供电电网保护剖析资料.docx

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供电电网保护剖析资料

电钳工

供电电网保护

第二章采区电网保护

第一节电压保护

电压保护包括欠电压保护和过电压保护

1、欠电压保护

欠电压保护也叫失压保护，是指在电网运行中，由于某种原因，出现电网电压急剧下降或突然消失，此时保护装置使开关跳闸自动切断电源，当电网电压恢复后，开关不会自动合闸，不会自动恢复供电或用电设备不会自行启动的一种保护。

2、过电压保护

在供用电系统运行中，由于某种原因，会产生危及电气设备绝缘的电压异常升高现象，这种对电气设备的难解难分缘有破坏作用的电压叫过电压。

第二节漏电保护

一、漏电的危害及原因

1、漏电的危害

漏电会给人身、设备以致矿井造成很大威胁，其危害主要有4个方面：

（1）人接触到漏电设备或电缆时会造成触电伤亡事故。

（2）漏电回路中碰地碰壳的地方可能产生电火花，有可能引起瓦斯煤尘爆炸。

（3）漏电回路上各点存在电位差，若电雷管引线两端接触不同电位的两点，可能使雷管爆炸。

（4）电气设备漏电时不及时切断电源会扩大为短路故障，烧毁设备，造成火灾。

2、漏电的原因

（1）电缆和电气设备长期过负荷运行，使绝缘老化而造成漏电。

（2）运行中的电气设备爱潮或进水，造成对地绝缘电阻下降而漏电。

（3）电缆与设备连接时，接头不牢，运行或移动时接头松脱，某相碰壳而造成漏电。

（4）电气设备内部随意增加电气元件，使外壳与带电部分之间电气间隙小于规定值，造成某一相对外壳放电而发生接地漏电。

（5）橡套电缆受车辆或其他器械的挤压、碰砸等，造成相线和地线破皮或护套破坏，芯线裸露而发生漏电。

（6）铠装电缆受到机械损伤或过度弯曲而产生裂口或缝隙，长期受潮或遭受或遭水淋使绝缘损坏而发生漏电。

（7）电气设备内部遗留导电物体，造某一相碰壳而发生漏电。

（8）设备接线错误，误将一相火线接地或接头毛刺太长而碰壳，造成漏电。

（9）移动频繁的电气设备的电缆反复弯曲使芯线部分折断，刺破电缆绝缘与接地芯线接触而造成漏电。

（10）操作电气设备时，产生弧光放电造成一相接地而漏电。

（11）设备维修时，因停、送电操作错误，带电作业或工作不慎造成人身触及一相而漏电。

二、漏电保护方式

漏电保护方式有漏电保护、选择性漏电保护、漏电闭锁。

三、漏电保护装置的整定、维护检修

1、漏电保护装置的整定

漏电继电器动作电阻值是以网路绝缘电阻为基准确定的，即当低压电网绝缘水平下降到对人触电有危险时，漏电继电器应动作，并切断电源。

2、漏电保护装置的维护及检修

值班电钳工每天应对漏电继电器的运行情况进行1次检查和试验。

每月至少对漏电继电器进行1次详细检查和修理，还要检查各处的线头是否良好，有无破损及受潮，闭锁开羊否灵活，各处接头触点接触是否良好，有无松动脱落或烧毁现象。

继电器的动作是否灵敏可靠，整流器的直流电压是否符合要求，内部元件、熔断器熔体及指示灯有无烧毁，调节补偿电感是否达到补偿效果，漏电继电器是否符合防爆性能。

漏电继电器每年应上井进行检修，除对防爆外壳维修外，其他项目应按照安装前的检验内容进行检查和试验，并更换不合格的零件；对绝缘电阻较低、耐压试验不合格的须进行烘烤处理。

第三节过电流保护

一、过电流故障的危害及原因

过电流是指流过电气设备和电缆的电流超过了额定值。

其故障有短路、过负荷和断相。

1、短路

短路是指电流不流经负载，导线直接短接形成回路，这时电流很大，可达额电流的几倍、几十倍，危害是能够在极短的时间内烧毁电气设备，引起火灾或引起瓦斯煤尘爆炸事故。

2、过负荷

过负荷是指流过电气设备和电缆的实际电流超过其额定电流和允许过负荷时间。

其危害是电气设备和电缆出现过负荷后，温度将超过所用绝缘材料的最高允许温度，损坏绝缘，如不及时切断电源，将会发展成漏电和短路事故。

3、断相

断相是指三相交流电动机的一相供电线路或一相绕组断线。

造成断相原因有：

熔断器有一相熔断；电缆与电动机或开关的接线端子连接不牢而松动脱落；电缆芯线一相断线；电动机定子绕组与接线端子连接不牢而脱落等。

二、采区低压电网过电流保护装置的整定计算

对各种过流故障虽然有预防措施，但仍有可能发生，所以在电气设备内均设有过流保护装置。

对过流保护装置的额定电流或动作电流，必须进行正确的选择或整定，否则不能超到保护作用。

第四节保护接地

一、井下保护接地网的作用与构成

1、井下保护接地网的作用

保护接地对保证人身触电安全是非常重要的。

由于接地电阴的数值被控制在《煤矿安全规程》规定的范围内，因此，通过接地装置的有效分流作用，就可以把流经人身的触电电流降低到安全值以内，确保人身的安全。

此外，由于装设了保护接地装置，带电导体碰壳处的漏电电流经接地装置流入大地，即使设备外壳与大地接触不良而产生电火花，但由于接地装置的分流作用，可以使电火花能量大大减小，从而避免费引爆瓦斯、煤尘的危险。

2、井下保护接地网的构成

井下电了设备比较分散，而且供电距离又较远，很验用一个集中的接地装置来满足保护接地的需要。

因此，除井下中央变电所设置主接地极外，沿着供电线路还埋设了许多局部接地极。

利用铠装电缆的铅皮、钢带、电缆的接地芯线，把分布在井底车场、运输大巷、采区变电所以及工作面配电点的电气设备（36V以上）的金属外壳在电气上连接起来，这样就使各处埋设的接极也并联起来，形成一个井下保护接地系统。

二、对保护接地的要求

接地电阴的大小，将直接影响到电气设备金属外壳对地电压的高低，而单个接地极很难达到安全的要求，因此，井下采用保护网以尽量减小接地电阻的数值为好，根据《煤矿安全规程》对保护接地有好下要求：

1、电压在36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架，铠装电缆的钢带（或钢丝）、铅皮或屏蔽护套等必须有保护接地。

2、接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2Ω。

每一移动荛手持电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过1Ω。

3、所有电气设备的保护接地装置（包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线）和局部接地装置，应与主接地极连接成1个总接地网。

主接地极应在主、副水仓中各埋设1块。

主接地极应用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于0.75平方米、厚度不得小于5mm。

在钻孔中敷设的电缆不能与地极连接时，应单独形成一分区接地网，其接地电阻值不得超过2Ω。

4、下列地点应装设局部接地极：

（1）采区变电所（包括移动变电站和移动变压器）。

（2）装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。

（3）低压配电点或装有3台以上的电气设备的地点。

（4）无低压配电点的话采煤机工作面的运输巷、回风巷、集中运输巷以及由变电所单独供电的掘进工作面，至少应分别设置1个局部接地极。

（5）连接高压动力电缆的金属连接装置。

5、连接主接地极的接地母线，应采用截面不小于50mm2的铜线，或截面不小于100mm2的镀锌铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于100mm2的扁钢。

6、橡套电缆的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼作他用。

三、保护接地装置的安装检查与维护

1、井下保护接地装置的安装

（1）主接地极。

（2）局部接地极。

2、井下保护接地装置的检查与维护

凡有值班人员的机电硐室和有专职司机的电气设备，在交接班时，必须由值班人同和专职司机对局部接地极、接地导线及连接导线等进行1次表面检查。

对于其他电气设备的保护接地，则由维护人员每周至少进行1次表面检查，检查的重点是整个接地网的连接情部况，使其保持完好状态。

四、保护接地电阻的测定及测定的安全注意事项

1、接地电阻的测定

井下接地网电阻的测定，要有专人负责，每月应至少测定1次。

测定接地电阻的方法很多，有电流电压表法、接地摇表法、直接采用接地电阻测量仪测量法。

2、测定时的安全注意事项

（1）测量前用电压表先检查被测接地网有无电压存在，若已有电压，应予以清除，否则会影响测量结果的准确性。

（2）在主接地极处测量总接地网的过渡电阻时，应将1个主接地极与总接地网断开，以表示1个主接地极处于检修状态。

（3）C与P应远离铠装电缆、轨道等长大的金属物，最好和它们垂直布置。

（4）测量单无休止接地极的接地电阻时，应先将它们与接地网断开。

（5）测量时将探针P前后移动3次，重复进行测量，如3次测量的结果接近即可，并取它们的平均值。

第五节综合保护装置

一、电动机综合保护器

电动机综合保护器是一种以电子器件为基础的保护装置，能对电动机实现过负荷保护、断相保护、短路保护和漏电闭锁功能的保护装置。

1、电动机综合保护器的整定

取样电路由电流互感器、信号变换电路和整定电路等部分组成。

2、电动机综合保护器的使用

（1）为了对综合保护器工作性能进行定期检查，可以利用保护器的漏电试验开关与过载试验开关进行相应的试验。

（2）属保护性动作的判断原则是：

磁力启动器停止工作时不能启动，属漏电故障。

磁力启动器工作时发生跳闸并且跳闸后经一定延时后可以重新启动，属过载或断相故障。

磁力启动器工作时发生跳闸后不能再次启动，属短路故障。

二、煤电钻综合保护器

目前我国生产有多种形式的煤电钻综合保护装置。

以下就介绍其中的一种ZZ8L-2.5型煤电钻综合保护装置。

1、结构与功能

ZZ8L-2.5型煤电钻综合保护装置在结构上有2种类型：

一种是不带主变压器的，需要和KSG型矿用干式变压器配套使用；可直接使用。

但两者电气原理相同。

2、调试及安装使用

1）整机调试

（1）试验短路保护装置动作性能。

（2）反复起停电钻装置，应无误动作。

（3）接入漏电试验电阻，继电器2J应动作；如不动作，可调整R4。

2）安装、使用

（1）运输时不应有剧烈的振动、冲击和倒放，运到安装地点后，还应对各电气元件做1次检查。

（2）安装时装置应可靠接地，轴助接地应在主接地5m以外处。

（3）接线前应对装置的绝缘再做一次测定，用500V兆欧表测量高低压侧绝缘电阻，应不低于5MΩ。

（4）装置接入网路后，应首先进行3次短路及漏电动作试验，每次均应可靠动作，并给出灯光信号显示。

（5）装置为隔爆型，故使用中应注意对其隔爆性能的维护，并应进行定期检修。

三、照明和信号综合保护装置

1、结构物征

综合装置的隔爆外壳为圆筒形，具有凸出的底和盖。

盖与壳身采用转盖子口结构。

外壳右侧装有操作隔离开关的手柄和检查短路、漏电保护系统是否有效的试验按钮，并有可靠的机械联锁装置，保证当隔离开关闭合时，壳盖打不开；壳盖打开时，隔离开关不能闭合。

主变压器与机芯的联结采用插销方式，检修时拔下插销，机芯可独立拿出，电子线路部分采用线路板插线方式，可以方便地拆卸。

电气线路主要由主电路、控制电路、保护和试验电路组成。

2、其本技术参数

（1）主变压器。

额定容量Se2.5kv·A

额定电压Ue1/Ue2660V/127V、380V/127V

接线方式Yd、Dd

额定电流Ie1/Ie22.19A/10.85A、3.19A/10.85A

（2）照明电缆短路保护（电流整定值12A）。

电缆截面/mm242.51.51

保护距离（单方向）/m600400250150

（3）信号电缆短路保护（电流整定值9A）。

①电流传感器500m档时：

电缆截面/mm242.51.51

保护距离/m800500350250

②电流传感器1000m档时：

电缆截面/mm242.51.51

保护距离/m15001000650450

（4）照明短路保护动作时间<0.15s，信号短路保护动作时间<0.4s。

（5）漏电闭锁电阻动作：

2~4kΩ。

（6）漏电电阻动作值：

2kΩ。

（7）电缆绝缘危险指示值：

13kΩ±10%。

（8）漏电保护动作时间小于0.25s。

（9）工作电压允许波动范围：

Ue±10%。

3、安装、使用与维修

（1）安装前应检查各项电器元件。

（2）出厂时主变压器按660V/127V方式接线，如有在380V电网时，需将主变压器拆出改接。

（3）接线前有500V兆欧表测量高低压绕组绝缘电阻值，应不低于5MΩ。

（4）综合装置必须可靠接地，辅助接地应在主接地极5m以外处。

（5）综合装置接入电网后应先进行3次短路及漏电动作试验，每次均应可靠动作，并给出灯光信号指示。

其中某保护部分如关系到拒动，应立即停电检查有关部件。

试验过程是当按钮压入后，此时机内的短路及漏电试验按钮同时被压接闭合，接通两种试验电路，当装置的短路及漏电保护功能正常时，各相应发光二极管给出信号指示，并且CJ能自动释放，表时动作正常。

若钮释放后发光二极管LED1、LED2、LED5仍继续发光，则表明各保护电路自锁功能正常。

反之之则说明上应于不发肖二极管的保护电路自锁功能失灵。

同理，当试验按钮压入后，如出现发光二极管不亮的，则说明对应的保护功能失效。

此外，在上述试验正常无误后，还应在CJ主接点未闭合状态下，做一次漏电闭锁试验，方法同上，仍将TA按钮压入，此时发光二极管LED5应发光，并当TA复位后发光仍能保持，说明漏电闭锁电路正常工作。

上述试验每进行1次，针隔离开关1K分断1次，解除自锁，然后方能再次试验或投入工作。

（6）电流互感器LH3的一次绕组分为两档，分500m和1000m，出厂时接于500m档，供电负荷不超过600W。

如供电距离大于500m时，可改用1000m档，此时信号的最大负荷不超过300W。

否则将出现误动作。

（7）使用中如出现误动作或按下试验产生拒动时，可更换晶体管线路板插件试之。

（8）连续使用时，每班应做1次保护性能试验。

（9）综保装置应进行定期检查。

（10）CJ触点有一定使用寿命，损伤严重时，应及时更换。