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1、格目底公司煤矿安全培训中心培训教案课程名称：矿井供电系统及采区供电安全 授课人：何志闲 学时数： 8 教学目的及要求： 通过8个课时的学习使学员了解和掌握煤矿井下常用标准电压的等级、采区变电所的作用、三专两闭锁的作用以及触电的防治措施等。 教学重点： 三专两闭锁的作用、触电的防治措施。 教学方法： 讲授法教学内容： 电能是煤炭生产的主要动力来源，保证对煤矿进行安全、可靠、经济、合理的供电，对保证安全生产，提高经济效益有着十分重要的意义。一、矿井供电系统1、矿井供电电压等级根据国家标准的规定，并结合煤矿的特殊生产条件，目前煤矿井下常用的电压等级及用途见下表：标准电压平均电压用 途60006300
2、高压电动机及供电电压33003460部分矿井采区电气设备11401200综采工作面成套电气设备660690低压动力用电电压380400低压动力用电电压127133照明、信号、电话和手持式电气设备36电气设备的控制回路直流250、550架线式电机车煤矿安全规程规定井下规定电压应符合下列要求：（1）高压不超过1000。（2）低压不超过1140。（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127。（4）远距离控制线路的额定电压不超过36。采区电气设备使用3300供电时，必须制定专门的安全措施。2、矿井供电系统由矿井地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、工作面配电点按照一定方式相互连接
3、起来的一个整体，称为矿井供电系统。大型矿井一般采用三级供电方式，即地面变电所、井下中央变电所、采区变电所。而中小型矿井一般采用二级供电方式，及地面变电所、采区变电所。根据矿井的井田范围、埋藏深度、地质条件，矿井供电系统分为深井和浅井供电系统。煤层埋藏深度大于150应采用深井供电系统，小于150应采用浅井供电系统。1）深井供电系统：详见书本第5254页，并见图3-1。2）浅井供电系统：详见书本第5455页，并见图3-2。3、变压器的中性点运行方式变压器的中性点运行方式有三种，即直接接地、不接地和经消弧线圈（或限流主抗）接地。（1）变压器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
4、人体的触电电流；二是单相接地时形成了单相短路。因此中性点直接接地对人身安全和矿井安全都极为不利。（2）变压器中性点不接地运行方式：具体详见书本第5657页；在中性点不直接接地时，通过人体的电流时安全的。由于分布电容不应忽略，目前采用在漏电继电器中加零序电抗线圈来补偿对地电容电流。（3）变压器中性点采用消弧线圈接地运行方式：具体见书本第57页，并见图3-5；从图中看出，流过人体中的电容电流分量被电感电流分量抵消了一部分，因而流过人体的总电流减小，按程度得到提高。这种利用电感电流来抵消电容电流的作法，叫对电容电流的补偿。同理，在电网发生一相线路接地故障时，也可以利用上述电感电流接地点电流中的电容电
5、流分量，来减小漏电电流。二、采区供电系统采区变电所是采区用电的中心。它的电源有中央变电所提供，其主要任务是将高压变为低压，并将此电源分配到采区所有采掘工作面及其他用电设备。采区变电所的位置取决于低压供电电压、供电距离、采煤方法及其巷道布置方式、煤岩地质条件和机械化程度等因素。采区变电所内要求通风良好，硐室围岩坚固，无淋雨，易维修。硐室其他安全措施基本与中央变电所相同。1、综采工作面的供电：详见书本第58页。2、掘进工作面的供电：详见书本第5859页。三、煤矿安全规程对矿井供电的要求（1）矿井应有两回路电源线路。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6万吨以下的矿井采用
6、单回路供电时，必须有备用电源；备用电源的容量必须满足通风、排水、提升等的要求。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，矿井电源用采用分列运行方式，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。10k及其以下的矿井架空电源线路不得共杆架设。矿井电源线路上严禁装设负荷定量器。（2）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，其与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。
7、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。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。（3）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。（4）经由地面架空线路引入井下供电线路（包括电机车架线），必须在入井处装设避雷装置；由地面直接入井的轨道，露天架空引入（出）的管路，必须在井口附近将金属体进行不少于两处的良好的集中接地；通信线路必须在入井处装设熔断器和避雷装置。（5）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。（6）矿井必须备有井上、下配电系统图，井下电气设备布置
8、示意图和电力、电话、信号、电机车等线路平面敷设示意图，并随着情况变化定期填绘。（7）电气设备不应超过额定值运行。井下防爆电气设备变更额定值使用和进行技术改造时，必须经国家授权的矿用产品质量监督检验部门检验合格后，方可投入运行。（8）防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证”、“防爆合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能；检查合格并签发合格证后，方准入井。四、用电安全作业制度安全用电作业制度，时保证安全用电、职工人身安全和减少或杜绝电气事故、促进安全生产、提高经济效益的重要保证。安全用电制度主要有：工作票制度；工作许可制度；倒闸、试验操作票制度和工作监护制度；停、送电制度等。采区供电安全一
9、、机电硐室的规定与要求：详见书本第65页-66页。二、工作面配电点的设置工作面配电点是将采区变电所送来的电能再分配给采掘工作面的电机、电钻和照明装置。工作面配电点设在低压开关设备集中地地方，其特点是需要经常随工作面移动。对于掘进工作面的配电点，大都设在掘进巷的一侧或掘进巷道的贯通巷内，一般距工作面80-100m处。由于采掘工作面的电气设备随工作面的推进而经常移动，并且它们的负荷大、变化大、起动频繁，加之工作的自然环境又差，为了保证安全用电和正常生产，并适应电气设备经常移动和日常维修的需要，一般每一个配电点都需要设置一台电源进线总开关。而且总开关必须与其他开关放置在一起，以利于停、送电操作。三、
10、触电的危害及防治措施1、触电的危害:人身接触带电导体或因绝缘损坏而带电的设备外壳时,都可能造成触电事故.由于井下的特殊工作条件,发生触电的可能性较大。触电对人体组织的破坏性是很复杂的。一般对人体的伤害大致可分为电击和电伤两种情况。电击是指触电后电流通过人体，在热化学和电解作业下使呼吸器官、心脏和神经系统受到损坏和破坏。多数情况下电击可以使人致死,所以是最危险的。电伤是指由于强电流瞬时通过人身某一局部，或电弧烧伤人体，造成对人体外表器官的破坏，当烧伤面积不大时，不至于有生命危险。触电对人身的危害是由许多因素决定的，但流经人身电流的大小是起决定作用的主要因素。2、触电的防治措施：详见书本第68页-
11、69页。3、煤矿井下防止触电应注意的事项：详见书本第69页-70页。井下电气设备的完好标准及检修质量标准一、井下电气设备完好标准的作用、意义和实施途径：井下电气设备完好标准是国家为保证煤矿能够安全、可靠、经济、合理组织生产所制定的一项技术标准。主要作用是规范井下工人安全合理地使用、维护、保养电气设备的行为，使设备保持最佳的运行状态，发挥最大的效能，产生最好的经济效益。具体详见书本第70页-71页。二、井下电气设备检修质量标准的作用、意义和实施途径：井下电气设备，因起动频繁，负荷变化大，电网的电压波动大，引起过载、短路、漏电、电弧、电火花故障较多，造成电磁系统损坏、动作机构、触头、绝缘材料、导体
12、各种保护插件等损坏，严重影响着机电设备的正常运转和采煤时间。检修质量的优劣与设备的技术状态能否保持正常运转有着直接的关系。其作用是规范井下电气设备检修人员的检修手段、技术标准和保证设备的技术性能。电气设备的检修分为井下检修和地面检修两种。具体详见书本第71页-72页。三、井下电气设备安装与搬迁中的注意事项：详见书本第72页。杂 散 电 流直流架线电机车电流的全部或一部分，没有经过钢轨回路的全程而通过大地或其他设备流回交流所用的电流，叫直流杂散电流。在井下变压器采用中性点不直接接地的供电系统中，当电网三相对地的绝缘电阻、电容不相等时将出现零序电流。零序电流从地线或大地经漏电继电器流回电网叫交流杂
13、散电流。在运输巷道是以直流杂散电流为主，而在采区是以交流杂散电流为主。一、杂散电流的危害：矿井杂散电流的危害主要表现有四个方面：具体详见书本第73页.二、杂散电流的防治措施1、直流杂散电流的防治措施（1）改变两个电阻值。减少轨道接头电阻值。加强轨道接头的维护，保持良好的电气连接，确保接头符合煤矿安全规程的规定。增大轨道与大地的接触电阻，保持轨道清洁、干燥。对沿线管路和金属铠装电缆铺设支点增加绝缘，也可增加杂散电流过渡电阻，减少杂散电流。（2）缩短供电半径，增设变流所。当供电半径缩短以后，牵引网路上的电压随之而降低，轨道上的电压降也就同时降低，因此杂散电流减少。（3）设置轨道绝缘点。设置轨道绝缘
14、点的目的，是把掘进头的轨道、采区中的轨道与架线电机车的轨道隔开。这样可以避免杂散电流流到掘进头或者采区中去。（4）减少加在轨道上的负荷电流。2、交流杂散电流的防治措施：一是提高交流电网的绝缘水平；二是采用屏蔽电缆。“三专两闭锁”根据煤矿安全规程规定，瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、没与瓦斯突出矿井中，掘进工作面的局部通风机供电必须设专用变压器、专用开关、专用线路。局部通风机和工作面的电气设备必须装有风电闭锁和瓦斯电闭锁装置，以保证局部通风机停止运转或掘进巷道内瓦斯超限时，能立即自动切断巷道中电气设备的电源，防止爆炸事故的发生。由于掘进工作面是独立巷道,容易产生瓦斯积聚,而机电设备在运转过程中会产生电
15、火花和机械火花,当瓦斯浓度达到516,火花能量达到0.28mj以上时,就会引起瓦斯爆炸.为了防止事故的发生,采取”三专两闭锁”是有效的措施。一、构成与工作原理（1）“三专”是指在瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中，掘进工作面的局部通风机实行专用变压器、专用开关、专用线路供电。（2）风电闭锁是用两台磁力启动器进行连锁控制，其中一台接通风机，另一台接掘进工作面电气设备，实现先通风后送电，风机停转时，掘进工作面电源也同时切断。（3）瓦斯电闭锁是由瓦斯探头、监控系统（监控分站）、断电仪和高压开关构成。（4）用KSGJY型综掘专用移动变电站实现“三专两闭锁”。具体详见书本第78-79页。二、作用于使用范围“三专两闭锁”适用于掘进工作面。掘进工作面是独头巷道，甲烷和有害气体易于积聚、而引起爆
