矿山供电系统
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。
矿山供电方案 (2)
矿山供电方案
矿山供电方案可包括以下几个方面：
1. 外部电网供电：矿山可选择接入当地的电力公司供电网络，通过电线杆、电缆等方式接入矿区，从而获取稳定的电源供应。
这是一种常见的矿山供电方式，适用于供电网覆盖广泛、电力供应稳定的地区。
2. 独立发电站：对于偏远地区或电力供应不稳定的矿山，可以考虑建设独立的发电站。
独立发电站可以采用多种形式的发电设备，如柴油发电机组、天然气发电机组、风力发电机组等。
根据矿山的实际情况和需求，可以选择合适的发电设备以及配套的燃料供应设施。
3. 风光互补发电：一些矿山地区具备较好的风能或光能资源，可以考虑利用风力发电或光伏发电技术。
通过安装风力发电机组或光伏电池板，将风能或光能转化为电能，满
足矿山的供电需求。
此外，还可以结合储能技术，将多余
的电能储存起来，以备矿山用电高峰或断电情况下使用。
4. 节能降耗措施：除了选择合适的供电方案，矿山还可以
采取一系列节能降耗措施，减少对电能的需求。
例如优化
矿山设备的运行方式，提高设备的能源利用率；优化照明
系统，采用节能灯具；推广高效的电动机和变频器等节能
设备；加强节电宣传教育，提高员工的能源意识等。
综合考虑矿山的地理、气象、电力供应情况以及经济因素，选择合适的供电方案对于矿山的稳定运行和经济效益都具
有重要意义。
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。
《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
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
煤矿供电概述
进入地面变电所的输电线路
地面变电所户外设备布置
地面变电所户内设备布置一
地面变电所户内设备布置二
三、井下变电所硐室要求
应特别注意防水、通风及防火问题。 为了防水，变电所地面应比井底车场的轨 面标高高出0.5m。为了使变电所有良好的 通风条件，当硐室长度超过6m时，应设两 个出口，保证硐室内的温度不超过附近巷 道5℃。
▪ b、当采区负荷不大或无高压用电设备时，采区用电由地面变电 所用高压架空线路，将电能送到设在采区地面上的变电室或变电 亭，然后把电压降为380V或660V后，用低压电缆经钻孔送到井 下采区配电所，再送给工作面配电点和低压用电设备。
▪ c、当采区负荷较大或有高压用电设备时，用高压电缆经钻孔将 高压电能送到井下采区变电所，然后降压向采区低压负荷供电。 在浅井供电系统中，由于采区用电是通过采区地表直通井下的钻 孔向采区供电的，所以也称为钻孔供电系统。为防止钻孔孔壁塌 落挤压电缆，钻孔中敷设有钢管，电缆穿过钢管送至井下采区。
▪
井下中央变电所应特别注意防水、通风及
防火问题。为了防水，变电所地面应比井底车场
的轨面标高高出0.5m。为了使变电所有良好的通 风条件，当硐室长度超过6m时，应设两个出口， 保证硐室内的温度不板门和铁栅
栏门。平时铁栅栏门关闭，铁板门打开，以利于
通风。在发生火灾时，将铁门关闭以隔绝空气，
▪ 根据以上要求，通常将采区变电所设置在采区装车站附 近，或在上(下)山与运输平巷交叉处，或两个上(下)山之 间的联络巷中。
▪ 采区变电所的防水、防火、通风等安全措施与中央变电 所相同。采区变电所设备的变压器可与配电设备布置在 伺一硐室内；变电所的高、低压设备应分开布置；检漏 继电器放置在固定于硐室墙壁的支架上。各设备之间、 设备与墙壁之间均应留有维护和检修通道，不从侧面和 背后检修的设备不留通道。
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。
煤矿井下供电系统概述
电源允许引自其他动力变压器的低压母线段。但其供电回路应采用装有选 择性漏电保护的专用开关和专用线路供电； （4）使用局部通风机供风的地点，其配电设备必须实行风电和瓦斯电闭 锁，保证在停风和瓦斯超限后能切断该区域内全部非本质安全型电气设备 的电源。 7、 井下高压电源宜采用10kV 或6kV。 8、井下低压电源电压应符合下列规定：1.井下低压不应超过1140V； 2. 手持电气设备、固定照明宜采用127V。 9、采区电气设备使用3300V 供电时，必须制定专门的安全措施。 二、井下供配电系统图 1、案例1：矿井供电系统 2、案例2：矿井供电系统 3、案例3：井下中央变电所供电示意图 4、案例4：采区变电所布置图 5、案例5：采煤工作面配电图
隔 爆 型 移 动 变 电 站
隔 爆 型 干 式 变 压 器
隔 爆 型 高 压 开 关
隔 爆 型 低 压 组 合 站
隔 爆 型 真 空 馈 电 开 关
隔 爆 型 磁 力 起 动 器
隔 爆 型 电 动 机
隔 爆 型 照 明 灯 具
隔 爆 型 移 动 式 风 机
井 下 电 缆 挂 钩
隔 爆 型 高 压 电 缆 连 接 器
（4）至于埋设在其他地点的局部接地极，可采用镀锌钢管。钢管直径不 得小于35mm、长度不得小于1.5米，管子上至少要钻20个直径不小于 5mm的透眼，并灌注盐水，以降低接地电阻值。 3、接地母线和辅助接地母线 井下中央变电所和水泵房均应设置接地母线;采区变电所、采区配电点 及其他机电硐室则应设置辅助接地母线。接地母线及辅助接地母线应采用 断面不小于100mm2的镀锌扁钢(或镀锌铁线)或断面不小于50mm2的裸铜 线。采区配电点及其他机电硐室的辅助接地母线应采用断面不小于 50mm2的镀锌扁钢(或镀锌铁线)或断面不小于25 mm2的裸铜线。接地母 线和辅助接地母线均应分别和主接地极、局部接地极连接。连接接地极的 接地导线应采用断面不小于50mm2的镀锌扁钢(或镀锌铁丝)或断面不小于 25mm2的裸铜线。 4、连接导线和接地导线 各个电气设备的金属外壳、铠装电缆的钢带(或铜丝)和铅包均应通过 单独的连接线直接与接地母线或辅助接地母线连接。连接导线和接地导线 均应采用断面不小于50mm2的镀锌扁钢(或镀锌铁丝)或断面不小于 25mm2的裸铜线。对于移动式电气设备表示 见图片 三、井下防爆电气设备的检查和维护 隔爆型电气设备入井前，应由指定的经培训考试合格的电气设备防爆检查工 检查其“产品合格证”、“防爆合格证”、“MA准用证”及安全性能检查合格后 方准入井，具体检查项目如下： 1、隔爆型电气设备必须经过考试合格的防爆电器设备检查员检查其安全性能，并 取得合格证。 2、外壳完好无损伤、无裂痕及变形。 3、外壳的紧固件、密封件、接地元件齐全完好。 4、隔爆结合面的间隙、有限宽度和表面粗糙度符合有关规定，螺纹隔爆结构的拧 入深度和螺纹扣数符合规定。 5、电缆接线盒及电缆引入装置完好，零部件齐全，无缺损，电缆连接牢固、可靠 。一个电缆引入装置只连接一条电缆。密封圈外径与电缆引入装置内径之差，应 符合下列要求： ①密封圈外径不大于20mm时，其内径差不大于1.0mm； ②密封圈外径大于20mm、不大于60mm时，其内径差不大于1.5mm； ③密封圈外径大于60mm时，其内径差不大于2.0mm；
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（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℃。
❖ 直流
❖ 250V(500V) 架线式电机车的用电电压。 ❖ 110V(220V) 变电所的直流操作、继电保护的直流电源和大型提升机的控制系
统的电源。
本节小结
❖ 1.要求：可靠、安全、质好、经济。 ❖ 2.供电负荷分为三类，为保证可靠，对一类和大型
二类负荷需双电源供电，中小型二类负荷需专线供 电。 ❖ 3.供电电压等级依据供电功率及供电距离的大小而 定。 ❖ 4.煤矿供电电源来自电力系统。
第一章 矿井供电系统
第二节 矿井供电系统
WL1 电源进线 WL2 35～110kV
QF
35～110kV
T1
35～110kV SFL Y/d-11
T2
6～10kV
6～10kV
副 主空通
下
提 提压风
井
地面低升 升机机
电
压动力机 机
缆
通 空主副其 风 压提提它 机 机升升负
机机荷
由井筒电缆接入
井下主变电所 6～ 10kV
（主接线详见深井供电系统）
3.井下主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、电压等级
1）国家规定的电压等级 ❖ 交流 ❖ 低压 24 V、36 V、127 V、220 V、380V 、660 V、
1140 V。 ❖ 高压 3kV、6kV、10kV、35kV、63KV、110KV、
154KV、220KV。 ❖ 超高压 330kV、500kV、750 kV。 ❖ 直流 ❖ 110V、220V、250 V、500V。 11kv。
2）煤矿常用的电压等级
❖ 交流
❖ 35kV 地面变电所的电源进线电压。 ❖ 10kV 地面变电所的电源电压或下井电压以及大型设备的用电电压。 ❖ 6kV 目前煤矿大型设备的主要用电电压及下井电压。 ❖ 3.3kV 大型综采工作面及高产高效工作面的用电电压。 ❖ 1140V 目前综采工作面的常用电压。 ❖ 660V 井下采掘运等设备的用电电压。 ❖ 380V 地面低压动力或小型矿井井下的用电电压 。 ❖ 220V 地面照明或单相电器的用电电压 。 ❖ 127V 井下电钻、照明及信号装置的用电电压 。 ❖ 36V 矿用电器控制回路常用电压。
电力变压器(T)
断路器(QF)
隔离开关(QS)
熔断器(FU)
刀开关(QK)
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)
本节小结
矿山供电系统组 成
系统电源
电力系统
发升 降 输 电压 压 电 厂变 变 线
QF
35～110kV
T1
35～110kV
T2
SFL Y/d-11
6～10kV
6～10kV
主空 通
地面低 压用电
提压 风 升机 机 机
6～10kV架空
线经钻眼至
采区变电所
380V经井筒 至井底车场
配电所
通 空提 风 压升 机 机机 地面低
压用电
6～10kV架空 线经钻眼至 采区变电所
交流发电机(G)
西翼采区 备 用
井底 车场 低压 动力
T 变流 主 设备 水 泵
主 变流 水 设备 泵
采区变电所
KSGB K/Y12 6/0.69
工作面配电点
备 T用东翼采区 SL7 6/0.4
井底 车场 低压 动力 KSGZY 6/0.69 ～ 1.14 工作面配电点
浅井供电系统地面变电所 WL1
电源进线 WL2 35～110kV
合理选择供电系统及节能质好价廉设备。
二 电力负荷分类
❖ 1．一类负荷-凡停电会造成人身伤亡或重大经济损 失者。要求：供电绝对可靠。采用备用电源。
❖ 2．二类负荷-凡停电造成较大经济损失者。要求： 供电相对可靠。采用专线供电。
❖ 3．三类负荷-凡停电不会造成直接经济损失者。要 求：供电经济。可公用一条线路供电。
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。
电电 路 所所
自备电厂
典型的矿山供电系统
深井供电系统
浅井供电系统
地井 采 移工
面下 区 动作
变中 变 变面
电央 电 电配
所变 所 站电
电
点
所
地地 面面 变变 电电 所亭
井采工底区作车配面源自场电配配所电电
点
所
第一章 矿井供电系统
第三节 井下变电所
1.井下主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。 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。
井下主变电所的位置示意图
1－副井井筒；2－主井井筒； 3－井下主（配）变电所；4－主水泵房； 5－井底车场巷道
5 2
1 43
2 1 43
采区变电所硐室位置立体示意图
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。
矿山供电系统
一 煤矿供电的基本要求
❖ 安全-保证人身、设备、矿井安全。措施：严格遵 守《煤矿安全规程》及有关规章制度。
❖ 可靠-保证供电不中断。措施：采用备用电源 ❖ 质好-保证供电频率、电压稳定。电压允许偏移
≯±5%。措施：合理选择变压器、输电线截面。 ❖ 经济-投资、运行、维护等费用尽可能省。措施：