供电系统及供电安全讲解.doc

电钳工矿井供电系统及采区供电安全矿井供电系统及采区供电安全第一节 煤矿企业对供电的要求一、电力负荷分级1、电力负荷分级电力负荷是决定电力系统规划、设计、运行的主要依据，根据对供电可靠性要求的不同，矿山电力负荷可分为以下三级1）一级负荷凡突然中断供电，将造成生命危害，导致重大设备破坏且难以修复；打乱复杂的生产过程使大量产品报废，给国发经济造成重大损失者，均属一级负荷例如在涌水量大的矿井中，若主排水设备因供电突然中断而停转，则会导致井下水大量涌出因而可能淹没矿井，造成长期停产，故主排遣水设备为一级负荷又如在有爆炸火灾危险的矿井中，因供电中断使主要通风机停转，则有害气体将可能积聚超限，从而使井下人员会因缺氧窒息而死亡，并可能造成爆炸伤亡，故主要通风机为一级负荷对属于一级负荷的设备，为使其可靠运行，采用两个独立电源供电，以保证一回路供电线路发生故障或检修时，另一回路仍能继续供电，保证供电不中断2）二级负荷凡因突然中断供电，将造成大量减产、产生大量废品，大量原材料报废，给企业经济造成严重损失者，均属二级负荷例如大型矿井的地面空气压缩机，煤矿中的提、运设备，大型矿井井底车场整流设备，向综采工作面供电的采区变电所，井筒防冻设备等，都属二级负荷。

对属于二级负荷的设备，应由两回线路供电，但若在取得两回线路有困难时，亦可由一回专用线路供电对井下普采或高档普采工作面供电的采区变电所电源线，也可采用一回专用电缆3）三级负荷凡不属一、二级负荷的用电设备，均列为三级负荷此类负荷一般对供电无特殊要求，可设单一回路供电2、额定电压等级能使受电器（电动机、灯等）、发电机、变压器等正常工作的电压，称为它们的额定电压当电气设备按额定电压运行时，一般可使用技术性能和经济效果达到最好电气设备的额定电压规定与电网的额定电压机同变压器二次绕组的额定电压是指变压器在其一次绕组上加额定电压时的二次绕组的开路电压当变压器满载运行时，其绕组由大约有5%如供电线路较长，除了考虑5%的绕组压降外，还要考虑长距离供电的损耗，所以变压器二次绕组定员定电压应高于二次侧电网额定电压的10%根据国民经济发展的需要、技术经济的合理性、电气设备制造工业的水平因素，由国家统一规定额定电压，具有非常重要的意义它可使电气设备的生产实现标准化及系列化，有利于电网的建设和运行由国家规定的标准额定电压称为额定电压等级根据煤矿生产的特殊条件，有关部门制定了煤矿常用电压等级及应用范围《煤矿安全规程》规定井下供电电压应符合下列要求：（1）高压不超过10000V。

2）低压不超过1140V3）照明、信号、和手持式电气设备的供电额定电压不超过127V表：煤矿常用电压等级及应用范围种类标准电压/V应 用 范 围交流10000井上、下高压电机及配电电压6000井下、下高压电机及配电电压3300部分矿井采用电气设备动力1140井下综合机械化采区动力660井下低压动380地面及井下低压动力127井下照明、信号、和手持式电气设备36井下电气设备的控 控及局部照明直流250架线式电机车550线式电机车（4）远距离控控制线路的额定电压不超过36V采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施二、电力负荷对供电的基本要求1、保证供电的可靠性供电的可靠是指供电系统不间断供电的可能程度供电中断时不仅会影响生产，而且可能损坏设备，甚至发生人身事故矿井井下含有瓦斯等有害气体，并有水不断涌出，一旦中断供电可能使工作人员窒息死亡和引起瓦斯爆炸，矿井也有被水淹没的危险因此，必须对这类负荷供电绝以可靠为了保证供电系统的可靠性，首先需保证系统中各设备、元件的可靠运行，为此就应该常对它们进行监视、维护，定期进行试验和检修，以使之始终处于完好的运行状态，并应在系统中备有必备的备用容量，以应急用。

2、保证供电的安全性供电安全就是在电能的分配、供应和使用过程中，不应发生人身触电事故和设备事故，也不致引起电火灾和爆炸事故针对矿井生产的高粉尘、高湿、有易爆有害气体的特殊环境，为了确保其供电安全，必须采取防触电、防爆、防潮、抗磨损等一系列技术措施，正确选用设备，拟制供电系统方案，并特别加强保护措施，经常进行维护严格按照《煤矿安全规程》的有关规定执行，确保供电安全3、保证电能的良好质量电气设备在额定值下运行性能是好，电压和频率是是衡量电能质量的重要指标因此，应将供电系统中交流电的电压幅值和频率保持在一定的允许变动的范围内，并使其波形畸变在允许的范围之内当电气设备的端电压与额定电压之差超过允许值时，它的运行状态就会恶化供电额定电压在10kV及以下，电压允许变化范围±7%Ue；供电额定电压在1200V以下，电压允许变化范围为±5%Ue交流电频率的变化不仅影响电力用户的正常作业，而且还对系统本身有严重危害我国规定，电力系统的频率应经常保持在50Hz左右，同时规定：对3000kW及其以上的系统，频率偏差不应超过±0.2Hz；而对3000kW以下的系统，则不超过±50Hz 4、保证供电系统运行的经济性经济性涉及的范围很广，一般从三个方面考虑：尽量降低企业变电所与电网的基本建设投资；尽可能降低设备、材料及有色金属的消耗量；注意降低供电系统的电能损耗及维护费用。

总之，要在保证安全生产用电的前提下，使用户得到可靠、优质、经济的电能，并且在保证技术、经济指标符合要求的同时，使系统尽可能达到结构简单，便于安装、维护，易于操作第二节 矿井及采区供电系统一、矿井供电系统由矿井地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、工作面配电按照一定方式相互连接起来的一个整体，称为矿井供电系统大型矿井一般采用三级供电方式，即地面变电所、井下中央变电所、采区变电所而中小型矿井一般采用二级供电方式，即地面变电所、采区变电所根据矿井的井田范围、埋藏深度、地质条件，矿井供电系统分为深井和浅井供电系统煤层埋藏深度大于150m应采用深井供电系统，小于150m应采用浅井供电系统1、深井供电系统典型的深井供电系统电源从矿区变电站35kV母线上取得，由两回路架空线直接将高压深入到矿井的负荷中心——地面变电所，用2台35/6kV主变压器配电给地面的主要高压设备，如主、副井提升机、空压机、主要通风机等地面总变电所另设2台6/0.38kV配电变压器构成三相四线制系统向地面低压动力及照明设备供电由地面变电所两条高压电缆，经井筒下井将6kV高压电能送到井下中央变电所，在井下中央变电所能过高压配电装置分配给井底车场附近的高压用电设备，如主排水泵和变流设备，并向各采区变电所供电。

为向井底车场及附近巷道、硐室中的低动力设备供电，在井下中央变电所中设置有2台矿用动力变压器，将6kV电压降到660V（或380V）此外，还设置矿用照明变压器，将660V（或380V）电压进一步降低到127V，向井底车场附近巷道及硐室中的照明设备供电从井下中央变电所用高压电缆将6kV电能送到采区变电所采区变电所再将电压降低到660V（或380V），然后用低压电缆将它分别送到各个工作面附近的配电点，再分别送给工作面及附近巷道中的各生产机械如果采区内有综采工作面，6kV的高压电能则经采区变电所中的高压配电装置，配送到工作面附近顺槽中的移动变电站，然后经移动变电站将6kV电压降低到1140V，再送到工作面配电点，分配给各用电负荷采区变电所及附近巷道中的照明设备，由设在采区变电所中的矿用照明变压器供电采区巷道中的照明、信号则由安装在采区变电所和工作面配电点的照明、信号综合保护装置供电2、浅井供电系统该系统的供电方式是将井下各用电设备分区，分别由地面变电所通过井筒或钻眼供电这种供电系统的特点是井下不设中央变电所，而是把地面变电所的380V或660V低压电能直接通过电缆经井筒送到井底车场配电所，供给车场动力及照明使用。

采区供电由地面变电所的架空线将高压电能送到采区地面后，再经钻孔中的高压电缆送到采区变电所，降压后再供给采掘动力设备或采区地面变电亭，降压后直接把低压电能经钻孔中的电缆送到采区配电所这种供电系统优点是：减少了硐室的开拓量；减少了电缆、高压设备；减少了高压触电的危险，既简便又经济比较后，才能确定合理的供电系统3、变压器的中性点运行方式在三要交流供电系统中，变压器的中性点运行方式为大电流接地系统和小电流接地系统大电流接地系统即为中性点直接接地系统，小电流接地系统有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地两种方式1）中性点直接接地运行方式当发生单相接地时，故障相由接地点通过大地与中性点形成单相接地短路故障，将产生很大的短路电流，故称为大电流接地系统中性点直接接地主要有两方面的缺点：一是人体触电时大大增加了触电电流；二是单相接地时形成了单相短路故障当人体触及一相带电体时，跨接于人体的是相电压，人身电阻以1000Ω计，当电源电压为380V时通过人体电流为220mA、660V时为380mA、1140V时为660mA全国规定通过人体的触电电流30mA为安全电流在矿井井下，当电网一相接地时，电流没有经过阻抗而直接流回到电源，形成了单相短路。

单相短路电流很大，在接地点将产生很大的电弧，有可能引起瓦斯和煤尘爆炸或人员伤亡因此，《煤矿安全规程》规定：严禁井下配电变压器中性点直接接地，严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电2）中性点不接地运行方式3）中性点采用消弧线圈接地运行方式4、低压配电线路的接线方式1）放射式低压放射式接线方式，由低压母线或变压器二次侧将电能分配出去经过各个电压配电干线，再供给低压供电或用电设备这种接线方式供电可靠性较高，所用开关设备及配电线路也较多，多用于用电设备容量大，负荷性质重要等情况2）树干式低压树干接线方式由低压母线或变压器二次侧将电能输送出去，只经过一条干线供给低压用电设备这种接线方式引出的配电干线少，采用的开关设备较少，干线出现故障就会使所连接的用电设备均受到影响，供电可靠性较差3）环式低压环式接线方式，配电设备或用电设备由两条线路供电这种接线方式供电可靠性高，一条线路发生故障或检修，另一条线路可保证供电，的以引起停电的时间较短用线路和设备多，保护装置整定配合比较复杂因此，低压环式供电多采用开环运行在实际的低压配电系统中的接线，是采用上述3种接线方式的综合接线因为树干接线方式比较经济，当大部分用电设备容量不大和无特殊要求时，宜采用树干式接线方式。

二、采区供电系统采区变电所是采区用电的中主它的电源由中央变电所提供，其主要任务是将高电压变为低电压，并将此电压分配到本采区所有采掘工作面及其他用电设备采区变电所的位置取决于低压供电电压、供电距离、采煤方法及其巷道布置方式、煤岩地质条件和机械化程度等因素因此，一般情况下采区变电所设在采区用电负荷的中心，以保证采区所有用电设备的端电压不低于设备额定电压的95%对于较大的采区，考虑到供电电缆上的电压损失不能超过允许值，而影响供电质量，可在该采区设置2个以上的变电所采区变电所内要求通风良好，硐室围岩坚固，无淋水，易维修硐室的其他安全措施基本与中央变电所相同1、综采工作面的供电综采工作面的用电设备多，单机容量大，工作面走向长度长，采用移动变电站进行供电2、掘进工作面的供电掘进工作面的配电点，一般设在掘进巷道的一侧，采用移动变电站的供电形式，距离掘进工作面80-100m三、《煤矿安全规程》对矿井供电的要求（1）矿井应有两回路电源线路当任一回路发生故障停止供电时，另一回。