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1、煤矿供电系统,知识要点：1.井下特殊的环境；2.煤矿企业对供电的基本要求；3.电力负荷的分类；4.变电所的供电要求；,一、井下电器设备的特殊环境,1煤矿井下的空气中含有瓦斯及煤尘，在其含量达到一定量时，如遇到电气设备或线路产生电弧、电火花和局部高温时，就会燃烧和爆炸。,2井下采掘工艺需要用电雷管，电气设备对地的漏泄电流可能会将电雷管引爆。,3井下硐室、巷道、采掘工作面等需要安装电气设备的空间都比较狭窄，对电气设备的体积 应受到一定限制，且使人体接触电气设备的机会较多，容易发生触电事故。,4井下由于岩石和煤层的压力，常会发生冒顶和片邦事故使电气设备(特别对电缆)很容易 受到这些外力的碰、挤、压、
2、砸。,5井下空气比较潮湿，湿度一般在 90以上，并且机电硐室和巷道经常有滴水及淋水，使电 气设备很容易受潮。,9井下如发生全部停电事故，超过一定的时间后，可能发生采区或全井被淹的重大事故。同时井下停电停风后，还会造成瓦斯积聚，引起瓦斯和煤尘爆炸危险。由于存在以上特殊条件，因此在考虑煤矿井下供电系统时，除必须严格遵守国家颁发的 煤矿安全规程及煤炭工业设计规范中有关的规定外，还应注意安全、可靠、经济、合理性。,6井下有些机电硐室和巷道的温度较高，因而使井下电气设备的散热条件较差。,7采掘工作面的电气设备移动频繁，且经常启动。生产中由于受自然条件变化的影响，使用电设备的负荷变化较大，有时会产生短路过
3、载。,8.由于井下地质条件发生变化，及雨季期间，井下有发生突水事故的可能，其出水量往往为 正常涌水量的几倍甚至几十倍。一旦突然出水，要求排水设备迅速开动，以保证矿井安全。此时应有足够大的供电系统，以保证全部排水设备正常工作。,一、井下电器设备的特殊环境,二、煤矿企业对供电的基本要求,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、提升机、通风机、瓦斯泵、压风机、监测监控等；3）采用双回独立线路供电。,煤矿井下中断供电会导致通风中断、瓦斯积聚，水泵停开可能会淹井等严重问题。所以必须保证矿井可靠的供电。,二、煤矿企业对供电的基本要求,2.供电安全：1）供电安全包括人身和
4、设备安全；2）依据煤矿安全规程和有关规定，进行操作，确保供电安全。,井下潮湿、空间侠窄、光照不足是构成用电不安全的客观条件；同时井下存在瓦斯、煤尘爆炸危险，电气设备必须采取防爆措施。这些都对井下安全提出了较高的要求。,3.供电质量：1）要求用电设备在额定参数下运行；2）反映供电质量的指标主要有两个：频率和电压。频率 50Hz，要求偏差小于0.5Hz，即额定频率的 1%，一般由发电厂决定。电压，各种电气设备要求电压偏差也不一样，一般情况下电动机允许电压偏差5%，过高或过低都有烧坏电动机的可能。,4.供电经济在保证供电安全、可靠，质量的前提下：）尽量降低基本建设投资;）尽可能降低设备、材料、有色金
5、属的消耗;）尽量降低电能消耗和维修费用等。,三、电力负荷的分类（依据重要性进行分类）,1.一类负荷（一级负荷）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、造成重大经济损失或在政治上产生不良影响的负荷。,2）一级负荷 一级负荷主要包括以下设备(1)矿井主要扇风机。(2)升降人员的立井提升机、矿井主提升设备。(3)有淹没危险的井下主排水设备。(4)矿井抽放瓦斯设备。(5)突出、高瓦斯矿井掘进头的通风设备。(6)压风机、监测监控设备。(7)为井下供电的变电所。,3）供电要求：两个独立电源供电。,三、电力负荷的分类（依据重要性进行分类）,2.二类负荷（二级负荷）1）定义：凡因突然停电造成
6、大量减产或大量废品的负荷。,2）二级负荷包括以下类型(1)煤矿企业、井上、下主要生产环节的动力和照明设备。(2)水源缺乏地区的生产、生活水源水泵及配有备用泵的消防水泵。(3)4t 以上锅炉设备。(4)矿灯充电设备。(5)以电机车为主要运输方式的整流及充电设备。(6)自动交换机，大中型监控设备及管理计管机的用电设备。(7)电气集中的铁路运输信号设备。,3）供电要求：两个独立电源供电或专线。,负荷分类的目的：确保一类负荷供电不间断，保证二类负荷用电，考虑三类负荷供电。,三、电力负荷的分类（依据重要性进行分类）,3.三类负荷（三级负荷）1）定义：指除一、二类负荷以外的其它负荷。2）举例：公寓宿舍、地
7、面附属车间及矿山机修厂等。3）供电：单回路供电、多负荷共用一条输电线路。,电源数目、变压器、负荷、接线方式、电压等级、可靠性？,（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。,四、煤矿变电所接线实例：,（1）深井供电系统A.特点：井下设立中央变电所 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：两回路或两回路以上。,（2）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 100200m)、井田范围小、井下
8、负荷不大、涌水量 小的矿井。可采用浅井供电系统。,（2）浅井供电系统 C.浅井供电主要有以下三种方式：a.井底车场及其附近巷道的低压用电设备，可由设在地面变电所的配电变压器降压后，用低压电缆通过井筒送到井底车场配电所，再由井底车场配电所将低压电能送至各低压用电设备。井下架线式电机车所用直流电源，可在地面变电所整流，然后将直流电用电缆沿井筒送到井底车场 配电所后供给。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，由采区配电所再送给工作面配电点和
9、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。D.优缺点：浅井供电系统，可节省井下昂贵的高压电气设备和电缆，减少井下变电硐室的开 拓量，所以比较经济、安全。其不足之处是需打钻孔和敷设钢管，钢管用完后不能回收。矿井供电究竟采用哪种供电方式，应根据矿井的具体情况经技术经济比较后确定。,（3）井下中央变电所的结线,（3）井下中央变电所的结线特点,（）
10、单母线分段结线可靠性高，负荷大（独立双电源）（）运行方式：母线采用分列运行。（）适用情况；可靠性高、负荷大（独立双电源）、对一二类负荷供电。,8、井下中央变电所的位置（1）位置选择原则 尽量位于负荷中心，以节省电缆减少电能与电压损失；电缆进出线和设备的运输要方便；变电所通风要良好；变电所的顶、底板坚固、无淋水。考虑上述条件，一般变电所设置在井底车场附近，并与中央水泵房相邻。有条件时还应与电机车用的变流所联合建筑。,8、井下中央变电所的硐室布置（2）硐室要求 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
11、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。变电所的出口装设两重门，即铁板门和铁栅栏门。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，便于灭火和防止 火灾蔓延。为了防火，硐室用耐火材料建成，其出口 5m以内巷道也用耐火材料建成；硐室内的电缆须采 用不带黄麻保护层的；硐室内还必须设有砂箱及灭火器材。,（3）设备布置,.布置原则：中央变电所的设备布置在进行设备布置时，应将变压器与配电装置分开布置，高、低压配电装置分开布置。.布置方式：设备与墙壁之间，各设备之间应留有足够的维护与检修通道，完全不需要从两 侧或后面维护检修的设备，可互相
12、靠紧和靠墙放置。考虑发展余地，变电所的高压配电设备的备用位置应按设计最大数量的 20考虑，且不少于两台。低压设备的备用回路，也按最多馈出回路数 20考虑。,（3）设备布置图,9.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。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。,9.采区变电所 2）采区变电所的位置和硐室布置（图）采区变电所位置的确定原则，与中央变电所基本相同，但是根据采区生产的特殊性还要求：每 个采区最好只
13、设一个变电所向全采区供电，如不可能，也应尽量少设变电所，并尽量减少变电所 的迁移次数。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。,10.综采工作面供电与工作面配电点1）综采工作面供电。（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
14、布置；综采工作机电设备布置（图 1-12）。移动变电站通常设置在距工作面 150300m 的顺槽中，工 作面每推进 100200m，变电站向前移动一次。,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。（2）组成：采区变电所-工作面配电点方式。工作面配电点可分为采煤与掘进两种。采煤工作面配电点，一般距采煤工作面 5080m；掘 进工作面配电点，一般距掘进工作面 80100 m，工作面配电点也随工作面的推进而定期前移。下 图 为采煤工作面配电点的布置及配电示意图。,总 结“9434”1、煤矿的供电的9大特殊性？2、煤矿供电的4个基本要求“可安质经”。3、三大负荷的要求4、地面变电所、中央变电所、采区变电所、工作面配电点的供电要求。,谢谢大家,
