煤矿供电技术及安全管理周伯征.docVIP

煤矿供电技术及安全管理 煤矿供电必须作到安全可靠、经济合理，为此2005年1月1日实行的新版《煤矿安全规程》（以下简称规程），对煤矿供电作了相应更改和更严格的规定。 一、煤矿供电电源 规程441条规定：矿井应有两回回路电源线路。当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。年产6万吨以下矿井采用单回路供电时，必须有备用电源；备用电源的容量应满足通风、排水、提升等一类负荷的要求。 矿井的两回路电源线路上都不得分接任何负荷。 正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式。一回路运行时另一回路必须带电备用，以保证供电的连续性。 规程442条规定：对井下各水平中央变（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。 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。 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。 二、煤矿电能质量 1、电能足够：变压器容量足够 规程441条最后规定：矿井电源线路上严禁装设负荷定量器。 2、电压稳定： 各级电压波动不能超过±5%。 升高不超过400V（380V）、690V（660V）、1200V（1140V）、6.3KV（6KV）、10.5KV（10KV）、37KV（35KV）； 最低不超过361V（380V）、630V（660V）、1083V（1140V）、5.7KV（6KV）、9.5KV（10KV）、33.25KV（35KV）。 电压超过额定电压，需采用降压措施，例如：串联电抗器或调节变压器的调压分接头的开关。 电压过低应采用相应措施使电压符合要求，例如：调节变压器的调压分接头开关、加大供电电缆线路截面、对负荷实行分流、采用移动式变电站让高压深入负荷中心，减少低压供电距离。 规程448条规定：井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，应符合下列要求： （1）高压，不超过10000V（新版规程将井下供电电压由6KV提高到10KV的原因是因为工作面负荷越来越重；供电距离越来越长；绝缘材料性能有所提高；安全技术有很大改进；管理越来越严。） （2）低压，不超过1140V。 （3）照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压，不超过127V。 （4）远距离控制线路的额定电压，不超过36V。 采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。 3、频率稳定： 国家规定工业频率为50赫兹，正负不得超过3%。若低于48.5赫兹，低周波继电保护将会跳闸。 4、规程449条同时规定：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。 三、煤矿井下配电变压器中性点禁止直接接地 规程443条规定：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机直接向井下供电。 中性点直接接地系统又称大接地电流系统。若中性点直接接地，当电网一相绝缘破坏，而使一相导体接地时即为单相短路（这在井下岩石砸破电缆时经常发生），电网单相金属性接地电阻Rz很小，一般为10欧。中性点接地极和大地电阻更小，可忽略不计。在380伏电网中，经故障点入地的单相接地电流为 式中，为相相电压，380为线电压。 如此大的接地电流将在接地故障点产生一个很大的电弧，足以引起瓦斯、煤尘爆炸，十分危险。 如此大的入地电流在地中形成流散的电位分布，如不小心使电雷管掉在单相接地点附近，将有可能造成电雷管先期爆炸，很危险。 当人触及一相带电导体时，设人体电阻最小为Rr=1000欧（若忽略很小的接地极电阻），在380伏电网中，则流过人体的触电电流为 （安培）=220（毫安） 远远大于人触电危险电流30毫安，所以是很危险的。因此这种供电系统只能用于地面，而不能用于井下。因为地面供电系统大都是固定敷设，绝缘不易破坏，单相接地及人触电机会较少，又无瓦斯、煤尘燃烧爆炸危险（煤气泄漏除外），即使单相接地也可利用其很大的短路电流使电源侧的保护装置动作（例如保险丝烧断）来切断故障线路。 在中性点禁止接地系统中，一相绝缘破坏，如相接地，造成单相接地时其接地电流 式中，为相电压；而r则为另两相导体对地绝缘电阻，即r=rc=rb，若rb、rc未破坏，正常值为几百万欧姆，所以此时入地电流很小，电火花能量也小，不会引燃瓦斯、煤尘爆炸燃烧（此处忽略电容电流的影响）。 当人触及一相时，经推算，经过人体的触电电流为 式中，为相电压，===，380伏电网为220伏；Rr为人体最小电阻，取1000欧；r为另两相对地绝缘电阻值。 可见，当另两相对地绝缘电阻r保持