煤矿供电系统三大保护

漏电保护
三、对漏电保护的要求
• 安全性
漏电保护的首要任务是保证安全用电
• 可靠性
漏电保护的可靠性是指一是不拒动；二是不误动。
• 选择性
漏电保护的选择性是指它要求在供电单元内只切除故 障部分的电源，目的是为了减小出现故障时的停电 范围。
• 灵敏性
漏电保护的灵敏性是指保护装置针对不同程度漏电故 障的反应能力。
漏电保护
• 五、漏电保护的工作原理
•
漏电保护通过切断电源的操作来防止
人身触电和漏电电流引爆瓦斯煤尘。
漏电保护的首要任务是保证安全供电。因此，考虑一个漏电保护是否合理， 必须从安全角度出发。
一个完善的漏电保护系统，不是用一台 总的漏电保护器对整个电网起漏电保护作用， 而是由多台具有不同保护原理的漏电继电器 配合在一起，构成漏电保护系统，共同完成 漏电保护任务。
漏电保护
六、低压电网的选择性漏电保护
总控开关Q1 分控开关Q2两处 磁力起动器Q3 选择性漏电保护系统便可分为三级和两级两种。
选择性
横向选择性 纵向选择性
漏电保护
总自动馈电开关处的漏电保护装置一般 采用附加直流电源保护原理。
分支自动馈电开关的漏电保护装置一般 采用零序功率方向原理。
漏电保护
1. 附加直流电源漏电保护原理
局部接地极并联接地的接地电阻计算机效果分析
2、现场测试结果 在抚顺局老虎台矿和新汶局进行了现场 测试，测试情况如下： 两根钢管直径为22mm埋深0.75m的接 地极并联时接地电阻与单根钢管直径为35 mm埋深1.5m的接地极，分别在煤巷和岩巷 进行测试，结果与理论计算相同。
保护接地
保护接地的检查管理 1、每年应将主接地极和局部接地极从 水仓或水沟中提出，进行详细检查，发现问 题及时处理。 2、接地电网接地电阻值测定每季1次； 新安装的电气设备绝缘电阻和接地电阻的测 定在投入运行以前。 3、接地电阻的测定（ZC—18）
煤矿供电系统三大保护
空杯心法要诀
来到课堂，不是要寻找你已经知道的东西； 来到课堂，不是要证明你是对的； 来到课堂，不是要告诉别人你知道的比别人多； 来到课堂，不是要你比老师棒。
举办三大保护讲座目的
1、基于标准化检查存在问题 2、提高供电设计人员的业务水平 3、系统地学习讨论三大保护细则
我国煤矿采区供电系统现状与发展前景
I01
I
LH1
C0
I02
I02
I02
II
LH2
I01+I02
I01+I02
I01+I02
III
LH3
漏电保护
零序功率方向保护原理
利用零序电流或零序电压的幅值大小来判断是否发生漏电,同时利用各支路的零序电流和 零序电压的相位关系来判断故障支路，而后作用于跳闸，达到选择性保护的目的。
分支馈电开关的选择性保护装置多采用零序电流方向原理，它将各个分支线路的零序电流信 号和零序电压信号进行比相，达到横向选择性漏电保护的目的。
保护接地
4、串联接地
保护接地
井下保护接地的侧重点，在于限制裸露 电流和人身触电电流的大小，最大限度地降 低的严重程度。漏电保护的侧重点是故障发 生后的跳闸时间，一旦发生漏电或人身触电， 应尽快切断电源，将故障存在的时间减少到 最短。两种保护在煤矿井下低压电网中相辅 相成，缺一不可，它们对保证井下低压电网 的安全运行具有重要作用。
井下变压器中性点的接地方式
中性点直接接地的危害主要有两方面： 一是人体触电时大大增加了人体的触电电流； 二是单项接地时形成了单项短路。
我国煤矿井下变压器中性点采用不接地方 式
三大保护 保护接地 漏电保护 过流保护
空间狭窄又潮湿
一、特殊环境
Baidu Nhomakorabea
移动频繁负荷大
瓦斯煤尘易爆炸
二、危害及预防
1、短路、漏电极易造成瓦斯煤尘爆炸人身触 电等
保护接地
3、接地极应符合下列要求： ①主接地极，应采用面积不小于0.75
㎡ 、厚度不小于5mm的钢板制成。
②局部接地极，应采用面积不小于0.6
㎡ 、厚度不小于3mm的钢板或具有同等有
效面积的钢管制成。
保护接地
③其他地点的局部接地极，应采用直径 不小于35 mm、长度不小于1.5 m的钢管制 作，钢管上至少应有20个直径不小于5mm的 透孔。
电压不超过127V。 • 4、远距离控制线路的额定电压不超过36V。
三、井下中央变电所
井下中央变电所是井下供电的中心，它 的电源直接由地面变电所提供。
四、采区供电变电所
采区变电所是采区用电的中心。它的电 源由中央变电所提供，其主要任务是将高电 压变为低电压，并将此电压配到本采区所有 采掘工作面及其它用电设备。
电缆连接装 电气设备的外壳与接地母线或局部接地极的连接， 置两头的铠装、铅皮的连接，应采用截面不 小于25 m㎡的铜线，或厚度不小于4mm、 截面不小于50 m㎡的扁钢。或直径不小于8 mm的圆钢。
保护接地
5、接地装置的所有钢材的要求，必须 镀锌或镀锡。接地装置的连接线，应采取防 腐措施。
6、每个主接地极的接地电阻，由主接 地极起至最远的就地接地装置上，不得大于 2 Ω。每台移动电气设备至接地干线的接地 电阻值不得大于1Ω。
保护接地系统图
保护接地
2、矿井电气设备保护接地系统的规定是： ①所有需要接地的设备和局部接地极，都应与接地母
线（或辅助接地母线）连接。接地母线应与主接地极连 接，形成接地网。 ②移动和携带式电气设备，应采用橡套电缆的接地芯 线，并与接地干线连接。 ③矿井所有接地的设备，必须有单独的接地连接线。 禁止将几台电气设备的接地连接线串联连接。 ④矿井所有电缆的金属外皮，都必须有可靠的电气连 接，以构成接地干线。
井下变配电设施和设备图形符号
井下变电所、采区变电所—————————————————— 井下矿用防爆变压器、移动变电站—————————————————— 矿用高压配电箱、矿用高压配电箱组———————————————— 隔爆型自动馈电开关、隔爆型电磁起动器 ——————————————
煤电钻组合保护装置 ———————————————————— 井下主接地极 、井下局部接地极 ————————————————
c b a
IR
ZZ Z
c b a
IR
ZZZ
IG Im
无保护接地Im=Ir 有保护接地Im=Ir.Rg/Rm
电气设备保护接地后，通过人体电流减小，大部分从接地极入 地；接地极电阻越小，流经人体的电流也越小。
井下保护接地是一个系统工程（并联总 电阻值小于小于分电阻值），因此单独的保 护接地极，不能完全消除触电危险性。将各 保护接地极连起来，形成一保护接地网，降 低接地电阻值，不同相同时碰壳时，两相短 路电流使过流保护装置动作。
2、中性点不接地系统中三大保护是保证煤矿 安全供电的根本保障
第一部分保护接地
第443条 严禁井下配电变压器中性点直接接地。
1、矿井内所有电气设备的金属外壳及 电缆的配件、金属外皮等，必须接地。巷道 中接近电缆线路的金属构筑物等均应接地。
看“保护接地系统图”清楚6个名词： 主接地极、局部接地极、接地母线、辅 助接地母线、接地导线、连接导线
局部接地极并联接地的接地电阻计算机效果分析
电流经接地极流向大地及在大地中流动 时的电阻统称为接地电阻。接地电阻包括接 地极本身的电阻、接地导线的电阻、接地极 和地之间的电阻（接触电阻）以及周围的土 壤电阻等。
1、理论分析
过程繁多沉长省略，结论:两根钢管直径 为22mm埋深0.75m的接地极并联时接地电 阻比单根钢管直径为35 mm埋深1.5m的接地 极电阻略有减少。
A B C
SK
- k
J
LK
+U
C
I
C—隔直电容；
J—动作继电器； kΩ—毫安表；
U—外加直流电压； C0、r—各相对地电容、电阻；
SK—三相电抗器； LK—零序电抗器
漏电保护
附加直流电源漏电保护原理
总馈电开关漏电保护装置一般采用附加直流电 源保护原理，作为整个电网的对称漏电和非对称漏 电保护。
由于总馈电开关的动作时间有一固定延时，故 可配合分支馈电开关的漏电保护装置使用，达到纵 向选择性的目的，并起后备保护作用。
我国煤矿采区供电系统现状与发展前景
2、供电系统发展 我国采区供电系统发展思路。综采工作 面供电系统采用3．3 kV 供电技术与装备， 研究与开发大容量移动变电站、多控制回路 智能化组合开关(负荷控制中心)、大容量供 电电缆和供电系统的漏电保护系统。
矿井供电系统
一、矿井供电系统的类型
由矿井各级变电所（地面变电所、井下 中央变电所、采区变电所3级高压供电）的变压器、 配电装置、供电线路及用电负荷，按照一定 方式相互联接起来的一个整体，称为煤矿供 电系统。
1、供电系统现状 我国采煤工作面的供电系统经历了由380 V到3300 V 的4个发展阶段。
①2O世纪6O年代以前，炮采方式，380 V供 电系统。
②1964年 8O机组，660 V供电系统。 ③7O年代，综采，1140 V供电系统。 ④8O年代以来，提高单面单产，综采工作面 总装机容量已达1500 kW ～2000 kW 的新型高产 的综采工作面。综采工作面供电电压由1140 V提高 为3300V。
这种保护原理实现的漏电保护装置不具备选择 性功能，电网中任一处漏电时该装置皆要无选择性 地动作（在无延时条件下）。
漏电保护
2. 漏电闭锁保护保护原理
QF D
QF1
M
r
To the device
R2
R1
UL
I
+-
E
QF为开关断路器，当开关停运时，常闭辅助触点QF1闭合， 直流电源E通过R1、R2、D、QF1对电机绝缘r进行检测。
保护接地
7、低压机电硐室的辅助接地母线，电气设备 外壳同接地母线（包括辅助接地母线）的连 接，电缆接线盒两头的铠装、铅皮的连接， 应使用截面积不小于25 m㎡的铜线、或厚度 不小于4mm、截面积不小于50m㎡ 的扁钢。
8、不大于127V的电气设备的接地导线、连接 导线应采用断面不小于6m㎡ 的裸铜线。
漏电保护
四、漏电保护方式
漏电保护的主要目的是为了防止人身触 电和漏电电流引爆瓦斯、煤尘，保护矿井和 人身的安全。对于井下变压器中性点绝缘的 供电单元，最常用的漏电保护方式有附加电 源直流检测式、零序功率方向原理式、旁路 接地式、自动复电式几种。目前在现场使用 的漏电保护装置则主要采用前两种保护原理。
也可用直径不小于22mm、长度为1m的2 根钢管制成，每根管上应钻10个直径不小于 5mm的透孔，2根钢管相距不得小于5m，并 联后垂直埋入底板。
保护接地
4、连接主接地极的接地母线，应采用截面不 小于50 m㎡的铜线，或厚度不小于4mm、 截面不小于100 m㎡的扁钢。或直径不小于12 mm的圆
钢。
根据矿井的井田范围、矿层结构、埋藏 深度和井下涌水量的大小等条件，矿井供电 系统可分为深井150M供电系统和浅井供电系统 两种基本类型。
煤矿电气图专用图形符号
煤矿电气图专用图形符号MT／T 570—1996 中华人民共和国煤炭工业部1996—12—03批准
1997—10—01实施
本标准所规定的图形符号，是根据我国 煤炭行业的具体情况和使用要求，对国家标 准GB 4728电气图用图形符号所作的补充， 它专门适用于煤矿电气设计、生产、科研及 管理等方面，作为有关电气图的基本组成。
二、煤矿井下常用电压等级
井下电压网路的标准电压等级及其相应的平均 电压为： 标准电压（V）：127 380 660 1140 3300 6000 平均电压（V）：133 400 690 1200 3460 6300 《煤矿安全规程》规定：
• 1、高压不超过10000V。 • 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
开关闭合或电机起动后，QF1断开，漏电闭锁检测回路退出 运行
漏电保护
漏电闭锁保护保护原理 考虑到井下设备和人身的安全性，目前 在井下低压电网的所有开关中都应设置有漏 电闭锁保护功能。 漏电闭锁一般采用附加直流的检测原理， 并应注意检测回路的本安性能。
漏电保护
3. 零序功率方向保护原理
I01
I01
第二部分漏电保护
一、漏电保护的概念
在电力系统中，如果带电导体对大地的绝缘 阻抗降低到一定程度，使经该阻抗流入大地 的电流增大到一定程度，那么说明该带电导 体发生了漏电故障，流入大地的电流叫漏电 电流。
漏电保护
二、漏电的原因
• 电缆和电气本身的原因 • 因管理不当而引起漏电 • 维修操作不当引起漏电 • 施工安装不当引起漏电 • 因意外引起漏电