煤礦礦井供電王偉峰

礦井供電

王偉峰電氣工程教研室礦井供電認識礦山供電系統(tǒng)煤礦常用的電壓等級井下變電所

移動變電站位置的布置方式一、認識礦山供電系統(tǒng)機械能→發(fā)電機→水能核能風能海洋能熱能太陽能化學能生物能電能

機械能熱能聲能電氣設備光能風能其他從產生、輸送、分配和控制三個方面說明(1)產生(2)輸送高壓架空線、地下電纜、電磁波（手機無線充電）。認識礦山供電系統(tǒng)煤礦用電一般來自電力系統(tǒng)。只有沒有電力系統(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)結構圖認識礦山供電系統(tǒng)《煤礦安全規(guī)程》第四百四十一條

礦井應有兩回路電源線路。當任一回路發(fā)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、提升等的要求。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，一回路運行時另一回路必須帶電備用，以保證供電的連續(xù)性。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。（一）、煤礦企業(yè)對供電的基本要求:供電可靠供電安全有良好的供電質量末端電壓、頻率、三相電壓平衡、波形等二、礦山供電系統(tǒng)概述有足夠的供電能力供電經濟電力用戶的分類1、第一類負荷（一級、Ⅰ類）2、第二類負荷（二級、Ⅱ類）3、第三類負荷（三級、Ⅲ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和較大經濟損失的。如：主井絞車、采區(qū)變電所、空壓機等。（3）三類負荷：突然停電時對生產沒有直接影響的供電電壓１電壓等級的確定-依據供電功率的大小及供電距離的遠近而定。供電功率越大、距離越遠，供電電壓等級越高。額定電壓等級-為方便不同距離和不同功率的輸電及用電。國家規(guī)定了標準的電壓等級供電電壓等級用電設備和電網、變壓器原邊的額定電壓：直流電壓110v;220v;440v.為倍數(shù)關系。三相交流電壓低壓（≤1200v）為√3倍關系。如127v;220v;380v;660v;1140v.三相高壓3kv;6kv;10kv;35kv;63kv;110kv;220kv發(fā)電機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備額定電壓的1.05倍。如220v電網的發(fā)電機電壓為230v。供電距離較長為用電設備額定電壓的1.1倍。如10kv電網的變壓器電壓為11kv。煤礦常用的電壓等級交流：

127v-井下照明、煤電鉆用電電壓；220v-地面照明、單相電路用電電壓；380v-地面低壓、小型礦井下低壓動力；660v-中型礦井下低壓動力；1140v-大型礦井下綜采低壓動力；3.3kv-特大型礦井綜采高壓動力；6kv-地面高壓動力、下井電壓；35kv-煤礦電源進線電壓直流：110（220）v-操作電壓；250（550）v-井下架線電機車。電壓/

kV應用范圍35礦井地面變電所受電電壓10井上、下高壓電機及配電電壓6井上、下高壓電機及配電電壓3.3井下綜合機械化采區(qū)動力1.14井下綜合機械化采區(qū)動力0.66井下低壓動力0.38地面和小型礦井井下低壓動力O.22地面照明0.127井下照明及手持式煤電鉆0.036井下設備控制及局部照明0.25直流架線電機車0.55直流架線電機車礦井供電電壓等級

《煤礦安全規(guī)程》第四百四十八條

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10000V。(二)低壓，不超過1140V。(三)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。(四)遠距離控制線路的額定電壓，不超過36V。采區(qū)電氣設備使用3300V供電時，必須制定專門的安全措施。（二）礦井供電系統(tǒng)當煤層埋藏較深、井下用電量較大時一般采用這種系統(tǒng)。特征：由地面變電所、井下主變電所和采區(qū)變電所構成三級高壓供電。深井供電1、深井供電系統(tǒng)地面變電所井下中央變電所采區(qū)變電所工作面配電點（二）礦井供電系統(tǒng)當煤層埋藏較淺、井下用電量較小時一般采用這種系統(tǒng)。特征：由地面變電所、井下配電所和采區(qū)配電所構成兩級低壓供電。淺井供電系統(tǒng)采區(qū)距地表100~200m2、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、工作面配電點6、井底車場低壓配電所7、井筒8、鉆孔三、井下變電所（一）、井下主變電所（二）、采區(qū)變電所（三）、移動變電站（四）、工作面配電點（一）井下主變電所（井下中央變電所）1.井下主變電所位置的確定原則2.井下主變電所的主接線

3.井下主變電所的硐室與設備布置1.井下主變電所位置的確定原則

1）.盡量位于負荷中心，節(jié)省電纜并減少電能損耗電壓損失。2）.電纜進出線和設備運輸要方便，以便安裝敷設電氣設備。3）.變電所通風要良好，以便散熱和降低瓦斯?jié)舛取?）.變電所頂?shù)装逡獔怨蹋瑹o淋水，以防電氣設備受損、受潮。一般井下主變電所設置在井底車場附近，并與中央水泵房相鄰。一般主變電所設置在井底車場附近，

并與中央水泵房相鄰。圖1-4井下主變電所的位置示意圖１-副井井筒２-主井井筒３-井下主變電所４-主水泵房５-井底車場巷道2.井下主變電所的主接線《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：對井下主變電所供電的線路不得少于兩回路，當任一回路停止供電時，其余回路應能擔負井下全部負荷的供電。用隔離開關QS、斷路器QF作為進線開關：適用線路長，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）并裝設向外開的防火鐵門，鐵門敞開時不得防礙巷道交通，鐵門上應裝有便于關嚴的通風孔以便于防火、滅火時隔絕通風。（2）門內可加設向外開的鐵柵欄門，但不得妨礙鐵門的開閉，這樣既能保證通風，又能防止閑雜人員進入主變電所。（3）硐室應采用砌碹，從硐室出口的防火鐵門起5m內的巷道，應砌碹或用不燃性材料支護。（4）硐室內應有撲滅電氣火災的干式滅火器和砂箱2)井下主變電所硐室的通風為保證硐室的通風，當主變電所硐室長度超過6m時，應在硐室兩端各開設一個便于通風的出口，保證硐室內的溫度不能超過附近巷道5℃。3)井下主變電所硐室的防水（1）為了防止井底車場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比其與井底車場連接處的底板高出0.5m。（2）硐室內不應有滴水現(xiàn)象。3、井下主變電所的設備布置

井下主變電所的硐室布置應符合《煤礦全規(guī)程》中有關井下機電硐室的規(guī)定，滿足防火、防水和通風的要求。圖1-6井下主變電所的設備布置圖1-高壓配電箱2-低壓開關3-礦用變壓器兩分開：變、配電設備分開布置高、低壓設備分開布置三留有：設備與墻、設備之間留有檢修通道；高壓開關正面留有操作通道；設備應按最大數(shù)量的20%留有備用位置井下主變電所的設備布置（二）、采區(qū)變電所1.采區(qū)變電所位置的確定原則2.采區(qū)變電所的主接線

3.采區(qū)變電所的硐室與設備布置1.采區(qū)變電所位置的確定原則

1）.盡量位于負荷中心，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。2）.電纜進出線和設備運輸要方便，以便安裝敷設電氣設備。3）.變電所通風要良好，以便散熱和降低瓦斯?jié)舛取?）.變電所頂?shù)装逡獔怨?，無淋水，以防電氣設備受損、受潮。一般采區(qū)變電所設置在采區(qū)中部的兩個斜巷之間的聯(lián)絡巷內，或上（下）山與運輸平巷的交叉處。采區(qū)變電所硐室位置示意圖

掘進工作面回采工作面聯(lián)絡巷材料平巷運輸平巷運輸斜巷軌道斜巷1)采區(qū)變電所的高壓接線①無高壓出線且變壓器不超過兩臺可不設電源進線開關。見圖（2-2）

圖2－2單電源進線接線方式（－）1)采區(qū)變電所的高壓接線井下采區(qū)變電所屬于二級負荷，（有時下山設有主水泵等）故也屬于一級負荷采用雙電源供電。要求一臺開關只能控制一種設備，容量越大距電源進線越近。⑴單電源進線

a單回路電源進線，一臺變壓器的采區(qū)變電所主接線用于沒有一類用戶和綜采工作面的采區(qū)負荷小，變壓器容量低于320KVAb單回路電源進線，兩臺變壓器的采區(qū)變電所主接線1、高壓配電箱2、礦用變壓器34、低壓隔爆自動饋電開關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②兩回路同時供電，如下圖所示。兩路進線均設開關，且母線間設聯(lián)絡開關，正常情況下聯(lián)絡開關打開，保持電源在分列運行狀態(tài)，當一路電源故障停電時，合上聯(lián)絡開關，由另一路電源保證對負荷的供電。雙電源進線接線方式（一）①一路供電、一路備用(帶陰影的開關3為分斷)，兩路進線均設電源進線開關，如出線及變壓器臺數(shù)較少時，母線可不分段。如圖所示c兩路電源進線，兩臺變壓器的采區(qū)變電所主接線

電源進線雙接線方式（二）②有高壓出線，一般設電源進線開關和高壓出線開關。見圖（2-3圖2－3單電源進線接線方（二）

（2）雙電源進線綜合機械化采掘工作面的供電

③向移動變電站供電的高壓電纜一般由變電所內的高壓配電開關配出，如圖所示。圖2－7用移動電站供電的接線方式圖2－6典型低壓供電系統(tǒng)圖2)采區(qū)變電所的低壓接線2)采區(qū)變電所的低壓接線（1）每臺變壓器的低壓側都裝有一臺配有漏電保護的自動饋電開關作為總開關；（2）每條低壓配出線都設有自動饋電開關作為分開關，控制和保護配出線路，各變壓器采用分列運行。（3）照明所需要的127V電壓由照明變壓器綜合裝置提供采區(qū)變電所硐室布置3.采區(qū)變電所的硐室與設備布置采區(qū)變電所的硐室與設備布置基本同井下主變電所，不同的是底板不需抬高，不需留有備用開關位置。高壓設備與低壓設備在兩側分布；也可將高、低壓設備同側布置，由變壓器隔開。圖為采區(qū)變電所設備布置三、移動變電所1移動變電站是有高壓配電裝置、干式變壓器和低壓配電裝置組成的整體，安放在一個平車上可在平巷軌道上移動。1.移動變電所位置移動變電站一般設置在工作面平巷，距工作面100～300米的位置。移動變電站的設置原則是靠近負荷中心，同時考慮安全性和經濟性。有如下幾種布置方式2.移動變電所的主接線

移動變電所位置的幾種布置方式(1)設置在運輸平巷（如圖中1#移動變電站）。由于運輸機的功率遠大于調度絞車的功率，所以設置在運輸平巷內可以靠近負荷中心。但是由于移動變電站需要敷設專用的軌道，因此需要加大巷道斷面，增大巷道的開拓費用和維護費用。移動變電站位置的幾種布置方式(2)設在回風平巷（如圖中2#移動變電站）。雖然遠離運輸機，但是可以利用調度絞車的軌道，而不需要專設軌道和增大巷道斷面，在運輸機有其他移動變電站供電的情況下可以考慮，然而為安全起見在專用回風平巷內不得設置移動變電站移動變電站位置的幾種布置方式(3)設在下一個工作面的回風平巷與本工作面運輸平巷的聯(lián)絡巷內（如圖中3#移動變電站）。這樣既能位于負荷中心又不需增大巷道斷面，但是必須在采掘可以銜接情況下選用。移動變電站位置的幾種布置方式(4)設置在運輸平巷入口處軌道上山與材料上山聯(lián)絡巷內（如圖中4#移動變電站）。這樣也不需要增大巷道斷面，但是距離工作面較遠，在供電質量滿足要求的情況下方可選擇2.移動變電站的主接線移動變電站是由礦用隔爆變壓器及其高、低壓開關組成?？刹捎脝坞娫椿螂p電源進線，經高壓負荷開關或高壓斷路器接到變壓器一次側，變壓器二次側經低壓斷路器配出。

掘進工作面供電的特殊要求

“三專”：專用變壓器、專用開關、專用線路“兩閉鎖”：風電閉鎖與瓦斯電閉鎖(a)面兩臺局部通風機(b)兩面各一臺局部通風機圖2－8“三?！惫╇娤到y(tǒng)示意圖小結：煤礦供電應滿足安全、可靠、供電質量、供電經濟要求煤礦負荷分為三類：一類負荷及大型二類負荷采用雙回路供電，中小型二類負荷采用專線供電電壓等級的高低，取決于供電路距離及供電功率的大小深井供電系統(tǒng)特征：三級供電（地