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1、,欢迎你们： 参加安全技术培训班的朋友们！ 祝你们圆满完成学业并取得优异的成绩！ 荥经县煤矿安全生产培训中心,矿井供电系统及采区供电安全,荥经县永安煤矿安全生产培训中心 张明强 13795862561,矿井供电系统及采区供电安全,内容一、煤矿企业对供电的要求 内容二、矿井及采区供电系统 内容三、采区供电安全 内容四、井下电气设备的完好标准及检修质量标准 内容五、杂散电流 内容六、三专两闭锁,矿井供电系统及采区供电安全,电能是煤炭生产的主要动力来源，保证对煤矿进行安全、可靠、经济、合理的供电，对保证安全生产，提高经济效益有着十分重要的意义。,矿井供电系统及采区供电安全,内容一、煤矿企业对供电的要
2、求,定义：因突然停电，可能造成人身伤亡或者重要设备损坏造成重大经济损失者。应采用两回路供电 例：矿井通风机、提升人员的主井绞车、抽放瓦斯泵、主排水泵,有下山排水的采区变电所，井上及井下中央变电所等。 供电要求：两个独立电源供电。,一、用电负荷分级,一级负荷,因供电突然中断，给矿井造成大量减产或较大损失者。如：采区变电所、空压机、综合采煤机械等。一般采用双回路或环系形供电。,不属于一、二级的属于三级供电。 如：地面照明、机修厂等。 一般采用单回路供电、多负荷共用一条输电线路。,二级负荷,三级负荷,矿井供电系统及采区供电安全,2、额定电压等级,能使电气设备正常运行的电压，叫额定电压。设备在额定电压
3、范围内运行时，可以获得最好的经济技术效果。,设备的额定电压与电网的额定电压相同。变压器二次绕组的额定电压，是指变压器在一次绕组上加额定电压时的二次绕组的开路电压。变压器运行时，其绕组大约有5%的阻抗电压降，如供电线路长，还应考虑供电损耗。有国家规定的标准额定电压为额定电压等级。 根据国家标准的规定，并结合煤矿的特殊生产条件，按额定电压5%的范围供电。,矿井供电系统及采区供电安全,2、额定电压等级,规程第448条规定： 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
4、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。,矿井供电系统及采区供电安全,2、额定电压等级,煤矿井下常用电压等级及用途,矿井供电系统及采区供电安全,二、电力负荷对供电的基本要求,1、保证供电的可靠性,是指供电系统不间断供电的可能程度。也即系统始终处于完好的运行状态，并有必备的备用容量。,2、保证供电的安全性,是指在电能的的分配、供应和使用过程中，不发生人身触电、设备损毁、电气火灾和爆炸事故。要求必须采取防触电、防潮、防爆、抗磨损等一系列技术措施，正确选用设备，加强保护措施并经常进行维护，保证供电安全。,矿井供
5、电系统及采区供电安全,二、电力负荷对供电的基本要求,3、标准电能的良好质量,要使系统安全可靠运行，其电压波动幅值和频率变化必须保持在一定的允许范围内，否则系统运行状态便会恶化。 供电额定电压在1200v10kv之间的允许变化范围为7%；1200v以下为5%。 频率应经常保持在50Hz左右，3000kw及其以上的系统不超过0.2Hz;；3000kw以下系统不超过0.5Hz。,4、保证供电系统运行的经济性,系统结构简单、投资少、损耗和 维护费用少，便于安装、维护、操作。,内容二、矿井及采区供电系统,矿井供电系统及采区供电安全,一、矿井供电系统,由地面变电站、井下中央变电所、采区变电所、工作面配电点
6、按一定方式连接起来的一个整体，称为矿井供电系统。,大型矿井一般采用三级供电方式： （1）地面变电所； （2）井下中央变电所； （3）采区变电所。,中小型矿井一般采用二级供电方式： （1）地面变电所； （2）采区变电所。,根据矿井的井田范围、埋藏深度、地质条件，矿井供电系统分为深井和浅井供电系统。煤层埋藏深度大于150m应采用深井供电系统，小于150m应采用浅井供电系统。,矿井供电系统及采区供电安全,一、矿井供电系统,1、深井供电系统,电源从矿区变电站35kv母线上取得，由两回路架空线直接将高压深入到矿井的负荷中心地面变电所，用两台35/6kv主变压器配电给多么地面的主要高压设备，如主、副井提升
7、机、空压机、主通风机等。地面总变电所另设两台6/0.38kv配电变压器构成三相四线制小系统向地面低压动力及照明设备供电。,电源二,电源一,典型深井供电系统,电源二,电源一,2、浅井供电系统,矿井供电系统及采区供电安全,一、矿井供电系统,采区供电由地面变电所的架空线将高压电能送到采区地面后，再经钻孔（用钢管加固孔壁）中的高压电缆送到采区变电所，降低后再供给采掘动力设备或采区地面变电所，降压后直接把低压电能经钻孔中的电缆送到采区配电所。,井下各用电设备分区，分别由地面变电所通过井筒或钻眼供电。这种供电系统的特点：是井下不设中央变电所；而是把地面变电所的380V或660低压电能直接通过电缆经井筒送到
8、井底车场配电所，供给车场动力及照明使用。,2、浅井供电系统,矿井供电系统及采区供电安全,一、矿井供电系统,1、矿井地面变电所 2、架空输电线 3、采区地面变电所； 31、采区地面高压配电所； 4、采区配电所； 41、采区变电所； 5、工作面配电点； 6、井底车场低压配电点； 7、井筒； 8、钻孔,浅井供电系统,3、变电器的中性点运行方式,矿井供电系统及采区供电安全,一、矿井供电系统,大电流接地系统；,小电流接地系统：,中性点直接接地系统,中性点不接地系统,中性点经消弧线圈接地,（1）中性点直接接地运行方式,当发生单相接地时，故障相由接地点通过大地与中性点形成单相接地短路故障，将产生很大的短路电
9、流，故称为大电流接地系统。,（1）中性点直接接地运行方式,3、变电器的中性点运行方式,矿井供电系统及采区供电安全,一、矿井供电系统,缺点有二：,一、是人体触电时大大增加了人体的触电电流；二、是单相接地时形成了单相短路故障。,当人体触接及一相带电体时，跨接于人体的是相电压（人身电阻定为1000），通过计算，当电源电压为380V时通过人体电流为220mA，660V时为380mA，1140V时为660mA。,国标规定： 通过人体的触电安全电流为30mA。,图：变压器中性点直接接地时人体触及一相带电体的情况,在煤矿井下，当电网一相接地时，由于变压器中性点直接接地，电流没有经过阻抗而直接流回到了电源，形
10、成了单相短路。单相短路电流很大，在接地将产生很大的电弧，有可能引起瓦斯和煤层爆炸或人员伤亡。 煤矿安全规程443条规定： 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机直接向井下供电。,（1）中性点直接接地运行方式,3、变电器的中性点运行方式,矿井供电系统及采区供电安全,一、矿井供电系统,3、变电器的中性点运行方式,矿井供电系统及采区供电安全,一、矿井供电系统,（2）中性点不接地运行方式,如图示：ra、rb、rc分别是电缆三相芯线的绝缘电阻，ca、cb、cc为三相芯线的对地电容。假如忽略电缆的对地电容，此时人触及一相带电体，则人身的触电电流通过路径为：电源a相人体
11、大地b相c相绝缘b相c相芯线电源中性点。,变压器中性点不接地的情况,设电网每相绝缘电阻在380V时为90000，660V时为35000，而人身电阻仍为1000，通过计算，其触电电流分别为7mA和30mA。由此可知，在中性点不直接接地时，通过人体的电流是安全的。 由于分布电容不应忽略，目前采用在漏电继电器中加零序电抗线圈来补偿对地电容电流。,3、变电器的中性点运行方式,矿井供电系统及采区供电安全,一、矿井供电系统,（2）中性点不接地运行方式,电网相电压：1140=660=380=220v 人身计算电阻：定值=1000 规定电网对地允许最小电阻值 1140v63K;660v35K;380v1.9K
12、,中性点不接地系统人体触电电流计算,3、变电器的中性点运行方式,矿井供电系统及采区供电安全,一、矿井供电系统,（3）中性点采用消弧线圈接地运行方式,变压器中性点经消弧线圈接地后，当人触及一相带电体时，通过人体的电流将增加一个流过消弧线圈的电流分量IL，因而此时流过人体的电流是IrIc和IL的向量和，即Ib=IrIcIL，因为消弧线圈的电阻很小，可忽略不计，所以可以把消弧线圈看成是一个纯电感线圈，IL是纯电感电流，在相位上与电容电流Ic相差1800，从而可以根据向量图，变成代数和形式，从而可以求得流过人体的电流：,图：变压器中性点经消弧电抗线圈接地,由上式可知，此时流过人体中的电容电流分量被电感
13、电流分量抵消了一部分，因而流过人体的总电流减小，安全程度得到了提高。这种利用电感来抵消电容电流的作法，叫对电容电流的补偿。 同理，在电网发生一相线路接地故障时，也可以利用上述电感电流接地点电流中的电容电流分量，来减小漏电电流。,3、变电器的中性点运行方式,矿井供电系统及采区供电安全,一、矿井供电系统,（3）中性点采用消弧线圈接地运行方式,通过人体的总电流；,中性点不接地系统时通过人体的电流； 消弧线圈的纯电感电流； 相电容电流。,矿井供电系统及采区供电安全,一、矿井供电系统,4、低压配电线路的接线方式,（1）放射式,图示：由低压母线或变压器二次侧将电能分配出去，经过各个电压配电干线，再供给电压
14、供电或用电设备。 其优点是供电可靠性高；缺点是：所用开关、设备、线路较多。适用于用电设备容量大、负荷性质重要区域。,低压放射式接线方式,矿井供电系统及采区供电安全,一、矿井供电系统,4、低压配电线路的接线方式,（2）树干式,由低压母线或变压器二次侧将电能输送出去，只经过一条干线供给低压用电设备。 其优点是：配电干线少，开关设备少。缺点是：线路出现问题会影响所有用电设备，可靠性较差。,低压树干式接线方式,矿井供电系统及采区供电安全,一、矿井供电系统,4、低压配电线路的接线方式,（3）环式,低压环式接线方式,图示：配电或用电设备由两条线路供电。 优点是：供电可靠性高，一条线路故障或检修，另一条线路
15、可保证供电。 缺点是：所用线路、设备较多保护装置整定配合、对相均较复杂。,二、采区供电系统,矿井供电系统及采区供电安全,采区变电所是采区用电的中心。它的电源由中央变电所提供，其主要任务是将高压变为低压，并将此电压分配到本采区所有采掘工作面及其他用电设备。 采区变电所的位置取决于低压供电电压、供电距离、采煤方法及其巷道布置方式、煤岩地质条件和机械化程度等因素。因此，一般情况下采区变电所设在采区用电负荷的中心，以保证采区所有用电设备（特别是大容量设备如大功率采煤机等）的端电压不低于设备额定电压的95%。对于较大的采区，考虑到供电电缆上的电压损失不能超过允许值，而影响供电质量，可在该采区设置2个以上
16、的变电所。 采区变电所内要求通风良好，硐室围岩坚固，无淋水易维修。硐室的其他安全措施基本与中央变电所相同。,1、综采工作面的供电,采区供电系统,矿井供电系统及采区供电安全,综采工作面的用电设备多，单机容量大，工作面走向长度长，采用移动变电站进行供电。 移动变电站由高压开关室、变压器室、低压开关室3部分组成，在巷道中的轨道上随工作面前移。P52,移动变电站,移动变电站,掘进工作面的配电点，一般在掘进巷道的一侧，采用移动变电站的供电形式，距离掘进工作面80100m。（见教材54页图）,采区供电系统,矿井供电系统及采区供电安全,2、掘进工作面的供电,三、规程对矿井供电的要求,矿井供电系统及采区供电安全,第441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（不含60000t）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、提升等要求，并保证主要
