第五章井下供电讲义与照明课件.ppt

1、精品第五章井下供电与照明一、电气保护装置的任务一、电气保护装置的任务二、井下电气保护的类型二、井下电气保护的类型1 1）过电流保护。包括短路保护、过流（过负荷）保护。）过电流保护。包括短路保护、过流（过负荷）保护。2 2）漏电保护。包括选择性和非选择性漏电保护、漏电闭锁。）漏电保护。包括选择性和非选择性漏电保护、漏电闭锁。3 3）接地保护。包括局部接地保护、保护接地系统。）接地保护。包括局部接地保护、保护接地系统。4 4）电压保护。包括欠电压保护、过电压保护。）电压保护。包括欠电压保护、过电压保护。5 5）单相断线（断相）保护。）单相断线（断相）保护。6 6）风电闭锁、瓦斯电闭锁。）风电闭锁、

2、瓦斯电闭锁。7 7）综合保护。电动机综保和煤电钻（照明）综保等。）综合保护。电动机综保和煤电钻（照明）综保等。“三大保护三大保护”井下电气保护井下电气保护三三大大保保护护电流保护电流保护 在正常情况下流过导线、灯的电流为：I=V/R=220/（R1+R2+R3）=220/50.48=4.36 A 如果在灯头处两根导线相互碰头等于灯泡电阻没有接入，此时流过导线的电流则为：I=V/R=220/（R2+R3）=220/2.08=105.5 A R短路回路内一相电阻值的总和，X短路回路内一相电抗值的总和，R=R1/Kb2+Rb+R2 X=Xx+X1/Kb2+Xb+X2 Xx根据三相短路容量计算的系统电

3、抗值，R1、X1高压电缆的电阻、电抗值，Kb矿用变压器的变比，若一次电压为6000伏，二次电压为 400伏、690伏、1200伏时，变比依次为15、8.7、5 Rb、Xb变压器的电阻、电抗值，R2、X2低压电缆的电阻、电抗值，用公式法计算两相短路电流的准备工作：原始资料的搜集。包括低压供电图；电网电压等级；所用变压器型号；分段电缆的型号、规格、长度；开关型号。保护范围内两相短路点的选定。对查表找（见电工手册变压器数据表）或计算变压器和每段电缆的电阻、电抗值；求出短路回路内一相电阻值、电抗值的总和，便于利用公式计算。以上前两项内容可标注在低压供电系统图上。2）三相短路电流的计算 2、用图表法计算

4、两相短路电流 用图表法计算两相短路电流虽比不上公式法计算得准确，但也能满足要求。其步骤如下：搜集原始资料.同公式法步骤.确定每台开关的范围.将实际使用电缆的截面长度换算为标准电缆截面为50mm2的电缆长度.换算方法是：实际电缆长度乘以换算系数。计算短路点至变压器 查表求出该点的两相短路电流值。查表求Id（2）时应注意：变压器的型号、容量和运行方式要相符。实际电压要与表中电压等级相符。根据Id（2）与Id（3）的关系，算出三相短路电流。3、短路电流的计算实例如下图所示：解：L1的换算电缆长度为L1h=600m（属于标准截面电缆）。L2的换算长度为：L2h=1501.91=286.5md1点至变压

5、器之间的电缆换算长度之和为:L1h+L2h=600+286.5=886.5m查表可知d1点的两相短路电流为:Id1(2)=681A该点的三相短路电流为:Id1(3)=1.15 Id1(2)=783A 三、低压电网过流保护装置的整定三、低压电网过流保护装置的整定过流保护装置是煤矿井下电气设备使用最普遍的保护装置之一。煤矿安全规程规定：井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备应具有短路、过负荷、接地和欠压保护功能；井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，应装设短路、过负荷和漏电保护装置；低压电动机的控制设备应具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。另外，通信线路必须

6、在入井处装设熔断器和防雷装置。由此可见看出过流保护装置在使用中的重要性，所以井下电气工作人员必须学会过流保护。低压电动机的控制设备应具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。另外，通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷装置。由此可见看出过流保护装置在使用中的重要性，所以井下电气工作人员必须学会过流保护的整定和校验，确保供电安全。根据被保护设备的正常负荷和起动电流大小来选择。考虑合适的倍数，一般熔体额定电流应为被保设备额定电流的1.82.6倍。根据供电电路中，上下级之间保护整定值的配合要求选择防止越级保作。根据设备起动时重载还是轻载来择。根据被保护设备的重要性、数量及起动特点来选

7、择。2、熔体的选择、熔体的选择 作为电力干线保护时，熔体的选择：式中：IR熔体额定电流，A IQe容量最大的电动机的额定起动电流，对于有数台电动机同时起动的工作机械，若其总功率大于单台起动的容量最大的电动机功率时，IQe则为这几台同时起动的电动机之和，A Ie其余电动机的额定电流之和，A 1.82.5当容量最大的电动机起动时，保证熔体不熔化系数，对于不经常起动和轻载起动的可取2.5；对于频繁起动和带负载起动的可取1.82.5。如果电动机起动时电压损失较大，则起动电流比额定起动电流小得多，其所取的不熔化系数比上述数值可略大一些，但不能将熔体的额定电流取得太小，以免在正常工作中由于起动电流过大烧坏

8、熔体，导致单相运转。伏，熔体额定电流为100A及以下时，系数取7；电流为125A时，系数取6.4；电流为160A时，系数取5；电流为200A时，系数取4；当电压为127伏时，不论熔体额定电流大小，系数一律取4。3、电磁式过电流继电器的整定、电磁式过电流继电器的整定低压电网中使用的电磁式过电流继电器是一种直接动作的一次式过电流继电器，多数装在矿用馈电子表开关中，作为变压器二次侧馈出线的总保护。另一种是装在矿用磁力开关中的限流热继电器的电磁元件，主要用于支线和电动机的保护。它们都是电磁式的，如果作为短路保护使用时，无选择性。低压电网中电磁式过流继电器动作电流的整定应满足如下两个基本要求：一是被保护

9、设备通过正常最大工作电流时，保护不应动作；二是被保护设备发生最小两相路时，保护应能可靠动作。用于保护电缆干线的电磁 过流保护的整定：低压馈电开关中的这保护和部分隔爆磁力起动器的限流电磁元件接下式选择：IZIQe+KxLe式中：IZ过流保护装置的整定值，A Kx需用系数，取0.51 IQe、Le同熔体选择中含义.用于保护电动机或电缆支线的装置接下式选择:IZIQe另外,对于过负荷所使用的热继电器接照IzIe选择,其可靠性按电子保护器的校验方法进行校验.煤矿井下常驻机构用电动机的额定起动电流的选值：对于绕线型电机,其近似值可用1.5乘以额定电流;对于鼠笼式电动机,其近似值可用额定电流乘以6；对于某

10、些大容量电动机，其IQe最好用实际起动电流进行计算。当线路上串联两台及两台以上开关时（其间设有分支线路），则上一级开关的整定值，也应按下一级开关保护范围最远点的两相拓路电流来校验，其灵敏度过应满足1.21.5的要求，以保证双重保护的可靠性。若经上式校验，不能满足要求时，可采取调整Id（2）的措施：虽大干线或支线电缆截面。采用移动变电站或移动变压器，减少低压电缆的长度。采用变压器并联或更换大容量变压器。采用相敏保护器或软起动技术。增设开关，进行分段保护。4、电子保护器的电流整定、电子保护器的电流整定 电子保护器同时具有过负荷延时保护、短路瞬时动作等性能，是煤矿井下电气保护的发展方向。馈电开关中电

11、子保护器的短路保护整定原则、计算方法和校验与电磁式过流保护相同。整定保护范围大，为310倍的馈电开关额定电流；其过载长延时保护电流整定值按实际负荷电流整定，其整定范围为0.41倍的馈电开关额定电流。磁力起动器中电子保护器的过流整定。其整定公式为：IzIe 式中：Iz电子保护器的过流整定值，为电动机额定电流的近似值，A Ie电动机的额定电流，A 当电动机的运转电流大于整定值时，电动机即出现过载，电子保护器将延时动作；当运行中电流达到整定电流的8倍及其以上时，即躲过了起动电流，电子保护实现短路瞬时动作。磁力起动器中电子保护器过流整定值的校验，应满足下式要求。即井下低压电网的漏电保护井下低压电网的漏

12、电保护漏电保护的侧重点漏电保护的侧重点是故障发生后的跳闸时间，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，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。将故障存在的时间减少到最短。（被动保护）（被动保护）井下保护接地的侧重点井下保护接地的侧重点，在于限制裸露漏电电，在于限制裸露漏电电流和人身触电电流的大小，最大限度的降低流和人身触电电流的大小，最大限度的降低故障的严重程度。故障的严重程度。（主动保护）（主动保护）两种保护在井下电网中相辅相成，缺一不可两种保护在井下电网中相辅相成，缺一不可，对井下电网的安全运行有重要作用对井下电网的安全运行有重要作用。没

13、有装保护接地时的情况。没有装保护接地时的情况。当电气设备内部绝缘损坏当电气设备内部绝缘损坏而使一相带电体碰壳时，而使一相带电体碰壳时，若人接触此外壳，则电流若人接触此外壳，则电流经过人体入地，在经过其经过人体入地，在经过其它两相对地绝缘阻抗回到它两相对地绝缘阻抗回到电源。当电网对地绝缘阻电源。当电网对地绝缘阻抗较低时，则抗较低时，则通过人身的通过人身的电流将远超过安全值电流将远超过安全值（见（见前面的计算）。同时，碰前面的计算）。同时，碰壳处出现的壳处出现的漏电电流还可漏电电流还可能引起沼气煤尘爆炸能引起沼气煤尘爆炸。通过人身的电流与通过接地的电流关系：Rgr 接地极的接地电阻，一般Rgr=2

14、；Igr流过接地极的电流，A。gImImIrRmaRgraIgraRgrRmaMV VV Vs sp pV Vc cd d=V Vt tg g-V Vs sp pR Rg gr rV Vt tg g=R Rg gr rI Ig gr rV V1 1V V2 2V Vs ss sI Ig gr r保护接地及其作用原理保护接地及其作用原理保护接地及其作用原理保护接地及其作用原理二、井下保护接地系统（1）L3L2L1TM1M2L3L2L1TIs(2)Is(2)M1M2如果这一短路电流不足以使过流保护装置动作，这如果这一短路电流不足以使过流保护装置动作，这一故障将长期存在下去，这时电气设备外壳将带有一

15、故障将长期存在下去，这时电气设备外壳将带有危险的电压。危险的电压。两电动机外壳对地电压的大小，与两电动机的接地两电动机外壳对地电压的大小，与两电动机的接地电阻成正比。若电动机电阻成正比。若电动机M1和和M2的接地电阻大小相的接地电阻大小相等，则两电动机外壳对地电压相等，为电网电压的等，则两电动机外壳对地电压相等，为电网电压的一半，即一半，即380V电网对地电压为电网对地电压为190V；660V电网对电网对地电压为地电压为330V。这时如果人触及该电动机外壳时，。这时如果人触及该电动机外壳时，是非常危险的。是非常危险的。二、井下保护接地系统（3）井下保护接地系统井下保护接地系统井下保护接地系统三、井下接地电阻的测定 IgIy 式中：Ig实际流过电缆的工作电流，A Iy空气温度为+25时，电缆长时允许负荷电流，A 二、矿井铜芯电缆线路电压二、矿井铜芯电缆线路电压损失计算：损失计算：1、基本原理公式：3、例题说明：矿井某段使用380伏橡套电缆线路供电，电缆长度为500米，电缆截面为35mm2，负荷为20千瓦。求该段线路的电压降是多少？解解：已知：P=20；L=0.5;K=0.524(查上表所得)所以:UL=PLK=200.50.524=5.24 (%)答答:该段电缆电压降超过5%,不符合规定要求。应更换截面较大的电缆。电压保护电压保护Thanks！