1、煤礦供電系統及電氣安全講座付周興 教授西安科技大學2022/8/261主 要 內 容現代化礦山供電系統基礎1煤礦供配電系統基本原理2煤礦供電系統運行過程中出現的典型問題、解決方案與案例剖析34最新版煤礦安全規程電氣部分解讀2022/8/262基 礎 知 識12022/8/263礦 井 供 電 環境1.12022/8/264礦井供電環境 礦山企業井下的工作環境是最具特殊性的。由于環境條件惡劣和屬于易燃易爆場所，故井下的負荷特性，電氣設備的供電系統都和地面有較大的差異，并對安全供電與保護有更高的要求。除一般電氣故障與保護外，還有其特殊的電氣故障，如：靜電危害，漏電故障，雜散電流等。煤礦供電環境特殊

2、 2022/8/265礦井供電環境的特點對供電可靠性要求高空間狹窄、潮濕電氣設備需要經常移動 易燃易爆環境 2022/8/266礦 井 供 電 基 本 要 求1.22022/8/267 安全性 優質性 可靠性 經濟性2022/8/268基 本 要 求 在生產過程中，發生人身觸電事故和因電氣故障而引起的爆炸、火災等重大事故。 1 安全性2022/8/269基 本 要 求 供電系統不間斷供電的可靠程度。 供電一旦中斷，影響生產，而且可能使設備損壞，甚至發生人員傷亡事故，嚴重時會造成整個礦井的毀壞。 不同負荷對供電的可靠性要求不同。2 可靠性2022/8/2610基 本 要 求 電能的電壓、頻率、波

3、形等質量指標要達到一定的技術標準。3 優質2022/8/2611基 本 要 求 供電系統在運行中盡量減少損耗、提高效率， 盡量降低供電系統的基本建設和維護費用。此外，在設備的選型上應盡量選用低能耗、功率因數高的節能產品。4 經濟性2022/8/2612礦 井 供 電 電 壓 等 級1.32022/8/2613交 流 電 36V及以下：井下電氣設備的控制回路、局部照明127V：井下照明及手持式電氣設備、礦井提升信號等220V：礦井地面照明380V：地面動力660V：井下采區低壓動力、地面選煤廠動力3kV、1140V：井下綜采工作面3、6、10kV：井下供配電電壓、大型礦井固定設備動力用電35、1

4、10kV：高壓輸電線路2022/8/2614直 流 電 ：堿性礦燈4V：酸性礦燈220、110V：地面變電所二次回路250、500V：架線電機車電源電壓750V、1500V：露天煤礦工業電機車2022/8/2615最新版煤礦安全規程電氣部分解讀2第九章：電氣部分，六節，共52條款 2022/8/2616煤礦安全規程的有關規定主要條款：一般規定- 13個條款電氣設備與保護- 7個條款井下機電設備硐室- 6個條款井下電纜- 7個條款照明，通信和信號- 9個條款井下電氣設備保護接地- 6個條款井下電氣設備、電纜的檢查、維護和調整- 4個條款2022/8/2617一 般 規 定2.12022/8/26

5、18煤礦安全規程的有關規定 第440條 煤礦地面、井下各種電氣設備、電力和通信系統的設計、安裝、驗收、運行、檢修、試驗以及安全等工作，可參照有關部門的規程執行；遇有與本規程相抵觸的，應按本規程執行。2022/8/2619煤礦安全規程的有關規定 第441條 礦井應有兩回路電源線路。當任一回路發生故障停止供電時，另一回路應能擔負礦井全部負荷。年產60000t以下（不含60000t）的礦井采用單回路供電時，必須有備用電源。備用電源的容量必須滿足通風、排水、提升等要求，并保證主要通風機在10min內可靠啟動和運行。備用電源應有專人負責管理和維護，每10天至少進行一次啟動和運行試驗，試驗期間不得影響礦井

6、通風等，試驗記錄要存檔備查。2022/8/2620煤礦安全規程的有關規定 礦井的兩回路電源線路上都不得分接任何負荷。 正常情況下，礦井電源應采用分列運行方式。若一回路運行，另一回路必須帶電備用，以保證供電的連續性和可靠性。帶電備用電源的變壓器宜熱備用；若冷備用，必須保證備用電源能及時投入正常運行，保證主要通風機等在10min內可靠啟動和運行。 10kV及其以下的礦井架空電源線路不得共桿架設。 礦井電源線路上嚴禁裝設負荷定量器。2022/8/2621煤礦安全規程的有關規定 第442條 對井下變（配）電所含井下各水平中央變（配）電所和采區變（配）電所、主排水泵房和下山開采的采區排水泵房供電的線路，

7、不得少于兩回路。當任一回路停止供電時，其余回路應能擔負全部負荷。向局部通風機供電的井下變（配）電所應采用分列運行方式。 主要通風機、提升人員的立井絞車、抽放瓦斯泵等主要設備房，應各有兩回路直接由變 （配）電所饋出的供電線路；受條件限制時，其中的一回路可引自上述同種設備房的配電裝置。向煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井自救系統供風的壓風機、井下移動瓦斯抽放泵應各有兩回路直接由變（配）電所饋出的供電線路。2022/8/2622煤礦安全規程的有關規定 本條上述供電線路應來自各自的變壓器和母線段，線路上不應分接任何負荷。 本條上述設備的控制回路和輔助設備，必須有與主要設備同等可靠的備用電源。 2022

8、/8/2623煤礦安全規程的有關規定 第443條 嚴禁井下配電變壓器中性點直接接地；2022/8/2624煤礦安全規程的有關規定 第448條 井下各級配電電壓和各種電氣設備的額定電壓等級，應符合下列要求： （一）高壓，不超過10 000V。 （二）低壓，不超過 1140V。 （三）照明、信號、 和手持式電氣設備的供電額定電壓，不超過127V。 （四）遠距離控制線路的額定電壓，不超過36V。 采區電氣設備使用3300V供電時，必須制定專門的安全措施。 2022/8/2625煤礦安全規程的有關規定 第449條 井下低壓配電系統同時存在2種或2種以上電壓時，低壓電氣設備上應明顯地標出其電壓額定值。2

9、022/8/2626電氣設備和保護2.22022/8/2627煤礦安全規程的有關規定 第453條 井下電力網的短路電流不得超過其控制用的斷路器在井下使用的開斷能力，并應校驗電纜的熱穩定性。 非煤礦用高壓油斷路器用于井下時，其使用的開斷電流不應超過額定值的1/2。 第454條 硐室外嚴禁使用油浸式低壓電氣設備。 40kW及以上的電動機，應采用真空電磁起動器控制。2022/8/2628煤礦安全規程的有關規定 第455條 井下高壓電動機、動力變壓器的高壓控制設備，應具有短路、過負荷、接地和欠壓釋放保護。井下由采區變電所、移動變電站或配電點引出的饋電線上，應裝設短路、過負荷和漏電保護裝置。低壓電動機的

10、控制設備，應具備短路、過負荷、單相斷線、漏電閉鎖保護裝置及遠程控制裝置。2022/8/2629煤礦安全規程的有關規定 第456條 井下配電網路（變壓器饋出線路、電動機等）均應裝設過流、短路保護裝置；必須用該配電網路的最大三相短路電流校驗開關設備的分斷能力和動、熱穩定性以及電纜的熱穩定性。必須正確選擇熔斷器的熔體。 必須用最小兩相短路電流校驗保護裝置的可靠動作系數。保護裝置必須保證配電網路 中最大容量的電氣設備或同時工作成組的電氣設備能夠啟動。2022/8/2630煤礦安全規程的有關規定 有關整定細則規定： 電磁式過電流繼電器，kr； 熔斷器保護，kr 47； 電壓為380V、660V，熔體額定

11、電流100A及以下時，取kr=7； 熔體額定電流125A時， kr； 熔體額定電流160A時， kr=5；熔體額定電流200A及以上時，kr=4；電壓為127V時，kr一律取4。2022/8/2631煤礦安全規程的有關規定 第457條 礦井高壓電網，必須采取措施限制單相接地電容電流不超過20A。 地面變電所和井下中央變電所的高壓饋電線上，必須裝設有選擇性的單相接地保護裝置；供移動變電站的高壓饋電線上，必須裝設有選擇性的動作于跳閘的單相接地保護裝置。 井下低壓饋電線上，必須裝設檢漏保護裝置或有選擇性的動作于跳閘的單相接地保護裝置。2022/8/2632煤礦安全規程的有關規定 每天必須對低壓檢漏裝

12、置的運行情況進行1次跳閘試驗。 煤電鉆必須使用設有檢漏、漏電閉鎖、短路、過負荷、斷相、遠距離起動和停止煤電鉆功能的綜合保護裝置。每班使用前，必須對煤電鉆綜合保護裝置進行1次跳閘試驗。2022/8/2633煤礦安全規程的有關規定 解讀：1 防止人體觸電的極限安全電流值30mAs遠遠小于引爆瓦斯、煤塵的極限安全電流。 電網額定電壓V127220380660安全火花電流A1.在線電壓下2.在相電壓下-0.240.41-0.140.24-0.080.14-0.050.08極限安全火花電流值 2022/8/2634煤礦安全規程的有關規定 2 人體觸電電流漏電保護基本參數 額定電壓/V單相漏電動作電阻值/

13、 三相漏電動作電阻值/ 經1 電阻單相接地動作時間/ms網路電容為0.22-1.0時相補償效率，/%3803.510.51006066011338011402060502022/8/2635煤礦安全規程的有關規定 第458條 直接向井下供電的高壓饋電線上，嚴禁裝設自動重合閘。手動合閘 時，必須事先同井下聯系。井下低壓饋電線上有可靠的漏電、短路檢測閉鎖裝置時，可采用瞬間1次自動復電系統。 2022/8/2636井下電氣設備保護接地2.32022/8/2637煤礦安全規程的有關規定 第482條 電壓在36V以上和由于絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設備的金屬外殼、構架，鎧裝電纜的鋼帶（或鋼絲）、鉛皮

14、或屏蔽護套等必須有保護接地。 第483條 接地網上任一保護接地點的接地電阻值不得超過2歐姆。每一移動式 和手持式電氣設備至局部接地極之間的保護接地用的電纜芯線和接地連接導線的電阻值，不得超過1歐姆。2022/8/2638煤礦安全規程的有關規定 第484條 所有電氣設備的保護接地裝置（包括電纜的鎧裝、鉛皮、接地芯線）和局部接地裝置，應與主接地極連接成1個總接地網。 主接地極應在主、副水倉中各埋設1塊。主接地極應用耐腐蝕的鋼板制成，其面積不得小于2、厚度不得小于5mm。 在鉆孔中敷設的電纜不能與主接地極連接時，應單獨形成一分區接地網，其接地電阻值不得超過2。 2022/8/2639煤礦安全規程的有

15、關規定 第485條 下列地點應裝設局部接地極：(一) 采區變電所 (包括移動變電站和移動變壓器)。(二) 裝有電氣設備的硐室和單獨裝設的高壓電氣設備。(三) 低壓配電點或裝有3臺以上電氣設備的地點。(四) 無低壓配電點的采煤機工作面的運輸巷、回風巷、集 中運輸巷(膠帶運輸巷)以及由變電所單獨供電的掘進 工作面，至少應分別設置1個局部接地極。(五) 連接高壓動力電纜的金屬連接裝置。2022/8/2640煤礦安全規程的有關規定 局部接地極可設置于巷道水溝內或其他就近的潮濕處。設置在水溝中的局部接地極應用面積不小于2、厚度不小于3mm的鋼板或具有同等有效面積的鋼管制成，并應平放于水溝深處。設置在其他

16、地點的局部接地極，可用直徑不小于35mm、長度不小于的鋼管制成，管上應至少鉆20個直徑不小于5mm的透孔，并垂直全部埋入底板；也可用直徑不小于22mm、長度為1m的2根鋼管制成，每根管上應鉆10個直徑不小于5mm的透孔，2根鋼管相距不得小于5m，并聯后垂直埋入底板，垂直埋深不得小于。2022/8/2641煤礦安全規程的有關規定 第486條 橡套電纜的接地芯線，除用作監測接地 回路外，不得兼作他用。 2022/8/2642煤 礦 供 配 電 系 統 基 本 原 理32022/8/2643 深井供電系統 淺井供電系統2022/8/2644 深井供電系統適用于：煤層埋藏較深大于150m 、井下涌水量

17、大及井田范圍較大的礦井。 三級供電方式 ：地面變電所、井下中央變電所、采區變電所 。2022/8/2645 淺井供電系統適用于：煤層埋藏較淺小于150m、井下涌水量不大，井田范圍較小的礦井或小井群。 二級供電方式 ：地面變電所、采區地面變電所。低壓電纜從井筒或從地面鉆孔送到井下配電所。 礦井供電系統不限于以上2種，在實際工作中應根 據礦井具體條件考慮。但無論采用哪種供電方式，都必須符合供電可靠、安全和經濟的原則。2022/8/2646淺 井 供 電 系統3.12022/8/2647 將井下各用電設備分區，分別由地面變電所通過井筒或鉆孔供電。 井下不設中央變電所，把地面變電所的380(660)V

18、 低壓電能直接通過電纜經井筒送到井底車場配電所，供給車場動力及照明使用。 采區供電：由地面變電所的架空線將高壓電能送到采區地面變電所后，再經鉆孔將高壓電纜穿管送到采區變電所，降壓后再供給采掘動力設備；或直接供給采區地面高壓變電所，降壓后經鉆孔直接把低壓電纜穿管送到采區配電所。 優點:減少了硝室的開拓量;減少了電纜、高壓設備;減少了高壓觸電的危險, 簡單、經濟。2022/8/26482022/8/2649深 井 供 電 系統3.22022/8/2650 礦井地面變電所 井下中央變電所 采區變電所 移動變電站 綜采工作面配電點2022/8/26511、 礦井地面變電所 包括：地面總變電所、各類車間

19、變電所(1) 礦井地面變電所 全礦供電的總樞紐，它擔負著受電、變電及配電的任務，也稱為降壓站。 一般設在負荷中心 受電電壓：35110kV 獨立雙電源供電 2022/8/26521、 礦井地面變電所煤礦地面總變電所主接線圖 2022/8/26531、 礦井地面變電所(2) 各類車間變電所2022/8/2654深井井下供電系統2022/8/2655(3) 井下中央變電所 井下供電的中心； 單一水平生產的礦井一般設置1個中央變電所； 多水平生產的礦井每個水平設置1個中央變電所； 電源由地面變電所直接供給 。 負荷：各采區變電所，主排水泵的高壓電機，井底車場及其附近巷道的低壓動力設備和照明，井下電機

20、廠需要的變流設備。 2022/8/2656井下中央變電所2022/8/2657整流變電所2022/8/2658(4) 采區變電所供電方式：2種 采區變電所-工作面配電點（傳統方式） 采區配電所-移動變電站-工作面配電 2022/8/2659采區變電所-工作面配電點工作方式2022/8/2660采區變電所- 移動變電站- 工作面配電點 2022/8/2661采區變電所高壓側接線方式： 高壓1路電源進線 高壓2路電源進線 2022/8/2662 高壓1路電源進線 2022/8/2663 高壓2路電源進線（一用一備） 2022/8/2664 高壓2路電源進線（同時供電） 2022/8/2665典型深

21、井供電系統2022/8/2666典型礦山供電系統實例3.32022/8/2667晉城煤業鳳凰山礦井供電系統3.3.12022/8/2668一、鳳凰山地面供電系統2022/8/2669二、整流變電所供電系統2022/8/2670三、井下中央變電所供電系統2022/8/2671四、機掘示范工作面供電系統2022/8/2672四、機掘示范工作面供電系統2022/8/2673陜煤集團紅柳林煤礦供電系統3.3.22022/8/2674地面供電系統2022/8/2675南一盤區2022/8/2676礦山變電站自動化系統3.42022/8/2677變電站自動化系統的結構3.4.12022/8/2678主要內

22、容一、國內外現狀及發展趨勢二、系統結構三、管理層功能四、網絡層五、設備間隔層六、XR-2000系統特點七、典型工程舉例2022/8/2679一、國內外現狀及發展趨勢三個階段以RTU為中心，由分離元件組成的集中組屏階段、以系統為中心，由數字化產品組成的集中組屏與分散安裝相結合的階段以系統為中心，由一體化產品組成的分布式自動化系統常用系統模式集中式變電站自動化系統：老站改造分層分布式自動化系統：新建的大型變電站分散式自動化系統：各種類型變電站發展趨勢智能化：自適應于電力系統的與模式；調試、維護、檢修的簡單化、傻瓜化。一體化：二次設備的小型化（處理速度高、集成度高）；電磁兼容性；網絡的高可靠性、高速

23、度。網絡化：以系統為中心與面向對象的間隔層的獨立性兩方面的兼顧。2022/8/2680二、變電站自動化系統結構（一）采用分層分布式體系結構：三層：管理層、網絡層、設備間隔層典型系統結構模式：模式1：雙遠動+雙后臺監控，遠動和后臺均直接掛接間隔層的通信網適用范圍：無人值班，有人值守重要變電站。調度監控系統監控系統調度2022/8/2681二、變電站自動化系統結構（二）典型系統結構模式：模式2：雙遠動+無后臺監控，遠動直接掛接間隔層的通信網適用范圍：無人值班、無人值守重要變電站。調度調度2022/8/2682二、變電站自動化系統結構（三）典型系統結構模式：模式3：1遠動+1后臺監控，遠動和后臺監控

24、直接掛接間隔層的通信網適用范圍：無人值班、有人值守變電站。調度監控系統2022/8/2683二、變電站自動化系統結構（四）典型系統結構模式：模式4：1遠動+無后臺監控，遠動直接掛接間隔層的通信網適用范圍：無人值班、無人值守變電站、開閉所、箱式變等。調度2022/8/2684二、變電站自動化系統結構（五）典型系統結構模式：模式5：雙總控單元+雙后臺監控，后臺監控通過總控單元與間隔層的通信，總控單元與調度直接通信。適用范圍：無人值班、有人值守重要變電站。計量系統多串口服務器CAN/485TCP/IP調度監控系統監控系統調度五防系統直流系統安防系統消弧線圈接地系統2022/8/2685二、變電站自動

25、化系統結構（六）典型系統結構模式：模式6：雙總控單元+無后臺監控，總控單元與調度直接通信。適用范圍：無人值班、無人值守重要變電站。計量系統多串口服務器CAN/485TCP/IP調度調度直流系統安防系統消弧線圈接地系統五防系統2022/8/2686三、管理層功能（一）組成監控主站、工程師站、五防操作站功能數據采集及處理實時信息：模擬量、數字量、電度量以及其它信號。 報警處理 報警信息：模擬量越限，報警接點的狀態改變，計算機系統本身及電源的故障，趨勢報警。 報警信號：事故信號（緊急報警）即有非手動操作引起的斷路起跳閘信號。預告信號，即報警接點的狀態改變、模擬量的越限和計算機本身，包括設備出現不正常

26、工作狀態。 2022/8/2687三、管理層功能（二）功能事件順序記錄和事故追憶 事件順序記錄能夠在CRT上顯示動作順序及在打印機上打印順序事件自動存檔，存檔保存時間可由用戶確定。事故追憶事故追憶功能由主機實現，并以曲線方式顯示。事故追憶表的容量能記錄事故前數分鐘至事故后數分鐘的全所的模擬量。根據不同的觸發條件可以選擇必要的模擬量進行記錄產生事故追憶表，以方便事故分析。事故追憶表可以由事故或手動產生，可以滿足數個觸發點同時發生而不影響可靠性，系統能夠同時存放多個事故追憶表。 2022/8/2688三、管理層功能（三）功能控制功能 控制對象斷路器、隔離開關、接地刀閘、主變分接頭、電容器組。控制方

27、式遠方調度控制變電所控制室的后臺計算機操作變電所繼電器室I/O單元上對應電氣單元的一對一操作操作步驟選擇、校核、執行、確認并設置操作員和線路代碼口令遠方與就地互為閉鎖2022/8/2689三、管理層功能（四）功能在線統計 有功、無功功率；各相電流、電壓、功率因數、頻率、有功及無功電度日、月、年最大、最小值及出現的時間日、月、年電壓、功率因數合格率的分時段統計，包括最大值、最小值、超上限百分比、超下限百分比及合格率變壓器負荷率及損耗計算所用電率計算。所用電電度累計統計斷路器正常、事故跳閘次數、停用時間和月、年運行率等數據變壓器的停用時間及次數電容器的投入次數2022/8/2690三、管理層功能（

28、五）功能畫面顯示和打印 電氣主接線圖直流系統圖所用電系統圖變電所監控系統運行工況圖開關量狀態表各種實時測量值表多功能電表歷史事件及某些重要數據表值班員所需要的各種技術文件。例如：主要設備參數表，繼電保護定值表，操作票等。2022/8/2691三、管理層功能（六）功能時鐘同步防誤閉鎖功能 系統的自診斷和自恢復 系統能夠在線診斷系統的軟件、硬件運行情況，一旦發現異常能夠發出報警信號 ，并自恢復運行。自診斷范圍主機、保護測控單元、遠動通信裝置，自診斷到模件級故障。網絡及接口設備故障各類通道故障系統時鐘同步故障外設故障軟件運行出格2022/8/2692三、管理層功能（七）功能維護功能 數據庫維護用交互

29、方式在線對數據庫中的各個數據進行修改和增刪功能維護自動調節功能的啟動和停止，對各種應用功能運行狀態的監測，各種報表的在線生成和顯示畫面的在線編輯等。 管理功能操作票的編制 設備工況報告編制 設備檔案的管理 2022/8/2693四、網絡層（一）網絡拓撲結構樹型（星型）：基于RS-232通信接口適用范圍：小型變電站調度監控系統2022/8/2694四、網絡層（二）網絡拓撲結構總線星型：網絡選擇：現場總線：CAN、LONWORK、RS-485口等以太網適用范圍：各種類型變電站調度監控系統2022/8/2695四、網絡層（三）網絡拓撲結構混合型：網絡選擇：總線型+星型適用范圍：各種類型變電站計量系統

30、多串口服務器CAN/485TCP/IP調度監控系統監控系統調度五防系統直流系統安防系統消弧線圈接地系統2022/8/2696四、網絡層（四）網絡層的組成保護測控網絡（主網）通信控制器（總控單元）網絡多串口服務器網絡交換機通信接口轉換模塊智能網絡通信卡錄波網絡計量網絡對時網絡2022/8/2697四、網絡層（五）功能：規約轉換調度或集控站：CDT、101、五防系統：珠海共創,晉電（優特）直流系統、UPS系統CDT、MODEMBUS計量系統國標火災報警系統、現場防盜報警系統接地變控制系統2022/8/2698四、網絡層（五）網絡層：管理層采用以太網；設備層采用CAN現場總線組成：通信控制器：采用兩

31、臺帶液晶的工業控制計算機網絡多串口服務器：采用MOXA產品，CPU為INTEL960微處理器，設有8/16個232接口，1個網絡接口。網絡交換機通信接口轉換模塊：232/485，232/422等接口轉換智能網絡通信卡：CAN卡等功能：規約轉換調度或集控站：CDT、101、五防系統：珠海共創,晉電（優特）直流系統、UPS系統計量系統火災報警系統、現場防盜報警系統接地變控制系統2022/8/2699五、設備層（一）組成繼電保護高壓保護保護與測控單元完全分開，由不同的裝置完成采用32位計算機，多CPU并行工作漢化顯示，可直接接打印機集中組屏中低壓保護保護、測量、狀態檢測、控制一體化16或32位計算機

32、，單或多CPU并行工作漢化顯示，不直接接打印機標準工業化設計：寬溫、強抗干擾能力分散安裝2022/8/26100五、設備層（二）繼電保護分類線路保護變壓器保護母線保護電動機保護電容器保護電抗器保護斷路器失靈保護2022/8/26101五、設備層（三）組成安全自動裝置同期合閘條件：頻差、壓差、角差重合閘啟動方式：不對應和保護動作檢定方式：同期、無壓、不檢定低周減載：集中式、分散式電壓無功自動控制裝置調節系統調節備用電源自投進線自投母聯或橋開關自投2022/8/26102五、設備層（四）組成測控單元通用測控公用測控智能電表脈沖電表智能電表2022/8/26103六、XR-2000變電站自動化系統系

33、統由以下單元組成：監控操作站XRM-200系列通信控制裝置XRT-200系列變壓器保護控制裝置XRL-200系列線路保護控制裝置XRC-200系列電容器保護控制裝置XRF-200系列廠用變保護控制裝置XRB-200系列備用電源自投裝置XRE-200系列電動機保護測控裝置XRV-200系列無功電壓自動調節裝置XRS-200系列測控裝置2022/8/26104六、XR-2000變電站自動化系統系統特點遠動與后臺監控完全獨立可靠通信處理模式，確保數據的可靠傳遞和一致性采用分層分布式體系結構和面向對象的設計思想監控軟件完全按模塊化、通用化標準系統具有開放互聯功能智能化保護裝置先進的硬件技術16位A/D

34、雙級光電隔離良好的電磁兼容性友好的人機界面系統保密性強，有完善的權限管理2022/8/26105七、典型工程典型工程方案：泉州塘上變2022/8/26106微機防誤閉鎖系統3.4.22022/8/26107常規五防閉鎖功能防止帶負荷拉、合刀閘防止誤入帶電間隔防止誤分、合斷路器防止帶電掛接地線、合接地刀閘防止帶接地刀閘或臨時接地線合隔離開關 微機防誤閉鎖功能常規五防閉鎖功能采集狀態信息，并上送監控系統網門、接地刀閘、臨時接地線、手動刀閘等） 就地監控軟閉鎖操作票管理2022/8/26108系統組成防誤主站電腦鑰匙 防誤鎖具 電氣編碼鎖（交流、直流）、機械編碼鎖（固定鎖、掛鎖）、網門鎖、臨時接地點

35、地栓鎖 通訊適配器RTU接口打印機 操作票管理專家系統圖形系統2022/8/26109防誤主站內駐本站的一次系統圖、二次壓板圖及五防閉鎖程序，操作管理系統等。實現變電站的防誤系統與監控系統連接，信息功能雙向變換，實現數據和狀態共享滿足變電站監控操作防誤功能，從而實現遙控操作從軟件程序上閉鎖防止誤操作事故的發生 正確接收電腦鑰匙上傳的信息，保證模擬防誤圖狀態與現場的實際狀態一致，與電腦鑰匙信息交換正確、無遺漏、邏輯判斷準確無誤 預編、存儲防誤規則，失電后其信息不應改變和丟失 規則編碼庫對系統維護員開放，以便于設備間隔擴展需要 2022/8/26110電腦鑰匙 具備液晶漢字顯示和智能語音提示功能

36、電腦鑰匙識別與控制編碼個數應滿足變電站的最終規模要求 顯示電池容量,具有低電壓報警提示及標準時間顯示 具有超時休眠及掉電記憶功能 具有抗沖擊力、抗電磁干擾、防水功能 具有未遂事故追憶功能，可追憶10次以上倒閘操作任務的信息 2022/8/26111圖形系統 變電站常用設備圖的繪圖板和顯示瀏覽、繪制系統一次接線圖閉鎖操作模擬和相應的安全保護措施，并傳輸電腦鑰匙 操作票管理專家系統 查詢、輸入、修改系統數據庫中的內容包括開關鎖碼表、典型任務數據庫、操作票數據庫以及進行系統設置 操作票的編輯、修改、存檔、打印按日期、操作人、操作票序號查詢的功能查詢結果的打印 2022/8/26112遙視系統在無人值

37、班站的應用3.4.32022/8/26113遙視系統的基本功能 能在遙視控制中心觀察變電站裝設的多個攝像機拍攝的視頻信息，可對現場進行監視能在遙視控制中心對視頻信息采集設備進行遠方控制云臺的上下左右的旋轉鏡頭焦距燈光的控制雨刷的控制視頻矩陣的輪巡和設置快球預置位的設定等數字錄象，可隨時、即時地檢索和回放與變電站自動化系統接口，可根據自動化系統的信息自動調整攝象機對準監視目標與安防和消防系統接口，可根據安防和消防系統的信息自動調整攝象機對準監視目標2022/8/26114遙視系統的基本功能 能對多個監視位置的云臺、鏡頭參數進行預置，在需要時能方便、快速地轉到相應的預置點對高壓設備進行超溫檢測和報

38、警統一對時圖象打印權限設置與其他系統接口：MIS、EMS、SCADA等遠程維護2022/8/26115基本組成廠站端設備通信層遙視控制中心2022/8/26116 煤礦供電系統運行過程中出現的典型問題、解決方案與案例剖析42022/8/261174.1礦 井 供 電 系 統 鐵 磁 諧 振 過 電 壓2022/8/26118電力系統中存在大量電感和電容元件電感元件：電力變壓器、互感器、發電機、消弧線圈、電抗器、線路導線電感等電容元件：線路導線對地和相間電容、補償用的并聯和串聯電容器組、高壓設備的雜散電容當系統進行操作或發生故障時，電感、電容元件可形成各種振蕩回路，如某一自由振蕩頻率等于外加強迫

39、頻率，發生諧振。諧振是一種周期性或準周期性的運行狀態一 鐵磁諧振過電壓的產生 2022/8/26119對應三種電感參數，在一定的電容參數和其他條件的配合下，可能產生三種不同性質的諧振現象 線性諧振 鐵磁諧振 （煤礦供電系統中最易出現的一類） 參數諧振一 鐵磁諧振過電壓特點及分類 2022/8/26120諧振時產生的過電壓和過電流將會引起PT爆炸 和停電事故；不僅影響供電可靠性，而且會引起主設備損 壞，嚴重威脅電網的安全穩定運行。在中性點不接地系統中，當系統的接地電容電流較大 時，在單相接地故障恢復的瞬間，容易發生電磁式PT一 次保險熔斷事故，不僅影響電費的計量，造成很大的損 失，而且可引起繼電

40、器誤動作。二 鐵磁諧振過電壓的危害對配電網穩定、安全、可靠的運行十分不利2022/8/26121PT、變壓器、架空線路的電氣關系 三 鐵磁諧振過電壓的產生原理2022/8/26122鐵磁諧振回路由帶鐵芯的電感元件（如空載變壓器、電壓互感器）和系統的電容元件組成。因為鐵芯電感元件的飽和現象，使回路的電感參數是非線性的，在滿足一定諧振條件時，會產生鐵磁諧振，并有許多特有的性質。三 鐵磁諧振過電壓的產生原理2022/8/26123交流電源作用于電感 ，若磁鏈保持正弦波形，則電流i的波形發生畸變，波形中有3、5、奇次諧波 鐵磁元件的非線性特性 隨著電流的逐漸增加，鐵心開始飽和，磁鏈與電流的關系呈現非線

41、性，電感值隨電流(磁鏈)逐漸減小 2022/8/26124PT、變壓器、架空線路的等值電路 三 鐵磁諧振過電壓的產生原理2022/8/26125三 鐵磁諧振過電壓的產生原理基波鐵磁諧振圖解法 串聯鐵磁諧振回路是一條直線 在起始階段為一直線，其斜率稱為起始感抗L0（即在額定電壓下的勵磁感抗）隨著電流的增加，鐵心逐漸飽和，電感值下降，不再是直線 2022/8/26126產生鐵磁諧振的條件 在鐵心未飽和時，回路參數滿足的條件： 隨著線圈中電流的增加，電感值下降，0上升到接近或等于，滿足了串聯諧振的條件，回路由非諧振狀態轉化為諧振狀態.三 鐵磁諧振過電壓的產生原理2022/8/26127系統正常運行時

42、：互感器PT的參數對稱，勵磁電感較大，鐵芯不飽和，不會產生過電壓。當系統發生故障或操作等外界干擾時，PT繞組受勵磁的激發而飽和，由于三相繞組的飽和深度不同，必然導致中性點位移電壓。三 鐵磁諧振過電壓的產生原理2022/8/26128三 鐵磁諧振過電壓的產生原理互感器PT飽和時： 由于電壓互感器飽和程度不同，會造成系統兩相或三相對地電壓同時升高，而電源變壓器的繞組電勢、和要維持恒定不變。因而，整個電網對地電壓的變動表現為電源中性點的位移，由于這一原因，這種過電壓現象又稱電網中性點的位移過電壓。 中性點的位移電壓也就是電網的對地零序電壓，將全部反映至互感器的開口三角繞組。引起互感器PT飽和因素：

43、雷擊或其他原因使線路發生瞬間單相電弧接地，當故障相接地消失時，引起電壓互感器飽和 ； 電源突然合閘到母線上，使接在母線上的電壓互感器某一相或兩相繞組出現較大的勵磁涌流，而導致電壓互感器飽和。2022/8/26129 分頻諧振過電壓 基頻諧振過電壓 高頻諧振過電壓四 鐵磁諧振過電壓的類型2022/8/261301 分頻諧振過電壓的特點 諧振頻率可能等于工頻的分數倍（1/2、1/3、1/5、2/3、3/5倍等），稱為分次諧波諧振。 過電壓倍數較低，一般不超過倍的相電壓； 三相對地電壓表的指示值同時有周期性的擺動； 線電壓指示正常； 過電流很大，往往導致PT熔絲熔斷，甚至燒毀PT。四 鐵磁諧振過電壓

44、的類型2022/8/261312 基頻諧振過電壓的特點 三相對地電壓表示為二相高，一相低； 線電壓正常，過電壓倍數在倍相電壓以內； 伴有接地信號，即虛假接地現象。四 鐵磁諧振過電壓的類型2022/8/261323 高頻諧振過電壓的特點 諧振頻率可能等于工頻的整數倍（2、3、5倍等），稱為高次諧波諧振。 過電壓倍數較高，最大幅值達45倍相電壓； 三相對地電壓表示數同時升高； 線電壓基本正常，過電流較小。四 鐵磁諧振過電壓的類型2022/8/26133 在中性點不接地系統中，可采用下列措施消除PT飽和引起的過電壓：選用伏安特性較好的、不易飽和 PT，可明 顯降低產生諧振的概率。(2)選用電容式電壓

45、互感器，它不存在飽和的問 題。(3)盡量減少系統中性點接地的電壓互感器數， 增加互感器中的等值總感抗。(4)增大對地電容。母線側裝設一組三相對地電 容器，或利用電纜段代替架空線段，以增加 對地電容。五 消除、抑制鐵磁諧振過電壓的措施2022/8/26134 (5) 采取臨時措施。可在發生諧振時，臨時投入 消弧線圈，也可以按事先方案投入某些線路 或設備以改變電路參數。(6) 電網的中性點經過消弧線圈接地后，相當于 在電壓互感器每一相電感上并聯一個消弧線 圈的電感，因消弧線圈的電感遠較電壓互感 器相對地的電感為小，完全打破了參數匹配 的關系，諧振過電壓就不會產生了。五 消除、抑制鐵磁諧振過電壓的措

46、施2022/8/26135 (7) 在PT高壓中性點串接單相PT 。(8) 在零序回路中接入阻尼電阻。五 消除、抑制鐵磁諧振過電壓的措施2022/8/261364.2礦井供電系統越級跳閘分析2022/8/26137主 要 內 容1.目前煤礦井下存在的越級跳閘問題2 越級跳閘的危害3 越級跳閘的原因分析4 越級跳閘的解決方案2022/8/26138越級跳閘是影響煤礦安全供電的常見事故導致大范圍停電延長了故障排除和供電恢復時間影響煤礦安全和生產一 越級跳閘危害2022/8/26139級聯層次多: 地面總變井下中央變采區變 二 越級跳閘原因短路容量大：電纜線路多, 供電半徑短電流定值、時限無法配合越

47、級跳閘！ 井下電力運行規程要求線路有瞬時短路保護），短路保護沒有選擇性，線路故障時極易出現越級跳閘；運行方式變化， 不能靠增加時間級差實現各級線路短路保護的整定配合；另外由于漏電保護準確性不高，也極易造成越級跳閘的發生；2022/8/26140 三 常規井下保護配置 以速斷過流保護為主保護，每一個小藍色塊代表一個速斷過流保護。當采區變電所任何一條負荷線出現故障時，都可能跳到上一級變電所開關甚至跳到地面變電所得開關；即”越級跳閘”導致停電范圍擴大。2022/8/26141四 參考解決方案2022/8/261424.1 參 考 解 決 方 案 一 采用光纖差動保護解決饋線故障導致的“越級跳閘” 光

48、纖差動保護正常運行時退出或因特殊情況（如光纜斷裂等）退出時恢復傳統保護模式（即投入進線的瞬時短路保護）2022/8/261431 光纖縱差保護原理 差動保護的動作區是由CT位置確定，與保護定值無關。當采區變電所任一出線故障時，光纖差動保護無差動電流，線路光纖差動保護能可靠不誤動；均由饋出線高爆速斷保護動作切除故障，確保不出現”越級跳閘”。2022/8/261442 母線差動保護原理2022/8/261453 數字化變電站是該方案實現的重要基礎與保障 “數字化變電站”是以變電站一、二次設備為數字化對象，以高速網絡通信平臺為基礎，通過對數字化信息進行標準化，實現信息共享和互操作，并以網絡數據為基礎

49、，實現數據測量監視、控制保護、信息管理等自動化功能的變電站。 2022/8/261464 參考解決方案一的配置 應用最新的基于全站網絡數據共享的數字化變電站技術，運用高速光纖通訊將精確同步采樣的井下各高爆的電流、電壓數據上送位于地面控制中心的集成保護測控裝置（保護主機）。保護主機上配置差動保護模塊取代傳統短路保護作為電源進線的主保護，差動保護范圍固定，實現全系統零時限全線速動，另外在采區變電所各段母線配置母線差動保護和小電流接地選線功能，解決煤礦供電系統廣泛存在的“越級跳閘”問題，大大提高煤礦供電系統的供電可靠性。2022/8/261475 參考解決方案一的應用 在井下配電系統和可能出現越級跳閘的地面下井線路安裝保護器，采用高速光纖網絡將采樣的數據上送至位于地面控制中心的保護主機。基于全站數據共