煤矿供电系统资料PPT学习教案

1、会计学1 煤矿供电系统资料煤矿供电系统资料 知识要点：知识要点： 1.井下特殊的环境；井下特殊的环境； 2.煤矿企业对供电的基本要求；煤矿企业对供电的基本要求； 3.电力负荷的分类；电力负荷的分类； 4.变电所的供电要求；变电所的供电要求； 第1页/共35页 一、井下电器设备的特殊环境一、井下电器设备的特殊环境 1 1煤矿井下的空气中含有瓦斯及煤尘，在其含量达到一定量时，如遇到电气设备或线路产生电弧、电火花和局部高温时，就会燃烧和煤矿井下的空气中含有瓦斯及煤尘，在其含量达到一定量时，如遇到电气设备或线路产生电弧、电火花和局部高温时，就会燃烧和爆炸。爆炸。 2 2井下采掘工艺需要用电雷管，电气设

2、备对地的漏泄电流可能会将电井下采掘工艺需要用电雷管，电气设备对地的漏泄电流可能会将电雷管引爆雷管引爆。 3 3井下硐室、巷道、采掘工作面等需要安装电气设备的空间都比较狭窄，对电气设备的体积井下硐室、巷道、采掘工作面等需要安装电气设备的空间都比较狭窄，对电气设备的体积 应受到一定限制，且使人体接触电气设备的机会较多，容易发生应受到一定限制，且使人体接触电气设备的机会较多，容易发生触电事故触电事故。 4 4井下由于岩石和煤层的压力，常会发生冒顶和片邦事故使电气设备井下由于岩石和煤层的压力，常会发生冒顶和片邦事故使电气设备( (特别对电缆特别对电缆) )很容易很容易 受到这些外力的受到这些外力的碰、

3、挤、压、碰、挤、压、砸砸。 5 5井下空气比较潮湿，湿度一般在井下空气比较潮湿，湿度一般在 9090以上，并且机电硐室和巷道经常有滴水及淋水，使电以上，并且机电硐室和巷道经常有滴水及淋水，使电 气设备很容易气设备很容易受潮受潮。 第2页/共35页 9 9井下如发生全部停电事故，超过一定的时间后，可能发生采区或全井被淹的重大井下如发生全部停电事故，超过一定的时间后，可能发生采区或全井被淹的重大事故事故。同时井下停电停风后，还会造成瓦斯积聚，引起瓦斯和煤尘爆炸危险。同时井下停电停风后，还会造成瓦斯积聚，引起瓦斯和煤尘爆炸危险。 由于存在以上特殊条件，因此在考虑煤矿井下供电系统时，除必须严格遵守国家

4、颁发的由于存在以上特殊条件，因此在考虑煤矿井下供电系统时，除必须严格遵守国家颁发的 煤矿安全规程煤矿安全规程及及煤炭工业设计规范煤炭工业设计规范中有关的规定外，还应注意中有关的规定外，还应注意安全、可靠、经济、合理性。安全、可靠、经济、合理性。 6 6井下有些机电硐室和巷道的温度较高，因而使井下电气设备的井下有些机电硐室和巷道的温度较高，因而使井下电气设备的散热散热条件较差。条件较差。 7 7采掘工作面的电气设备移动频繁，且经常启动。生产中由于受自然条件变化的影响，使用电设备的负荷变化较大，有时会产生采掘工作面的电气设备移动频繁，且经常启动。生产中由于受自然条件变化的影响，使用电设备的负荷变化

5、较大，有时会产生短路过载。短路过载。 8.8.由于井下地质条件发生变化，及雨季期间，井下有发生突水事故的可能，其出水量往往为由于井下地质条件发生变化，及雨季期间，井下有发生突水事故的可能，其出水量往往为 正常涌水量的几倍甚至几十倍。一旦突然出水，要求排水设备迅速开动，以保证矿井安全。此时应有足够大的供电系统，以保证全部正常涌水量的几倍甚至几十倍。一旦突然出水，要求排水设备迅速开动，以保证矿井安全。此时应有足够大的供电系统，以保证全部排水排水设备正常工作。设备正常工作。 一、井下电器设备的特殊环境一、井下电器设备的特殊环境 第3页/共35页 二、煤矿企业对供电的基本要求二、煤矿企业对供电的基本要

6、求 1.供电可靠：供电可靠： 1）要求供电不间断；）要求供电不间断； 2）对重要负荷供电应绝对可靠：如主排水泵、提）对重要负荷供电应绝对可靠：如主排水泵、提 升机、通风机、瓦斯泵、压风机、监测监控等；升机、通风机、瓦斯泵、压风机、监测监控等； 3）采用双回独立线路供电。）采用双回独立线路供电。 煤矿井下中断供电会导致通风中断、瓦斯积聚煤矿井下中断供电会导致通风中断、瓦斯积聚 ，水泵停开可能会淹井等严重问题。所以必须保证，水泵停开可能会淹井等严重问题。所以必须保证 矿井可靠的供电。矿井可靠的供电。 第4页/共35页 二、煤矿企业对供电的基本要求二、煤矿企业对供电的基本要求 2.供电安全供电安全

7、： 1）供电安全包括人身和设备安全；）供电安全包括人身和设备安全； 2）依据）依据煤矿安全规程煤矿安全规程和有关规定，进行操作和有关规定，进行操作 ，确保供电安全。，确保供电安全。 井下潮湿、空间侠窄、光照不足是构成用电井下潮湿、空间侠窄、光照不足是构成用电 不安全的客观条件；同时井下存在瓦斯、煤尘爆炸不安全的客观条件；同时井下存在瓦斯、煤尘爆炸 危险，电气设备必须采取防爆措施。这些都对井下危险，电气设备必须采取防爆措施。这些都对井下 安全提出了较高的要求。安全提出了较高的要求。 第5页/共35页 3.供电质量：供电质量： 1）要求用电设备在额定参数下运行；）要求用电设备在额定参数下运行； 2

8、）反映供电质量的指标主要有两个：频率和电压。频率）反映供电质量的指标主要有两个：频率和电压。频率 50Hz，要求偏差小于，要求偏差小于0.5Hz，即额定频率的，即额定频率的 1%，一般由发电厂决定。电压，各种电气设备要求电压偏差也不一样，一般情况下电动机允许电压偏差，一般由发电厂决定。电压，各种电气设备要求电压偏差也不一样，一般情况下电动机允许电压偏差5%，过高或过低都有烧坏电动机的可能。，过高或过低都有烧坏电动机的可能。 线路额定电压线路额定电压UN电压允许变化范围电压允许变化范围 35kV35kV及以上及以上5%U5%UN N 10kV10kV及以下及以下7%U7%UN N 低压照明低压照

9、明+5%U+5%UN N-10%UN 第6页/共35页 4.供电经济在保证供电安全、可靠，质量的前提下供电经济在保证供电安全、可靠，质量的前提下 ： ）尽量降低基本建设投资）尽量降低基本建设投资; ）尽可能降低设备、材料、有色金属的消耗）尽可能降低设备、材料、有色金属的消耗; ）尽量降低电能消耗和维修费用等。）尽量降低电能消耗和维修费用等。 第7页/共35页 三、电力负荷的分类三、电力负荷的分类（依据重要性进行分类（依据重要性进行分类 ） 1.一类负荷（一级负荷）一类负荷（一级负荷） 1）定义：凡因突然中断供电可能造成）定义：凡因突然中断供电可能造成人人身伤身伤 亡或重大亡或重大设备设备损坏、

10、造成重大损坏、造成重大经济经济损失或在损失或在政政 治治上产生不良影响的负荷。上产生不良影响的负荷。 第8页/共35页 2）一级负荷）一级负荷 一级负荷主要包括以下设备一级负荷主要包括以下设备 (1)矿井主要扇风机。矿井主要扇风机。 (2)升降人员的立井提升机、矿井主提升设备。升降人员的立井提升机、矿井主提升设备。 (3)有淹没危险的井下主排水设备。有淹没危险的井下主排水设备。 (4)矿井抽放瓦斯设备。矿井抽放瓦斯设备。 (5)突出、高瓦斯矿井掘进头的通风设备。突出、高瓦斯矿井掘进头的通风设备。 (6) 压风机、监测监控设备压风机、监测监控设备 。 (7)为井下供电的变电所。为井下供电的变电所

11、。 3）供电要求：两个独立电源供电。）供电要求：两个独立电源供电。 第9页/共35页 三、电力负荷的分类三、电力负荷的分类（依据重要性进行分类）（依据重要性进行分类） 2.二类负荷（二级负荷）二类负荷（二级负荷） 1）定义：凡因突然停电造成大量）定义：凡因突然停电造成大量减产减产或大量或大量 废品废品的负荷。的负荷。 第10页/共35页 2）二级负荷包括以下类型）二级负荷包括以下类型 (1)煤矿企业、井上、下主要生产环节的动力和照明设煤矿企业、井上、下主要生产环节的动力和照明设 备。备。 (2)水源缺乏地区的生产、生活水源水泵及配有备用泵水源缺乏地区的生产、生活水源水泵及配有备用泵 的消防水泵

12、。的消防水泵。 (3) 4t 以上锅炉设备。以上锅炉设备。 (4)矿灯充电设备。矿灯充电设备。 (5)以电机车为主要运输方式的整流及充电设备。以电机车为主要运输方式的整流及充电设备。 (6)自动交换机，大中型监控设备及管理计管机的用电自动交换机，大中型监控设备及管理计管机的用电 设备。设备。 (7)电气集中的铁路运输信号设备。电气集中的铁路运输信号设备。 3）供电要求：两个独立电源供电或专线。）供电要求：两个独立电源供电或专线。 第11页/共35页 负荷分类的目的：负荷分类的目的：确保一类负荷供电不确保一类负荷供电不间断间断，保证，保证 二类负荷二类负荷用电用电，考虑三类负荷，考虑三类负荷供电

13、供电。 三、电力负荷的分类三、电力负荷的分类（依据重要性进行分类（依据重要性进行分类 ） 3.三类负荷（三级负荷）三类负荷（三级负荷） 1）定义：指除一、二类负荷以外的其它负荷。）定义：指除一、二类负荷以外的其它负荷。 2）举例：公寓宿舍、地面附属车间及矿山机修厂等。）举例：公寓宿舍、地面附属车间及矿山机修厂等。 3）供电：单回路供电、多负荷共用一条输电线路。）供电：单回路供电、多负荷共用一条输电线路。 第12页/共35页 电源数目、变压器、负荷、接线方式、电压等级电源数目、变压器、负荷、接线方式、电压等级 、可靠性、可靠性？ （1）矿井供电方式的决定因素：矿井供电方式的决定因素：井田范围、煤

14、井田范围、煤 层开采深度、开采方法、年产量、涌水量、负层开采深度、开采方法、年产量、涌水量、负 荷大小等综合因素进行。荷大小等综合因素进行。 （ 2）分类：分类：深井和浅井两种类型。深井和浅井两种类型。 四、煤矿变电所接线实例：四、煤矿变电所接线实例： 第13页/共35页 （1）深井供电系统）深井供电系统 A.特点：特点： 井下设立中央变电所井下设立中央变电所 B.决定因素：决定因素： 煤层深，井下负荷大、涌水量大等。煤层深，井下负荷大、涌水量大等。 C.组成：组成： 地面变电所、井下中央变电所和采区变电所。地面变电所、井下中央变电所和采区变电所。 D.供电回路数：供电回路数： 两回路或两回路

15、以上。两回路或两回路以上。 第14页/共35页 第15页/共35页 （2）浅井供电系统）浅井供电系统 A.特点：井下不设立中央变电所。 B.决定因素：煤层埋藏不深(一般离地表 100 200m)、井田范围小、井下负荷不大、涌水量 小的 矿井。可采用浅井供电系统。 第16页/共35页 （2）浅井供电系统）浅井供电系统 C.浅井供电主要有以下三种方式：浅井供电主要有以下三种方式： a.井底车场及其附近巷道的低压用电设备，可由设在地面变电所的配电变压器降压后，用低压电缆通过井筒送到井底车场配电所，再由井底车场配电所将低压电能送至各低压用电设备。井下架线式电机车所用直流电源，可在地面变电所整流，然后将

16、直流电用电缆沿井筒送到井底车场井底车场及其附近巷道的低压用电设备，可由设在地面变电所的配电变压器降压后，用低压电缆通过井筒送到井底车场配电所，再由井底车场配电所将低压电能送至各低压用电设备。井下架线式电机车所用直流电源，可在地面变电所整流，然后将直流电用电缆沿井筒送到井底车场 配电所后供给。配电所后供给。 b.当采区负荷不大或无高压用电设备时，采区用电由地面变电所用高压架空线路，将电能送当采区负荷不大或无高压用电设备时，采区用电由地面变电所用高压架空线路，将电能送 到设在采区地面上的变电室或变电亭，然后把电压降为到设在采区地面上的变电室或变电亭，然后把电压降为 380V 或或 660V 后，用

17、低压电缆经钻孔送到后，用低压电缆经钻孔送到 井下采区配电所，由采区配电所再送给工作面配电点和低压用电设备。井下采区配电所，由采区配电所再送给工作面配电点和低压用电设备。 第17页/共35页 c.当采区负荷较大或有高压用电设备时，用高压电缆经钻孔将高压电能送到井下采区变电所，当采区负荷较大或有高压用电设备时，用高压电缆经钻孔将高压电能送到井下采区变电所， 然后降压向采区低压负荷供电。然后降压向采区低压负荷供电。 在浅井供电系统中，由于采区用电是通过采区地表直通井下的钻孔向采区供电的，所以也称在浅井供电系统中，由于采区用电是通过采区地表直通井下的钻孔向采区供电的，所以也称 为钻孔供电系统。为防止钻

18、孔孔壁塌落挤压电缆，钻孔中敷设有钢管，电缆穿过钢管送至井下采为钻孔供电系统。为防止钻孔孔壁塌落挤压电缆，钻孔中敷设有钢管，电缆穿过钢管送至井下采 区。区。 D.优缺点：优缺点：浅井供电系统，可节省井下昂贵的高压电气设备和电缆，减少井下变电硐室的开浅井供电系统，可节省井下昂贵的高压电气设备和电缆，减少井下变电硐室的开 拓量，所以比较经济、安全。其不足之处是需打钻孔和敷设钢管，钢管用完后不能回收。拓量，所以比较经济、安全。其不足之处是需打钻孔和敷设钢管，钢管用完后不能回收。 矿井供电究竟采用哪种供电方式，应根据矿井的具体情况经技术经济比较后确定。矿井供电究竟采用哪种供电方式，应根据矿井的具体情况经

19、技术经济比较后确定。 第18页/共35页 （3）井下中央变电所的结线 第19页/共35页 （3）井下中央变电所的结线特点）井下中央变电所的结线特点 （）单母线分段结线可靠性高，负荷大（独立双（）单母线分段结线可靠性高，负荷大（独立双 电源）电源） （）运行方式：母线采用分列运行。（）运行方式：母线采用分列运行。 （）适用情况；可靠性高、负荷大（独立双电源（）适用情况；可靠性高、负荷大（独立双电源 ）、对一二类负荷供电。）、对一二类负荷供电。 第20页/共35页 8、井下中央变电所的位置、井下中央变电所的位置 （1）位置选择原则）位置选择原则 尽量位于负荷中心，以节省电缆减少电能与尽量位于负荷中

20、心，以节省电缆减少电能与 电压损失；电压损失； 电缆进出线和设备的运输要方便；电缆进出线和设备的运输要方便； 变电所通风要良好；变电所通风要良好； 变电所的顶、底板坚固、无淋水。变电所的顶、底板坚固、无淋水。 考虑上述条件，一般变电所设置在井底车场附近考虑上述条件，一般变电所设置在井底车场附近 ，并与中央水泵房相邻。有条件时还应与电机车用的，并与中央水泵房相邻。有条件时还应与电机车用的 变流所联合建筑。变流所联合建筑。 第21页/共35页 8、井下中央变电所的硐室布置、井下中央变电所的硐室布置 （2）硐室要求）硐室要求 井下中央变电所应特别注意防水、通井下中央变电所应特别注意防水、通 风及防火

21、问题。为了防水，变电所地面应比井底车场风及防火问题。为了防水，变电所地面应比井底车场 的的 轨面标高轨面标高高出高出 0.5m。为了使变电所有良好的通风为了使变电所有良好的通风 条件，条件，当硐室长度超过当硐室长度超过 6m 时，应设两个出口，时，应设两个出口，保保 证证 硐室内的温度不超过附近巷道硐室内的温度不超过附近巷道 5。变电所的出口装。变电所的出口装 设两重门，即铁板门和铁栅栏门。平时铁栅设两重门，即铁板门和铁栅栏门。平时铁栅 栏门关闭栏门关闭 ，铁板门打开，以利于通风。在发生火灾时，将铁门，铁板门打开，以利于通风。在发生火灾时，将铁门 关闭以隔绝空气，便于灭火和防止关闭以隔绝空气，

22、便于灭火和防止 火灾蔓延。火灾蔓延。 为了防为了防 火，硐室用耐火材料建成，其出口火，硐室用耐火材料建成，其出口 5m以内巷道也用以内巷道也用 耐火材料建成；硐室内的电缆须采耐火材料建成；硐室内的电缆须采 用不带黄麻保护层用不带黄麻保护层 的；硐室内还必须设有砂箱及灭火器材。的；硐室内还必须设有砂箱及灭火器材。 第22页/共35页 （3）设备布置）设备布置 .布置原则：布置原则：中央变电所的设备布置在进行设备布置中央变电所的设备布置在进行设备布置 时，应将变压器与配电装置分开布置，时，应将变压器与配电装置分开布置， 高、低压配电高、低压配电 装置分开布置。装置分开布置。 .布置方式：布置方式：

23、设备与墙壁之间，各设备之间应留有足设备与墙壁之间，各设备之间应留有足 够的维护与检修通道，完全不需要从两够的维护与检修通道，完全不需要从两 侧或后面维护侧或后面维护 检修的设备，可互相靠紧和靠墙放置。考虑发展余地检修的设备，可互相靠紧和靠墙放置。考虑发展余地 ，变电所的高压配电设备的备用位置应按设计最大数，变电所的高压配电设备的备用位置应按设计最大数 量的量的 20考虑，且不少于两台。低压设备的备用回路考虑，且不少于两台。低压设备的备用回路 ，也按最多馈出回路数，也按最多馈出回路数 20考虑。考虑。 第23页/共35页 （3）设备布置图）设备布置图 第24页/共35页 9.采区变电所采区变电所

24、 任务：接受中央变电所高压电能、变压、配出低压任务：接受中央变电所高压电能、变压、配出低压 电能。电能。 1）采区变电所的结线）采区变电所的结线 考虑因素：电源回路数、负考虑因素：电源回路数、负 荷大小、变压器台数等。荷大小、变压器台数等。 （1）单电源进线。适用于：负荷小的工作面，炮）单电源进线。适用于：负荷小的工作面，炮 采工作面。采工作面。 （2）双电源进线。接线、分列运行。适用对象；）双电源进线。接线、分列运行。适用对象； 综采工作面或下山采区、有排水泵的采区变综采工作面或下山采区、有排水泵的采区变 电所。电所。 第25页/共35页 9.采区变电所采区变电所 2）采区变电所的位置和硐室

25、布置（图）采区变电所的位置和硐室布置（图 ） 采区变电所位置的确定原则，与中央变电所基本相同，但是根据采区生产的特殊性还要求：每采区变电所位置的确定原则，与中央变电所基本相同，但是根据采区生产的特殊性还要求：每 个采区最好只设一个变电所向全采区供电，如不可能，也应尽量少设变电所，并尽量减少变电所个采区最好只设一个变电所向全采区供电，如不可能，也应尽量少设变电所，并尽量减少变电所 的迁移次数。的迁移次数。 根据以上要求，通常将采区变电所设置在采区装车站附近，或在上根据以上要求，通常将采区变电所设置在采区装车站附近，或在上(下下)山与运输平巷交叉处，山与运输平巷交叉处， 或两个上或两个上(下下)山之间的联络巷中。山之间的联络巷中。 采区变电所的防水、防火、通风等安全措施与中央变电所相同。采区变电所设备的变压器可与采区变电所的防水、防火、通风等安全措施与中央变电所相同。采区变电所设备的变压器可与 配电设备布置在伺一硐室内；变电所的高、低压设备应分开布置；检漏继电器放置在固定于硐室配电设备布置在伺一硐室内；变电所的高、低压设备应分开布置；检漏继电器放置在固定于硐室 墙壁的支架上。各设备之间、设备与墙壁之间均应留有维护和检修通道，不从侧面和背后检修的设备不留通道。墙壁的支架上。各设备之间、设备与墙