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(rèn)識(shí)礦山供電系統(tǒng)煤礦常用的電壓等級(jí)井下變電所

移動(dòng)變電站位置的布置方式一、認(rèn)識(shí)礦山供電系統(tǒng)機(jī)械能→發(fā)電機(jī)→水能核能風(fēng)能海洋能熱能太陽(yáng)能化學(xué)能生物能電能

機(jī)械能熱能聲能電氣設(shè)備光能風(fēng)能其他從產(chǎn)生、輸送、分配和控制三個(gè)方面說(shuō)明(1)產(chǎn)生(2)輸送高壓架空線(xiàn)、地下電纜、電磁波（手機(jī)無(wú)線(xiàn)充電）。認(rèn)識(shí)礦山供電系統(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)圖認(rèn)識(shí)礦山供電系統(tǒng)《煤礦安全規(guī)程》第四百四十一條

礦井應(yīng)有兩回路電源線(xiàn)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)60000t以下的礦井采用單回路供電時(shí)，必須有備用電源；備用電源的容量必須滿(mǎn)足通風(fēng)、排水、提升等的要求。礦井的兩回路電源線(xiàn)路上都不得分接任何負(fù)荷。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。10kV及其以下的礦井架空電源線(xiàn)路不得共桿架設(shè)。礦井電源線(xiàn)路上嚴(yán)禁裝設(shè)負(fù)荷定量器。（一）、煤礦企業(yè)對(duì)供電的基本要求:供電可靠供電安全有良好的供電質(zhì)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(jīng)濟(jì)電力用戶(hù)的分類(lèi)1、第一類(lèi)負(fù)荷（一級(jí)、Ⅰ類(lèi)）2、第二類(lèi)負(fù)荷（二級(jí)、Ⅱ類(lèi)）3、第三類(lèi)負(fù)荷（三級(jí)、Ⅲ類(lèi)）（1）一類(lèi)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(lèi)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(lèi)負(fù)荷應(yīng)采用來(lái)自不同母線(xiàn)的雙回路電源供電。（2）二類(lèi)負(fù)荷：因突然停電造成較大減產(chǎn)和較大經(jīng)濟(jì)損失的。如：主井絞車(chē)、采區(qū)變電所、空壓機(jī)等。（3）三類(lèi)負(fù)荷：突然停電時(shí)對(duì)生產(chǎn)沒(méi)有直接影響的供電電壓１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)-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)供電電壓等級(jí)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;220kv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)的變壓器電壓為11kv。煤礦常用的電壓等級(jí)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(dòng)力；660v-中型礦井下低壓動(dòng)力；1140v-大型礦井下綜采低壓動(dòng)力；3.3kv-特大型礦井綜采高壓動(dòng)力；6kv-地面高壓動(dòng)力、下井電壓；35kv-煤礦電源進(jìn)線(xiàn)電壓直流：110（220）v-操作電壓；250（550）v-井下架線(xiàn)電機(jī)車(chē)。電壓/

kV應(yīng)用范圍35礦井地面變電所受電電壓10井上、下高壓電機(jī)及配電電壓6井上、下高壓電機(jī)及配電電壓3.3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0.66井下低壓動(dòng)力0.38地面和小型礦井井下低壓動(dòng)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(shè)備控制及局部照明0.25直流架線(xiàn)電機(jī)車(chē)0.55直流架線(xiàn)電機(jī)車(chē)礦井供電電壓等級(jí)

《煤礦安全規(guī)程》第四百四十八條

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：(一)高壓，不超過(guò)10000V。(二)低壓，不超過(guò)1140V。(三)照明、信號(hào)、電話(huà)和手持式電氣設(shè)備的供電額定電壓，不超過(guò)127V。(四)遠(yuǎn)距離控制線(xiàn)路的額定電壓，不超過(guò)36V。采區(qū)電氣設(shè)備使用3300V供電時(shí)，必須制定專(zhuān)門(mén)的安全措施。（二）礦井供電系統(tǒng)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)。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(diǎn)（二）礦井供電系統(tǒng)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)。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100~200m2、淺井供電統(tǒng)1、礦井地面變電所2、高壓架空輸電線(xiàn)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(diǎn)6、井底車(chē)場(chǎng)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(dòng)變電站（四）、工作面配電點(diǎn)（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(xiàn)

3.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。2）.電纜進(jìn)出線(xiàn)和設(shè)備運(yùn)輸要方便，以便安裝敷設(shè)電氣設(shè)備。3）.變電所通風(fēng)要良好，以便散熱和降低瓦斯?jié)舛取?）.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。一般井下主變電所設(shè)置在井底車(chē)場(chǎng)附近，并與中央水泵房相鄰。一般主變電所設(shè)置在井底車(chē)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(chē)場(chǎng)巷道2.井下主變電所的主接線(xiàn)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：對(duì)井下主變電所供電的線(xiàn)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(xiàn)開(kāi)關(guān)：適用線(xiàn)路長(zhǎng)，容量大。如：大、中型煤礦企業(yè)。高低壓均采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)方式構(gòu)成平行雙回路供電防某段母線(xiàn)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)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)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℃。3)井下主變電所硐室的防水（1）為了防止井底車(chē)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(chē)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。3、井下主變電所的設(shè)備布置

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(mǎn)足防火、防水和通風(fēng)的要求。圖1-6井下主變電所的設(shè)備布置圖1-高壓配電箱2-低壓開(kāi)關(guān)3-礦用變壓器兩分開(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設(shè)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(xiàn)

3.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

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。但要減少硐室的搬遷。2）.電纜進(jìn)出線(xiàn)和設(shè)備運(yùn)輸要方便，以便安裝敷設(shè)電氣設(shè)備。3）.變電所通風(fēng)要良好，以便散熱和降低瓦斯?jié)舛取?）.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。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。采區(qū)變電所硐室位置示意圖

掘進(jìn)工作面回采工作面聯(lián)絡(luò)巷材料平巷運(yùn)輸平巷運(yùn)輸斜巷軌道斜巷1)采區(qū)變電所的高壓接線(xiàn)①無(wú)高壓出線(xiàn)且變壓器不超過(guò)兩臺(tái)可不設(shè)電源進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)。見(jiàn)圖（2-2）

圖2－2單電源進(jìn)線(xiàn)接線(xiàn)方式（－）1)采區(qū)變電所的高壓接線(xiàn)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(xiàn)越近。⑴單電源進(jìn)線(xiàn)

a單回路電源進(jìn)線(xiàn)，一臺(tái)變壓器的采區(qū)變電所主接線(xiàn)用于沒(méi)有一類(lèi)用戶(hù)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(xiàn)，兩臺(tái)變壓器的采區(qū)變電所主接線(xiàn)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(xiàn)②兩回路同時(shí)供電，如下圖所示。兩路進(jìn)線(xiàn)均設(shè)開(kāi)關(guān)，且母線(xiàn)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(xiàn)接線(xiàn)方式（一）①一路供電、一路備用(帶陰影的開(kāi)關(guān)3為分?jǐn)?，兩路進(jìn)線(xiàn)均設(shè)電源進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)，如出線(xiàn)及變壓器臺(tái)數(shù)較少時(shí)，母線(xiàn)可不分段。如圖所示c兩路電源進(jìn)線(xiàn)，兩臺(tái)變壓器的采區(qū)變電所主接線(xiàn)

電源進(jìn)線(xiàn)雙接線(xiàn)方式（二）②有高壓出線(xiàn)，一般設(shè)電源進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)和高壓出線(xiàn)開(kāi)關(guān)。見(jiàn)圖（2-3圖2－3單電源進(jìn)線(xiàn)接線(xiàn)方（二）

（2）雙電源進(jìn)線(xiàn)綜合機(jī)械化采掘工作面的供電

③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2－7用移動(dòng)電站供電的接線(xiàn)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(xiàn)2)采區(qū)變電所的低壓接線(xiàn)（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(xiàn)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(xiàn)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)備布置三、移動(dòng)變電所1移動(dòng)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(gè)平車(chē)上可在平巷軌道上移動(dòng)。1.移動(dòng)變電所位置移動(dòng)變電站一般設(shè)置在工作面平巷，距工作面100～300米的位置。移動(dòng)變電站的設(shè)置原則是靠近負(fù)荷中心，同時(shí)考慮安全性和經(jīng)濟(jì)性。有如下幾種布置方式2.移動(dòng)變電所的主接線(xiàn)

移動(dòng)變電所位置的幾種布置方式(1)設(shè)置在運(yùn)輸平巷（如圖中1#移動(dòng)變電站）。由于運(yùn)輸機(jī)的功率遠(yuǎn)大于調(diào)度絞車(chē)的功率，所以設(shè)置在運(yùn)輸平巷內(nèi)可以靠近負(fù)荷中心。但是由于移動(dòng)變電站需要敷設(shè)專(zhuān)用的軌道，因此需要加大巷道斷面，增大巷道的開(kāi)拓費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。移動(dòng)變電站位置的幾種布置方式(2)設(shè)在回風(fēng)平巷（如圖中2#移動(dòng)變電站）。雖然遠(yuǎn)離運(yùn)輸機(jī)，但是可以利用調(diào)度絞車(chē)的軌道，而不需要專(zhuān)設(shè)軌道和增大巷道斷面，在運(yùn)輸機(jī)有其他移動(dòng)變電站供電的情況下可以考慮，然而為安全起見(jiàn)在專(zhuān)用回風(fēng)平巷內(nèi)不得設(shè)置移動(dòng)變電站移動(dòng)變電站位置的幾種布置方式(3)設(shè)在下一個(gè)工作面的回風(fēng)平巷與本工作面運(yùn)輸平巷的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)（如圖中3#移動(dòng)變電站）。這樣既能位于負(fù)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(dòng)變電站位置的幾種布置方式(4)設(shè)置在運(yùn)輸平巷入口處軌道上山與材料上山聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)（如圖中4#移動(dòng)變電站）。這樣也不需要增大巷道斷面，但是距離工作面較遠(yuǎn)，在供電質(zhì)量滿(mǎn)足要求的情況下方可選擇2.移動(dòng)變電站的主接線(xiàn)移動(dòng)變電站是由礦用隔爆變壓器及其高、低壓開(kāi)關(guān)組成?？刹捎脝坞娫椿螂p電源進(jìn)線(xiàn)，經(jīng)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)或高壓斷路器接到變壓器一次側(cè)，變壓器二次側(cè)經(jīng)低壓斷路器配出。

掘進(jìn)工作面供電的特殊要求

“三專(zhuān)”：專(zhuān)用變壓器、專(zhuān)用開(kāi)關(guān)、專(zhuān)用線(xiàn)路“兩閉鎖”：風(fēng)電閉鎖與瓦斯電閉鎖(a)面兩臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)(b)兩面各一臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)圖2－8“三專(zhuān)”供電系統(tǒng)示意圖小結(jié)：煤礦供電應(yīng)滿(mǎn)足安全、可靠、供電質(zhì)量、供電經(jīng)濟(jì)要求煤礦負(fù)荷分為三類(lèi)：一類(lèi)負(fù)荷及大型二類(lèi)負(fù)荷采用雙回路供電，中小型二類(lèi)負(fù)荷采用專(zhuān)線(xiàn)供電電壓等級(jí)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(jí)供電（地