煤礦電工學培訓課件

第一章 礦井供電係統

第一節 概述

一 煤礦供電的基本要求

可靠——保證供電不中斷。措施：采用備用電源

安全——保證人身、設備、礦井安全。措施：嚴格遵守《煤礦安全規程》及有關規章製度。

質好——保證供電頻率、電壓穩定。電壓允許偏移≯±5%。措施：合理選擇變壓器、輸電線截麵。

經濟——投資、運行、維護等費用盡可能省。措施：合理選擇供電係統及節能質好價廉設備。

二 電力負荷分類

1．一類負荷——凡停電會造成人身傷亡或重大經濟損失者。要求：供電絕對可靠。采用備用電源。

2．二類負荷——凡停電造成較大經濟損失者。要求：供電相對可靠。采用專線供電。

3．三類負荷——凡停電不會造成直接經濟損失者。要求：供電經濟。可公用一條線路供電。

三　供電電壓等級

１　電壓等級的確定——依據供電功率的大小及供電距離的遠近而定。供電功率越大、距離越遠，供電電壓等級越高。

２　額定電壓等級——為方便不同距離和不同功率的輸電及用電。國家規定了標準的電壓等級。

國家規定的電壓等級

用電設備和電網、變壓器原邊的額定電壓：

直流電壓　110v;220v;440v.為倍數關係。

三相交流電壓 低壓（≤1200v）為√3倍關係。如127v;220v;380v;660v;1140v.

三相高壓3kv;6kv;10kv;35kv;63kv;110kv;220kv

發電機和變壓器副邊的三相交流額定電壓：

供電距離較短 為用電設備額定電壓的1.05倍。如220v電網的發電機電壓為230v。

供電距離較長 為用電設備額定電壓的1.1倍。如10kv電網的變壓器電壓為10.5kv。

煤礦常用的電壓等級

交流：

127v －井下照明、煤電鑽用電電壓；

220v－地麵照明、單相電路用電電壓；

380v—地麵低壓、小型礦井下低壓動力；

660v—中型礦井下低壓動力；

1140v—大型礦井下綜采低壓動力；

3.3kv—特大型礦井綜采高壓動力；

6kv—地麵高壓動力、下井電壓；

35kv—煤礦電源進線電壓

直流：

110（220）v－操作電壓；

250（550）v—井下架線電機車。

三　煤礦供電電源

煤礦用電一般來自電力係統。

隻有沒有電力係統的地區，方可采用地區發電廠或自建電廠。

小結

1.要求：可靠、安全、質好、經濟。

2.供電負荷分為三類，為保證可靠，對一類和大型二類負荷需雙電源供電，中小型二類負荷需專線供電。

3.供電電壓等級依據供電功率及供電距離的大小而定。

4.煤礦供電電源來自電力係統。

思考題

1.煤礦對供電有哪些基本要求？如何保證這些要求？

⒉　電力負荷如何分類？煤礦企業哪些用戶為一類負荷，應如何保證其供電可靠性？

⒊　確定電壓等級的原則是什麼？簡述煤礦常用的電壓等級及其適用的場所。

⒋　什麼是電力係統？發電廠並網的優點是什麼？

複習提問

1.煤礦對供電有哪些基本要求？如何保證這些要求？

⒉　電力負荷如何分類？煤礦企業哪些用戶為一類負荷，應如何保證其供電可靠性？

⒊　確定電壓等級的原則是什麼？簡述煤礦常用的電壓等級及其適用的場所。

⒋　什麼是電力係統？發電廠並網的優點是什麼？

第二節 礦井供電係統

由礦井的各級變電所、各電壓等級的配電線路共同構成了礦井供電係統。

分深井供電係統 、淺井供電係統

一 深井供電係統

當煤層埋藏較深、井下用電量較大時一般采用這種係統。

特征：由地麵變電所、井下主變電所和采區變電所構成三級高壓供電。

一 淺井供電係統

當煤層埋藏較淺、井下用電量較小時一般采用這種係統。

特征：由地麵變電所、井下配電所和采區配電所構成兩級低壓供電。

複習提問

一 深井供電係統和淺井供電係統的特點是什麼？各適用於什麼條件？

二 淺井供電係統中當采區負荷較大或有高壓用電設備時應如何供電？

第三節 井下變電所

一、井下主變電所

二、采區變電所

三、移動變電站

四、工作麵配電點

一、井下主變電所（井下中央變電所）

1.井下主變電所位置的確定原則

2.井下主變電所的主接線

3.井下主變電所的硐室與設備布置

1.井下主變電所位置的確定原則

1.盡量位於負荷中心，節省電纜並減少電能損耗電壓損失。

2.電纜進出線和設備運輸要方便，以便安裝敷設電氣設備。

3.變電所通風要良好，以便散熱和降低瓦斯濃度。

4.變電所頂底板要堅固，無淋水，以防電氣設備受損、受潮。

一般井下主變電所設置在井底車場附近，並與中央水泵房相鄰。

一般主變電所設置在井底車場附近，並與中央水泵房相鄰。

2.井下主變電所的主接線

《煤礦安全規程》規定：對井下主變電所供

電的線路不得少於兩回路，當任一回路停止供電

時，其餘回路應能擔負井下全部負荷的供電。

（主接線詳見深井供電係統）

3.井下主變電所的硐室與設備布置

井下主變電所的硐室布置應符合《煤礦安

全規程》中有關井下機電硐室的規定，滿足

防火、防水和通風的要求。

設備布置應滿足“兩分開”“三留有”要求

1)井下主變電所硐室的防火

（1） 並裝設向外開的防火鐵門，鐵門敞開時不得防礙巷道交通，鐵門上應裝有便於關嚴的通風孔，以便於防火、滅火時隔絕通風。

（2）門內可加設向外開的鐵柵欄門，但不得妨礙鐵門的開閉，這樣既能保證通風，又能防止閑雜人員進入主變電所。

（3）硐室應采用砌镟，從硐室出口的防火鐵門起5m內的巷道，應砌镟或用不燃性材料支護。

（4）硐室內應有撲滅電氣火災的幹式滅火器和砂箱。

2)井下主變電所硐室的通風

為保證硐室的通風，當主變電所硐室長

度超過6m時，應在硐室兩端各開設一個便

於通風的出口，保證硐室內的溫度不能超過

附近巷道5℃。

3)井下主變電所硐室的防水

（1）為了防止井底車場或大巷向主變電所

和主排水泵房倒灌水，井下主變電所和主排

水泵房的地麵應比其與井底車場連接處的底

板高出0.5m。

（2）硐室內不應有滴水現象。

4)井下主變電所的設備布置

兩分開：

變、配電設備分開布置

高、低壓設備分開布置

三留有：

設備與牆、設備之間留有檢修通道；

高壓開關正麵留有操作通道 ；

設備應按最大數量的20%留有備用位置 。

二、采區變電所

1.采區變電所位置的確定原則

2.采區變電所的主接線

3.采區變電所的硐室與設備布置

1.采區變電所位置的確定原則

1.盡量位於負荷中心，節省電纜並減少電能損耗電壓損失。但要減少硐室的搬遷。

2.電纜進出線和設備運輸要方便，以便安裝敷設電氣設備。

3.變電所通風要良好，以便散熱和降低瓦斯濃度。

4.變電所頂底板要堅固，無淋水，以防電氣設備受損、受潮。

一般采區變電所設置在采區中部的兩個斜巷之間的聯絡巷內。

2.采區變電所的主接線

1)采區變電所的高壓接線

⑴　單電源進線

⑵　雙電源進線

2)采區變電所的低壓接線

⑴　單電源進線

①無高壓出線且變壓器不超過兩台可不設電源進線開關。見圖a

②有高壓出線，一般設電源進線開關和高壓出線開關 。見圖b

（2）　雙電源進線

①一路供電、一路備用(帶陰影的開關3為分斷)，

兩路進線均設電源進線開關，如出線及變壓器台

數較少時，母線可不分段。圖c所示。

（2）　雙電源進線

②兩回路同時供電，如圖1-8d所示。兩路進線均

設開關，且母線間設聯絡開關，正常情況下聯絡

開關打開，保持電源在分列運行狀態，當一路電

源故障停電時，合上聯絡開關，由另一路電源保

證對負荷的供電。

（2）　雙電源進線

③向移動變電站供電的高壓電纜一般由變電所內

的高壓配電開關配出，如圖1-8e所示。

2)采區變電所的低壓接線

（1）每台變壓器的低壓側

都裝有一台自動饋電開關作

為總開關，並且配有漏電保

護裝置(檢漏繼電器)；

（2）每條低壓配出線都設

有自動饋電開關作為分路開

關，控製和保護配出線路，

各變壓器采用分列運行。

（3）照明所需要的127V電

壓由照明變壓器綜合裝置提

供。

3.井下主變電所的硐室與設備布置

采區變電所的硐室與設備布置基本同井下主變電所，不同的是底板不需抬高，不需留有備用開關位置。高壓設備與低壓設備在兩側分布；也可將高、低壓設備同側布置，由變壓器隔開。圖1-10 為采區變電所設備布置

三、移動變電所

1.移動變電所位置

2.移動變電所的主接線

移動變電所位置的確定

移動變電站一般設置在工作麵平巷，距工

作麵100～300米的位置。移動變電站的設置

原則是靠近負荷中心，同時考慮安全性和經

濟性 。有如下幾種布置方式 ：

移動變電所位置的幾種布置方式

(1)設置在運輸平巷（如圖中1#移動變電站）。由於運輸機的功率遠大於調度絞車的功率，所以設置在運輸平巷內可以靠近負荷中心。但是由於移動變電站需要敷設專用的軌道，因此需要加大巷道斷麵，增大巷道的開拓費用和維護費用。

移動變電所位置的幾種布置方式

(2)設在回風平巷（如圖中2#移動變電站）。雖然遠離運輸機，但是可以利用調度絞車的軌道，而不需要專設軌道和增大巷道斷麵，在運輸機有其他移動變電站供電的情況下可以考慮，然而為安全起見在專用的回風平巷內不得設置移動變電站

移動變電所位置的幾種布置方式

(3)設在下一個工作麵的回風平巷與本工作麵運輸平巷的聯絡巷內（如圖中3#移動變電站）。這樣既能位於負荷中心又不需增大巷道斷麵，但是必須在采掘可以銜接的情況下選用。

移動變電所位置的幾種布置方式

(4)設置在運輸平巷的入口處軌道上山與材料上山的聯絡巷內（如圖中4#移動變電站）。這樣也不需要增大巷道斷麵，但是距離工作麵較遠，在供電質量滿足要求的情況下方可選擇。

2.移動變電所的主接線

移動變電站是由礦用隔爆變壓器及其高、低壓開關組成。

可采用單電源或雙電源進線，經高壓負荷開關或高壓斷路器接到變壓器一次側，變壓器二次側經低壓斷路器配出。

四、工作麵配電點

工作麵配電點的任務是將采區變電所或移動變電站送來的1140V或660V電能分配到回采或掘進工作麵的用電設備 。

1.工作麵配電點的位置及設備布置 。

2.配電點開關的設置 。

1.工作麵配電點的位置及設備布置

回采工作麵配電點一般設在距工作麵50m～70m處的巷道中；

掘進工作麵配電點距掘進頭80m～100m。

2.配電點開關的設置

工作麵配電點設有控製工作麵各種設備的磁力起動器以及電鑽（照明）綜合保護裝置。

三台及其以上開關的配電點都需要設置自動饋電開關作為配電點的總開關，以便檢修時斷電。

小結

井下各變電所確定原則：位於負荷中心；進出線方便；運輸方便；通風良好；圍岩堅固；無淋水。采區變電所還要減少搬遷。

移變：設在工作麵平巷距工作麵100~300米。

配電點：距回采麵50~70米，距掘進80~100米。

主結線：主變電所為單母線分段；采區變電所單電源時為單母線、雙電源且出線較多時方為單母線分段。

硐室布置：“兩防”“一通”

設備布置：“兩分開”“三留有”（采區為“兩留有”）

思考題

⒍　井下主變電所的位置一般定在何處？對其峒室有哪些要求？峒室內的設備如何布置？

⒎　采區變電所的位置一般設在何處？其峒室要求及峒室內的設備布置與主變電所有哪些不同？

10．移動變電站可以設在何處？各有何利弊？

11．工作麵配電點設在何處？都有哪些設備？

本章小結

對煤礦的供電應滿足安全、可靠、供電質量、供電經濟四個基本要求 。

煤礦的負荷分為三類，對不同類型的負荷應采用不同的供電方式，對於一類負荷及大型二類負荷必須采用雙回路供電，以保證供電可靠,中小型二類負荷采用專線供電 。

電壓等級的高低，取決於供電路距離及供電功率的大小 。

深井供電係統應用較多，其特征為三級供電（地麵、井下主變電所和采區變電所三級）、高壓下井。淺井供電係統少用，特征為兩級低壓供電。

井下供電設備集中的地點主要有井下主變電所、采區變電所、移動變電站和工作麵配電點。

綜采工作麵的供電采用移動變電站可使高壓（6KV或10KV）深入到工作麵平巷，並可隨著工作麵的移動而移動，低壓側采用較高的電壓等級（1140V）而且隨著負荷功率的增加而增大（可達3300V）。