矿井供电 原创

1、矿井供电金志秀金志秀一、供电概述一、供电概述主要学习内容主要学习内容矿井供电矿井供电二、矿井供电系统二、矿井供电系统三、井下三、井下常见常见供电设备供电设备四四、井下常见矿用电缆、井下常见矿用电缆五五、安全供电、安全供电1.11.1供电要求供电要求一、矿井供电一、矿井供电矿井供电矿井供电1.21.2电力负荷分级电力负荷分级1.31.3供电电压等级供电电压等级一、供电概述一、供电概述1.11.1供电要求供电要求供电要求：供电要求：1 1、可靠性、可靠性2 2、安全性、安全性3 3、技术合理性、技术合理性4 4、经济性、经济性电力是矿井生产的主要能源，为确保安全和正常电力是矿井生产的主要能源，为确

2、保安全和正常生产的需要，矿井对电力有以下需求生产的需要，矿井对电力有以下需求: :供电系统不间断供电的可靠程度供电系统不间断供电的可靠程度. .供电安全包括人身安全、矿井安全、设备安全三个方面供电安全包括人身安全、矿井安全、设备安全三个方面. .合理性是指电能的电压、频率、波形等质量指标要达到合理性是指电能的电压、频率、波形等质量指标要达到一定的技术标准。一定的技术标准。经济性是指在保证安全可靠供电的前提下，应力求供电网络接线简单，操作方便，建设投资和维护费用较低。一、供电概述一、供电概述1.21.2电力负荷分级电力负荷分级1 1、一级负荷、一级负荷2 2、二级负荷、二级负荷3 3、三级负荷、

3、三级负荷凡因突然中断供电可能造成人身伤亡或重大设备损凡因突然中断供电可能造成人身伤亡或重大设备损坏、造成重大经济损失或在政治坏、造成重大经济损失或在政治 上产生不良影响的上产生不良影响的负荷。负荷。如：主排水泵、提升机、通风机、瓦斯泵、如：主排水泵、提升机、通风机、瓦斯泵、压风机等。压风机等。凡因突然停电造成较大经济损失或较大影响的负荷。凡因突然停电造成较大经济损失或较大影响的负荷。如：井下采、掘工作面、机电运输、地面生产系统等。如：井下采、掘工作面、机电运输、地面生产系统等。 指除一、二类负荷以外的其它负荷。如：指除一、二类负荷以外的其它负荷。如：职工宿舍、地职工宿舍、地面附属车间及矿山机修

4、厂等。面附属车间及矿山机修厂等。一、供电概述一、供电概述1.31.3供电电压等级供电电压等级交交流流电电35kV 地面变电所的电源进线电压。6kV 井上、下变电所及移变的进线电压。3.3kV 大型综采工作面及高产高效工作面的电压。1140V 目前综采及掘进工作面的常用电压。660V 井下采区低压动力及地面选煤厂动力。380V 地面低压动力。220V 地面照明或单相电器的用电电压 。127V 井下电钻、照明及信号装置的用电电压 。36V 矿用电器控制回路常用电压。一、供电概述一、供电概述1.31.3供电电压等级供电电压等级直直流流电电250V(500V) 架线式电机车的用电电压。110V(220

5、V) 变电所的直流操作、继电保护的直流电源和大型提升机的控制系统的电源。一、供电概述一、供电概述1.31.3供电电压等级供电电压等级1.14KV到10KV为高压根据电压等级的高低，矿井电压一般分为高压、低压和安全电压。1140V以下为低压36V以下为安全电压2.12.1地面总变电所地面总变电所二、矿井供电系统二、矿井供电系统矿井供电矿井供电2.22.2井下中央变电所井下中央变电所 矿井供电系统一般分为：深井供电系统、浅井供电系统和平硐供电系统。西山煤电九大矿多采用深井供电系统：是由地面总变电所，以及井下中央变电所、采区变电所、移动变电站、配电点和相应的供电设备及供电线路组成。2.32.3井下采

6、区变电所井下采区变电所2.42.4移动变电站移动变电站2.52.5工作面配电点工作面配电点2.12.1地面总变电所地面总变电所二、矿井供电系统二、矿井供电系统 地面总变电所的受电电源取自电力系统的110KV/35KV区域变电站。它是全矿供电的总枢纽，它担负受电、变电及配电任务，一般设在负荷中心。位置选择原则：位置选择原则： （1 1）靠近主要负荷和入井电缆井筒，减少金属导线消耗，降低）靠近主要负荷和入井电缆井筒，减少金属导线消耗，降低电能损耗。电能损耗。 （2 2）架空线与所址同时确定，一边为各级电压线路进出变电所）架空线与所址同时确定，一边为各级电压线路进出变电所留出走廊。留出走廊。 （3

7、3）设在常年主导风向上风侧，避开污染源。）设在常年主导风向上风侧，避开污染源。 （4 4）具有适宜的地形和地质条件。）具有适宜的地形和地质条件。 （5 5）避开危险区和排废场，与铁路距离）避开危险区和排废场，与铁路距离40m40m。 （6 6）交通方便，有扩展空间。）交通方便，有扩展空间。一一二二级级负负荷荷双双母母线线供供电电35KV6KV井下中央变电所井下中央变电所主副通风机主副通风机主副提升机主副提升机地面变电所地面变电所2.12.1地面总变电所地面总变电所二、矿井供电系统二、矿井供电系统2.22.2井下中央变电所井下中央变电所二、矿井供电系统二、矿井供电系统 井下中央变电所也称为井下主

8、变电所是井下供电的中心，单一水平生产的矿井一般设置1个主变电所，多水平生产的矿井每个水平设1个井下主变电所，电源直接由地面变电所提供主要任务为：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电压损失；尽量位于负荷中心，以节省电缆减少电能与电压损失； 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； 变电所的顶变电所的顶. .底板坚固，无淋水。底板坚固，无淋水。 考虑上述条件，一般变考虑上述条件，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变流所联

9、合建筑。还应与电机车用的变流所联合建筑。各采区变电所各采区变电所主排水泵主排水泵井底车场井底车场整流变电所整流变电所双双6KV母母线线受受电电设设有有动动力力变变压压器器一一二二级级负负荷荷2.22.2井下中央变电所井下中央变电所二、矿井供电系统二、矿井供电系统位置确定原则位置确定原则: :1.1.尽量位于负荷中心，节省电缆并减少电能损耗电压损失。尽量位于负荷中心，节省电缆并减少电能损耗电压损失。但要减少硐室的搬迁。但要减少硐室的搬迁。2.2.电缆进出线和设备运输要方便，以便安装敷设电气设备。电缆进出线和设备运输要方便，以便安装敷设电气设备。3.3.变电所通风要良好，以便散热和降低瓦斯浓度。变

10、电所通风要良好，以便散热和降低瓦斯浓度。4.4.变电所顶底板要坚固，无淋水，以防电气设备受损、受潮。变电所顶底板要坚固，无淋水，以防电气设备受损、受潮。一般采区变电所设置在采区中部的两个斜巷之间的联络巷内。一般采区变电所设置在采区中部的两个斜巷之间的联络巷内。2.32.3采区变电所采区变电所二、矿井供电系统二、矿井供电系统 采区变电所是采区用电的中心。将6KV电压送到工作面沿线布置的移动变电站；一般设有低压动力变压器将6KV变为1140或660v，还设有双回路局部通风机的专用变压器,以及供附近照明用的照明综合保护装置。工作面移动变电站工作面移动变电站双回路局部通风机双回路局部通风机变电所附近的

11、低压动力变电所附近的低压动力低压馈电及照明低压馈电及照明双双6KV母母线线受受电电单单双双回回路路供供电电一一二二级级负负荷荷2.32.3采区变电所采区变电所二、矿井供电系统二、矿井供电系统2.42.4移动变电站移动变电站二、矿井供电系统二、矿井供电系统 移动变电站是由特制的高压配电箱、干式变压器和低压配电装置组成的整体，安放在平车上，可在平巷的轨道上移动。采用移动变电站供电的优点是缩短低压供电距离，减少电压损失，供电电压取决于干变。优点：优点：避免电压电能损失避免电压电能损失提高继电保护灵敏度提高继电保护灵敏度简化低压干线供电网络简化低压干线供电网络单单回回路路6KV受受电电采采掘掘工工作作

12、面面3300V1140V660V2.42.4移动变电站移动变电站二、矿井供电系统二、矿井供电系统2.52.5工作面配电点工作面配电点二、矿井供电系统二、矿井供电系统 将采区变电所或移动变电站送来的1140v或660v电能分配给采煤工作面或掘进工作面的设备。工作面电钻和照明用的127v电源由煤电钻和照明综合保护装置供电。 由于经常需要随工作面移动搬迁，一般不设专用硐室。综采工由于经常需要随工作面移动搬迁，一般不设专用硐室。综采工作面配电点常设在轨道巷的设备列车上，掘进工作面配电点多设在作面配电点常设在轨道巷的设备列车上，掘进工作面配电点多设在掘进巷的一侧，距掘进工作面掘进巷的一侧，距掘进工作面8

13、0100m。配电点附近应用非燃性材。配电点附近应用非燃性材料支护。料支护。 工作面配电点设有控制工作面各种设备的磁力起动器以及电钻工作面配电点设有控制工作面各种设备的磁力起动器以及电钻（照明）综合保护装置。（照明）综合保护装置。 三台及其以上开关的配电点都需要设置自动馈电开关作为配电三台及其以上开关的配电点都需要设置自动馈电开关作为配电点的总开关，以便检修时断电点的总开关，以便检修时断电3.13.1高压配电开关高压配电开关三、井下常见供电设备三、井下常见供电设备矿井供电矿井供电3.23.2低压馈电开关低压馈电开关3.33.3磁力启动器磁力启动器3.43.4照明综合保护装置照明综合保护装置3.1

14、3.1高压配电开关高压配电开关井下常见供电设备井下常见供电设备 矿用隔爆型高压配电开关一般设在中央变电所及采区变电矿用隔爆型高压配电开关一般设在中央变电所及采区变电所，作为配电开关或者用来控制高压电动机，具有绝缘监视、接地、所，作为配电开关或者用来控制高压电动机，具有绝缘监视、接地、漏电、过载、短路、欠压及过电压等保护性能。九大矿多采用漏电、过载、短路、欠压及过电压等保护性能。九大矿多采用BGPBGP型型和和PBGPBG型。型。3.13.1高压配电开关高压配电开关井下常见供电设备井下常见供电设备PBG系列矿用隔爆兼本质安全型高压真空配电装置 3.23.2低压馈电开关低压馈电开关井下常见供电设备

15、井下常见供电设备 低压隔爆馈电开关是带有自动跳闸装置的供电开关，低压隔爆馈电开关是带有自动跳闸装置的供电开关，用于具有用于具有爆炸性危险气体（甲烷）和煤尘的矿井中，在交流爆炸性危险气体（甲烷）和煤尘的矿井中，在交流50Hz50Hz，电压，电压1140V1140V和和660V660V中性点不接地供电系统中，作为移动变电站配电开关用，或中性点不接地供电系统中，作为移动变电站配电开关用，或单独作为配电系统的总开关或分开关使用。单独作为配电系统的总开关或分开关使用。目前九大矿常见的有KBZ-200A 400A 630A.3.23.2低压馈电开关低压馈电开关井下常见供电设备井下常见供电设备3.33.3磁

16、力启动器磁力启动器井下常见供电设备井下常见供电设备 矿用磁力启动器是一种组合开关，它主要由隔离开关、接触器、矿用磁力启动器是一种组合开关，它主要由隔离开关、接触器、熔断器、过热过流继电器、按钮等组成，并装在隔爆外壳中，用于熔断器、过热过流继电器、按钮等组成，并装在隔爆外壳中，用于控制和保护电动机控制和保护电动机。QBZ系列QJZ-2 系列QJZ-2六组合八组合目前九大矿常见的有多用于水泵、皮带机、绞车。目前QBZ多被淘汰，逐步被QJZ系列取代。多用于采煤机刮板机需要联控的场合QJZ-2 SF系列多用于局部通风机3.33.3磁力启动器磁力启动器井下常见供电设备井下常见供电设备3.43.4照明综合

17、保护装置照明综合保护装置井下常见供电设备井下常见供电设备 适用于煤矿供电电压为适用于煤矿供电电压为660V660V、1140V1140V的电网，用于煤矿井下的电网，用于煤矿井下127V127V照明及信号负载的电源控制，具有短路保护、漏电保护及电缆绝缘照明及信号负载的电源控制，具有短路保护、漏电保护及电缆绝缘危险指示综合性保护功能。危险指示综合性保护功能。一般按照变压器容量分为：2.5KVA4KVA10KVA4.14.1铠装电缆铠装电缆四、井下常见矿用电缆四、井下常见矿用电缆矿井供电矿井供电4.24.2橡套电缆橡套电缆4.34.3塑料电缆塑料电缆电力电缆按电压等级分为电力电缆按绝缘材料分为低压低

18、压高压高压4.14.1铠装电缆铠装电缆井下常见矿用电缆井下常见矿用电缆主要在井筒和巷道中作井下输电干线向固定设备供电用。主要在井筒和巷道中作井下输电干线向固定设备供电用。用途：1 1）铜或铝线绕制的主芯线，三个截面较大的芯线用来输送三相电能。）铜或铝线绕制的主芯线，三个截面较大的芯线用来输送三相电能。2 2）浸油绝缘纸构成的相间绝缘。）浸油绝缘纸构成的相间绝缘。3 3）黄麻填料。）黄麻填料。4 4）统包绝缘纸，增加相对地绝缘。）统包绝缘纸，增加相对地绝缘。5 5）铅包层，防止潮气进入纸绝缘降低绝缘。）铅包层，防止潮气进入纸绝缘降低绝缘。6 6）纸衬垫，保护包层不受空气和水的腐蚀。）纸衬垫，保护

19、包层不受空气和水的腐蚀。7 7）黄麻保护层，避免铠装与包层摩擦使包层损坏。）黄麻保护层，避免铠装与包层摩擦使包层损坏。8 8）钢丝或钢带铠装，以承受机械力增强电缆强度。）钢丝或钢带铠装，以承受机械力增强电缆强度。结构：4.14.1铠装电缆铠装电缆井下常见矿用电缆井下常见矿用电缆1.主芯线主芯线2.相绝缘层相绝缘层3.填料填料4.绝缘层绝缘层5.铅包层铅包层6.衬垫衬垫7.保护层保护层8.铠装铠装12345678铠装铠装电缆各型号中符号含义电缆各型号中符号含义T T铜铜( (一般省略，不写进型号一般省略，不写进型号) )； L L铝；铝；Z Z油浸纸绝缘；油浸纸绝缘； Q Q铅包；铅包；P P普

20、通纸绝缘；普通纸绝缘； D D不滴流；不滴流；V V聚氯乙烯绝缘或护套；聚氯乙烯绝缘或护套；YJYJ交联聚氯乙烯绝缘；交联聚氯乙烯绝缘；20/2220/22钢带铠装；钢带铠装；30/3230/32细钢丝铠装；细钢丝铠装；50/4250/42粗钢丝铠装；粗钢丝铠装；4.24.2橡套电缆橡套电缆井下常见矿用电缆井下常见矿用电缆橡套电缆根据其护套材料分为：普通型普通型屏蔽型屏蔽型U矿用橡套电缆； G高压电缆；P屏蔽； SP双屏蔽；C采掘设备用； Q千伏级线路；Z电钻用； M矿灯用；F氯丁橡胶护套电缆。橡套电缆型号中符号含义4.24.2橡套电缆橡套电缆井下常见矿用电缆井下常见矿用电缆1、普通型 矿用普

21、通橡套电缆芯线有4、6、7、8、11不等，其中3根为三相动力芯线，1根为接地线，其余芯线作控制线。如图中1动力芯线； 2绝缘层； 3护套 4、填充4.24.2橡套电缆橡套电缆井下常见矿用电缆井下常见矿用电缆2、屏蔽型 井下较多使用的低压屏蔽电缆有4、7芯，常用的屏蔽型电缆有：MCP 、MYP、 MYPTJ. 屏蔽电缆是在普通电缆的基础上，经过加屏蔽层制成。 （1）在普通橡套电缆的动力芯线的护套外再包一层半导体屏蔽层； （2）将4芯以上的电缆的相间衬垫改为导电橡胶； （3）将4芯电缆的接地裸芯线作在导电橡胶中，从而是外围的导电橡胶与接地芯线联为一体。芯线作控制线。4.24.2橡套电缆橡套电缆井下

22、常见矿用电缆井下常见矿用电缆4.24.2橡套电缆橡套电缆井下常见矿用电缆井下常见矿用电缆屏蔽电缆的优点：1、克服了电缆主芯线绝缘破坏造成相间短路的事故；2、避免由于电缆损坏使人触电的危险；原因： 屏蔽层是接地的先碰到屏蔽层，造成接地故障，切断的电源。场合： 适用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的场所和移动频繁的电气设备。4.34.3塑料电缆塑料电缆井下常见矿用电缆井下常见矿用电缆 塑料电缆是一种使用非常广泛的新型电缆，其芯线绝缘和护套全部采用塑料制成，绝缘材料有聚氯乙稀和交联乙烯两种 塑料电缆既有铠装电缆也有软电缆优点：优点：耐热耐热耐腐蚀耐腐蚀耐水耐水不延燃不延燃敷设落差不受限制敷设落差不受限制4.3

23、4.3塑料电缆塑料电缆井下常见矿用电缆井下常见矿用电缆 安全供电是保证矿井安全生产的重要条件。与井上条件比相比，井下环境恶劣，容易发生各种电气事故，因此需要采取必要的安全措施，设置可靠的保护装置，才能提高矿井生产的安全水平。煤矿井下最重要的电气保护是过流保护、漏电保护和保护接地，即井下的三大保护。5.15.1过流保护过流保护五、井下安全供电五、井下安全供电矿井供电矿井供电5.25.2漏电保护漏电保护5.35.3接地保护接地保护 凡是流过电气设备或线路的电流，如果超过其额定值，都叫做过电流。5.15.1过流保护过流保护井下安全供电井下安全供电过流的种类：短路过负荷原因：1、绝缘击穿2、机械损伤3

24、、误操作1、电源电压过低2、机械性堵转3、重载启动危害：1、两相或者三相短路，严重过流2、烧毁设备或电缆，引起火灾3、甚至引起瓦斯、煤尘爆炸1、超过额定电流值，超过了允许时间。2、长时间过负荷导致绝缘下降3、影响电气设备寿命，电机烧毁5.15.1过流保护过流保护井下安全供电井下安全供电过流的种类：短路过负荷装置：熔断器热继电器 井下多采用中性点绝缘的供电系统，发生单相接地或两相三相对地的总绝缘阻抗下降到危险值的电气故障就叫做漏电。5.25.2漏电保护漏电保护井下安全供电井下安全供电漏电的种类：集中性漏电分散性漏电现象： 发生在电网中的某一点，其余部分对地绝缘还正常整个电网对地的绝缘值下降到允许

25、值危害：1、人身触电 2、引起瓦斯煤尘爆炸3、引爆雷管 4、引起短路事故5、严重影响生产5.25.2漏电保护漏电保护井下安全供电井下安全供电漏电的原因： (1)电缆电气设备自身原因，包括绝缘老化、受潮等导致绝缘性能下降。 (2)操作、维修不当。包括相线与地线接反、补电缆时使用材质低劣等。对漏电保护的要求安全可靠灵敏 从保护人员触电的角度出发，满足30mA S的规定。安全电压36V,井下人体平均电阻1000 保护装置本身具有较高的可靠性，由保护单元的简单程度及元件质量，制造工艺来保证 最轻的漏电故障，保护装置也能可靠动作。其次就是选择性，目的就是降低故障范围。5.25.2漏电保护漏电保护井下安全

26、供电井下安全供电煤矿安全规程对检漏装置规定： “井下低压馈电线上，应装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路”。漏电保护装置还能经常监视电网的绝缘状态，以便进行预防性检修。另外，还能对电网对地的电容电流进行补偿。1）应具有漏电跳闸和漏电闭锁双重功能，并利于用千欧表连续不断的监视电网的绝缘状态。2）当电网对地的总绝缘电阻降低到规定值以下时，应立即动作，切断其供电电源并闭锁，以防合闸送电，防止事故扩大。3）检漏保护装置的动作速度越快越好。4）动作必须灵敏可靠，不拒动，也不误动。三三大大保保护护过流保护过流保护漏电保护漏电保护保护接地保护接地矿井供电系统矿井供电系统井下安全供电井下安全供电 保护接地就是将电气设备在正常情况下不带电的、但有可能带有危险电压的金属外壳、构架等与埋设在地下或水沟中的接地装置连接起来。5.35.3保护接地保护接地井下安全供电井下安全供电 规程规定，电压在36v以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架，铠装电缆的钢带