培训矿井供电系统

1、 第一章第一章 矿井供电系统矿井供电系统 一一 煤矿企业对供电的基本要求煤矿企业对供电的基本要求 二二 电力负荷的分类电力负荷的分类 三三 矿井供电电压等级矿井供电电压等级 四四 矿井供电系统的类型矿井供电系统的类型 五五 变压器中性点运行方式变压器中性点运行方式 六六 地面变电所地面变电所 七七 井下中央变电所井下中央变电所 八八 采区供电采区供电 九九 工作面配电点工作面配电点煤矿重大安全事故分析表煤矿重大安全事故分析表(1984-2008年）年）事事故故总总起起数数 序序 言言死死亡亡人人数数 序序 言言 上图为上图为19841984年年-2008-2008年煤矿重大安全事年煤矿重大安全

2、事故分析表。虽然机电事故仅占事故总起数故分析表。虽然机电事故仅占事故总起数的的2%2%，死亡人数的，死亡人数的1%,1%,但是瓦斯煤尘事故和但是瓦斯煤尘事故和火灾事故的总起数和死亡人数占的比例还火灾事故的总起数和死亡人数占的比例还是很大的，这些事故很多是由于电气设备是很大的，这些事故很多是由于电气设备的故障引起的。的故障引起的。 序序 言言 序序 言言 电力是煤矿企业生产的主要能源，由于井下电力是煤矿企业生产的主要能源，由于井下特殊的环境，为了减少井下自然灾害对人身和设特殊的环境，为了减少井下自然灾害对人身和设备的危害，这就要求我们对煤矿企业采取一些特备的危害，这就要求我们对煤矿企业采取一些特

3、殊的供电要求和管理方法。作为一个煤矿企业的殊的供电要求和管理方法。作为一个煤矿企业的技术人员都应该知道具体的详细情况。技术人员都应该知道具体的详细情况。 本任务从煤矿井下特殊的环境入手，进一步本任务从煤矿井下特殊的环境入手，进一步分析煤矿企业对供电电源和电压的基本要求、负分析煤矿企业对供电电源和电压的基本要求、负荷类型和供电接线方式等，包括井下和地面煤矿荷类型和供电接线方式等，包括井下和地面煤矿的供电系统。的供电系统。 序序 言言 井下电钳工是特殊工种，又是危险工种。井下电钳工是特殊工种，又是危险工种。首先，其作业过程和工作质量不但关联着其首先，其作业过程和工作质量不但关联着其本身的安全，而且

4、关联着他人和周围设施的本身的安全，而且关联着他人和周围设施的安全，电工工作点分散、工作性质不专一，安全，电工工作点分散、工作性质不专一，不便于跟班检查和追踪检查。因此，煤矿电不便于跟班检查和追踪检查。因此，煤矿电气相关工作人员必须掌握必要的电气安全技气相关工作人员必须掌握必要的电气安全技能，必须具备良好的电气安全意识。能，必须具备良好的电气安全意识。一、煤矿企业对供电的基本要求一、煤矿企业对供电的基本要求（一）井下特殊环境（一）井下特殊环境 1、井下硐室、巷道、采掘工作面等需要安装、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，对电气设备的体积电气设备的空间都比较狭窄，对电气设

5、备的体积应受到一定限制，且使人体接触电气设备的机会应受到一定限制，且使人体接触电气设备的机会较多，容易发生触电事故。较多，容易发生触电事故。 2、井下由于岩石和煤层的压力，常会发生冒、井下由于岩石和煤层的压力，常会发生冒顶和片邦事故，使电气设备顶和片邦事故，使电气设备(特别对电缆特别对电缆)很容易受很容易受到这些外力的砸、碰、挤、压。到这些外力的砸、碰、挤、压。 （一）井下特殊环境（一）井下特殊环境 3、井下空气比较潮湿，湿度一般在、井下空气比较潮湿，湿度一般在 90以上，以上，并且机电硐室和巷道经常有滴水及淋水，使电气设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。备很容易受潮。

6、 4、 井下采掘工艺需要用电雷管，电气设备对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。地的漏泄电流可能会将电雷管引爆。 5、采掘工作面的电气设备移动频繁，且经常、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，有时会产生短时过载。设备的负荷变化较大，有时会产生短时过载。（一）井下特殊环境（一）井下特殊环境 6、煤矿井下的空气中含有瓦斯及煤尘，在其、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含量达到一定量时，如遇到电气设备或线路产生电弧、

7、电火花和局部高温时，就会燃烧和爆炸。弧、电火花和局部高温时，就会燃烧和爆炸。 7、井下有些机电硐室和巷道的温度较高，因、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。而使井下电气设备的散热条件较差。 8、由于井下地质条件发生变化，及雨季期间，、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，其出水量往往为井下有发生突水事故的可能，其出水量往往为 正常正常涌水量的几倍甚至几十倍。一旦突然出水，要求排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

8、备正常工作。大的供电系统，以保证全部排水设备正常工作。 （一）井下特殊环境（一）井下特殊环境 9、井下如发生全部停电事故，超过一定的时、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。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，除必须严格遵守煤炭部颁发的下供电系统时，除必须严格遵守煤炭部颁发的 煤煤 矿安全规程矿安全规程及及煤炭工业设计规范煤炭工业设计规范

9、中有中有关的规定外，还应注意安全可靠、经济合理性。关的规定外，还应注意安全可靠、经济合理性。（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1.1.供电可靠：供电可靠： （1 1）要求供电不间断；）要求供电不间断； （2 2）对重要负荷供电应绝对可靠：如主排水泵、）对重要负荷供电应绝对可靠：如主排水泵、副井提升机、通风机等。副井提升机、通风机等。 2.2.供电安全供电安全 ： （1 1）供电安全包括人身和设备安全，就是在电能）供电安全包括人身和设备安全，就是在电能的分配、输送和使用过程中，不应发生电气事故和的分配、输送和使用过程中，不应发生电气事故和人身触电事故。人身触电事故。 （

10、2 2）煤矿井下存在水、火、瓦斯、煤尘、顶板五）煤矿井下存在水、火、瓦斯、煤尘、顶板五大自然灾害，自然条件恶劣，生产环境复杂，容易大自然灾害，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。因此必须依据发生触电、爆炸等恶性事故。因此必须依据煤矿煤矿安全规程安全规程和有关规定，进行操作，确保供电安全。和有关规定，进行操作，确保供电安全。 （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3.3.供电质量：供电质量： （1 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 2）反映供电质量的指标主要有两个：频率和电）反映供电质量的指标主要有两个：频率和电

11、压。频率压。频率 50Hz50Hz，要求偏差小于，要求偏差小于0.5Hz0.5Hz，即额定频，即额定频率的率的 1%1%，一般由发电厂决定。电压，各种电气设备，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要求电压偏差也不一样，一般情况下电动机允许电压偏差压偏差5%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。 4.4.供电经济供电经济 ： （）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维修费用等。（）尽量降低电能消

12、耗和维修费用等。二、电力负荷的分类（依据供电可靠性）二、电力负荷的分类（依据供电可靠性）一类一类负荷负荷二类二类负荷负荷(1)(1)定义：指除一、定义：指除一、二类负荷以外的其二类负荷以外的其它负荷，中断供电它负荷，中断供电对生产没有直接影对生产没有直接影响。例：办公楼、响。例：办公楼、仓库、地面附属车仓库、地面附属车间及矿井机修厂间及矿井机修厂等。等。 (2) (2)要求：对供要求：对供电可靠性没有特殊电可靠性没有特殊要求。单回路供电要求。单回路供电或多负荷共用一条或多负荷共用一条输电线路。输电线路。三类三类负荷负荷 (1)(1)定义：凡因突然定义：凡因突然中断供电可能造成中断供电可能造成人

13、身伤亡或重大设人身伤亡或重大设备损坏、造成巨大备损坏、造成巨大经济损失的负荷。经济损失的负荷。例矿井主通风机、例矿井主通风机、主排水泵、经常升主排水泵、经常升降人员的提升机降人员的提升机等。等。 (2) (2)要求：必须要求：必须由来自不同电源的由来自不同电源的双回路供电。双回路供电。 (1)定义：凡突定义：凡突然停电造成大量然停电造成大量减产，造成较大减产，造成较大经济损失的负荷。经济损失的负荷。例：煤矿压风设例：煤矿压风设备、采区变电所备、采区变电所等。等。 (2) (2)要求：由要求：由来自不同电源的来自不同电源的双回路或专用线双回路或专用线路供电。路供电。二、电力负荷的分类（依据供电可

14、靠性）二、电力负荷的分类（依据供电可靠性）合理供电的基本原则合理供电的基本原则： 以安全生产为目的，在供电系统以安全生产为目的，在供电系统发生故障或检修限电时，要确保一类发生故障或检修限电时，要确保一类负荷不中断供电，二类负荷全部或部负荷不中断供电，二类负荷全部或部分供电，可停止三类负荷供电。分供电，可停止三类负荷供电。三、矿井供电电压等级三、矿井供电电压等级 1. 1.额定电压额定电压： 能使各种电气设备、电器等正常工作的能使各种电气设备、电器等正常工作的电压，此时其技术性能和经济效果最好。电压，此时其技术性能和经济效果最好。 2.2.额定电压等级额定电压等级： 由国家规定的各种标准额定电压

15、。由国家规定的各种标准额定电压。 作用：便于各种电力设备生产制造标准作用：便于各种电力设备生产制造标准化和系列化。化和系列化。三、矿井供电电压等级三、矿井供电电压等级 3. 3.电压等级的确定原则：电压等级的确定原则： 电压等级的确定，取决于供电的功率及供电电压等级的确定，取决于供电的功率及供电距离。供电功率越大，输送距离越远，需要的电距离。供电功率越大，输送距离越远，需要的电压等级越高。这是因为供电功率越大，线路中的压等级越高。这是因为供电功率越大，线路中的电流越大；距离越远，线路的阻抗越大。从而使电流越大；距离越远，线路的阻抗越大。从而使得线路的功率损失和电压损失越大。提高供电电得线路的功

16、率损失和电压损失越大。提高供电电压后，使得功率一定下线路中的电流降低，从而压后，使得功率一定下线路中的电流降低，从而减少了损失，提高供了供电质量和经济性。减少了损失，提高供了供电质量和经济性。三、矿井供电电压等级三、矿井供电电压等级4.4.煤矿常用电压等级煤矿常用电压等级交流交流35kV 35kV 地面变电所的电源进线电压。地面变电所的电源进线电压。10kV 10kV 部分部分地面变电所的电源电压或下井电压以及大型设地面变电所的电源电压或下井电压以及大型设备的用电电压备的用电电压6kV 6kV 目前煤矿大型设备的主要用电电压及下井电压。目前煤矿大型设备的主要用电电压及下井电压。3.3kV 3.

17、3kV 大型综采工作面及高产高效工作面的用电电压。大型综采工作面及高产高效工作面的用电电压。1140V 1140V 目前井下综采工作面电气设备的常用电压目前井下综采工作面电气设备的常用电压。660V 660V 井下低压动力用电电压井下低压动力用电电压。380V 380V 地面低压动力或小型矿井井下的低压动力用电电压地面低压动力或小型矿井井下的低压动力用电电压 。220V 220V 地面照明或单相电器的用电电压地面照明或单相电器的用电电压 。127V 127V 井下电钻、照明及信号装置的用电电压井下电钻、照明及信号装置的用电电压 。36V 36V 矿用电气设备控制回路常用电压。矿用电气设备控制回

18、路常用电压。直流直流250V(500V) 250V(500V) 架线式电机车的用电电压。架线式电机车的用电电压。三、矿井供电电压等级三、矿井供电电压等级5.5.煤矿安全规程煤矿安全规程对井下各级电压等级的规定。对井下各级电压等级的规定。第四百四十八条规定第四百四十八条规定： （1 1）高压）高压 不超过不超过10KV10KV； （2 2）低压）低压 不超过不超过1140V 1140V ； （3)3)照明、信号、电话和手持式电气设备的供电照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压不超过额定电压不超过127V127V； (4)(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3

19、6V36V (5) (5)采区电气设备采用采区电气设备采用3300V3300V供电时，必须制定专供电时，必须制定专门的安全措施。门的安全措施。 6.6.煤矿安全规程煤矿安全规程第四百四十一条对矿井供第四百四十一条对矿井供电电源的规定：电电源的规定： 矿井应有两回路电源线路。当任一回路发生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，另一回路应能担负矿井全部负荷。故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。年产年产60000t60000t以下（不含以下（不含60000t60000t）的矿井采用单回路）的矿井采用单回路供电时，必须有备用电源。备用电源的容量必须满供电时，必须有备用电源。备

20、用电源的容量必须满足通风、排水、提升等要求，并保证主要通风机等足通风、排水、提升等要求，并保证主要通风机等在在10min10min内可靠启动和运行。备用电源应有专人负内可靠启动和运行。备用电源应有专人负责管理和维护，每责管理和维护，每1010天至少进行一次启动和运行试天至少进行一次启动和运行试验，试验期间不得影响矿井通风等，试验记录要存验，试验期间不得影响矿井通风等，试验记录要存档备查。档备查。 三、矿井供电电压等级三、矿井供电电压等级 6.6.煤矿安全规程煤矿安全规程第四百四十一条对矿井供第四百四十一条对矿井供电电源的规定：电电源的规定： 矿井的两回路电源线路上都不得分接任何负荷。矿井的两回

21、路电源线路上都不得分接任何负荷。 正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式。正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式。若一回路运行，另一回路必须带电备用，以保证供若一回路运行，另一回路必须带电备用，以保证供电的连续性和可靠性。带电备用电源的变压器宜电的连续性和可靠性。带电备用电源的变压器宜热热备用备用；若；若冷备用冷备用，必须保证备用电源能及时投入正，必须保证备用电源能及时投入正常运行，保证主要通风机等在常运行，保证主要通风机等在10min10min内可靠启动和内可靠启动和运行。运行。 10kV10kV及其以下的矿井架空电源线路不得共杆架设。及其以下的矿井架空电源线路不得共杆架设。 矿井电源线路上

22、严禁装设负荷定量器。矿井电源线路上严禁装设负荷定量器。”三、矿井供电电压等级三、矿井供电电压等级四、矿井供电系统的类型四、矿井供电系统的类型 矿井供电方式的决定因素矿井供电方式的决定因素：井田范：井田范围、煤层开采深度、开采方法、年产量、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。涌水量、负荷大小等综合因素进行。 分类分类：深井供电系统：深井供电系统 浅井供电系统浅井供电系统1.1.深井供电系统深井供电系统A.A.特点：特点：井下设立中央变电所井下设立中央变电所 B.B.决定因素：决定因素：煤层深，井下负荷大、煤层深，井下负荷大、涌水量大等。涌水量大等。C.C.组成：组

23、成：地面变电所、井下中地面变电所、井下中央变电所和采区变电央变电所和采区变电所三级供电方式。所三级供电方式。 D.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。2.2.浅井供电系统浅井供电系统四、矿井供电系统的类型四、矿井供电系统的类型2.2.浅井供电系统浅井供电系统 A.A.特点：井下不设立中央变电所。特点：井下不设立中央变电所。 B.B.决定因素：煤层埋藏不深决定因素：煤层埋藏不深( (一般离地表一般离地表 100100200m)200m)、井田范围大、井下负荷不大、涌水量小的、井田范围大、井下负荷不大、涌水量小的矿井。可采用浅井供电系统。矿井。可采用浅井供电系统。

24、C.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： D.D.优缺点：浅井供电系统，可节省井下昂贵的高优缺点：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，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。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。的具体情况经技术经济比较后确定。 五、变压器中性点运行方式五、变压器中性点运行方式 电力系统的中性点

25、电力系统的中性点：指三相绕组作星形连：指三相绕组作星形连接的发电机或变压器的中性点。接的发电机或变压器的中性点。 变压器中性点的运行方式其实就是变压器变压器中性点的运行方式其实就是变压器中性点与地的连接方式。一般有三种：中性点与地的连接方式。一般有三种：变压器中性点直接接地变压器中性点直接接地、变压器中性点不接变压器中性点不接地地和和变压器中性点经消弧线圈接地变压器中性点经消弧线圈接地。 电力系统中性点的运行方式决定了单相接电力系统中性点的运行方式决定了单相接地后的运行情况、工作可靠性、保护方法及地后的运行情况、工作可靠性、保护方法及人身安全等问题。人身安全等问题。（一）变压器中性点直接接地系

26、统（一）变压器中性点直接接地系统（一）变压器中性点直接接地系统（一）变压器中性点直接接地系统 1. 1.适用地点：适用地点： (1)110kV (1)110kV 及以上电压等级的电网上（单相接及以上电压等级的电网上（单相接地时，其它两相对地电压不会升高，绝缘只按相地时，其它两相对地电压不会升高，绝缘只按相电压考虑）。电压考虑）。 (2)(2)地面地面 380/220V 380/220V 三相四线制供电系统，获三相四线制供电系统，获得两种电压等级。得两种电压等级。 2.2.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)(1)在井下，当人触及一相带电体时，通过在井下，当人触及一相

27、带电体时，通过人身的触电电流远远大于通过人身的安全电流人身的触电电流远远大于通过人身的安全电流（30mA30mA），是非常危险的。），是非常危险的。 （2 2）当一相接地时，就是单相短路，产生的）当一相接地时，就是单相短路，产生的短路电流及电弧，有可能引起瓦斯煤尘爆炸。短路电流及电弧，有可能引起瓦斯煤尘爆炸。（一）变压器中性点直接接地系统（一）变压器中性点直接接地系统 根据以上两种情况的分析，根据以上两种情况的分析，煤矿安全煤矿安全规程规程第第443443条规定：严禁井下配电变压器条规定：严禁井下配电变压器中性点直接接地。严禁由地面中性点接地的中性点直接接地。严禁由地面中性点接地的变压器或发电

28、机直接向井下供电。变压器或发电机直接向井下供电。（二）变压器中性点不接地系统（二）变压器中性点不接地系统电容电流超前对应相电压90（二）变压器中性点不接地系统（二）变压器中性点不接地系统 1.1.适用地点：适用地点： （1 1）煤矿井下）煤矿井下 （2 2）地面）地面63KV63KV及以下高压电网及以下高压电网 2.2.变压器中性点不接地系统的特点：变压器中性点不接地系统的特点： （1 1）变压器中性点不接地运行比中性点直接接地）变压器中性点不接地运行比中性点直接接地运行安全的多。适用于煤矿井下。运行安全的多。适用于煤矿井下。 （2 2）但如果线路对地的绝缘电阻下降太多或线路）但如果线路对地的

29、绝缘电阻下降太多或线路对地电容不可忽略，则仍存在一定的危险。还必须对地电容不可忽略，则仍存在一定的危险。还必须采取一定的安全措施。采取一定的安全措施。 （3 3）当单相接地电容电流达到一定数值时，会产）当单相接地电容电流达到一定数值时，会产生断续电弧，在电网中产生谐振，系统中产生过电生断续电弧，在电网中产生谐振，系统中产生过电压，可能使绝缘薄弱处击穿，造成短路故障。压，可能使绝缘薄弱处击穿，造成短路故障。（三）变压器中性点经消弧线圈接地系统（三）变压器中性点经消弧线圈接地系统煤矿安全规程煤矿安全规程第第457457条规定：条规定：矿井高压电网，必须采取措施限制单相矿井高压电网，必须采取措施限制

30、单相接地电容电流不超过接地电容电流不超过20A20A。（三）变压器中性点经消弧线圈接地系统（三）变压器中性点经消弧线圈接地系统电感电流滞后相应相电压90.虚拟教学虚拟教学 中性点经消中性点经消弧线圈接地系统弧线圈接地系统.swf.swf（三）变压器中性点经消弧线圈接地系统（三）变压器中性点经消弧线圈接地系统 1.1.适用地点：适用地点： 煤矿井下煤矿井下 2.2.变压器中性点经消弧线圈接地的优点：变压器中性点经消弧线圈接地的优点： 在电网对地电容电流较大时，即使线路对地绝缘在电网对地电容电流较大时，即使线路对地绝缘电阻很高，也不能减少通过人身的触电电流，反而电阻很高，也不能减少通过人身的触电电

31、流，反而会增加触电电流。为此，可用电感电流来补偿电容会增加触电电流。为此，可用电感电流来补偿电容电流。变压器中性点经消弧线圈接地就是通过消弧电流。变压器中性点经消弧线圈接地就是通过消弧线圈产生感性电流来补偿电网电容电流的，使人体线圈产生感性电流来补偿电网电容电流的，使人体触电电流或接地电容电流减少到安全和不起弧的程触电电流或接地电容电流减少到安全和不起弧的程度。度。abcUrILRLULrd=0图3-3 变压器中性点直接接地时人体触及一相带电体的情况变压器中性点直接接地系统人体触及一相带电体的情况变压器中性点直接接地系统人体触及一相带电体的情况abcIbRbrarbrcCaCbCc图3-4变压

32、器中性点不接地的情况变压器中性点不接地系统人触及一相带电体情况变压器中性点不接地系统人触及一相带电体情况abcIbRbrarbrcCaCbCcILIrICILICIC-ILIbIb/图3-5 变压器中性点经消弧电抗线圈接地UOa-人体电流途径b-电流向量图；（a）（b）u变压器中性点经消弧线圈接地系统人体触及一相带电体情况变压器中性点经消弧线圈接地系统人体触及一相带电体情况（）人体电流途径（）电流向量图（）人体电流途径（）电流向量图六、地面变电所六、地面变电所 矿井地面变电所是全矿供电的总枢纽，担负着矿井地面变电所是全矿供电的总枢纽，担负着受电、变电、配电和主要电气设备工作状态监视等受电、变电

33、、配电和主要电气设备工作状态监视等任务。任务。 矿井企业属于一级用户，为了保证供电的可靠矿井企业属于一级用户，为了保证供电的可靠性，矿井地面变电所必须具有两个独立电源供电。性，矿井地面变电所必须具有两个独立电源供电。地面变电所一般设两台主变压器，分别经高压开关地面变电所一般设两台主变压器，分别经高压开关与相应的一次母线相连，以保证重要负荷的双电源与相应的一次母线相连，以保证重要负荷的双电源供电。主变压器将电压降为供电。主变压器将电压降为6KV6KV（或（或10KV10KV）后，经）后，经高压开关与变电所相应的二次母线相连，然后通过高压开关与变电所相应的二次母线相连，然后通过各母线上的高压开关将

34、电能分配给地面各高压用户各母线上的高压开关将电能分配给地面各高压用户和井下中央变电所。和井下中央变电所。六、地面变电所六、地面变电所 此外，在变电所的一次和二次母线上，还接此外，在变电所的一次和二次母线上，还接有避雷器和电压互感器，它们分别负担着变电所电有避雷器和电压互感器，它们分别负担着变电所电气设备、配出线路及用电设备的保护、测量和监视气设备、配出线路及用电设备的保护、测量和监视等任务。在变电所的二次母线上一般还接有电力电等任务。在变电所的二次母线上一般还接有电力电容器，以提高变电所的功率因数。容器，以提高变电所的功率因数。 下面主要介绍一下地面变电所的主接线。下面主要介绍一下地面变电所的

35、主接线。变电变电所的主接线是指由各种电气设备（变压器、断路器所的主接线是指由各种电气设备（变压器、断路器等）组成的送电、变电和配电的电路系统。等）组成的送电、变电和配电的电路系统。变电所变电所主接线的形式应满足可靠、简单、安全、运行灵活、主接线的形式应满足可靠、简单、安全、运行灵活、经济合理、操作维护方便等基本要求。经济合理、操作维护方便等基本要求。六、地面变电所六、地面变电所 1.1.一次接线：一次接线：一次结线是指变电所的受电线路一次结线是指变电所的受电线路与主变压器之间的结线。一次接线可分为线路变压与主变压器之间的结线。一次接线可分为线路变压器组接线、桥式接线和单母线分段式接线等几种形器

36、组接线、桥式接线和单母线分段式接线等几种形式。式。 桥式接线运用于双电源受电、两台主变压器的桥式接线运用于双电源受电、两台主变压器的变电所。变电所。“桥桥”为一条由断路器和隔离开关组成的为一条由断路器和隔离开关组成的用以进行线路的横联和跨接。根据跨接桥横联位置用以进行线路的横联和跨接。根据跨接桥横联位置的不同，桥式结线可分为的不同，桥式结线可分为“内桥式内桥式”、“外桥式外桥式”和和“全桥式全桥式”。六、地面变电所六、地面变电所六、地面变电所六、地面变电所 2.2.二次母线：二次母线：与主变压器二次侧连接的母线称为二与主变压器二次侧连接的母线称为二次母线。二次母线的形式有单母线、双母线和单母线

37、次母线。二次母线的形式有单母线、双母线和单母线分段三种。分段三种。六、地面变电所六、地面变电所 矿山地面变电所通常设有两台主变压器，为了矿山地面变电所通常设有两台主变压器，为了满足重要的高压用户对双电源供电的要求，满足重要的高压用户对双电源供电的要求，地面变地面变电所的二次母线大多采用单母线分段式接线电所的二次母线大多采用单母线分段式接线，每台，每台变压器各带一段母线。如上面图变压器各带一段母线。如上面图c c所示。矿井一级所示。矿井一级负荷和重要的二级负荷，可以从两段母线上分别获负荷和重要的二级负荷，可以从两段母线上分别获得电源以保证供电的可靠性。得电源以保证供电的可靠性。 结线中的母线又称

38、汇流排，它实质上是电源线结线中的母线又称汇流排，它实质上是电源线路或变压器与多个用户馈出线的连接处，表现为电路或变压器与多个用户馈出线的连接处，表现为电路中的一个节点，起集中和分配电能的作用路中的一个节点，起集中和分配电能的作用。六、地面变电所六、地面变电所 【案例案例】国家安全生产监督管理局通报，国家安全生产监督管理局通报，20042004年年3 3月月1 1日日2323时时2020分，山西省晋中市某煤矿发生瓦斯分，山西省晋中市某煤矿发生瓦斯爆炸事故，死亡爆炸事故，死亡2828人。事故的主要原因是矿井因无人。事故的主要原因是矿井因无双回路供电系统，停电后在备用电源不能满足工作双回路供电系统，

39、停电后在备用电源不能满足工作需要的情况下，没有及时撤离作业人员，送电后没需要的情况下，没有及时撤离作业人员，送电后没有采取相应的安全措施造成特大瓦斯爆炸事故。有采取相应的安全措施造成特大瓦斯爆炸事故。七、井下中央变电所七、井下中央变电所 井下中央变电所是井下供电枢纽，是电能配送井下中央变电所是井下供电枢纽，是电能配送的中心。单一水平生产的矿井设一个井下中央变电的中心。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，每个水平各设一个井下中所；多水平的生产矿井，每个水平各设一个井下中央变电所。央变电所。 1 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

40、近、负荷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，在一条水平线上铺一条相通的轨硐室最好成直线，在一条水平线上铺一条相通的轨道，同时为了保证设备运输的方便，井下中央变电道，同时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联巷。如图所示所与井底车场运输巷道开有相通的联巷。如图所示七、井下中央变电所七、井下中央变电所井下主变电所的位置示意图井下主变电所的位置示意图- -副井井筒副井井筒 - -主井井筒主井井筒 - -井下主变电所井下主变电所 - -主水泵房主水泵房 - -井底车

41、场巷道井底车场巷道七、井下中央变电所七、井下中央变电所七、井下中央变电所七、井下中央变电所2.2.井下中央变电所的配电范围井下中央变电所的配电范围（1 1）各采区变电所）各采区变电所（2 2）主排水泵房的高压电动机）主排水泵房的高压电动机（3 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（4 4）井下中央变电所通过动力变压器将高压）井下中央变电所通过动力变压器将高压6KV6KV降降低到低到660V660V（或（或380V380V），向井底车场及其附近巷道的），向井底车场及其附近巷道的低压动力设备供电。低压动力设备供电。3.3.井下中央变电所的接线井下中央变电所的接线 如下页图所示如下

42、页图所示七、井下中央变电所七、井下中央变电所主结线方式：单母线分段结线运行方式：母线采用分列运行七、井下中央变电所七、井下中央变电所煤矿安全规程煤矿安全规程第第442442条关于变电所的有关规定：条关于变电所的有关规定： 对井下变（配）电所对井下变（配）电所含井下各水平中央变含井下各水平中央变（配）电所和（配）电所和采区变（配）电所采区变（配）电所、主排水泵房和、主排水泵房和下山开采的采区排水泵房供电的线路，下山开采的采区排水泵房供电的线路，不得少于两不得少于两回路回路。当任一回路停止供电时，其余回路应能担负。当任一回路停止供电时，其余回路应能担负全部负荷。向局部通风机供电的井下变（配）电所全

43、部负荷。向局部通风机供电的井下变（配）电所应采用分列运行方式。应采用分列运行方式。（注：该条为国家安全生产监督管理总局令（注：该条为国家安全生产监督管理总局令( (第第1818号号) )修改条款，修改条款，20092009年年7 7月月1 1日执行）日执行） 七、井下中央变电所七、井下中央变电所 主要通风机、提升人员的立井绞车、抽放瓦斯主要通风机、提升人员的立井绞车、抽放瓦斯泵等主要设备房，应各有两回路直接由变（配）电泵等主要设备房，应各有两回路直接由变（配）电所馈出的供电线路；受条件限制时，其中的一回路所馈出的供电线路；受条件限制时，其中的一回路可引自上述同种设备房的配电装置。可引自上述同种

44、设备房的配电装置。向煤（岩）与向煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井自救系统供风的压风机、瓦斯（二氧化碳）突出矿井自救系统供风的压风机、井下移动瓦斯抽放泵应各有两回路直接由变（配）井下移动瓦斯抽放泵应各有两回路直接由变（配）电所馈出的供电线路。电所馈出的供电线路。 本条上述供电线路应来自各自的变压器和母线本条上述供电线路应来自各自的变压器和母线段，线路上不应分接任何负荷。段，线路上不应分接任何负荷。 本条上述设备的控制回路和辅助设备，必须有本条上述设备的控制回路和辅助设备，必须有与主要设备同等可靠的备用电源。与主要设备同等可靠的备用电源。七、井下中央变电所七、井下中央变电所4.4.井下中央变电所

45、硐室要求和设备布置井下中央变电所硐室要求和设备布置 井下主变电所的硐室布置应符合井下主变电所的硐室布置应符合煤矿煤矿安全规程安全规程中有关井下机电硐室的规定，满中有关井下机电硐室的规定，满足防火、防水和通风的要求。足防火、防水和通风的要求。 井下主变电所的电气设备主要有：矿用井下主变电所的电气设备主要有：矿用高压配电箱、整流配电装置、矿用动力变压高压配电箱、整流配电装置、矿用动力变压器、矿用低压自动开关和检漏继电器、照明器、矿用低压自动开关和检漏继电器、照明综合保护装置及照明灯具等。在进行设备布综合保护装置及照明灯具等。在进行设备布置时，应将变压器与配电装置分开布置，高置时，应将变压器与配电装

46、置分开布置，高压配电与低压配电装置分开布置。压配电与低压配电装置分开布置。 七、井下中央变电所七、井下中央变电所八、采区供电八、采区供电 随着采掘机械化程度的提高以及工作面电气设随着采掘机械化程度的提高以及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。备总容量的增加，对井下采区供电提出了新的要求。 （1 1）采区供电电压已普遍提高，常用为）采区供电电压已普遍提高，常用为660V660V或或1140V1140V。 （2 2）为了缩短低压供电距离，一般使用隔爆移）为了缩短低压供电距离，一般使用隔爆移动变电站；为了配合采煤机组快速推进的需要，广动变电站；为了配合采煤机组快速推进的需要，广

47、泛采用组合式电气设备。泛采用组合式电气设备。 （3 3）在采区电气安全方面，广泛采用阻燃移动）在采区电气安全方面，广泛采用阻燃移动式橡套屏蔽电缆，使用漏电闭锁、有选择性漏电保式橡套屏蔽电缆，使用漏电闭锁、有选择性漏电保护装置，使用照明、信号综合保护装置和煤电钻综护装置，使用照明、信号综合保护装置和煤电钻综合保护装置。合保护装置。八、采区供电八、采区供电 1.1.采区供电的功能采区供电的功能 采区变电所是采区用电的中心，其主要功能是：采区变电所是采区用电的中心，其主要功能是：将高电压变为低电压，并分配到本采区所有采掘工将高电压变为低电压，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

48、还将部分高作面及其他用电设备；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。压直接分配给本采区的移动变电站。 2.2.采区变电所的接线方式采区变电所的接线方式 （1 1）采区变电所高压接线方式）采区变电所高压接线方式：煤矿安全规煤矿安全规程程第第442442条规定：条规定：对井下变（配）电所对井下变（配）电所含井下含井下各水平中央变（配）电所和各水平中央变（配）电所和采区变（配）电所采区变（配）电所、主排水泵房和下山开采的采区排水泵房供电的线路，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。当任一回路停止供电时，其余回不得少于两回路。当任一回路停止供电时，其余回路应能

49、担负全部负荷。路应能担负全部负荷。八、采区供电八、采区供电采区变电所的高压接线采区变电所的高压接线c-c-双电源进线接线之一双电源进线接线之一（一回路供电，一回路备用，两回路均设进线开关）（一回路供电，一回路备用，两回路均设进线开关）d-d-双电源进线接线之二双电源进线接线之二（两回路同时供电，均设进线开关，且母线设分段开关（两回路同时供电，均设进线开关，且母线设分段开关) )e-e-向移动变电站供电的接线向移动变电站供电的接线 1-1-矿用高压配电箱；矿用高压配电箱； 2 2矿用变压器；矿用变压器；3-3-矿用高压配电箱（未运行）；矿用高压配电箱（未运行）； 4-4-矿用移动变电站矿用移动变

50、电站 2八、采区供电八、采区供电 （2 2）采区变电所低压接线方式）采区变电所低压接线方式 每台变压器的低压侧都装有一台自动馈电开关每台变压器的低压侧都装有一台自动馈电开关作为总开关，并且配有漏电保护装置作为总开关，并且配有漏电保护装置( (检漏继电器检漏继电器) )；每条低压配出线都设有自动馈电开关作为分路开关，每条低压配出线都设有自动馈电开关作为分路开关，控制和保护配出线路，各变压器采用分列运行。照控制和保护配出线路，各变压器采用分列运行。照明所需要的明所需要的127V127V电压由照明变压器综合装置提供。电压由照明变压器综合装置提供。所有设备均采用矿用隔爆型。所有设备均采用矿用隔爆型。

51、对于大容量的采区对于大容量的采区变电所，低压侧总馈电开关都采用真空自动馈电开变电所，低压侧总馈电开关都采用真空自动馈电开关，将漏电保护和其他保护共同形成一个综合保护关，将漏电保护和其他保护共同形成一个综合保护插件。插件。八、采区供电八、采区供电采区低压供电接线采区低压供电接线1-1-隔爆高压配电箱；隔爆高压配电箱；2-2-矿用变压器；矿用变压器；3 3、4-4-隔爆自动馈电开关；隔爆自动馈电开关；5-5-隔爆手动启动器；隔爆手动启动器；6-6-照明变压器综合装置；照明变压器综合装置；7-7-检漏继电器检漏继电器55677八、采区供电八、采区供电九、综采工作面供电和工作面配电点九、综采工作面供电

52、和工作面配电点 1.1.综采工作面供电综采工作面供电 （1 1）高压深入负荷中心。）高压深入负荷中心。 （2 2）组成：采区变（配）电所）组成：采区变（配）电所移动变电站移动变电站工作面配电点。工作面配电点。 移动变电站的优点是缩短低压供电距离，减少移动变电站的优点是缩短低压供电距离，减少电压损失。移动变电站随工作面的推进而移动，通电压损失。移动变电站随工作面的推进而移动，通常设置在距工作面常设置在距工作面150150300m300m的顺槽中，工作面每的顺槽中，工作面每推进推进100100200m200m，变电站向前移动一次，保持低压，变电站向前移动一次，保持低压供电距离不超过供电距离不超过5

53、00m500m。 （3 3）设备布置：综采工作机电设备布置如图。）设备布置：综采工作机电设备布置如图。综采工作面供电系统图 九、综采工作面供电和工作面配电点九、综采工作面供电和工作面配电点 2.2.工作面配电点工作面配电点 （1 1）作用：工作面配电点是工作面及其）作用：工作面配电点是工作面及其附近巷道供电的中心，也随工作面的推进而附近巷道供电的中心，也随工作面的推进而定期前移。定期前移。 （2 2）设备组成：一般有低压配电开关和）设备组成：一般有低压配电开关和电磁启动器等。电磁启动器等。由于采煤工作面的电气设备由于采煤工作面的电气设备容量大、负荷变化大、起动频繁、工作条件容量大、负荷变化大、

54、起动频繁、工作条件差、维护工作量大，差、维护工作量大，三台及其以上开关的配三台及其以上开关的配电点都需要设置自动馈电开关作为配电点的电点都需要设置自动馈电开关作为配电点的总开关总开关，检修时切断总开关以便断电检修和，检修时切断总开关以便断电检修和维护，保证人身安全。维护，保证人身安全。九、综采工作面供电和工作面配电点九、综采工作面供电和工作面配电点 （3 3）工作面配电点的位置）工作面配电点的位置 一种是将开关设备安装在工作面平巷壁一种是将开关设备安装在工作面平巷壁的专用巷道，一般距工作面的专用巷道，一般距工作面 5050100m100m，如掘，如掘进工作面配电点大都设在掘进巷道的进风侧进工作

55、面配电点大都设在掘进巷道的进风侧或掘进巷道的贯通巷道内，一般距掘进工作或掘进巷道的贯通巷道内，一般距掘进工作面面 8080100m100m；另一种是将开关设备等装在移；另一种是将开关设备等装在移动变电站平车上，在运输槽一侧敷设轨道，动变电站平车上，在运输槽一侧敷设轨道，平车随着工作面的推进而移动。平车随着工作面的推进而移动。煤矿安全规程煤矿安全规程对井下供电的其它一些要求对井下供电的其它一些要求 第第449449条井下低压配电系统同时存在条井下低压配电系统同时存在2 2种或种或2 2种以上电种以上电压时，低压电气设备上应明显地标出其电压额定值。压时，低压电气设备上应明显地标出其电压额定值。 第

56、第450450条矿井必须备有井上、下配电系统图，井下电条矿井必须备有井上、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图，并随着情况变化定期填绘。图中应注明：敷设示意图，并随着情况变化定期填绘。图中应注明： （一）电动机、变压器、配电设备、信号装置、通信装（一）电动机、变压器、配电设备、信号装置、通信装置等装设地点。置等装设地点。 （二）每一设备的型号、容量、电压、电流种类及其他（二）每一设备的型号、容量、电压、电流种类及其他技术性能。技术性能。 （三）馈出线的短路、过负荷保护的整定值，熔断器熔（三）馈出线

57、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。值。 （四）线路电缆的用途、型号、电压、截面和长度。（四）线路电缆的用途、型号、电压、截面和长度。 （五）保护接地装置的安设地点。（五）保护接地装置的安设地点。煤矿安全规程煤矿安全规程对井下供电的其它一些要求对井下供电的其它一些要求 第第451451条电气设备不应超过额定值运行。条电气设备不应超过额定值运行。 第第458458条直接向井下供电的高压馈电线上，条直接向井下供电的高压馈电线上，严禁装设自动重合闸。严禁装设自动重合闸。 第第459459条井上

58、、下必须装设防雷电装置，并条井上、下必须装设防雷电装置，并遵守下列规定：遵守下列规定： （一）经由地面架空线路引入井下的供电线路（一）经由地面架空线路引入井下的供电线路和电机车架线，必须在入井处装设防雷电装置。和电机车架线，必须在入井处装设防雷电装置。 （二）由地面直接入井的轨道及露天架空引入（二）由地面直接入井的轨道及露天架空引入（出）的管路，必须在井口附近将金属体进行不少（出）的管路，必须在井口附近将金属体进行不少于于2 2处的良好的集中接地。处的良好的集中接地。 （三）通信线路必须在入井处装设熔断器和防（三）通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷电装置。雷电装置。煤矿安全规程煤矿安全规程对机电硐室的相关要求对机电硐室的相关要求