煤矿供电介绍.ppt

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 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100 200m 井田范围小 井下负荷不大 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 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150 300m的顺槽中 工作面每推进100 200m 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