一、矿井供电系统的分类和等级划分
1.供电系统的分类 在满足电力用户对供电可靠性要求的同时,又照顾供电的经济性,这是合理的供电原则之一。无论在国民经济中还是煤矿企业中,不同的用电户对供电的可靠性要求不完全相同,因此通常将它们分为三类:一类负荷、二类负荷、三类负荷。一类负荷:凡因突然中断供电会导致人身伤亡事故,或损坏重要设备且难以修复,或给国民经济带来很大损失者,均属于这一类。显然煤矿属于一类负荷。煤矿中的通风、排水、升降人员、抽放瓦斯、医院等也都属于一类负荷,又称保安负荷。因此是煤矿中最重要的用户,要求供电绝对可靠。为此,对这类用户的供电,必须设有备用电源和备用供电线路。二类负荷:凡因突然中断供电会造成大量减产者。如煤矿中专门用于提升煤和物料的提升设备、压风机、井底车场、采区变电所等。三类负荷:凡因突然中断供电对生产没有直接影响者。
2.供电电压等级的划分目前,煤矿井下采用交流电电压等级有:6000V、1140V、660V、380V、127V、36V。6000V―为矿区内高压配电电压或动力电压。660V―为井下低压配电电压或动力电压。1140V―为采煤机的专用电压。127V―为井下照明、手持式电钻的电压。36V―为控制电压,也叫安全电压。直流电压有:250V或550V为井下架线电机车的电压。
二、井下电气设备的三大保护
1.过电流保护 过电流简称过流。凡是流过电气设备和电缆的电流超过了它们的额定电流。电气设备和电缆出现过流后,一般会引起它们过流,严重时会将它烧毁,甚至引起电火灾和井下瓦斯、煤尘的爆炸。由此可见,电气设备和电缆的过流是一种不正常状态。井下常见的过流故障为短路、过负荷、断相三种
(1)短路 短路是指电流不经过负载,而是经过电阻很小的导体直接形成回路,其特点是电流很大,可达到额定电流的几倍、十几倍、几十倍,甚至更大。因为电流很大,发热剧烈,如不及时切除,不仅会迅速烧毁电气设备和电缆,甚至引起绝缘油和电缆着火酿成火灾,还会引起瓦斯、煤尘爆炸。
(2)过负荷(过载) 过负荷不仅是指它们的电流超过了额定数值,而且过电流的延续时间也超过了允许的时间。电气设备和电缆过流后,绝缘绕组和绝缘导体的电流密度增加,发热加剧。如果过流的延续时间很短,不超过允许的时间,电气设备和电缆的温度不会超过它们所用绝缘材料的最高允许温度,因而不会被烧毁,允许继续运行,这种情况称为允许的过载。但是,如果延续时间超过了允许的时间,电气设备和电缆的温度将升高到足以损坏它们的绝缘,如不及时切断电源,将会发展成漏电和短路故障,因此也要加以预防和保护。引起电缆和电气设备过负荷的原因,主要有两个方面:一是电气设备和电缆的容量选择过小。另一个是对生产机械的错误操作,此外,电机的端电压过低或电机堵转时,将长期通过电机的启动电流,因而是最严重的过负荷。
(3)断相 三相电源断一相或三相绕组断一相,称为断相或缺相、跑单相。过流故障有如下的危害:①过流倍数较低时,引起电气设备和电缆的温升超限,缩短设备使用寿命。②过流倍数较高时,将导致电气设备烧毁,甚至引起火灾和瓦斯、煤尘爆炸事故。过流倍数很高时,会在电网上造成很大的压降,影响电网的正常运行。过流保护的要求:必须有选择性、可靠性、动作迅速、经济合理。