矿井供电

矿井供电课题一矿井供电系统•教学内容：•1、矿山供电基本知识•2、矿山供电系统•3、井下变电所•重点：煤矿供电的特点、要求；井下中央变电所、采区变电所、工作面配电点的特点、选址、电气设备布置等要求注意事项；一、矿山供电基本知识•㈠矿山负荷的分级•对工矿企业来讲，煤矿属于井下开采，用电负荷大。井下条件差，但无论在什么条件下都应保证通风、排水、提升、调度和通讯指挥等的可靠供电。煤矿中的电能用户和用电设备很多，不同的用户对供电质量的需求不尽相同，这也是由它们在安全生产中的重要性来决定的。根据对供电可靠性要求的差别，煤矿电力负荷分为以下三类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。例：矿井通风机、主排水泵、副井提升机等。2）供电要求：两个独立电源供电。1）定义：凡因突然停电造成大量减产或大量废品的负荷。例：煤矿主井提升机、压风机。2）供电：两个独立电源供电。1）定义：指除一、二类负荷以外的其它负荷。例：学校宿舍、地面附属车间及矿井机修厂等。2）供电：单回路供电、多负荷共用一条输电线路。33、供电质量要求两个主要指标：频率和电压。频率50Hz，偏差小于±0.5Hz，即额定频率的1%，由发电厂决定。电压偏差允许电压偏差±5%。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、副井提升机等；3）采用双回独立线路供电。122.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。二、煤矿地面供电系统的要求44.供电经济１）尽量降低基本建设投资;２）尽可能降低设备、材料、有色金属的消耗;３）尽量降低电能消耗和维修费用等。二、矿山供电系统•（一）煤矿供电电源•1、来自电力系统•电力系统：我们把由各种电压的电力线路，将发电厂、变电所和电力用户连接起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体。•电力网：电力系统中各种电压的电力线路及其连接的变电所。分区域电网、地方电网（城市电网、农电网）•2、来自自备发电厂•（二）矿山供电电压等级•常用电压等级：国家对输电线路电压等作了如下规定：交流低压为36，127，220，380，660，1140伏；交流高压为3、6、10、35、60、110、154、220、330、500千伏等。直流为：2.5、4、80、120、220、250、400、550V等。•煤矿常用电压等级及应用：•根据煤矿生产的实际需要，常用电压等级及各自适应场所见表1一l。电压等级用途36伏矿用低压隔爆磁力起动器的控制及信号路127伏井下照明、信号、煤电钻220伏地面照明、低压动力380伏地面或井下低压动力660伏采区采煤机组、井下动力1140伏采区大中型采煤机组3、6、10千伏大型机械的电动机、输配电35、60千伏高压输电交流110、154、220、330、500千伏超高压输电110、220、440伏一般动力250、550伏架线式电机车40、80、110、120、伏蓄电池电机车直流2.5、4伏矿灯表1-1电压等级（三）、煤矿供电系统分类矿井供电方式的确定主要取决于井田的范围、煤层埋藏的深度、开采方式、矿井年产量、涌水量和井下负荷的大小等因素。分为深井供电系统、浅井供电系统。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。深井供电系统：A、特点：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：两路或两路以上。典型深井供电系统（四）.矿山地面变电所1.用途：矿山地面变电所有两回路电源线路，电源进线电压为35kV，经矿山地面变电所主变压器将电压降到6kV，经6kV母线将电能分配给地面各高压用电设备(主提升机，主扇风机、压风机等)供电并用高压电缆经井筒电缆（线路必须敷设两条及以上）向井下中央变电所供电。矿山地面变电所还设有低压变压器将6kV电压降到380V向地面低压动力及照明负荷供电。2、地面变电所位置确定确定原则1）尽量靠近负荷中心2）不占或少占农田3）进出线方便避免交叉和跨越4）交通方便5）防止洪水浸淹6）远离易燃易爆场所7）与其他建筑保持足够防火间距8）留有扩展余地•3.井下中央变电所1）用途：•中央变电所经本身的分段母线和高压配电装置将6kV高压电能分配给井底车场附近的高压用电设备，如主排水泵、牵引变流设备，并向各采区变电所供电。中央变电所设有动力变压器将6kV电压降为660V或380V，向井底车场附近的低压动力设备供电(如翻车器，推车器，小水泵，清理水仓绞车及照明变压器等)，另设有照明变压器将电压降为127V，向井底车场附近巷道及硐室中的照明设备供电。2）井下变电所位置确定位置选择原则①位于负荷中心，以节省电缆减少电能与电压损失②电缆进出线和设备的运输要方便③变电所通风要良好④变电所的顶、底板坚固，无淋水3）井下中央变电所主结线4）井下中央变电所设备布置Ａ、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。Ｂ、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。井下中央变电所设备图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℃。井下中央变电所硐室要求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；硐室内还必须有砂箱及灭设火器材。•3.采区变电所•1）用途：采区变电所设置的动力变压器将电压降到660V(或380V)，通过低压电缆分送到工作面配电点，再由工作面配电点分送到工作面及附近巷道中的各设备。采区变电所任务：接受中央变电所高压电能、变压配出低压电能考虑因素：电源回路数、负荷大小、变压器台数等。（2）双电源进线。适用对象；综采工作面或下山采区、有排水泵的采区变电所。（1）单电源进线。适用于：负荷小的工作面，炮采工作面。2）采区变电所结线采区变电所的主结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。标注：单电源进线、两台变压器供电的主结线图2）采区变电所结线•2）采区变电所位置的选择•采区变电所位置选择是否合理，对于采区供电安全及供电质量有直接影响，通常它由采煤方法、采区巷道的布置方式、采区煤岩地质条件、采掘工作面的机械化程度、及供电的电压等级等因素决定。选择采区变电所考虑的条件与选择井下中央变电所考虑的条件很相似，在具体选择采区变电所位置时应满足下列几项要求：采区变电所的位置和硐室布置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设于顶底板坚固、无淋水及通风良好的地方，以保证变电所硐室内的温度不超过附近巷道温度5°c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。2、采区变电所的位置和硐室布置采区变电所的位置和硐室布置图综采工作面供电系统保护接地保护接地•掘进工作面相对于采煤工作面负荷较小，往往一台移动变电站就能满足一个工作面的配电需要。其供电线路较长，一般属于干线式供电。但煤巷、半煤巷和岩巷掘进工作面最大的一个特点是要使用局部通风机进行通风，一旦因中断供电而使局部通风机停止运转，则会导致掘进工作面及其附近巷道聚集瓦斯和其他有害气体。时间稍长，会使之超限。此时若遇电火花或电弧，就会引起瓦斯燃烧或爆炸事故。为防止这种情况的出现，《煤矿安全规程》要求使用局部通风机通风的掘进工作面，必须做到如下几点：•⑴甲烷风电闭锁与瓦斯电闭锁•风电闭锁是指为掘进工作面供风的局部通风机供风后，其工作面的瓦斯浓度在《煤矿安全规程》的规定范围以内，才可人工为该工作面动力电源线路送电的电气联锁。其作用是防止停风或瓦斯超限的掘进工作面在送电后产生电火花，造成瓦斯燃烧或爆炸。•瓦斯电闭锁是指掘进工作面正常供风或停风的状态下，瓦斯浓度超过规定值或整定值，切断掘进工作面动力电源，这种瓦斯监控装置与动力电源开关间的联锁，称为瓦斯电闭锁。可以防止正常通风产生局部瓦斯积聚时，造成电火源引发事故。•⑵对局部通风机供电的要求•保证局部通风机的正常运转是决定掘进工作面安全生产的一个重要环节。以往局部通风机与动力电源共用一趟供电线路，而且供电系统中的漏电继电器的动作不具有选择性，又安装在变电所低压电网的总开关上，因而很难保证局部通风机运转的连续性。这给掘进工作的安全造成了重大影响。•《煤矿安全规程》第一百二十八条规定：“瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中，掘进工作面的局部通风机应采用三专(专用变压器、专用开关、专用线路)供电；也可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路供电，但每天应有专人检查1次，保证局部通风机可靠运转”。相邻的两个掘进巷道的局部通风机，可共用一套“三专”设备为其供电，也可使用两趟低压线路分别供电。但1台局部通风机不得同时向2个掘进工作面供风。“三专”的高低压供电系统如图所示。a-一面两台局部通风机；b-两面各一台局部通风机•⑶对于使用机组或截煤机的工作面，向他们供电的配电点大都设在回风巷道里。•其主要优点：•①割完煤后，采煤机停放在回风巷道附近，工作面内无电缆(运输机头另由运输巷配电点供电时)；②当机组出故障后，回风巷辅设有轨道和有回柱绞车，易于运出工作面；③可节省回柱绞车电缆。•缺点：•①回风巷道内的电气设备相对增多，安全性降低；②炮烟和煤尘对司机影响较大；③通风条件较差，特别对有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿井里。将配电点设在回风巷不好。如果这样，必须保证回风巷中瓦斯含量不超过1％，同时要经煤炭局批准。•如果将机组供电的配电点设在运输巷，则有以下主要缺点：•①工作面进风巷道一端机窝较大；②电缆随机移动(运输机无电缆槽，需人工移动电缆)劳动强度较大。③工作面内多一条向回柱绞车供电的电缆；•根据以上对比，从安全角度出发。工作面配电点设置在运输巷内较安全；如果满足瓦斯条件，设在回风巷内则较经济。总之，要根据具体情况决定。另外，随着煤矿工业机械化水平的不断提高，工作面用电容量不断增加，使用一个配电点问题较多。为此有些矿井工作面上、下、两头设有配电点，向附近的电气设备供电，使供电质量有所提高。维护检修较为方便，安全性能好。•由于工作面配电点距采区变电所较远，为了操作和维护方便，在配电点除设有磁力起动器向各工作机械供电外，通常还装设一台总自动馈电开关。在检修设备时，将此开关断开即可，而不必再到采区变电所去拉断那里的馈电开关。另外，由于配电点装有自动馈电开关，也增加了保护装置的可靠性和选择性。•2、浅井供电系统---了解课题二矿用电气设备•教学内容：•1、矿用电气设备类型及构造特点•2、BGP2-6系列矿用高压配电箱•3、BKD系列矿用低压隔爆空馈电开关•重点：矿用电气设备类型及构真造特点；BGP2-6系列矿用高压配电箱、BKD系列矿用低压隔爆真空馈电开关的特点、应用场所、使用、维护维修、注意事项。•难点：各开关的特点、应用场所、使用方法、维护维修㈠矿用电气设备的构造特点•适用于煤矿井下的各种电气设备，统称为矿用电气设