工作面供電1課件

煤礦供電煤礦供電系統(tǒng)：礦井地面供電系統(tǒng)和井下供電系統(tǒng)地面供電系統(tǒng)

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包括地面變電所和高、低壓配電網(wǎng)。地面變電所有兩回路電源進(jìn)線進(jìn)線電壓一般為35kV和6kV（或10kV）,大型礦井也有110kV的。變電所內(nèi)一般設(shè)主變壓器兩臺(tái),一臺(tái)停止運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)必須保證安全生產(chǎn)的用電負(fù)荷。在高壓繞阻側(cè)，采用橋式接線方式，低壓繞阻側(cè)采用單母線分段，以保證提升機(jī)、主扇、井下中央變電所等重要負(fù)荷的供電。地面高壓配電電壓為10/6kV，低壓為380/220V。井下中央變電所

:由兩回路或更多高壓電纜供電，并引自地面變電所的不同母線段。饋電電纜一般沿副井井筒敷設(shè)，使用鋼絲鎧裝不滴流電纜。中央變電所一般設(shè)在井底車(chē)場(chǎng)附近靠水泵房的硐室內(nèi),經(jīng)高壓配電箱,用橡套電纜向井下水泵房、變流站、采區(qū)變電所供電,并經(jīng)降壓變壓器供應(yīng)車(chē)場(chǎng)附近的低壓動(dòng)力及照明。井下多水平開(kāi)采時(shí)，需在每一水平設(shè)一中央變電所。

采區(qū)變電所：一般設(shè)在靠近采區(qū)的上山或石門(mén)運(yùn)輸巷,變電所硐室內(nèi)設(shè)有高壓防爆配電箱、變壓器和低壓饋電開(kāi)關(guān)，向采區(qū)各低壓負(fù)荷供電。工作面配電點(diǎn)：

在回采工作面附近，負(fù)荷比較集中，移動(dòng)變電站放在工作面附近的平巷里，它由高壓開(kāi)關(guān)、干式變壓器和低壓饋電開(kāi)關(guān)組成，可借助軌道或單軌吊車(chē)沿平巷移動(dòng)。井下供電系統(tǒng)

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包括井下中央變電所、采區(qū)變電所、工作面配電點(diǎn)或移動(dòng)變電站和高低壓電纜網(wǎng)。1.隔離開(kāi)關(guān)2.斷路器3.橋型接線方式（內(nèi)、外、全）4.主變壓器、避雷器、電壓互感器、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)、補(bǔ)償電容器、三相電壓互感器電抗器實(shí)現(xiàn)地面調(diào)度對(duì)井下變電所的遙測(cè)、遙控、遙信和遙調(diào)按變壓器中性點(diǎn)接法，井下供電分：①中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng):單相接地故障電流大,容易引起火災(zāi)、瓦斯爆炸和人身觸電危險(xiǎn)，煤礦中不宜采用；②中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)：可將單相接地電流限制在適當(dāng)值內(nèi)，英、美、加、澳等國(guó)采用；③中性點(diǎn)絕緣不接地系統(tǒng)：發(fā)生單相接地或人身觸電時(shí)，電流自電源經(jīng)接地點(diǎn)或人身流入大地，再經(jīng)其他兩相的對(duì)地絕緣電阻和分布電容回到電源。分布電容較小和絕緣電阻較高時(shí),接地電流小,安全性較好。但容易產(chǎn)生單相接地過(guò)電壓，導(dǎo)致嚴(yán)重的相間短路，故須采用適當(dāng)?shù)穆╇姳Ｗo(hù)，及時(shí)切除單相接地事故。中國(guó)、德國(guó)、俄等國(guó)都采用這種系統(tǒng)。1.1變壓器中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)：

（1）優(yōu)點(diǎn)：對(duì)電源中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，若發(fā)生某單相接地，另兩相電壓不升高，這樣可使整個(gè)系統(tǒng)絕緣水平降低；另外，單相接地會(huì)產(chǎn)生較大的短路電流，從而使保護(hù)裝置（繼電器、熔斷器等）迅速準(zhǔn)確地動(dòng)作，提高了保護(hù)的可靠性。

（2）缺點(diǎn)：對(duì)電源中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，由于單相短路電流很大，開(kāi)關(guān)及電氣設(shè)備等要選擇較大容量，并且還能造成系統(tǒng)不穩(wěn)定和干擾通訊線路等；變壓器中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的優(yōu)、缺點(diǎn)：

（1）優(yōu)點(diǎn)：對(duì)變壓器中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，由于限制了單相接地電流，對(duì)通訊的干擾較?。涣硗鈫蜗嘟拥乜梢赃\(yùn)行一段時(shí)間，提高了供電的可靠性。

（2）缺點(diǎn)：對(duì)變壓器中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，當(dāng)一相接地時(shí)，另兩相對(duì)地電壓升高，易使絕緣薄弱地方擊穿，從而造成兩相接地短路。井下變壓器中性點(diǎn)是否接地，是影響觸電危險(xiǎn)程度的因素之一，也是影響井下電火災(zāi)與瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的因素之一。在變壓器中性點(diǎn)接地的供電系統(tǒng)中，電網(wǎng)一相接地即為單相短路，短路點(diǎn)將產(chǎn)生一個(gè)大電弧，足以引起瓦斯、煤塵爆炸。當(dāng)變壓器中性點(diǎn)絕緣，人觸及一相時(shí)，相電壓改變，但電源線電壓仍保持對(duì)稱，故對(duì)負(fù)載運(yùn)行并無(wú)影響。所以我國(guó)煤礦井下供電系統(tǒng)采用變壓器中性點(diǎn)絕緣(不接地)的工作方式，其最大優(yōu)點(diǎn)是在人觸及一相帶電導(dǎo)體時(shí)，通過(guò)人身的電流要小得多;當(dāng)發(fā)生一相接地時(shí)，人地電流也很小，從而大大減小引起瓦斯、煤塵爆炸的可能。1、井下高壓電動(dòng)機(jī)、動(dòng)力變壓器的高壓控制設(shè)備，應(yīng)具有短路、過(guò)負(fù)荷、接地和欠壓釋放保護(hù)。井下由采區(qū)變電所、移動(dòng)變電站或配電點(diǎn)引出的饋電線上，應(yīng)裝設(shè)短路、過(guò)負(fù)荷和漏電保護(hù)裝置。低壓電動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備，應(yīng)具備短路、過(guò)負(fù)荷、單相斷線、漏電閉鎖保護(hù)裝置及遠(yuǎn)程控制裝置。B、三段式零序保護(hù)提供分段式漏電保護(hù)，對(duì)電網(wǎng)中出現(xiàn)的單相接地故障，進(jìn)行限時(shí)電流漏保護(hù)或功率方向型選擇性檢漏保護(hù)；煤礦6kV電力網(wǎng)的繼電保護(hù)煤礦電力網(wǎng)主要是由地面變電所的10/6kV母線，通過(guò)電纜線路向井下中央配電所供電，再向采區(qū)變電所、井下排水泵、井下運(yùn)輸?shù)热V井90%以上的一、二級(jí)負(fù)荷點(diǎn)供電。地面多以10/6kV線路變壓器組的形式供電礦井供電系統(tǒng)常見(jiàn)的故障主要有單相或兩相接地、單相斷線及兩相或三相短路故障；不正常運(yùn)行方式主要指過(guò)負(fù)荷、過(guò)電壓、低電壓等過(guò)流保護(hù)電火災(zāi)產(chǎn)生的主要原因是電網(wǎng)的過(guò)電流，而過(guò)電流又是由短路、過(guò)載引起的，因此防止電火災(zāi)方法就是防止過(guò)流的產(chǎn)生。所以過(guò)流保護(hù)包括短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)。過(guò)載保護(hù):過(guò)載是指電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電流或電氣設(shè)備工作電流大于其額定電流，但超過(guò)額定電流的倍數(shù)小些，通常是額定電流的1.5倍以內(nèi)。引起電動(dòng)機(jī)或電氣設(shè)備過(guò)載的原因很多，如負(fù)載突然增加，斷相運(yùn)行以及電網(wǎng)電壓降低等。若電動(dòng)機(jī)或電氣設(shè)備長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行，其繞組或電氣設(shè)備的溫升超過(guò)允許值使絕緣老化、損壞。過(guò)載保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與過(guò)載電流大小有關(guān)，其動(dòng)作值設(shè)定小于短路保護(hù)的動(dòng)作值。動(dòng)作延時(shí)取決于過(guò)載程度，過(guò)載程度越大，延時(shí)越短；過(guò)載程度越小，延時(shí)越長(zhǎng)，此特性稱為反時(shí)限特性。延時(shí)環(huán)節(jié)由時(shí)間繼電器構(gòu)成，過(guò)載時(shí)，電流繼電器動(dòng)作，其觸點(diǎn)接通時(shí)間繼電器線圈，經(jīng)延時(shí)后時(shí)間繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，切斷主回路電源，同時(shí)發(fā)出過(guò)載信號(hào)。過(guò)載保護(hù)可由電磁式繼電器、電子式繼電器和熱繼電器實(shí)現(xiàn)。短路保護(hù):當(dāng)電器或線路絕緣遭到損壞、負(fù)載短路、接線錯(cuò)誤時(shí)將產(chǎn)生短路現(xiàn)象。短路時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)故障電流可達(dá)到額定電流的十幾到幾十倍，使電氣設(shè)備或配電線路因過(guò)流而產(chǎn)生電動(dòng)力損壞，甚至因電弧引起火災(zāi)。短路保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間要短，其動(dòng)作值設(shè)定較大，在很短的時(shí)間內(nèi)切斷電源。電磁式繼電器和電子式繼電器均可實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。煤礦供電設(shè)備的電氣保護(hù):過(guò)流保護(hù)、漏電保護(hù)和接地保護(hù)是井下的三大保護(hù)過(guò)電流三段式保護(hù)可分別設(shè)定成速斷、限時(shí)速斷及過(guò)載保護(hù)，各段可獨(dú)立整定成帶或不帶方向,各段電流元件可分別設(shè)置成帶或不帶電壓閉鎖，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行速斷、限時(shí)速斷保護(hù)，便于系統(tǒng)中保護(hù)的上下級(jí)配合；傳統(tǒng)的過(guò)流保護(hù)方法，不能構(gòu)成有效的縱向選擇性過(guò)流保護(hù)系統(tǒng)，短路故障時(shí)常導(dǎo)致越級(jí)跳閘是不可避免的。（2）過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)1）故障分析井下電纜發(fā)生相間短路故障時(shí)，線路中的電流突然增大，母線電壓突然下降。2）保護(hù)措施對(duì)于高壓側(cè)為6～10KV的變電所主變壓器來(lái)說(shuō)，通常裝設(shè)有帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)；如過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大于0.5～0.7s時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。礦井地面變電所6kV下井出線的主保護(hù):無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)裝置，它以0s切除三相短路故障，其動(dòng)作值是以保護(hù)區(qū)末端的最小運(yùn)行方式下的三相短路電流值整定計(jì)算的。但煤礦6kV電纜線路從地面主變電所到井下中央配電所的阻抗很小，按照正常計(jì)算方法，電流速斷保護(hù)往往沒(méi)有保護(hù)區(qū)或保護(hù)區(qū)很小，對(duì)于地面6kV線路變壓器組，可以伸展到變壓器內(nèi)部；對(duì)于6kV井下電纜線路，電流速斷保護(hù)區(qū)伸展到井下中央配電所的保護(hù)區(qū)內(nèi)，如伸展到采區(qū)變電所，可作為井下用電設(shè)備相間短路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。過(guò)電流保護(hù)裝置作為6kV下井出線的近后備保護(hù)，其動(dòng)作值是按躲過(guò)被保護(hù)元件通過(guò)最大負(fù)荷電流并且在其區(qū)外短路故障切除后能自動(dòng)返回進(jìn)行整定的，在時(shí)限上用0.5s的延時(shí)，切除各種相間故障。實(shí)際上，供電系統(tǒng)給礦井地面變電所6kV出線的時(shí)限一般只有0.5s。井下中央配電所6kV出線只能設(shè)置0s過(guò)電流保護(hù)作為主保護(hù)，用過(guò)負(fù)荷保護(hù)作為各支路的后備保護(hù)，或者用反時(shí)限繼電器.漏電保護(hù)：當(dāng)電網(wǎng)絕緣電阻小于一定數(shù)值時(shí)，人觸及后會(huì)產(chǎn)生觸電危險(xiǎn)，而且漏電不僅會(huì)使設(shè)備進(jìn)一步損壞，形成短路事故，同時(shí)還導(dǎo)致人身觸電和漏電火花引爆瓦斯、煤塵的危險(xiǎn)。因此在井下供電系統(tǒng)中必須裝設(shè)漏電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)絕緣監(jiān)視、漏電保護(hù)以及補(bǔ)償流過(guò)人身的電容電流的作用。按其實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能分為無(wú)選擇性漏電保護(hù)和有選擇性漏電保護(hù)有選擇性漏電保護(hù)采用零序電流保護(hù)原理。零序電流信號(hào)由零序電流互感器獲得。當(dāng)未發(fā)生漏電時(shí)，一次側(cè)三相電流對(duì)稱，其電流相量和為0，二次側(cè)無(wú)電流輸出；當(dāng)發(fā)生漏電時(shí)，一次側(cè)三相電流不對(duì)稱，其電流相量和不為0，二次側(cè)有電流輸出。其裝置與分路開(kāi)關(guān)配合使用，其優(yōu)點(diǎn)是減少停電范圍，易于查找故障線路，因此被廣泛地使用。無(wú)選擇性漏電保護(hù)采用附加直流電源的保護(hù)原理。在包含對(duì)地絕緣電阻的檢測(cè)回路中附加直流電源，監(jiān)視其直流電流的變化，達(dá)到監(jiān)測(cè)絕緣電阻的目的。該裝置需與低壓自動(dòng)饋電總開(kāi)關(guān)配合使用。其缺點(diǎn)是停電范圍大，不易判斷漏電線路，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠；故仍在使用。礦井高壓檢漏保護(hù)裝置按工作原理大致可分為零序電流型、零序功率方向型和諧波方向型三類(lèi)。其中用于井下的主要是零序電流型和零序功率方向型,并且后者占絕大多數(shù)。零序電流型：是利用故障支路零序電流大于任一支路自身的零序電流的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)選擇性。諧波方向型是利用高壓電網(wǎng)所含的諧波成份來(lái)實(shí)現(xiàn)選擇性的方向保護(hù)的原理如圖所示。當(dāng)電網(wǎng)中某支路發(fā)生漏電故障或人身觸電事故時(shí)，由取樣電路分別從電網(wǎng)中取出零序電壓和各支路的零序電流信號(hào)，經(jīng)放大整形后，由相位比較電路來(lái)判別故障支路，最后啟動(dòng)執(zhí)行電路，切斷故障支路的電源，從而實(shí)現(xiàn)了有選擇性的漏電保護(hù)。

礦井高壓電網(wǎng)漏電故障特征及選擇性漏電保護(hù)原理漏電保護(hù)的選擇,變電所高壓隔爆配電裝置中通過(guò)安裝零序電流互感器、零序電壓互感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)漏電故障的選擇性。零序功率方向型是利用電網(wǎng)發(fā)生接地故障后U0的變化以及故障支路I0

和非故障支路I0

與U0相位關(guān)系的不同來(lái)實(shí)現(xiàn)選擇性。當(dāng)U0

和I0達(dá)到設(shè)定值時(shí)保護(hù)啟動(dòng),作好動(dòng)作準(zhǔn)備而不動(dòng)作,然后利用非故障支路I0超前U090°而故障支路I0滯后?U090°的特點(diǎn),通過(guò)比較各支路I0與U0相位選出故障支路并切斷該支路.原理是:如果電網(wǎng)中發(fā)生了非對(duì)稱性的漏電故障，就必然會(huì)產(chǎn)生零序電壓，此時(shí)如果存在的零序回路，則在回路中將出現(xiàn)零序電流。利用零序電壓或零序電流的幅值大小來(lái)判斷供電單元是否發(fā)生了漏電，同時(shí)利用各支路零序電壓或零序電流的相位關(guān)系來(lái)判斷故障支路，然后動(dòng)作，有選擇地切除故障支路的電源，這種保護(hù)方案也稱為零序功率方向式漏電保護(hù)，簡(jiǎn)稱為方向保護(hù)。（1）單相接地故障1.單相接地時(shí)易出現(xiàn)的過(guò)電壓及原因分析對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng),單相接地時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的過(guò)電壓一般情況下有2種:即工頻電壓高和弧光接地過(guò)電壓。

工頻電壓升高通過(guò)從一般的概念出發(fā),理想認(rèn)為在中性點(diǎn)不接地或不直接接地的電網(wǎng)中,一相接地時(shí)健全相的相對(duì)電壓將上升為√3u相(u相為電源相電壓),即出現(xiàn)了√3倍的過(guò)電壓;而在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中,一相接地時(shí)健全相的相電壓會(huì)仍保持為u相。以上結(jié)論證明,只是在其電網(wǎng)的三相之間互相獨(dú)立,彼此毫不干擾時(shí)才是正確的。但實(shí)際情況卻并非如此,電網(wǎng)中三相之間既存在著電的聯(lián)系又有磁的聯(lián)系,如在中性點(diǎn)不接地或不直接接地的電網(wǎng)系統(tǒng)中,一相接地時(shí)健全相的相電壓是趨向于無(wú)窮大。弧光接地電壓:在線路較短,接地電流很小的情況,單相接地電弧會(huì)迅速熄滅,電網(wǎng)自動(dòng)恢復(fù)正常。而當(dāng)線路較長(zhǎng)時(shí),電纜對(duì)地電容大,接地電流大,電弧不容易很快熄滅且不太穩(wěn)定,出現(xiàn)時(shí)熄時(shí)滅的情況,即出現(xiàn)間歇性電弧,此時(shí)的過(guò)電壓就比較嚴(yán)重了,這種情況的過(guò)電壓實(shí)質(zhì)上就是弧光接地電壓。接地保護(hù):在正常情況下，電氣設(shè)備的金屬外殼及架構(gòu)不帶電，但如果電氣設(shè)備的絕緣損壞，其金屬外殼和架構(gòu)就要帶電。當(dāng)人觸及此電氣設(shè)備時(shí)就會(huì)發(fā)生觸電事故，而且我國(guó)規(guī)定觸電的安全極限交流電流值為30mA，因此要通過(guò)接地保護(hù)限制通過(guò)人身的電流使其在極限電流之內(nèi)。保護(hù)接地的關(guān)鍵是將保護(hù)接地裝置的接地電阻降低到規(guī)定的范圍內(nèi)，就可以使流過(guò)人體的電流不超過(guò)安全極限電流，達(dá)到減少觸電危險(xiǎn)的目的。6kV電力網(wǎng)的自動(dòng)裝置備用電源自動(dòng)投入裝置煤礦必須是雙電源供電。當(dāng)雙電源來(lái)自上一級(jí)變電所的兩段母線時(shí)，兩電源可以同時(shí)向礦井供電；也可以一個(gè)電源工作，一個(gè)電源備用，在電源進(jìn)線處可以設(shè)置備用電源自動(dòng)投入裝置，以減少停電時(shí)間；當(dāng)雙電源來(lái)自兩個(gè)不同的變電所時(shí)，就不能設(shè)置備用電源自動(dòng)投入裝置。這是由于兩個(gè)變電所的短路容量、各自上一級(jí)的保護(hù)定值、時(shí)限定值等都不相同?！八倪b”裝置地面變電所對(duì)6kV重要負(fù)荷點(diǎn)，如井下中央及采區(qū)變電所、通風(fēng)機(jī)、壓風(fēng)機(jī)等實(shí)現(xiàn)“四遙”，在地面變電所的控制室能實(shí)時(shí)掌握井上、下各種主要電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，也是保證煤礦安全的重要舉措之一?！八倪b”裝置如下：1）遙測(cè):檢測(cè)負(fù)荷點(diǎn)的電流、電壓、功率、功率因數(shù)、開(kāi)關(guān)內(nèi)溫度等模擬量；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)饋電線路絕緣狀況；2）遙信:檢測(cè)遠(yuǎn)方開(kāi)關(guān)的位置狀態(tài)；3）遙控:對(duì)遠(yuǎn)方開(kāi)關(guān)進(jìn)行正常分、合閘操作；4）遙調(diào):對(duì)遠(yuǎn)方開(kāi)關(guān)的繼電保護(hù)動(dòng)作值進(jìn)行調(diào)整。地面變電所和井下中央變電所的高壓饋電線上，必須裝設(shè)有選擇性的單相接地保護(hù)裝置；供移動(dòng)變電站的高壓饋電線上，必須裝設(shè)有選擇性的動(dòng)作于跳閘的單相接地保護(hù)裝置。井下低壓饋電線上，必須裝設(shè)檢漏保護(hù)裝置或有選擇性的漏電保護(hù)裝置，保證自動(dòng)切斷漏電的饋電線路。礦山工程地面６～１０ｋＶ電網(wǎng)的單相接地保護(hù)裝置，應(yīng)符合下列規(guī)定：一、中性點(diǎn)不接地方式：１．系統(tǒng)的接地指示裝置應(yīng)能顯示出系統(tǒng)單相接地；２．當(dāng)系統(tǒng)的單相接地電流能滿足保護(hù)裝置靈敏度要求時(shí)，應(yīng)在每回饋出線上裝設(shè)接地故障檢測(cè)裝置或裝設(shè)有選擇性的單相接地保護(hù)裝置；３．當(dāng)系統(tǒng)的單相接地電流在１０Ａ及以上時(shí)，高壓電動(dòng)機(jī)回路的保護(hù)裝置應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘；其它饋出線可動(dòng)作于信號(hào)。二、中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地方式：１．系統(tǒng)的單相接地電流能滿足保護(hù)裝置靈敏度要求時(shí)，應(yīng)在每回饋出線上裝設(shè)接地故障檢測(cè)裝置或裝設(shè)有選擇性的單相接地保護(hù)裝置；２．當(dāng)單相接地電流小于１０Ａ?xí)r，高壓電動(dòng)機(jī)及其它回路的保護(hù)裝置宜動(dòng)作于跳閘或信號(hào)；當(dāng)單相接地電流等于大于１０Ａ?xí)r，高壓電動(dòng)機(jī)回路的保護(hù)裝置應(yīng)動(dòng)作于跳閘；其它回路宜動(dòng)作于信號(hào)。三、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈串、并高電阻接地方式：所有高壓饋出線上均應(yīng)裝設(shè)諧波方向型接地保護(hù)裝置，其動(dòng)作要求應(yīng)符合本條第二款的要求。煤礦井下6～10kV電網(wǎng)選擇性速斷過(guò)流保護(hù)在三相供電系統(tǒng)中，可能發(fā)生的主要短路類(lèi)型有三相短路、二相短路、兩相接地短路和單相接地短路，三相短路屬對(duì)稱短路，其余三種為不對(duì)稱短路。在四種短路故障中，出現(xiàn)單相短路故障的機(jī)率最大，三相短路故障的機(jī)率最小。但在電力系統(tǒng)中，用三相短路作為最嚴(yán)重的故障方式，來(lái)驗(yàn)算電器設(shè)備的運(yùn)行能力。為了限制發(fā)生短路時(shí)所造成的危害和故障范圍的擴(kuò)大，需要進(jìn)行短路電流計(jì)算，以便校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)熱穩(wěn)定性、選擇和整定繼電保護(hù)裝置、確定限流措施及選擇主接線方案。

當(dāng)線路較長(zhǎng)時(shí)，其始端和末端的短路電流差別較大，因而短路電流的變化趨勢(shì)比較陡，保護(hù)范圍較大，而當(dāng)線路較短的時(shí)候，由于線路短路電流的變化平緩，速斷保護(hù)的整定值考慮了可靠系數(shù)后，其保護(hù)范圍將很小甚至等于零。如在井下有的電纜線路大約只有500米，上下級(jí)的短路電流很難區(qū)分，保護(hù)范圍為零，此時(shí)的瞬時(shí)速斷形同虛設(shè)，10KV、6KV、3.3KV等變壓器中性點(diǎn)不接地供電系統(tǒng)，高壓饋電綜合保護(hù)器保護(hù)功能；1.

短路保護(hù)：當(dāng)高壓開(kāi)關(guān)負(fù)載側(cè)出現(xiàn)短路故障時(shí)，進(jìn)行定時(shí)限速斷保護(hù)。2.

過(guò)載保護(hù)：當(dāng)高壓開(kāi)關(guān)負(fù)載側(cè)出現(xiàn)過(guò)載時(shí)，進(jìn)行反時(shí)限延時(shí)限保護(hù)，過(guò)載時(shí)報(bào)警。3.

電纜絕緣監(jiān)視保護(hù)：對(duì)高壓開(kāi)關(guān)負(fù)載側(cè)雙屏蔽電纜的屏蔽芯線、屏蔽地線實(shí)行絕緣監(jiān)視保護(hù)。4.

電流型漏電保護(hù)：對(duì)電網(wǎng)中出現(xiàn)的單向接地故障，采用零序電流法選擇性檢漏保護(hù)。5.

功率方向型漏電保護(hù)：對(duì)電網(wǎng)中出現(xiàn)的單向接地故障，采用功率方向法選擇性檢漏保護(hù)。6.

低電壓保護(hù)：當(dāng)電網(wǎng)進(jìn)線電壓不足額定值的65%時(shí)，采取保護(hù)。7.

高電壓保護(hù)：當(dāng)電網(wǎng)進(jìn)線電壓高于額定值的120%時(shí)，采取保護(hù)。模擬故障試驗(yàn)功能：本機(jī)具有短路、漏電、監(jiān)視模擬故障試驗(yàn)功能。①瓦斯電閉鎖功能。

②低電壓保護(hù)功能，當(dāng)電網(wǎng)進(jìn)線電壓不足額定值的65%時(shí)可速斷保護(hù)，也可定時(shí)延時(shí)保護(hù)，掉電2s延時(shí)。

③短路保護(hù)功能，可速斷保護(hù)，也可定時(shí)延時(shí)保護(hù)1.1誤操作是發(fā)生越級(jí)跳電事故的直接原因隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的滅弧裝置,所以不能用它來(lái)接通和開(kāi)斷負(fù)荷電流和短路電流,否則就會(huì)產(chǎn)生電弧,進(jìn)而形成弧光短路。通常情況下該礦600母聯(lián)是分開(kāi)的并存有閉鎖銷(xiāo),但是在檢修期間工人怕麻煩予以拆除,同時(shí)工作需要合上了6kV母聯(lián),于是在倒完回路分600母聯(lián)時(shí),一個(gè)工人直接拉隔離開(kāi)關(guān)造成了弧光短路,這時(shí)產(chǎn)生了較大的電流和熱量,同時(shí)電弧沒(méi)能及時(shí)熄滅,燒壞了觸頭并導(dǎo)致了跳電。1.2繼電保護(hù)定值不合理是跳電事故的間接原因經(jīng)計(jì)算得K、K0、K1點(diǎn)短路電流如圖1所示。可見(jiàn),該礦在發(fā)生越級(jí)跳電前,理論計(jì)算值均比實(shí)際整定值偏大。而且礦方的三段一次動(dòng)作電流計(jì)算值2680A>1750A>1000A,2120A>1308A>1360A,440A>380A>368A也就是說(shuō),當(dāng)發(fā)生相應(yīng)事故時(shí),該礦和上級(jí)變電所的定值均偏小,如果礦方的繼電保護(hù)動(dòng)作不可靠,就會(huì)發(fā)生越級(jí)跳電。保護(hù)分三段進(jìn)行,即:(1)第一段,無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù):動(dòng)作電流躲過(guò)被保護(hù)線路末端(該礦地面變電所)35kV母線上的最大三相短路電流。(2)第二段,帶時(shí)限電流速斷保護(hù):動(dòng)作電流躲過(guò)相鄰元件末端短路,按該礦主電力變壓器后短路考慮。(3)第三段,過(guò)電流保護(hù):按躲過(guò)線路的最大負(fù)荷電流計(jì)算,從而得出如下值與原值比較。這個(gè)問(wèn)題反應(yīng)出:上級(jí)區(qū)變?yōu)榱俗陨淼陌踩?在用戶出現(xiàn)故障時(shí)為了避免事故擴(kuò)大,把問(wèn)題扼殺在萌芽狀態(tài),只注重了繼電保護(hù)的快速性、靈敏性和可靠性,而忽視了選擇性,即上級(jí)的速斷定值在大于用戶最大負(fù)荷電流的情況下,逐級(jí)盡量取得小一些,這樣一旦用戶出現(xiàn)異常電流,就能可靠而又迅速地切除[2]1.3試驗(yàn)方法不當(dāng)是造成跳電的另一個(gè)潛在原因因?yàn)榧词股舷录?jí)整定具有選擇性,但是由于該礦的試驗(yàn)方法有問(wèn)題,也不一定下級(jí)就會(huì)可靠動(dòng)作,避免越級(jí)跳電。因?yàn)樵摰V在對(duì)定值進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),只是對(duì)保護(hù)原器件本身進(jìn)行試驗(yàn),即根據(jù)計(jì)算的二次值直接給綜合保護(hù)器定值,然后看其是否可靠動(dòng)作。這樣只是對(duì)綜合保護(hù)器出廠的可靠性進(jìn)行復(fù)檢。而無(wú)法排除設(shè)計(jì)、安裝、接線、整定、檢修等過(guò)程中的疏漏,不是真正的電氣試驗(yàn)[3]。意見(jiàn)和建議(1)為避免帶負(fù)荷拉刀閘現(xiàn)象的發(fā)生應(yīng)遵循以下幾點(diǎn):第一,操作隔離開(kāi)關(guān)之前,應(yīng)檢查與隔離開(kāi)關(guān)連接的斷路器確實(shí)處在斷開(kāi)位置,以防帶負(fù)荷拉、合隔離開(kāi)關(guān)。第二,操作前檢查隔離開(kāi)關(guān)每相觸頭接觸是否緊密,并檢查絕緣子清潔度,本體機(jī)械部分有無(wú)變形,引線有無(wú)松動(dòng)和燒傷,操動(dòng)機(jī)構(gòu)各部件是否完好無(wú)損等。第三,手動(dòng)拉、合隔離開(kāi)關(guān)時(shí),應(yīng)按“慢-快-慢”的過(guò)程進(jìn)行。第四,隔離開(kāi)關(guān)手動(dòng)拉閘操作完畢,應(yīng)鎖好定位銷(xiāo)子,防止滑脫引起帶負(fù)荷關(guān)、合電路或帶地線合閘。(2)繼電保護(hù)的定值不但要求快速性、靈敏性和可靠性,而且也要具備選擇性。無(wú)論何種保護(hù),一定要有理論依據(jù),并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行上、下級(jí)嚴(yán)密配合,不可在滿足正常使用的情況下盡量把定值取得偏小,否則一但出現(xiàn)事故,各級(jí)保護(hù)不會(huì)正常動(dòng)作。(3)應(yīng)當(dāng)調(diào)整試驗(yàn)方法,不能只對(duì)保護(hù)器本身的原器件進(jìn)行試驗(yàn),那樣沒(méi)有意義,應(yīng)當(dāng)利用大電流發(fā)生器對(duì)保護(hù)線路施加相應(yīng)電流(模擬電流),進(jìn)行模擬測(cè)試,這樣可以排除設(shè)計(jì)、安裝、接線、整定等過(guò)程中的疏漏(如線接錯(cuò)、極性弄反等等),使線路出現(xiàn)故障時(shí)可靠動(dòng)作,這樣才是真正意義上的試驗(yàn)。一般發(fā)生繼電保護(hù)越級(jí)跳閘的主要原因?yàn)?開(kāi)關(guān)整定不當(dāng)或整定值計(jì)算不準(zhǔn);開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)損壞;供電設(shè)計(jì)不合理。但中央變電所每次發(fā)生越級(jí)跳閘后對(duì)拒動(dòng)開(kāi)關(guān)做整定試驗(yàn)都是合格的，并且整定值也是經(jīng)過(guò)多次核算，前兩種原因都基本可以排除。經(jīng)仔細(xì)分析，中央變電所故障開(kāi)關(guān)柜拒動(dòng)的主要原因可能是當(dāng)高壓饋出線發(fā)生短路故隆時(shí)，引起中央變控制電源電壓降低造成的。工作面供電設(shè)計(jì)一、移動(dòng)變電站及工作面配電點(diǎn)位置的確定綜采工作面根據(jù)本工作面的具體情況，將向工作面供電的移動(dòng)變電站配電點(diǎn)設(shè)在距離工作面80—120m處軌道順槽內(nèi)。

二、供電系統(tǒng)的供電方式及電壓等級(jí)的擬定

工作面距離采區(qū)變電所礦用隔爆型高壓真空配電裝置距離？采區(qū)變電所供電采用雙回路（單回路）