第6章矿井与采区供电bptx.docx
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1、目录第六章矿矿井与采采区供电电1第一节电电力系统统概述11一、电力力系统11二、电压压等级11三、电力力负荷分分类:22四、煤矿矿企业对对供电的的要求33第二节矿矿区电网网简介及及供电特特点4第三节井井下中央央变电所所及采区区供电111一、井下下中央变变电所供供电111二、采区区供电111三、采掘掘工作面面的供电电16第四节常常用矿用用供电设备基本原原理200一、矿用用一般型型高低压压配电柜柜20二、矿用用隔爆型型高压开开关及移移动变电电站高压压开关226三、矿用用隔爆型型干式变变压器330四、矿用用隔爆型型真空馈馈电开关关33五、矿用用隔爆型型真空电电磁起动动器377六、矿用用隔爆型型照明综
2、综合保护护器399第五节电电气防爆爆41一、防爆爆电气设设备的防防爆型式式41二、防爆爆电气产产品分类类和温度度组别446第六节矿矿用电缆缆及安全全管理448一、矿用用电缆的的型号和和用途448二、矿用用电缆的的选择551三、电缆缆的连接接、敷设设、维护护和检查查55四、电缆缆故障的的原因及及判定660第七节机机电设备备完好标标准644一、通用用部分664二、常用用设备专专属要求求69第六章 矿井与与采区供供电第一节 电力力系统概概述一、电力力系统煤矿用电电来自地地方电力力系统。电电力系统统是由发发电厂发发电机、输输电线路路、升压压或降压压变电设设备所组组成的整整体。电力系统统主要环环节:1、
3、 发电厂:水力发发电、火火力发电电、核电电站。2、 变电所:22万万、111万、335KVV、100KV、66KV等等;3、 电力网:由变电电所和电电力线路路组成。电电力网分分为低压压(1kkv以下下)、高高压(33-3330kvv)、超超高压(3330-10000kvv)、特特高压(110000kv以以上);二、电压压等级1、 额定电压压 能能使受电电器、发发电机、变变压器等等设备正正常工作作的电压压。2、 额定电压压等级:煤矿电压压等级及及应用范范围电压(kkv)应用范围围备注0.0336及以以下井下电气气设备的的控制电电压0.1227井下照明明及手持持式设备备电压0.222矿井地面面照明
4、电电压0.255电机车工工作电压压直流0.388地面低压压动力电电压0.5电机车工工作电压压直流0.666井下低压压动力设设备电压压0.755露天煤矿矿工业电电机车电电压直流1.144井下综合合机械化化采区动动力电压压我矿区连连采设备备1.5露天煤矿矿工业电电机车电电压直流3.3井下综合合机械化化采区动动力电压压我矿区综综采设备备6井、上下下高压电电机及配配电电压压10井、上下下高压电电机及配配电电压压35及660一般用于于矿区配配电及受受电电压压110主要用于于矿区受受电电压压大型矿区区也做配配电电压压三、电力力负荷分分类:矿山电力力负荷分分为三类类:第一类负负荷(一一级负荷荷):突突然中断
5、断供电,将将造成生生命危害害;导致致重大设设备破坏坏且难以以修复;打乱复复杂的生生产过程程,给经经济造成成重大损损失者。涌涌水量大大的矿井井的主排排水泵;矿井主主要通风风机;具具有瓦斯斯及水患患的立井井载人提提升机等等均为第第一类负负荷。一一级负荷荷要用双双回路独独立电源源供电。第二类负负荷(二二级负荷荷):突突然中断断供电,造造成大量量减产。如如大型矿矿井地面面空压机机,提升升运输设设备,向向综采工工作面供供电的采采区变电电所等。二二级负荷荷一般由由双回路路供电,也也可用一一回专用用线路供供电。第三类负负荷(三三级负荷荷):不不属于一一、二类类负荷的的用电设设备。对对供电无无特殊要要求。四、
6、煤矿矿企业对对供电的的要求a) 供电可靠靠1)要求求供电不不间断; 2)对对重要负负荷供电电应绝对对可靠:如主排排水泵、提提升机、通通风机、瓦瓦斯泵、压压风机、监监测监控控等; 3)采采用双回回独立线线路供电电。煤矿井下下中断供供电会导导致通风风中断、瓦瓦斯积聚聚,水泵泵停开可可能会淹淹井等严严重问题题。所以以必须保保证矿井井可靠的的供电。 b) 供电安全全1)供电电安全包包括人身身和设备备安全;2)依据据煤矿矿安全规规程和和有关规规定,进进行操作作,确保保供电安安全。井下潮湿湿、空间间侠窄、光光照不足足是构成成用电不不安全的的客观条条件;同同时井下下存在瓦瓦斯、煤煤尘爆炸炸危险,电电气设备备
7、必须采采取防爆爆措施。这这些都对对井下安安全提出出了较高高的要求求。 c) 供电质量量: 1)要要求用电电设备在在额定参参数下运运行; 2)反反映供电电质量的的指标主主要有两两个:频频率和电电压。频频率 550Hzz,要求求偏差小小于0.55Hz,即即额 定定频率的的 1%,一般般由发电电厂决定定。电压压,各种种电气设设备要求求电压偏偏差也不不一样,一一般情况况下电动动 机允允许电压压偏差5%,过过高或过过低都有有烧坏电电动机的的可能。线路额定定电压UUN电压允许许变化范范围35kVV及以上上5%UNN10kVV及以下下7%UNN低压照明明+5%UUN-100%UNN4.供电电经济 在保证证供
8、电安安全、可可靠,质质量的前前提下: )尽尽量降低低基本建建设投资资; )尽可可能降低低设备、材材料、有有色金属属的消耗耗; )尽量量降低电电能消耗耗和维修修费用等等。 第二节 矿区区电网简简介及供供电特点点由煤矿地地面变电电所的变变压器、配配电装置置、供电电线路将将电能输输送给中中央变电电所或采采区变电电所,经经过变配配电供给给用电负负荷,这这种运行行方式相相互联结结起来所所构成的的供电网网称为矿矿井供电电系统。供电系统统中还包包括漏电电检测保保护、保保护接地地装置和和短路保保护装置置,它们们一并构构成一个个完善的的供电系系统。矿矿井供电电系统可可根据矿矿井的井井田范围围、矿层层结构、煤煤层
9、埋藏藏深度和和井下涌涌水量的的情况分分为两种种基本类类型:(1)深深井供电电系统 当矿井的的井田范范围大、涌涌水量较较大、煤煤层埋藏藏深度超超过1550 mm时,可可考虑采采用深井井供电方方式,如如图所示示。从图上可可看出,地地面变电电所的电电源电压压是355kv,为为双回电电源线路路,互为为备用,满满足了矿矿井一类类用户的的需要。(2)浅浅井供电电系统 当煤层的的埋藏深深度较浅浅(一般般不超过过1500 m)矿井涌涌水量较较小,采采区距井井口或井井底车场场较远时时,如矿矿井开拓拓形式不不同的平平硐、斜斜井或部部分立井井,可采采用浅井井供电系系统。浅井供电电系统较较深井供供电系统统简单,一一般
10、由矿矿井地面面变电站站或配电电所直接接向采区变电电所、井井底车场场变电所所(或配配电所)供电,不不需由中中央变电电所向所所有井下下用电负负荷集中中配电,减减少了中中间供电电控制设设备,节节约了成成本。变压器中中性点不不直接接接地供电电系统在在交流供供电系统统中,变变压器的的中性点点有两种种接地方方式,即即直接接接地或不不接地。变变压器中中性点的的不同接接地方式式,井下下供电的的安全有有直接影影响,因因此以下下就各种种不同接接地方式式的特点点作简要要分析。1变压器中性点直接接地的危险性 图图1是在变变压器中中性点直直接接地地的供电电系统中中。人触触及一相相带电导导体时的的情况。从从图中看看出,此
11、此时加于于人体的的电压是是电网的的相电压压U,若电电网的线线电压为为3800v或6660VV,触电电后通过过人体的的电流足足以致人人死亡。图1 变变压器中中性点直直接接地地,人触触及一相相带电导导体时的的情况图2是在在变压器器中性点点直接接接地的供供电系统统中发发生一相相线路接接地故障障时的情情况。由由于变压压器中性性点的工工作接地地电阻和和接地处处的接触触电阻一一般都不不大,因因而流过过接地故故障点的的电流很很大,故故又称这这种情况况为单相相接地短短路故障障;单相相接地短短路电流流在接地地故障点点所产生生的电弧弧足以以引起矿矿井下瓦瓦斯、煤煤尘爆炸炸。图2 变变压器中中性点直直接接地地,一相
12、相线路接接地时的的情况 鉴鉴于以上上两方面面的原因因,规规程规规定:严严禁井下下配电变变压器中中性点直直接接地地。严禁禁由地面面中性点点直接接接地的变变压器或或发电机机直接向向井下供供电。 2变压压器中性性点不接接地供电电系统 这种种供电系系统如图图3所示,是是我国目目前井下下规定使使用供电电系统。图图中的rr代表每每相线路路的对地地绝缘电电阻;CC代表每每相线路路的对地地分布电电容。在在变压器器中性点点不接地地系统中中,人触触及一相相线路导导体时,流流过人体体的电流流要经过过其他两两相线路路的对地地绝缘电电阻和分分布电容容形成回回路电电流的大大小也主主要取决决于绝缘缘电阻的的大小和和分布电电
13、容的大大小。所所以在计计算通过过人体的的电流时时,必须须考虑线线路对地地的绝缘缘电阻和和分布电电容。电电网对地地的分布布电容和和线路的的总长度度不超过过1kmm时,分分布电容容很小,可可以忽略略不计。应应此,为为了分析析方便, 下面面分两种种情况加加以讨论论。图3 变变压器中中性点不不接地,供供电系统统和人触触及一相相带电导导体时的的情况 (1)忽忽略电网网对地分分布电容容 忽略电电网对地地分布电电容,在在人体触触及一相相(如aa相)带带电导体体时的电电流通路路如图44所示a相电电源a相线线路人体地rb、cc相电源源。 由由上述电电流通路路可以得得知,此此时加于于人体电电流通路路的电压压是电网
14、网的线电电压,但但此时的的人体与与其他两两相线路路的对地地绝缘电电阻相串串联。当当其他两两相线路路的绝缘缘状态良良好时,它它们的绝绝缘电阻阻值很高高,从而而可以限限制流过过人体的的电流,使使它远小小于中性性点直接接接地时时相应电电流 图4 变变压器中中性点不不接地,忽忽略电网网对地分分布电容容,人触触及一相相带电导导体时的的情况 在在变压器器中性点点不接地地并忽略略电网对对地分布布电容时时,在6660 v的供供电系统统中,只只要每根根线路对对地的绝绝缘电阻阻值不低低于355k就能能够保证证人体触触及根线路路导体时时的安全全。同理理,为使使人体触触及一相相带电导导体时通通过人体体的电流流不超过过
15、30mmA,在在3800v的供供电系统统中,每每相线路路的对地地绝缘电电阻值应应不低于于19kk,在111400V供电电系统中中,应不不低633k、在1127VV供电系系统中,应应不低于于444k。如果果低于了了上述相相应的数数值,触触电时仍仍有危险险。因此此,在变变压器中中性点不不接地的的供电系系统中,为为减小人人身触电电时的危危险,必必须加强强对电网网绝缘的的维护。提提高电网网对地的的绝缘水水平。 当当变压器器中性点点不接地地的供电电系统中中发生一一相(如如b相)线路接接地故障障时(见见图4,由于于受到其其他两相相线路对对地绝缘缘电阻限限制,因因而单相相接地电电流很小小,引起起瓦斯、煤煤尘
16、爆炸炸的危险险性也相相应减少少。因为为这时的的单相接接地电流流远小于于变压器器中性点点直接接接地时的的单相接接地短路路电流,所所以此时时的单相相接地故故障不称称为短路路,而称称为接地地漏电故故障!图4 变变压器中中性点不不接地,忽忽略电网网分布电电容,一一相线路路接地漏漏电时的的情况 虽虽然变压压器中性性点不接接地有以以上优点点,但在在电网绝绝缘水平平过低时时仍有触触电和引引起瓦斯斯、煤尘尘爆炸的的危险。特特别是它它的单相相接地漏漏电电流流很小,不不足以引引起一般般过流保保护装置置动作,故故障不能能及时发发现,时时间一长长会由于于故障处处的局部部发热而而损坏另另一相的的绝缘扩大成成两相短短路故
17、障障。此外外,如果果此时有有人触及及另一相相带电导导体(如如图4中人触触及a相相导体),则加加于人体体的电压压为线电电压,通通过人体体的电流流将比中中性点直直接接地地更大。因因此、在在煤矿井井下采用用变压器器中性点点不接地地系统的的同时还必须须坚持使使用检漏漏继电器器。在电电网一旦旦发生漏漏电时。能能及时切切断电源源,防止止故障扩扩大。(2)不不忽略电电网对地地分布电电容 在在电网总总长度超超过1KKm后,一一般就不不能忽略略电网对对地的分分布电容容。此时时人体触触及一相相线路导导体时的的情况,如如图3所示。 从从图中看看出,这这时流过过人体的的电流不不只是流流过其他他两根线线路绝缘缘电阻的的
18、电流。而而且还包包括流过过其他两两相线路路分布电电容的电电流,因因而流过过人体的的电流增增加、触触电的危危险性加加大。同同样电网网发生一一相线路路接地漏漏电,漏漏电电流流也会增增加,引引起瓦斯斯、煤尘尘爆炸的的危险也也加大。 通通过以上上所述可可以得知知:在采采取变压压器中性性点不接接地措施施后,如如果电网网存在有有较大的的分布电电容,即即使电网网对地有有较高的的绝缘水水平触触电和单单相接地地漏电的的危险仍仍然较大大;而且且分布电电容越大大,通过过人体的的电流和和漏电电电流越大大,其危危害也越越大。特特别需要要指出的的是,此此时若继继续提高高电网对对地的绝绝缘电阻阻值,不不仅不能能减小流流过人
19、体体的电流流和漏电电电流,相相反会使使它们进进一步增增加。因因此不能能单纯靠靠提高电电网的对对地绝缘缘水平来来减少人人体触电电电流和和电网的的漏电电电流,而而是要装装设带有有补偿作作用的检检漏继电电器弥补补中性点点不接地地系统的的不足。第三节 井下下中央变变电所及及采区供供电一、井下下中央变变电所供供电井下中央央变电所所的主要要作用就就是给各各个采区区变电所所、运输输系统、排排水系统统供配电电。随着矿井井年产量量大幅提提升,设设备功率率不断提提高,用用电量也也不断加加大。在在有些大大型矿井井采用110KVV下井;地面直直接向采采区供电电;以及及工作面面3.33KV工工作电源源等。二、采区区供电
20、采区供电电系统是是矿井供供电系统统的主要要组成部部分,也也是矿井井供电系系统安全全运行的的薄弱环环节。采区变电电所是采采区用电电设备的的电源。为为保证采采区供电电系统运运行安全全、合理理、经济济,采区区变电所所应是采采区动力力的中心心、其位位置对采采区供电电安全和和供电质质量有直直接的影影响。其其位置的的选择应应符合规规程和和煤矿矿工业设设计规范范的要要求。如下图:采区变变电所1、根据据规程程的规规定,采采区变电电所硐室室的结构构及设备备布置应应满足下下列要求求:第四百六六十条 永久性性井下中中央变电电所和井井底车场场内的其其他机电电设备硐硐室,应应砌碹或或用其他他可靠的的方式支支护。采采区变
21、电电所应用用不燃性性材料支支护。硐室必须须装设向向外开的的防火铁铁门。铁铁门全部部敞开时时,不得得妨碍运运输。铁铁门上应应装设便便于关严严的通风风孔。装装有铁门门时,门门内可加加设向外外开的铁铁栅栏门门,但不不得妨碍碍铁门的的开闭。从硐室出出口防火火铁门起起5m内的的巷道,应应砌碹或或用其他他不燃性性材料支支护。硐硐室内必必须设置置足够数数量的扑扑灭电气气火灾的的灭火器器材。井下中央央变电所所和主要要排水泵泵房的地地面标高高,应分分别比其其出口与与井底车车场或大大巷连接接处的底底板标高高高出00.5mm。第四百六六十一条条 采掘掘工作面面配电点点的位置置和空间间必须能能满足设设备检修修和巷道道
22、运输、矿矿车通过过及其他他设备安安装的要要求,并并用不燃燃性材料料支护。第四百六六十二条条 变电电硐室长长度超过过6m时,必必须在硐硐室的两两端各设设1个出出口。第四百六六十三条条 硐室室内各种种设备与与墙壁之之间应留留出0.5m以以上的通通道,各各种设备备相互之之间,应应留出00.8mm以上的的通道。对对不需从从两侧或或后面进进行检修修的设备备,可不不留通道道。第四百六六十四条条 带油油的电气气设备必必须设在在机电设设备硐室室内。严严禁设集集油坑。硐室不应应有滴水水。硐室室的过道道应保持持畅通,严严禁存放放无关的的设备和和物件。带带油的电电气设备备溢油或或漏油时时,必须须立即处处理。第四百六
23、六十五条条 硐室室入口处处必须悬悬挂“非工作作人员禁禁止入内内”字样的的警示牌牌。硐室室内必须须悬挂与与实际相相符的供供电系统统图。硐硐室内有有高压电电气设备备时,入入口处和和硐室内内必须在在明显地地点悬挂挂“高压危危险”字样的的警示牌牌。采区变电电所应设设专人值值班。无无人值班班的变电电硐室必必须关门门加锁,并并有值班班人员巡巡回检查查。硐室内的的设备,必必须分别别编号,标标明用途途,并有有停送电电的标志志。2、 采区变电电所接线线方法按照煤矿矿电能用用户分类类的原则则,采区区变电所所一般属属于二类类负荷用用户。我我国大部部分大型型新矿井井和部分分大型老老矿井的的主要采采区变电电所均采采用两
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