第一章煤礦供電系統(tǒng)主講：趙玉兵第一章煤礦供電系統(tǒng)主講：趙玉兵1

電能是煤礦生產(chǎn)的主要能源，煤礦井下處處用電，因此，煤礦電氣安全管理是整個(gè)煤礦安全管理的重要組成部分。加強(qiáng)和完善電氣安全管理是做好煤礦安全工作的保障之一，對(duì)避免和減少煤礦井下重大安全事故的發(fā)生具有十分重要的作用。井下電氣設(shè)備種類繁多，操作技術(shù)性強(qiáng)，對(duì)其合理使用和安全操作的要求十分嚴(yán)格，電氣設(shè)備的使用不當(dāng)和誤操作是引發(fā)煤礦事故的主要原因。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)每年發(fā)生的特大事故中，其中人為電氣事故占30％～40％?？梢婋姎獍踩诿旱V安全中的重要地位。電能是煤礦生產(chǎn)的主要能源，煤礦井下處處用電，2

第一節(jié)概述一、煤礦供電(一)煤礦電力負(fù)荷對(duì)供電的要求與分類1.煤礦電力負(fù)荷對(duì)供電的要求

由于煤礦的生產(chǎn)作業(yè)條件的特殊性，對(duì)供電有如下的基本要求：

（1）供電可靠。

（2）供電安全。

（3）有良好的供電質(zhì)量。

（4）有足夠的供電能力。

（5）供電經(jīng)濟(jì)。

第一節(jié)概述32.煤礦電力負(fù)荷的分類

在煤礦企業(yè)中，不同的電力用戶對(duì)供電可靠性的要求不完全相同，因此通常將它們分為三類：（1）一類負(fù)荷：因突然停電造成人身傷亡事故或重要設(shè)備損壞，給企業(yè)造成重大經(jīng)濟(jì)損失的，屬于一類負(fù)荷。如煤礦主排水泵、主通風(fēng)機(jī)、副井提升機(jī)等。這類負(fù)荷應(yīng)采用來自不同母線的雙回路電源供電。（2）二類負(fù)荷：因突然停電造成較大減產(chǎn)和較大經(jīng)濟(jì)損失的。如：主井絞車、采區(qū)變電所、空壓機(jī)等。（3）三類負(fù)荷：突然停電時(shí)對(duì)生產(chǎn)沒有直接影響的。

2.煤礦電力負(fù)荷的分類4（二）礦井供電電壓等級(jí)

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，井下各級(jí)配電電壓和各種電氣設(shè)備的額定電壓等級(jí)，應(yīng)符合下列要求：①高壓，不超過10000V。②低壓，不超過1140V。③照明、信號(hào)、電話和手持式電氣設(shè)備的供電額定電壓，不超過127V。④遠(yuǎn)距離控制線路的額定電壓，不超過36V。

第一部分-礦井供電系統(tǒng)課件5⑤采區(qū)電氣設(shè)備使用3300V供電時(shí)，必須制定專門的安全措施。１.我國(guó)煤礦供電電壓等級(jí)有：（1）35KV——礦井地面變電所變電電壓（2）6KV或10KV——井下供配電電壓（3）3KV或1140V——井下綜采工作面供電電壓（4）660V——低壓動(dòng)力電壓和配電電壓（5）380V——地面或小型礦井井下動(dòng)力電壓和配電電壓（6）220V——地面的照明或其他用電壓⑤采區(qū)電氣設(shè)備使用3300V供電時(shí)，必須制定專門的安全措施6（7）127V——井下照明、信號(hào)、手持式電氣設(shè)備、電話的最高限額電壓（8）36V——井下設(shè)備控制回路的電壓（9）直流250V、550V——直流架線電機(jī)車常用額定電壓２.電壓偏移允許值

從確保電氣設(shè)備正常工作和安全考慮，電氣設(shè)備受電端子電壓必須在電壓偏移允許值內(nèi)。電壓偏移過高或過低，都會(huì)造成不良的后果，使其工作參數(shù)超越允許值。（7）127V——井下照明、信號(hào)、手持式電氣設(shè)備、電話的最高7

煤礦井下多采用鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流可達(dá)額定電流的４－７倍。大容量鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，在電網(wǎng)上會(huì)引起很大電壓損失。為此，要求端電壓應(yīng)滿足電動(dòng)機(jī)所需最小啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩；滿足電磁啟動(dòng)器吸力線圈有足夠吸持電壓。電磁啟動(dòng)器線圈吸持電壓一般為70%額定電壓，故要求大型電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電壓偏移不能超過30%，以保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。

8第二節(jié)煤礦地面供電系統(tǒng)

供電系統(tǒng)中各變電所應(yīng)有兩條獨(dú)立電源。礦井供電系統(tǒng)由礦井地面變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所、工作面配電點(diǎn)和輸配電線路按照一定方式相互連接起來組成的整體。大型礦井一般采用三級(jí)供電方式：即地面變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所。。第二節(jié)煤礦地面供電系統(tǒng)9深井供電系統(tǒng)A.特點(diǎn)：井下設(shè)立中央變電所B.決定因素：煤層深，井下負(fù)荷大、涌水量大等。C.組成：地面變電所、井下中央變電所和采區(qū)變電所。D.供電回路數(shù)：兩回路或兩回路以上。深井供電系統(tǒng)10凡是進(jìn)入礦井井筒的供電設(shè)備及電纜所組成的供電線路，均屬于井下供電系統(tǒng)。一般由兩條高壓（6KV）下井電纜、井下中央變（配）電所、采區(qū)變電所、防爆移動(dòng)變電站、工作面配電點(diǎn)以及用于輸配電用的各類電纜等組成。防爆移動(dòng)變電站主要用于對(duì)容量較大的機(jī)組電動(dòng)機(jī)供電，允許放置在采掘工作面附近，以縮短低壓供電距離，改善對(duì)機(jī)組等大容量設(shè)備的供電質(zhì)量。

對(duì)煤礦供電的典型電力系統(tǒng)如下圖：凡是進(jìn)入礦井井筒的供電設(shè)備及電纜所組成的供電線路11第三節(jié)井下供電系統(tǒng)由礦井地面變電所的6kv母線上引出下井電纜，沿井筒送到井下中央變電所，然后再?gòu)闹醒胱冸娝ㄟ^沿巷道敷設(shè)的高壓電纜，把電能輸送到井下各高壓用戶和采區(qū)變電所，形成地面變電所→井下中央變電所→采區(qū)變電所的三級(jí)高壓供電方式。井下中央變電所直接將高壓電能轉(zhuǎn)送到各采區(qū)變電所和井底車場(chǎng)及其附近巷道，硐室的高壓用電設(shè)備。采區(qū)變電所是把中央變電所送來的6KV電壓降為380～660V，用低壓電纜向各工作面配電點(diǎn)及用電設(shè)備供電。對(duì)于機(jī)械化程度較高、用電量較大的綜采或高檔普采工作面，在采區(qū)變電所一般不降壓，由采區(qū)變電所把6KV電壓直接用高壓電纜送到工作面附近的移動(dòng)式變電站，移動(dòng)變電站將電壓降為1140V或660V后，由工作面配電點(diǎn)向綜采和高檔普采工作面的各種用電設(shè)備供電。第三節(jié)井下供電系統(tǒng)121、井下中央變電所的位置和硐室布置（1）位置選擇原則（2）硐室要求井下中央變電所應(yīng)特別注意防水、通風(fēng)及防火問題。為了防水，變電所地面應(yīng)比井底車場(chǎng)的軌面標(biāo)高高出0.5m。為了使變電所有良好的通風(fēng)條件，當(dāng)硐室長(zhǎng)度超過6m時(shí)，應(yīng)設(shè)兩個(gè)出口，保證硐室內(nèi)的溫度不超過附近巷道5℃。變電所的出口裝設(shè)兩重門，即鐵板門和鐵柵欄門。平時(shí)鐵柵欄門關(guān)閉，鐵板門打開，以利于通風(fēng)。在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，將鐵門關(guān)閉以隔絕空氣，便于滅火和防止火災(zāi)蔓延。為了防火，硐室用耐火材料建成，其出口5m以內(nèi)巷道也用耐火材料建成；硐室內(nèi)的電纜須采用不帶黃麻保護(hù)層的；硐室內(nèi)還必須設(shè)有砂箱及滅火器材。1、井下中央變電所的位置和硐室布置13（3）井下中央變電所的結(jié)線（１）單母線分段結(jié)線可靠性高，負(fù)荷大（獨(dú)立雙電源）：對(duì)一二類負(fù)荷供電．獨(dú)立電源：對(duì)二三類負(fù)荷供電．（２）運(yùn)行方式：母線采用分列運(yùn)行。（３）適用情況；可靠性高、負(fù)荷大（獨(dú)立雙電源）、對(duì)一二類負(fù)荷供電。（3）井下中央變電所的結(jié)線（１）單母線分段結(jié)線可靠性高，負(fù)14（4）設(shè)備布置Ａ.布置原則：中央變電所的設(shè)備布置在進(jìn)行設(shè)備布置時(shí)，應(yīng)將變壓器與配電裝置分開布置，高、低壓配電裝置分開布置。Ｂ.布置方式：設(shè)備與墻壁之間，各設(shè)備之間應(yīng)留有足夠的維護(hù)與檢修通道，完全不需要從兩側(cè)或后面維護(hù)檢修的設(shè)備，可互相靠緊和靠墻放置?？紤]發(fā)展余地，變電所的高壓配電設(shè)備的備用位置應(yīng)按設(shè)計(jì)最大數(shù)量的20％考慮，且不少于兩臺(tái)。低壓設(shè)備的備用回路，也按最多饋出回路數(shù)20％考慮。（4）設(shè)備布置Ａ.布置原則：中央變電所的設(shè)備布置在進(jìn)行設(shè)備布152.采區(qū)變電所任務(wù)：接受中央變電所高壓電能、變壓、配出低壓電能。1）采區(qū)變電所的結(jié)線考慮因素：電源回路數(shù)、負(fù)荷大小、變壓器臺(tái)數(shù)等。（1）單電源進(jìn)線。適用于：負(fù)荷小的工作面，炮采工作面。（2）雙電源進(jìn)線。接線、分列運(yùn)行。適用對(duì)象；綜采工作面或下山采區(qū)、有排水泵的采區(qū)變電所。

2.采區(qū)變電所162）.采區(qū)變電所的硐室和設(shè)備布置

采區(qū)變電所的碉室要符合以下安全要求：（1）變電所嗣室應(yīng)用耐火材料砌成，硐室出口附近5m以內(nèi)巷道支架，必須用耐火材料。（2）硐室出口應(yīng)設(shè)兩重門，即鐵板門與鐵柵門。鐵柵門平時(shí)關(guān)閉，鐵板門平時(shí)敞開(向外開)。當(dāng)硐室內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，鐵板門應(yīng)自動(dòng)或手動(dòng)關(guān)（3）硐室中敷設(shè)的電纜應(yīng)去掉易燃外皮；硐室應(yīng)設(shè)有砂箱和干式滅火器；（4）為通風(fēng)，碉室長(zhǎng)度超過5m時(shí)應(yīng)設(shè)兩個(gè)出口。采區(qū)變電所內(nèi)的主要電氣設(shè)備有：動(dòng)力變壓器，高壓配電箱，各種低壓開關(guān)，照明綜合保護(hù)裝置，及檢漏繼電器等。

2）.采區(qū)變電所的硐室和設(shè)備布置17檢漏繼電器高壓配電箱礦用變壓器磁力起動(dòng)器電動(dòng)機(jī)礦用低壓饋電開關(guān)采區(qū)變電所供電系統(tǒng)檢漏繼電器高壓配電箱18第一部分-礦井供電系統(tǒng)課件193.綜采工作面供電與工作面配電點(diǎn)1）綜采工作面供電。（1）高壓深入負(fù)荷中心。（2）組成：采區(qū)配電所—移動(dòng)變電站—工作面。（3）設(shè)備布置；綜采工作機(jī)電設(shè)備布置（圖1-12）。移動(dòng)變電站通常設(shè)置在距工作面150～300m的順槽中，工作面每推進(jìn)100—200m，變電站向前移動(dòng)一次。3.綜采工作面供電與工作面配電點(diǎn)202）工作面配電點(diǎn)（1）引入：停送電方便，設(shè)備多或距離采區(qū)變電所較遠(yuǎn)。（2）組成：采區(qū)變電所---工作面配電點(diǎn)方式。工作面配電點(diǎn)可分為采煤與掘進(jìn)兩種。采煤工作面配電點(diǎn)，一般距采煤工作面50～80m；掘進(jìn)工作面配電點(diǎn)，一般距掘進(jìn)工作面80—100m，工作面配電點(diǎn)也隨工作面的推進(jìn)而定期前移。下圖為采煤工作面配電點(diǎn)的布置及配電示意圖。2）工作面配電點(diǎn)21第一章煤礦供電系統(tǒng)主講：趙玉兵第一章煤礦供電系統(tǒng)主講：趙玉兵22

電能是煤礦生產(chǎn)的主要能源，煤礦井下處處用電，因此，煤礦電氣安全管理是整個(gè)煤礦安全管理的重要組成部分。加強(qiáng)和完善電氣安全管理是做好煤礦安全工作的保障之一，對(duì)避免和減少煤礦井下重大安全事故的發(fā)生具有十分重要的作用。井下電氣設(shè)備種類繁多，操作技術(shù)性強(qiáng)，對(duì)其合理使用和安全操作的要求十分嚴(yán)格，電氣設(shè)備的使用不當(dāng)和誤操作是引發(fā)煤礦事故的主要原因。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)每年發(fā)生的特大事故中，其中人為電氣事故占30％～40％。可見電氣安全在煤礦安全中的重要地位。電能是煤礦生產(chǎn)的主要能源，煤礦井下處處用電，23

第一節(jié)概述一、煤礦供電(一)煤礦電力負(fù)荷對(duì)供電的要求與分類1.煤礦電力負(fù)荷對(duì)供電的要求

由于煤礦的生產(chǎn)作業(yè)條件的特殊性，對(duì)供電有如下的基本要求：

（1）供電可靠。

（2）供電安全。

（3）有良好的供電質(zhì)量。

（4）有足夠的供電能力。

（5）供電經(jīng)濟(jì)。

第一節(jié)概述242.煤礦電力負(fù)荷的分類

在煤礦企業(yè)中，不同的電力用戶對(duì)供電可靠性的要求不完全相同，因此通常將它們分為三類：（1）一類負(fù)荷：因突然停電造成人身傷亡事故或重要設(shè)備損壞，給企業(yè)造成重大經(jīng)濟(jì)損失的，屬于一類負(fù)荷。如煤礦主排水泵、主通風(fēng)機(jī)、副井提升機(jī)等。這類負(fù)荷應(yīng)采用來自不同母線的雙回路電源供電。（2）二類負(fù)荷：因突然停電造成較大減產(chǎn)和較大經(jīng)濟(jì)損失的。如：主井絞車、采區(qū)變電所、空壓機(jī)等。（3）三類負(fù)荷：突然停電時(shí)對(duì)生產(chǎn)沒有直接影響的。

2.煤礦電力負(fù)荷的分類25（二）礦井供電電壓等級(jí)

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，井下各級(jí)配電電壓和各種電氣設(shè)備的額定電壓等級(jí)，應(yīng)符合下列要求：①高壓，不超過10000V。②低壓，不超過1140V。③照明、信號(hào)、電話和手持式電氣設(shè)備的供電額定電壓，不超過127V。④遠(yuǎn)距離控制線路的額定電壓，不超過36V。

第一部分-礦井供電系統(tǒng)課件26⑤采區(qū)電氣設(shè)備使用3300V供電時(shí)，必須制定專門的安全措施。１.我國(guó)煤礦供電電壓等級(jí)有：（1）35KV——礦井地面變電所變電電壓（2）6KV或10KV——井下供配電電壓（3）3KV或1140V——井下綜采工作面供電電壓（4）660V——低壓動(dòng)力電壓和配電電壓（5）380V——地面或小型礦井井下動(dòng)力電壓和配電電壓（6）220V——地面的照明或其他用電壓⑤采區(qū)電氣設(shè)備使用3300V供電時(shí)，必須制定專門的安全措施27（7）127V——井下照明、信號(hào)、手持式電氣設(shè)備、電話的最高限額電壓（8）36V——井下設(shè)備控制回路的電壓（9）直流250V、550V——直流架線電機(jī)車常用額定電壓２.電壓偏移允許值

從確保電氣設(shè)備正常工作和安全考慮，電氣設(shè)備受電端子電壓必須在電壓偏移允許值內(nèi)。電壓偏移過高或過低，都會(huì)造成不良的后果，使其工作參數(shù)超越允許值。（7）127V——井下照明、信號(hào)、手持式電氣設(shè)備、電話的最高28

煤礦井下多采用鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流可達(dá)額定電流的４－７倍。大容量鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，在電網(wǎng)上會(huì)引起很大電壓損失。為此，要求端電壓應(yīng)滿足電動(dòng)機(jī)所需最小啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩；滿足電磁啟動(dòng)器吸力線圈有足夠吸持電壓。電磁啟動(dòng)器線圈吸持電壓一般為70%額定電壓，故要求大型電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電壓偏移不能超過30%，以保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。

29第二節(jié)煤礦地面供電系統(tǒng)

供電系統(tǒng)中各變電所應(yīng)有兩條獨(dú)立電源。礦井供電系統(tǒng)由礦井地面變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所、工作面配電點(diǎn)和輸配電線路按照一定方式相互連接起來組成的整體。大型礦井一般采用三級(jí)供電方式：即地面變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所。。第二節(jié)煤礦地面供電系統(tǒng)30深井供電系統(tǒng)A.特點(diǎn)：井下設(shè)立中央變電所B.決定因素：煤層深，井下負(fù)荷大、涌水量大等。C.組成：地面變電所、井下中央變電所和采區(qū)變電所。D.供電回路數(shù)：兩回路或兩回路以上。深井供電系統(tǒng)31凡是進(jìn)入礦井井筒的供電設(shè)備及電纜所組成的供電線路，均屬于井下供電系統(tǒng)。一般由兩條高壓（6KV）下井電纜、井下中央變（配）電所、采區(qū)變電所、防爆移動(dòng)變電站、工作面配電點(diǎn)以及用于輸配電用的各類電纜等組成。防爆移動(dòng)變電站主要用于對(duì)容量較大的機(jī)組電動(dòng)機(jī)供電，允許放置在采掘工作面附近，以縮短低壓供電距離，改善對(duì)機(jī)組等大容量設(shè)備的供電質(zhì)量。

對(duì)煤礦供電的典型電力系統(tǒng)如下圖：凡是進(jìn)入礦井井筒的供電設(shè)備及電纜所組成的供電線路32第三節(jié)井下供電系統(tǒng)由礦井地面變電所的6kv母線上引出下井電纜，沿井筒送到井下中央變電所，然后再?gòu)闹醒胱冸娝ㄟ^沿巷道敷設(shè)的高壓電纜，把電能輸送到井下各高壓用戶和采區(qū)變電所，形成地面變電所→井下中央變電所→采區(qū)變電所的三級(jí)高壓供電方式。井下中央變電所直接將高壓電能轉(zhuǎn)送到各采區(qū)變電所和井底車場(chǎng)及其附近巷道，硐室的高壓用電設(shè)備。采區(qū)變電所是把中央變電所送來的6KV電壓降為380～660V，用低壓電纜向各工作面配電點(diǎn)及用電設(shè)備供電。對(duì)于機(jī)械化程度較高、用電量較大的綜采或高檔普采工作面，在采區(qū)變電所一般不降壓，由采區(qū)變電所把6KV電壓直接用高壓電纜送到工作面附近的移動(dòng)式變電站，移動(dòng)變電站將電壓降為1140V或660V后，由工作面配電點(diǎn)向綜采和高檔普采工作面的各種用電設(shè)備供電。第三節(jié)井下供電系統(tǒng)331、井下中央變電所的位置和硐室布置（1）位置選擇原則（2）硐室要求井下中央變電所應(yīng)特別注意防水、通風(fēng)及防火問題。為了防水，變電所地面應(yīng)比井底車場(chǎng)的軌面標(biāo)高高出0.5m。為了使變電所有良好的通風(fēng)條件，當(dāng)硐室長(zhǎng)度超過6m時(shí)，應(yīng)設(shè)兩個(gè)出口，保證硐室內(nèi)的溫度不超過附近巷道5℃。變電所的出口裝設(shè)兩重門，即鐵板門和鐵柵欄門。平時(shí)鐵柵欄門關(guān)閉，鐵板門打開，以利于通風(fēng)。在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，將鐵門關(guān)閉以隔絕空氣，便于滅火和防止火災(zāi)蔓延。為了防火，硐室用耐火材料建成，其出口5m以內(nèi)巷道也用耐火材料建成；硐室內(nèi)的電纜須采用不帶黃麻保護(hù)層的；硐室內(nèi)還必須設(shè)有砂箱及滅火器材。1、井下中央變電所的位置和硐室布置34（3）井下中央變電所的結(jié)線（１）單母線分段結(jié)線可靠性高，負(fù)荷大（獨(dú)立雙電源）：對(duì)一二類負(fù)荷供電．獨(dú)立電源：對(duì)二三類負(fù)荷供電．（２）運(yùn)行方式：母線采用分列運(yùn)行。（３）適用情況；可靠性高、負(fù)荷大（獨(dú)立雙電源）、對(duì)一二類負(fù)荷供電。（3）井下中央變電所的結(jié)線（１）單母線分段結(jié)線可靠性高，負(fù)35（4）設(shè)備布置Ａ.布置原則：中央變電所的設(shè)備布置在進(jìn)行設(shè)備布置時(shí)，應(yīng)將變壓器與配電裝置分開布置，高、低壓配電裝置分開布置。Ｂ.布置方式：設(shè)備與墻壁之間，各設(shè)備之間應(yīng)留有足夠的維護(hù)與檢修通道，完全不需要從兩側(cè)或后面維護(hù)檢修的設(shè)備，可互相靠緊和靠墻放置?？紤]發(fā)展余地，變電所的高壓配電設(shè)備的備用位置應(yīng)按設(shè)計(jì)最大數(shù)量的20％考慮，且不少于兩臺(tái)。低壓設(shè)備的備用回路，也按最多饋出回路數(shù)20％考慮。（4）設(shè)備布置Ａ.布置原則：中央變電所的設(shè)備布置在進(jìn)行設(shè)備布362.采區(qū)變電所任務(wù)：接受中央變電所高壓電能、變壓、配出低壓電能。1）采區(qū)變電所的結(jié)線考慮因素：電源回路數(shù)、負(fù)荷大小、變壓器臺(tái)數(shù)等。（1）單電源進(jìn)線。適用于：負(fù)荷小的工作面，炮采工作面。（2）雙電源進(jìn)線。接線、分列運(yùn)行。適用對(duì)象；綜采工作面或下山采區(qū)、有排水泵的采區(qū)變電所。