煤矿供电系统及负荷.课件.ppt

1、煤矿供电系统煤矿供电系统上页上页下页下页目录目录主要内容主要内容1 煤矿生产主要工作流程煤矿生产主要工作流程2 煤矿供电负荷等级及电压等级煤矿供电负荷等级及电压等级3 煤矿供电系统结线方式煤矿供电系统结线方式4 煤矿供电系统组成煤矿供电系统组成5 煤矿供电系统电力负荷煤矿供电系统电力负荷上页上页下页下页目录目录上页上页下页下页目录目录1 煤矿生产主要工作流程煤矿生产主要工作流程p 掘进掘进p 采煤采煤p 运输运输p 提升提升p 通风通风p 排水排水上页上页下页下页目录目录掘进掘进上页上页下页下页目录目录掘进掘进上页上页下页下页目录目录掘进掘进上页上页下页下页目录目录掘进主要动力掘进主要动力-压

2、缩空气压缩空气占总电力负荷的占总电力负荷的10%10%左右左右上页上页下页下页目录目录采煤采煤上页上页下页下页目录目录皮带运输皮带运输占总电力占总电力负荷的负荷的15%15%左右左右上页上页下页下页目录目录提升机提升机上页上页下页下页目录目录提升机提升机上页上页下页下页目录目录通风通风占总电力负占总电力负荷的荷的15%15%左右左右上页上页下页下页目录目录排水排水占总电力负占总电力负荷的荷的15%15%25%25%左右左右上页上页下页下页目录目录其它负荷其它负荷上页上页下页下页目录目录2 煤矿供电负荷等级及电压等级煤矿供电负荷等级及电压等级36V及以下：井下电气设备控制及局部照明及以下：井下电

3、气设备控制及局部照明127V：井下照明及手持式电钻：井下照明及手持式电钻220V：矿井地面照明：矿井地面照明250V(DC)：电机车：电机车380V：小型矿井井下使用：小型矿井井下使用500V(DC)：井下电机车：井下电机车660V：井下低压动力：井下低压动力750V(DC)：露天煤矿工业电机车：露天煤矿工业电机车1140V：井下综采动力：井下综采动力1500V(DC)：露天煤矿工业电机车：露天煤矿工业电机车6kV:井上、下高压电机及配电电压井上、下高压电机及配电电压10kV：特大型矿井井上、下高压电机及配电电压：特大型矿井井上、下高压电机及配电电压35、110kV：矿区受电电压或配电电压：矿

4、区受电电压或配电电压上页上页下页下页目录目录电力负荷分级及对供电结线的要求电力负荷分级及对供电结线的要求 电力负荷的分级：电力负荷的分级：根据不同负荷根据不同负荷对供电对供电可靠性的要求可靠性的要求分三级。分三级。一级负荷一级负荷：采用两个独立电源的双回路：采用两个独立电源的双回路供电。供电。二级负荷：采用两回线路供电。二级负荷：采用两回线路供电。三级负荷三级负荷：不属于一、二级负荷的所有不属于一、二级负荷的所有用电设备，对供电无特殊要求，一般采用单用电设备，对供电无特殊要求，一般采用单一回路供电。一回路供电。上页上页下页下页目录目录一级负荷一级负荷p 矿井的通风、排水、提升（载人）等负荷。矿

5、井的通风、排水、提升（载人）等负荷。对属于对属于一级负荷的设备，为使其可靠运行，必须采用完全备用一级负荷的设备，为使其可靠运行，必须采用完全备用系统供电，即采用两个独立电源的双回路供电。系统供电，即采用两个独立电源的双回路供电。p 独立电源独立电源：指不受其他电源故障影响或干扰的电源。：指不受其他电源故障影响或干扰的电源。如分段母线的电源来自不同发电机，且其输变配各如分段母线的电源来自不同发电机，且其输变配各环节为分列运行的。环节为分列运行的。或母线之间无联系，或有联系，但当其中一个故障或母线之间无联系，或有联系，但当其中一个故障时其联系会自动断开，不影响其他供电的。时其联系会自动断开，不影响

6、其他供电的。上页上页下页下页目录目录二级负荷二级负荷 指突然中断供电时将造成大量减产，产指突然中断供电时将造成大量减产，产生大量废品，大量原材料报废，使工业企业生大量废品，大量原材料报废，使工业企业内部交通生产停顿的负荷为二级负荷。内部交通生产停顿的负荷为二级负荷。如矿井的地面空压机、提升运输设备、如矿井的地面空压机、提升运输设备、井底车场的整流设备等。井底车场的整流设备等。上页上页下页下页目录目录3 3 煤矿供电系统结线方式煤矿供电系统结线方式 供电系统结线供电系统结线：是指由各种电气设备及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其联接线构成的电路，其功能是汇集和分配电能。

7、电能。按布置方式分按布置方式分：放射式、干线式、放射式、干线式、环式、环式、双电源（独立）供电式双电源（独立）供电式 按运行方式分按运行方式分：开式网络开式网络、闭式网络闭式网络 按可靠性分按可靠性分：无备用网络无备用网络、有备用网络有备用网络上页上页下页下页目录目录p变电所变压器一次侧主结线方式：变电所变压器一次侧主结线方式：v 桥形结线桥形结线v 单母线分段结线单母线分段结线v 双母线分段结线双母线分段结线变电所常用结线方式变电所常用结线方式 上页上页下页下页目录目录桥式结线桥式结线 对具有两回电源进线、两台变压器的变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。电所，可采用桥式

8、结线。“桥桥”为一条由断路器和隔离开关组成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，桥式结线根据跨接桥横联位置的不同，桥式结线可分为可分为“内桥式内桥式”、“外桥式外桥式”和和“全桥全桥式式”。上页上页下页下页目录目录外桥式结线外桥式结线 跨接桥在变压器跨接桥在变压器断路器断路器QFQF1 1和和QFQF2 2的的外外线路侧线路侧，进线回路只进线回路只有隔离开关。有隔离开关。对变压器的切换对变压器的切换操作方便，对电源进操作方便，对电源进线操作不便线操作不便。上页上页下页下页目录目录内桥式结线内桥式结线 跨接桥在变压器跨接桥在变

9、压器断路器断路器QFQF1 1和和QFQF2 2的的靠靠变压器侧变压器侧，变压器电变压器电源端只有隔离开关。源端只有隔离开关。提高对电源线路提高对电源线路运行的可靠性和倒闸运行的可靠性和倒闸操作的灵活方便性。操作的灵活方便性。上页上页下页下页目录目录全桥式结线全桥式结线p具有适应性强，具有适应性强，操作方便、运行灵操作方便、运行灵活、可靠性高等优活、可靠性高等优点，但使用设备多、点，但使用设备多、占地面积大、投资占地面积大、投资高，故用于供电可高，故用于供电可靠性要求较高的变靠性要求较高的变电所。电所。上页上页下页下页目录目录转送转送WL3WL3电源电源WL2WL2电源电源WL1WL11 11

10、 12 22 2高压侧：单母线分段低压侧：单母线分段转送转送WL2WL2单母线分段结线单母线分段结线上页上页下页下页目录目录双母线结线双母线结线上页上页下页下页目录目录双母线结线双母线结线上页上页下页下页目录目录变电所变压器二次母线结线方式：变电所变压器二次母线结线方式：单母线分段、双母线分段单母线分段、双母线分段 上页上页下页下页目录目录单母线断路器分段结线图单母线断路器分段结线图上页上页下页下页目录目录上页上页下页下页目录目录4 4 煤矿供电系统组成煤矿供电系统组成p典型的供电方式：典型的供电方式：深井供电系统深井供电系统 浅井供电系统浅井供电系统 平硐供电系统平硐供电系统上页上页下页下页

11、目录目录深井供电系统深井供电系统 适用矿层埋藏深、倾角小，采用立井和适用矿层埋藏深、倾角小，采用立井和斜井开拓，生产能力大的矿井。斜井开拓，生产能力大的矿井。1 1）特征：）特征：6 6（1010）kVkV高压电缆送到井下，并高压电缆送到井下，并直接送到采区。直接送到采区。2 2）一般模式：）一般模式：地面变电所地面变电所-井下中央变井下中央变电所电所-采区变电所（或移动变电站）采区变电所（或移动变电站）-工作面配电点工作面配电点上页上页下页下页目录目录地面部分地面部分上页上页下页下页目录目录井下部分井下部分上页上页下页下页目录目录浅井供电系统浅井供电系统p对矿层埋藏不深（距地表对矿层埋藏不深

12、（距地表100100200m200m内）的情况，处内）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。于经济和运行方便的考虑，一般采用浅井供电系统。1 1）特征：）特征：采区用电是从地面向井下钻眼来提供的。采区用电是从地面向井下钻眼来提供的。2 2）一般模式：）一般模式：依据用电情况和井深，从供电的技术经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济合理考虑有三种模式（1 1）对于采区距井底车场较远（）对于采区距井底车场较远（2km2km）、井下负荷小、）、井下负荷小、涌水量不大的矿井，可经架空线路，将涌水量不大的矿井，可经架空线路，将6 610kV10kV高压电高压电由地面

13、变电所送至与采区位置相应的地面变电亭，再降由地面变电所送至与采区位置相应的地面变电亭，再降压至压至380380或或660V660V，再沿钻眼送至井下采区变电所。，再沿钻眼送至井下采区变电所。（井（井下全部为低压供电）下全部为低压供电）上页上页下页下页目录目录浅井供电系统浅井供电系统（2 2）当采区负荷小而井底车场负荷大时，对井底车场）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。供电，可沿钻眼敷设低压电缆提供。（井底车场采用（井底车场采用高压供电）高压供电）（3 3）对采区巷

14、道很长、负荷又大，为保证正常电压，）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，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。再由该变电所降压，向工作面提供低压电力。（采区（采区采用高压供电）采用高压供电）上页上页下页下页目录目录浅井供电系统地面变电所浅井供电系统地面变电所上页上页下页下页目录目录平硐供电系统平硐供电系统 对矿层埋藏较浅（低于对矿层埋藏较浅（低于100m100m）、分布范围广的矿）、分布范围广的矿井一

15、般采用平硐开采的供电系统。井一般采用平硐开采的供电系统。对深部的用电设备，可利用对深部的用电设备，可利用小风井、斜井或钻孔小风井、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送。对平硐开拓且井深在150m150m的用电设备供电，其系的用电设备供电，其系统与深井供电相同。统与深井供电相同。上页上页下页下页目录目录矿井各级变电所及配电点矿井各级变电所及配电点 煤矿供电系统是煤矿供电系统是由各类地面变电所，以及井下由各类地面变电所

16、，以及井下的中央变电所、采区变电所、移动变电站、配电点的中央变电所、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。和相应的供电设备及供电线路组成。上页上页下页下页目录目录矿井地面变电所矿井地面变电所 一般一般10kV10kV及以下电压等级的配电装置采用户内及以下电压等级的配电装置采用户内式成套配电装置；式成套配电装置；35kV35kV及以上电压的采用户外架构及以上电压的采用户外架构式配电装置。近几年新建的式配电装置。近几年新建的35kV35kV110kV110kV变电所多采变电所多采用户内式配电装置，用户内式配电装置，110kV110kV采用采用GISGIS配电装置。配电装置。

17、上页上页下页下页目录目录上页上页下页下页目录目录井下中央变电所井下中央变电所p它是井下供电的枢纽，担负着向井下供电的重要它是井下供电的枢纽，担负着向井下供电的重要任务。任务。p根据根据煤矿安全规程煤矿安全规程的规定，对井下中央变电的规定，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任一回路停止供电时，其余回路也能担负矿井全部负荷。由地面变电所引至中央变电所的电缆数目至负荷。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少应有两条，并分别引自地面变电所的两段6 6（

18、1010）kVkV母线上。母线上。上页上页下页下页目录目录井下中央变电所井下中央变电所p井下中央变电所的高压母线采用单母线分段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，母线段数与下井电缆数对应，各段母线通过方式，母线段数与下井电缆数对应，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，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。母线联络开关合闸，保证对负荷的供电。p水泵是井下中央变电所的重要负荷，应保证其供水泵是井下中央变电所的重要负荷，应保证其供电

19、可靠，由于水泵总数中已包括备用水泵，因此每电可靠，由于水泵总数中已包括备用水泵，因此每台水泵一般用一条专用电缆供电。台水泵一般用一条专用电缆供电。上页上页下页下页目录目录p对于低瓦斯矿井，高压开关柜台采用矿用一般型对于低瓦斯矿井，高压开关柜台采用矿用一般型手车式配电柜、低压开关采用矿用低压配电屏。手车式配电柜、低压开关采用矿用低压配电屏。p对于高瓦斯、煤与瓦斯突出的矿井，其井下主变对于高瓦斯、煤与瓦斯突出的矿井，其井下主变电所高压开关柜采用电所高压开关柜采用PB2-6PB2-6或或PB2-6GAPB2-6GA型隔爆配电箱，型隔爆配电箱，低压开关柜采用低压开关柜采用DW80DW80型隔爆自动馈电

20、开关。型隔爆自动馈电开关。上页上页下页下页目录目录井下主变电所井下主变电所上页上页下页下页目录目录井下主水泵房井下主水泵房上页上页下页下页目录目录低沼气矿井接线示意图低沼气矿井接线示意图610kV610kV动动力力变变压压器器采采区区水水泵泵水水泵泵MM整整流流变变压压器器M动动力力变变压压器器采采区区采采区区M水水泵泵整整流流变变压压器器采采区区水水泵泵上页上页下页下页目录目录高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井井下主变电所高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井井下主变电所上页上页下页下页目录目录采区变电所采区变电所p采区变电所接受中央变电所的高压电能，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。变

21、换电压，配出高低压电能。上页上页下页下页目录目录采区变电所采区变电所p 采区变电所的主接线应根据电源进线回路数、负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。荷大小、变压器台数等因素确定。p 单电源进线。适用于负荷小的工作面、炮采工作单电源进线。适用于负荷小的工作面、炮采工作面。面。p 双电源进线。适用于有综采工作面或下山采区有双电源进线。适用于有综采工作面或下山采区有排水泵的采区变电所。排水泵的采区变电所。p 变压器采用分列运行，每台变压器的低压侧各装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有一个总馈电开关，各变压器形成

22、独立的供电系统。统。上页上页下页下页目录目录采区变电所采区变电所工作面配电点供电方式工作面配电点供电方式 p采区变电所采区变电所工作面配电点方式工作面配电点方式p这种供电方式以这种供电方式以低压低压向全采区负荷供电，向全采区负荷供电，较安全。但由于所用电缆、开关较多，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。系统相对复杂，且电能和电压损失较大。p低压电缆较长，供电容量受限制。低压电缆较长，供电容量受限制。p一般用于炮采和普通机械化采煤。一般用于炮采和普通机械化采煤。上页上页下页下页目录目录DBDB：高压配电箱：高压配电箱QAQA：自动馈电开关：自动馈电开关S

23、MSM：磁力起动器：磁力起动器SHSH：手动起动器：手动起动器上页上页下页下页目录目录采区变电所采区变电所移动变电站移动变电站工作面配电点方式工作面配电点方式 综采矿井常用方式：综采矿井常用方式：6kV6kV采区变电所采区变电所移动移动变电站变电站工作面配电点方式工作面配电点方式 优点：优点：（1 1）由高压直接深入工作面，简化了低压供电系统，）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，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

24、了电缆截面和低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。压开关数量。（2 2）采用了干式变压器，提高了采区供电的防爆性）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。能，利于安全，便于检修。（3 3）移动变电站可根据需要移动或固定，不需建造）移动变电站可根据需要移动或固定，不需建造变电所硐室。变电所硐室。上页上页下页下页目录目录上页上页下页下页目录目录p缺点：缺点：p（1 1）6kV6kV高压直接送入采区动作面附近，高压直接送入采区动作面附近，且低压侧电压为且低压侧电压为1140V1140V，对安全不利。，对安全不利。p（2 2）采用了移动变电站，需要拓宽巷道，

25、）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。变电站的安装、运输和维护受到空间的限制。上页上页下页下页目录目录采区变电所采区变电所上页上页下页下页目录目录上页上页下页下页目录目录工作面配电点工作面配电点 工作面配电点接受由采区变电所或移动变电站送来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

26、合装置，将电压降为电钻变压器综合装置，将电压降为127V127V，向电钻、照明，向电钻、照明和通信设备供电。和通信设备供电。上页上页下页下页目录目录工作面配电点工作面配电点上页上页下页下页目录目录综采工作面供电综采工作面供电p综合机械化采煤工作面，单机容量和设备的总容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

27、作面供电电压提高到高压深入负荷中心，将综采工作面供电电压提高到1140V1140V，以利于保证供电的经济性和供电质量。，以利于保证供电的经济性和供电质量。上页上页下页下页目录目录上页上页下页下页目录目录5 5 煤矿供电系统电力负荷煤矿供电系统电力负荷王家寨煤矿矿井负荷统计 根据井下用电设备实际布置情况，分为-350中央变电所、-510中央变电所、-420变电所、五采变电所、5202移动变电站、1406移动变电站。上页上页下页下页目录目录设备名称电动机型号额定功率（KW）额定电压（V）PJ15011多级离心排水泵Y450-429006000PJ15011多级离心排水泵JSQ1512-410506

28、000真空泵YB132M-27.5380CJY7/7-550电机车(4台)ZQ-244224550（直流）JT1600/1224绞车JR127-8130380猴车250M-6-37KW37380SPJ-800暗斜井主皮带Y355M1-6160660暗斜井主皮带油泵 23660给煤机 27.5660污水泵 222660潜水泵 4660清车机 15660翻车机 55660翻罐114绞车YBJQ-11.411.4660清撒煤25绞车YBJQ-2525660总计 3502.4-350中央变电所上页上页下页下页目录目录-510-510中央变电所中央变电所设备名称电动机型号额定功率（KW）额定电压（V）D

29、450A-604多级离心排水泵Y4004-435006000真空泵YB132M-27.5660CJY7/7-550电机车ZQ-24224550（直流）SPJ-800 -510主皮带机YB315S-675660潜水泵 4660翻车机 5.5660114绞车YBJQ-11.4411.4660BKY06-2-NO4.3局扇 11660P30B（A）耙装机YBB17-417660CP5B喷浆机YB132M-25.5660ZM-12煤电钻 1.2127总计 1720.3上页上页下页下页目录目录-420-420变电所变电所设备名称电动机型号额定功率（KW）额定电压DA1-10011多级离心排水泵YB250

30、M-2255660BKY06-2-NO4.3局扇 113660114绞车YBJQ-11.41111.466040绞车YBJQ-4040660乳化泵 237660SPJ-650 首采皮带机DSB-5555660SPJ-650二级皮带机DSB-5555660SPJ-650 1216皮带机 40660SPJ-650 1217皮带机 1566040T溜子DSB-55755660ZM-12煤电钻 51.2127照明、信号 81.2127总计 929.4上页上页下页下页目录目录14061406移动变电站移动变电站设备名称电动机型号额定功率KW额定电压（V）25绞车YBJQ-25225660乳化泵 2376

31、601405运输巷皮带机 156601406运输巷皮带机 255660SGW-40T副巷溜子DSB-5555660SGW-150C采面溜子YBS-75275660DY150采煤机JDM2B-150S（A）150660照明信号 41.2660SPJ-650 一采运输巷皮带机 55660ZM-12煤电钻 41.2127低压总计 668.6上页上页下页下页目录目录五采变电所五采变电所设备名称电动机型号额定功率（KW额定电压（V）BKY06-2-NO4.3局扇 411660P30B（A）耙装机YBB17-4317660CP5B喷浆机YB132M-225.5660回柱绞车（510总回机尾）YBJQ-7.

32、57.5660114绞车YBJQ-11.411.4466025绞车YBJQ-256256605203运输巷溜子DSB-4025.56605203皮带机SPJ-65025.5660三采四层轨道巷多级泵 7.5660信号照明 61.2660ZM-12煤电钻 51.2127总计 549.8上页上页下页下页目录目录地面电高压负荷地面电高压负荷设备名称最大电动机型号额定功率（KW额定电压（V制修厂 3006000压风机 2506000新提风机 2185 副井绞车 YKJ630M1-104006000主井绞车 YR5602-107106000高压总计2030上页上页下页下页目录目录煤矿井下电气设备应注意问题煤矿井下电气设备应注意问题p防爆防爆p如何接入供电系统如何接入供电系统p测试、调试困难测试、调试困难p 调试仪器不能随便使用调试仪器不能随便使用p 电气设备不能打开防爆外壳电气设备不能打开防爆外壳p 停送电时间不能自主安排停送电时间不能自主安排