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安培课件矿井变配电王爱霞 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 按一次能源介质划分为火力发电厂、水力发按一次能源介质划分为火力发电厂、水力发 电站、核电站等，此外，还有小容量的太阳能发电站、核电站等，此外，还有小容量的太阳能发电厂、风力发电厂、地热发电厂和潮汐发电厂等，电厂、风力发电厂、地热发电厂和潮汐发电厂等，正在研究的还有磁流体发电和氢能发电等。正在研究的还有磁流体发电和氢能发电等。第一节矿井供电系统第一节矿井供电系统一、电力系统一、电力系统 一个完整的电力系统由各种不同类一个完整的电力系统由各种不同类型的发电厂、变电所、输电线路及电型的发电厂、变电所、输电线路及电力用户组成。力用户组成。1发电厂发电厂水力发电水力发电火力发电火力发电风力发电厂风力发电厂太阳能发电厂太阳能发电厂核能发电厂核能发电厂 变电所是变换电能电压和接受分配电能的场所。变电所是变换电能电压和接受分配电能的场所。如果仅用以接受电能和分配电能，则称为配电站，如果仅用以接受电能和分配电能，则称为配电站，仅用以把交流电能变换成直流电能，则称为变流所。仅用以把交流电能变换成直流电能，则称为变流所。2 2变电所变电所3电力网电力网 输电线路和配电线路统称为输电线路和配电线路统称为电力网。电力网。通常将通常将220kV及以上的电力及以上的电力线路称为线路称为输电线路输电线路，110kV及以及以下的电力线路称为下的电力线路称为配电线路配电线路。配。配电线路又分为高压配电线路电线路又分为高压配电线路（110kV）、中压配电线路（）、中压配电线路（635kV）和低压配电线路）和低压配电线路（380/220V）。）。凡取用电能的所凡取用电能的所有单位均称为电能用有单位均称为电能用户户，其中工业企业用，其中工业企业用电量约占我国全年总电量约占我国全年总发电量的发电量的64%，是最，是最大的电能用户。大的电能用户。4、电能用户、电能用户 煤矿井下生产条件特殊，为了保证矿工煤矿井下生产条件特殊，为了保证矿工及矿山的生命、财产安全，要求供电安全、及矿山的生命、财产安全，要求供电安全、可靠、经济和技术合理。可靠、经济和技术合理。二、煤矿企业对供电的要求及电力负荷的分类二、煤矿企业对供电的要求及电力负荷的分类(一一)煤矿企业供电的基本要求煤矿企业供电的基本要求1、供电安全、供电安全 煤矿井下存在有水、火、瓦斯、煤尘、顶板五煤矿井下存在有水、火、瓦斯、煤尘、顶板五大自然灾害的威胁。井下自然条件恶劣，生产环境大自然灾害的威胁。井下自然条件恶劣，生产环境复杂，容易发生触电、爆炸等恶性事故，因此必须复杂，容易发生触电、爆炸等恶性事故，因此必须采取防爆、防触电、防潮、防过流各种电气保护措采取防爆、防触电、防潮、防过流各种电气保护措施，严格遵守煤矿安全规程的规定，确保煤矿施，严格遵守煤矿安全规程的规定，确保煤矿供电安全。供电安全。煤矿供电中断，不仅会影响生产，而且会造成停止通煤矿供电中断，不仅会影响生产，而且会造成停止通风和排水，从而引发瓦斯和煤尘爆炸、水灾等各类重大事风和排水，从而引发瓦斯和煤尘爆炸、水灾等各类重大事故，危及人民群众生命财产的安全，有时甚至毁掉整个矿故，危及人民群众生命财产的安全，有时甚至毁掉整个矿井。因此要求煤矿供电，特别是井下供电绝对可靠，在任井。因此要求煤矿供电，特别是井下供电绝对可靠，在任何情况下都必须保证提供一部分电能，确保矿工及矿井的何情况下都必须保证提供一部分电能，确保矿工及矿井的安全。安全。2供电可靠供电可靠3供电技术合理供电技术合理 供电技术合理也叫供电质量好，是指供电的电压、频率供电技术合理也叫供电质量好，是指供电的电压、频率要达到一定的技术标准。要求电压波动范围不超过额定值的要达到一定的技术标准。要求电压波动范围不超过额定值的土土5；频率偏移范围，；频率偏移范围，3 000 kV及其以上系统不超过及其以上系统不超过02 Hz，3 000 kV以下系统不超过士以下系统不超过士05 Hz。4供电经济供电经济 由于煤矿电气设备耗电量很大，如果设计不合理，由于煤矿电气设备耗电量很大，如果设计不合理，选型不合理，会造成电能的浪费，因此，在保选型不合理，会造成电能的浪费，因此，在保证安全，提高供电质量的证安全，提高供电质量的 前提下，应力求供电线路前提下，应力求供电线路简单，操作方便，电气设备设计和选简单，操作方便，电气设备设计和选 型合理，保证型合理，保证供电的经济性。供电的经济性。(二二)电力负荷的分类电力负荷的分类 煤矿电力负荷按用户的重要性和中断供电对人煤矿电力负荷按用户的重要性和中断供电对人身安全或在经济方面所造成的损失和影响程度分为身安全或在经济方面所造成的损失和影响程度分为3类类 1第一类负荷第一类负荷 第一类负荷，要求供电必须可靠，如果中断其供电，第一类负荷，要求供电必须可靠，如果中断其供电，会造成人员伤亡、重大设备损坏，造成巨大经济损失。会造成人员伤亡、重大设备损坏，造成巨大经济损失。这类负荷，如主要通风机，主要提升机，主要排水设这类负荷，如主要通风机，主要提升机，主要排水设备等。凡第一类设备都必须是双回路供电。备等。凡第一类设备都必须是双回路供电。2第二类负荷第二类负荷 第二类负荷，如果中断其供电，会严重减少产量，造第二类负荷，如果中断其供电，会严重减少产量，造成重大经济损失。这类负荷，如压风设备、采区变电所成重大经济损失。这类负荷，如压风设备、采区变电所等。等。3第三类负荷第三类负荷 第三类负荷，中断其供电，对生产无直接影响，也不第三类负荷，中断其供电，对生产无直接影响，也不会造成特别大的经济损失。会造成特别大的经济损失。根据煤矿电力负荷分类，当供电系统出现故障或进行根据煤矿电力负荷分类，当供电系统出现故障或进行检修，需要限制用电负荷时，就能分轻重缓急，停止对第检修，需要限制用电负荷时，就能分轻重缓急，停止对第三类负荷的供电，对第二类负荷全部或部分供电，确保对三类负荷的供电，对第二类负荷全部或部分供电，确保对第一类负荷的供电。第一类负荷的供电。二、矿井供电系统等级及其分类二、矿井供电系统等级及其分类 矿井供电系统是指由矿井地面变电所，井矿井供电系统是指由矿井地面变电所，井下中央变电所，采区变电所，工作面配电点下中央变电所，采区变电所，工作面配电点按照一定方式相互连接起来的一个整体按照一定方式相互连接起来的一个整体。1煤矿常用电压等级煤矿常用电压等级 考虑了经济和技术上的合理性以及所有电考虑了经济和技术上的合理性以及所有电气设备的制造水平和发展趋势，特别制定了标气设备的制造水平和发展趋势，特别制定了标准电压等级。由于煤矿生产条件的特殊性，采准电压等级。由于煤矿生产条件的特殊性，采用了特定的电压等级。下表列出了煤矿井下常用了特定的电压等级。下表列出了煤矿井下常用电压等级及其用途。用电压等级及其用途。煤矿井下常用电压等级及其用途煤矿井下常用电压等级及其用途 为了保证煤矿井下供电安全，煤矿安全规程对井下为了保证煤矿井下供电安全，煤矿安全规程对井下各级电压等级进行了具体的规定。煤矿安全规程第各级电压等级进行了具体的规定。煤矿安全规程第448条规定：井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，条规定：井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，应符合下列要求：应符合下列要求：(1)高压，不超过高压，不超过10 000V。(2)低压，不超过低压，不超过1 140V。(3)照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压，照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压，不不超过超过127V。(4)远距离控制线路的额定电压，不超过远距离控制线路的额定电压，不超过36 V。采区电气设备使用采区电气设备使用3 300 V供电时，必须制定专门的安全措供电时，必须制定专门的安全措施。施。210 kV电压下井的优点及规定电压下井的优点及规定 随着井下机械化程度的提高，采掘工作面机组容量随着井下机械化程度的提高，采掘工作面机组容量的加大，的加大，6 kV供电电压在某些矿已不能满足要求，特供电电压在某些矿已不能满足要求，特别是一些大型矿井，甚至特大型矿井的出现，开始采别是一些大型矿井，甚至特大型矿井的出现，开始采用用10 kV电压下井。电压下井。10 kV电压下井提高了供电的经济电压下井提高了供电的经济性并增大了供电范围。性并增大了供电范围。1)10 kV下井的优点下井的优点(1)大型矿井大型矿井 降低高压电网的电能损耗。由于降低高压电网的电能损耗。由于10 kV输输电比电比6 kV输电的电能损耗小，同时也没有输电的电能损耗小，同时也没有10 kV6 kV变压器的损耗，所以降低了高压电变压器的损耗，所以降低了高压电网的电能损耗。网的电能损耗。减小下井电缆截面。在输送能量一定的减小下井电缆截面。在输送能量一定的情况下，电压越高，电流就越小，输电所需导情况下，电压越高，电流就越小，输电所需导线的截面也越小。线的截面也越小。优点体现在以下几个方面优点体现在以下几个方面:(2)中小型矿井。有相当一部分中小型矿井采用中小型矿井。有相当一部分中小型矿井采用10 kV电力系统电源供电。若采用电力系统电源供电。若采用10 kV直接下井，有以直接下井，有以下优点：下优点：减少因设置变电所而造成的主变压器多余容量减少因设置变电所而造成的主变压器多余容量的初装增容费；的初装增容费；减少了年运行费用；减少了年运行费用；简化了供电系统，减少了电网事故，提高运行简化了供电系统，减少了电网事故，提高运行的可靠性。的可靠性。井下供电电压越高，电网对地电容电流越大，接地井下供电电压越高，电网对地电容电流越大，接地电火花能量越大，人身触电伤亡的危险性及瓦斯、煤尘电火花能量越大，人身触电伤亡的危险性及瓦斯、煤尘爆炸的可能性也越大。因此，采用爆炸的可能性也越大。因此，采用10 kV电压直接下井，电压直接下井，应遵循下列规定：应遵循下列规定：(1)采用的采用的10 kV矿用电气设备，必须通过部级技术鉴矿用电气设备，必须通过部级技术鉴定。定。(2)10 kV系统投入前，必须按有关规定进行验收、检系统投入前，必须按有关规定进行验收、检查、试验。查、试验。2)10 kV直接下井的规定直接下井的规定 (3)10 kV系统投入运行后，必须按有关规系统投入运行后，必须按有关规定进行各项试验整定工作。定进行各项试验整定工作。(4)必须装设必须装设10 kV单相接地保护、保护接单相接地保护、保护接地，并按有关规定进行各项试验。地，并按有关规定进行各项试验。(5)10 kV6 kV矿用监视屏蔽型橡套电缆矿用监视屏蔽型橡套电缆的相互连接及其与设备的连接，必须采用的相互连接及其与设备的连接，必须采用10 kV专用的电缆终端。专用的电缆终端。(二二)矿井供电系统的分类矿井供电系统的分类 根据矿井的井田范围、煤层埋藏深度、地质条件，根据矿井的井田范围、煤层埋藏深度、地质条件，矿井供电系统分为矿井供电系统分为 深井供电系统深井供电系统:浅井供电系统浅井供电系统:煤层深度大于煤层深度大于150 m煤层深度小于煤层深度小于150 m 典型的深井供电系统如图典型的深井供电系统如图31所示。深井供电系所示。深井供电系统采用了统采用了 三级供电方式，即地面变电所、井下中央变三级供电方式，即地面变电所、井下中央变电所、采区变电所。电所、采区变电所。矿井地面变电所由两趟矿井地面变电所由两趟35kV线路线路供电供电(有些大型矿井采用有些大型矿井采用110kV)。两趟。两趟35kV线路来自线路来自两个不同的电源。地面变电所将两个不同的电源。地面变电所将 35kV降压为降压为6kV，供、，供、配电给地面的主、副井提升设备、通风机、空压机、配电给地面的主、副井提升设备、通风机、空压机、选煤厂等，同时地面变电所将选煤厂等，同时地面变电所将6kV降压为降压为380V供地面供地面低压动力及照明用电。低压动力及照明用电。1深井供电系统深井供电系统 从地面变电所两段不同的从地面变电所两段不同的6kV母母线上引出两条高压输电电缆，通过井线上引出两条高压输电电缆，通过井筒下井送到井下中央变电所；在井下筒下井送到井下中央变电所；在井下中央变电所通过高压配电装置将电能中央变电所通过高压配电装置将电能分配给井底车场附近的高压用电设备，分配给井底车场附近的高压用电设备，如主排水泵、变流设备，并向各采区如主排水泵、变流设备，并向各采区变电所供电，同时在井下中央变变电所供电，同时在井下中央变 电电所还设置了动力变压器，将所还设置了动力变压器，将6kV电压电压降到降到380V(660V)，向井底车场及附，向井底车场及附近巷道、硐室的低压动力设备供电。近巷道、硐室的低压动力设备供电。此外，还设置了照明、信号综合保护此外，还设置了照明、信号综合保护装置，将装置，将380V(或或660V)电压进电压进步降步降 到到127V，供井底车场及附近硐，供井底车场及附近硐室照明、信号专用。室照明、信号专用。2浅井供电系统浅井供电系统典型的浅井供电系统如图所示典型的浅井供电系统如图所示 浅井供电系统不必将浅井供电系统不必将6kV电能送至井下中央变电所电能送至井下中央变电所进行电能的分配和输送，而是由地面变电所直接将进行电能的分配和输送，而是由地面变电所直接将6kV电能送到与采区变电所位置相对应的地面变电亭，变电能送到与采区变电所位置相对应的地面变电亭，变电亭再将电亭再将6kV降低到降低到660V(或或380V)，经钻孔向井下采，经钻孔向井下采区变电所供电区变电所供电 井底车场的低压供电，是由地面变电所引出的低井底车场的低压供电，是由地面变电所引出的低压母线经井筒提供的。由地面变电所到采区地面变电压母线经井筒提供的。由地面变电所到采区地面变电亭的供电，采用高压架空线路亭的供电，采用高压架空线路(也可采用电缆线路也可采用电缆线路)，在架空线两端需装设避雷装置。浅井供电系统的优点在架空线两端需装设避雷装置。浅井供电系统的优点是简便、经济，可减少硐室的开拓量，节省了高压电是简便、经济，可减少硐室的开拓量，节省了高压电缆和高压配电装置，减少了触电的危险；其缺点是需缆和高压配电装置，减少了触电的危险；其缺点是需要钻孔，需要建地面变电亭。要钻孔，需要建地面变电亭。三、井下中央变电所及采区供电三、井下中央变电所及采区供电(一一)井下中央变电所厦其设备布置井下中央变电所厦其设备布置 井下中央变电所是井下供电枢纽，是变配电井下中央变电所是井下供电枢纽，是变配电的中心。单一水平生产的矿井，设一个井下中的中心。单一水平生产的矿井，设一个井下中央变电所；多水平的生产矿井，每个水平各设央变电所；多水平的生产矿井，每个水平各设一个井下中央变电所。一个井下中央变电所。1井下中央变电所的位置井下中央变电所的位置 井下中央变电所一般设在井底车场附近、负荷的中央井下中央变电所一般设在井底车场附近、负荷的中央与水泵房相连。井下中央变电所与水泵房硐室最好成直线，与水泵房相连。井下中央变电所与水泵房硐室最好成直线，在一条水平线上铺一条相通的轨道，为了保证设备运输的在一条水平线上铺一条相通的轨道，为了保证设备运输的方便，井下中央变电所与井底车场运输巷道开有相通的巷方便，井下中央变电所与井底车场运输巷道开有相通的巷道，如图所道，如图所 示：示：1副井井副井井2一主井井筒；一主井井筒；3井下中井下中央变电所央变电所 4一主水泵一主水泵房；房；5井底车场井底车场巷道巷道2井下中央变电所的主要任务井下中央变电所的主要任务 井下中央变电所的主要任务之一是向下列设备及地点配电。井下中央变电所的主要任务之一是向下列设备及地点配电。(1)各采区变电所；各采区变电所；(2)主排水泵房的高压电动机；主排水泵房的高压电动机；(3)井下电机车需要的变流设备。井下电机车需要的变流设备。井下中央变电所的主要任务之二，是通过动力变压器将井下中央变电所的主要任务之二，是通过动力变压器将高压高压6 kV降低到降低到660 V(或或380 V)向井底车场及其附近巷道向井底车场及其附近巷道的低压动力设备的低压动力设备 井下中央变电所主要设备有：高压配电装置、动力变压器、井下中央变电所主要设备有：高压配电装置、动力变压器、低压馈电开关、低压真空磁力启动器、检漏继电器、照明和低压馈电开关、低压真空磁力启动器、检漏继电器、照明和信号综合保护装置及照明灯具等。各种设备除满足电压、容信号综合保护装置及照明灯具等。各种设备除满足电压、容量等基本要求外，还必须符合煤矿安全规程第量等基本要求外，还必须符合煤矿安全规程第444条的条的规定。规定。3井下中央变电所的设备组成井下中央变电所的设备组成 井下中央变电所主要设备有：高压配电装置、动井下中央变电所主要设备有：高压配电装置、动力变压器、低压馈电开关、低压真空磁力启动器、力变压器、低压馈电开关、低压真空磁力启动器、检漏继电器、照明和信号综合保护装置及照明灯具检漏继电器、照明和信号综合保护装置及照明灯具等。各种设备除满足电压、容量等基本要求外，还等。各种设备除满足电压、容量等基本要求外，还必须符合煤矿安全规程第必须符合煤矿安全规程第444条的规定。条的规定。对井下中央变电所的设备应加强维修和保养，对井下中央变电所的设备应加强维修和保养，对运行中的主要变压器、高低压配电装置应定期进行对运行中的主要变压器、高低压配电装置应定期进行检查、调整，设立设备的检查、调整，设立设备的“运行日志运行日志”和定期检查记和定期检查记录、巡回检查记录、故障记录，设备转过程中要坚持录、巡回检查记录、故障记录，设备转过程中要坚持巡回检查制度，发现问题及时处理和汇报，使设备经巡回检查制度，发现问题及时处理和汇报，使设备经常保持整洁、润滑、安全、经济运转。常保持整洁、润滑、安全、经济运转。4井下中央变电所的电源及其接线系统井下中央变电所的电源及其接线系统 1)电源进线电源进线。井下中央变电所的电源来自地面变电所两段不同的井下中央变电所的电源来自地面变电所两段不同的6 kV母母线。煤安全规程规定，井下中央变电所供电线路不得少于线。煤安全规程规定，井下中央变电所供电线路不得少于两回路供电。立井开拓的矿井考虑到便于电缆检修、避免电缆两回路供电。立井开拓的矿井考虑到便于电缆检修、避免电缆被砸被砸 坏，一般下井电缆敷设在副井井筒。对斜井开拓的矿井，坏，一般下井电缆敷设在副井井筒。对斜井开拓的矿井，煤矿安全规程规定；在机械提升的进风的倾斜井巷敷设电煤矿安全规程规定；在机械提升的进风的倾斜井巷敷设电缆时，必须有可靠的安全措施。采用斜井开拓矿井，如钻孔深缆时，必须有可靠的安全措施。采用斜井开拓矿井，如钻孔深度用一根电缆长度能满足要求，且经济比较有利时，应采用钻度用一根电缆长度能满足要求，且经济比较有利时，应采用钻孔下电缆方式。特别是对于井下水量较大的矿井，需多根电缆孔下电缆方式。特别是对于井下水量较大的矿井，需多根电缆下井时，采用钻孔下电缆方式有更多的优越性。对于平硐开拓下井时，采用钻孔下电缆方式有更多的优越性。对于平硐开拓的矿井，平硐内如有下山主排水泵房及供综合机械化采煤的采的矿井，平硐内如有下山主排水泵房及供综合机械化采煤的采区变电所，一般应有两回路向上述地点供电，当任一回路发生区变电所，一般应有两回路向上述地点供电，当任一回路发生故障时，另一回路仍能保证水泵及综采工作面正常工作。故障时，另一回路仍能保证水泵及综采工作面正常工作。对于多水平生产的矿井，各水平井下中央变电所对于多水平生产的矿井，各水平井下中央变电所的电源可以分别引自地面变电所，也可以引自上一水的电源可以分别引自地面变电所，也可以引自上一水平的井下中央变电所；或者一部分引自上一水平的井平的井下中央变电所；或者一部分引自上一水平的井下中央变电所，另一部分引自地面变电所。下中央变电所，另一部分引自地面变电所。2)接线方式接线方式 (1)单一水平井下中央变电所的接线方式。单一水平井下中央变电所的接线方式。如图所示如图所示 井下中央变电所两段井下中央变电所两段母线分别来自地面变电站母线分别来自地面变电站6 kV两段母线的电缆。这两段母线的电缆。这种接线方式适用于井下负种接线方式适用于井下负荷不太大的中、小型矿井。荷不太大的中、小型矿井。这种接线系统的优点是简这种接线系统的优点是简单、可靠。两趟电缆线路单、可靠。两趟电缆线路当一趟电缆停止工作时，当一趟电缆停止工作时，另一趟电缆必须承担全矿另一趟电缆必须承担全矿井下负荷。井下负荷。3趟电缆下井，如图所示，适用于老矿井原来趟电缆下井，如图所示，适用于老矿井原来采用两趟电缆下井供电，后因增加负荷，需扩大采用两趟电缆下井供电，后因增加负荷，需扩大供电能力时采用。供电能力时采用。(2)多水平矿井井下中央变电所接线方式多水平矿井井下中央变电所接线方式。如图所示为两个水平开采，如图所示为两个水平开采，各水平中央变电所接线方式。各水平中央变电所接线方式。这种方式适用于二水平用电负这种方式适用于二水平用电负荷接近或大于一水平用电负荷荷接近或大于一水平用电负荷 如图为两个水平开采，如图为两个水平开采，各水平中央变电所接线方各水平中央变电所接线方式。这种方式适用于二水式。这种方式适用于二水平负荷大于一水平用电负平负荷大于一水平用电负荷，同时当二水平负荷出荷，同时当二水平负荷出现后，一水平的负荷有所现后，一水平的负荷有所下降。这种接线方式充分下降。这种接线方式充分利用一水平原有的下井电利用一水平原有的下井电缆的供电能力，在一、二缆的供电能力，在一、二水平之间增设两回联络电水平之间增设两回联络电缆。缆。如图所示也是多水平开采如图所示也是多水平开采时中央变电所接线方式。这时中央变电所接线方式。这种接线方式适用于二水平的种接线方式适用于二水平的用电负荷小于一水平的用电用电负荷小于一水平的用电负荷，当二水平出现后，一负荷，当二水平出现后，一水平负荷有所下降，一、二水平负荷有所下降，一、二水平总负荷用一水平原供电水平总负荷用一水平原供电电缆。电缆。5井下中央变电所设备布置井下中央变电所设备布置 设备布置原则如下：设备布置原则如下：(1)变电所内设备之间的电气连接，除在开关柜内变电所内设备之间的电气连接，除在开关柜内可用母线连接外，必须用电缆作连接。可用母线连接外，必须用电缆作连接。(2)变电所设备布置时应留出一定的备用位置。变电所设备布置时应留出一定的备用位置。(3)为缩短硐室的长度，一般采用双列布置，只有为缩短硐室的长度，一般采用双列布置，只有在设备台数很少，低压开关采用配电盘时，才采用在设备台数很少，低压开关采用配电盘时，才采用单列布置。单列布置。(4)所有电气设备外壳必须接地，接地母所有电气设备外壳必须接地，接地母线沿硐室内壁敷设。由于井下主接地极设置线沿硐室内壁敷设。由于井下主接地极设置在主排水泵房的吸水小井内，距井下中央变在主排水泵房的吸水小井内，距井下中央变电所很近，所以井下中央变电所除检漏继电电所很近，所以井下中央变电所除检漏继电器的辅助接地极外不设置局部接地极。器的辅助接地极外不设置局部接地极。设备布置如图所示设备布置如图所示(二二)采区供电采区供电 随着采掘机械化的发展，工作面电气设备总容量的增随着采掘机械化的发展，工作面电气设备总容量的增加，对井下采区供电提出了新的要求。首先采区供电电加，对井下采区供电提出了新的要求。首先采区供电电压已普遍采用压已普遍采用660V或或l 140 V。第二，为了缩短低压供电。第二，为了缩短低压供电距离，使用了隔爆移动变电站；为了配合采煤机组快速距离，使用了隔爆移动变电站；为了配合采煤机组快速推进需要，广泛采用了组合式电气设备。第三，在采区推进需要，广泛采用了组合式电气设备。第三，在采区电气安全方面广泛采用了阻燃移动式橡套屏蔽电缆，使电气安全方面广泛采用了阻燃移动式橡套屏蔽电缆，使用了漏电闭锁、有选择性漏电保护装置，使用了照明、用了漏电闭锁、有选择性漏电保护装置，使用了照明、信号综合保护装置和煤电钻综合保护装置。信号综合保护装置和煤电钻综合保护装置。1采区变电所的作用及其位置采区变电所的作用及其位置 采区变电所是采区用电的中心，其主要任务是将采区变电所是采区用电的中心，其主要任务是将高电压变为低电压，并分配到本采区所有采掘工作面高电压变为低电压，并分配到本采区所有采掘工作面及其他用电设备；同时，采区变电所还将部分高压直及其他用电设备；同时，采区变电所还将部分高压直接分配给本采区的移动变电站。采区变电所的位置决接分配给本采区的移动变电站。采区变电所的位置决定于低压供电电压、供电距离、采煤机组的容量大小定于低压供电电压、供电距离、采煤机组的容量大小等因素。一般情况下采区变电所应设在采区用电负荷等因素。一般情况下采区变电所应设在采区用电负荷的中心，以保证低压用电设备的供电电缆线路不是太的中心，以保证低压用电设备的供电电缆线路不是太长，使设备的端电压满足要求。采区变电所不得设在长，使设备的端电压满足要求。采区变电所不得设在工作面运输巷道中，一般设在采区运输上山与轨道上工作面运输巷道中，一般设在采区运输上山与轨道上山之间的联络巷内，如图所示。山之间的联络巷内，如图所示。2采区变电所接线方式采区变电所接线方式(2)双电源进线双电源进线(1)单电源进线单电源进线。(3)向移动变电站供电的接向移动变电站供电的接线方式线方式。2)采区变电所低压接线方采区变电所低压接线方式式 1)采区变电所高压接线方式采区变电所高压接线方式 如图所示如图所示3采区变电所设备布置采区变电所设备布置 (三三)移动变电站移动变电站 移动变电站一般设置在工作面平巷，距工作面移动变电站一般设置在工作面平巷，距工作面150300 m，工作面每推进工作面每推进lOO200 m移动变电站向前移动一次，使低压供移动变电站向前移动一次，使低压供电距离不超过电距离不超过500 m。其布置方式有以下几种：。其布置方式有以下几种：(1)设置在运输平巷设置在运输平巷 （2)设置在回风平巷设置在回风平巷 (3)设置在下一个工作面的回风平巷与本工作面运设置在下一个工作面的回风平巷与本工作面运输平巷的联络巷内。输平巷的联络巷内。(4)设置在运输平巷的人口处轨道上山与材料上山的联络巷内设置在运输平巷的人口处轨道上山与材料上山的联络巷内。四、变压器中性点运行方式四、变压器中性点运行方式 (一一)井下供电的特点井下供电的特点(1)井下环境恶劣，受五大自然灾害的威胁，湿度大设备易井下环境恶劣，受五大自然灾害的威胁，湿度大设备易受潮，易发生触电事故。受潮，易发生触电事故。(2)井下除架线电机车使用架空线路外，送电线路都是电缆井下除架线电机车使用架空线路外，送电线路都是电缆 线路，随着工作面的向前移动，电气设备供电电缆移动频繁。线路，随着工作面的向前移动，电气设备供电电缆移动频繁。(3)井下巷道硐室和工作面空间狭窄，并常有岩块、煤块冒井下巷道硐室和工作面空间狭窄，并常有岩块、煤块冒落的危险。落的危险。(4)井下电气设备工作繁重，启动频繁，负荷变井下电气设备工作繁重，启动频繁，负荷变化较大，设备易过载。化较大，设备易过载。(二二)变压器中性点运行方式分析变压器中性点运行方式分析1变压器的中性点概念变压器的中性点概念 变压器三相绕组星形变压器三相绕组星形(Y)联接，将三相绕组末端连接在一起，联接，将三相绕组末端连接在一起，成为一个公共点，称为中性点。成为一个公共点，称为中性点。如图所示为正常情况下变压空载时线路等效电路图如图所示为正常情况下变压空载时线路等效电路图和矢量图。和矢量图。设各相电压相等而且对称设各相电压相等而且对称Ua=Ub=Uc其矢量图如图所示。各相其矢量图如图所示。各相对地的绝缘电阻相等，对地的绝缘电阻相等，ra=rb=rc且看成是星形负载，有如下关系：且看成是星形负载，有如下关系：Ua+Ub+Uc=0 中性点对地电位用中性点对地电位用uo表示，在正常情况下电源电压对称、线路表示，在正常情况下电源电压对称、线路负荷对称时，变压器中性点对地电位为零，即负荷对称时，变压器中性点对地电位为零，即Uoo。2变压器中性点运行方式的种类变压器中性点运行方式的种类 变压器中性点的运行方式其实就是变压器中性点与地变压器中性点的运行方式其实就是变压器中性点与地连接的方式，有连接的方式，有3种形式：变压器中性点直接接地，变压种形式：变压器中性点直接接地，变压器中性点不接地、变压器中性点采用消弧线圈接地。器中性点不接地、变压器中性点采用消弧线圈接地。3变压器中性点直接接地的危害变压器中性点直接接地的危害 (1)人体触及一相带电体人体触及一相带电体(2)电网一相接电网一相接地地 4变压器中性点不接地运行方式变压器中性点不接地运行方式 如图所示为变压器中性点不接地运行时人触及一如图所示为变压器中性点不接地运行时人触及一相带电体状况。此时电流从电网一相经过人身地，再相带电体状况。此时电流从电网一相经过人身地，再经过其他两相对地绝缘电阻经过其他两相对地绝缘电阻rb,rc。和对地电容。和对地电容Cb，CC回到电网。回到电网。(1)忽略电网对地电容忽略电网对地电容(2)考虑电网对地电容考虑电网对地电容 5变压器中性点采用消弧线圈接地变压器中性点采用消弧线圈接地 在电网对地电容电流较大时，如果片面地增加在电网对地电容电流较大时，如果片面地增加线路对地绝缘电阻，不但不能减少通过人身的触电线路对地绝缘电阻，不但不能减少通过人身的触电电流，反而会增加触电电流。所以只有用电感电流电流，反而会增加触电电流。所以只有用电感电流来补偿电容电流。变压器中性点采用消弧线圈接地来补偿电容电流。变压器中性点采用消弧线圈接地就是通过消弧线圈产生感性电流补偿电网电容电流。就是通过消弧线圈产生感性电流补偿电网电容电流。煤矿安全规程第煤矿安全规程第457条规定：矿井高压电网，条规定：矿井高压电网，必须采取措施限制单相接地电容电流不超过必须采取措施限制单相接地电容电流不超过20 A。第二节第二节 井下供电安全井下供电安全一、煤矿安全规程对井下供电的要求一、煤矿安全规程对井下供电的要求 (1)对井下各水平中央变对井下各水平中央变(配配)电所、主排水泵房和下山开电所、主排水泵房和下山开采的采区排水泵房供电的线路，不得少于两回路。当任一采的采区排水泵房供电的线路，不得少于两回路。当任一回路停止供电时，其余回路应担负全部负荷。两回路电源回路停止供电时，其余回路应担负全部负荷。两回路电源应来自各自的变压器和母线段，线路上不应分接任何负荷。应来自各自的变压器和母线段，线路上不应分接任何负荷。(2)井下低压配电系统同时存在井下低压配电系统同时存在2种或种或2种以上电压时，低种以上电压时，低压电气设备上应明显地标出其电压额定值。压电气设备上应明显地标出其电压额定值。(3)矿井必须备有井上、下配电系统图，井下电气设备布矿井必须备有井上、下配电系统图，井下电气设备布置示意图和电力、电话、信号、电机车等线路平面敷设示意置示意图和电力、电话、信号、电机车等线路平面敷设示意图，并随着情况变化定期填绘。同时，图中应注明：图，并随着情况变化定期填绘。同时，图中应注明：电动电动机、变压器、配电设备、信号装置、通信装置等装设地点；机、变压器、配电设备、信号装置、通信装置等装设地点；每一设备的型号、容量、电压、电流种类及其他技术性能；每一设备的型号、容量、电压、电流种类及其他技术性能；馈出线的短路、过负荷保护的整定值，熔断器熔体的额定馈出线的短路、过负荷保护的整定值，熔断器熔体的额定电流值，以及被保护干线和支线最远点两相短路电流值；电流值，以及被保护干线和支线最远点两相短路电流值；线路电缆的用途、型号、电压、截面和长度；线路电缆的用途、型号、电压、截面和长度；保护接地装保护接地装置的安设地点。置的安设地点。（4)电气设备不应超过额定值运行电气设备不应超过额定值运行 (5)井下配电网路井下配电网路(变压器馈出线路、电动机等变压器馈出线路、电动机等)均应装设过流、短路保护装置；必须用该配电网路均应装设过流、短路保护装置；必须用该配电网路的最大三相短路电流校验开关设备的分断能力和动、的最大三相短路电流校验开关设备的分断能力和动、热稳定性，以及电缆的热稳定性；必须用最小两相热稳定性，以及电缆的热稳定性；必须用最小两相短路电流校验保护装置的可靠动作系数。短路电流校验保护装置的可靠动作系数。(6)井下中央变电所的高压馈电线上，必须装设有选择性的井下中央变电所的高压馈电线上，必须装设有选择性的单相接地保护装置；供移动变电站的高压馈电线上，必须装单相接地保护装置；供移动变电站的高压馈电线上，必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。(7)直接向井下供电的高压馈电线上，严禁装设自动重合闸。直接向井下供电的高压馈电线上，严禁装设自动重合闸。(8)井上、下必须装设防雷电装置，并遵守下列规定：井上、下必须装设防雷电装置，并遵守下列规定：经经由地面架空线路引入井下的供电线路和电机车架线，必须在人由地面架空线路引入井下的供电线路和电机车架线，必须在人井处装设防雷电装置；井处装设防雷电装置；由地面直接人井的轨道及露天架空引由地面直接人井的轨道及露天架空引入入(出出)的管路，必须在井的管路，必须在井I：1附近将金属体进行不少于附近将金属体进行不少于2处的良处的良好的集中接地。好的集中接地。二、煤矿安全规程对机电硐室的要求二、煤矿安全规程对机电硐室的要求 (1)井下中央变电所和井底车场内的其他机电设备硐室，用井下中央变电所和井底车场内的其他机电设备硐室，用砌碹或用其他不燃性材料支护，硐室必须装设向外开的防火砌碹或用其他不燃性材料支护，硐室必须装设向外开的防火铁门。并下中央变电所和主要排水泵房的地面标高，应分别铁门。并下中央变电所和主要排水泵房的地面标高，应分别比其出口与井底车场或大巷连接处的底板标高高出比其出口与井底车场或大巷连接处的底板标高高出05 m。(2)采掘工作面配电点的位置和空间必须能满足设备检修和采掘工作面配电点的位置和空间必须能满足设备检修和巷道运输、矿车通过及其他设备安装的要求。巷道运输、矿车通过及其他设备安装的要求。(3)变电硐室长度超过变电硐室长度超过6 m时，必须在硐室的两端各设时，必须在硐室的两端各设1个出口个出口 (4)硐室内各种设备与墙壁之间应留出硐室内各种设备与墙壁之间应留出05 m以上的通道，以上的通道，各种设备相互之间，应留出各种设备相互之间，应留出08 m以上的通道。以上的通道。(5)带油的电气设备必须设在机电设备硐室内。严禁带油的电气设备必须设在机电设备硐室内。严禁设集油坑设集油坑。(6)机电设备硐室内不应有滴水。硐室的过道应保持机电设备硐室内不应有滴水。硐室的过道应保持畅通，严禁存放无关的设备和物件。畅通，严禁存放无关的设备和物件。(7)机电设备硐室人口处，必须悬挂机电设备硐室人口处，必须悬挂“非工作人员禁止入非工作人员禁止入内内”字样的警示牌。硐室内必须悬挂与实际相符的供电系字样的警示牌。硐室内必须悬挂与实际相符的供电系统图。硐室内有高压电气设备时，人口处和硐室内必须统图。硐室内有高压电气设备时，人口处和硐室内必须在明显地点悬挂在明显地点悬挂“高压危险高压危险”字样的警示牌。字样的警示牌。(8)采区变电所应设专人值班。无人值班的变电硐室采区变电所应设专人值班。无人值班的变电硐室必须关门加锁，并有值班人员巡回检查。必须关门加锁，并有值班人员巡回检查。(9)机电设备硐室内的设备，必须分别编号，标明机电设备硐室内的设备，必须分别编号，标明用途，并有停送电的标志。用途，并有停送电的标志。(10)机电设备硐室内必须有足够的照明机电设备硐室内必须有足够的照明 (11)井底车场，运输调度室，采区变电所，上、井底车场，运输调度室，采区变电所，上、下山绞车房，水泵房，带式输送机集中控制硐下山绞车房，水泵房，带式输送机集中控制硐室等主要机电设备硐室和采掘工作面，应安装室等主要机电设备硐室和采掘工作面，应安装电话；井下主要泵房、井下中央变电所的电话，电话；井下主要泵房、井下