煤礦電工學(xué)第一章課件

煤礦電工學(xué)主編王紅儉王會森普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材煤炭工業(yè)出版社煤礦電工學(xué)第一章礦井供電系統(tǒng)普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材煤炭工業(yè)出版社

第一章礦井供電系統(tǒng)第一節(jié)礦井供電概述第二節(jié)礦井供電系統(tǒng)第三節(jié)井下變電所2023/1/153第一章礦井供電系統(tǒng)第一節(jié)礦井供電概述

第一節(jié)礦井供電概述一、煤礦供電的基本要求二、電力負(fù)荷分類三、供電電壓等級四、煤礦供電電源2023/1/155一煤礦供電的基本要求可靠-保證供電不中斷。措施：采用備用電源安全-保證人身、設(shè)備、礦井安全。措施：嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》及有關(guān)規(guī)章制度。質(zhì)好-保證供電頻率、電壓穩(wěn)定。電壓允許偏移≯±5%。措施：合理選擇變壓器、輸電線截面。經(jīng)濟(jì)-投資、運行、維護(hù)等費用盡可能省。措施：合理選擇供電系統(tǒng)及節(jié)能質(zhì)好價廉設(shè)備。2023/1/156二電力負(fù)荷分類1．一類負(fù)荷-凡停電會造成人身傷亡或重大經(jīng)濟(jì)損失者。要求：供電絕對可靠。采用備用電源。2．二類負(fù)荷-凡停電造成較大經(jīng)濟(jì)損失者。要求：供電相對可靠。采用專線供電。3．三類負(fù)荷-凡停電不會造成直接經(jīng)濟(jì)損失者。要求：供電經(jīng)濟(jì)。可公用一條線路供電。2023/1/157三供電電壓等級１電壓等級的確定-依據(jù)供電功率的大小及供電距離的遠(yuǎn)近而定。供電功率越大、距離越遠(yuǎn)，供電電壓等級越高。２額定電壓等級-為方便不同距離和不同功率的輸電及用電。國家規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的電壓等級。2023/1/158國家規(guī)定的電壓等級用電設(shè)備和電網(wǎng)、變壓器原邊的額定電壓：直流電壓110v;220v;440v.為倍數(shù)關(guān)系。三相交流電壓低壓（≤1200v）為√3倍關(guān)系。如127v;220v;380v;660v;1140v.三相高壓3kv;6kv;10kv;35kv;63kv;110kv;220kv發(fā)電機(jī)和變壓器副邊的三相交流額定電壓：供電距離較短為用電設(shè)備額定電壓的1.05倍。如220v電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)電壓為230v。供電距離較長為用電設(shè)備額定電壓的1.1倍。如10kv電網(wǎng)的變壓器電壓為11kv。

2023/1/159煤礦常用的電壓等級交流：

127v-井下照明、煤電鉆用電電壓；220v-地面照明、單相電路用電電壓；380v-地面低壓、小型礦井下低壓動力；660v-中型礦井下低壓動力；1140v-大型礦井下綜采低壓動力；3.3kv-特大型礦井綜采高壓動力；6kv-地面高壓動力、下井電壓；35kv-煤礦電源進(jìn)線電壓直流：110（220）v-操作電壓；

250（550）v-井下架線電機(jī)車。2023/1/1510四煤礦供電電源煤礦用電一般來自電力系統(tǒng)。只有沒有電力系統(tǒng)的地區(qū)，方可采用地區(qū)發(fā)電廠或自建電廠。2023/1/15111.要求：可靠、安全、質(zhì)好、經(jīng)濟(jì)。2.供電負(fù)荷分為三類，為保證可靠，對一類和大型二類負(fù)荷需雙電源供電，中小型二類負(fù)荷需專線供電。3.供電電壓等級依據(jù)供電功率及供電距離的大小而定。4.煤礦供電電源來自電力系統(tǒng)。本節(jié)小結(jié)2023/1/1512思考題1.煤礦對供電有哪些基本要求？如何保證這些要求？2.電力負(fù)荷如何分類？煤礦企業(yè)哪些用戶為一類負(fù)荷，應(yīng)如何保證其供電可靠性？3.確定電壓等級的原則是什么？簡述煤礦常用的電壓等級及其適用的場所。4.什么是電力系統(tǒng)？發(fā)電廠并網(wǎng)的優(yōu)點是什么？2023/1/1513第一章礦井供電系統(tǒng)第二節(jié)礦井供電系統(tǒng)

第二節(jié)礦井供電系統(tǒng)一、深井供電系統(tǒng)二、淺井供電系統(tǒng)2023/1/1515

第二節(jié)礦井供電系統(tǒng)由礦井的各級變電所、各電壓等級的配電線路共同構(gòu)成了礦井供電系統(tǒng)。分深井供電系統(tǒng)、淺井供電系統(tǒng)2023/1/1516一深井供電系統(tǒng)當(dāng)煤層埋藏較深、井下用電量較大時一般采用這種系統(tǒng)。特征：由地面變電所、井下主變電所和采區(qū)變電所構(gòu)成三級高壓供電。2023/1/1517《煤礦安全規(guī)程》第442條對井下變（配）電所、主排水泵房和下山開采的采區(qū)排水泵房供電的線路，不得少于兩回路。當(dāng)任一回路停止供電時其余回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)全部負(fù)荷。向局部通風(fēng)機(jī)供電的井下變（配）電所應(yīng)采用分列運行方式。主要通風(fēng)機(jī)、提升人員的立井絞車、抽放瓦斯泵等主要設(shè)備房，應(yīng)各有兩回路直接由變（配）電所饋出的供電線路。向煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井自救系統(tǒng)供風(fēng)的壓風(fēng)機(jī)、井下移動瓦斯抽放泵應(yīng)各有兩回路直接由變（配）電所饋出的供電線路。第128條正常工作的局部通風(fēng)機(jī)和備用局部通風(fēng)機(jī)的電源必須取自同時帶電的不同母線段的相互獨立的電源，保證正常工作的局部通風(fēng)機(jī)故障時，備用局部通風(fēng)機(jī)正常工作。2023/1/1518二淺井供電系統(tǒng)當(dāng)煤層埋藏較淺、井下用電量較小時一般采用這種系統(tǒng)。特征：由地面變電所、井下配電所和采區(qū)配電所構(gòu)成兩級低壓供電。2023/1/1519本節(jié)小結(jié)系統(tǒng)電源典型的礦山供電系統(tǒng)深井供電系統(tǒng)淺井供電系統(tǒng)地面變電所井下中央變電所采區(qū)變電所移動變電站工作面配電點地面變電所地面變電亭井底車場配電所采區(qū)配電所工作面配電點電力系統(tǒng)發(fā)電廠升壓變電所降壓變電所輸電線路自備電廠礦山供電系統(tǒng)組成2023/1/1520思考題1.什么是電力系統(tǒng)？發(fā)電廠并網(wǎng)的優(yōu)點是什么？2.深井供電系統(tǒng)和淺井供電系統(tǒng)的特點是什么？各適用于什么條件？3.淺井供電系統(tǒng)中當(dāng)采區(qū)負(fù)荷較大或有高壓用電設(shè)備時應(yīng)如何供電？2023/1/1521第一章礦井供電系統(tǒng)

第三節(jié)井下變電所

第三節(jié)井下變電所一、井下主變電所二、采區(qū)變電所三、移動變電站四、工作面配電點2023/1/1523

一、井下主變電所

（井下中央變電所）1.井下主變電所位置的確定原則2.井下主變電所的主接線

3.井下主變電所的硐室與設(shè)備布置2023/1/15241.井下主變電所位置的確定原則

1.盡量位于負(fù)荷中心，節(jié)省電纜并減少電能損耗電壓損失。2.電纜進(jìn)出線和設(shè)備運輸要方便，以便安裝敷設(shè)電氣設(shè)備。3.變電所通風(fēng)要良好，以便散熱和降低瓦斯?jié)舛取?.變電所頂?shù)装逡獔怨?，無淋水，以防電氣設(shè)備受損、受潮。一般井下主變電所設(shè)置在井底車場附近，并與中央水泵房相鄰。2023/1/1525

一般主變電所設(shè)置在井底車場附近，并與中央水泵房相鄰。圖1-4井下主變電所的位置示意圖１-副井井筒２-主井井筒３-井下主變電所４-主水泵房５-井底車場巷道2023/1/15262023/1/15272.井下主變電所的主接線

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：對井下主變電所供電的線路不得少于兩回路，當(dāng)任一回路停止供電時，其余回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)井下全部負(fù)荷的供電。

（主接線詳見深井供電系統(tǒng)）2023/1/15283.井下主變電所的硐室與設(shè)備布置

井下主變電所的硐室布置應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》中有關(guān)井下機(jī)電硐室的規(guī)定，滿足防火、防水和通風(fēng)的要求。設(shè)備布置應(yīng)滿足“兩分開”“三留有”要求。2023/1/15291)井下主變電所硐室的防火

（1）并裝設(shè)向外開的防火鐵門，鐵門敞開時不得防礙巷道交通，鐵門上應(yīng)裝有便于關(guān)嚴(yán)的通風(fēng)孔以便于防火、滅火時隔絕通風(fēng)。（2）門內(nèi)可加設(shè)向外開的鐵柵欄門，但不得妨礙鐵門的開閉，這樣既能保證通風(fēng)，又能防止閑雜人員進(jìn)入主變電所。（3）硐室應(yīng)采用砌碹，從硐室出口的防火鐵門起5m內(nèi)的巷道，應(yīng)砌碹或用不燃性材料支護(hù)。（4）硐室內(nèi)應(yīng)有撲滅電氣火災(zāi)的干式滅火器和砂箱。（5）電纜穿墻必須有套管保護(hù)，并且用黃泥封死以隔絕通風(fēng)，防止電纜著火引燃硐室設(shè)備。2023/1/15302)井下主變電所硐室的通風(fēng)

為保證硐室的通風(fēng)，當(dāng)主變電所硐室長度超過6m時，應(yīng)在硐室兩端各開設(shè)一個便于通風(fēng)的出口，保證硐室內(nèi)的溫度不能超過附近巷道5℃。2023/1/15313)井下主變電所硐室的防水

（1）為了防止井底車場或大巷向主變電所和主排水泵房倒灌水，井下主變電所和主排水泵房的地面應(yīng)比其與井底車場連接處的底板高出0.5m。（2）硐室內(nèi)不應(yīng)有滴水現(xiàn)象。2023/1/15324)井下主變電所的設(shè)備布置

兩分開：變、配電設(shè)備分開布置高、低壓設(shè)備分開布置三留有：設(shè)備與墻、設(shè)備之間留有檢修通道；高壓開關(guān)正面留有操作通道；設(shè)備應(yīng)按最大數(shù)量的20%留有備用位置。2023/1/1533圖1-6井下主變電所的設(shè)備布置圖1-高壓配電箱2-低壓開關(guān)3-礦用變壓器2023/1/1534井下中央變電所硐室布置2023/1/1535

二、采區(qū)變電所1.采區(qū)變電所位置的確定原則2.采區(qū)變電所的主接線

3.采區(qū)變電所的硐室與設(shè)備布置2023/1/15361.采區(qū)變電所位置的確定原則

1.盡量位于負(fù)荷中心，節(jié)省電纜并減少電能損耗電壓損失。但要減少硐室的搬遷。2.電纜進(jìn)出線和設(shè)備運輸要方便，以便安裝敷設(shè)電氣設(shè)備。3.變電所通風(fēng)要良好，以便散熱和降低瓦斯?jié)舛取?.變電所頂?shù)装逡獔怨?，無淋水，以防電氣設(shè)備受損、受潮。一般采區(qū)變電所設(shè)置在采區(qū)中部的兩個斜巷之間的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)。2023/1/1537采區(qū)變電所硐室位置立體示意圖2023/1/1538回采工作面掘進(jìn)工作面運輸斜巷軌道斜巷材料平巷運輸平巷聯(lián)絡(luò)巷采區(qū)變電所采區(qū)變電所硐室位置平面示意圖2023/1/15392.采區(qū)變電所的主接線

1)采區(qū)變電所的高壓接線⑴單電源進(jìn)線⑵雙電源進(jìn)線2)采區(qū)變電所的低壓接線2023/1/15402)采區(qū)變電所的高壓接線

⑴單電源進(jìn)線①無高壓出線且變壓器不超過兩臺可不設(shè)電源進(jìn)線開關(guān)。見圖（a）

②有高壓出線，一般設(shè)電源進(jìn)線開關(guān)和高壓出線開關(guān)。見圖（b）2023/1/15412)采區(qū)變電所的高壓接線

（2）雙電源進(jìn)線

①一路供電、一路備用(帶陰影的開關(guān)3為分?jǐn)?，兩路進(jìn)線均設(shè)電源進(jìn)線開關(guān)，如出線及變壓器臺數(shù)較少時，母線可不分段。如圖所示。

2023/1/15422)采區(qū)變電所的高壓接線

（2）雙電源進(jìn)線

②兩回路同時供電，如下圖所示。兩路進(jìn)線均設(shè)開關(guān)，且母線間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，正常情況下聯(lián)絡(luò)開關(guān)打開，保持電源在分列運行狀態(tài)，當(dāng)一路電源故障停電時，合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)，由另一路電源保證對負(fù)荷的供電。2023/1/1543③向移動變電站供電的高壓電纜一般由變電所內(nèi)的高壓配電開關(guān)配出，如圖所示。2)采區(qū)變電所的高壓接線

（2）雙電源進(jìn)線2023/1/15442)采區(qū)變電所的低壓接線（1）每臺變壓器的低壓側(cè)都裝有一臺配有漏電保護(hù)的自動饋電開關(guān)作為總開關(guān)；（2）每條低壓配出線都設(shè)有自動饋電開關(guān)作為分開關(guān)，控制和保護(hù)配出線路，各變壓器采用分列運行。（3）照明所需要的127V電壓由照明變壓器綜合裝置提供。2023/1/15453.采區(qū)變電所的硐室與設(shè)備布置

采區(qū)變電所的硐室與設(shè)備布置基本同井下主變電所，不同的是底板不需抬高，不需留有備用開關(guān)位置。高壓設(shè)備與低壓設(shè)備在兩側(cè)分布；也可將高、低壓設(shè)備同側(cè)布置，由變壓器隔開。圖1-10為采區(qū)變電所設(shè)備布置2023/1/1546采區(qū)變電所硐室布置2023/1/1547

三、移動變電所1.移動變電所位置2.移動變電所的主接線

2023/1/15481.移動變電所位置的確定

移動變電站一般設(shè)置在工作面平巷，距工作面100～150米的位置。移動變電站的設(shè)置原則是靠近負(fù)荷中心，同時考慮安全性和經(jīng)濟(jì)性。有如下幾種布置方式：2023/1/1549移動變電所位置的幾種布置方式(1)設(shè)置在運輸平巷（如圖中1#移動變電站）。由于運輸機(jī)的功率遠(yuǎn)大于調(diào)度絞車的功率，所以設(shè)置在運輸平巷內(nèi)可以靠近負(fù)荷中心。但是由于移動變電站需要敷設(shè)專用的軌道，因此需要加大巷道斷面，增大巷道的開拓費用和維護(hù)費用。2023/1/1550移動變電所位置的幾種布置方式(2)設(shè)在回風(fēng)平巷（如圖中2#移動變電站）。雖然遠(yuǎn)離運輸機(jī)，但是可以利用調(diào)度絞車的軌道，而不需要專設(shè)軌道和增大巷道斷面，在運輸機(jī)有其他移動變電站供電的情況下可以考慮，然而為安全起見在專用回風(fēng)平巷內(nèi)不得設(shè)置移動變電站2023/1/1551移動變電所位置的幾種布置方式(3)設(shè)在下一個工作面的回風(fēng)平巷與本工作面運輸平巷的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)（如圖中3#移動變電站）。這樣既能位于負(fù)荷中心又不需增大巷道斷面，但是必須在采掘可以銜接情況下選用，且移動時需拆接電源線。2023/1/1552移動變電所位置的幾種布置方式(4)設(shè)置在運輸平巷入口處軌道上山與材料上山聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)（如圖中4#移動變電站）。這樣也不需要增大巷道斷面，但是距離工作面較遠(yuǎn)，在供電質(zhì)量滿足要求的情況下方可選擇。2023/1/15532.移動變電站的主接線移動變電站是由礦用隔爆變壓器及其高、低壓開關(guān)組成?？刹捎脝坞娫椿螂p電源進(jìn)線，經(jīng)高壓負(fù)荷開關(guān)或高壓斷路器接到變壓器一次側(cè)，變壓器二次側(cè)經(jīng)低壓斷路器配出。2023/1/1554四、工作面配電點工作面配電點的任務(wù)是將采區(qū)變電所或移動變電站送來的1140V或660V電能分配到回采或掘進(jìn)工作面的用電設(shè)備。1.工作面配電點的位置及設(shè)備布置2.配電點開關(guān)的設(shè)置2023/1/15551.工作面配電點的位置及設(shè)備布置回采工作面配電點一般設(shè)在距工作面50m～70m處的巷道中；掘進(jìn)工作面配電點距掘進(jìn)頭80m～100m。2023/1/15562.配電點開關(guān)的設(shè)置工作面配電點設(shè)有控制工作面各種設(shè)備的電磁起動器以及照明綜合保護(hù)裝置。三臺及其以上開關(guān)的配電點都需要設(shè)置自動饋電開關(guān)作為配電點的總開關(guān)，以便檢修時斷電