煤礦礦井供電

1、 礦井供電 礦井供電 王偉峰 電氣工程教研室l煤礦煤礦供電供電系統(tǒng)系統(tǒng)l煤礦各級(jí)變電所及工作面配電點(diǎn)煤礦各級(jí)變電所及工作面配電點(diǎn) 復(fù)習(xí)提問(wèn)：電能是怎樣產(chǎn)生的？復(fù)習(xí)提問(wèn)：電能是怎樣產(chǎn)生的？導(dǎo)入新課：導(dǎo)入新課：機(jī)械能機(jī)械能發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 水能水能 核能核能 風(fēng)能風(fēng)能 海洋能海洋能 熱能熱能 太陽(yáng)能太陽(yáng)能 化學(xué)能化學(xué)能 生物能生物能 電能電能 機(jī)機(jī)械械能能熱熱能能聲聲能能 電氣設(shè)備電氣設(shè)備 光光能能風(fēng)風(fēng)能能其其他他從產(chǎn)生、輸送、分配和控制三個(gè)方面說(shuō)明從產(chǎn)生、輸送、分配和控制三個(gè)方面說(shuō)明(1) 產(chǎn)生產(chǎn)生(2)輸送輸送 高壓架空線、地下電纜、電磁波（手機(jī)無(wú)線充電）。高壓架空線、地下電纜、電磁波（手機(jī)無(wú)線充

2、電）。一、礦井供電系統(tǒng)概述（一）認(rèn)識(shí)電力系統(tǒng)煤礦用電一般來(lái)自電力系統(tǒng)。只有沒(méi)有電力系統(tǒng)的地區(qū)，方可采用地區(qū)發(fā)電廠或自建電廠。 電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖煤礦供電系統(tǒng)是由各類地面變電所，以及井下的中央變電所、采區(qū)變電所、移動(dòng)變電站、配電點(diǎn)和相應(yīng)的供電設(shè)備及供電線路組成。（二）、煤礦企業(yè)對(duì)供電的基本要求（二）、煤礦企業(yè)對(duì)供電的基本要求: :l供電可靠供電可靠煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程第四百四十一條第四百四十一條 礦井應(yīng)有礦井應(yīng)有兩回路兩回路電源線電源線路。當(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時(shí)，另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。路。當(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時(shí)，另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。年產(chǎn)年產(chǎn)60000t以下的礦井采用

3、單回路供電時(shí)，以下的礦井采用單回路供電時(shí)，必須必須有備用電源；備用電源的有備用電源；備用電源的容量必須滿足通風(fēng)、排水、提升等的要求。容量必須滿足通風(fēng)、排水、提升等的要求。l 礦井的兩回路電源線路上都不得分接礦井的兩回路電源線路上都不得分接任何任何負(fù)荷。負(fù)荷。l 正常情況下，礦井電源應(yīng)采用分列運(yùn)行方式，一回路運(yùn)行時(shí)另一回正常情況下，礦井電源應(yīng)采用分列運(yùn)行方式，一回路運(yùn)行時(shí)另一回路必須帶電備用，以保證供電的連續(xù)性。路必須帶電備用，以保證供電的連續(xù)性。l 10kV及其以下的礦井架空電源線路不得及其以下的礦井架空電源線路不得共桿共桿架設(shè)。架設(shè)。l 礦井電源線路上礦井電源線路上嚴(yán)禁嚴(yán)禁裝設(shè)負(fù)荷定量器。裝

4、設(shè)負(fù)荷定量器。末端電壓、頻末端電壓、頻率、三相電壓率、三相電壓平衡、波形等平衡、波形等l供電安全供電安全l有良好的供電質(zhì)量有良好的供電質(zhì)量l有足夠的供電能力有足夠的供電能力l供電經(jīng)濟(jì)供電經(jīng)濟(jì)1 1、第一類負(fù)荷、第一類負(fù)荷 （一級(jí)、（一級(jí)、類）類）2 2、第二類負(fù)荷、第二類負(fù)荷 （二級(jí)、（二級(jí)、類）類）3 3、第三類負(fù)荷、第三類負(fù)荷 （三級(jí)、（三級(jí)、類）類）（1）一類負(fù)荷：）一類負(fù)荷：因突然停電造成人身傷亡事故或重要設(shè)備損壞，給企業(yè)造成重大經(jīng)濟(jì)損失的，屬于一類負(fù)荷。如煤礦主排水泵、主通風(fēng)機(jī)、副井提升機(jī)等。這類負(fù)荷應(yīng)采用來(lái)自不同母線的雙回路電源供電。（2）二類負(fù)荷）二類負(fù)荷：因突然停電造成較大減產(chǎn)

5、和較大經(jīng)濟(jì)損失的。如：主井絞車、采區(qū)變電所、空壓機(jī)等。（3）三類負(fù)荷）三類負(fù)荷：突然停電時(shí)對(duì)生產(chǎn)沒(méi)有直接影響的（四）、供電電壓及等級(jí)（四）、供電電壓及等級(jí)l用電設(shè)備和電網(wǎng)、變壓器原邊的額定電壓：直流電壓110v;220v;440v.為倍數(shù)關(guān)系。三相交流電壓 低壓（1200v）為3倍關(guān)系。如127v;220v;380v;660v;1140v.三相高壓3kv;6kv;10kv;35kv;63kv;110kv;220kvl發(fā)電機(jī)和變壓器副邊的三相交流額定電壓：供電距離較短 為用電設(shè)備額定電壓的1.05倍。如220v電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)電壓為230v。供電距離較長(zhǎng) 為用電設(shè)備額定電壓的1.1倍。如10kv電網(wǎng)

6、的變壓器電壓為11kv。電壓等級(jí)的確定電壓等級(jí)的確定-依據(jù)供電功率的大小及供電距離的遠(yuǎn)近而定。供電功率越大、距離越遠(yuǎn)，供電電壓等級(jí)越高。額定電壓等級(jí)額定電壓等級(jí)-為方便不同距離和不同功率的輸電及用電。國(guó)家規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的電壓等級(jí)電壓電壓/ kV應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍35 礦井地面變電所受電電壓礦井地面變電所受電電壓10 井上、下高壓電機(jī)及配電井上、下高壓電機(jī)及配電電壓電壓6井上、下高壓電機(jī)及配電井上、下高壓電機(jī)及配電電壓電壓3.3井下綜合機(jī)械化采區(qū)動(dòng)力井下綜合機(jī)械化采區(qū)動(dòng)力1.14井下綜合機(jī)械化采區(qū)動(dòng)力井下綜合機(jī)械化采區(qū)動(dòng)力0.66井下低壓動(dòng)力井下低壓動(dòng)力0.38地面和小型礦井井下低壓地面和小型礦井井下

7、低壓動(dòng)力動(dòng)力0.22 地面照明地面照明0.127 井下照明及手持式煤電鉆井下照明及手持式煤電鉆0.036井下設(shè)備控制及局部照明井下設(shè)備控制及局部照明0.25直流架線電機(jī)車直流架線電機(jī)車0.55直流架線電機(jī)車直流架線電機(jī)車l 煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程第四百第四百四十八條四十八條 l 井下各級(jí)配電電壓和各種電氣設(shè)備的額定電壓等級(jí)，應(yīng)符合下列要求：l (一)高壓，不超過(guò)10000V。l (二)低壓，不超過(guò)1140V。l (三)照明、信號(hào)、電話和手持式電氣設(shè)備的供電額定電壓，不超過(guò)127V。l (四)遠(yuǎn)距離控制線路的額定電壓，不超過(guò)36V。l 采區(qū)電氣設(shè)備使用3300V供電時(shí)，必須制定專門(mén)的安全措施。

8、（五）、（五）、礦礦井供電系統(tǒng)井供電系統(tǒng)l當(dāng)煤層埋藏較深、井下用電量較大時(shí)一般采用這種系統(tǒng)。l特征：由地面變電所、井下主變電所和采區(qū)變電所構(gòu)成三級(jí)高壓供電。 深井供電1、深井供電系、深井供電系統(tǒng)統(tǒng)地面變電所地面變電所井下中央變電所井下中央變電所采區(qū)變電所采區(qū)變電所工作面配電點(diǎn)工作面配電點(diǎn)礦礦井供電系統(tǒng)井供電系統(tǒng)l當(dāng)煤層埋藏較淺、井下用電量較小時(shí)一般采用這種系統(tǒng)。l特征：由地面變電所、井下配電所和采區(qū)配電所構(gòu)成兩級(jí)低壓供電。淺井供電系統(tǒng)采區(qū)距地表采區(qū)距地表100200m2、淺井供電統(tǒng)、淺井供電統(tǒng)1、礦井地面變電所 2、高壓架空輸電線路3、采區(qū)地面高壓配電所、采區(qū)地面變電亭4、采區(qū)變電所5、工作面

9、配電點(diǎn)6、井底車場(chǎng)低壓配電所7、井筒8、鉆孔二、二、煤礦各級(jí)變電所煤礦各級(jí)變電所l（一）、（一）、煤礦地面變電所變電所l（二）、井下主變電所（二）、井下主變電所l（三）（三） 、采區(qū)變電所、采區(qū)變電所l（四）（四） 、工作面配電點(diǎn)、工作面配電點(diǎn)（一）、煤礦地面變電所煤礦地面變電所 全礦供電的總樞紐，擔(dān)負(fù)受電、變電、配電的任務(wù)。地面變電所接受電網(wǎng)饋來(lái)的35kV或60kV電壓，降壓以后，把6（10）kV電壓分配給礦山的高壓用電設(shè)備，如主通風(fēng)機(jī)及井下中央變電所等，660/380V電壓分配給地面低壓動(dòng)力及照明設(shè)備。地面變電所，如果以35kV受電，則稱為35kV變電所；如果以60kV受電，則稱為60kV

10、變電所。（1）靠近主要負(fù)荷和入井電纜井筒，減少金屬導(dǎo)線消耗，降低電能損耗。（2）架空線與所址同時(shí)確定，一邊為各級(jí)電壓線路進(jìn)出變電所留出走廊。（3）設(shè)在常年主導(dǎo)風(fēng)向上風(fēng)側(cè)，避開(kāi)污染源。（4）具有適宜的地形和地質(zhì)條件。（5）避開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)和排廢場(chǎng)，與鐵路距離40m。（6）交通方便，有擴(kuò)展空間。1、位置選擇3.地面變電所的布置地面變電所的布置 一般10kV及以下電壓等級(jí)的配電裝置采用戶內(nèi)式成套配電裝置；35kV及以上電壓的采用戶外架構(gòu)式配電裝置。對(duì)特殊地區(qū)或場(chǎng)合應(yīng)用時(shí)35kV110kV變電所也采用戶內(nèi)式配電裝置。為保證運(yùn)行時(shí)電氣設(shè)備和人員的安全以及檢修維護(hù)和搬運(yùn)的方便，對(duì)室內(nèi)外的配電裝置的各個(gè)部件，規(guī)定

11、了最小的電氣絕緣間距。4地面變電所主接線系統(tǒng)地面變電所主接線系統(tǒng)l電源電壓從發(fā)電廠或礦區(qū)變電所的35kV母線上取得，35kV雙回路架空線直接將高壓引至煤礦地面變電所。變電所兩臺(tái)變壓器，將35kV電壓降至6（10）kV，在配給地面的一些高壓電氣設(shè)備，如主副井提升機(jī)、風(fēng)壓機(jī)、主通風(fēng)機(jī)等。該系統(tǒng)采用分段母線系統(tǒng)，具有較高的供電可靠性和靈活性。兩段母線的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，由兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān)和一個(gè)斷路器組成。聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的安裝便于檢修母線、倒換負(fù)荷、加裝繼電保護(hù)。用斷路器對(duì)母線檢修分段，可以保證在任何情況下，都有一段母線正常工作，使礦山一、二類用戶有可靠供電。 （二）井下主變電所（二）井下主變電所（井下中央變電所井下中

12、央變電所）l1.井下主變井下主變電所位置的電所位置的確定原則確定原則l2.井下主變井下主變電所的主接電所的主接線線 l3.井下主變電所的硐室與設(shè)備布置 1.井下主變電所位置的確定原則1）.盡量位于負(fù)荷中心，節(jié)省電纜并減少電能損耗電壓損失。l2）.電纜進(jìn)出線和設(shè)備運(yùn)輸要方便，以便安裝敷設(shè)電氣設(shè)備。l3）.變電所通風(fēng)要良好，以便散熱和降低瓦斯?jié)舛?。l4）.變電所頂?shù)装逡獔?jiān)固，無(wú)淋水，以防電氣設(shè)備受損、受潮。l一般井下主變電所設(shè)置在井底車場(chǎng)附近，并與中央水泵房相鄰。圖1-4井下主變電所的位置示意圖-副井井筒 -主井井筒 -井下主變電所 -主水泵房 -井底車場(chǎng)巷道2.井下主變電所的主接線煤礦安全規(guī)程規(guī)

13、定：對(duì)井下主變電所供電的線路不得少于兩回路，當(dāng)任一回路停止供電時(shí)，其余回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)井下全部負(fù)荷的供電。用隔離開(kāi)關(guān)QS、斷路器QF作為進(jìn)線開(kāi)關(guān)：適用線路長(zhǎng)，容量大。如：大、中型煤礦企業(yè)。高低壓均采用單母線分段接線方式構(gòu)成平行雙回路供電防某段母線有故障中斷供電 1)井下主變電所硐室的防火（1） 并裝設(shè)向外開(kāi)的防火鐵門(mén)，鐵門(mén)敞開(kāi)時(shí)不得防礙巷道交通，鐵門(mén)上應(yīng)裝有便于關(guān)嚴(yán)的通風(fēng)孔以便于防火、滅火時(shí)隔絕通風(fēng)。（2）門(mén)內(nèi)可加設(shè)向外開(kāi)的鐵柵欄門(mén)，但不得妨礙鐵門(mén)的開(kāi)閉，這樣既能保證通風(fēng)，又能防止閑雜人員進(jìn)入主變電所。（3）硐室應(yīng)采用砌碹，從硐室出口的防火鐵門(mén)起5m內(nèi)的巷道，應(yīng)砌碹或用不燃性材料支護(hù)。（4）硐室內(nèi)

14、應(yīng)有撲滅電氣火災(zāi)的干式滅火器和砂箱2)井下主變電所硐室的通風(fēng)與防水為保證硐室的通風(fēng)，當(dāng)主變電所硐室長(zhǎng)度超過(guò)6m時(shí)，應(yīng)在硐室兩端各開(kāi)設(shè)一個(gè)便于通風(fēng)的出口，保證硐室內(nèi)的溫度不能超過(guò)附近巷道5。（1）為了防止井底車場(chǎng)或大巷向主變電所和主排水泵房倒灌水，井下主變電所和主排水泵房的地面應(yīng)比其與井底車場(chǎng)連接處的底板高出0.5m。（2）硐室內(nèi)不應(yīng)有滴水現(xiàn)象。兩分開(kāi)：變、配電設(shè)備分開(kāi)布置高、低壓設(shè)備分開(kāi)布置三留有：設(shè)備與墻、設(shè)備之間留有檢修通道；高壓開(kāi)關(guān)正面留有操作通道 ；設(shè)備應(yīng)按最大數(shù)量的20%留有備用位置井下主變電所的硐室布置應(yīng)符合煤礦全規(guī)程中有關(guān)井下機(jī)電硐室的規(guī)定，滿足防火、防水和通風(fēng)的要求。井下主變電

15、所的設(shè)備布置井下主變電所的設(shè)備布置（三）、采區(qū)變電所（三）、采區(qū)變電所l1.采區(qū)變電所采區(qū)變電所位置的確定原位置的確定原則則l2.采區(qū)變電所采區(qū)變電所的主接線的主接線 l3.采區(qū)變電所的硐室與設(shè)備布置 1.采區(qū)變電所位置的確定原則l1）.盡量位于負(fù)荷中心，節(jié)省電纜并減少電能損耗電壓損失。但要減少硐室的搬遷。l2）.電纜進(jìn)出線和設(shè)備運(yùn)輸要方便，以便安裝敷設(shè)電氣設(shè)備。l3）.變電所通風(fēng)要良好，以便散熱和降低瓦斯?jié)舛?。l4）.變電所頂?shù)装逡獔?jiān)固，無(wú)淋水，以防電氣設(shè)備受損、受潮。l一般采區(qū)變電所設(shè)置在采區(qū)中部的兩個(gè)斜巷之間的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)，或上（下）山與運(yùn)輸平巷的交叉處。1)采區(qū)變電所的高壓接線采區(qū)變電所的

16、高壓接線無(wú)高壓出線且變壓器不超過(guò)兩臺(tái)可不設(shè)電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)。見(jiàn)圖（2-2） 圖22 單電源進(jìn)線接線方式（）1)采區(qū)變電所的高壓接線井下采區(qū)變電所屬于二級(jí)負(fù)荷，（有時(shí)下山設(shè)有主水泵等）故也屬于一級(jí)負(fù)荷采用雙電源供電。要求一臺(tái)開(kāi)關(guān)只能控制一種設(shè)備，容量越大距電源進(jìn)線越近。單電源進(jìn)線 a單回路電源進(jìn)線，一臺(tái)變壓器的采區(qū)變電所主接線 用于沒(méi)有一類用戶和綜采工作面的采區(qū)負(fù)荷小，變壓器容量低于320KVAb單回路電源進(jìn)線，兩臺(tái)變壓器的采區(qū)變電所主接線1、高壓配電箱2、礦用變壓器34、低壓隔爆自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)5、照明變壓器綜合裝置6、檢漏繼電器1)采區(qū)變電所的高壓接線采區(qū)變電所的高壓接線兩回路同時(shí)供電，如下圖所示。

17、兩路進(jìn)線均設(shè)開(kāi)關(guān)，且母線間設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，正常情況下聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，保持電源在分列運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)一路電源故障停電時(shí)，合上聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，由另一路電源保證對(duì)負(fù)荷的供電。雙電源進(jìn)線接線方式（一）一路供電、一路備用(帶陰影的開(kāi)關(guān)3為分?jǐn)?，兩路進(jìn)線均設(shè)電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)，如出線及變壓器臺(tái)數(shù)較少時(shí)，母線可不分段。如圖所示c 兩路電源進(jìn)線，兩臺(tái)變壓器的采區(qū)變電所主接線 電源進(jìn)線雙接線方式（二）有高壓出線，一般設(shè)電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)和高壓出線開(kāi)關(guān) 。見(jiàn)圖（2-3圖23單電源進(jìn)線接線方（二） （2）雙電源進(jìn)線綜合機(jī)械化采掘工作面的供電 l向移動(dòng)變電站供電的高壓電纜一般由變電所內(nèi)的高壓配電開(kāi)關(guān)配出，如圖所示。 圖27用移動(dòng)電站供電的接線

18、方式 2)采區(qū)變電所的低壓接線采區(qū)變電所的低壓接線（1）每臺(tái)變壓器的低壓側(cè)都裝有一臺(tái)配有漏電保護(hù)的自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)作為總開(kāi)關(guān)；（2）每條低壓配出線都設(shè)有自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)作為分開(kāi)關(guān)，控制和保護(hù)配出線路，各變壓器采用分列運(yùn)行。（3）照明所需要的127V電壓由照明變壓器綜合裝置提供 圖26典型低壓供電系統(tǒng)圖采區(qū)變電所硐室布置3.采區(qū)變電所的硐室與設(shè)備布置采區(qū)變電所的硐室與設(shè)備布置基本同井下主變電所，不同的是底板不需抬高，不需留有備用開(kāi)關(guān)位置。高壓設(shè)備與低壓設(shè)備在兩側(cè)分布；也可將高、低壓設(shè)備同側(cè)布置，由變壓器隔開(kāi)。圖為采區(qū)變電所設(shè)備布置（四）（四）工作面配電點(diǎn)工作面配電點(diǎn)l1、綜采工作面供電與工作面配電點(diǎn)l2、工作面配電點(diǎn)的設(shè)置l工作面配電點(diǎn)接受由采區(qū)變電所或移動(dòng)變電站送來(lái)的低壓電能，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)、磁力啟動(dòng)器，用軟電纜向回采或掘進(jìn)工作面的設(shè)備供電。并利用干式變壓器或煤電鉆變壓器綜合裝置，將電壓降為127V，向電鉆、照明和通信設(shè)備供電。1）綜采工作面供電。（1）高壓深入負(fù)荷中心。（2）組成：采區(qū)配電所移動(dòng)變電站工作面。（3）設(shè)備布置； 綜采工作機(jī)電設(shè)備布置（圖 1-12）。移動(dòng)變電站通常設(shè)置在距工作面 150300m 的順槽中，工 作面每推進(jìn) 100