一、礦井供電系統的分類和等級劃分
1.供電系統的分類 在滿足電力用戶對供電可靠性要求的同時,又照顧供電的經濟性,這是合理的供電原則之一。無論在國民經濟中還是煤礦企業中,不同的用電戶對供電的可靠性要求不完全相同,因此通常將它們分為三類:一類負荷、二類負荷、三類負荷。一類負荷:凡因突然中斷供電會導致人身傷亡事故,或損壞重要設備且難以修復,或給國民經濟帶來很大損失者,均屬于這一類。顯然煤礦屬于一類負荷。煤礦中的通風、排水、升降人員、抽放瓦斯、醫院等也都屬于一類負荷,又稱保安負荷。因此是煤礦中最重要的用戶,要求供電絕對可靠。為此,對這類用戶的供電,必須設有備用電源和備用供電線路。二類負荷:凡因突然中斷供電會造成大量減產者。如煤礦中專門用于提升煤和物料的提升設備、壓風機、井底車場、采區變電所等。三類負荷:凡因突然中斷供電對生產沒有直接影響者。
2.供電電壓等級的劃分目前,煤礦井下采用交流電電壓等級有:6000V、1140V、660V、380V、127V、36V。6000V―為礦區內高壓配電電壓或動力電壓。660V―為井下低壓配電電壓或動力電壓。1140V―為采煤機的專用電壓。127V―為井下照明、手持式電鉆的電壓。36V―為控制電壓,也叫安全電壓。直流電壓有:250V或550V為井下架線電機車的電壓。
二、井下電氣設備的三大保護
1.過電流保護 過電流簡稱過流。凡是流過電氣設備和電纜的電流超過了它們的額定電流。電氣設備和電纜出現過流后,一般會引起它們過流,嚴重時會將它燒毀,甚至引起電火災和井下瓦斯、煤塵的爆炸。由此可見,電氣設備和電纜的過流是一種不正常狀態。井下常見的過流故障為短路、過負荷、斷相三種
(1)短路 短路是指電流不經過負載,而是經過電阻很小的導體直接形成回路,其特點是電流很大,可達到額定電流的幾倍、十幾倍、幾十倍,甚至更大。因為電流很大,發熱劇烈,如不及時切除,不僅會迅速燒毀電氣設備和電纜,甚至引起絕緣油和電纜著火釀成火災,還會引起瓦斯、煤塵爆炸。
(2)過負荷(過載) 過負荷不僅是指它們的電流超過了額定數值,而且過電流的延續時間也超過了允許的時間。電氣設備和電纜過流后,絕緣繞組和絕緣導體的電流密度增加,發熱加劇。如果過流的延續時間很短,不超過允許的時間,電氣設備和電纜的溫度不會超過它們所用絕緣材料的最高允許溫度,因而不會被燒毀,允許繼續運行,這種情況稱為允許的過載。但是,如果延續時間超過了允許的時間,電氣設備和電纜的溫度將升高到足以損壞它們的絕緣,如不及時切斷電源,將會發展成漏電和短路故障,因此也要加以預防和保護。引起電纜和電氣設備過負荷的原因,主要有兩個方面:一是電氣設備和電纜的容量選擇過小。另一個是對生產機械的錯誤操作,此外,電機的端電壓過低或電機堵轉時,將長期通過電機的啟動電流,因而是最嚴重的過負荷。
(3)斷相 三相電源斷一相或三相繞組斷一相,稱為斷相或缺相、跑單相。過流故障有如下的危害:①過流倍數較低時,引起電氣設備和電纜的溫升超限,縮短設備使用壽命。②過流倍數較高時,將導致電氣設備燒毀,甚至引起火災和瓦斯、煤塵爆炸事故。過流倍數很高時,會在電網上造成很大的壓降,影響電網的正常運行。過流保護的要求:必須有選擇性、可靠性、動作迅速、經濟合理。