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1、矿井供电,主讲： 2017年11月,2,概述,电力是煤矿企业生产的主要能源，由于井下特殊的环境，为了减少井下自然灾害对人身和设备的危害，这就要求我们煤矿企业采取一些特殊的供电要求和管理方法。 本次我们从煤矿井下特殊的环境入手，进一步分析煤矿企业对供电电源和电压的基本要求、负荷 类型和供电接线方式等，包括井下和地面煤矿的供电系统及供电安全的相关事故案例。 电工是特殊工种，又是危险工种。首先，其作业过程和工作质量不但关联着其本身的安全，而且关联着他人和周围设施的安全，电工工作地点分散、工作性质不专一，不便于跟班检查和追踪检查。因此，煤矿电气相关工作人员必须掌握必要的电气安全技能，必须具备良好的电气
2、安全意识。,3,第一章 我矿当前供电系统概况,矿井电源：矿井35kV变电所两回路电源取自于XXXXXX变电所两段母线，当前运行方式为双回路分列运行。两路进线采用两条35kV架空线路进行供电，分别为XXXX一回路和XXXX二回路，导线型号为LGJ-185，线路全长17.4Km，安装两台12500KVA的主变压器，型号为SZ9-12500/35，电压等级为35/6kV。所用变压器2台，型号为SC9-50/35，35kV高压开关柜10台，6kV高压开关柜43台。主变压器二次侧6kV采用单母线分段供电方式，矿井的一、二级的负荷，均由不同母线上的双回路供电。,4,井下供电：当前我矿井下在用变电所4个，分
3、别为中央变电所、XXX采区变电所、XXX采区变电所和XX采区变电所，计划新增XXXXX采区变电所。 当前矿井入井电缆4条，分别引自35kV变电所两断母线，进入中央变电所。其他各采区变电所及井口副井用电负荷均匀分布在中央变电所四条回路上，且确保每个采区变电所两段母线电源不在35kV变电所同一段母线上。,5,第二章 井下特殊环境,1.井下的空气中含有瓦斯及煤尘，在其含量达到一定时，如遇到电气设备或线路产生电弧、电火花和局部高温时，就会燃烧和爆炸。 2井下采掘工艺需要用电雷管，电气设备对地的漏泄电流可能会将电雷管引爆。 3井下硐室、巷道、采掘工作面等需要安装电气设备的空间都比较狭窄，电气设备的体积受
4、到一定限制，且使人体接触电气设备的机会较多，容易发生触电事故。 4井下由于岩石和煤层的压力，常会发生冒顶和片邦事故，使电气设备(特别对电缆)很容易受到这些外力的砸、碰、挤、压。 5井下空气比较潮湿，湿度一般在 90以上，并且机电硐室和巷道经常有滴水及淋水，电气设备很容易受潮。 6井下有些机电硐室和巷道的温度较高，因而井下电气设备的散热条件较差。,6,7采掘工作面的电气设备移动频繁，且经常启动。生产中由于受自然条件变化的影响，用电设备的负荷变化较大，有时会产生短时过载。 8.由于井下地质条件发生变化及雨季期间，井下有发生突水事故的可能，其出水量往往为正常涌水量的几倍甚至几十倍。一旦突然出水，要求
5、排水设备迅速开动，以保证矿井安全。此时应有足够大的供电系统，以保证全部排水设备正常工作。 9井下如发生全部停电事故，超过一定的时间后，可能发生采区或全井被淹的重大事故。同 时井下停电停风后，还会造成瓦斯积聚，引起瓦斯和煤尘爆炸危险。 由于存在以上特殊条件，因此在考虑煤矿井下供电系统时，除必须严格遵守煤 矿安全规程及煤炭工业矿井设计规范中有关的规定外，还应注意安全可靠、经济合理性。,7,第三章 对供电的要求,（1）供电可靠；就是要求供电不间断。 （2）供电安全；必须严格遵照规程的规定进行供电作业，确保安全。 （3）保证充足的供电量;在煤矿企业设计时，不但要考虑建井与投入生产时有充分的电能供应，而
6、且还要考虑到将来发展时电能消耗量的增加，以及供电设备所占面积有扩充的余地。 （4）技术经济合理；要求电能数量满足生产需要而且要求电能质量好，电压与频率稳定在允许值的范围内。同时经济效果好，建设投资与运行维护费要低。,8,第四章 电力负荷的分类,按用户分类，根据对供电可靠性的要求不同，煤矿电力用户分为以下三类： （1）一类用户（一级负荷）：凡因突然中断供电会发生人身伤亡事故，或损坏重要设备且难以修复，或给国家经济带来很大损失者属于这一类。这一类用户有：矿井主通风机、主要提升设备、主排水设备;矿井地面和井下中央变(配)电所；矿调度指挥中心、矿医院。 （2）二类用户（二级负荷）：凡因突然停电造成大量
7、减产者，属于这一类。例如造成企业运输停顿、经济发生较大损失者。 例如，采区变(配)电所、专门用于提升物料的,9,斜井提升设备、立井提升设备、井下电机车用的整流设备，空气压缩机站，综合机械化采煤设备等，都属于二级用电负荷。虽然它们属于重要的负荷，但相对于一级用电负荷来说，它们在突然停电后不会对矿井造成人员伤亡和重大安全隐患。对该类用户的供电，应做到可靠性、经济性、合理性相兼融，尽可能地减少无计划停电所带来的经济损失。 （3）三类用户（三级负荷）：凡因突然停电对生产没有直接影响者属于这一类。例如机修厂及生活福利设施等。,10,第五章 矿井供电系统,第一节 煤矿常用交流电压等级及用途,11,矿井供配
8、电系统对于一级负荷应有两个独立的电源供电，当发生任何故障时，两个电源的任何部分应不致同时受到损坏，并能迅速恢复供电；对二级负荷一般由两回路供电，当同一用电单位由两个及以上的电源线供电时， 当任一电源线故障时，应能保证一、二级负荷用电或全部负荷用电；对于三级负荷一般只设单电源线，对几个较小的三级负荷，可共用一条电源线。,第二节 供配电系统的形成,第三节 矿井供电系统接线实例,我矿为供电系统为深井供电系统： A.特点： 井下设立中央变电所 B.决定因素： 煤层深，井下负荷大、涌水量大等。 C.组成： 地面变电所、井下中央变电所和采区变电所。 D.供电回路数： 两回路或两回路以上。,13,第六章 安
9、全用电,第一节 造成电气事故的原因 违章操作 违反“停电检修安全工作制度”，因误合闸造成维修人员触电。 违反“带电检修安全操作规程”，使操作人员触及电器的带电部分。 带电移动电器设备。 用水冲洗或用湿布擦拭电气设备。 违章救护他人触电，造成救护者一起触电。 对有高压电容的线路检修时未进行放电处理导致触电。 2) 施工不规范 误将电源保护接地与零线相接，且插座火线、 零线位置接反使机壳带电。 插头接线不合理，造成电源线外露，导致触电。 线路敷射不合规范造成搭接物带电。 随意加大保险管的规格，失去短路保护作用，导致电器损坏。 施工中未对电气设备进行接地保护处理。,14,3) 产品质量不合格 （1）
10、电气设备缺少保护设施造成电器在正常情况下损坏和触电。 （2）带电作业时，使用不合理的工具或绝缘设施造成维修人员触电。 （3）产品使用劣质材料，使绝缘等级、抗老化能力 很低，容易造成触电。 （4）生产工艺粗制滥造。 （5）电缆绝缘类型选择不正确。 4)偶然条件 电力线突然断裂使行人触电；狂风吹断树枝将电线砸断；雨水进入家用电器使机壳漏电等偶然事件均会造成触电事故。,15,人体触电时，电流对人体会造成两种伤害：电击和电伤。 电击是指电流通过人体，影响呼吸系统、心脏和神经系统，造成人体内部组织的破坏乃至死亡。 电伤是指在电弧作用下或熔断丝熔断时，对人体外部的伤害，如烧伤、金属溅伤等。 调查表明，绝大
11、部分的触电事故都是由电击造成的。电击伤害的程度取决于通过人体电流的大小、持续时间、电流的频率以及电流通过人体的途径等。 1）人体电阻 人体电阻因人而异，通常为 104 105 ，当角质外层破坏时，则降到8001000。,第二节 电流对人体的危害,16,2 ） 电流强度对人的伤害 人体允许的安全工频电流: 30mA 工频危险电流: 50mA 3 ） 电流频率对人体的伤害 电流频率在40Hz 60Hz对人体的伤害最大。 实践证明，直流电对血液有分解作用，而高频电流不仅没有危害还可以用于医疗保健等。 4 ） 电流持续时间与路径对人体的伤害 电流通过人体的时间愈长，则伤害愈大。 电流的路径通过心脏会导
12、致神经失常、心跳停 止、血液循环中断，危险性最大。其中电流的流经从右手到左脚的路径是最危险的。 5 ） 电压对人体的伤害 触电电压越高，通过人体的电流越大就越危险。 因此，把 36 V以下的电压定为安全电压。工厂进行设备检修使用的手灯及机床照明都采用安全电压。,17,第三节 触电的方式,3.1 接触正常带电体 电源中性点接地的单相触电 这时人体处于相电压下，危险较大。 通过人体电流:,式中: UP: 电源相电压 (220V) Ro: 接地电阻 4 Rb: 人体电阻 1000,3. 2 保护接地 电气设备外壳未装保护接地时:,对地绝缘电阻,分布电容,当电气设备内部绝缘损坏发生一相碰壳时：由于外壳
13、带电 , 当人触及外壳,接地电流 Ie 将经过人体入地后, 再经其它两相对地绝缘电阻R 及分布电容C 回到电源。当R 值较低、C 较大时，Ib 将达到或超过危险值。,19,保护接地：将电气设备的金属外壳(正常情况下是 不带电的)接地。 用于中性点不接地的低压系统 ,电气设备外壳有保护接地时通过人体的电流：,利用接地装置的分流作用来减少通过人体的电流。,Rb与Ro并联，且 Rb Ro 通过人体的电流可减小到安全值以内。,20,保护接零（用于 380V / 220V 三相四线制系统） 将电气设备的外壳可靠地接到零线上。 当电气设备绝缘损坏造成一相碰壳，该相电源短路，其短路电流使保护设备动作，将故障
14、设备从电源切除，防止人身触电。 把电源碰壳，变成单相短路，使保护设备能迅速可靠地动作，切断电源。,21,注：中性点接地系统 (1) 不允许采用保护接地，只能采用保护接零； (2) 不准保护接地和保护接零同时使用。 保护接地和保护接零同时使用时 当A相绝缘损坏碰壳时，接地电流,式中：R0：保护接地电阻4 R0：工作接地电阻4,此电流不足以使大容量的保护装置动作，而使设备外壳长期带电，其对地电压为110V。,22,案例一：严重违章验电 短路灼伤二人 简要经过 某年5月28日中午，某厂运行监护人高某、操作人贾某准备测量380V电动机绝缘电阻，测量前需先验电，监护人高某在电源开关柜用验电笔验电时，验电
15、笔不亮(设备确已停电)。二人怀疑验电笔有问题，为了确认验电笔好坏，二人到另一带电的开关柜进行验证。操作人贾某站在侧面用手电筒照亮，监护人高某验电，当验电笔伸向开关柜内时，验电笔金属部分与柜体接触，对地短路放电，弧光灼伤二人。 原因及暴露问题 1.监护人严重违章直接操作; 2.严重违章，扩大验电范围，擅自在其他开关柜验电; 3.验电方式不当，验电笔金属部分与柜体接触。,第七章 典型电气事故案例,23,案例二 新庄孜矿1.12电弧伤人事故 一、事故经过： 2006年1月12日早班，新庄孜矿机电工区在5604变电 所发生一起电弧伤人事故，造成一人重伤，一人轻伤 二、事故原因 1、现场带电作业是造成事
16、故的直接原因； 2、无针对性措施和严重的“三惯“思想是事故的主要原因。 三、防范措施： 1、加强员工安全教育培训和操作技能培训，提高班长现场带队能力 2、严格按高低压操作规程操作，克服三惯思想 3、改进施工方法，优化供电设计，严格施工措施编制，审批贯彻，严格按措施施工。,24,案例三 11.16高压跳电事故报告 一、事故经过： 2006年11月16日，11：30分在对井下水泵电源总开关进行送电时，断路器小车在拉合瞬间三相拉弧放电造成三相短路并烧毁小车，同时造成10kv临时变电所10107、10101跳闸。 二、事故原因： 1、主井临时变电所12开关反送电。高防并未起到任何保护作用，只相当于隔离，隔离带负荷合闸瞬间，电流过大造成三相拉弧短路致使断路器小车烧毁。 2、井下现场电工在高压送电前，对现场检查不详细，对出现的隐患先兆不敏感，没有及时采取有效措施。 三、事故教训： 1、井下高压停送电工作现场必须由专人统一指挥，停送电前后必须对高压线路及负荷进行详细检查，严禁带负荷送电，确认没有安全隐患后方可由负责人下达送电命令
