矿山供电及继电保护整定讲座培训课件

矿山供电及继电保护整定讲座

1、供电系统或网络结构的基本方式

1)放射式：单回放射式、双回路放射式

2)干线式：直接连接、贯穿连接

3) 环状式

2、矿山各级变电所常用接线方式

(1)单母线接线

进，出线均设有断路器,并设有：

母线隔离开关：检修断路器时隔离母线;

线路隔离开关：防止检修断路器时从用户侧反送电。

注意：隔离开关不能带负荷断开或合闸。

1)单母线不分段

2)单母线分段

(2)桥式接线

为了保证对一、二类负荷进行可靠供电，工矿企业广泛采用两路电源进线和两台主变压器的桥式结线。

桥式结线可分为全桥、内桥、外桥三种。以母联断路器(联络开关)所处的的位置来区分，如图所示。

1)外桥接线

特点：跨接桥连接在变压器断路器的外侧线路。

切换变压器方便;切换线路不方便;

当线路发生故障时，变压器将短时停止工作。

2)内桥接线

特点：跨接桥连接在变压器断路器的靠变压器侧。

切换线路方便;切换变压器不方便。

当变压器发生故障时，线路将短时停止工作。

3)全桥接线

特点：在内桥接线的基础上，增加两个变压器断路器。

切换线路、变压器均方便。

应用范围。

请看下面的变电站是什么接线方式呢?

3、矿井常见的供电系统

矿井供电方式取决于矿区范围、矿层埋藏深浅、井下涌水量大小、井型大小、采煤方法、机械化程序等因素。

主要有深井、浅井、平硐三种供电系统。

1、深井供电系统

由矿山地面变电所6(10)kV母线引出高压电缆通过井筒送至井下中央变电所，然后从井下中央变电所引出，经沿巷道敷设的高压电缆送到井下各高压用电设备和采区变电所，形成地面变电所—中央变电所—采区变电所三级高压供电系统。

井下中央变电所是井下供电的枢纽，它担负着向

井下用电设备和采区变电所供电的重要任务，因

此其主结线方式的选择十分重要。

根据《煤矿安全规程》第442条的规定，对井下

中央变电所、主排水泵房和下山开采的采区排水

泵房的供电线路，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。

井下中央变电所

2、浅井供电系统

对于埋藏不深的情况，可采用由地面变电所通过井筒、钻孔或辅助风井将低压(或高压)电能送至井下的浅井供电系统。

多种安排方式。

特点：

井底车场配电所。

3、平峒开采的供电系统

当矿层埋藏浅，分布范围较广时，往往采用平峒开采的供电系统。

主要用地面变电亭。

三、矿井各级变电所及配电点

1、矿井地面变电所

变电所位置的选择应遵循以下几项原则：

(1)变电所位置应尽量靠近负荷中心，以减少配电线路长度，降低电能损耗和电压损失;

(2)进出线要方便，交通运输要方便，以利于变压器等大型设备的运输和消防车辆进出;

(3)具有良好的地质条件，有防止地下水、雨水和洪水浸淹措施;

(4)应考虑与邻近设施的相互影响，远离震动大的设备和易燃易爆的场所，应尽量避开污染源，否则应采取防污措施;

(5)应与其他工业建筑物保持足够的防火间距;

(6)应留有发展和扩建的余地。

变电所的布置包括主变压器、室内外配电装置和主控室等。

矿井地面变电所：主变压器及室外配电装置

矿井地面变电所：室内配电装置

2、井下中央变电所

接线特点：

1.井下中央变电所的主结线方式为：单母线分段结线方式;

2.各负荷应均匀分配在各段母线上;

3.井下高压负荷水泵，每台水泵设一条专用高压电缆供电。

2)井下中央变电所的位置和硐室布置

确定井下中央变电所的位置时，应遵循以下原则：

(1)尽量位于负荷中心，以节省电缆，减少电能与电压损失;

(2)电缆进出线方便，设备的运输方便;

(3)变电所通风要良好;

(4)变电所的顶、底板坚固，无淋水。

考虑上述条件，一般变电所设置在井底车场附近，并与中央水泵房相邻。

3、采区变电所

采区变电所是采区供电的中心，其任务是将

井下中央变电所送来的高压电能变为低压电

能，配送至采掘工作面及附近用电设备。

1)供电方式

采区变电所——工作面配电点方式;图1-16

采区变电所——移动变电站——工作面配电点方式;图1-17

二、无限大电源容量系统短路电流暂态过程及参数

三、 矿井高压电网短路电流计算

计算电压取线路平均电压;

几个基本公式：

短路计算的基本步骤

绘制计算电路图，选定短路计算点

绘制计算用的等效电路图;

元件电抗的计算

四、井下低压电网短路计算

与高压电网的不同：

元件电阻不能忽略;

井下电缆的平均电抗高低压均取每公里0.081欧。

考虑电弧电阻0.01欧;

变压器的电阻也应考虑。

表格法计算短路电流：

折算原则：

在阻抗不变的原则下，把不同截面的电缆长度，都折算到标准截面(铜芯)时的等效长度。

标准截面：380、660、1140V系统为50mm2

127V系统为：4mm2

等效长度与实际长度之比为换算系数。

三大保护的相互关系

井下过流保护(主要是短路保护)、漏电保护和保护接地是保证煤矿井下安全供电的三大保护，它们是缺一不可的。

当漏电保护装置拒动时，漏电故障就容易发展成为短路故障，此时短路保护就成了漏电保护的后备保护。

当电气设备内部发生短路，而短路保护又失灵的情况下，炽热的短路电弧便可能将防爆外壳灼穿，使之失去防爆性能。但电弧一旦触及外壳，便并发了漏电故障，引起漏电保护装置动作，及时切断电源。这样，漏电保护又成了短路保护的后备。

由此可见，短路保护与漏电保护在很多情况下是互为备用的，增加了井下电气保护的可靠性。

此外，不管漏电保护装置工作与否，保护接地在防止人身触电、降低裸露的漏电电流等方面，都有极重要的作用。

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井下过流保护整定举例

高压电动机保护

动作电流按躲开电动机额定启动电流来整定：

高压电缆线路保护

动作电流按躲开线路最大工作电流来整定：

一、对过流保护的要求

《煤矿安全规程》第455条规定：“井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备，应具有短路、过负荷和欠电压释放保护。井下由中央变电所、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。”

该规定明确了井下电网中哪些地方应装设什么样的过流保护。

对过流保护的原则要求

动作迅速

动作有选择性

可靠性

动作灵敏

主保护：K>1.5

后备保护：K>1.2