煤矿电工学第二章煤矿供电系统全解课件

第二章煤矿供电系统乡宁县煤炭工业技工学校刘成平第二章煤矿供电系统乡宁县煤炭工业技工学校刘成平1主要内容1、煤矿供电系统

2

、煤矿各级变电所

主要内容1、煤矿供电系统21煤矿供电系统1.1供电系统结线方式1.1.1

供电系统结线：是指由各种电气设备及其联接线构成的电路，其功能是汇集和分配电能。结线方式按布置方式分：放射式、干线式、环式、双电源（独立）供电式基本概念

按运行方式分：开式网络、闭式网络

按可靠性分：无备用网络、有备用网络1煤矿供电系统1.1供电系统结线方式31煤矿供电系统1）放射式（1）单回放射式：是在上一级降压站（变电所）的馈出母线上引出多条回路，直接向下级降压站（变电所）或用电设备供电。各条引出线之间无联系，其沿线不分支接其他负荷。系统简单、运行维护方便；缺点是使用的开关、线路多，供电可靠性差。1煤矿供电系统1）放射式（1）单回放射式：是在上一级降压站4

2）单电源双回路：从一段母线上并列引出两回线路，每回线路有单独的开关控制。适用二级负荷。供电可靠性高，运行可采用并列运行，也可一路运行一路备用，运行灵活。2）单电源双回路：从一段母线上并列引出两回线路，每回5双电源双回路：是在上级变电所设置2套电源,分别接在不同的母线上，向下级变电站或用电设备供电。当任一路电源或线路发生故障时，可通过另一路电源或线路向负载供电。由于这种接线从电源到负载都是双套设备投入工作，并且互为备用，所以供电可靠性高，适用于容量较大的一、二级负荷。但所用设备多、用线长、投资大，若负荷不大时将造成有色金属材料的浪费。双电源双回路：是在上级变电所设置2套电源,分别接在不同的母62煤矿供电系统2煤矿供电系统71.1.2干线式供电直接联络式：从一路高压配电干线上直接引出分支线向用户供电，分支线一般不超过5，且配电变压器容量不超过3000kVA。一般适用于架空线上对三级负荷分散用户供电，也可用于井下电缆线路对多台顺槽输送机供电。优点：回路少，高压配电装置数量减少、造价低。缺点：当公用干线故障全部断电，可靠性较差。

1.1.2干线式供电8（1）直接树干式接线方式（1）直接树干式接线方式9为提高干式接线的可靠性，各用户采用进、出线均装隔离开关的方式引接分支线，形成串联型树干式接线，也称为链串型树干式接线。这种接线又分为单回路树干式和双回路树干式2种单回路树干式接线这种接线在每个用户的进、出线上均装有隔离开关QS。当干线上N点发生故障时，干线总开关QF将跳闸。为提高干式接线的可靠性，各用户采用进、出线均装隔离开关的方式102煤矿供电系统2煤矿供电系统11为提高单回路树干式接线方式的可靠性，可采用备用干线的方式供电。当干线上任一处或任一干线发生故障或需要检修时，可通过开关切换由备用干线从另一侧供电，从而进一步缩小停电范围。为提高单回路树干式接线方式的可靠性，可采用备用干线的方式供电12双回路树干式接线

是每个用户或用电设备分别从2条干线上引入电源，当任一条干线出现故障或需要检修时，可用另一干线恢复供电。所以这种接线供电可靠性较高，可向二、三级负荷供电。双回路树干式接线13（3）环状接线方式

这种接线一般是在同电压之间的变电所构成环形，每个变电所都有两路进线，当其中一路发生故障时，可由另一路线路供电，因而具有可靠性高、运行灵活的特点，适用于一、二级负荷的供电系统。但环形供电线路的导线截面是按故障情况下能承担环网全部负荷考虑，故有色金属材料用量较多。适用于电源对矿区用户相对位置居中或较远，而用户间距较近，且负荷相差不太悬殊的供电。供电可靠性高，运行、保护整定困难。（3）环状接线方式14煤矿电工学第二章煤矿供电系统全解课件151.1.2

供电系统结线合理的供电系统结线方式选择的决定因素(从用电户对供电系统的基本要求考虑）：1）用电户对供电可靠性要求的影响；2）电压高低的影响；3）负荷大小的影响；4）负荷数目的影响；5）负荷位置的影响1.1.2供电系统结线16变电所常用一次结线方式：

桥形结线:用于有备用供电系统

线路变压器组结线：用于无备用供电系统线路变压器组结线依据其容量的大小、二次出线数的多少主要有三种形式：1）进线为隔离开关（二次回路必须装断路器）2）进线为跌落式熔断器（二次回路必须装断路器）3）进线为断路器变电所常用一次结线方式：17

1）线路-变压器组结线1）线路-变压器组结线18

2）桥式结线

对具有两回电源进线、两台变压器的变电所，可采用桥式结线。“桥”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。桥横联位置的不同，桥式结线可分为“内桥式”、“外桥式”和“全桥式”。2）桥式结线19外桥式结线

跨接桥在变压器断路器QF1和QF2的外线路侧，进线回路只有隔离开关。对变压器的切换操作方便，对电源进线操作不便。

外桥式结线跨接桥在变压器断路器QF1和QF2的外线路20内桥式结线

跨接桥在变压器断路器QF1和QF2的靠变压器侧，变压器电源端只有隔离开关。提高对电源线路运行的可靠性和倒闸操作的灵活方便性。

内桥式结线跨接桥在变压器断路器QF1和QF2的靠变压212煤矿供电系统全桥式结线具有适应性强，操作方便、运行灵活、可靠性高等优点，但使用设备多、占地面积大、投资高，故用于供电可靠性要求较高的变电所。对于电压在35kV、容量在7500kVA以上，或电压为110kV、容量在31500kVA以上的变压器，当隔离开关切断空载电流能力不足时采用。2煤矿供电系统全桥式结线具有适应性强，操作方便、运行灵活、222煤矿供电系统2.1.3

供电系统结线变电所常用二次结线方式：

单母线、双母线、单母线加旁母1）单母线：进出线均有断路器以及与母线相连的母线隔离开关，与负荷线路相连的线路隔离开关。

一般有单母线不分段和单母线分段两种典型结线。2煤矿供电系统2.1.3供电系统结线23单母线不分段特点：母线系统故障或检修须全线路断电。结构简单，造价低，运行不够灵活可靠。适于小容量用户单母线不分段24单母线分段A.隔离开关分段（QS分段）－－适用由双回路供电、允许短时间停电的二级负荷B.断路器分段（QF分段）－－适用一级负荷较多情况，可切断负荷和故障电流。在采用断路器分段时，除能实现切断负荷或故障电流外，也可在继电保护下实现自动分合闸。在其中一条线路故障或需要检修时，可以将负荷转到另外一条线路，避免全部停电。在检修母线或电源故障时，不能避免故障母线用户的停电。为避免长时间停电，可以采用加装旁路母线或采用双母线解决。单母线分段25煤矿电工学第二章煤矿供电系统全解课件261.2矿山供电系统矿井供电系统的选择，取决于矿区范围、煤层倾角、埋藏深度、设计年产量、开采方式、涌水量大小以及机械化、电气化程度等因素。典型的供电方式：

深井供电系统

浅井供电系统

平硐供电系统1.2矿山供电系统矿井供电系统的选择，取决于矿区范围、煤层271、深井供电系统

适用矿层埋藏深、倾角小，采用立井和斜井开拓，生产能力大的矿井。1）特征：*高压电能用电缆送到井下，并直接送到采区。2）一般模式：*地面变电所----井下中央变电所----采区变电所（或移动变电站）----工作面配电点1、深井供电系统适用矿层埋藏深、倾角小，采用立井和斜28煤矿电工学第二章煤矿供电系统全解课件29煤矿电工学第二章煤矿供电系统全解课件302、浅井供电系统对矿层埋藏不深（距地表100～200m内）的情况，处于经济和运行方便的考虑，一般采用浅井供电系统。1）特征：*采区用电是从地面向井下钻眼来提供的。2）一般模式：依据用电情况和井深，从供电的技术经济合理考虑有三种模式（1）对于采区距井底车场较远（>2km）、井下负荷小、涌水量不大的矿井，可经架空线路，将6～10kV高压电由地面变电所送至与采区位置相应的地面变电亭，再降压至380或660V，再沿钻眼送至井下采区变电所。（高压电能不下井）2、浅井供电系统对矿层埋藏不深（距地表100～200m内）的31（2）当采区负荷小而井底车场负荷大时，对井底车场的供电，可沿井筒敷设高压下井电缆供电；对采区的供电，可沿钻眼敷设低压电缆提供。（井底车场高压供电）（3）对采区巷道很长、负荷又大，为保证正常电压，可经高压架空线路，将电能送至与采区对应位置的配电点，沿钻眼敷设高压电缆，向井下采区变电所供电，再由该变电所降压，向工作面提供低压电力。（井下均为高压供电）（2）当采区负荷小而井底车场负荷大时，对井底车场的供电，可沿32深井与浅井供电系统的不同：在于浅井井底车场的配电所代替了深井系统中的井下变电所，以及采用钻眼向采区供电的方式。钻眼供电的优点（1）将由矿井地面变电所至采区变电所的电缆线路换成可靠的架空线路，节约有色金属和投资；（2）井下巷道中没有高压电缆，人员设备更安全。深井与浅井供电系统的不同：在于浅井井底车场的配电所代替了深井33

钻眼供电的优点（3）减少井下变电所硐室的开拓；（4）再由沼气煤尘突出的采区，由于使用变电亭，使防爆高压配电箱和矿用变压器的使用大大降低；

缺点（1）需要进行钻孔、下套管，且套管不能回收；（2）需要加设架空线路、修建变电亭；（3）冬季施工维护困难。钻眼供电的优点34浅井供电系统地面变电所浅井供电系统地面变电所353、平硐供电系统

对矿层埋藏较浅（低于100m）、分布范围广的矿井一般采用平硐开采的供电系统。对深部的用电设备，可利用小风井、斜井或钻孔附近设置的地面变电亭提供低压电力。当需要向平硐提供直流电时，可先经地面变电所整流，再用电缆下送。对平硐开拓且井深在150m的用电设备供电，其系统与深井供电相同。3、平硐供电系统对矿层埋藏较浅（低于100m）、分布范围广36三、矿井各级变电所及配电点煤矿供电系统是由各类地面变电所，以及井下的中央变电所、采区变电所、移动变电站、配电点和相应的供电设备及供电线路组成。三、矿井各级变电所及配电点煤矿供电系统是由各类地面变37（一）、矿井地面变电所

是全矿供电的总枢纽，担负受电、变电、配电的任务。地面变电所接受电网馈来的35kV或60kV电压，降压以后，把6（10）kV电压分配给矿山的高压用电设备，如主通风机及井下中央变电所等，把660/380V电压分配给地面低压动力及照明设备。地面变电所，如果以35kV受电，则称为35kV变电所；如果以60kV受电，则称为60kV变电所。（一）、矿井地面变电所是全矿供电的总枢纽，担负受381．地面变电所主接线系统

电源电压从发电厂或矿区变电所的35kV母线上取得，35kV双回路架空线直接将高压引至煤矿地面变电所。变电所两台变压器，将35kV电压降至6（10）kV，在配给地面的一些高压电气设备，如主副井提升机、风压机、主通风机等。该系统采用分段母线系统，具有较高的供电可靠性和灵活性。1．地面变电所主接线系统电源电压从发电厂或矿区变电所391．地面变电所主接线系统两段母线的联络开关，由两个隔离开关和一个断路器组成。联络开关的安装便于检修母线、倒换负荷、加装继电保护。用断路器对母线检修分段，可以保证在任何情况下，都有一段母线正常工作，使矿山一、二类用户有可靠供电。1．地面变电所主接线系统402、位置选择（1）靠近主要负荷和入井电缆井筒，减少金属导线消耗，降低电能损耗。（2）架空线与所址同时确定，一边为各级电压线路进出变电所留出走廊。（3）设在常年主导风向上风侧，避开污染源。（4）具有适宜的地形和地质条件。（5）避开危险区和排废场，与铁路距离>40m。（6）交通方便，有扩展空间。2、位置选择（1）靠近主要负荷和入井电缆井筒，减少金属413.地面变电所的布置

一般10kV及以下电压等级的配电装置采用户内式成套配电装置；35kV及以上电压的采用户外架构式配电装置。对特殊地区或场合应用时35kV~110kV变电所也采用户内式配电装置。为保证运行时电气设备和人员的安全以及检修维护和搬运的方便，对室内外的配电装置的各个部件，规定了最小的电气绝缘间距。3.地面变电所的布置一般10kV及以下电压等级的配电42（二）.井下中央变电所它是井下供电的枢纽，担负着向井下供电的重要任务。根据《煤矿安全规程》的规定，对井下中央变电所和主排水泵房的供电线路，不得少于两回路，当任一回路停止供电时，其余回路也能担负矿井全部负荷。为了保证井下供电的可靠性，由地面变电所引至中央变电所的电缆数目至少应有两条，并分别引自地面变电所的两段6（10）kV母线上。（二）.井下中央变电所它是井下供电的枢纽，担负着向井下供电431．井下中央变电所的接线井下中央变电所的高压母线采用单母线分段接线方式，母线段数与井下电缆对应，各段母线通过高压开关联络。正常时联络开关断开，母线采用分列运行方式；当某条下井电缆发生故障退出运行时，母线联络开关合闸，保证对负荷的供电。水泵是井下中央变电所的重要负荷，应保证其供电可靠，由于水泵总数中已包括备用水泵，因此每台水泵可用一条专用电缆供电。1．井下中央变电所的接线井下中央变电所的高压母线采用单母线分442.井下中央变电所的位置和硐室布置（1）位置选择应尽量靠近负荷中心，并根据通风良好、交通方便、进出线易于敷设、顶底板条件及保安煤柱的位置等因素，综合加以考虑。一般设在靠近副井的井底车场范围内。2.井下中央变电所的位置和硐室布置（1）位置选择45井下主变电所的位置示意图1－副井井筒；2－主井井筒；3－井下主（配）变电所；4－主水泵房；5－井底车场巷道井下主变电所的位置示意图1－副井井筒；2－主井井筒；46（2）硐室要求A.硐室用非燃性材料支护，尺寸取决于硐室内的电气设备的数量、大小及它们之间的通道，并考虑留有20％的余地。B.硐室长度超过6m时，应在两端各设一出口，一个与井底车场大巷相通，并安有栅栏、防火两用门。另一个与水泵房相连，彼此间应有装栅栏、防火两用门的隔墙。（2）硐室要求A.硐室用非燃性材料支护，尺寸取决于硐47（2）硐室要求C.泵房应有单独通至巷道的通路，在通道设向外开的栅栏防火两用门。硐室长超过30m时，应在中间增设一个出口。硐室内温度不应超过35℃。硐室地面应高出其出口大巷的底板标高0.5m。从硐室出口的防火门起，5m内的巷道采用非可燃性材料支护。（2）硐室要求C.泵房应有单独通至巷道的通路，在通48（3）设备布置①布置原则在进行设备布置时，应将变压器和配电装置分开布置，高、低压配电装置分开布置。分为低瓦斯矿井井下中央变电所设备布置图和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井井下中央变电所设备布置图两种方式。（3）设备布置①布置原则49（3）设备布置②布置方式。设备和墙壁之间、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，可互相紧靠和靠墙放置。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的20%考虑。（3）设备布置②布置方式。设备和墙壁之间、各设备之间应留有足50设备布置方式（一）井下主变电所的布置方式，由井下条件和所采用的高低压配电装置的类型来决定。①对于低沼气矿井，高压开关柜台数不太多，且采用矿用一般型手车式（GKFC-1型）、低压开关采用矿用低压配电屏设备时，井下主变电所的布置，采用图示的单列布置形式。当用电负荷较大、高压开关柜台数较多时，高压开关柜也可用双列布置。设备布置方式（一）井下主变电所的布置方式，由井下条件和所采用51低沼气矿井接线示意图低沼气矿井接线示意图52低沼气矿井井下主变电所设备示意图低沼气矿井井下主变电所设备示意图53设备布置方式（二）②对于高沼气、煤与沼气突出的矿井，其井下主变电所采用图示的布置方式。硐室的长度L由下井电缆的条数以及高压隔爆配电箱的型号与台数决定。图中变电所高压开关柜采用PB2-6或PB2-6GA型隔爆配电箱，低压开关柜采用DW80型隔爆自动馈电开关，高低压设备均为双列布置。设备布置方式（二）②对于高沼气、煤与沼气突出的矿井，其井下主54高沼气矿井接线示意图高沼气矿井接线示意图55

高沼气矿井井下主变电所电气设备设置示意图

高沼气矿井井下主变电所电气设备设置示意图

56（三）.采区变电所采区变电所接受中央变电所的高压电能，变换电压，配出高低压电能。（三）.采区变电所采区变电所接受中央变电所的高压电能，变换571、采区变电所的接线采区变电所的主接线应根据电源进线回路数、负荷大小、变压器台数等因素确定。①单电源进线。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。双电源进线适用于有综采工作面或下山采区有排水泵的采区变电所。变电所每台动力变压器都应装有一个高压配电箱进行控制和保护。变压器采用分列运行，每台变压器的低压侧各装有一个总馈电开关，各变压器形成独立的供电系统。1、采区变电所的接线采区变电所的主接线应根据电源进线回路数、582．采区变电所的位置和硐室布置（1）．位置确定原则①位于负荷中心，并保证向采区内最远距离、最大容量设备供电。②一个采区尽量采用一个采区变电所位置。③尽量设在顶底板稳定、无淋水的地点。④通风、运输方便。2．采区变电所的位置和硐室布置（1）．位置确定原则592．采区变电所的位置和硐室布置为满足上述①、②项原则，必须选择合适的采区低压供电电压（对炮采工作面，用380/660V电压；对一般机械化工作面，用660V电压；对综合机械化工作面，用1140V电压）。最大容量电动机（采煤机电动机）的最大供电距离见属表1-6所列。2．采区变电所的位置和硐室布置为满足上述①、②项原则，必须选60采区变电所—工作面配电点供电方式1）供电方式传统方式——采区变电所工作面配电点方式这种供电方式以低压向全采区负荷供电，较安全。但由于所用电缆、开关较多，供电系统相对复杂，且电能和电压损失较大。同时低压电缆长，供电容量受限制。一般用于炮采和普通机械化采煤。采区变电所—工作面配电点供电方式1）供电方式61DB：高压配电箱QA：自动馈电开关SM：磁力起动器SH：手动起动器DB：高压配电箱62采区变电所—移动变电站—工作面配电点方式

综采矿井常用方式：6kV采区变电所移动变电站工作面配电点方式

优点：（1）与传统方式相比，由高压直接深入工作面，简化了低压供电系统，缩短了低压供电距离，减少了电能损耗，保证了电压质量，可满足正常运转和启动的需要。系统简单，电网安全可靠程度增加，同时减少了电缆截面和低压开关数量。

采区变电所—移动变电站—工作面配电点方式综采矿井常用方式：63采区变电所—移动变电站—工作面配电点方式

（2）采用了干式变压器，提高了采区供电的防爆性能，利于安全，便于检修。（3）移动变电站可根据需要移动或固定，不需建造变电所硐室。采区变电所—移动变电站—工作面配电点方式（2）采用了干式变64煤矿电工学第二章煤矿供电系统全解课件65缺点：（1）6kV高压直接送入采区动作面附近，且低压侧电压为1140V，对安全不利。（2）采用了移动变电站，需要拓宽巷道，铺设轨道。同时因地质条件的不同，使移动变电站的安装、运输和维护受到空间的限制。缺点：66采区变电所位置确定（1）位于负荷中心，并保证向采区内最远距离、最大容量负荷供电；（2）一个采区尽量采用一个采区变电所；（3）尽量设在顶底板稳定，无淋水地点；（4）通风、运输方便。采区变电所位置确定（1）位于负荷中心，并保证向采区内最远距离67（2）硐室要求

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同一硐室内；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可不留通道。

（2）硐室要求采区变电所的防水、防火、通风等安全措68采区变电所设备布置图采区变电所设备布置图69（四）.工作面配电点

1）工作面配电点的设置

工作面配电点接受由采区变电所或移动变电站送来的低压电能，通过控制开关、磁力启动器，用软电缆向回采或掘进工作面的设备供电。并利用干式变压器或煤电钻变压器综合装置，将电压降为127V，向电钻、照明和通信设备供电。由于经常需要随工作面移动搬迁，一般不设专用硐室。回采工作面配电点常设在邻近的运输平巷内，距工作面50～70m。非沼气煤尘突出矿井，机采工作面配电点可设在回风巷内，掘进工作面配电点多设在掘进巷的一侧，距掘进工作面80～100m。配电点附近应用非燃性材料支护。（四）.工作面配电点1）工作面配电点的设置701．综采工作面供电综合机械化采煤工作面，单机容量和设备的总容量都很大，其回采速度又快，若仍采用固定变电所供电，既不经济，又不易保证电压质量。因此，必须采用移动变电站供电，以缩短低压供电距离，使高压深入负荷中心，将综采工作面供电电压提高到1140V，以利于保证供电的经济性和供电质量。目前我国高产高效工作面使用的设备，其额定电压已达3300V。由采区变电所—移动变电站—工作面电气设备组成。1．综采工作面供电综合机械化采煤工作面，单机容量和设备的总容71综采工作面机电设备布置示意图综采工作面机电设备布置示意图724.工作面配电点

2）配电点控制开关的设置（1）适用情况：工作面电气设备多或距离采区变电所较远，方便工作面配电点电气设备的停送电。（2）组成：采区变电所—工作面配电点的供电方式。为便于操作工作面的动力设备，须在工作面附近巷道中，设置控制开关和起动器，这些设备的放置点即为工作面配电点。工作面配电点可分为采煤和掘进两种。采煤工作面配电点，一般距采煤工作面50~80m，掘进工作面配电点，一般距掘进工作面80~100m，工作面配电点也随工作面的推进而前移。4.工作面配电点2）配电点控制开关的设置73综采工作面供电综采工作面供电744.工作面配电点3）对顺槽和工作面输送机的供电方式根据具体情况，可选择：（1）顺槽输送机线的供电方式。如图所示的干线供电方式，一般适用于顺槽输送机巷道较长、输送机台数较多、工作面只有一台输送机的情况。（2）高沼气矿井煤层、急倾斜V型长壁采区顺槽工作面输送机供电方式。4.工作面配电点3）对顺槽和工作面输送机的供电方式75干线式胶带输送机供电方式干线式胶带输送机供电方式76煤矿电工学第二章煤矿供电系统全解课件773矿山供电系统故障分析分析两个常见故障：漏电故障和短路故障。回答一个重要问题：为什么“向井下供电的电网不允许直接接地”。重点介绍两种故障计算：人身触电电流（包括单相接地电流）和短路电流。分析了矿井电网发生单相漏电和单相接地故障时电网中零序电流的分布。3矿山供电系统故障分析分析两个常见故障：漏电故障和短路故78第二章煤矿供电系统乡宁县煤炭工业技工学校刘成平第二章煤矿供电系统乡宁县煤炭工业技工学校刘成平79主要内容1、煤矿供电系统

2

、煤矿各级变电所

主要内容1、煤矿供电系统801煤矿供电系统1.1供电系统结线方式1.1.1

供电系统结线：是指由各种电气设备及其联接线构成的电路，其功能是汇集和分配电能。结线方式按布置方式分：放射式、干线式、环式、双电源（独立）供电式基本概念

按运行方式分：开式网络、闭式网络

按可靠性分：无备用网络、有备用网络1煤矿供电系统1.1供电系统结线方式811煤矿供电系统1）放射式（1）单回放射式：是在上一级降压站（变电所）的馈出母线上引出多条回路，直接向下级降压站（变电所）或用电设备供电。各条引出线之间无联系，其沿线不分支接其他负荷。系统简单、运行维护方便；缺点是使用的开关、线路多，供电可靠性差。1煤矿供电系统1）放射式（1）单回放射式：是在上一级降压站82

2）单电源双回路：从一段母线上并列引出两回线路，每回线路有单独的开关控制。适用二级负荷。供电可靠性高，运行可采用并列运行，也可一路运行一路备用，运行灵活。2）单电源双回路：从一段母线上并列引出两回线路，每回83双电源双回路：是在上级变电所设置2套电源,分别接在不同的母线上，向下级变电站或用电设备供电。当任一路电源或线路发生故障时，可通过另一路电源或线路向负载供电。由于这种接线从电源到负载都是双套设备投入工作，并且互为备用，所以供电可靠性高，适用于容量较大的一、二级负荷。但所用设备多、用线长、投资大，若负荷不大时将造成有色金属材料的浪费。双电源双回路：是在上级变电所设置2套电源,分别接在不同的母842煤矿供电系统2煤矿供电系统851.1.2干线式供电直接联络式：从一路高压配电干线上直接引出分支线向用户供电，分支线一般不超过5，且配电变压器容量不超过3000kVA。一般适用于架空线上对三级负荷分散用户供电，也可用于井下电缆线路对多台顺槽输送机供电。优点：回路少，高压配电装置数量减少、造价低。缺点：当公用干线故障全部断电，可靠性较差。

1.1.2干线式供电86（1）直接树干式接线方式（1）直接树干式接线方式87为提高干式接线的可靠性，各用户采用进、出线均装隔离开关的方式引接分支线，形成串联型树干式接线，也称为链串型树干式接线。这种接线又分为单回路树干式和双回路树干式2种单回路树干式接线这种接线在每个用户的进、出线上均装有隔离开关QS。当干线上N点发生故障时，干线总开关QF将跳闸。为提高干式接线的可靠性，各用户采用进、出线均装隔离开关的方式882煤矿供电系统2煤矿供电系统89为提高单回路树干式接线方式的可靠性，可采用备用干线的方式供电。当干线上任一处或任一干线发生故障或需要检修时，可通过开关切换由备用干线从另一侧供电，从而进一步缩小停电范围。为提高单回路树干式接线方式的可靠性，可采用备用干线的方式供电90双回路树干式接线

是每个用户或用电设备分别从2条干线上引入电源，当任一条干线出现故障或需要检修时，可用另一干线恢复供电。所以这种接线供电可靠性较高，可向二、三级负荷供电。双回路树干式接线91（3）环状接线方式

这种接线一般是在同电压之间的变电所构成环形，每个变电所都有两路进线，当其中一路发生故障时，可由另一路线路供电，因而具有可靠性高、运行灵活的特点，适用于一、二级负荷的供电系统。但环形供电线路的导线截面是按故障情况下能承担环网全部负荷考虑，故有色金属材料用量较多。适用于电源对矿区用户相对位置居中或较远，而用户间距较近，且负荷相差不太悬殊的供电。供电可靠性高，运行、保护整定困难。（3）环状接线方式92煤矿电工学第二章煤矿供电系统全解课件931.1.2

供电系统结线合理的供电系统结线方式选择的决定因素(从用电户对供电系统的基本要求考虑）：1）用电户对供电可靠性要求的影响；2）电压高低的影响；3）负荷大小的影响；4）负荷数目的影响；5）负荷位置的影响1.1.2供电系统结线94变电所常用一次结线方式：

桥形结线:用于有备用供电系统

线路变压器组结线：用于无备用供电系统线路变压器组结线依据其容量的大小、二次出线数的多少主要有三种形式：1）进线为隔离开关（二次回路必须装断路器）2）进线为跌落式熔断器（二次回路必须装断路器）3）进线为断路器变电所常用一次结线方式：95

1）线路-变压器组结线1）线路-变压器组结线96

2）桥式结线

对具有两回电源进线、两台变压器的变电所，可采用桥式结线。“桥”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。桥横联位置的不同，桥式结线可分为“内桥式”、“外桥式”和“全桥式”。2）桥式结线97外桥式结线

跨接桥在变压器断路器QF1和QF2的外线路侧，进线回路只有隔离开关。对变压器的切换操作方便，对电源进线操作不便。

外桥式结线跨接桥在变压器断路器QF1和QF2的外线路98内桥式结线

跨接桥在变压器断路器QF1和QF2的靠变压器侧，变压器电源端只有隔离开关。提高对电源线路运行的可靠性和倒闸操作的灵活方便性。

内桥式结线跨接桥在变压器断路器QF1和QF2的靠变压992煤矿供电系统全桥式结线具有适应性强，操作方便、运行灵活、可靠性高等优点，但使用设备多、占地面积大、投资高，故用于供电可靠性要求较高的变电所。对于电压在35kV、容量在7500kVA以上，或电压为110kV、容量在31500kVA以上的变压器，当隔离开关切断空载电流能力不足时采用。2煤矿供电系统全桥式结线具有适应性强，操作方便、运行灵活、1002煤矿供电系统2.1.3

供电系统结线变电所常用二次结线方式：

单母线、双母线、单母线加旁母1）单母线：进出线均有断路器以及与母线相连的母线隔离开关，与负荷线路相连的线路隔离开关。

一般有单母线不分段和单母线分段两种典型结线。2煤矿供电系统2.1.3供电系统结线101单母线不分段特点：母线系统故障或检修须全线路断电。结构简单，造价低，运行不够灵活可靠。适于小容量用户单母线不分段102单母线分段A.隔离开关分段（QS分段）－－适用由双回路供电、允许短时间停电的二级负荷B.断路器分段（QF分段）－－适用一级负荷较多情况，可切断负荷和故障电流。在采用断路器分段时，除能实现切断负荷或故障电流外，也可在继电保护下实现自动分合闸。在其中一条线路故障或需要检修时，可以将负荷转到另外一条线路，避免全部停电。在检修母线或电源故障时，不能避免故障母线用户的停电。为避免长时间停电，可以采用加装旁路母线或采用双母线解决。单母线分段103煤矿电工学第二章煤矿供电系统全解课件1041.2矿山供电系统矿井供电系统的选择，取决于矿区范围、煤层倾角、埋藏深度、设计年产量、开采方式、涌水量大小以及机械化、电气化程度等因素。典型的供电方式：

深井供电系统

浅井供电系统

平硐供电系统1.2矿山供电系统矿井供电系统的选择，取决于矿区范围、煤层1051、深井供电系统

适用矿层埋藏深、倾角小，采用立井和斜井开拓，生产能力大的矿井。1）特征：*高压电能用电缆送到井下，并直接送到采区。2）一般模式：*地面变电所----井下中央变电所----采区变电所（或移动变电站）----工作面配电点1、深井供电系统适用矿层埋藏深、倾角小，采用立井和斜106煤矿电工学第二章煤矿供电系统全解课件107煤矿电工学第二章煤矿供电系统全解课件1082、浅井供电系统对矿层埋藏不深（距地表100～200m内）的情况，处于经济和运行方便的考虑，一般采用浅井供电系统。1）特征：*采区用电是从地面向井下钻眼来提供的。2）一般模式：依据用电情况和井深，从供电的技术经济合理考虑有三种模式（1）对于采区距井底车场较远（>2km）、井下负荷小、涌水量不大的矿井，可经架空线路，将6～10kV高压电由地面变电所送至与采区位置相应的地面变电亭，再降压至380或660V，再沿钻眼送至井下采区变电所。（高压电能不下井）2、浅井供电系统对矿层埋藏不深（距地表100～200m内）的109（2）当采区负荷小而井底车场负荷大时，对井底车场的供电，可沿井筒敷设高压下井电缆供电；对采区的供电，可沿钻眼敷设低压电缆提供。（井底车场高压供电）（3）对采区巷道很长、负荷又大，为保证正常电压，可经高压架空线路，将电能送至与采区对应位置的配电点，沿钻眼敷设高压电缆，向井下采区变电所供电，再由该变电所降压，向工作面提供低压电力。（井下均为高压供电）（2）当采区负荷小而井底车场负荷大时，对井底车场的供电，可沿110深井与浅井供电系统的不同：在于浅井井底车场的配电所代替了深井系统中的井下变电所，以及采用钻眼向采区供电的方式。钻眼供电的优点（1）将由矿井地面变电所至采区变电所的电缆线路换成可靠的架空线路，节约有色金属和投资；（2）井下巷道中没有高压电缆，人员设备更安全。深井与浅井供电系统的不同：在于浅井井底车场的配电所代替了深井111

钻眼供电的优点（3）减少井下变电所硐室的开拓；（4）再由沼气煤尘突出的采区，由于使用变电亭，使防爆高压配电箱和矿用变压器的使用大大降低；

缺点（1）需要进行钻孔、下套管，且套管不能回收；（2）需要加设架空线路、修建变电亭；（3）冬季施工维护困难。钻眼供电的优点112浅井供电系统地面变电所浅井供电系统地面变电所1133、平硐供电系统

对矿层埋藏较浅（低于100m）、分布范围广的矿井一般采用平硐开采的供电系统。对深部的用电设备，可利用小风井、斜井或钻孔附近设置的地面变电亭提供低压电力。当需要向平硐提供直流电时，可先经地面变电所整流，再用电缆下送。对平硐开拓且井深在150m的用电设备供电，其系统与深井供电相同。3、平硐供电系统对矿层埋藏较浅（低于100m）、分布范围广114三、矿井各级变电所及配电点煤矿供电系统是由各类地面变电所，以及井下的中央变电所、采区变电所、移动变电站、配电点和相应的供电设备及供电线路组成。三、矿井各级变电所及配电点煤矿供电系统是由各类地面变115（一）、矿井地面变电所

是全矿供电的总枢纽，担负受电、变电、配电的任务。地面变电所接受电网馈来的35kV或60kV电压，降压以后，把6（10）kV电压分配给矿山的高压用电设备，如主通风机及井下中央变电所等，把660/380V电压分配给地面低压动力及照明设备。地面变电所，如果以35kV受电，则称为35kV变电所；如果以60kV受电，则称为60kV变电所。（一）、矿井地面变电所是全矿供电的总枢纽，担负受1161．地面变电所主接线系统

电源电压从发电厂或矿区变电所的35kV母线上取得，35kV双回路架空线直接将高压引至煤矿地面变电所。变电所两台变压器，将35kV电压降至6（10）kV，在配给地面的一些高压电气设备，如主副井提升机、风压机、主通风机等。该系统采用分段母线系统，具有较高的供电可靠性和灵活性。1．地面变电所主接线系统电源电压从发电厂或矿区变电所1171．地面变电所主接线系统两段母线的联络开关，由两个隔离开关和一个断路器组成。联络开关的安装便于检修母线、倒换负荷、加装继电保护。用断路器对母线检修分段，可以保证在任何情况下，都有一段母线正常工作，使矿山一、二类用户有可靠供电。1．地面变电所主接线系统1182、位置选择（1）靠近主要负荷和入井电缆井筒，减少金属导线消耗，降低电能损耗。（2）架空线与所址同时确定，一边为各级电压线路进出变电所留出走廊。（3）设在常年主导风向上风侧，避开污染源。（4）具有适宜的地形和地质条件。（5）避开危险区和排废场，与铁路距离>40m。（6）交通方便，有扩展空间。2、位置选择（1）靠近主要负荷和入井电缆井筒，减少金属1193.地面变电所的布置

一般10kV及以下电压等级的配电装置采用户内式成套配电装置；35kV及以上电压的采用户外架构式配电装置。对特殊地区或场合应用时35kV~110kV变电所也采用户内式配电装置。为保证运行时电气设备和人员的安全以及检修维护和搬运的方便，对室内外的配电装置的各个部件，规定了最小的电气绝缘间距。3.地面变电所的布置一般10kV及以下电压等级的配电120（二）.井下中央变电所它是井下供电的枢纽，担负着向井下供电的重要任务。根据《煤矿安全规程》的规定，对井下中央变电所和主排水泵房的供电线路，不得少于两回路，当任一回路停止供电时，其余回路也能担负矿井全部负荷。为了保证井下供电的可靠性，由地面变电所引至中央变电所的电缆数目至少应有两条，并分别引自地面变电所的两段6（10）kV母线上。（二）.井下中央变电所它是井下供电的枢纽，担负着向井下供电1211．井下中央变电所的接线井下中央变电所的高压母线采用单母线分段接线方式，母线段数与井下电缆对应，各段母线通过高压开关联络。正常时联络开关断开，母线采用分列运行方式；当某条下井电缆发生故障退出运行时，母线联络开关合闸，保证对负荷的供电。水泵是井下中央变电所的重要负荷，应保证其供电可靠，由于水泵总数中已包括备用水泵，因此每台水泵可用一条专用电缆供电。1．井下中央变电所的接线井下中央变电所的高压母线采用单母线分1222.井下中央变电所的位置和硐室布置（1）位置选择应尽量靠近负荷中心，并根据通风良好、交通方便、进出线易于敷设、顶底板条件及保安煤柱的位置等因素，综合加以考虑。一般设在靠近副井的井底车场范围内。2.井下中央变电所的位置和硐室布置（1）位置选择123井下主变电所的位置示意图1－副井井筒；2－主井井筒；3－井下主（配）变电所；4－主水泵房；5－井底车场巷道井下主变电所的位置示意图1－副井井筒；2－主井井筒；124（2）硐室要求A.硐室用非燃性材料支护，尺寸取决于硐室内的电气设备的数量、大小及它们之间的通道，并考虑留有20％的余地。B.硐室长度超过6m时，应在两端各设一出口，一个与井底车场大巷相通，并安有栅栏、防火两用门。另一个与水泵房相连，彼此间应有装栅栏、防火两用门的隔墙。（2）硐室要求A.硐室用非燃性材料支护，尺寸取决于硐125（2）硐室要求C.泵房应有单独通至巷道的通路，在通道设向外开的栅栏防火两用门。硐室长超过30m时，应在中间增设一个出口。硐室内温度不应超过35℃。硐室地面应高出其出口大巷的底板标高0.5m。从硐室出口的防火门起，5m内的巷道采用非可燃性材料支护。（2）硐室要求C.泵房应有单独通至巷道的通路，在通126（3）设备布置①布置原则在进行设备布置时，应将变压器和配电装置分开布置，高、低压配电装置分开布置。分为低瓦斯矿井井下中央变电所设备布置图和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井井下中央变电所设备布置图两种方式。（3）设备布置①布置原则127（3）设备布置②布置方式。设备和墙壁之间、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，可互相紧靠和靠墙放置。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的20%考虑。（3）设备布置②布置方式。设备和墙壁之间、各设备之间应留有足128设备布置方式（一）井下主变电所的布置方式，由井下条件和所采用的高低压配电装置的类型来决定。①对于低沼气矿井，高压开关柜台数不太多，且采用矿用一般型手车式（GKFC-1型）、低压开关采用矿用低压配电屏设备时，井下主变电所的布置，采用图示的单列布置形式。当用电负荷较大、高压开关柜台数较多时，高压开关柜也可用双列布置。设备布置方式（一）井下主变电所的布置方式，由井下条件和所采用129低沼气矿井接线示意图低沼气矿井接线示意图130低沼气矿井井下主变电所设备示意图低沼气矿井井下主变电所设备示意图131设备布置方式（二）②对于高沼气、煤与沼气突出的矿井，其井下主变电所采用图示的布置方式。硐室的长度L由下井电缆的条数以及高压隔爆配电箱的型号与台数决定。图中变电所高压开关柜采用PB2-6或PB2-6GA型隔爆配电箱，低压开关柜采用DW80型隔爆自动馈电开关，高低压设备均为双列布置。设备布置方式（二）②对于高沼气、煤与沼气突出的矿井，其井下主132高沼气矿井接线示意图高沼气矿井接线示意图133

高沼气矿井井下主变电所电气设备设置示意图

高沼气矿井井下主变电所电气设备设置示意图

134（三）.采区变电所采区变电所接受中央变电所的高压电能，变换电压，配出高低压电能。（三）.采区变电所采区变电所接受中央变电所的高压电能，变换1351、采区变电所的接线采区变电所的主接线应根据电源进线回路数、负荷大小、变压器台数等因素确定。①单电源进线。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。双电源进线适用于有综采工作面或下山采区有排水泵的采区变电所。变电所每台动力变压器都应装有一个高压配电箱进行控制和保护。变压器采用分列运行，每台变压器的低压侧各装有一个总馈电开关，各变压器形成独立的供电系统。1、采区变电所的接线采区变电所的主接线应根据电源进线回路数、1362．采区变电所的位置和硐室布置（1）．位置确定原则①位于负荷中心，并保证向采区内最远距离、最大容量设备供电。②一个采区尽量采用一个采区变电所位置。③尽量设在顶底板稳定、无淋水的地点。④通风、运输方便。2．采区变电所的位置和硐室布置（1）．位置确定原则1372．采区变电所的位置和硐室布置为满足上述①、②项原则，必须选择合适的采区低压供电电压（对炮采工作面，用380/660V电压；对一般机械化工作面，用660V电压；对综合机械化工作面，用1140V电压）。最大容量电动机（采煤机电动机）的最大供电距离见属表1-6所列。2．采区变电所的位置和硐室布置为满足上述①、②项原则，必须选138采区变电所—工作面配电点供电方式1）供电方式传统方式——采区变电所工作面配电点方式这种供电方式以低压向全采区负荷供电，较安全。但由于所用电缆、开关较多，供电系统相对复杂，且电能和电压损失较大。同时低压电缆长，供电容量受限制。一般用于炮采和普通机械化采煤。采区变电所—工作面配电点供电方式1）供电方式139DB：高压配电箱QA：自动馈电开关SM：磁力起动器SH：手动起动器DB：高压配电箱140采区变电所—移动变电站—工作面配电点方式