煤矿矿井供电安全概述

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1、,矿井供电系统及安全用电,王 伟 峰,第二节 1.矿井供电及安全用电,矿山供电 煤矿常用的电压等级 井下变电所 井下用电安全,电能的产生、输送、分配和控制,机械能发电机 ,水能,核能,风能,海洋能,热能,太阳能,化学能,生物能,电能,机 械 能,热 能,声 能,电气设备,光 能,风 能,其 他,从产生、输送、分配和控制三个方面说明 (1) 产生,(2)输送高压架空线、地下电缆、电磁波（手机无线充电）。,电力系统结构图,向矿山供电典型电力系统图,一、煤矿企业对供电的基本要求: 供电可靠 供电安全 有良好的供电质量,末端电压、频率、三相电压平衡、波形等, 矿山供电,有足够的供电能力 供电经济,煤矿

2、井下安全用供电“十不准”,1）不准带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。2）不准甩掉无压释放器、过电流保护装置。3）不准甩掉漏电断电器、煤电钻综合保护装置和局部通风机风电、瓦斯电闭锁装置。4）不准明火操作、明火打点、明火放炮 5）不准用铜、铝、铁等代替保险丝。 6）停风、停电的采掘工作面，未经检查瓦斯不准强行送电 7）有故障的线路不准强行送电。 8）电气设备的保护装置失灵后，不准送电。 9）失爆设备、失爆电器，不准使用。 10）不准在井下拆卸、敲打和撞击矿灯,二、电力用户的分类,1、第一类负荷（一级、类） 2、第二类负荷（二级、类） 3、第三类负荷（三级、类）,（1）一类负荷：因突然停电造成人身

3、伤亡事故或重要设备损坏，给企业造成重大经济损失的，属于一类负荷。如煤矿主排水泵、主通风机、副井提升机等。这类负荷应采用来自不同母线的双回路电源供电。 （2）二类负荷：因突然停电造成较大减产和较大经济损失的。如：主井绞车、采区变电所、空压机等。 （3）三类负荷：突然停电时对生产没有直接影响的,供电电压等级, 电压等级的确定-依据供电功率的大小及供电距离的远近而定。供电功率越大、距离越远，供电电压等级越高。额定电压等级-为方便不同距离和不同功率的输电及用电。国家规定了标准的电压等级,供电电压等级,用电设备和电网、变压器原边的额定电压： 直流电压 110v;220v;440v.为倍数关系。 三相交流

4、电压 低压（1200v）为3倍关系。 如127v;220v;380v;660v;1140v. 三相高压3kv;6kv;10kv;35kv;63kv;110kv;220kv 发电机和变压器副边的三相交流额定电压： 供电距离较短 为用电设备额定电压的1.05倍。 如220v电网的发电机电压为230v。 供电距离较长 为用电设备额定电压的1.1倍。 如10kv电网的变压器电压为11kv。,煤矿常用的电压等级,交流： 127v -井下照明、煤电钻用电电压； 220v-地面照明、单相电路用电电压； 380v-地面低压、小型矿井下低压动力； 660v-中型矿井下低压动力； 1140v-大型矿井下综采低压动

5、力； 3.3kv-特大型矿井综采高压动力； 6kv-地面高压动力、下井电压； 35kv-煤矿电源进线电压 直流： 110（220）v-操作电压；250（550）v-井下架线电机车。,三、矿井供电电压等级,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。,四 煤矿供电电源,煤矿用电一般来自电力系统。 只有没有电力系统的地区

6、，方可采用地区发电厂或自建电厂。,一 深井供电系统,当煤层埋藏较深、井下用电量较大时一般采用这种系统。特征：由地面变电所、井下主变电所和采区变电所构成三级高压供电。,四、煤矿供电系统 (一）矿井供电系统,1、深井供电系统,地面变电所,井下中央变电所,采区变电所,工作面配电点,二 浅井供电系统,当煤层埋藏较浅、井下用电量较小时一般采用这种系统。 特征：由地面变电所、井下配电所和采区配电所构成两级低压供电。,采区距地表100200m,2、浅井供电系统,变电所主接线的形式与确定,a电源主接线：线路-变压器组结线：适用：三类负荷,有三种形式： a、用隔离开关作为进线开关：适用线路短，变压器容量小的情况

7、。 b、用熔断器作为进线开关：适用线路长，容量小。如：农村、小型企业。 c、用隔离开关、断路器作为进线开关：适用线路长，容量大。如：大、中型煤矿企业。,a全桥变压器一次侧使用全桥接线有较高的可靠性与灵活性。当任意发电机或变器由于故障检修等原退出运行时只需断开与之相邻的断路器，操作简单，接线较复杂成本较高。 b内桥接线一次侧可设线路保护，倒换线路操作方便，设备投资与占地面积均较全桥少。缺点是操作变压器和扩建成全桥或单母线分段不如外侨方便。适用于进线距离长，变压器切换少的终端变电所 c外桥接线对变压器的切换方便，比内桥少两组隔离开关，继电保护简单，易于过渡到全桥或单母线分段的接线，且投资少，占地面

8、积小。缺点是倒换线路时操作不方便，变电所一侧无线路保护.,变电所主接线的形式,变电所主接线的形式与确定,A、主变压器出线侧所联结的母线 a、单母线结线：适用情况：容量小，可靠性不高的负荷。b、双母线结线：适用情况：大容量变电所220KV以上的线路。c、单母线分段式结线：适用情况及要求，负荷对称、兼顾平衡（大多数煤矿用的是这种）,变电所主接线的形式与确定,a.配电开关的种类：隔离开关、负荷开关、熔断器和断路器。 b.隔离开关布置及适应对象： 负荷开关+熔断器：适用于容量小不重要的用户；隔离开关断路器：适用于容量大比较重要的用户，单回路；隔离开关断路器隔离开关：容量大的重要用户，双回路。c.停送电

9、操作。停送电操作顺序。）总配电所的主结线（）单母线：对三类负荷供电（）单母线分段：可靠性高，负荷大（独立双电源）：对一、二类负荷供电。非独立电源：对二、三类负荷供电,煤矿安全规程第四百四十一条 矿井应有两回路电源线路。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

10、器。,煤矿安全规程第四百四十二条 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。,煤矿安全规程第四百五十条 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、电机车等线路平面辐射示意图

11、，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。,三 井下变电所,一、井下主变电所 二、采区变电所 三、移动变电站 四、工作面配电点,一、井下主变电所 （井下中央变电所）,1.井下主变电所位置的确定原则2.井下主变电所的主接线 3.井下主变电所的硐室与设备布置,1.井下主变电所位置的确定原则,1.尽量位于负荷

12、中心，节省电缆并减少电能损耗电压损失。 2.电缆进出线和设备运输要方便，以便安装敷设电气设备。 3.变电所通风要良好，以便散热和降低瓦斯浓度。 4.变电所顶底板要坚固，无淋水，以防电气设备受损、受潮。 一般井下主变电所设置在井底车场附近，并与中央水泵房相邻。,一般主变电所设置在井底车场附近， 并与中央水泵房相邻。,图1-4 井下主变电所的位置示意图 -副井井筒 -主井井筒 -井下主变电所 -主水泵房 -井底车场巷道,2.井下主变电所的主接线,煤矿安全规程规定：对井下主变电所供电的线路不得少于两回路，当任一回路停止供电时，其余回路应能担负井下全部负荷的供电。（主接线详见深井供电系统）,3.井下主

13、变电所的硐室与设备布置,井下主变电所的硐室布置应符合煤矿安全规程中有关井下机电硐室的规定，满足防火、防水和通风的要求。设备布置应满足“两分开”“三留有”要求。,1)井下主变电所硐室的防火,（1） 并装设向外开的防火铁门，铁门敞开时不得防碍巷道交通，铁门上应装有便于关严的通风孔以便于防火、灭火时隔绝通风。 （2）门内可加设向外开的铁栅栏门，但不得妨碍铁门的开闭，这样既能保证通风，又能防止闲杂人员进入主变电所。 （3）硐室应采用砌碹，从硐室出口的防火铁门起5m内的巷道，应砌碹或用不燃性材料支护。 （4）硐室内应有扑灭电气火灾的干式灭火器和砂箱,2)井下主变电所硐室的通风,为保证硐室的通风，当主变电

14、所硐室长度超过6m时，应在硐室两端各开设一个便于通风的出口，保证硐室内的温度不能超过附近巷道5。,3)井下主变电所硐室的防水,（1）为了防止井底车场或大巷向主变电所 和主排水泵房倒灌水，井下主变电所和主排 水泵房的地面应比其与井底车场连接处的底 板高出0.5m。（2）硐室内不应有滴水现象。,4)井下主变电所的设备布置,两分开： 变、配电设备分开布置 高、低压设备分开布置 三留有： 设备与墙、设备之间留有检修通道； 高压开关正面留有操作通道 ； 设备应按最大数量的20%留有备用位置 。,图1-6 井下主变电所的设备布置图 1-高压配电箱 2-低压开关 3-矿用变压器,井下主变电所的设备布置,二、

15、采区变电所,1.采区变电所位置的确定原则2.采区变电所的主接线 3.采区变电所的硐室与设备布置,1.采区变电所位置的确定原则,1.尽量位于负荷中心，节省电缆并减少电能损耗电压损失。但要减少硐室的搬迁。 2.电缆进出线和设备运输要方便，以便安装敷设电气设备。 3.变电所通风要良好，以便散热和降低瓦斯浓度。 4.变电所顶底板要坚固，无淋水，以防电气设备受损、受潮。 一般采区变电所设置在采区中部的两个斜巷之间的联络巷内。,采区变电所硐室位置立体示意图,采区变电所硐室位置平面示意图,轨道斜巷,采区变电所,联络巷,运输斜巷,运输平巷,材料平巷,回采工作面,掘进工作面,2.采区变电所的主接线,1)采区变电

16、所的高压接线 单电源进线 双电源进线 2)采区变电所的低压接线,（二）采区供电系统,采区变电所的高压接线,无高压出线且变压器不超过两台可不设电源进线开关。见图（2-2）有高压出线，一般设电源进线开关和高压出线开关 。见图（2-3） （2）双电源进线一路供电、一路备用(带阴影的开关3为分断)，两路进线均设电源进线开关，如出线及变压器台数较少时，母线可不分段。如图所示,2)采区变电所的高压接线 （2）双电源进线,两回路同时供电，如下图所示。两路进线均设开关，且母线间设联络开关，正常情况下联络开关打开，保持电源在分列运行状态，当一路电源故障停电时，合上联络开关，由另一路电源保证对负荷的供电。（图2-5）,采区变电所高、低压接线方式,图22 单电源进线接线方式（）,图23单电源进线接线方式（二）,图24双电源进线接线方式（一）,图25双电源进线接线方式（二）,综合机械化采掘工作面的供电,向移动变电站供电的高压电缆一般由变电所内的高压配电开关配出， 如图所示。,