煤矿矿井供电王伟峰

矿井供电

王伟峰电气工程教研室矿井供电认识矿山供电系统煤矿常用的电压等级井下变电所

移动变电站位置的布置方式一、认识矿山供电系统机械能→发电机→水能核能风能海洋能热能太阳能化学能生物能电能

机械能热能声能电气设备光能风能其他从产生、输送、分配和控制三个方面说明(1)产生(2)输送高压架空线、地下电缆、电磁波（手机无线充电）。认识矿山供电系统煤矿用电一般来自电力系统。只有没有电力系统的地区，方可采用地区发电厂或自建电厂。

电力系统结构图认识矿山供电系统《煤矿安全规程》第四百四十一条

矿井应有两回路电源线路。当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。年产60000t以下的矿井采用单回路供电时，必须有备用电源；备用电源的容量必须满足通风、排水、提升等的要求。矿井的两回路电源线路上都不得分接任何负荷。正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式，一回路运行时另一回路必须带电备用，以保证供电的连续性。10kV及其以下的矿井架空电源线路不得共杆架设。矿井电源线路上严禁装设负荷定量器。（一）、煤矿企业对供电的基本要求:供电可靠供电安全有良好的供电质量末端电压、频率、三相电压平衡、波形等二、矿山供电系统概述有足够的供电能力供电经济电力用户的分类1、第一类负荷（一级、Ⅰ类）2、第二类负荷（二级、Ⅱ类）3、第三类负荷（三级、Ⅲ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供电电压１电压等级的确定-依据供电功率的大小及供电距离的远近而定。供电功率越大、距离越远，供电电压等级越高。额定电压等级-为方便不同距离和不同功率的输电及用电。国家规定了标准的电压等级供电电压等级用电设备和电网、变压器原边的额定电压：直流电压110v;220v;440v.为倍数关系。三相交流电压低压（≤1200v）为√3倍关系。如127v;220v;380v;660v;1140v.三相高压3kv;6kv;10kv;35kv;63kv;110kv;220kv发电机和变压器副边的三相交流额定电压：供电距离较短为用电设备额定电压的1.05倍。如220v电网的发电机电压为230v。供电距离较长为用电设备额定电压的1.1倍。如10kv电网的变压器电压为11kv。煤矿常用的电压等级交流：

127v-井下照明、煤电钻用电电压；220v-地面照明、单相电路用电电压；380v-地面低压、小型矿井下低压动力；660v-中型矿井下低压动力；1140v-大型矿井下综采低压动力；3.3kv-特大型矿井综采高压动力；6kv-地面高压动力、下井电压；35kv-煤矿电源进线电压直流：110（220）v-操作电压；250（550）v-井下架线电机车。电压/

kV应用范围35矿井地面变电所受电电压10井上、下高压电机及配电电压6井上、下高压电机及配电电压3.3井下综合机械化采区动力1.14井下综合机械化采区动力0.66井下低压动力0.38地面和小型矿井井下低压动力O.22地面照明0.127井下照明及手持式煤电钻0.036井下设备控制及局部照明0.25直流架线电机车0.55直流架线电机车矿井供电电压等级

《煤矿安全规程》第四百四十八条

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：(一)高压，不超过10000V。(二)低压，不超过1140V。(三)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。(四)远距离控制线路的额定电压，不超过36V。采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。（二）矿井供电系统当煤层埋藏较深、井下用电量较大时一般采用这种系统。特征：由地面变电所、井下主变电所和采区变电所构成三级高压供电。深井供电1、深井供电系统地面变电所井下中央变电所采区变电所工作面配电点（二）矿井供电系统当煤层埋藏较浅、井下用电量较小时一般采用这种系统。特征：由地面变电所、井下配电所和采区配电所构成两级低压供电。浅井供电系统采区距地表100~200m2、浅井供电统1、矿井地面变电所2、高压架空输电线路3、采区地面高压配电所、采区地面变电亭4、采区变电所5、工作面配电点6、井底车场低压配电所7、井筒8、钻孔三、井下变电所（一）、井下主变电所（二）、采区变电所（三）、移动变电站（四）、工作面配电点（一）井下主变电所（井下中央变电所）1.井下主变电所位置的确定原则2.井下主变电所的主接线

3.井下主变电所的硐室与设备布置1.井下主变电所位置的确定原则

1）.尽量位于负荷中心，节省电缆并减少电能损耗电压损失。2）.电缆进出线和设备运输要方便，以便安装敷设电气设备。3）.变电所通风要良好，以便散热和降低瓦斯浓度。4）.变电所顶底板要坚固，无淋水，以防电气设备受损、受潮。一般井下主变电所设置在井底车场附近，并与中央水泵房相邻。一般主变电所设置在井底车场附近，

并与中央水泵房相邻。图1-4井下主变电所的位置示意图１-副井井筒２-主井井筒３-井下主变电所４-主水泵房５-井底车场巷道2.井下主变电所的主接线《煤矿安全规程》规定：对井下主变电所供电的线路不得少于两回路，当任一回路停止供电时，其余回路应能担负井下全部负荷的供电。用隔离开关QS、断路器QF作为进线开关：适用线路长，容量大。如：大、中型煤矿企业。高低压均采用单母线分段接线方式构成平行双回路供电防某段母线有故障中断供电

1)井下主变电所硐室的防火（1）并装设向外开的防火铁门，铁门敞开时不得防碍巷道交通，铁门上应装有便于关严的通风孔以便于防火、灭火时隔绝通风。（2）门内可加设向外开的铁栅栏门，但不得妨碍铁门的开闭，这样既能保证通风，又能防止闲杂人员进入主变电所。（3）硐室应采用砌碹，从硐室出口的防火铁门起5m内的巷道，应砌碹或用不燃性材料支护。（4）硐室内应有扑灭电气火灾的干式灭火器和砂箱2)井下主变电所硐室的通风为保证硐室的通风，当主变电所硐室长度超过6m时，应在硐室两端各开设一个便于通风的出口，保证硐室内的温度不能超过附近巷道5℃。3)井下主变电所硐室的防水（1）为了防止井底车场或大巷向主变电所和主排水泵房倒灌水，井下主变电所和主排水泵房的地面应比其与井底车场连接处的底板高出0.5m。（2）硐室内不应有滴水现象。3、井下主变电所的设备布置

井下主变电所的硐室布置应符合《煤矿全规程》中有关井下机电硐室的规定，满足防火、防水和通风的要求。图1-6井下主变电所的设备布置图1-高压配电箱2-低压开关3-矿用变压器两分开：变、配电设备分开布置高、低压设备分开布置三留有：设备与墙、设备之间留有检修通道；高压开关正面留有操作通道；设备应按最大数量的20%留有备用位置井下主变电所的设备布置（二）、采区变电所1.采区变电所位置的确定原则2.采区变电所的主接线

3.采区变电所的硐室与设备布置1.采区变电所位置的确定原则

1）.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。2）.电缆进出线和设备运输要方便，以便安装敷设电气设备。3）.变电所通风要良好，以便散热和降低瓦斯浓度。4）.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，或上（下）山与运输平巷的交叉处。采区变电所硐室位置示意图

掘进工作面回采工作面联络巷材料平巷运输平巷运输斜巷轨道斜巷1)采区变电所的高压接线①无高压出线且变压器不超过两台可不设电源进线开关。见图（2-2）

图2－2单电源进线接线方式（－）1)采区变电所的高压接线井下采区变电所属于二级负荷，（有时下山设有主水泵等）故也属于一级负荷采用双电源供电。要求一台开关只能控制一种设备，容量越大距电源进线越近。⑴单电源进线

a单回路电源进线，一台变压器的采区变电所主接线用于没有一类用户和综采工作面的采区负荷小，变压器容量低于320KVAb单回路电源进线，两台变压器的采区变电所主接线1、高压配电箱2、矿用变压器34、低压隔爆自动馈电开关5、照明变压器综合装置6、检漏继电器1)采区变电所的高压接线②两回路同时供电，如下图所示。两路进线均设开关，且母线间设联络开关，正常情况下联络开关打开，保持电源在分列运行状态，当一路电源故障停电时，合上联络开关，由另一路电源保证对负荷的供电。双电源进线接线方式（一）①一路供电、一路备用(带阴影的开关3为分断)，两路进线均设电源进线开关，如出线及变压器台数较少时，母线可不分段。如图所示c两路电源进线，两台变压器的采区变电所主接线

电源进线双接线方式（二）②有高压出线，一般设电源进线开关和高压出线开关。见图（2-3图2－3单电源进线接线方（二）

（2）双电源进线综合机械化采掘工作面的供电

③向移动变电站供电的高压电缆一般由变电所内的高压配电开关配出，如图所示。图2－7用移动电站供电的接线方式图2－6典型低压供电系统图2)采区变电所的低压接线2)采区变电所的低压接线（1）每台变压器的低压侧都装有一台配有漏电保护的自动馈电开关作为总开关；（2）每条低压配出线都设有自动馈电开关作为分开关，控制和保护配出线路，各变压器采用分列运行。（3）照明所需要的127V电压由照明变压器综合装置提供采区变电所硐室布置3.采区变电所的硐室与设备布置采区变电所的硐室与设备布置基本同井下主变电所，不同的是底板不需抬高，不需留有备用开关位置。高压设备与低压设备在两侧分布；也可将高、低压设备同侧布置，由变压器隔开。图为采区变电所设备布置三、移动变电所1移动变电站是有高压配电装置、干式变压器和低压配电装置组成的整体，安放在一个平车上可在平巷轨道上移动。1.移动变电所位置移动变电站一般设置在工作面平巷，距工作面100～300米的位置。移动变电站的设置原则是靠近负荷中心，同时考虑安全性和经济性。有如下几种布置方式2.移动变电所的主接线

移动变电所位置的几种布置方式(1)设置在运输平巷（如图中1#移动变电站）。由于运输机的功率远大于调度绞车的功率，所以设置在运输平巷内可以靠近负荷中心。但是由于移动变电站需要敷设专用的轨道，因此需要加大巷道断面，增大巷道的开拓费用和维护费用。移动变电站位置的几种布置方式(2)设在回风平巷（如图中2#移动变电站）。虽然远离运输机，但是可以利用调度绞车的轨道，而不需要专设轨道和增大巷道断面，在运输机有其他移动变电站供电的情况下可以考虑，然而为安全起见在专用回风平巷内不得设置移动变电站移动变电站位置的几种布置方式(3)设在下一个工作面的回风平巷与本工作面运输平巷的联络巷内（如图中3#移动变电站）。这样既能位于负荷中心又不需增大巷道断面，但是必须在采掘可以衔接情况下选用。移动变电站位置的几种布置方式(4)设置在运输平巷入口处轨道上山与材料上山联络巷内（如图中4#移动变电站）。这样也不需要增大巷道断面，但是距离工作面较远，在供电质量满足要求的情况下方可选择2.移动变电站的主接线移动变电站是由矿用隔爆变压器及其高、低压开关组成。可采用单电源或双电源进线，经高压负荷开关或高压断路器接到变压器一次侧，变压器二次侧经低压断路器配出。

掘进工作面供电的特殊要求

“三专”：专用变压器、专用开关、专用线路“两闭锁”：风电闭锁与瓦斯电闭锁(a)面两台局部通风机(b)两面各一台局部通风机图2－8“三专”供电系统示意图小结：煤矿供电应满足安全、可靠、供电质量、供电经济要求煤矿负荷分为三类：一类负荷及大型二类负荷采用双回路供电，中小型二类负荷采用专线供电电压等级的高低，取决于供电路距离及供电功率的大小深井供电系统特征：三级供电（地