第1章 矿井供电系统
第一章 矿井供电系统
1.3 井下变电所
1.3 井下变电所
井下中央变电所的高压母线一般都采用单母线分段结线,母线段数与 井下电缆数相对应.每一条下井电缆都通过高压进线开关与一段母线相连, 相邻母线之间装有联络开关.正常情况下联络开关断开,采用分列运行方式, 分别由下井电缆向各段母线的负荷供电.当某条电缆由于故障而退出运行 时,将母线联络开关闭合,由其他电缆保证对负荷供电.
4．供电经济
供电经济是指矿井供电系统的投资、电能损耗及维护费用尽量 少。这就要求合理地确定供电系统，优选质量高、损耗小、价格低 的系统设备，但是必须在满足上述三个要求的前提下，尽量保证供 电的经济性。此外，考虑到以后的发展，在煤矿供电设计时还应留 有扩建的余地。
1.1矿井供电概述
二.供电电压等级
1. 供电线路电压等级取决于供电的功率及供电距离。供电功率 越大，输送距离越远，需要的电压等级越高。这是因为供电功率 越大，线路中的电流越大；距离越远，线路的阻抗越大。从而使 得线路的功率损失和电压损失越大。在功率一定的条件下，提高 供电电压可减少电压及功率损失，提高供电质量和经济性。
1.1矿井供电概述
1.1矿井供电概述
1.1矿井供电概述
为确保安全生产，当供电系统发生故障或检修需要限电时，对三类 负荷可全部停止供电，对二类负荷可部分或全部停电，以确保对一类负 荷的不间断供电。
3．供电质量
供电质量是指供电电压、频率基本稳定为额定值。我国煤矿一般要 求电压允许偏差不超过额定电压的正负5%，频率允许偏差不超过正负 （0.2~0.5）Hz。频率的质量是由发电厂保证的；电压的质量是靠调整 变压器分接头、降低电源内阻抗和输电线路上的电压损失保证的。
目前，我国正进行西北电网750KV输变电示范工程建设，这是目前 亚洲最高电压等级的输变电工程。国内的厂家已经能够生产交流750KV 的输变电设备，这标志着我国在这一领域已经达到世界先进水平。另外 我国也有几条大功率、超高压的直流输电线路已投入运行，其中包括三 峡—常州500KV直流输电工程。
第一章 矿山供电系统
供电系统的接线方式
配电网接线方式：是指高低压配电线路与变电所各 类高压电器之间的连接关系，它与电网的运行情况 有关。 供电系统常用的典型配电方式分为 放射式 树干式 环式
1.放射式
放射式接线是指由变配电所高压母线上引出的一回线路，直 接向一个变电所或高压用电设备供电，沿线不分接其他负荷。 优点： 供电可靠性较高，故障发生后影响范围小。 继电保护装置简单且易于整定。 便于实现自动化。 运行简单，切换操作方便。 缺点： 一旦线路或开关设备发生故障，由该回路供电的负荷将中断 供电且难以恢复。 配电线路和高压开关柜数量多，投资大。
发电系统 - 供电（输、配电）系统 - 用电系统 发电厂（站） - 电力网、变电所 - 电力负荷 发电机 - 高、低压电网等 - 电动机等
发电厂（站）
将一次能源转换为电能。 一次能源包括：煤炭、石油、天然气、水能、 原子核能、风能、太阳能、地热、潮汐能 等。 我国一次能源主要是：煤炭、水力和原子能。
3.环式
变电所的主接线
变电所的主接线有多种方式，常用的方式有： 线路－变压器组结线 单母线分段结线 桥式结线
变电所的主接线
1、线路－变压器组结线 线路 －变压器组结线由一条电源线路 和一台变压器组成 。 线路－变压器组结线中，变压器 高压侧的进线开关有三种形式：
进线开关为隔离开关 适用线路短， 变压器容量小的情况。
变电所的主接线
变电所的主接线
3、桥式结线
桥：图中的 QF3,将两条线 路和变压器连 接在一起，互 相备用，形似 桥。 QF3与线路的 断路器 QF1,QF2位置 的不同，分为 内桥、外桥和 全桥三种。
外桥
内桥
全桥
第一章矿井供电系统和安全用电
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第一节 矿井供电系统
矿井供电系统
矿井供电的一般规定 4. 年产6万吨以下的矿井采用单回路时， 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； 5. 小型矿井采用10kV以下电压作为矿井 架空电源进线时，两回路不得共杆；
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乌海职业技术学院
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第一节 矿井供电系统
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第一节 矿井供电系统
矿井供电系统
矿井供电的一般规定
8. 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要求；
线配 设路电 备平 面系 布敷统 置设
图图
9. 每一矿井必须备有地面、井下配电系 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；
矿井供电系统
矿井供电的一般规定 6. 矿井多回路电源供电时部分线路可共 杆架设； 线路不得通过塌陷区； 共杆架设部分，必须具有正常维护 和检修条件；
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第一节 矿井供电系统
矿井供电系统
矿井供电的一般规定 7. 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的 供电线路，不得少于两回路；主要通 风机、提升人员的立井绞车、抽放瓦 斯泵房等主要设备机房，应各有两回 路直接由变（配）电所馈出的供电线 路；
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第一节 矿井供电系统
矿井供电系统
采煤工作面供电方式 1. 干线式； 2. 辐射式； 3. 混合式； 4. 移动变电所
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第一讲矿井供电系统及供电安全管理
2、综合保护装置实现的目标和功能：
智能化开关柜运行中不仅要有高度的可靠性， 而且还要监视开关柜的运行状态。开关柜智能化 的目标首先是实现自检和自控功能。
自检功能包括自动检测、自动监视、自动记 录，必要时发出报警；自控功能包括自动处理信 息、自动诊断与自动保护。
3、智能开关柜主要检测内容
（1）绝缘性能检测 当开关柜内的绝缘件泄漏电流超过预定值时，发出 警报。
七、矿井供电系统自动化
一、开关柜综合保护装置
随着配电网自动化的迅速发展和供电可靠性的日益提 高，对开关柜的要求也愈来愈高。特别是变（配）电 所在逐步实现综合自动化进而为无人职守时，对开关 及开关柜运行状态的监视提出来更多的要求。因此， 传统的开关柜与电子技术相结合的智能化开关柜就应 运而生，成为新一代的机电一体化电器产品。这种产 品，一方面要满足传统开关柜的基本功能要求，另一 方面将微电子技术引进柜内，使其有自检、自控和自 我诊断的新功能，以满足配电网综合自动化的需要。
按照电流通过人体，人体呈现的状态，可将通过人体的电流分为三个级别
感知电流 摆脱电流 室颤电流
在一定频率下，通过人体引起触电者有任何感觉 的最小电流（有效值）称为该频率下的感知电流。对 工频交流而言，约1mA左右。
在一定概率下，人触电后能自行摆脱带电体的最 大电流称为该概率下的摆脱电流。摆脱概率为99.5% 时，成年男子摆脱电流约为9mA，成年女子摆脱电流 约为6mA。
井下电工应知应会
第一章矿井供电系统及采区供电安全一、《煤矿安全规程》对矿井供电的规定及要求：1、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器。
2、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。
3、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。
4、普通型携带式电气测量仪表，必须在瓦斯浓度1.0%以下的地点使用，并实时监测使用环境的瓦斯浓度。
5、井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。
检修或搬迁前，必须切断电源，检查瓦斯，在其巷道风流中瓦斯浓度低于1.0%时，再用与电源电压相适应的验电笔检验；检验无电后，方可进行导体对地放电。
控制设备内部安有放电装置的，不受此限。
所有开关的闭锁装置必须能可靠地防止擅自送电，防止擅自开盖操作，开关把手在切断电源时必须闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电”字样的警示牌，只有执行这项工作的人员才有权取下此牌送电。
6、操作井下电气设备应遵守下列规定：（一）非专职人员或非值班电气人员不得擅自操作电气设备。
（二）操作高压电气设备主回路时，操作人员必须戴绝缘手套，并穿电工绝缘靴或站在绝缘台上。
1.矿井供电安全(供电系统)
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％
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1讲煤矿供电系统
第一讲煤矿供电系统目前，电力已成为煤矿生产的主要甚至是唯一的能源。
可靠、安全、高质量和经济地供电,对保证安全生产、提高产品质量及提高经济效益具有十分重要的意义。
一、电力系统和电力网（第一章第一节)电力系统是指由发电机、电力网和电力用户组成的统一整体.电力网是由输电线路和升（降）压变电站（所）组成，担负电力输送、输电，必须将发电机生产的电能经升压变压器升压后输送到负荷中心。
在负荷中心附近需设置降压变电站（所），将电压降低后再输送至用户.电力系统中各发电厂之间以输电线路相连，称为并网发电。
并网发电可以提高供电的可靠性，同时还可以提高发电厂和电力网的经济效益。
煤矿是电力系统的用户，是电能的消费者，处于电力网的终端。
全国电网分布图GIS变电所二、煤矿电源煤矿企业的电源一般来自电力网,煤矿都设有企业总变电所来接受电能。
其受电电压为6～110kV,煤矿企业总变电所必须至少有两个独立电源。
通常两个电源来自电网的两个区域变电所,也可以来自一环式如图l-3所示。
环式适用于向两个彼此之间相距较近，而离电源都较远,负荷容量相差不太大，且对供电可靠性要求较高的用户供电。
适用于一级负荷或重要的二级负荷。
干线式如图1-4所示.其特点是：多用户共用一条输电线路，节省供电设备，造价较低,但可靠性差,容易因一个用户故障引起多个用户停电。
干线式一般用于二、三级负荷供电。
三、额定电压等级为了便于电网的运行管理和电气设备生产的标准化，国家标准规定了全国统一的额定电压等级,电气设备都是按照额定电压设计和制造的，在额定电压下电气设备可以安全、高效的运行。
电力系统额定电压等级见表l-l 。
表1-1 电力系统额定电压等级（kV ）四、煤矿对供电的基本要求鉴于电力供应在煤矿生产中的重要性，对煤矿供电提出如下要求:1．可靠供电可靠供电就是要求不间断供电。
在煤矿中，各种电力负荷对供电可靠性的要求是不同的，为了能在技术经济合理的前提下满足不同负荷对供电可靠性的要求,把电力负荷分为三类。
煤矿供电系统概述
第1章煤矿供电系统概述☉根据矿区范围,矿层埋藏深度,井下涌水量大小,井型大小,采煤方法,机械化程度等因素确定供电系统;1.1 深井供电系统图1.1图1.1 典型深井供电系统◆《煤矿安全规程》441条:矿井应有两回电源进线,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，并保证主要通风机等在10min内可靠启动和运行。
备用电源应有专人负责管理和维护，每10天至少进行一次启动和运行试验，试验期间不得影响矿井通风等，试验记录要存档备查。
矿井的两回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。
若一回路运行，另一回路必须带电备用，以保证供电的连续性和可靠性。
带电备用电源的变压器宜热备用；若冷备用，必须保证备用电源能及时投入正常运行，保证主要通风机等在10min内可靠启动和运行。
10kV及以下的矿井架空电源线路不得共杆架设。
◆6kV或10kV母线引出电源→铠装电缆（至少2条）沿井筒→中央变电所→采区变电所(或移动变电站)→移动变电站降为3.3kV,或1140V,或660V→综采工作面供电;掘进工作面供电;◆对一级负荷(如主扇,副井提升机,中央水泵等),分别从分段母线上配出两条电缆线路,一工一备(热备用);◆对二级负荷,采用双电源供电,一工一备(热备用);◆《煤矿安全规程》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、抽放瓦期泵等主要设备房，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，其中一回路可以引自上述同种设备的配电装置。
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400/5 600/5 400/5 100/5 200/5 400/5 300/5 600/5 400/5
东巷迎 下井 -700迎 315KVA 1#～5#泵 强二 1#，2#泵 下井 联络 头一路 一路 头二路 1#变压器 软启动电源 一路 运行电源 二路 开关
6KV 0.1KV
2#
6KV 0.4KV
120/8 120/8
480/0 480/0 300/5 300/5 360KW 360KW 1#水泵 3#水泵
300/5 备用
315KVA
160/0.6 270/0.6 960/0.6
320/0 540/0 8928/0
200/5 315KVA 2#变压器
300/5
强一 二路
400/5
下井 五路
560/8
/0
600/5 下井 四路
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旗山煤矿井上、下供电系统图
-420泵房变电所 KYGC—6
01 02 03 04 05 06 07
08 09 10 11 12 13 14
1#
D
3#
D
2# 6KV
0.69KV
6KV 0.127KV
PT
660/0.6
/0 600/5 -220泵 房二路
360KW 360KW
201 22
321
20
2# 32
电抗器
203 223
323
002
251
001
00
25
253
21 191
1#
19
电抗器
213 193
171 13
17
PT
071 013 011
07
011736KV 源自730.1KV600/0.9 900/0.3 300/5
下井 二路
2# 电抗器
960/0.9 1440/0.3
综采工作面两道电绞、水泵及皮带机全部 由外围变电所供电，电压等级为660V。瓦斯 探头控制回风道所有电气设备及其控制站。
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1.3 掘进工作面供电系统
掘进工作面供电要求比较严格，掘进头两道主风机全 部由专用变压器、专用线路、专用开关供电，它不带其它 任何负荷，正常情况下都是主风机运行，备用风机与两道 动力合用一趟线路，只有在主风机线路检修或其断电情况 下备用风机才投入运行。
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第1章
旗山煤矿井上、下 供电系统
我矿主要生产用电如中央风井、压风机房、北大 井、新副井、洗煤厂等全部采用双回路供电，采用一 用一备运行方式。这几个主要变电所实现了高压开关 柜真空化，保护数字化，电缆进出线交联化，开关柜 全部安装了“五防”装置。
目前我矿井下共有中央变电所2个，主要采区变电 所9个，均实现了双回路供电方式。-700中央变电所由 下井一至下井四四路供电，下井一、二两路并用代I段 母线，下井四并用代II段母线，采用分列运行方式；能 满足-700及以下各水平的用电要求；-420中央变电所 由下井五、六两路供电，也是采用分列运行方式，由 其配送到-420、-220水平和强一变电所。
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潘旗二路
72#
旗山煤矿井上、下供电系统图
潘旗一路
71#
2#主变
35KV/6KV变电所
1#主变
021 023 02
121 14 181
12 PT
18
123
6KV 183
0.1KV
600/0.9
1200/0 400/5
2#进线 新副井
2#
总板 二路
PT
600/0.9
900/0.3 300/5 下井 四路
矿井供电
主讲 李明惠 制作 李明惠
2008年7月
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第1部分 矿井供电系统 学习要点
旗山煤矿井上、下供电系统 综采工作面电气设备 掘进工作面供电系统 掘进工作面的风电瓦斯电闭锁保 护
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第1章 旗山煤矿井上、下供电 系统
旗山煤矿井上、下供电由设于工业广场的 35KV变电所提供，矿井采用双回路供电，电源 取自上级220KV潘家庵变电所馈出的潘旗一路、 潘旗二路，电压等级为35KV，导线型号为LGJ 一185，两路电源相互独立，中间均无“T”接负 荷，运行方式为一路运行，一路热备用。35KV 变电所设有SF一35/6.3型主变压器两台，每台容 量为12500KVA，35KV降压为6KV供矿井使用， 采用“一用一备”运行方式，每台均能担负全矿 供电， 35KV采用全桥式接线。
6KV 0.127KV
PT
315KVA
600/0.6 560/6 100/6 360/2 720/10 124/12 480/5 600/0.6
/0
600/5 下井 三路
1120/0 200/0 720/0 1440/0 868/0 960/0
400/5 100/5 400/5 300/5 200/5 400/5 -700迎 315KVA 3#～5#泵 东巷迎 1#～5#泵 强二 头一路 2#变压器 运行电源 头二路 电抗器电源 二路
300/5
强一 一路
300/5 300/5
315KVA 下井 1#变压器 六路
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1.2综采工作面供电系统
现在的综采工作面全部由一趟高压红电缆 代3台4*315组合开关供电。工作面上设备的电 压等级为1140V，煤机的额定功率为375KW， 前、后部溜子电机功率分别为110KW,平溜子 电机功率为55KW，乳化液泵电机功率为160 或125KW，照明灯电压为127V，所有这些设 备 全部在控制站集中控制。
300/5
下井 六路
960/0.9 1440/0.3
300/5
联络开关 联络刀闸 下井 五路
1# 电抗器
600/0.9 900/0.3 300/5
下井 一路
600/0.9 900/0.3
300/5
下井
1#
三路
PT
新副井 一路
1#进线 总板
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旗山煤矿井上、下供电系统图
-700泵房变电所
KGS1—6
1120/0 400/5 联络 开关
2#
D
3#
6KV 0.69KV
6KV 0.4KV
1#
6KV 0.127KV
PT
300/5
600/0 300/5 暗井 联络
440KW 315KVA
315KVA
60/6
270/0.6 160/ 960/0.6
540/0
540/0
9504/0
300/5 300/5
440KVA 315KVA 2#水泵 3#变压器
01 02 03 04 05 06 07 08 09
10 11 12 13 14 15 16 17
6KV 0.1KV
6KV 0.4KV
1#
6KV 0.127KV
315KVA
PT
720/10 600/0.6 560/6 100/6 124/23 480/5 240/2 600/0.6 600/0.6
1440/0 /0 1120/0 200/0 600/0 960/0 600/0 /0