第一部分-礦井供電系統(tǒng)課件

第一章煤礦供電系統(tǒng)主講：趙玉兵第一章煤礦供電系統(tǒng)主講：趙玉兵1

電能是煤礦生產(chǎn)的主要能源，煤礦井下處處用電，因此，煤礦電氣安全管理是整個煤礦安全管理的重要組成部分。加強和完善電氣安全管理是做好煤礦安全工作的保障之一，對避免和減少煤礦井下重大安全事故的發(fā)生具有十分重要的作用。井下電氣設備種類繁多，操作技術性強，對其合理使用和安全操作的要求十分嚴格，電氣設備的使用不當和誤操作是引發(fā)煤礦事故的主要原因。據(jù)統(tǒng)計，全國每年發(fā)生的特大事故中，其中人為電氣事故占30％～40％。可見電氣安全在煤礦安全中的重要地位。電能是煤礦生產(chǎn)的主要能源，煤礦井下處處用電，2

第一節(jié)概述一、煤礦供電(一)煤礦電力負荷對供電的要求與分類1.煤礦電力負荷對供電的要求

由于煤礦的生產(chǎn)作業(yè)條件的特殊性，對供電有如下的基本要求：

（1）供電可靠。

（2）供電安全。

（3）有良好的供電質量。

（4）有足夠的供電能力。

（5）供電經(jīng)濟。

第一節(jié)概述32.煤礦電力負荷的分類

在煤礦企業(yè)中，不同的電力用戶對供電可靠性的要求不完全相同，因此通常將它們分為三類：（1）一類負荷：因突然停電造成人身傷亡事故或重要設備損壞，給企業(yè)造成重大經(jīng)濟損失的，屬于一類負荷。如煤礦主排水泵、主通風機、副井提升機等。這類負荷應采用來自不同母線的雙回路電源供電。（2）二類負荷：因突然停電造成較大減產(chǎn)和較大經(jīng)濟損失的。如：主井絞車、采區(qū)變電所、空壓機等。（3）三類負荷：突然停電時對生產(chǎn)沒有直接影響的。

2.煤礦電力負荷的分類4（二）礦井供電電壓等級

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，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：①高壓，不超過10000V。②低壓，不超過1140V。③照明、信號、電話和手持式電氣設備的供電額定電壓，不超過127V。④遠距離控制線路的額定電壓，不超過36V。

第一部分-礦井供電系統(tǒng)課件5⑤采區(qū)電氣設備使用3300V供電時，必須制定專門的安全措施。１.我國煤礦供電電壓等級有：（1）35KV——礦井地面變電所變電電壓（2）6KV或10KV——井下供配電電壓（3）3KV或1140V——井下綜采工作面供電電壓（4）660V——低壓動力電壓和配電電壓（5）380V——地面或小型礦井井下動力電壓和配電電壓（6）220V——地面的照明或其他用電壓⑤采區(qū)電氣設備使用3300V供電時，必須制定專門的安全措施6（7）127V——井下照明、信號、手持式電氣設備、電話的最高限額電壓（8）36V——井下設備控制回路的電壓（9）直流250V、550V——直流架線電機車常用額定電壓２.電壓偏移允許值

從確保電氣設備正常工作和安全考慮，電氣設備受電端子電壓必須在電壓偏移允許值內(nèi)。電壓偏移過高或過低，都會造成不良的后果，使其工作參數(shù)超越允許值。（7）127V——井下照明、信號、手持式電氣設備、電話的最高7

煤礦井下多采用鼠籠型異步電動機，直接啟動時的啟動電流可達額定電流的４－７倍。大容量鼠籠型異步電動機啟動時，在電網(wǎng)上會引起很大電壓損失。為此，要求端電壓應滿足電動機所需最小啟動轉矩；滿足電磁啟動器吸力線圈有足夠吸持電壓。電磁啟動器線圈吸持電壓一般為70%額定電壓，故要求大型電動機啟動時，電壓偏移不能超過30%，以保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。

8第二節(jié)煤礦地面供電系統(tǒng)

供電系統(tǒng)中各變電所應有兩條獨立電源。礦井供電系統(tǒng)由礦井地面變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所、工作面配電點和輸配電線路按照一定方式相互連接起來組成的整體。大型礦井一般采用三級供電方式：即地面變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所。。第二節(jié)煤礦地面供電系統(tǒng)9深井供電系統(tǒng)A.特點：井下設立中央變電所B.決定因素：煤層深，井下負荷大、涌水量大等。C.組成：地面變電所、井下中央變電所和采區(qū)變電所。D.供電回路數(shù)：兩回路或兩回路以上。深井供電系統(tǒng)10凡是進入礦井井筒的供電設備及電纜所組成的供電線路，均屬于井下供電系統(tǒng)。一般由兩條高壓（6KV）下井電纜、井下中央變（配）電所、采區(qū)變電所、防爆移動變電站、工作面配電點以及用于輸配電用的各類電纜等組成。防爆移動變電站主要用于對容量較大的機組電動機供電，允許放置在采掘工作面附近，以縮短低壓供電距離，改善對機組等大容量設備的供電質量。

對煤礦供電的典型電力系統(tǒng)如下圖：凡是進入礦井井筒的供電設備及電纜所組成的供電線路11第三節(jié)井下供電系統(tǒng)由礦井地面變電所的6kv母線上引出下井電纜，沿井筒送到井下中央變電所，然后再從中央變電所通過沿巷道敷設的高壓電纜，把電能輸送到井下各高壓用戶和采區(qū)變電所，形成地面變電所→井下中央變電所→采區(qū)變電所的三級高壓供電方式。井下中央變電所直接將高壓電能轉送到各采區(qū)變電所和井底車場及其附近巷道，硐室的高壓用電設備。采區(qū)變電所是把中央變電所送來的6KV電壓降為380～660V，用低壓電纜向各工作面配電點及用電設備供電。對于機械化程度較高、用電量較大的綜采或高檔普采工作面，在采區(qū)變電所一般不降壓，由采區(qū)變電所把6KV電壓直接用高壓電纜送到工作面附近的移動式變電站，移動變電站將電壓降為1140V或660V后，由工作面配電點向綜采和高檔普采工作面的各種用電設備供電。第三節(jié)井下供電系統(tǒng)121、井下中央變電所的位置和硐室布置（1）位置選擇原則（2）硐室要求井下中央變電所應特別注意防水、通風及防火問題。為了防水，變電所地面應比井底車場的軌面標高高出0.5m。為了使變電所有良好的通風條件，當硐室長度超過6m時，應設兩個出口，保證硐室內(nèi)的溫度不超過附近巷道5℃。變電所的出口裝設兩重門，即鐵板門和鐵柵欄門。平時鐵柵欄門關閉，鐵板門打開，以利于通風。在發(fā)生火災時，將鐵門關閉以隔絕空氣，便于滅火和防止火災蔓延。為了防火，硐室用耐火材料建成，其出口5m以內(nèi)巷道也用耐火材料建成；硐室內(nèi)的電纜須采用不帶黃麻保護層的；硐室內(nèi)還必須設有砂箱及滅火器材。1、井下中央變電所的位置和硐室布置13（3）井下中央變電所的結線（１）單母線分段結線可靠性高，負荷大（獨立雙電源）：對一二類負荷供電．獨立電源：對二三類負荷供電．（２）運行方式：母線采用分列運行。（３）適用情況；可靠性高、負荷大（獨立雙電源）、對一二類負荷供電。（3）井下中央變電所的結線（１）單母線分段結線可靠性高，負14（4）設備布置Ａ.布置原則：中央變電所的設備布置在進行設備布置時，應將變壓器與配電裝置分開布置，高、低壓配電裝置分開布置。Ｂ.布置方式：設備與墻壁之間，各設備之間應留有足夠的維護與檢修通道，完全不需要從兩側或后面維護檢修的設備，可互相靠緊和靠墻放置。考慮發(fā)展余地，變電所的高壓配電設備的備用位置應按設計最大數(shù)量的20％考慮，且不少于兩臺。低壓設備的備用回路，也按最多饋出回路數(shù)20％考慮。（4）設備布置Ａ.布置原則：中央變電所的設備布置在進行設備布152.采區(qū)變電所任務：接受中央變電所高壓電能、變壓、配出低壓電能。1）采區(qū)變電所的結線考慮因素：電源回路數(shù)、負荷大小、變壓器臺數(shù)等。（1）單電源進線。適用于：負荷小的工作面，炮采工作面。（2）雙電源進線。接線、分列運行。適用對象；綜采工作面或下山采區(qū)、有排水泵的采區(qū)變電所。

2.采區(qū)變電所162）.采區(qū)變電所的硐室和設備布置

采區(qū)變電所的碉室要符合以下安全要求：（1）變電所嗣室應用耐火材料砌成，硐室出口附近5m以內(nèi)巷道支架，必須用耐火材料。（2）硐室出口應設兩重門，即鐵板門與鐵柵門。鐵柵門平時關閉，鐵板門平時敞開(向外開)。當硐室內(nèi)發(fā)生火災時，鐵板門應自動或手動關（3）硐室中敷設的電纜應去掉易燃外皮；硐室應設有砂箱和干式滅火器；（4）為通風，碉室長度超過5m時應設兩個出口。采區(qū)變電所內(nèi)的主要電氣設備有：動力變壓器，高壓配電箱，各種低壓開關，照明綜合保護裝置，及檢漏繼電器等。

2）.采區(qū)變電所的硐室和設備布置17檢漏繼電器高壓配電箱礦用變壓器磁力起動器電動機礦用低壓饋電開關采區(qū)變電所供電系統(tǒng)檢漏繼電器高壓配電箱18第一部分-礦井供電系統(tǒng)課件193.綜采工作面供電與工作面配電點1）綜采工作面供電。（1）高壓深入負荷中心。（2）組成：采區(qū)配電所—移動變電站—工作面。（3）設備布置；綜采工作機電設備布置（圖1-12）。移動變電站通常設置在距工作面150～300m的順槽中，工作面每推進100—200m，變電站向前移動一次。3.綜采工作面供電與工作面配電點202）工作面配電點（1）引入：停送電方便，設備多或距離采區(qū)變電所較遠。（2）組成：采區(qū)變電所---工作面配電點方式。工作面配電點可分為采煤與掘進兩種。采煤工作面配電點，一般距采煤工作面50～80m；掘進工作面配電點，一般距掘進工作面80—100m，工作面配電點也隨工作面的推進而定期前移。下圖為采煤工作面配電點的布置及配電示意圖。2）工作面配電點21第一章煤礦供電系統(tǒng)主講：趙玉兵第一章煤礦供電系統(tǒng)主講：趙玉兵22

電能是煤礦生產(chǎn)的主要能源，煤礦井下處處用電，因此，煤礦電氣安全管理是整個煤礦安全管理的重要組成部分。加強和完善電氣安全管理是做好煤礦安全工作的保障之一，對避免和減少煤礦井下重大安全事故的發(fā)生具有十分重要的作用。井下電氣設備種類繁多，操作技術性強，對其合理使用和安全操作的要求十分嚴格，電氣設備的使用不當和誤操作是引發(fā)煤礦事故的主要原因。據(jù)統(tǒng)計，全國每年發(fā)生的特大事故中，其中人為電氣事故占30％～40％?？梢婋姎獍踩诿旱V安全中的重要地位。電能是煤礦生產(chǎn)的主要能源，煤礦井下處處用電，23

第一節(jié)概述一、煤礦供電(一)煤礦電力負荷對供電的要求與分類1.煤礦電力負荷對供電的要求

由于煤礦的生產(chǎn)作業(yè)條件的特殊性，對供電有如下的基本要求：

（1）供電可靠。

（2）供電安全。

（3）有良好的供電質量。

（4）有足夠的供電能力。

（5）供電經(jīng)濟。

第一節(jié)概述242.煤礦電力負荷的分類

在煤礦企業(yè)中，不同的電力用戶對供電可靠性的要求不完全相同，因此通常將它們分為三類：（1）一類負荷：因突然停電造成人身傷亡事故或重要設備損壞，給企業(yè)造成重大經(jīng)濟損失的，屬于一類負荷。如煤礦主排水泵、主通風機、副井提升機等。這類負荷應采用來自不同母線的雙回路電源供電。（2）二類負荷：因突然停電造成較大減產(chǎn)和較大經(jīng)濟損失的。如：主井絞車、采區(qū)變電所、空壓機等。（3）三類負荷：突然停電時對生產(chǎn)沒有直接影響的。

2.煤礦電力負荷的分類25（二）礦井供電電壓等級

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，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：①高壓，不超過10000V。②低壓，不超過1140V。③照明、信號、電話和手持式電氣設備的供電額定電壓，不超過127V。④遠距離控制線路的額定電壓，不超過36V。

第一部分-礦井供電系統(tǒng)課件26⑤采區(qū)電氣設備使用3300V供電時，必須制定專門的安全措施。１.我國煤礦供電電壓等級有：（1）35KV——礦井地面變電所變電電壓（2）6KV或10KV——井下供配電電壓（3）3KV或1140V——井下綜采工作面供電電壓（4）660V——低壓動力電壓和配電電壓（5）380V——地面或小型礦井井下動力電壓和配電電壓（6）220V——地面的照明或其他用電壓⑤采區(qū)電氣設備使用3300V供電時，必須制定專門的安全措施27（7）127V——井下照明、信號、手持式電氣設備、電話的最高限額電壓（8）36V——井下設備控制回路的電壓（9）直流250V、550V——直流架線電機車常用額定電壓２.電壓偏移允許值

從確保電氣設備正常工作和安全考慮，電氣設備受電端子電壓必須在電壓偏移允許值內(nèi)。電壓偏移過高或過低，都會造成不良的后果，使其工作參數(shù)超越允許值。（7）127V——井下照明、信號、手持式電氣設備、電話的最高28

煤礦井下多采用鼠籠型異步電動機，直接啟動時的啟動電流可達額定電流的４－７倍。大容量鼠籠型異步電動機啟動時，在電網(wǎng)上會引起很大電壓損失。為此，要求端電壓應滿足電動機所需最小啟動轉矩；滿足電磁啟動器吸力線圈有足夠吸持電壓。電磁啟動器線圈吸持電壓一般為70%額定電壓，故要求大型電動機啟動時，電壓偏移不能超過30%，以保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。

29第二節(jié)煤礦地面供電系統(tǒng)

供電系統(tǒng)中各變電所應有兩條獨立電源。礦井供電系統(tǒng)由礦井地面變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所、工作面配電點和輸配電線路按照一定方式相互連接起來組成的整體。大型礦井一般采用三級供電方式：即地面變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所。。第二節(jié)煤礦地面供電系統(tǒng)30深井供電系統(tǒng)A.特點：井下設立中央變電所B.決定因素：煤層深，井下負荷大、涌水量大等。C.組成：地面變電所、井下中央變電所和采區(qū)變電所。D.供電回路數(shù)：兩回路或兩回路以上。深井供電系統(tǒng)31凡是進入礦井井筒的供電設備及電纜所組成的供電線路，均屬于井下供電系統(tǒng)。一般由兩條高壓（6KV）下井電纜、井下中央變（配）電所、采區(qū)變電所、防爆移動變電站、工作面配電點以及用于輸配電用的各類電纜等組成。防爆移動變電站主要用于對容量較大的機組電動機供電，允許放置在采掘工作面附近，以縮短低壓供電距離，改善對機組等大容量設備的供電質量。

對煤礦供電的典型電力系統(tǒng)如下圖：凡是進入礦井井筒的供電設備及電纜所組成的供電線路32第三節(jié)井下供電系統(tǒng)由礦井地面變電所的6kv母線上引出下井電纜，沿井筒送到井下中央變電所，然后再從中央變電所通過沿巷道敷設的高壓電纜，把電能輸送到井下各高壓用戶和采區(qū)變電所，形成地面變電所→井下中央變電所→采區(qū)變電所的三級高壓供電方式。井下中央變電所直接將高壓電能轉送到各采區(qū)變電所和井底車場及其附近巷道，硐室的高壓用電設備。采區(qū)變電所是把中央變電所送來的6KV電壓降為380～660V，用低壓電纜向各工作面配電點及用電設備供電。對于機械化程度較高、用電量較大的綜采或高檔普采工作面，在采區(qū)變電所一般不降壓，由采區(qū)變電所把6KV電壓直接用高壓電纜送到工作面附近的移動式變電站，移動變電站將電壓降為1140V或660V后，由工作面配電點向綜采和高檔普采工作面的各種用電設備供電。第三節(jié)井下供電系統(tǒng)331、井下中央變電所的位置和硐室布置（1）位置選擇原則（2）硐室要求井下中央變電所應特別注意防水、通風及防火問題。為了防水，變電所地面應比井底車場的軌面標高高出0.5m。為了使變電所有良好的通風條件，當硐室長度超過6m時，應設兩個出口，保證硐室內(nèi)的溫度不超過附近巷道5℃。變電所的出口裝設兩重門，即鐵板門和鐵柵欄門。平時鐵柵欄門關閉，鐵板門打開，以利于通風。在發(fā)生火災時，將鐵門關閉以隔絕空氣，便于滅火和防止火災蔓延。為了防火，硐室用耐火材料建成，其出口5m以內(nèi)巷道也用耐火材料建成；硐室內(nèi)的電纜須采用不帶黃麻保護層的；硐室內(nèi)還必須設有砂箱及滅火器材。1、井下中央變電所的位置和硐室布置34（3）井下中央變電所的結線（１）單母線分段結線可靠性高，負荷大（獨立雙電源）：對一二類負荷供電．獨立電源：對二三類負荷供電．（２）運行方式：母線采用分列運行。（３）適用情況；可靠性高、負荷大（獨立雙電源）、對一二類負荷供電。（3）井下中央變電所的結線（１）單母線分段結線可靠性高，負35（4）設備布置Ａ.布置原則：中央變電所的設備布置在進行設備布置時，應將變壓器與配電裝置分開布置，高、低壓配電裝置分開布置。Ｂ.布置方式：設備與墻壁之間，各設備之間應留有足夠的維護與檢修通道，完全不需要從兩側或后面維護檢修的設備，可互相靠緊和靠墻放置?？紤]發(fā)展余地，變電所的高壓配電設備的備用位置應按設計最大數(shù)量的20％考慮，且不少于兩臺。低壓設備的備用回路，也按最多饋出回路數(shù)20％考慮。（4）設備布置Ａ.布置原則：中央變電所的設備布置在進行設備布362.采區(qū)變電所任務：接受中央變電所高壓電能、變壓、配出低壓電能。1）采區(qū)變電所的結線考慮因素：電源回路數(shù)、負荷大小、變壓器臺數(shù)等。（1）單電源進線。適用于：負荷小的工作面，炮采工作面。（2）雙電源進線。接線、分列運行。適用對象；綜采工作面或下山采區(qū)、有排水泵的采區(qū)變電所。