第一部分-矿井供电系统课件

第一章煤矿供电系统主讲：赵玉兵第一章煤矿供电系统主讲：赵玉兵1

电能是煤矿生产的主要能源，煤矿井下处处用电，因此，煤矿电气安全管理是整个煤矿安全管理的重要组成部分。加强和完善电气安全管理是做好煤矿安全工作的保障之一，对避免和减少煤矿井下重大安全事故的发生具有十分重要的作用。井下电气设备种类繁多，操作技术性强，对其合理使用和安全操作的要求十分严格，电气设备的使用不当和误操作是引发煤矿事故的主要原因。据统计，全国每年发生的特大事故中，其中人为电气事故占30％～40％。可见电气安全在煤矿安全中的重要地位。电能是煤矿生产的主要能源，煤矿井下处处用电，2

第一节概述一、煤矿供电(一)煤矿电力负荷对供电的要求与分类1.煤矿电力负荷对供电的要求

由于煤矿的生产作业条件的特殊性，对供电有如下的基本要求：

（1）供电可靠。

（2）供电安全。

（3）有良好的供电质量。

（4）有足够的供电能力。

（5）供电经济。

第一节概述32.煤矿电力负荷的分类

在煤矿企业中，不同的电力用户对供电可靠性的要求不完全相同，因此通常将它们分为三类：（1）一类负荷：因突然停电造成人身伤亡事故或重要设备损坏，给企业造成重大经济损失的，属于一类负荷。如煤矿主排水泵、主通风机、副井提升机等。这类负荷应采用来自不同母线的双回路电源供电。（2）二类负荷：因突然停电造成较大减产和较大经济损失的。如：主井绞车、采区变电所、空压机等。（3）三类负荷：突然停电时对生产没有直接影响的。

2.煤矿电力负荷的分类4（二）矿井供电电压等级

《煤矿安全规程》规定，井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，应符合下列要求：①高压，不超过10000V。②低压，不超过1140V。③照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压，不超过127V。④远距离控制线路的额定电压，不超过36V。

第一部分-矿井供电系统课件5⑤采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。１.我国煤矿供电电压等级有：（1）35KV——矿井地面变电所变电电压（2）6KV或10KV——井下供配电电压（3）3KV或1140V——井下综采工作面供电电压（4）660V——低压动力电压和配电电压（5）380V——地面或小型矿井井下动力电压和配电电压（6）220V——地面的照明或其他用电压⑤采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施6（7）127V——井下照明、信号、手持式电气设备、电话的最高限额电压（8）36V——井下设备控制回路的电压（9）直流250V、550V——直流架线电机车常用额定电压２.电压偏移允许值

从确保电气设备正常工作和安全考虑，电气设备受电端子电压必须在电压偏移允许值内。电压偏移过高或过低，都会造成不良的后果，使其工作参数超越允许值。（7）127V——井下照明、信号、手持式电气设备、电话的最高7

煤矿井下多采用鼠笼型异步电动机，直接启动时的启动电流可达额定电流的４－７倍。大容量鼠笼型异步电动机启动时，在电网上会引起很大电压损失。为此，要求端电压应满足电动机所需最小启动转矩；满足电磁启动器吸力线圈有足够吸持电压。电磁启动器线圈吸持电压一般为70%额定电压，故要求大型电动机启动时，电压偏移不能超过30%，以保证供电系统的稳定工作。

8第二节煤矿地面供电系统

供电系统中各变电所应有两条独立电源。矿井供电系统由矿井地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、工作面配电点和输配电线路按照一定方式相互连接起来组成的整体。大型矿井一般采用三级供电方式：即地面变电所、井下中央变电所、采区变电所。。第二节煤矿地面供电系统9深井供电系统A.特点：井下设立中央变电所B.决定因素：煤层深，井下负荷大、涌水量大等。C.组成：地面变电所、井下中央变电所和采区变电所。D.供电回路数：两回路或两回路以上。深井供电系统10凡是进入矿井井筒的供电设备及电缆所组成的供电线路，均属于井下供电系统。一般由两条高压（6KV）下井电缆、井下中央变（配）电所、采区变电所、防爆移动变电站、工作面配电点以及用于输配电用的各类电缆等组成。防爆移动变电站主要用于对容量较大的机组电动机供电，允许放置在采掘工作面附近，以缩短低压供电距离，改善对机组等大容量设备的供电质量。

对煤矿供电的典型电力系统如下图：凡是进入矿井井筒的供电设备及电缆所组成的供电线路11第三节井下供电系统由矿井地面变电所的6kv母线上引出下井电缆，沿井筒送到井下中央变电所，然后再从中央变电所通过沿巷道敷设的高压电缆，把电能输送到井下各高压用户和采区变电所，形成地面变电所→井下中央变电所→采区变电所的三级高压供电方式。井下中央变电所直接将高压电能转送到各采区变电所和井底车场及其附近巷道，硐室的高压用电设备。采区变电所是把中央变电所送来的6KV电压降为380～660V，用低压电缆向各工作面配电点及用电设备供电。对于机械化程度较高、用电量较大的综采或高档普采工作面，在采区变电所一般不降压，由采区变电所把6KV电压直接用高压电缆送到工作面附近的移动式变电站，移动变电站将电压降为1140V或660V后，由工作面配电点向综采和高档普采工作面的各种用电设备供电。第三节井下供电系统121、井下中央变电所的位置和硐室布置（1）位置选择原则（2）硐室要求井下中央变电所应特别注意防水、通风及防火问题。为了防水，变电所地面应比井底车场的轨面标高高出0.5m。为了使变电所有良好的通风条件，当硐室长度超过6m时，应设两个出口，保证硐室内的温度不超过附近巷道5℃。变电所的出口装设两重门，即铁板门和铁栅栏门。平时铁栅栏门关闭，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，便于灭火和防止火灾蔓延。为了防火，硐室用耐火材料建成，其出口5m以内巷道也用耐火材料建成；硐室内的电缆须采用不带黄麻保护层的；硐室内还必须设有砂箱及灭火器材。1、井下中央变电所的位置和硐室布置13（3）井下中央变电所的结线（１）单母线分段结线可靠性高，负荷大（独立双电源）：对一二类负荷供电．独立电源：对二三类负荷供电．（２）运行方式：母线采用分列运行。（３）适用情况；可靠性高、负荷大（独立双电源）、对一二类负荷供电。（3）井下中央变电所的结线（１）单母线分段结线可靠性高，负14（4）设备布置Ａ.布置原则：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，高、低压配电装置分开布置。Ｂ.布置方式：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，变电所的高压配电设备的备用位置应按设计最大数量的20％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20％考虑。（4）设备布置Ａ.布置原则：中央变电所的设备布置在进行设备布152.采区变电所任务：接受中央变电所高压电能、变压、配出低压电能。1）采区变电所的结线考虑因素：电源回路数、负荷大小、变压器台数等。（1）单电源进线。适用于：负荷小的工作面，炮采工作面。（2）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、有排水泵的采区变电所。

2.采区变电所162）.采区变电所的硐室和设备布置

采区变电所的碉室要符合以下安全要求：（1）变电所嗣室应用耐火材料砌成，硐室出口附近5m以内巷道支架，必须用耐火材料。（2）硐室出口应设两重门，即铁板门与铁栅门。铁栅门平时关闭，铁板门平时敞开(向外开)。当硐室内发生火灾时，铁板门应自动或手动关（3）硐室中敷设的电缆应去掉易燃外皮；硐室应设有砂箱和干式灭火器；（4）为通风，碉室长度超过5m时应设两个出口。采区变电所内的主要电气设备有：动力变压器，高压配电箱，各种低压开关，照明综合保护装置，及检漏继电器等。

2）.采区变电所的硐室和设备布置17检漏继电器高压配电箱矿用变压器磁力起动器电动机矿用低压馈电开关采区变电所供电系统检漏继电器高压配电箱18第一部分-矿井供电系统课件193.综采工作面供电与工作面配电点1）综采工作面供电。（1）高压深入负荷中心。（2）组成：采区配电所—移动变电站—工作面。（3）设备布置；综采工作机电设备布置（图1-12）。移动变电站通常设置在距工作面150～300m的顺槽中，工作面每推进100—200m，变电站向前移动一次。3.综采工作面供电与工作面配电点202）工作面配电点（1）引入：停送电方便，设备多或距离采区变电所较远。（2）组成：采区变电所---工作面配电点方式。工作面配电点可分为采煤与掘进两种。采煤工作面配电点，一般距采煤工作面50～80m；掘进工作面配电点，一般距掘进工作面80—100m，工作面配电点也随工作面的推进而定期前移。下图为采煤工作面配电点的布置及配电示意图。2）工作面配电点21第一章煤矿供电系统主讲：赵玉兵第一章煤矿供电系统主讲：赵玉兵22

电能是煤矿生产的主要能源，煤矿井下处处用电，因此，煤矿电气安全管理是整个煤矿安全管理的重要组成部分。加强和完善电气安全管理是做好煤矿安全工作的保障之一，对避免和减少煤矿井下重大安全事故的发生具有十分重要的作用。井下电气设备种类繁多，操作技术性强，对其合理使用和安全操作的要求十分严格，电气设备的使用不当和误操作是引发煤矿事故的主要原因。据统计，全国每年发生的特大事故中，其中人为电气事故占30％～40％。可见电气安全在煤矿安全中的重要地位。电能是煤矿生产的主要能源，煤矿井下处处用电，23

第一节概述一、煤矿供电(一)煤矿电力负荷对供电的要求与分类1.煤矿电力负荷对供电的要求

由于煤矿的生产作业条件的特殊性，对供电有如下的基本要求：

（1）供电可靠。

（2）供电安全。

（3）有良好的供电质量。

（4）有足够的供电能力。

（5）供电经济。

第一节概述242.煤矿电力负荷的分类

在煤矿企业中，不同的电力用户对供电可靠性的要求不完全相同，因此通常将它们分为三类：（1）一类负荷：因突然停电造成人身伤亡事故或重要设备损坏，给企业造成重大经济损失的，属于一类负荷。如煤矿主排水泵、主通风机、副井提升机等。这类负荷应采用来自不同母线的双回路电源供电。（2）二类负荷：因突然停电造成较大减产和较大经济损失的。如：主井绞车、采区变电所、空压机等。（3）三类负荷：突然停电时对生产没有直接影响的。

2.煤矿电力负荷的分类25（二）矿井供电电压等级

《煤矿安全规程》规定，井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，应符合下列要求：①高压，不超过10000V。②低压，不超过1140V。③照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压，不超过127V。④远距离控制线路的额定电压，不超过36V。

第一部分-矿井供电系统课件26⑤采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。１.我国煤矿供电电压等级有：（1）35KV——矿井地面变电所变电电压（2）6KV或10KV——井下供配电电压（3）3KV或1140V——井下综采工作面供电电压（4）660V——低压动力电压和配电电压（5）380V——地面或小型矿井井下动力电压和配电电压（6）220V——地面的照明或其他用电压⑤采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施27（7）127V——井下照明、信号、手持式电气设备、电话的最高限额电压（8）36V——井下设备控制回路的电压（9）直流250V、550V——直流架线电机车常用额定电压２.电压偏移允许值

从确保电气设备正常工作和安全考虑，电气设备受电端子电压必须在电压偏移允许值内。电压偏移过高或过低，都会造成不良的后果，使其工作参数超越允许值。（7）127V——井下照明、信号、手持式电气设备、电话的最高28

煤矿井下多采用鼠笼型异步电动机，直接启动时的启动电流可达额定电流的４－７倍。大容量鼠笼型异步电动机启动时，在电网上会引起很大电压损失。为此，要求端电压应满足电动机所需最小启动转矩；满足电磁启动器吸力线圈有足够吸持电压。电磁启动器线圈吸持电压一般为70%额定电压，故要求大型电动机启动时，电压偏移不能超过30%，以保证供电系统的稳定工作。

29第二节煤矿地面供电系统

供电系统中各变电所应有两条独立电源。矿井供电系统由矿井地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、工作面配电点和输配电线路按照一定方式相互连接起来组成的整体。大型矿井一般采用三级供电方式：即地面变电所、井下中央变电所、采区变电所。。第二节煤矿地面供电系统30深井供电系统A.特点：井下设立中央变电所B.决定因素：煤层深，井下负荷大、涌水量大等。C.组成：地面变电所、井下中央变电所和采区变电所。D.供电回路数：两回路或两回路以上。深井供电系统31凡是进入矿井井筒的供电设备及电缆所组成的供电线路，均属于井下供电系统。一般由两条高压（6KV）下井电缆、井下中央变（配）电所、采区变电所、防爆移动变电站、工作面配电点以及用于输配电用的各类电缆等组成。防爆移动变电站主要用于对容量较大的机组电动机供电，允许放置在采掘工作面附近，以缩短低压供电距离，改善对机组等大容量设备的供电质量。

对煤矿供电的典型电力系统如下图：凡是进入矿井井筒的供电设备及电缆所组成的供电线路32第三节井下供电系统由矿井地面变电所的6kv母线上引出下井电缆，沿井筒送到井下中央变电所，然后再从中央变电所通过沿巷道敷设的高压电缆，把电能输送到井下各高压用户和采区变电所，形成地面变电所→井下中央变电所→采区变电所的三级高压供电方式。井下中央变电所直接将高压电能转送到各采区变电所和井底车场及其附近巷道，硐室的高压用电设备。采区变电所是把中央变电所送来的6KV电压降为380～660V，用低压电缆向各工作面配电点及用电设备供电。对于机械化程度较高、用电量较大的综采或高档普采工作面，在采区变电所一般不降压，由采区变电所把6KV电压直接用高压电缆送到工作面附近的移动式变电站，移动变电站将电压降为1140V或660V后，由工作面配电点向综采和高档普采工作面的各种用电设备供电。第三节井下供电系统331、井下中央变电所的位置和硐室布置（1）位置选择原则（2）硐室要求井下中央变电所应特别注意防水、通风及防火问题。为了防水，变电所地面应比井底车场的轨面标高高出0.5m。为了使变电所有良好的通风条件，当硐室长度超过6m时，应设两个出口，保证硐室内的温度不超过附近巷道5℃。变电所的出口装设两重门，即铁板门和铁栅栏门。平时铁栅栏门关闭，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，便于灭火和防止火灾蔓延。为了防火，硐室用耐火材料建成，其出口5m以内巷道也用耐火材料建成；硐室内的电缆须采用不带黄麻保护层的；硐室内还必须设有砂箱及灭火器材。1、井下中央变电所的位置和硐室布置34（3）井下中央变电所的结线（１）单母线分段结线可靠性高，负荷大（独立双电源）：对一二类负荷供电．独立电源：对二三类负荷供电．（２）运行方式：母线采用分列运行。（３）适用情况；可靠性高、负荷大（独立双电源）、对一二类负荷供电。（3）井下中央变电所的结线（１）单母线分段结线可靠性高，负35（4）设备布置Ａ.布置原则：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，高、低压配电装置分开布置。Ｂ.布置方式：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，变电所的高压配电设备的备用位置应按设计最大数量的20％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20％考虑。（4）设备布置Ａ.布置原则：中央变电所的设备布置在进行设备布362.采区变电所任务：接受中央变电所高压电能、变压、配出低压电能。1）采区变电所的结线考虑因素：电源回路数、负荷大小、变压器台数等。（1）单电源进线。适用于：负荷小的工作面，炮采工作面。（2）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、有排水泵的采区变电所。