煤矿供电系统资料优秀PPT.ppt

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1、 煤矿供电系统煤矿供电系统凯嘉员工学院王金龙学问要点：学问要点：1.井下特殊的环境；井下特殊的环境；2.煤矿企业对供电的基本要求；煤矿企业对供电的基本要求；3.电力负荷的分类；电力负荷的分类；4.变电所的供电要求；变电所的供电要求；一、井下电器设备的特殊环境一、井下电器设备的特殊环境1 1煤矿井下的空气中含有瓦斯及煤尘，在其含量达到确定煤矿井下的空气中含有瓦斯及煤尘，在其含量达到确定量时，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。时，就会燃烧和爆炸。2 2井下采掘工艺须要用电雷管，电气设备对地的漏泄电流可井下采掘工艺须

2、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。能会将电雷管引爆。3 3井下硐室、巷道、采掘工作面等须要安装电气设备的空间井下硐室、巷道、采掘工作面等须要安装电气设备的空间都比较狭窄，对电气设备的体积都比较狭窄，对电气设备的体积 应受到确定限制，且使人体应受到确定限制，且使人体接触电气设备的机会较多，简洁发生触电事故。接触电气设备的机会较多，简洁发生触电事故。4 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气设备(特殊对电缆特殊对电缆)很简洁很简洁 受到这些外力的碰、挤、压、砸。受到这些外力的碰、挤、压、砸。5 5井下空

3、气比较潮湿，湿度一般在井下空气比较潮湿，湿度一般在 90 90以上，并且机电硐以上，并且机电硐室和巷道常常有滴水及淋水，使电室和巷道常常有滴水及淋水，使电 气设备很简洁受潮。气设备很简洁受潮。9 9井下如发生全部停电事故，超过确定的时间后，可能发生井下如发生全部停电事故，超过确定的时间后，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急。瓦斯积聚，引起瓦斯和煤尘爆炸危急。由于存在以上特殊条件，因此在考虑煤矿井下供电系统时，由于存在以上特殊条件，因此在考虑煤矿井下供电系统时，除必需严格遵守国家颁发

4、的除必需严格遵守国家颁发的 煤矿平安规程及煤炭工业煤矿平安规程及煤炭工业设计规范中有关的规定外，还应留意平安、牢靠、经济、合设计规范中有关的规定外，还应留意平安、牢靠、经济、合理性。理性。6 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备的散热散热条件较差。条件较差。7 7采掘工作面的电气设备移动频繁，且常常启动。生产中采掘工作面的电气设备移动频繁，且常常启动。生产中由于受自然条件变更的影响，运用电设备的负荷变更较大，由于受自然条件变更的影响，运用电设备的负荷变更较大，有时会产生短路过载。有时会产生短路过载。8.8.由于井下地质条件

5、发生变更，及雨季期间，井下有发生突水由于井下地质条件发生变更，及雨季期间，井下有发生突水事故的可能，其出水量往往为事故的可能，其出水量往往为 正常涌水量的几倍甚至几十倍。正常涌水量的几倍甚至几十倍。一旦突然出水，要求排水设备快速开动，以保证矿井平安。此一旦突然出水，要求排水设备快速开动，以保证矿井平安。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。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二、煤矿企业对供电的基本要求 1.供电牢靠：供电牢靠：1）要求供电不间断；）要求供电不间断；2）对重要负荷供电

6、应确定牢靠：如主排水泵、提）对重要负荷供电应确定牢靠：如主排水泵、提升机、通风机、瓦斯泵、压风机、监测监控等；升机、通风机、瓦斯泵、压风机、监测监控等；3）接受双回独立线路供电。）接受双回独立线路供电。煤煤矿矿井下中断供井下中断供电电会会导导致通致通风风中断、瓦斯中断、瓦斯积积聚，聚，水水泵泵停开可能会淹井等停开可能会淹井等严严峻峻问题问题。所以必需保。所以必需保证矿证矿井牢靠的供井牢靠的供电电。二、煤矿企业对供电的基本要求二、煤矿企业对供电的基本要求 2.供电平安供电平安：1）供电平安包括人身和设备平安；）供电平安包括人身和设备平安；2）依据煤矿平安规程和有关规定，进行操作，）依据煤矿平安规

7、程和有关规定，进行操作，确保供电平安。确保供电平安。井下潮湿、空间侠窄、光照不足是构成用电担井下潮湿、空间侠窄、光照不足是构成用电担忧全的客观条件；同时井下存在瓦斯、煤尘爆炸危忧全的客观条件；同时井下存在瓦斯、煤尘爆炸危急，电气设备必需实行防爆措施。这些都对井下平急，电气设备必需实行防爆措施。这些都对井下平安提出了较高的要求。安提出了较高的要求。3.供电质量：供电质量：1）要求用电设备在额定参数下运行；）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。）反映供电质量的指标主要有两个：频率和电压。频率频率 50Hz，要求偏差小于，要求偏差小于0.5Hz，即额定频率的，

8、即额定频率的 1%，一般由发电厂确定。电压，各种电气设备要求，一般由发电厂确定。电压，各种电气设备要求电压偏差也不一样，一般状况下电动机允许电压偏差电压偏差也不一样，一般状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。，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平安、牢靠，质量的前提下：供电经济在保证供电平安、牢靠，质量的前提下：）尽量降低基本建设投资）尽量降低基本建设投资;）尽可能降低设备、材料、有色金属的消耗）尽可能降低设备、材料、有色金属的消耗;）尽量降低电能消耗和修理费用等。）尽量降低电能消耗和修理费用等。三、电力负荷的分类三、电力负荷的分类（依据重要性进行分

9、类）（依据重要性进行分类）1.一类负荷（一级负荷）一类负荷（一级负荷）1）定义：凡因突然中断供电可能造成）定义：凡因突然中断供电可能造成人人身伤身伤亡或重大亡或重大设备设备损坏、造成重大损坏、造成重大经济经济损失或在损失或在政政治治上产生不良影响的负荷。上产生不良影响的负荷。2）一级负荷）一级负荷 一级负荷主要包括以下设备一级负荷主要包括以下设备(1)矿井主要扇风机。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。升降人员的立井提升机、矿井主提升设备。(3)有沉没危急的井下主排水设备。有沉没危急的井下主排水设备。(4)矿井抽放瓦斯设备。矿井抽放瓦斯设备。(5)突出、高瓦斯矿井掘进头

10、的通风设备。突出、高瓦斯矿井掘进头的通风设备。(6)压风机、监测监控设备压风机、监测监控设备。(7)为井下供电的变电所。为井下供电的变电所。3）供电要求：两个独立电源供电。）供电要求：两个独立电源供电。三、电力负荷的分类三、电力负荷的分类（依据重要性进行分类）（依据重要性进行分类）2.二类负荷（二级负荷）二类负荷（二级负荷）1）定义：凡因突然停电造成大量）定义：凡因突然停电造成大量减产减产或大量或大量废品废品的负荷。的负荷。2）二级负荷包括以下类型）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煤矿企业、井上、下主要生产环节的动力和照明设备。备。(2)水源缺乏地区的生产

11、、生活水源水泵及配有备用泵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。的消防水泵。(3)4t 以上锅炉设备。以上锅炉设备。(4)矿灯充电设备。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。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自动交换机，大中型监控设备及管理计管机的用电设备。设备。(7)电气集中的铁路运输信号设备。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。）供电要求：两个独立电源供电或专线。负荷分类的目的：负荷分类的目的：确保一类负荷供电不确保一类负荷供电不间断间断，保证二，保证二类负荷类负荷

12、用电用电，考虑三类负荷，考虑三类负荷供电供电。三、电力负荷的分类三、电力负荷的分类（依据重要性进行分类）（依据重要性进行分类）3.三类负荷（三级负荷）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。）定义：指除一、二类负荷以外的其它负荷。2）举例：公寓宿舍、地面附属车间及矿山机修厂等。）举例：公寓宿舍、地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。）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、电源数目、变压器、负荷、接线方式、电压等级、牢靠性？牢靠性？（1）矿井供电方式的确定因素：井田范围、煤）矿井供电方式的确

13、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。大小等综合因素进行。（2）分类：深井和浅井两种类型。）分类：深井和浅井两种类型。四、煤矿变电所接线实例：四、煤矿变电所接线实例：（1）深井供电系统）深井供电系统A.特点：特点：井下设立中心变电所井下设立中心变电所 B.确定因素：确定因素：煤层深，井下负荷大、涌水量大等。煤层深，井下负荷大、涌水量大等。C.组成：组成：地面变电所、井下中心变电所和采区变电地面变电所、井下中心变电所和采区变电所。所。D.供电回路数：供电回路数：两回路或两回路以上。两回路或两回路以上。（2）浅井

14、供电系统）浅井供电系统 A.特点：井下不设立中心变电所。特点：井下不设立中心变电所。B.确定因素：煤层埋藏不深确定因素：煤层埋藏不深(一般离地表一般离地表 100200m)、井田范围小、井下负荷不大、涌水量、井田范围小、井下负荷不大、涌水量 小的矿小的矿井。可接受浅井供电系统。井。可接受浅井供电系统。（2）浅井供电系统）浅井供电系统 C.浅井供电主要有以下三种方式：浅井供电主要有以下三种方式：a.井底车场及其旁边巷道的低压用电设备，可由设在地面变电所井底车场及其旁边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，的配电变压器降压后，用低压电缆通过

15、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电缆沿井筒送到井底车场 配电所后供应。配电所后供应。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，到设在采区地面上的变电室或变电亭，然后把电压降为然后把电压降为 380V 或或 6

16、60V 后，用低压电缆经钻孔送到后，用低压电缆经钻孔送到 井下采井下采区配电所，由采区配电所再送给工作面配电点和低压用电设备。区配电所，由采区配电所再送给工作面配电点和低压用电设备。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，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。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。为防止钻孔孔壁为钻孔

17、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。区。D.优缺点：浅井供电系统，可节约井下昂贵的高压电气设备和电优缺点：浅井供电系统，可节约井下昂贵的高压电气设备和电缆，削减井下变电硐室的开缆，削减井下变电硐室的开 拓量，所以比较经济、平安。其不足拓量，所以比较经济、平安。其不足之处是需打钻孔和敷设钢管，钢管用完后不能回收。之处是需打钻孔和敷设钢管，钢管用完后不能回收。矿井供电原委接受哪种供电方式，应依据矿井的具体状况经矿井供电原委接受哪种供电方式，应依据矿井的具体状况经技术经济比较后确定。技术经济比较后确

18、定。（3）井下中心变电所的结线（3）井下中心变电所的结线特点）井下中心变电所的结线特点（）单母线分段结线牢靠性高，负荷大（独立双电（）单母线分段结线牢靠性高，负荷大（独立双电源）源）（）运行方式：母线接受分列运行。（）运行方式：母线接受分列运行。（）适用状况；牢靠性高、负荷大（独立双电源）、（）适用状况；牢靠性高、负荷大（独立双电源）、对一二类负荷供电。对一二类负荷供电。8、井下中心变电所的位置、井下中心变电所的位置（1）位置选择原则）位置选择原则 尽量位于负荷中心，以节约电缆削减电能与电压损尽量位于负荷中心，以节约电缆削减电能与电压损失；失；电缆进出线和设备的运输要便利；电缆进出线和设备的运

19、输要便利；变电所通风要良好；变电所通风要良好；变电所的顶、底板坚实、无淋水。变电所的顶、底板坚实、无淋水。考虑上述条件，一般变电所设置在井底车场旁边，考虑上述条件，一般变电所设置在井底车场旁边，并与中心水泵房相邻。有条件时还应与电机车用的变流并与中心水泵房相邻。有条件时还应与电机车用的变流所联合建筑。所联合建筑。8、井下中心变电所的硐室布置、井下中心变电所的硐室布置（2）硐室要求）硐室要求 井下中心变电所应特殊留意防水、通风井下中心变电所应特殊留意防水、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 轨面标高高出轨面标高高出 0.5m。为了使变

20、电全部良好的通风条件，。为了使变电全部良好的通风条件，当硐室长度超过当硐室长度超过 6m 时，应设两个出口，保时，应设两个出口，保 证硐室内证硐室内的温度不超过旁边巷道的温度不超过旁边巷道 5。变电所的出口装设两重门，。变电所的出口装设两重门，即铁板门和铁栅栏门。平常铁栅即铁板门和铁栅栏门。平常铁栅 栏门关闭，铁板门打栏门关闭，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，便于灭火和防止气，便于灭火和防止 火灾扩散。火灾扩散。为了防火，硐室用耐为了防火，硐室用耐火材料建成，其出口火材料建成，其出口 5m以内巷道也用耐火材料建成；以内

21、巷道也用耐火材料建成；硐室内的电缆须采硐室内的电缆须采 用不带黄麻爱护层的；硐室内还必用不带黄麻爱护层的；硐室内还必需设有砂箱及灭火器材。需设有砂箱及灭火器材。（3）设备布置）设备布置.布置原则：中心变电所的设备布置在进行设备布置布置原则：中心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，时，应将变压器与配电装置分开布置，高、低压配电高、低压配电装置分开布置。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，完全不须要从两够的维护与检修通道，完全不须要从两 侧或后面维护侧或后面维护检修的设备，可相互靠紧

22、和靠墙放置。考虑发展余地，检修的设备，可相互靠紧和靠墙放置。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变电所的高压配电设备的备用位置应按设计最大数量的的 20考虑，且不少于两台。低压设备的备用回路，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也按最多馈出回路数 20考虑。考虑。（3）设备布置图）设备布置图9.采区变电所采区变电所任务：接受中心变电所高压电能、变压、配出低压任务：接受中心变电所高压电能、变压、配出低压电能。电能。1）采区变电所的结线）采区变电所的结线 考虑因素：电源回路数、负考虑因素：电源回路数、负荷大小、变压器台数等。荷大小、变压器台数等。（1）

23、单电源进线。适用于：负荷小的工作面，炮采）单电源进线。适用于：负荷小的工作面，炮采工作面。工作面。（2）双电源进线。接线、分列运行。适用对象；综）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、有排水泵的采区变采工作面或下山采区、有排水泵的采区变 电所。电所。9.采区变电所采区变电所 2）采区变电所的位置和硐室布置（图）采区变电所的位置和硐室布置（图）采区变电所位采区变电所位置的确定原则，与中心变电所基本相同，但是依据采区置的确定原则，与中心变电所基本相同，但是依据采区生产的特殊性还要求：每生产的特殊性还要求：每 个采区最好只设一个变电所向个采区最好只设一个变电所向全采区供电，如不

24、行能，也应尽量少设变电所，并尽量全采区供电，如不行能，也应尽量少设变电所，并尽量削减变电所削减变电所 的迁移次数。的迁移次数。依据以上要求，通常将采区依据以上要求，通常将采区变电所设置在采区装车站旁边，或在上变电所设置在采区装车站旁边，或在上(下下)山与运输平山与运输平巷交叉处，巷交叉处，或两个上或两个上(下下)山之间的联络巷中。山之间的联络巷中。采区变电采区变电所的防水、防火、通风等平安措施与中心变电所相同。所的防水、防火、通风等平安措施与中心变电所相同。采区变电所设备的变压器可与采区变电所设备的变压器可与 配电设备布置在伺一硐室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

25、继电器放内；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置在固定于硐室 墙壁的支架上。各设备之间、设备与墙墙壁的支架上。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。的设备不留通道。10.综采工作面供电与工作面配电点综采工作面供电与工作面配电点1）综采工作面供电。）综采工作面供电。（1）高压深化负荷中心。）高压深化负荷中心。（2）组成：采区配电所）组成：采区配电所移动变电站移动变电站工作面。工作面。（3）设备布置；）设备布置；综采工作机电设备布置（图综采工作机电设备布置（图 1-12）。）。移动

26、变电站通常设置在距工作面移动变电站通常设置在距工作面 150300m 的顺槽中，的顺槽中，工工 作面每推动作面每推动 100200m，变电站向前移动一次。，变电站向前移动一次。2）工作面配电点）工作面配电点（1）引入：停送电便利，设备多或距离采区变电所）引入：停送电便利，设备多或距离采区变电所较远。较远。（2）组成：采区变电所）组成：采区变电所-工作面配电点方式。工作面配电点方式。工作工作面配电点可分为采煤与掘进两种。采煤工作面配电点，面配电点可分为采煤与掘进两种。采煤工作面配电点，一般距采煤工作面一般距采煤工作面 5080m；掘；掘 进工作面配电点，一进工作面配电点，一般距掘进工作面般距掘进工作面 80100 m，工作面配电点也随工作，工作面配电点也随工作面的推动而定期前移。下面的推动而定期前移。下 图图 为采煤工作面配电点的为采煤工作面配电点的布置及配电示意图。布置及配电示意图。总总 结结 “9434”1、煤矿的供电的、煤矿的供电的9大特殊性？大特殊性？2、煤矿供电的、煤矿供电的4个基本要求个基本要求“可安质经可安质经”。3、三大负荷的要求、三大负荷的要求4、地面变电所、中心变电所、采区变电所、工、地面变电所、中心变电所、采区变电所、工作面配电点的供电要求。作面配电点的供电要求。感谢大家