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1、煤矿井下供电设计,一、煤矿井下供电系统 二、设计内容及要求 三、供电系统拟定 四、电缆选取与校验 五、电气保护 六、其它,一、煤矿井下供电系统,供电方式 晋城矿务局筹建初期，井下用电设备较少，主要是排水、照明、少量的提升绞车、溜子等运输设备，供电系统和方式比较简单。井下均采用6KV供电，输送至井下中央变电所，在中央变电所安装馈电高压开关配电向水平大巷变电所及采区变电所供电。 1980年以后，晋城矿务局引进综采设备，工作面用电设备的功率和电压等级提高较快，移动变电站也投入使用。矿井低压电器设备电压等级由原来380伏提高到660伏，综采工作面机组及三机等设备电压等级1140伏。,一、煤矿井下供电系
2、统,供电方式 随着矿井巷道延伸，井下采区供电距离加大，采区供电也有原来单一的运输大巷中央变电所供电改为风机房合建变电所向井下采区供电。如凤凰山矿北二风井35KV变电所向九五盘区供电，寺河东风井35KV变电所向东区集中变电所、东二变电所、东区局扇专用变电所供电等，井下采区变电所安装配电联络开关，实现双电源环行供电。向井下供电的高压电压等级由6KV提高到10KV。,一、煤矿井下供电系统图,一、煤矿井下供电系统图,一、煤矿井下供电系统,规程中相关规定： 第四百五十五条 井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备，应具有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上
3、，应装设短路、过负荷和漏电保护装置。低压电动机的控制设备，应具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。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、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。 第四百五十七条 井下低压馈电线上，必须装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路。 每天必须对低压检漏装置的运行情况进行1
4、次跳闸试验。 煤电钻必须使用设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离起动和停止煤电钻功能的综合保护装置。每班使用前，必须对煤电钻综合保护装置进行1次跳闸试验。,二、设计内容及要求,设计需了解掌握的主要资料：1、井下主要地质参数及采掘工艺； 2、井下变电硐室及巷道布置、巷道尺寸、支护方 式等，各变电所所负责供电的范围； 3、井下通风、排水、运输情况； 4、井下主要机械设备性能、功率、技术参数及布 置。,二、设计内容及要求,井下供电设计内容：1、中央变电所、盘区变电所、移动变电站及各配电点的位置选择及供电要求；2、井下机电设备布置图相关内容及要求；3、井下高低压电缆的敷设要求；4、井下供电系
5、统图及电缆型号截面长度、高低压开关保护定值。 井下供电设计及设备选型要求：1、设计应符合煤矿安全规程、煤矿工业设计规范和煤矿井下供电设计技术规定，掘进工作面局部通风机供电应符合晋煤集机字【2003】576号文关于井下局部扇风机供电管理的规定和山西省“一通三防”管理规定。2、设备应选用定型可靠产品并尽量选用新产品，同种型号设备应尽可能选取同一厂商。3、设计要保证先进、经济、合理、安全、可靠。,三、供电系统设计,井下供配电系统:下列用电设备应按一级用电负荷设计，其配电装置必须由两回路或两回路以上电源线路供电。电源线路应引自不同的变压器和母线段，且线路上不应分接任何其他负荷。1）井下主排水泵；2）下
6、山采区排水泵；3）经常升降人员的暗副立井绞车；4）井下移动式瓦斯抽放泵站。井下主变电所电源电缆不应少于两回路，并应引自上级变电所的不同母线段，且当任一回路停止供电时，其余回路的供电能力应能承担其供电范围内全部负荷的用电要求。井下配电变压器低压侧严禁采用中性点直接接地系统，地面中性点直接接地的变压器或发电机严禁直接向井下供电。,三、供电系统设计,井下供配电系统:井下局部通风机供配电，必须遵守下列规定：1、局部通风机必须由指定人员负责管理，保证正常运转。高瓦斯矿井局部通风机应安排专责电工进行看管。2、所有掘进工作面正常工作的局部通风机必须配备安装同等能力的备用局部通风机，采用双电源供电，并能自动切
7、换。对于生产矿井和进入联合试运转的矿井，双电源必须均采用三专（专用开关、专用电缆、专用变压器）供电，且两趟电源高压侧必须来自变电所不同母线段；对于基本建设矿井，正常工作的局部通风机必须采用三专（专用开关、专用电缆、专用变压器）供电，备用局部通风机电源必须取自同时带电的另一电源，当正常工作的局部通风机故障时，备用局部通风机能自动启动，保持掘进工作面正常通风。专用变压器最多可向4套不同掘进工作面的局部通风机供电；3、正常工作和备用局扇风机均失电停止运转后，当电源恢复时，正常工作的局部通风机和备用局部通风机均不得自行启动，必须人工开启局部通风机。,三、供电系统设计,井下供配电系统井下局部通风机供配电
8、，必须遵守下列规定：4、使用局部通风机供风的地点必须实行风电闭锁，保证当正常工作的局部通风机停止运转或停风后能切断停风区内全部非本质安全型电气设备的电源。正常工作的局部通风机故障，切换到备用局部通风机工作时，该局部通风机通风范围内应停止工作，排除故障；待故障被排除，恢复到正常工作的局部通风后方可恢复工作。使用2台局部通风机同时供风的，2台局部通风机都必须同时实现风电闭锁。5、每10天至少进行一次甲烷风电闭锁试验，每天应进行一次正常工作的局部通风机与备用局部通风机自动切换试验，试验期间不得影响局部通风，试验记录要存档备查。6、严禁使用3台以上（含3台）局部通风机同时向1个掘进工作面供风。不得使用
9、台局部通风机同时向个作业的掘进工作面供风。,三、供电系统设计,井下主(中央)变电所设计变电所位置选择及设备布置：1、井下主(中央)变电所位置，宜设置在靠近副井的井底车场范围内，并应符合下列规定：1）经钻孔向井下供电的井下主(中央)变电所，钻孔宜靠近主(中央)变电所；2）井下主(中央)变电所可与主排水泵房、牵引变流室联合布置，亦可单独设置硐室。当为联合硐室时，应有单独通至井底车场或大巷的通道；3）井下主(中央)变电所不应与空气压缩机站硐室联合或毗连。2、每个水平宜设置一个主(中央)变电所。当多水平中的某一水平由邻近水平供电技术经济合理时，该水平可不设主(中央)变电所。当矿井涌水量很大，有几个主排
10、水泵房时，应经过技术经济比较后确定主(中央)变电所的位置和数量。,三、供电系统设计,井下主(中央)变电所设计变电所位置选择及设备布置：3、井下主(中央)变电所内的动力变压器不应少于2台，当1台停止运行时，其余变压器应能保证一、二级负荷用电。4、井下主(中央)变电所硐室，应满足下列要求：1）不得有渗水、滴水现象；2）硐室门的两侧及顶端，预埋穿电缆的钢管。钢管内径不应小于电缆外径的1.5倍；3）电缆沟应设有盖板，宜采用花纹钢盖板；4）硐室的地面应比其出口处井底车场或大巷的底板高出0.5m；5）硐室通道上必须装设向外开的栅栏防火两用铁门；（与密闭门关系）6）硐室内应设置固定照明及灭火器材。,三、供电
11、系统设计,井下主(中央)变电所设计变电所位置选择及设备布置：5、主(中央)变电所硐室尺寸应按设备最大数量及布置方式确定，并应满足下列要求：1）高压配电设备的备用位置，按设计最大数量的20考虑，且不少于2台；当前期设备较少，后期设备较多时，宜按后期需要预留备用位置；2）低压配电的备用回路，按最多馈出回路数的20计算；3）主变压器为2台及2台以上时，不预留备用位置；当为1台时，预留1台备用位置；6、高、低压配电设备同侧布置时，高、低压配电设备之间的距离应按高压维护走廊尺寸考虑。高、低压配电设备互为对面布置时，其中走廊应按高压单列操作走廊尺寸考虑。（扩散通风）7、主(中央)变电所应在硐室的两端各设一
12、个出口。,三、供电系统设计,井下主(中央)变电所设计设备选型及主接线方式：1、主(中央)变电所不应选用带油电气设备，设备选型应按现行煤矿安全规程444条规定执行。2、井下主(中央)变电所的高压进线和母线分段开关应采用断路器。3、井下主(中央)变电所直接控制高压电动机时，宜采用高压真空接触器或能频繁操作的断路器。4、主(中央)变电所高压母线接线及运行方式，宜与相对应的地面变电所母线接线及运行方式相适应。高压母线应采用单母线分段接线方式，并应设置分段联络开关，正常情况下分列运行，且高压母线分段数应与下井电缆回路数相协调。5、各类高压负荷宜均衡地分接于各段母线上，但同一用电设备的多台驱动电机应接在同
13、一段母线上。,三、供电系统设计,采区供配电设计采区变电所设计:1、采区严禁选用带油电气设备，设备选型应按现行煤矿安全规程444条规定执行。2、采区变电所的位置选择，应符合下列规定：1）采区变电所宜设在采区上(下)山的运输斜巷与回风斜巷之间的联络巷内，或在甩车场附近的巷道内；2）在多煤层的采区中，各分层是否分别设置或集中设置变电所，应经过技术经济比较后择优选择；3）当采用集中设置变电所时，应将变电所设置在稳定的岩(煤)层中。3、当附近变电所不能满足大巷掘进供电要求时，可利用大巷的联络巷设置掘进变电所。当大巷为单巷且无联络巷利用时，可采用移动变电站供电。4、采区变电所硐室的长度大于6m时，应在硐室
14、的两端各设一个出口，并必须有独立的通风系统。,三、供电系统设计,采区供配电设计采区变电所设计:5、采区变电所硐室，应符合下列规定：1）硐室尺寸应按设备数量及布置方式确定，一般不预留设备的备用位置；2）硐室必须用不燃性材料支护；3）硐室通道必须装设向外开的防火铁门，铁门上应装设便于关严的通风孔；4）变压器宜与高低压电器设备布置于同一硐室内，不应设专用变压器室；5）硐室门的两侧及顶端应预埋穿电缆的钢管，钢管内径不应小于电缆外径的1.5倍；6）硐室内应设置固定照明及灭火器。,三、供电系统设计,采区供配电设计采区变电所设计:6、采区变电所应实现双回路供电，母线应分段并设联络开关，向局部通风机供电的采区
15、变电所应采用分列运行方式。7、由井下主(中央)变电所向采区供电的单回电缆供电线路上串接的采区变电所数不应超过3个。,三、供电系统设计,移动变电站：1、下列情况宜采用移动变电站供电：1）综采、连采及综掘工作面的供电；2）由采区固定变电所供电困难或不经济时；3）独头大巷掘进、附近无变电所可利用时。2、向回采工作面供电的移动变电站及设备列车宜布置在进风巷内，且距工作面的距离宜为100m-150m。3、由采区变电所向移动变电站供电的单回电缆供电线路上，串接的移动变电站数不宜超过3个。不同工作面的移动变电站不应共用电源电缆。,三、供电系统设计,供电电压等级：1、井下高压供电电压等级根据矿井供电系统设计来
16、确定，有6kV、10kV两种。2、井下低压不应超过1140V，低压供电设备电压等级可以根据其日产量、单机或双机最大容量与总容量参考表1来选取。,表1 采区低压配电电压等级及合理使用范围,3、采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。4、煤电钻与照明电压一律采用127V。,三、供电系统设计,供电系统的拟定原则：1、力求减少电缆的条数与长度，尽量减少回头供电。地面及井下橡套电缆长度按敷设路径长度乘以1.1，铠装电缆长度按敷设路径长度乘以1.05；立井井筒中电缆长度按敷设路径长度乘以1.02，斜井电缆长度按敷设路径长度乘以1.05。地面、井筒中和井下每根电缆两端各留810m余量。2、半固定设备的电动机至就地控制开关的电缆长度，宜取510m；移动设备的电缆除应符合本条第1款的规定外，尚应增加机头部分活动长度35m。3、采煤机、掘进机等主要设备宜采用单独电缆供电。4、低压电气设备一般设置集中配电点供电，对皮带运输机等设备，因位置分散可单独设配电点。5、力求减少开关或起动器的使用数量，一台起动器控制一台电机，对采煤机等重要生产机械宜设置备用起动器，达到一用一备。6、移动变电站已有低压馈电开关，而且保护齐全，可以不在移动变电站之外再设低压总馈电开关，但要加装分路馈电开关时必须能和移动变电站低压馈电开关相互配合，实现选择性漏电保护。,
