礦井供電系統(tǒng)和供電安全技術(shù)管理

第四章礦井供電系統(tǒng)及供電安全技術(shù)管理

第一節(jié)礦井供電系統(tǒng)

一、煤礦企業(yè)對(duì)供電的要求

煤炭生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿κ请娏?，它是煤礦生產(chǎn)所必須的主要能源，供電的安全與質(zhì)

量的好壞，直接影響煤礦安全生產(chǎn)和人身安全。由于煤礦井下工作的特殊性，對(duì)煤礦供電

提出了供電可靠、供電安全、供電經(jīng)濟(jì)、供電質(zhì)量好、供電能力充足的要求。

1供電可靠。就是要求供電連續(xù)、不間斷。一旦煤礦第一類負(fù)荷突然中斷供電，將

會(huì)給煤礦人身及財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。因此《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：“礦井應(yīng)有兩回路

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。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”。兗礦集團(tuán)做法：兩回路電源一般來(lái)自不同的變電所，既使在一回路電源發(fā)生故

障的情況下，另一回路仍能確保電力供應(yīng)。

2供電安全。由于煤礦井下工作環(huán)境惡劣，存在著水、火、瓦斯、煤塵、頂板五大自

然災(zāi)害，極易引起礦井火災(zāi)、瓦斯及煤塵爆炸、淹井等事故和人身傷亡事故，因此，必須

采取一系列技術(shù)措施，制定嚴(yán)格的管理制度，以保證安全供電。

3供電經(jīng)濟(jì)。煤礦供電設(shè)備耗電量大，如果由于供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，電器設(shè)備使用

不當(dāng)，功率因數(shù)降低，線路損耗加大，造成“大馬拉小車”，會(huì)浪費(fèi)許多電能。因此，在

礦井供電中采取措施，節(jié)約電能，降低電耗，保證供電的經(jīng)濟(jì)性，有著極其重大的意義。

4供電質(zhì)量好。對(duì)煤礦供電，不但要求電能數(shù)量滿足生產(chǎn)需要，而且要求供電電能質(zhì)

量良好，根據(jù)《供用電規(guī)則》規(guī)定，受電端的電壓波動(dòng)幅度不應(yīng)超過(guò)：35kV及以下供電和

對(duì)電壓質(zhì)量有特殊要求的用戶為額定電壓的±5%；頻率波動(dòng)范圍不得超過(guò)額定頻率的

0.5H。

5供電能力充足。煤礦用戶屬于第一類用戶，電力網(wǎng)必須對(duì)煤礦用戶提供充足的供電

能力，當(dāng)一路發(fā)生故障停止供電時(shí)，另一回路應(yīng)能承擔(dān)礦井全部負(fù)荷，礦井設(shè)計(jì)時(shí)不僅要

考慮礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)有充分電力的供應(yīng)，還應(yīng)考慮將來(lái)礦井發(fā)展的需要。而對(duì)于礦井主通風(fēng)設(shè)

備、主排水設(shè)備、升降人員的立井提升系統(tǒng)、排放瓦斯設(shè)備、礦井地面和井下中央變（配）

電所等一類負(fù)荷，則必須保證在任何情況下的連續(xù)供電和運(yùn)轉(zhuǎn)。

二、煤礦供電的電壓等級(jí)

煤礦各級(jí)供電電壓等級(jí)，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合煤礦的特殊生產(chǎn)條件，目前煤礦井下常

用的電壓等級(jí)及用途如下表4-1T所示。

井下供電網(wǎng)路的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)及其相應(yīng)的路端電壓（平均電壓）為：

標(biāo)準(zhǔn)電壓（V）：12766011403300600010000

路端電壓（V）:13369012003460630010500

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，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：

1、高壓不超過(guò)10000V；

2、低壓不超過(guò)1140V；

3、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；

4、遠(yuǎn)距離控制線路的額定電壓不超過(guò)36V；

5、采區(qū)電氣設(shè)備使用3300V供電時(shí)，必須制定專門的安全措施。

表4TT煤礦常用的電壓等級(jí)及用途

煤礦常用供電電壓等級(jí)用途

35KV、60KV高壓輸電

6KV、10KV大型機(jī)械的動(dòng)力電壓或輸電電壓

交3.3KV、1140V綜采工作面成套電氣設(shè)備用電電壓

流660V井下低壓動(dòng)力用電電壓

電井下照明、信號(hào)和手持式電氣設(shè)備用

127V

電電壓

36V電氣設(shè)備的控制回路電壓

250V、550V架線式電機(jī)車電壓

40V、80V、UOV、120V蓄電池電機(jī)車電壓

2.5V、4V礦燈電壓

三、煤礦供電系統(tǒng)的類型

煤礦各級(jí)變電所（地面變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所、移動(dòng)變電站）的變壓

器、配電裝置、供電線路及用電負(fù)荷，按照一定方式相互聯(lián)結(jié)起來(lái)成為一個(gè)整體，稱為煤

礦供電系統(tǒng)。

'根據(jù)礦井的井田范圍、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、埋藏深度和井下涌水量的大小等條件，礦井供電系

統(tǒng)可分為深井供電系統(tǒng)和淺井供電系統(tǒng)。一般情況下，當(dāng)?shù)V井煤層埋藏深度超過(guò)150米時(shí),

應(yīng)采用深井供電系統(tǒng)。當(dāng)?shù)V井煤層埋藏深度不超過(guò)150米時(shí)，可采用淺井供電系統(tǒng)。

深井供電系統(tǒng)與淺井供電系統(tǒng)的區(qū)別：深井供電系統(tǒng)一般采用三級(jí)供電方式，即地面

變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所，多為大型礦井采用；而淺井供電系統(tǒng)，一般采用

二級(jí)供電方式，即地面變電所、采區(qū)變電所，其特點(diǎn)是不設(shè)井下中央變電所，多為中小煤

礦采用。

目前兗礦集團(tuán)各礦大多采用深井供電系統(tǒng)，故重點(diǎn)介紹深井供電系統(tǒng)。如圖4TT所

示，電源從濟(jì)寧電網(wǎng)兗州礦區(qū)變電站35KV母線上取得，由兩回路架空線直接將高壓深入

到礦井地面變電所，用兩臺(tái)35/6kV主變壓器配電給地面的主要高壓設(shè)備（如主/副井提升

機(jī)、主扇風(fēng)機(jī)、洗煤廠等）；同時(shí)供給地面6KV變電所，通過(guò)配電變壓器降為380V構(gòu)成三

相四線制系統(tǒng)向地面低壓動(dòng)力及照明設(shè)備供電。

如圖4-1-2所示，由地面變電所兩條高壓電纜，經(jīng)井筒下井將6KV高壓電能送到井下

中央變電所。在井下中央變電所通過(guò)高壓配電裝置分配給井底車場(chǎng)附近的高壓用電設(shè)備，

如主排水泵和變流設(shè)備，并向各采區(qū)變電所供電。為向井底車場(chǎng)及附近巷道、碉室中的低

壓動(dòng)力設(shè)備供電，在井下中央變電所中設(shè)置有兩臺(tái)礦用動(dòng)力變壓器,將6KV電壓降到660V。

此外，還設(shè)置礦用照明變壓器，將660V電壓進(jìn)一步降低到127V,向井底車場(chǎng)附近巷道及

嗣室中的照明設(shè)備供電。

如圖4T-3所示，從井下中央變電所用高壓電纜將6kV電能送到采區(qū)變電所。采區(qū)變

電所一方面將6KV電能經(jīng)過(guò)配電裝置送到綜采、綜掘工作面，另一方面將電壓降低到660V,

然后用低壓電纜將它分別送到各個(gè)工作面附近的配電點(diǎn)，再分別送給工作面及附近巷道中

的生產(chǎn)及輔助運(yùn)輸機(jī)械。

目前兗礦集團(tuán)多數(shù)礦采區(qū)內(nèi)有綜采（放）、綜掘工作面，供電系統(tǒng)如圖4-1-4、圖4T-5

所示。6kV的高壓電能則經(jīng)采區(qū)變電所中的高壓配電裝置，配送到工作面附近順槽中的移

動(dòng)

羅一鮑一回羅一鮑二回

帶

電

備

用

-1

-2至過(guò)流保護(hù)

一35

至差動(dòng)保護(hù)

—35

主變

S1-9—25000

3000/5

母

線

6選

主

中

副

中

主

副6

選

煤

主

井

央

井

央

井

井

主

麋

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扇

變

提

變

提

變

提

提

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升

電

升

電

升

風(fēng)

升

用

電

電

機(jī)

所

機(jī)

所

機(jī)

所

機(jī)

機(jī)

機(jī)

所

電

圖4-1-1地面變電所供電系統(tǒng)示意圖

變電站，然后經(jīng)移動(dòng)變電站將6kV電壓降低到1140V（有的達(dá)到3300V）,再送到工作面

配電點(diǎn)，分配給各用電負(fù)荷。采區(qū)變電所及附近巷道中的照明設(shè)備，由設(shè)在采區(qū)變電所中

的

礦用照明變壓器供電。采區(qū)巷道中的照明、信號(hào)則由安裝在采區(qū)變電所和工作面配電點(diǎn)的

照明、信號(hào)綜合保護(hù)裝置供電。

果

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小小

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車

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段水

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車泵

機(jī)

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圖4-1-2井下中央變電所供電系統(tǒng)示意圖

求向中央變電所

600/5來(lái)白中央變也所6

600/5

400/5300/5600/5400/5400/5300/5

至

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粵315KVA

掘

面面

照保QBZNQBZNBKD400

BKD-400QBZNQBZN

圖4-1-3采區(qū)變電所供電系統(tǒng)示意圖

1號(hào)移變

「95m-：33KV

BALDWIN&FRANCISUP、

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移動(dòng)變壓站設(shè)備負(fù)荷1PO=5125kw