煤矿电工学第二章煤矿供电系统解读
矿山电工知识点讲解
第一章矿山供电系统及设备第一节概述1)电力系统1、电力系统：发电厂生产电能、电力线路传输电能、变电所分配电能、耗电负荷消费电能，这些环节组成的有机整体。
、2、发电厂分类：①火力发电厂②水力发电厂③风力发电厂④核电站⑤太阳能发电厂3、变电所：汇集电能、变换电压，变压器和配电设备构成。
无变压器的变电所称为配电所。
分类：①按用途分：升压或降压变电所、联络变电所、工矿企业变电所、农村变电所、整流变电所、电车变电所。
②按电力系统中的地位：枢纽变电所、穿越变电所、终端变电所。
③按供电范围：区域变电所（一次变电所）、地区变电所（二次变电所）。
4、电力网：由各种变电所和各种电压等级的电力线路组成，输送、变换、分配电能。
电力网按电压等级分类：①低电压网---电压1KV以下②高电压网---电压3 ~ 330KV③超高电压网---330 ~ 1000KV④特高压电网---1000KV以上2)电力系统的额定电压1、额定电压：能使电力设备正常工作的电压。
此时，电力设备的技术性能和经济效果最好。
2、额定电压等级国际划分额定电压等级，使电力设备的生产实现标准化和系列化，有利于电网的建设和运行。
3、电力设备额定电压的设定确定电气设备额定电压的一般规律：A. 发电机：额定电压V GN=1.05×系统额定电压（V N）B. 变压器：受电侧额定电压V TN1①与发电机相连时，V TN1=V GN②与线路（系统）相连时，V TN1=V N输出侧额定电压V TN2①与35kV及以上线路相连V TN2=1.1×V N②与35kV以下线路相连，但变压器的短路电压百分比VS%>7.5%，或连接长线路时V TN2=1.1 ×V N③其他情况V TN2=1.05 ×V NC. 系统额定电压与设备额定电压系统V N=用电设备V N例题：请根据下面系统图已知参数确定各电气元件的额定电压.T23)电力负荷分级及对供电的要求2、电力负荷对供电的基本要求①保证供电的安全可靠②保证电能的良好质量③保证供电系统运行的经济性第二节矿山供电系统一、供电系统的结线方式供电系统结线：各种电器设备及其连接线构成的电路，其功能是汇集和分配电能。
煤矿供电系统基础知识介绍课件
经济性原则
04
03
01
降低投资成本：选择合适的设备、材料和施工方案，降低初始投资
降低运行成本：选择节能设备，降低运行维护成本
提高能源效率：优化供电系统设计，降低能源消耗，提高能源利用效率
提高系统可靠性：优化系统设计，提高供电可靠性，降低故障率，减少维修成本
02
定期检查与维护
定期检查：定期对供电系统进行安全检查，确保设备运行正常
演讲人
01.
煤矿供电系统概述
02.
03.
目录
煤矿供电系统的设计原则
煤矿供电系统的维护与管理
煤矿供电系统的重要性
4
3
降低生产成本：供电系统优化能源管理，降低生产成本
保护环境：供电系统采用清洁能源，减少环境污染，实现可持续发展
2
1
保障煤矿安全生产：供电系统是煤矿生产的重要保障，确保生产安全稳定
提高生产效率：供电系统为煤矿生产提供电力支持，提高生产效率
安全性高：采用双回路供电，确保供电可靠性
02
稳定性强：采用先进的控制技术，确保供电稳定性
03
节能环保：采用高效节能设备，降低能耗，减少污染
04
智能化程度高：采用先进的自动化控制技术，实现远程监控和管理
安全性原则
2
1
确保供电系统的安全可靠，防止事故发生
定期进行安全检查和维护，确保供电系统的正常运行
1
维护计划：制定详细的维护计划，包括设备保养、维修等
2
培训与考核：对维护人员进行培训和考核，确保维护质量
3
记录与分析：记录维护情况，分析设备运行数据，为改进提供依据
4
故障处理与应急预案
建立故障处理流程，明确故障等级和处理措施
煤矿供电系统
第一部分：煤矿供电系统一、煤矿企业对供电的要求1、供电的可靠性为保证对煤矿供电的可靠性，供电电源应采用双电源，双电源可来自不同的变电所（或发电厂）或同一变电所的不同母线上，即在一个电源发生故障的情况下，仍应保证对主要生产用户的供电，使人身和设备不受损害，以及生产的正常进行。
《煤矿安全规程》第441条规定：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6万吨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上不得分接任何负荷，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线路不得共杆架设。
矿井电源线上严禁装设负荷定量器。
2、供电安全性由于煤矿生产环境复杂，自然条件恶劣，供电设备易于受到损坏，可能造成触电及火花引起火灾和瓦斯、煤尘爆炸等事故。
所以必须采用一系列的技术措施和管理制度，确保供电的安全性。
3、技术经济合理在满足供电可靠与安全的前提下，还应保证供电质量，二、电力用户等级划分按供电的可靠性要求，将电力用户分为三级：一级，二级，三级。
1、一级用户：凡停电造成人身伤亡或设备损坏，长期不能恢复生产或对国民经济带来很大损失者，如矿井主通风机，主排水泵，主提人系统等，这类用户应有两个独立的电源供电，无论电力网在正常或事故时，均应保证它的供电。
2、二级用户：凡停电造成大量废品，产量显著下降或企业内部运输停顿，在经济上造成较大损失者，如矿井主提煤系统钢缆机、主提绞车，压风机以及向采区供电的变电所，对这类用户一般采用双回路供电。
3、三级用户：凡不属于一、二级用户者均为三级用户，如生活区、地面生产辅助设施，机修厂等。
当电力不足或线路故障停电检修时，矿井供电的原则是：确保一级用户，二级用户部分或全部供电，停止三级用户供电。
三、电力系统和电网电力系统：通常把发电、配电、升压降压及输电线路和用户组成的整体称为电力系统。
煤矿供电系统讲解
一、发电厂
一般水力发 电站
火力发电站 核电站
牵引变 电所
超高压 变电站
一次变 配电用 电站 变电所
高压配 电线
水力发电站
熔断式开关 (Q)
负荷开关(Q)
电流互感器(TA)
电压互感器(TV)
阀型避雷器(F)
电抗器(L)
电容器( C )
线路、母线(W) 电缆及终端(X)
水力发电厂
概念： 就是把水的位能和动能转变成电能的发电厂，
简称水电厂或水电站。 主要分为 堤坝式水力发电厂 和引水式水力发电 厂。 由高坝和引水渠道分别提高一部分水位。这类 水电厂，称为混合式水电厂
能量转换过程是：水流位能→机械能→电能。
堤坝式水力发电厂 (图) 堤坝式水力发电厂
引水式水力发电厂(图)
大工厂
从发电到供电的示意图
农家
小工厂
商店 住宅
火力发电厂
概念：是指用煤、油、天然气等为燃料的发电厂，简称
火电站或火电厂 。
我国的火电厂以燃煤为主。
现代火电厂一般都考虑了“三废”（ 废水、废汽 、废渣）的综合利用，并且不仅发电，而且供热 。这类兼供热能的火电厂，称为热电厂（热电站
能量转）换过程：燃料的化学能→热能→机械能→ 电能
从投资额来看，一般机械工厂在供电设 备上的投资，也仅占总投资的5%左右。
生产中的优点
工业生产实现电气化以后可以大 大增加产量，提高产品质量，提高劳 动生产率，降低劳动成本，减轻工人 的劳动强度，改善工人的劳动条件， 有利于实现生产过程自动化。
《煤矿供电系统》课件
电源设计
电源类型：交流电源、直流电 源、混合电源
电源容量：根据煤矿规模和用 电需求确定
电源配置：主电源、备用电源、 应急电源
电源保护：过压保护、欠压保 护、过流保护、短路保护、接 地保护等
输电线路设计
输电线路类型： 高压、中压、低 压
输电线路布局： 考虑地形、地质、 环境等因素
输电线路材料： 选择耐腐蚀、耐 磨损、抗老化的 材料
更换部件：及时更换老化或损坏的部件，保证供电系统的稳定性 清洁保养：定期清洁供电系统，保持设备清洁，防止灰尘堆积影响设备运 行 培训员工：对员工进行定期培训，提高员工对供电系统的维护和操作能力
故障处理和应急预案
故障诊断：及时发现并确定故 障的类型和位置
紧急处置：采取有效措施，防 止事故扩大
预案制定：根据矿井实际情况， 制定应急预案
输电线路保护： 设置防雷、防风、 防冰等措施
配电装置设计
配电装置类型：高 压配电装置、低压 配电装置、变压器 等
配电装置布局：合 理布局，便于操作 和维护
配电装置容量：根 据煤矿用电需求， 选择合适的配电装 置容量
配电装置安全：设 置防雷、防潮、防 火等安全措施，确 保供电安全
保护系统设计
过流保护：防止电流过大导致设备损坏 过压保护：防止电压过高导致设备损坏 欠压保护：防止电压过低导致设备无法正常工作 接地保护：防止设备漏电导致人员触电事故
新能源的应用和融合
太阳能：利用太阳能发电，减少对传统能源的依赖 风能：利用风能发电，提高能源利用效率 地热能：利用地热能发电，降低环境污染 储能技术：发展储能技术，提高新能源的稳定性和可靠性 智能电网：建设智能电网，实现新能源的优化调度和利用 绿色能源：推广绿色能源，实现可持续发展
浅析煤矿供电及井下电气技术
浅析煤矿供电及井下电气技术煤矿作为国家重要的能源资源之一，对于国家经济发展起着至关重要的作用。
煤矿供电及井下电气技术是煤矿生产中的重要环节，其稳定和安全对煤矿生产具有重要的保障作用。
本文将对煤矿供电及井下电气技术进行浅析，以便于更好地了解煤矿电气技术在生产中起到的重要作用。
一、煤矿供电系统1.1 煤矿供电系统概述煤矿供电系统是指煤矿为矿井内设备和工人提供必要电能的系统。
煤矿供电系统一般包括变电站、进口线路、配电线路和用电设备等部分。
供电系统的稳定性和安全性对煤矿生产具有重要的意义，一旦供电系统出现故障，将对煤矿生产造成严重影响。
1.2 供电系统的特点煤矿供电系统的特点主要有以下几点：第一，煤矿供电系统具有大容量、大负荷、长输距和多支线等特点；第二，煤矿供电系统需要保证供电电能的稳定性和安全性；煤矿供电系统还需考虑对煤矿井下环境的适应性。
二、井下电气技术2.1 井下配电系统井下配电系统是指在煤矿井下进行电能传输和分配的系统。
井下配电系统一般由进口馈线、配电箱、配电线路和用电设备等组成。
井下配电系统的安全和可靠性对煤矿井下作业人员的生命安全起着至关重要的作用。
2.2 井下用电设备井下用电设备是指在煤矿井下使用的电动机、照明设备、通信设备等。
这些设备的稳定性和安全性对煤矿井下作业人员的作业环境起着重要的影响。
在煤矿井下使用的电气设备一般需要经过特殊设计和加强防护等措施，以确保其在井下恶劣环境下的正常运行。
三、煤矿供电及井下电气技术的发展趋势3.1 自动化和智能化随着科技的不断发展，煤矿供电及井下电气技术也在不断进行更新和改进。
自动化和智能化技术的应用将会成为未来煤矿供电及井下电气技术发展的主要趋势。
自动化和智能化技术的应用将能够提高供电系统和井下电气设备的运行效率和安全性。
3.2 绿色环保在当前全球环保意识不断增强的背景下，煤矿供电及井下电气技术也将向着绿色环保的方向发展。
采用清洁能源替代传统煤矿供电方式，以减少对环境的污染，成为未来煤矿供电及井下电气技术发展的一个重要方向。
浅析煤矿供电及井下电气技术
浅析煤矿供电及井下电气技术煤矿是煤炭资源的主要开采地，其供电及井下电气技术的安全稳定与否直接影响到煤矿的生产效率和安全生产。
下面我们将从供电系统和井下电气技术两个方面浅析煤矿的电气设备。
一、供电系统煤矿供电系统是煤矿安全生产的重要保障。
供电系统包括高压供电系统和低压供电系统。
高压供电系统主要是指变电站和配电装置，用来将外部输电线路的高压电能转变为适合煤矿使用的中低压电能，为煤矿的生产提供稳定的电源。
而低压供电系统主要是指将中低压电能输送到煤矿井下的电气设备中，满足井下设备的正常工作需求。
1. 变电站2. 配电装置配电装置主要是将来自变电站的低压电能分配到煤矿的各个用电点，保证电能能够有效地供给到各个生产部门和设备。
配电装置的主要设备包括配电柜、开关设备、控制装置等。
配电装置还需根据煤矿实际生产的需要进行合理的布置和调配，以保证不同用电设备的用电需求得到满足。
以上就是煤矿供电系统的主要构成部分，其安全稳定运行对于煤矿的生产至关重要。
二、井下电气技术煤矿井下电气技术主要包括井下开关设备、井下电缆及配电系统、井下照明系统等，对于煤矿井下的生产设备和人员的安全生产有着重要的影响。
1. 井下开关设备井下开关设备主要包括断路器、隔离开关、接地刀闸等，其主要作用是对井下电气设备的供电和控制进行合理的分配和保护。
断路器是井下电气设备的过载和短路保护装置，一旦井下设备出现过载或短路情况，断路器能够及时切断电路，防止事故的发生。
隔离开关和接地刀闸则是用于对井下设备进行检修和维修时的安全操作。
2. 井下电缆及配电系统井下电缆及配电系统主要是指将井上供电线路的低压电能输送到井下设备的电缆和分配设备。
这些电缆需要具备防爆、防水、耐高压等特性，以适应井下的恶劣工作环境。
配电系统需要合理布置，以便及时准确地供给到各个井下设备，同时还需要具备防爆、耐高温等特性。
3. 井下照明系统井下照明系统是煤矿井下生产作业的重要保障。
井下的工作环境一般都比较昏暗，而且井下设备的维修和操作需要较高的可视性，因此井下需要有稳定的照明设备。
煤矿电工学(第二章)井下供电安全技术
• ③电路接触不良。导线、元器件接触不良会增大 接触电阻，当较大的负荷电流通过时，产生高温 引起火灾。 ④电器散热不良。井下照明灯罩上覆盖的煤尘会 使灯具散热不良，温度升高，导致煤尘燃烧而形 成火灾。 ⑤架线电机车电弧引燃木支护棚着火。
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2
第二章 井下供电安全技术
第一节 电火灾及其预防
第二章 井下供电安全技术
第一节 电火灾及其预防
• 一、井下引起电火灾的主要原因 • 二、电火灾的预防措施 • 三、井下电火灾的扑灭
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第二章 井下供电安全技术
一、井下引起电火灾的主要原因
• ①电网过流。过流时电气设备的温度很高，特别 是短路电弧温度更高，从而点燃绝缘材料或瓦斯、 煤尘。
普通高等教育“十一五”国家级规划教 材
煤矿电工学
第二章 井下供电安全技术
煤炭工业出版社
第一章 矿井供电系统
第二章 井下安全供电技术
• 第一节 电火灾及其预防 • 第二节 矿用电气设备及其防爆 • 第三节 触电及其预防 • 第四节 井下电气设备的保护接地 • 第五节 井下漏电保护装置 • 第六节 井下过流保护装置
• 一、隔爆型电气设备 • 二、本质安全型电气设备
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第二章 井下供电安全技术
矿用电气设备
• 矿用电气设备是指使用在煤矿井下条件的各种电 气设备
•根据是否防爆又分为： 矿用一般型电气设备（KY） 矿用防爆型电气设备（Ex ）
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第二章 井下供电安全技术
矿用一般型
• 具有“五防”：防机械损伤、防潮、防锈、防触电、 防过载等功能，但不具有防爆性能。
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• 1）进线为隔离开关（二次回路必须装断 路器）
• 2）进线为跌落式熔断器（二次回路必须 装断路器）
• 3）进线为断路器
1）线路-变压器组结线
WB
QS
QF
上级变电所
QS
QS
QF1
QFU
QF
T1
T2
T3
QF
QF
WB
WB
WB
2）桥式结线 对具有两回电源进线、两台变压器的变电 所，可采用桥式结线。
• 这种接线又分为单回路树干式和双回路树干式2种 ➢ 单回路树干式接线 这种接线在每个用户的进、出线上均装有隔离开关
QS。当干线上N点发生故障时，干线总开关QF将 跳闸。
2 煤矿供电系统
WB
T QF 变电所
QS1 QS2 QS3 QS4 QS5 QS6
用户1
用户2
用户3
•为提高单回路树
干式接线方式的 WB QF
1 煤矿供电系统
1.1 供电系统结线方式 1.1.1 供电系统结线：是指由各种电气设备及其联接线构成 的电路，其功能是汇集和分配电能。
结线方式按布置方式分：放射式、干线式、环式、 双电源 （独立）供电式 •基本概念
按运行方式分：开式网络、闭式网络 按可靠性分：无备用网络、有备用网络
1 煤矿供电系统
可靠性，可采用
备用干线的方式
WB QF
供电。当干线上
任一处或任一干
线发生故障或需 WB QF
要检修时，可通
过开关切换由备
用干线从另一侧
供电，从而进一
步缩小停电范围。
备用干线
用户
用户
用户
用户
用户
用户
➢ 双回路树干式接线
是每个用户或用电设备分别从2条干线上引入 电源，当任一条干线出现故障或需要检修时， 可用另一干线恢复供电。所以这种接线供电可 靠性较高，可向二、三级负荷供电。
下级降压站（变电所）1
2）单电源双回路：从一段母线上并列引出两回线路，每 回线路有单独的开关控制。适用二级负荷。供电可靠性高， 运行可采用并列运行，也可一路运行一路备用，运行灵活。
WB
QF T
下级降压站2
WB
T1 QF T T2
QF
用电设备3 降压站（变电所）
WB 下级降压站（变电所）1
双电源双回路：是在上级变电所设置2套电 源, 分别接在不同的母线上，向下级变电 站或用电设备供电。当任一路电源或线路 发生故障时，可通过另一路电源或线路向 负载供电。由于这种接线从电源到负载都 是双套设备投入工作，并且互为备用，所 以供电可靠性高，适用于容量较大的一、 二级负荷。但所用设备多、用线长、投资 大，若负荷不大时将造成有色金属材料的 浪费。
1）放射式（1）单回放射式：是在上一级降压站 （变电所）的馈出母线上引出多条回路，直接 向下级降压站（变电所）或用电设备供电。各 条引出线之间无联系，其沿线不分支接其他负 荷。系W统B 简单、下级运降压行站2维护方便；缺点是使用的 开关、Q线F 路多，用电供设QF
下级降压站2 降压站（变电所）
适用于电源对矿区用户相对位置居中或较远， 而用户间距较近，且负荷相差不太悬殊的供电。 供电可靠性高，运行、保护整定困难。
MB
QS QS
QF
QS QS
系统
QF QS QF QS
配电装置
QS
QS
QF
QF
QS
QS
QS QF QS
QS
QS
QS QF QS
QS
QS
QF
QF
QS
QS
配电装置
QS QS
QF
QS QS
QF2
T1
T2
配电装置
➢内桥式结线
跨接桥在变压器断 路器QF1和QF2的靠变 压器侧，变压器电源 端只有隔离开关。
提高对电源线路运 行的可靠性和倒闸操 作的灵活方便性。
WL1 WL2
QF1 QF2 QF3
“桥”为一条由断路器和隔离开关组成的 用以进行线路的横联和跨接根据跨接。 桥横联位置的不同，桥式结线可分为“内桥 式”、“外桥式”和“全桥式”。
➢外桥式结线
跨接桥在变压器 断路器QF1和QF2的 外线路侧，进线回 路只有隔离开关。
对变压器的切换 操作方便，对电源 进线操作不便。
WL1
WL2
QF3
QF1
• 一般适用于架空线上对三级负荷分散用 户供电，也可用于井下电缆线路对多台顺 槽输送机供电。
• 优点：回路少，高压配电装置数量减少、 造价低。
• 缺点：当公用干线故障全部断电，可靠 性较差。
（1）直接树干式接线方式
WB
T QF 变电所
用户1 用户2 用户3 用电设备 用电设备
• 为提高干式接线的可靠性，各用户采用进、出线 均装隔离开关的方式引接分支线，形成串联型树 干式接线，也称为链串型树干式接线。
QF QS QF QS
配电装置
1.1.2 供电系统结线 合理的供电系统结线方式选择的决定因素 (从用电户对供电系统的基本要求考虑）：
• 1）用电户对供电可靠性要求的影响； • 2）电压高低的影响； • 3）负荷大小的影响； • 4）负荷数目的影响； • 5）负荷位置的影响
• 变电所常用一次结线方式： 桥形结线:用于有备用供电系统 线路变压器组结线：用于无备用供电系统
WB
变电所
用户1
用户2
用户3
（3）环状接线方式
这种接线一般是在同电压之间的变电所构成环 形，每个变电所都有两路进线，当其中一路发 生故障时，可由另一路线路供电，因而具有可 靠性高、运行灵活的特点，适用于一、二级负 荷的供电系统。但环形供电线路的导线截面是 按故障情况下能承担环网全部负荷考虑，故有 色金属材料用量较多。
WB
电源1
QF
T
2 煤矿供电系统
下级降压站2
WB
用电设备
T1 QF T
电源2
QF
T2 QF
T
用电设备
下级降压站2 降压站（变电所）
WB 下级降压站（变电所）1
1.1.2 干线式供电
• 直接联络式：从一路高压配电干线上直接 引出分支线向用户供电，分支线一般不超 过5，且配电变压器容量不超过3000kVA。
第二章 煤矿供电系统
乡宁县煤炭工业技工学校 刘成平
主要内容
1、煤矿供电系统 2 、煤矿各级变电所
一、煤矿电能的来源
• 煤矿用电来自电力系统的两个不同区域的 变电站或发电厂。
• 必须保证每个煤矿地面变电所有两个独立 电源。
水力发电
水力发电的原理
环保型火力发电
煤矿电压等级
• 煤矿10KV与6KV高压下井的比较 • 1、简化了供电线路 • 2、降低了电能损耗 • 3、提高了输电能力 • 4、减少了下井电缆的截面积 • 5、提高了供电质量