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1、第一章 矿井供电系统 第一节矿井供电系统 一、矿井供电系统 由矿井各级变电所(地面变电所、井下中央变电所、采区变电所)的变压器、配电装置、供电线路及用电负荷，按照一定方式相互连接起来的一个整体，称为矿井供电系统。 二、两种矿井供电系统 深井供电系统 浅井供电系统,1、深井供电系统：如图41所示,2、浅井供电系统：如图4-2所示,三、煤矿对供电的基本要求 (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,(1)供电可靠： 即要求供电不中断,煤矿如果供电中断，不仅会影响产量，而且有可能引起瓦斯积聚、淹井等重大事故，危及井下工作人员的安全，给矿井造成破坏
2、。 为了保证对煤矿供电的可靠性，供电电源应采用双电源，双电源可以来自不同的变电所(或发电厂)或同一变电所的不同母线上。 即在一个电源发生故障的情况下，应保证对主要生产用户的供电，以保证通风、排水以及生产的正常进行，要求对煤矿实行连续供电。,(2)供电安全 由于煤矿井下的特殊工作环境，使用中任何疏忽大意，都可能造成人身触电、电气火灾和电火花引起瓦斯煤尘爆炸等事故，所以必须严格按照煤矿安全规程的有关规定进行供电，确保供电安全。,(3)有良好的供电质量 这主要是指供电频率和供电电压偏离额定值的幅度不超过允许的范围。 煤矿内部的供电，主要是保证用电设备正常工作时所必需的端电压。 对于电动机的端电压偏离
3、额定电压的允许范围为5。 频率偏移范围: 3000kV及其以上系统不超过0.2Hz; 3000kV以下系统不超过0.5Hz。,(4)有足够的供电能力 这不仅要求电力系统或发电厂能供给煤矿充足的电量，而且要求矿井供电系统的各项供电设施具有足够的供电能力。,(5)供电经济 在满足供电可靠与安全的前提下，还应保证供电质量，要求做到供电系统投资少，运行维护成本低，供电系统简单，操作方便。,四、煤矿电力用户的分类 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)一类用户 (2)二类用户 (3)三类用户,(1)一类用户：凡因突然停电造成人身伤亡事故或重要设备损坏，
4、给企业造成重大经济损失者，均是一类用户。 如煤矿主通风机、井下主排水泵、副井提升机等。 这类用户应采用来自不同电源母线的两回路进行供电，无论是电力网在正常或事故时，均应保证对它的供电。,(2)二类用户：凡因突然停电造成较大减产和较大经济损失者。 如煤矿集中提煤设备、地面空气压缩机、采区变电所等 对这类用户一般采用双回路供电或环形线路供电。 (3)三类用户：这类用户突然停电时对生产没有直接影响。 如煤矿井机修厂等。 对这类用户的供电只采用一回路供电。,分类有利于合理供电，当供电系统发生故障或检修、限制用电负荷时，就能区别轻重缓急，停止对三类用户供电，以保证对二类用户全部或部分供电，确保对一类用户
5、不中断供电。,四、矿井供电电压等级 我国供电电压等级有： (1)、35kV矿井地面变电所变电电压。 (2)、10kV或6kV地面井下高压供配电电压。 (3)、3kV或1140V综采工作面供电电压。 (4)、660V井下低压动力电压。 (5)、380V地面和小型矿井井下低压动力电压。 (6)、220V地面照明电压。 (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。,第二节:井下变压器中性点运行方式 一、井下供电的特点 (1)井下环境恶劣，受五大自然灾害的威胁，湿度大，电气设
6、备易受潮，易发生触电事故。 (2)井下除架线电机车使用架空线路外，送电线路都是电缆线路，随着工作面的向前移动，电气设备供电电缆移动频繁。 (3)井下巷道硐室和工作面空间狭窄，并常有岩块、煤块冒落的危险。 (4)井下电气设备工作繁重，启动频繁，负荷变化较大，设备易过载。,二、变压器的中性点概念 变压器三相绕组星形(Y)联接，将三相绕组末端连接在一起，成为一个公共点，称为中性点。 三、变压器中性点运行方式 变压器中性点的运行方式其实就是变压器中性点与地连接的方式：有3种形式 (1)变压器中性点直接接地 (2)变压器中性点不接地 (3)变压器中性点采用消弧线圈接地,四、变压器中性点直接接地的危害 1
7、.人触及一相带电体时，通过人身的触电电流远远大于通过人身的安全电流30mA，这是非常危险的。 当电网电压为660V时，通过人身的触电电流为,2.电网一相接地即为单相短路，如图318所示。 此时产生的接地短路电流产生电弧，如果接地点周围瓦斯浓度在爆炸极限内，会引起瓦斯爆炸，造成严重的恶性事故。 因此必须坚决杜绝变压器中性点直接接地。,五、变压器中性点不接地运行方式 图3-19所示为变压器中性点不接地运行时人触及一相带电体状况。,此时电流从电网一相经过人身人地，再经过其他两相对地绝缘电阻rb，rc和对地电容Cb，Cc回到电网。 (1)忽略电网对地电容。 当电网线路较短时，可以忽略线路的对地电容。设
8、线路各相对地绝缘电阻ra=rb=rc，人身电阻为Rr。如果人触及是a相,此时a相对地绝缘电阻变为ra，如图320所示。,线路对称性破坏， 变压器中性点对地电位U。0， a相电压变为Ua， b相电压变为Ub， c相电压变为Uc。,推导计算得出变压器中性点对地电压U。为,接触电压为,则通过人身的电流，为,660V电网每相对地绝缘电阻取150kQ，通过人身的电流为,由此可见，变压器中性点不接地运行比中性点直接接地运行安全得多，但是如果线路对地绝缘电阻下降太多时，仍存在一定的危险，因此还必须采取措施对线路的绝缘进行监视。,第三节：煤矿安全规程对矿井供电系统的有关规定 第四百四十一条 矿井应有两回路电源
9、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。,第四百四十二条 对井下各水平中央变（配）电所、主排水泵房和下山开采的采区排水泵房供电的线路，不得少于两回路。当任一回路停止供电时，其余回路应能担负全部负荷。 主要通风机、提升人员的立井绞车、抽放瓦斯
10、泵等主要设备房，应各有两回路直接由变（配）电所馈出的供电线路；受条件限制时，其中的一回路可引自上述同种设备房的配电装置。 本条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。,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。,第四百五十
11、条 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图，并随着情况变化定期填绘。图中应注明： （一）电动机、变压器、配电设备、信号装置、通信装置等装设地点。 （二）每一设备的型号、容量、电压、电流种类及其他技术性能。 （三）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。 （四）线路电缆的用途、型号、电压、截面和长度。 （五）保护接地装置的安设地点。,第四百五十六条 井下配电网路（变压器馈出线路、电动机等）均应装设过流、短路保护装置；必须用该配电网路的最大三相短路电流校验开关设备的分断能力和动、
12、热稳定性以及电缆的热稳定性。必须正确选择熔断器的熔体。 必须用最小两相短路电流校验保护装置的可靠动作系数。保护装置必须保证配电网路中最大容量的电气设备或同时工作成组的电气设备能够起动。,第四百五十九条 井上、下必须装设防雷电装置，并遵守下列规定： （一）经由地面架空线路引入井下的供电线路和电机车架线，必须在入井处装设防雷电装置。 （二）由地面直接入井的轨道及露天架空引入（出）的管路，必须在井口附近将金属体进行不少于2处的良好的集中接地。 （三）通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷电装置。,第四百六十条 永久性井下中央变电所和井底车场内的其他机电设备硐室，应砌碹或用其他可靠的方式支护。采区变电所
13、应用不燃性材料支护。 硐室必须装设向外开的防火铁门。铁门全部敞开时，不得妨碍运输。铁门上应装设便于关严的通风孔。装有铁门时，门内可加设向外开的铁栅栏门，但不得妨碍铁门的开闭。 从硐室出口防火铁门起5m内的巷道，应砌碹或用其他不燃性材料支护。硐室内必须设置足够数量的扑灭电气火灾的灭火器材。 井下中央变电所和主要排水泵房的地面标高，应分别比其出口与井底车场或大巷连接处的底板标高高出0.5m。,第四百六十一条 采掘工作面配电点的位置和空间必须能满足设备检修和巷道运输、矿车通过及其他设备安装的要求，并用不燃性材料支护。 第四百六十二条 变电硐室长度超过6m时，必须在硐室的两端各设1个出口。 第四百六十
14、三条 硐室内各种设备与墙壁之间应留出0.5m以上的通道，各种设备相互之间，应留出0.8m以上的通道。对不需从两侧或后面进行检修的设备，可不留通道。,第四百六十四条 带油的电气设备必须设在机电设备硐室内。严禁设集油坑。 硐室不应有滴水。硐室的过道应保持畅通，严禁存放无关的设备和物件。带油的电气设备溢油或漏油时，必须立即处理。,第四百六十五条 硐室入口处必须悬挂“非工作人员禁止入内”字样的警示牌。硐室内必须悬挂与实际相符的供电系统图。硐室内有高压电气设备时，入口处和硐室内必须在明显地点悬挂“高压危险”字样的警示牌。 采区变电所应设专人值班。无人值班的变电硐室必须关门加锁，并有值班人员巡回检查。 硐
15、室内的设备，必须分别编号，标明用途，并有停送电的标志。,课后复习题,第一章：矿井供电系统 一、填空 1、两种矿井供电系统是：(深井供电系统)、(浅井供电系统)。 2、 2、由于煤矿井下的特殊工作环境，使用中任何疏忽大意，都可能造成（人身触电）、（电气火灾）和（电火花）引起瓦斯煤尘爆炸等事故，所以必须严格按照煤矿安全规程的有关规定进行供电。 3、有良好的供电质量，主要是指（供电频率）和（供电电压）偏离额定值的幅度不超过允许的范围。 4、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:（一类用户)、（二类用户）、（三类用户）。,4、变压器三相绕组星形联接，将三相绕组末端连接在一
16、起，成为一个公共点，称为（中性点）。 5、对井下各水平中央变配电所、主排水泵房和下山开采的采区排水泵房供电的线路，不得少于（两回路）。 6、主要通风机、提升人员的立井绞车、抽放瓦斯泵等主要设备房，应各有（两回路）直接由变配电所馈出的供电线路；受条件限制时，其中的（一回路）可引自上述同种设备房的配电装置。,二、单选 1、变电硐室长度超过（ ）时，必须在硐室的两端各设1个出口。 A:5m B:6m C:8m 2、硐室内各种设备与墙壁之间应留出（ ）以上的通道，对不需从后面进行检修的设备，可不留通道。 A:0.5m B:0.6m C:0.8m 3、对于电动机的端电压偏离额定电压的允许范围为（ ）。 A:5 B:7 C:10,4、频率偏移范围:3000V以下系统不超过( )。 A :0.2Hz B :0.4Hz C :0.5Hz 5、从硐室出口防火铁门起( )内的巷道，应砌碹或用其他不燃性材料支护。 A:5m B:10m C:15m 6、井下中央变电所和主要排水泵房的地面标高，应
