煤矿供电系统简介

煤矿供电系统介绍•2011年4月一、矿井供电系统•井下中央变电所•采区变电所移动变电站(降压)•10/0.66kv•10/1.14kv10/3.3kv10kV或6kV10kV或6kV•通风机房•压风机房•提升机房•地面10kV或6kV负荷•矿井变电所（35/10kV双回路双电源）工作面配电点(1)供电系统:•地方区域变电所（110kV/35kV）各种用电设备控制开关•移动变电站(2)矿井用电负荷的分级用电负荷的等级，是选择矿区供配电系统的主要依据之一。按照可靠性的要求，矿井用电负荷一般分为三级。1）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。2）二级负荷(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）三级负荷凡不属于一、二级负荷的均属三级负荷。第四百四十一条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。年产60000t以下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足矿井一类负荷（通风、排水、提升等）的要求。矿井的两回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，一回路运行时另一回路必须带电备用，以保证供电的连续性。10kV及其以下的矿井架空电源线路不得共杆架设。矿井电源线路上严禁装设负荷定量器。第四百四十二条对井下各水平中央变（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，不得少于两回路。当任一回路停止供电时，其余回路应能担负全部负荷。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。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。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。第四百四十三条严禁井下配电变压器中性点直接接地。严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。第四百四十四条选用的井下电气设备，必须符合表10的要求。普通型携带式电气测量仪表，必须在瓦斯浓度1.0%以下的地点使用，并实时监测使用环境的瓦斯浓度。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。7、煤矿总变电所接线实例：（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)、井田范围大、井下负荷不大、涌水量小的矿井。可采用浅井供电系统。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（１）单母线分段结线可靠性高，负荷大（独立双电源）：对一二类负荷供电．独立电源：对二三类负荷供电．（２）运行方式：母线采用分列运行。（３）适用情况；可靠性高、负荷大（独立双电源）、对一二类负荷供电。电压(kV)用途供电电压等级的确定供电受电0.0360.036井下电气设备的控制回路与局部照明线路电压高低与输送功率和距离有关。在确定供电电压时，应将两种可用的电压方案，作经济比较。当经济指标相差不大时，应优先采用等级较高的方案。对单回路输电架空线电压等级的确定，可参考下式估算：U=5.5千伏0.1330.127井下照明及手持式电钻0.230.22矿井地面照明0.400.38地面及井下低压动力0.690.66井下采区低压动力1.141.14井下综合机械化采区低压动力3.153井下综合机械化采区低压动力6.36井上下高压电动机及配电电压10.510井上下高压电动机及配电电压38.535矿区内部的配电电压煤矿常用交流电压等级及用途1006.0PL二、矿井供电系统35KV高压经煤矿地面35KV/10KV(6KV)变电所的主变压器降压后（35KV/10KV），经过10KV（或6KV）高压配电装置及供电线路，将电能输送到井下中央变电所内，再由中央变电所输送至采区变电所，再经过采区变电所的变配电设备及供电线路送至综、连采、机运队等配电点，经配电点的移动变电站降压后，分别将不同等级的电压输送给不同的电气开关和用电设备（负荷），便组成了矿井供电系统。目前煤矿井下普遍采用采区变电所供电或移动变电站的供电方式，其移动变电站采用高压开关、干式变压器、低压馈电开关或低压综合保护箱三位一体组合方式，或是矿用隔爆型干式变压器和矿用一般型干式变压器。煤矿井下供电系统有哪些设备构成？有哪些用电设备？国内的供电系统结构大都采用分站+电源箱+断电器+后备电池+传感器模式。有高压供电系统，低压供电系统。煤矿电气设备分为两大类：一般型电气设备、矿用防爆电气设备。（1）低瓦斯矿井掘进工作面局部通风机应采用装有选择性漏电保护的专用开关和专用线路供电；注：低瓦斯矿井掘进工作面的局部通风机供电要求达到“二专”（专用开关和专用线路）；（2）高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井掘进工作面的局部通风机必须采用双电源供电。注：高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井掘进工作面的局部通风机供电要求达到双电源供电，且主供电电源应达到“三专”（专用变压器、专用开关和专用线路）；备用电源允许引自其他动力变压器的低压母线段，但其供电回路应采用装有选择性漏电保护的专用开关和专用线路供电。三、井下局部通风机的专用供电问题：3）使用局部通风机供风的地点，其配电设备必须实行风电和瓦斯电闭锁，保证在停风和瓦斯超限后切断该区域内全部非本质安全型电气设备的电源。注：（1）在实际应用中，有些矿井（特别是一些小型矿井）的掘进工作面之所以频繁发生停风、瓦斯超限和积聚现象，都是因为局部通风机没有实行专用线路供电，而是与工作面其他动力用电设备共用供电线路，在其他动力用电设备搬迁、检修或发生短路事故时，都会造成局部通风机的停电运行。（2）“关于印发《煤矿瓦斯治理经验五十条》的通知”（发改能源[2005]457）第四十五条规定：“保证井下局部通风机的连续供电。局部高低压供电实现双电源供电；采区变电所或井下中央变电所直供，且做到至少两个电源；采区变电所分段运行……”。根据这一规定，煤（岩）与瓦斯（CO2）突出矿井掘进工作面的局部通风机必须双电源供电。（贵州[2008]83）并要求运行风机和备用风机自动切换。确保局部通风机供电的可靠性、连续性。四、煤矿井下供电系统的电气设备及井下用电设备由煤矿地面变电所的变压器、配电装置、供电线路将电源输送给中央变电所或采区变电所，经过变配电供给用点负荷，这种运行方式相互连接起来构成的供电网称为矿井供电系统。供电系统中尙包括漏电检测保护、保护接地装置和短路保护装置，他们一并构成一个完善的供电系统。常用的煤矿供电系统是：地面变电所—井下中央变电所—采区变电所（或者移动式变电站）—工作面配电点我国现在煤矿常用的两种供电系统：深井供电方式和浅井供电方式两大类根据额定电压选择时，所选电气设备的额定电压应不小于通过它的最大长时工作电流。还有根据开关电气断流能力和电气设备的短路稳定性来根据本矿的实际情况，选择GFW-1矿用一般型高压配电箱和矿用隔爆型高压真空配电箱PJG43-10型。2典型煤矿井下6～10kV供电系统分析典型的井下高压供电系统是一个单侧电源三级线路供电系统，如图1所示。图1井下高压供电系统简化图各处开关分类及作用(1)分段开关，如QF15、QF25、QF35等，将单母线分为两段，不设保护。(2)进线开关，如QF1、QF2、QF3等，作为该段母线的电源开关，不设保护。(3)线路开关，又称出线开关，如QF11～QF14、QF21、QF23、QF31、QF33等，用来保护一条线路，或线路变压器组，应设保护。(4)直配负荷开关，如QF22、QF24、QF32、QF34等，只经过很短的电缆(约几十米)就接到高压端负荷——固定式变压器或高压电动机，此类开关也应设置保护。典型煤矿井下6～10kV供电系统分析