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1、四川内江沙湾煤业 安全培训中心,谢泽崇机电工程师电话：13990500709,第六章：矿井供电系统及井下供电安全,授课主要内容：第一节 矿井供电系统第二节 井下供电安全 第三节 三专两闭锁,第六章：矿井供电系统及井下供电安全 第一节 矿井供电系统,矿井供电系统是指由矿井地面变电所、井下变电所、采区变电所、工作面配电点按照一定的方式互相连接起来的一个整体。一 煤矿企业对供电的要求1 供电安全 2 供电可靠 3 供电技术合理 4供电经济,二 电力负荷的分级,三 矿井供电电压等级,1 煤矿常用电压等级 及应用范围标准电压 平均电压 应用范围10000v 10500v 井上、井下高压电机及配电电压60
2、00V 6300V 井上、井下高压电机及配电电压3300V 3460V 部分矿井采区电气设备1140V 1200V 井下综采机械化采区动力660V 690V 低压动力用电380V 400V 低压动力用电127V 133V 照明、信号、电话和手持电气设备36V - 井下电气设备的控制及局部照明 直流250V、550V 架线电机车,额定电压等级必须符合要求,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
3、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。（五）采区设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。,2 10KV电压直接下井供电,随着井下机械化程度的提高，采掘工作面机组容量的加大，6kV供电电压在某些矿井已不能满足要求，特别是一些大型矿井甚至特大型矿井的出现，开始采用10 kV电压直接下井。(1)益处。在大型矿井中的表现为：可以提高电网输送电能的能力，扩大合理供电范围。在输送能量一定的情况下，输电所需导线的截面也越小。(2)中小型矿井。对于中小型矿井，有相当一部分采用10 kV电力系统电源供电，其优点为：减少因设置35 kV6 kV变电所而造成的多
4、余容量的初装增容费。减少了年运行费用。简化了供电系统，减少了电网事故，提高了运行的可靠性。(3)供电安全措施。井下供电电压越高，电网对地电容、电流越大，接地电火花能量越大，人身触电伤亡的危险性及瓦斯、煤尘爆炸的可能性也越大。因此，采用10 kV直接下井，应遵循的规定为：采用的10 kV矿用电气设备，必须通过指定检验机构的技术鉴定。10 kV系统投入前，必须按有关规定进行验收、检查、试验。10 kV系统投入运行后，必须按有关规定进行各项试验整定工作。必须装设10 kV单相接地保护、保护接地，并按有关规定进行各项试验。矿用监视屏蔽型橡套电缆间的相互连接及与设备的连接，必须采用10 kV专用电缆终端
5、。,四 矿井供电系统,1 深井供电系统：由矿井地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、工作面配电点按照一定方式相互连接起来的一个整体，称为矿井井供电系统。如图11所示。煤层埋藏深度大于150米时应采用深井供电系统2 浅井供电系统。小于150米采用浅井供电系统,典型深井供电系统,35KV系统,6KV系统,井下配电所,采区变电所,低压负荷,五 变压器中性点运行方式,1 变压器中性点 如图6-1,ua+ub+uc=uo 当线路输入对称三相正弦交流电源，ua+ub+uc=0，O点电位为0.所以称O点为中性点。,2、变压器中性点运行方式,变压器中性点运行方式就是中性点与大地的连接方式。 一般分为三种：1
6、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线圈接地。（大电流接地系统和小电流接地系统）3、变压器中性点直接接地的危害： 1）人体触及一相带电体。大大增加了人体的触电电流，非常危险； 2）电网一相接时形成单相短路，短路电流弧光有可能引起瓦斯爆炸。 如图13所示。煤矿安全规程规定：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直接向井下供电。,变压器中性点直接接地时人体触及一相带电体的情况,中性点直接接地单相触电变压器中性点不接地运行方式 （如图13所示）。 设电压为380V，相电压为220V，忽略分布电容： Ra=Rb=Rc=90K R人 =100
7、0 根据：Id=Ea/(g人+1/3ga) 则:Id=220/(1000+1/3*90000)=7.1mA当电压为660V，相电压为380V，忽略分布电容， Ra=Rb=Rc=350000 R人=1000 则:Id=380/(1000+1/3*350000)=9.62mA 由此可见，中性点不接地系统，单相触电是是安全的。但线路绝缘电阻下降和线路过长对地电容不容忽略时，仍然存在一定的危险。,4 变压器中性点不接地系统,5 变压器中性点采用消弧线圈接地 变压器的中性点采用消弧电感线圈接地就是通过电感线圈电感性电流来补偿电网电容电流，减少对人体的伤害程度。 （如图14所示。）煤矿安全规程第457条规
8、定：井下高压电网，必须采取措施限制单相接地电容电流超过20A。,图14 变压器中性点采用消弧线圈接地 a人体电流途径；b电流向量图,六 井下中央变电所,井下中央变电所是井下供电枢纽，是电能配送的中心。单一水平生产的矿井设一个井下中央变电所；多水平的生产矿井，每个水平各设一个井下中央变电所。1井下中央变电所的位置井下中央变电所一般设在井底车场附近、负荷的中央，与水泵房相连。 2井下中央变电所的配电范围井下中央变电所主要向下列设备及地点配电：(1)各采区变电所。(2)主排水泵房的高压电动机。 (3)井下电机车需要的变流设备。(4)井下中央变电所通过动力变压器将高压6 kV降低到660 V(或380
9、 V)，向井底车场及其附近巷道的低压动力设备供电。3井下中央变电所的设备井下中央变电所主要设备有：高压配电装置，动力变压器，低压馈电开关，低压电磁启动器，照明、信号综合保护装置及照明灯具等。动力变压器至少有两台，保证供电的可靠性、安全性。设立设备的“运行日志”和定期检查记录、巡回检查记录、故障记录。,七 采区供电,1采区变电所的功能采区变电所是采区用电的中心，其主要功能是：将高电压变为低电压，并分配到本采区所有采掘工作面及其他用电设备；同时采区变电所还将部分高压直接分配给本采区的移动变电站。随着采掘机械化程度的提高，对井下采区供电提出了新的要求。提高电压等级，采用660 V或1 140 V。缩
10、短低压供电距离，使用隔爆移动变电站；在采区电气安全方面，广泛采用阻燃移动式橡套屏蔽电缆，使用了漏电闭锁、有选择性漏电保护装置，使用照明、信号综合保护装置和煤电钻综合保护装置。,2 采区变电所接线方式,(1)采区变电所高压接线方式。单电源进线。无高压出线且变压器不超过两台的采区变电所，可不设电源进线开关， 双电源进线。双电源进线一般用于综采工作面或接有下山排水设备的采区变电所。分两种情况：a电源进线一回路供电，一回路备用，两回路均设进线开关，由于出线及变压器台数较少，母线可不分段。 b电源进线两回路同时供电，由于出线及变压器台数较多，两回路均设进线开关，且母线设分段开关，正常情况下分段开关断开，
11、保持电源为分列运行状态。(2)采区变电所低压接线方式。井下采煤工作面供电方式主要有干线式、辐射式、混合式和移动变压器等。,3 综采工作面 （1） 综采工作面对供电系统的要求： 综采工作面采用辐射式单独电缆供电。刮板输送机由多台电动机驱动，容量都不太大时，可以采用干线式供电；容量都较大时，可以采用辐射式单独供电。采用移动变电站。移动变电站一般设置在工作面平巷，距工作面150300 m，工作面每推进100200 m，移动变电站就向后移动一次，保持低压供电距离不超过500 m。力求减少电缆的长度，减少电缆的截面积。综采工作面照明灯间距不得大于15 m。 (2)综采工作面供电系统的组成：6 kV高压系
12、统。由高压隔爆配电箱、移动变电站、高压屏蔽电缆等组成。 。1 140 kV低压系统。由低压馈电开关(设有漏电、过流、短路保护装置)、真空电磁启动器、低压屏蔽电缆等组成。,八 工作面配电点,工作面配电点是工作面及其附近巷道供电的中心，随着工作面的推进而移动。1配电点的设备组成工作面配电点的设备一般有低压配电开关、电磁启动器等。2配电点的位置第一种是将开关设备安装在工作面平巷壁的专用巷道，采煤面配电点一般距工作面50100 m。掘进工作面的配电点大都设在掘进巷道的进风侧或掘进巷道的贯通巷道内，一般距工作面80100 m。第一种是将开关设备等装在移动变电站平车上，在运输槽一侧敷设轨道，平车随着工作面
13、的推进而移动。,第二节 井下供电安全,一、煤矿安全规程对矿井供电的要求442条 对井下变（配）电所含井下各水平中央变（配）电所和采区变（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。向局部通风机供电的井下变（配）电所应采用分列运行方式。“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。向煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井自救系统供风的压风机、井下移动瓦斯抽放泵应各有两回路直接由变（配）电所馈出的供电线路。“本条
14、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449条 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。第450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
15、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451条 电气设备不应超过额定值运行。第452条 防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证”、“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。,第458条 直接向井下供电的高压馈电线上，严禁装设自动重合闸。手动合闸时，必须事先同井下联系。井下低压馈电线上有可靠的漏电、短路检测闭锁装置时，可采用瞬间1次自动复电系统。第459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
16、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。,二、煤矿安全规程对机电硐室的要求,(1)第460条规定：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，用砌碹或用其他可靠的方式支护。(2)第461条规定：采掘工作面配电点必须满足设备检修和巷道运输(3)第462条规定：变电硐室长度超过6 m时，必须在硐室的两端各设1个出口。(4)第463条规定：硐室内各种设备与墙壁之间应留出O5 m以上的通道，各种设备相互之间，应留出O8 m以上的通道。（5）第464条规定：带油的电气设备必须设在机电设备硐室内。(6)第465条规定：悬挂“非工作人员禁止人内”字样的警示牌。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。(7)第473条规定：井底车场及其附近，机电设备硐室、调度室、机车库、爆炸材料库、候车室、信号站、瓦斯抽放泵站，使用机车的主要运输巷道、兼作人行道的巷道等都必须有足够的照明。(8)第478条规定：主副井绞车房、井底车场、运输调度室、采区变电所、上下山绞车房、水泵房、带式输送机集中控制硐室等主要机电设备硐室和采掘工作面，应安装电话。井下主要水泵房、井下中央变电所、矿井地面变电所和地面通风机房的电话，应能与矿调度室直接联系。,
