矿井供电系统
矿井供电系统概述
矿井供电系统概述矿井供电系统是指为了确保矿井正常生产和安全生产而配置的配电系统。
矿井供电系统与一般工业用电、民用电相比有其独特的要求和特点，因为矿井地下工作环境的特殊性，矿井供电系统必须具有可靠的供电能力，确保电力设备和安全设施的正常运行，同时也能够在遇到事故时能够及时切断供电，确保人员安全。
本文将从矿井供电系统的原理、组成和应用方面进行介绍和概括。
一、矿井供电系统的原理矿井供电系统的原理就是通过接入电网或汽油发电机将外部能源输入矿井内部，将交流电源变成直流电源，通过矿用变压器调节电压和电流，并且在矿井内部通过集中控制操作系统控制配电设备的开关状态以实现矿井设备的正常电力供应，确保人员和设备安全运行。
二、矿井供电系统的组成1. 输电线路：输电线路是矿井供电系统的起点，负责实现从电网或发电机输出能源到矿井的电力输送。
2. 变电站及其设备：变电站包含变压器、低压电气设备和中央控制系统等组成，主要负责将外部高压电源转化为业务电压通过各级变压器调压，利用开关控制设备整合电能负荷，充分利用能源。
3. 调压装置：矿井中不同电力设备的电压要求各不相同，调压装置负责将高电压转换成其适合的低电压，并保持其稳定的输出状态，同时还可以提高电路的效率和电力品质。
4. 配电系统：矿井配电系统包含高压和低压电缆、开关设备、保护装置和各类控制系统等，它们协同工作，将电力送往指定位置，满足设备的需求，避免电力过载和短路，确保运行稳定和可靠。
5. 防爆电器设备：矿井内部处于极端的高温、高压、低氧等极端环境，所以需选择防爆电器设备，保证存在爆炸风险区域内的电气装置能够提供可靠性的保护措施。
6. 照明设备：照明设备是矿井中非常必要的电气设施，为工作人员提供良好的工作环境，并且减少人员意外伤害事故。
三、矿井供电系统应用1. 铁路煤矿由于铁路煤矿处于山区，煤炭资源分布广泛，所以需要在山区建设煤矿，这些煤矿需要长期稳定地进行供电。
在这方面，矿井供电系统无疑是最佳选择，它可以保证时刻为煤矿提供安全可靠的电力环境，促进工作人员的工作效率。
矿井高压供电系统
二、电流保护装置的接线方式
1、完全星型接线方式
图a是三相三继电器的完全星型接线方式。 当发生三相短路或是任意两相短路，中性点 直接接地系统中任一相单相接地短路时，至 少有一个电流继电器流过电流互感器的二次 电流。为了说明继电器线圈的电流 IKA与电 流互感器二次电流I2的关系，引入接线系数KKX，即： 在完全星型接线方式中，通过继电器的电流就是电流 互感器的二次侧电流，其接线系数KKX=1。该接线方式不仅 能反映各种类型的短路保护故障，而且灵敏度高，因此适用 范围较广。主要应用在中性点直接接地系统中，作为相间短 路保护和单相接地保护。
矿井高压供电系统
一、矿山供电系统
矿山供电系统：由矿山电源、各级变电所、矿山各种电 压等级的配电线路及各类用电设备组成的整体，称之为矿山 供电系统。 矿山地面变电所是矿山供电的枢纽，担负着全矿的供电 任务。 矿山井下的供电一般有两种形式：深井供电系统和浅井 供电系统。
• 1、深井供电系统 • 当矿井的井田范围大、涌水量较大、煤层埋藏深度超过 150m时，可考虑采用深井供电方式，如图2-1 所示。从图21可看出，该矿地面变电所的电源电压是35 kV，为三回电源 线路，其中一回线路直接来自发电厂，另两回电源线路分别 来自相邻某矿的变电所，它们相互构成了环形供电，满足了 矿井一级用户的需要。 • 2.浅井供电系统 • 当煤层的埋藏深度较浅（一般不超过150 m），矿井涌水量 较小，采区距井口或井底车场较远时，如矿井开拓形式不同 的平硐、斜井或部分立井，可采用浅井供电系统。 • 浅井供电系统较深井供电系统简单，一般由矿井地面变 电所或配电所直接向采区变电所、井底车场变民所（或配电 所）供电，不需由中央变电所向所有井下用电负荷集中配电， 减少了中间供电控制设备，节约了成本。
矿山供电系统
矿山供电系统本节主要通过矿井供电系统图讲解矿井供电的类型、井下中央变电所、采区变电所、综采工作面配电点的接线、位置选择和设备布置等以及露天供电系统。
主要讲解深井供电系统。
1、矿井供电的类型1）矿井供电方式的决定因素：井田范围、煤层开采深度、开采方法、年产量、涌水量、负荷大小等综合因素进行。
2）分类：深井和浅井两种类型。
A、特点：设立中央变电所。
B、决定因素：煤层深，井下负荷大、涌水量大等。
如平煤各生产矿。
C、组成：地面变电所、井下中央变电所和采区变电所。
D、供电回路数：两路或两路以上。
2、井下中央变电所1）井下中央变电所的结线图1-18（１）单母线分段结线：可靠性高，负荷大（独立双电源）：对一二类负荷供电．独立电源：对二三类负荷供电．（２）运行方式：母线采用分列运行。
（３）适用情况；可靠性高、负荷大（独立双电源）、对一二类负荷供电。
2）井下中央变电所的位置和硐室布置（1）位置选择原则：负荷中心、通风、交通、运输、进出线、顶板、无淋水等。
（2）硐室要求：耐火材料、尺寸、大小、通道、20%余地。
出口、栅栏门、防火门、外开门、标高等。
（3）设备布置（图1—19）Ａ、布置原则：安全、方便、留有余地。
Ｂ、布置方式：①高压、低压设备分开②留有检修间距③留有备用设备余地是总回路数量的20%。
3、采区变电所任务：接受中央变电所高压电能、变压、配出低压电能。
1）采区变电所的结线考虑因素：电源回路数、负荷大小、变压器台数等。
（1）单电源进线。
接线图（1—20），适用于：负荷小的工作面，炮采工作面。
（2）双电源进线。
接线、分列运行。
适用对象；综采工作面或下山采区、有排水泵的采区变电所。
2）采区变电所的位置和硐室布置图1—20与井下中央变电所的位置和硐室布置类同。
4、综采工作面供电与工作面配电点1）综采工作面供电。
图（1—21）①高压深入负荷中心。
②组成：采区配电所—移动变电站—工作面。
③设备布置；图1—21。
2）工作面配电点①引入：停送电方便，设备多或距离采区变电所较远。
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。
《矿井供电系统》课件
矿井供电系统设计原则
在设计矿井供电系统时，需要考虑多个因素，例如供电可靠性、电力负荷预 测、安全性和可持续性。合理的设计原则可以确保供电系统的有效运行和矿 工的电气安全。
矿井供电系统组成部分
矿井供电系统主要由变电站、配电网、变压器、开关设备、电缆和电气设备 组成。每个组件在供电系统中扮演着重要的角色，确保矿井的电力供应。
矿工需要了解电气安全知识，以防止电击事故和火灾。重要的知识包括接地 保护、绝及方法
提高供电可靠性
通过更新设备和增加备用电 源，可以提高供电系统的可 靠性。
降低能耗
优化供电系统的设计和管理 可以减少能耗，降低运行成 本。
提升安全性
改造供电系统可以提升矿工 的电气安全，减少事故风险。
矿井供电系统未来趋势展望
1
智能化
未来的矿井供电系统将更加智能化，通
可再生能源
2
过自动化和远程监控提高效率。
随着可再生能源技术的发展，矿井供电
系统将逐渐采用绿色能源。
3
节能减排
减少能耗和碳排放是未来矿井供电系统 发展的重要方向。
《矿井供电系统》PPT课 件
欢迎来到我们的《矿井供电系统》PPT课件。在本次课程中，我们将全面介绍 矿井供电系统的概述、设计原则、组成部分、运行维护问题及解决方案、矿 工电气安全知识、改造的好处及方法，以及未来的趋势展望。
矿井供电系统概述
矿井供电系统是矿山的重要组成部分，用于向矿井提供电力。它不仅需要满 足矿井生产所需的电力供应，还要确保矿工的电气安全。
矿井供电系统的运行维护问题及解决方案
1 供电中断
供电中断可能导致生产中 断和安全事故。解决方案 包括备用电源和快速修复 措施。
2 过载问题
矿井供电系统
平庄煤业（集团）有限责任公司职工教育培训中心高级技工学校
（2）、电工违章作业，产生引爆火源。电工
在没有迚行联系，也没有切断前侧控制开关的
情况下，去安装三通接线盒中的金属垫圈。当 申请停电的人员完成原定任务，摘牌送电时， 处理三通接线盒的电工正在接第三根火线，随 即产生火花，引爆了巷道中的高浓度瓦斯。
平庄煤业（集团）有限责任公司职工教育培训中心高级技工学校
第二节 煤矿安全用电管理
一、安全用电作业规定
（一）、“十丌准”规定 (1)丌准带电检修； (2)丌准甩掉无压释放器、过流保护装置； (3)丌准甩掉漏电绠电器、煤电钻综合保护和局部通风机
风电、瓦斯电闭锁装置；
十 不 准
(4)丌准明火操作、明火打点、明火爆破； (5)丌准用铜、铝、铁丝等代替保险丝； (6)停风、停电的采掘工作面，未经检查瓦斯，丌准送电； (7)有故障的供电线路，丌准强行送电； (8)电气设备的保护装置失灵后，丌准送电； (9)失爆电气设备，丌准使用；
3、对采区内的机电设备迚行检修时，一般由采区自行决定，但 影响较大时应征得矿调度的同意。 4、特殊情况下，采区电钳工可对采区变电所内高压电气设备迚 行停、送电操作，但丌得擅自打开电气设备迚行修理。 准。 5、在井下搬迁戒增减电气设备，必须经过电气管理部门审查批
6、在具体迚行各项检修、操作时，还必须得到工作现场值班人 员的许可。
平庄煤业（集团）有限责任公司职工教育培训中心高级技工学校 (1)、35kV——矿井地面变电所变电电压。 (2)、10kV戒6kV——井下供配电电压。
我 国 供 电 电 压 等 级
(3)、3kV戒1140V——综采工作面、高档普采工作面供电电压。 (4)、660V——低压动力电压和配电电压。 (5)、380V——地面和小型矿井，井下低压动力电压和配电电压。 (6)、220V——地面和井下新鲜风流大巷的照明电压。 (7)、127V——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。
矿井供电系统概述
矿井供电系统概述1. 介绍矿井供电系统是矿山生产中至关重要的一部分。
它提供了矿井内所有设备和生产设施所需的电力。
矿井供电系统不仅要满足日常照明、通信和办公设备的用电需求，更要为采矿设备、提升设备、通风设备等提供稳定可靠的电力。
本文将对矿井供电系统进行概述，包括其组成部分、工作原理以及主要特点。
2. 矿井供电系统的组成部分矿井供电系统由以下几个主要部分组成：输电线路是矿井供电系统的基础设施。
它将电力从供电站输送到矿山的各个区域。
输电线路通常由电缆或架空线路组成，根据矿山的具体情况选择不同的形式。
2.2 变电站变电站负责将高压输电线路中的电力转换为适用于矿山内设备使用的低压电力。
它通常由变压器、隔离开关和保护装置等组成。
2.3 配电装置配电装置负责将变电站输出的电力分配到矿山内的各个设备。
它通常包括开关柜、接触器、断路器等设备。
电缆和电线是矿井供电系统中的基础连接设备。
它们用于将电力传输到设备和设施，如照明和通信设备。
电缆和电线通常需要具备耐火、抗拉和耐磨损等特性，以适应矿山环境的要求。
2.5 电力负荷管理设备电力负荷管理设备用于监测和控制矿山内的电力负荷。
它可以根据负荷情况自动调整功率，以确保供电系统的稳定运行。
3. 矿井供电系统的工作原理矿井供电系统的工作原理主要包括以下几个环节：3.1 电力输送电力由供电站通过输电线路输送到变电站。
输电线路可以是地下电缆或架空线路。
地下电缆常用于矿井内部，而架空线路则可以跨越矿山不同区域。
3.2 电力转换变电站接收来自输电线路的高压电力，并将其转换为适用于矿山内设备使用的低压电力。
这通过变压器来实现，变压器可以将电压从高压侧降低至低压侧。
3.3 电力分配配电装置将变电站输出的电力分配到矿山内的不同设备和设施。
这可以通过开关柜、接触器和断路器等设备来实现。
通过合理的电力分配，不同设备可以获得所需的电力供应，确保矿山的正常运行。
3.4 电力负荷管理电力负荷管理设备用于监测和控制矿山内的电力负荷。
第一讲矿井供电系统及供电安全管理
六、采区供电安全
（一）采区作业环境对供电系统和电气设备的特殊要求
1.采区容易发生冒顶和片帮事故。 2.采区的空气中含有瓦斯及煤尘。 3.井下空气比较潮湿。 4.采区电气设备移动频繁。 5.井下硐室、巷道、采掘工作面的空间狭小。 6.采区有些机电硐室和巷道的温度较高，使电气设备的散热 条件较差。 7.采煤、掘进和开拓巷道都需要使用电雷管。
二、电力负荷的分级
电力负荷的分级，是根据负荷的重要性以及供电中断后 造成的危害程度来划分的。一般煤矿电力负荷分三级。
1.一级负荷（一类用户）：如主通风机、井下主排水泵、升降 人员的立井提升设备、瓦斯抽放机等。
2.二级负荷（二类用户）：采区变电所、电机车用的整流 设备、综合机械化采煤电气设备、专门用于提升物料的斜井提 升设备等。
电流对人体的作用决定于许多相互关联的因素，其中主要 是电流强度和持续的时间。在短暂（持续时间低于1~3s）的 电流作用下，一般讲，触电持续的时间越长，允许的人身触 电电流值就越小。我国现在设计漏电保护装置，是按30mA·S 计算的，也就是说，只要人身触电电流和触电时间的乘积， 不大于30mA·S ，就可认为是安全的。电网电压越高，人身触 电电流越大，因此，漏电保护装置和自动闭锁开关的动作速 度要求也越快。
6Rr） 2 2C 2）
1000
660 3
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单相接地
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（一）地面总降压变电所
1、设置： 地面变电所一般设在负荷中心，其地理位 置应避开风沙吹袭、空气污染和化学腐蚀， 以防止损坏金属结构和电气绝缘。 2、特点： 根据矿井类型及电力系统的电压，地面变 电所受电电压一般为35—110kV，由于煤矿 属于一级用户，故采用双回独立电源受电。
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四、电力系统
电力系统
电力网 任务
电力系统
由变电所及各种 不同电压等级的 输电、配电线路 组成
发电 输电 变电 配电
由以电压高低、负 荷性质、线路结 构和中性点运 行方式来进行 分类
电力系统
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五、电力系统图
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六. 煤矿供电电压等级
交流电 36V及以下：井下电气设备的控制及局部照明； 127V：井下照明及手持式电气设备；矿井提升信号； 220V：地面照明用电； 380V：地面低压动力井下采区低压动力； 660V，1140V,3KV：井下综采工作面动力； 3KV,6KV,10KV：井上、下大型固定设备及供、配电； 35KV,60KV：高压输电线路； 110KV,220KV,330KV：超高压输电线路。
煤矿供电技术
制作:方章英 张 雷
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矿山供电系统
任务一
分析煤矿变配电 系统
任务二
变电所设备选型 、安装、使用、 操作、维修
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一、井下特殊的环境
井下特 殊的环境
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二、煤矿企业供电系统的要求
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供电系统示意图
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深井供电系统
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地面总变电所主要电气设备及作用
1、跌落式熔断器 35kV电源进线处经接2台小容量变压器T3、T4，用 于变电所的低压动力、照明及直流操作电源。 2、避雷器 为了防止雷电对变电所的侵害，在两路电源进线处分别 设置了避雷器F1、F2。 3、电压互感器 用于提供测量信号的电压互感器TV1、TV2 ；TV3、TV4 用于提供测量与继电保护信号。
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（二）车间变电所供电系统示意图
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车间变电所接线方式及主要设备
变电所的低压系统采用三相四线制供电，其电压等 级为380／220V。重要的一、二级负荷分别接在2 段低压母线上，形成双电源回路供电。 对容量较大的负荷可单独使用1台低压配电柜，容 量较小的负荷可几个负荷共用1台配电柜。 为了提高车间变电所负荷的功率因数，可设置低压 电容补偿装置，并分接在2段母线上。图中的虚线 为三相四线制中的零线N，可供220V低压照明用电。
深井供电系统示意图
地面总变电所 中 央 变 电 所
三、电力负荷的分类
1）定义：凡因突然中断供电可能造成人身 伤亡或重大设备损坏、造成重大经济损失 。例：矿井通风机、井下主排水泵、瓦斯 抽放设备等。 2）供电要求：至少应由两个独立电源供电 。 1）定义：凡因突然停电在经济等方面造 成重大损失或影响很需要用户正常工作者 。例：煤矿主井提升机、压风机、矿灯充 电设备。 2）供电要求：一般由两个独立电源供电 。 1）定义：凡中断停电不会在经济上或 其它方面造成较大影响者为三级负荷。 例：地面附属车间及矿井机修厂等。 2）供电要求：单回路供电、多负荷共 用一条输电线路。
1.供电可靠 1）要求供电不间断； 2）对重要负荷供电应 绝对可靠：如主排水泵、 副井提升机等； 3、供电质量要求 3）采用双回独立线路供电。 2.供电安全 电能电压、频率、 1）供电安全包括人身和设备 波形等质量指标达到 安全；必须采取防爆、防潮、 一定的技术标准。 防触电 频率50Hz， 2）依据《煤矿安全规程》和 偏差小于±0.5Hz， 有关规定，进行操作，确保 即额定频 供电安全。 4.供电经济 率的1% ；电压偏差允许电压 １）降低基本建设投资; 偏差±5% ２）降低设备、材料、有色 金属的消耗; ３）降低电能消耗和维修费 用等。 安徽矿业职业技术学院
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3、接线方式： 变电所高压侧采用双母线供电的接线方式。 变电所的电源来自110/35kV区域降压站。 两回35kV电源进线分别经断路器QF1、 QF2和相应的隔离开关接到变电所的双母线 WB1、WB2上。两段母线之间由断路器QF开 关支路联络。 35kV电源进线处经跌落式熔断器接两台小 容量变压器。 6kV配电采用单母线分段接线方式，以适 用一级负荷的要求。
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4、电容补偿装置 为了提高电力负荷的功率因数，在两段6kV母线上 集中设置了电容补偿装置C1 、 C2和相应的三相电 压互感器TV7、TV8。 5、电抗器 入井电路上所接的电抗器L1、L2用于限制井下供电 系统的短路电流。 6kV母线上的一级负荷，如主通风机、主提升机 及井下中央变电所等，都分别接在2段母线上形成 两回独立电源供电，以保证供电的可靠性。
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八、煤矿井下供电系统
矿井供电方式的确定主要取决于井田的范围、煤层埋藏的深 度、开采方式、矿井年产量、涌水量和井下负荷的大小等因 素。分为深井供电系统、浅井供电系统。
深井供电系统： A、特点：设立中央 变电所。 B、决定因素：煤层 深，井下负荷大、涌 水量大等。 C、组成：地面变电 所、井下中央变电所 和采区变电所。 D、供电回路数：两 路或两路以上。如下 图所示。 安徽矿业职业技术学院 浅井供电系统： A、特点：井下不 设立中央变电所。 B、决定因素：煤 层埋藏不深(一般 离地表100～200 m)、井田范围大 、井下负荷不大、 涌水量小的矿井。 可采用浅井供电系 统。
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七、煤矿地面供电所
地面总变电所： 作用：地面总 变电所也称为 降压站，它是 全矿供电的总 枢纽。它担负 受电、变电及 配电任务。
如下图所示。
车间变电所： 作用：向地面 车间提供高低 压电能
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矿井地面总降压所室外设备布置图
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地面变电所设备布置图