 进而使得三级的漏电保护得以形成。
第一级漏电保护设备属于综合性质的, 它在采区变电所隔爆型的高压、真空配电箱当中装设, 它的目的是为了在采区变电所移向变电站的时出现单相漏电的情景下, 此保护设备迅速地动作, 借助高压开关对故障支路加以切除, 它属于一级性的保护。而煤矿井下的中央变电所属于单独性质的和完整性质的第二级漏电保护设备, 它跟高压开关柜合并应用, 它的目的是在中央变电所移到采取变电所时出现单相漏电的情况下, 将动作延时0.4s-O.5s, 借助高压开关柜对故障支路加以有效地解决, 进而确保其它支路能够顺利地供电, 它属于中央变电所到采取变电所之间的重点保护。在地面变电所当中的第三级漏电保护设备是独立的、完整性的设备, 且也是配合高压柜应用。它的目的是为了在地面变电所移到中央变电所出现单相漏电的时候, 将动作延时0.9s—1s, 借助高压开关柜对故障支路加以有效地解决, 进而确保非故障支路能够正常地供电。它属于地面变电所到中央变电所之间的重点保护, 并且充当高压供电网络漏点的后备保护以及中央变电所下面线路的后备保护。总而言之, 一系列的设备间根据如此的时间配合, 在保护上被叫做时限时期原则, 结合此种原则的配合, 确保了高压漏电保护系统的选择。因为消弧线圈影响, 一直在相应范围的欠补偿情况下运行电网, 这导致非故障支路零序电流以及故障支路零序电流的相位差比较大, 为此, 传统意义上的立足于零序电压相位的相敏比较进而对故障支路加以断定的策略依旧符合, 进而确保了选线功能的准确性。
4 结语
总起来说, 本文阐述的微机自适应选线漏电保护的方法, 不但使得可靠的漏电动作值具备, 而且还可以使得电网的漏电保护得以顺利地实现, 此种用以保护的策略稳定性高、选线准确、灵敏度高, 且跟异样的接地形式相符合, 有着非常好的发展前景。
参考文献
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