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1、1煤矿供电讲座第一节 矿井供电电是煤矿生产的主要能源，对矿井和矿井中的主要机电设备中断供电，不仅影响矿井生产，而且会对矿井和矿井中工作人员的安全构成严重威胁，如矿井主扇风机停止运转，会导致井下有害气体的大量聚积，以致人员窒息死亡，或造成瓦斯爆炸；主排水泵停止运转，可能造成淹井事故。因此，为保证矿井安全生产，就必须确保矿井和矿井中主要机电设备不中断供电。一、煤矿供电负荷分类煤矿中的用电户和用电设备很多，不同的用电设备在矿井生产中的重要性不尽相同，对供电可靠性的要求也不完全一致，对不同重要性的用电户和用电设备采取不同的供电方法，这是合理供电的原则之一。通常将用电户和用电设备按其重要性的不同分为三类
2、。一类负荷：凡因突然中断供电会造成人身伤亡、危及矿井安全，严重影响生产的用电户和用电设备属于一类负荷，例如矿井的主扇风机、主排水泵、副井提升，以及上述设备的控制回路和辅助设备，矿井地面变电所和井下中央变电所等都属一类负荷。它们是矿井的保安负荷，必须保证可靠供电。2二类负荷：当中断供电时，会给生产造成重大经济损失时，会给生产造成重大损失的用电负荷，如压风机、井底车场，地面生产系统（煤楼），井下采区变电所、主要运输电机车的用电等，都属二类负荷，它们是重要负荷，但不是最重要负荷，对它们的供电，应兼顾可靠性和经济性。在大型矿井中为减少停产损失，常将它作为一类负荷对待。三类负荷：凡不属一、二类负荷的均为
3、三类负荷，如地面机修厂、工人村照明等，不需要备用电源。根据上述负荷分类后，在由于某种原因而需要停止部分负荷时，首先停三类负荷，必要时再停止部分第二类负荷，确保一类负荷的供电。由于煤矿及煤矿中的各种负荷都是一类负荷，因而煤矿安全规程规定：“ 每一矿井应有两回路 电源线路，当作一回路因发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。矿井的两回路电源线上，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 电源线路严禁装设负荷定量器” 。“对 井下各水平中央变电所和
4、主排水泵房的供电线路，不得少于两回路，当任一回路停止供电时，其余回路应能担负全部负荷的供电” 。3“主要扇内机、提升人员的主井绞车、抽放瓦斯泵等主要设备泵房，应各有两回直接由变电所馈出的供电线路。在受条件限制时，其中一回路，可引自上述同种设备房的本电装置” 。“本条文中上述供电线路应来自各自的 变压器和母线段，线路上不应分接任何负荷。本条方中上述设备的控制回路和辅助设备，必须有与主要设备同等可靠的备用电源”。二、矿井供电系统为了便于了解矿井供电系统，首先要介绍矿井供电系统中常用的供电电压等级。从技术和经济的合理出发，供电距离越长和供电容量越大，所选项用的供电电压应该越高。从这一原则出发，由地区
5、电力网向矿井地面变电所供电所用电压，一般为 35Kv，大型矿井有时采用 110Kv。小型矿井当距离区域变电所或发电厂较近时，可采用 6Kv 电压作为矿吉电源电压，偏远地区小型矿井，可采用 10Kv。向矿井地面高压用电户供电的本电电压和高压电动机的额定电压，应采用 6Kv。矿井地面低压动力电压为 380v，照明负荷为 220v。对于井下供电的电压等级，除考虑技术经济合理外，还应考虑安全。因此， 煤矿安全规程对井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，作了如下规定：（1）高压，不应超过 7000v；（2）低压不应超过 1200v；4（3）照明手持式电气设备的额定电压和电话、信号装置的额定供电电
6、压不都不应超过 127v。（4）远距离控制线路的额定电压，不应超过 36v。根据上述规定，我国煤矿井下常用的交流电压等级有：6kv井上、下高压配电电压和高压电动机的额定电压；1140v综合机械化采煤工作面电气设备的额定电压；660v井下低压动力设备的额定电压；380v矿井地面低压动力、小型矿井井下低压动力设备的额定电压和配电电压；127v井下照明、手持式电钻、通讯信号装置用电压；36v矿用磁力起动器、控制回路电压。此外，井下架线电机车常用的额定直流电压有 250V 和550v 两种。矿井地面变电所、井下中央变电所、采区变电所采掘工作面配电点以及它们之间的供电电缆线路，构成矿井供电系统（见图 6
7、163）。地面变电所：由区域变电站送来的双回路电源架空线分别接在两段母线上，当一段母线发生故障时另一段母线仍能正常供电，两段母线以联络开关联结。两段母线上各以一条电缆向井下中央变电所供电，其中一条电缆发生故障时，另一条应能保证负担井下 100%的负荷。5地面一类负荷，主扇风机、提升绞车等，分别接在地面变电所的两段母线上。静电电容器是补偿无功功率、提高矿井功率因数用的，功率因数是供电的经济指标之一，应保持在 90%以上。避雷器是防止雷击损坏地面变电所电气设备的装置。防雷是矿井“ 三防” 工作之一，每年要 组织检查 一次。井下中央变电所：为保证井下供电的连续性，井下中央变电所母线亦分为两段，由地面
8、来的两条电缆分别接在两段母线上。主排水泵和采区变电所的电源，分别在两段母线上。井底车场低压动力设备、变流设备，在两段母线上各接一变压器，将 6KV 电压 降为 660V 或 380V 供电。此外，还设置干式照明变压器将 660V 或 380V 电压降低到 127V，向井底车场及附近巷道、硐室中的照明负荷供电。采区变电所：一般采区变电所只有一回路电源线路，对于有一类负荷或综采工作面的采区变电所应有两回路电源线供电。变电所内高低压开关均采用防爆型。此外，为了防止因局部扇风机停电引起瓦斯聚积，进而引起瓦斯爆炸事故，对采掘工作面局部扇风机的供电应遵守以下规定：在瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯
9、（或二氧化碳）突出矿井中，掘进工作面的局部通风机都应实行“三 专 （专用 变压器、 专用开关、专用线 路）供电，并装设风电闭锁装置，保证局部扇风机可靠运转。在低瓦斯矿井中，掘6进工作面与回采工作面应分开供电。对综采工作面的供电，使用移动变电站。由于综采工作面设备容量大，为减少电压损失和电能损耗，在采区变电所直接以 6KV 高压供 电至设在工作面机巷的移动变电站，降至 1140V 或 660V 再向工作面设备供电 。煤矿井下的三大保护：煤矿井下供电系统的过流保护、漏电保护、接地保护统称为煤矿井下的三大保护。煤矿井下的三大保护是保证井下供电安全的可靠措施。三、电气管理为了管好用好电气设备， 煤矿安
10、全规程对矿井电气作了如下规定：(1)严禁井下配电变压器中性点直接接地。严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。(2)经由地面架空线路引入井下供电线路(包括电机车架线) ，必须在入井处装设避雷装置；由地面直接入井的轨道，露天架空引入(出) 的管路，必须在井口附近将金属体进行不少于两处的良好的集中接地；通信线路必须在入井处装设熔断器和避雷装置。(3)井下低压配电系统同时存在 2 种或 2 种以上电压时，低压电气设备上应明显地标出其电压额定值。(4)矿井必须备有井上、下配电系统图，井下电气设备布置示意图和电力、电话、信号、电机车等线路平面敷设示意7图，并随着情况变化定期填绘。图中应注明：电动机、变压器、配电设备、信号装置、通信装置等装设地点。每一设备的型号、容量、电压、电流种类及其他技术性能。馈出线的短路、过负荷保护的整定值，熔断器熔体的额定电流值以及被保护干线和支线最远点两相短路电流值。线路电缆的用途、型号、电压、截面和长度。 保护接地装置的安设地点。(5)电气设备不应超过额定值运行。井下防爆电气设备变更额定值使用和进行技术改造时，必须经国家授权的矿用产品质量监督检验部门检验合格后，方可投入运行。(6)防爆电气设备入井前，应检查其“ 产品合格证”、 “防爆合格证”、 “煤矿矿用 产品安全标志”及安全性能；检查合格并签发合格证后，方准入井。
