1、 矿井供电系统及安全用电矿井供电系统及安全用电第二节第二节 1.1.矿井供电及安全用电矿井供电及安全用电v矿山供电矿山供电v井下用电安全井下用电安全一、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:v 供电可靠供电可靠v 供电安全供电安全v 有良好的供电质量有良好的供电质量末端电压、末端电压、频率、三相频率、三相电压平衡、电压平衡、波形等波形等 矿山供电矿山供电v有足够的供电能力有足够的供电能力v供电经济供电经济煤矿井下安全用供电煤矿井下安全用供电“十不准十不准”1 1）不准）不准带电带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。检修、搬迁电气设备、电缆和电线。2 2）不准甩掉）不准甩掉无压释放
2、器无压释放器、过电流保护过电流保护装置。装置。3 3）不准甩掉漏电断电器、煤电钻综合保护装置和局部）不准甩掉漏电断电器、煤电钻综合保护装置和局部通风机风电、瓦斯电闭锁装置。通风机风电、瓦斯电闭锁装置。v 4 4）不准明火操作、明火打点、明火放炮）不准明火操作、明火打点、明火放炮v 5）不准用）不准用铜、铝、铁铜、铝、铁等代替保险丝。等代替保险丝。v 6）停风、停电的采掘工作面，未经检查瓦斯不准强）停风、停电的采掘工作面，未经检查瓦斯不准强行送电行送电v 7）有故障的线路不准强行送电。）有故障的线路不准强行送电。v 8）电气设备的保护装置失灵后，不准送电。）电气设备的保护装置失灵后，不准送电。v
3、 9）失爆设备、失爆电器，不准使用。）失爆设备、失爆电器，不准使用。v 10）不准在井下拆卸、敲打和撞击矿灯）不准在井下拆卸、敲打和撞击矿灯1 1、第一类负荷、第一类负荷 （一级、（一级、类）类）2 2、第二类负荷、第二类负荷 （二级、（二级、类）类）3 3、第三类负荷、第三类负荷 （三级、（三级、类）类）v（1）一类负荷：）一类负荷：因突然停电造成人身伤亡事故或重要设备损坏，给企业造成重大经济损失的，属于一类负荷。如煤矿主排水泵、主通风机、副井提升机等。这类负荷应采用来自不同母线的双回路电源供电。v（2）二类负荷）二类负荷：因突然停电造成较大减产和较大经济损失的。如：主井绞车、采区变电所、空
4、压机等。v（3）三类负荷）三类负荷：突然停电时对生产没有直接影响的供电电压等级v电压等级的确定电压等级的确定-依据供电功率的大小及供电距离的远近而定。供电功率越大、距离越远，供电电压等级越高。v额定电压等级额定电压等级-为方便不同距离和不同功率的输电及用电。国家规定了标准的电压等级供电电压等级v用电设备和电网、变压器原边的额定电压：直流电压110v;220v;440v.为倍数关系。三相交流电压 低压（1200v）为3倍关系。如127v;220v;380v;660v;1140v.三相高压3kv;6kv;10kv;35kv;63kv;110kv;220kvv发电机和变压器副边的三相交流额定电压：供
5、电距离较短 为用电设备额定电压的1.05倍。如220v电网的发电机电压为230v。供电距离较长 为用电设备额定电压的1.1倍。如10kv电网的变压器电压为11kv。煤矿常用的电压等级v交流：127v-井下照明、煤电钻用电电压；220v-地面照明、单相电路用电电压；380v-地面低压、小型矿井下低压动力；660v-中型矿井下低压动力；1140v-大型矿井下综采低压动力；3.3kv-特大型矿井综采高压动力；6kv-地面高压动力、下井电压；35kv-煤矿电源进线电压v直流：110（220）v-操作电压；250（550）v-井下架线电机车。电压电压/kV应用范围应用范围35 矿井地面变电所受电电压矿井
6、地面变电所受电电压10 井上、下高压电机及配电电压井上、下高压电机及配电电压6井上、下高压电机及配电电压井上、下高压电机及配电电压3.3井下综合机械化采区动力井下综合机械化采区动力1.14井下综合机械化采区动力井下综合机械化采区动力0.66井下低压动力井下低压动力0.38地面和小型矿井井下低压动力地面和小型矿井井下低压动力O.22 地面照明地面照明0.127 井下照明及手持式煤电钻井下照明及手持式煤电钻0.036井下设备控制及局部照明井下设备控制及局部照明0.25直流架线电机车直流架线电机车0.55直流架线电机车直流架线电机车 煤矿安全规程煤矿安全规程第四百四十八条第四百四十八条 井下各级配电
7、电压和各种电气设备的额定电压等级，应符合下列要求：(一)高压，不超过1000010000V。(二)低压，不超过11401140V。(三)照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压，不超过127127V。(四)远距离控制线路的额定电压，不超过3636V。采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。四煤矿供电电源v煤矿用电一般来自电力系统。v只有没有电力系统的地区，方可采用地区发电厂或自建电厂。一 深井供电系统v当煤层埋藏较深、井下用电量较大时一般采用这种系统。v特征：由地面变电所、井下主变电所和采区变电所构成三级高压供电。四、煤矿供电系统四、煤矿供电系统(一）矿井供电系统一）矿
8、井供电系统1、深井供电系统、深井供电系统地面变电所地面变电所井下中央变电所井下中央变电所采区变电所采区变电所工作面配电点工作面配电点二 浅井供电系统 当煤层埋藏较浅、井下用电量较小时一般采用这种系统。v特征：由地面变电所、井下配电所和采区配电所构成两级低压供电。采区距地采区距地表表100200m2、浅井供电系统、浅井供电系统 煤矿安全规程煤矿安全规程第四百四十一条第四百四十一条 矿井应有矿井应有两回路两回路电源线路。当任一回路发生故障停止电源线路。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。年产供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。年产60000t60000t以以下的矿井采用单
9、回路供电时，下的矿井采用单回路供电时，必须必须有备用电源；备用电源有备用电源；备用电源的容量必须满足通风、排水、提升等的要求。的容量必须满足通风、排水、提升等的要求。矿井的两回路电源线路上都不得分接矿井的两回路电源线路上都不得分接任何任何负荷。负荷。正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式，一回路正常情况下，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。运行时另一回路必须带电备用，以保证供电的连续性。10kV10kV及其以下的矿井架空电源线路不得及其以下的矿井架空电源线路不得共杆共杆架设。架设。矿井电源线路上矿井电源线路上严禁严禁装设负荷定量器。装设负荷定量器
10、。煤矿安全规程煤矿安全规程第第四百四十二条四百四十二条 对井下各水平对井下各水平中央变（配）电所中央变（配）电所、主排水泵房主排水泵房和和下山开采的采区排水泵房下山开采的采区排水泵房供电的线路，不得少于两回供电的线路，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路。当任一回路停止供电时，其余回路应能担负全部负荷。负荷。主要通风机、提升人员的立井绞车、抽放瓦斯泵主要通风机、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出的供电线路；受条件限制时，其中的一回路可引
11、自上述同种设备房的配电装置。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，本条上述供电线路应来自各自的变压器和母线段，线路上线路上不应分接任何负荷不应分接任何负荷。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。主要设备同等可靠的备用电源。煤矿安全规程煤矿安全规程第四百五十条第四百五十条 矿井必须备有井上、下配电系统图，井下电气矿井必须备有井上、下配电系统图，井下电气设备布置示意图和电力、电话、信号、电机车等线路设备布置示意图和电力、电话、信号、电机车等线路平面辐射示意图，并随着情况变化定期填绘。平面辐射示
12、意图，并随着情况变化定期填绘。图中应图中应注明：注明：（一）电动机、变压器、配电设备、信号装置、（一）电动机、变压器、配电设备、信号装置、通信装置等装设地点。通信装置等装设地点。（二）每一设备的型号、容量、电压、电流种类（二）每一设备的型号、容量、电压、电流种类及其他技术性能。及其他技术性能。（三）馈出线的短路、过负荷保护的整定值，熔（三）馈出线的短路、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值。两相短路电流值。（四）线路电缆的用途、型号、电压、截面和长（四）线路电缆的用途、型号、电压、截面和长度。度。（五）
13、保护接地装置的安设地点。（五）保护接地装置的安设地点。三 井下变电所v一、一、井下主变电所井下主变电所v二、二、采区变电所采区变电所v三、三、移动变电站移动变电站v四、四、工作面配电点工作面配电点一、井下主变电所（井下中央变电所）v1.井下主变电所位置的确定原则井下主变电所位置的确定原则v2.井下主变电所的主接线井下主变电所的主接线 v3.井下主变电所的硐室与设备布置 1.1.井下主变电所位置的确定原则井下主变电所位置的确定原则 1.尽量位于负荷中心，节省电缆并减少电能损耗电压损失。v 2.电缆进出线和设备运输要方便，以便安装敷设电气设备。v 3.变电所通风要良好，以便散热和降低瓦斯浓度。v
14、4.变电所顶底板要坚固，无淋水，以防电气设备受损、受潮。v 一般井下主变电所设置在井底车场附近，并与中央水泵房相邻。一般主变电所设置在井底车场附近，并与中央水泵房相邻。图1-4井下主变电所的位置示意图-副井井筒-主井井筒-井下主变电所-主水泵房-井底车场巷道2.井下主变电所的主接线井下主变电所的主接线v煤矿安全规程规定：对井下主变电所供电的线路不得少于两回路，当任一回路停止供电时，其余回路应能担负井下全部负荷的供电。（主接线详见深井供电系统）3.井下主变电所的硐室与设备布置井下主变电所的硐室与设备布置井下主变电所的硐室布置应符合煤矿安全规程中有关井下机电硐室的规定，满足防火、防水和通风的要求。
15、设备布置应满足“两分开”“三留有”要求。1)井下主变电所硐室的防火井下主变电所硐室的防火（1）并装设向外开的防火铁门，铁门敞开时不得防碍巷道交通，铁门上应装有便于关严的通风孔以便于防火、灭火时隔绝通风。（2）门内可加设向外开的铁栅栏门，但不得妨碍铁门的开闭，这样既能保证通风，又能防止闲杂人员进入主变电所。（3）硐室应采用砌碹，从硐室出口的防火铁门起5m内的巷道，应砌碹或用不燃性材料支护。（4）硐室内应有扑灭电气火灾的干式灭火器和砂箱2)2)井下主变电所硐室的通风井下主变电所硐室的通风为保证硐室的通风，当主变电所硐室长度超过6m时，应在硐室两端各开设一个便于通风的出口，保证硐室内的温度不能超过附
16、近巷道5。3)3)井下主变电所硐室的防水井下主变电所硐室的防水（1）为了防止井底车场或大巷向主变电所和主排水泵房倒灌水，井下主变电所和主排水泵房的地面应比其与井底车场连接处的底板高出0.5m。（2）硐室内不应有滴水现象。4)井下主变电所的设备布置井下主变电所的设备布置两分开：变、配电设备分开布置高、低压设备分开布置三留有：设备与墙、设备之间留有检修通道；高压开关正面留有操作通道；设备应按最大数量的20%留有备用位置。图1-6井下主变电所的设备布置图1-高压配电箱2-低压开关3-矿用变压器井下主变电所的设备布置二、采区变电所v1.采区变电所位置的确定原则采区变电所位置的确定原则v2.采区变电所的
17、主接线采区变电所的主接线 v3.采区变电所的硐室与设备布置 1.1.采区变电所位置的确定原则采区变电所位置的确定原则v 1.尽量位于负荷中心，节省电缆并减少电能损耗电压损失。但要减少硐室的搬迁。v 2.电缆进出线和设备运输要方便，以便安装敷设电气设备。v 3.变电所通风要良好，以便散热和降低瓦斯浓度。v 4.变电所顶底板要坚固，无淋水，以防电气设备受损、受潮。v 一般采区变电所设置在采区中部的两个斜巷之间的联络巷内。采区变电所硐室位置立体示意图采区变电所硐室位置平面示意图轨道斜巷采区变电所联络巷运输斜巷 运输平巷 材料平巷回采工作面掘进工作面2.采区变电所的主接线采区变电所的主接线1)采区变电
18、所的高压接线单电源进线双电源进线 2)采区变电所的低压接线（二）采区供电系统（二）采区供电系统 采区变电所的高压接线无高压出线且变压器不超过两台可不设电源进线开关。见图（2-2）有高压出线，一般设电源进线开关和高压出线开关。见图（2-3）（2）双电源进线 一路供电、一路备用(带阴影的开关3为分断)，两路进线均设电源进线开关，如出线及变压器台数较少时，母线可不分段。如图所示2)采区变电所的高压接线（2）双电源进线两回路同时供电，如下图所示。两路进线均设开关，且母线间设联络开关，正常情况下联络开关打开，保持电源在分列运行状态，当一路电源故障停电时，合上联络开关，由另一路电源保证对负荷的供电。（图2
19、-5）采区变电所高、低压接线方式采区变电所高、低压接线方式图22 单电源进线接线方式（）图23单电源进线接线方式（二）图24双电源进线接线方式（一）图25双电源进线接线方式（二）综合机械化采掘工作面的供电综合机械化采掘工作面的供电 v向移动变电站供电的高压电缆一般由变电所内的高压配电开关配出，v如图所示。图27用移动电站供电的接线方式 图26典型低压供电系统图2)采区变电所的低压接线（1）每台变压器的低压侧都装有一台配有漏电保护的自动馈电开关作为总开关；（2）每条低压配出线都设有自动馈电开关作为分开关，控制和保护配出线路，各变压器采用分列运行。（3）照明所需要的127V电压由照明变压器综合装置
20、提供采区变电所硐室布置3.采区变电所的硐室与设备布置采区变电所的硐室与设备布置采区变电所的硐室与设备布置基本同井下主变电所，不同的是底板不需抬高，不需留有备用开关位置。高压设备与低压设备在两侧分布；也可将高、低压设备同侧布置，由变压器隔开。图1-10 为采区变电所设备布置三、移动变电所v1.移动变电所位置移动变电所位置移动变电站一般设置在工作面平巷，距工作面100300米的位置。移动变电站的设置原则是靠近负荷中心，同时考虑安全性和经济性。有如下几种布置方式 v2.移动变电所的主接线移动变电所的主接线 移动变电所位置的几种布置方式移动变电所位置的几种布置方式v(1)设置在运输平巷（如图中1#移动
21、变电站）。由于运输机的功率远大于调度绞车的功率，所以设置在运输平巷内可以靠近负荷中心。但是由于移动变电站需要敷设专用的轨道，因此需要加大巷道断面，增大巷道的开拓费用和维护费用。移动变电所位置的几种布置方式移动变电所位置的几种布置方式(2)设在回风平巷（如图中2#移动变电站）。虽然远离运输机，但是可以利用调度绞车的轨道，而不需要专设轨道和增大巷道断面，在运输机有其他移动变电站供电的情况下可以考虑，然而为安全起见在专用回风平巷内不得设置移动变电站 移动变电所位置的几种布置方式移动变电所位置的几种布置方式(3)设在下一个工作面的回风平巷与本工作面运输平巷的联络巷内（如图中3#移动变电站）。这样既能位
22、于负荷中心又不需增大巷道断面，但是必须在采掘可以衔接情况下选用。移动变电所位置的几种布置方式移动变电所位置的几种布置方式(4)设置在运输平巷入口处轨道上山与材料上山联络巷内（如图中4#移动变电站）。这样也不需要增大巷道断面，但是距离工作面较远，在供电质量满足要求的情况下方可选择2.移动变电站的主接线移动变电站的主接线v 移动变电站是由矿用隔爆变压器及其高、低压开关组成。v 可采用单电源或双电源进线，经高压负荷开关或高压断路器接到变压器一次侧，变压器二次侧经低压断路器配出。掘进工作面供电的特殊要求掘进工作面供电的特殊要求“三三 专专”：专用变压器、专用开关、专用线路：专用变压器、专用开关、专用线
23、路“两闭锁两闭锁”：风电闭锁与瓦斯电闭锁：风电闭锁与瓦斯电闭锁 (a)面两台局部通风机 (b)两面各一台局部通风机图28“三专”供电系统示意图 一、触电的的危险性及预防一、触电的的危险性及预防 （一）、触电的危险性（一）、触电的危险性 1 1）电击）电击 2 2）电伤）电伤2.2.井下用电安全井下用电安全 （二）、造成人触电危险的主要因数（二）、造成人触电危险的主要因数 1 1）流过人体的电流的大小）流过人体的电流的大小 2 2）触电时间的长短）触电时间的长短 3 3）触电电压的高低）触电电压的高低 4 4）人体电阻）人体电阻 5 5）电流频率）电流频率 极限安全电流：极限安全电流：30 mA
24、.s30 mA.s 井下人体电阻：井下人体电阻：10001000 （三）、触电的一般预防方法（三）、触电的一般预防方法 1 1、供电系统结构及保护要合理、供电系统结构及保护要合理 井下配电变压器及向井下供电的变压井下配电变压器及向井下供电的变压器或发电机，器或发电机，中性点禁止直接接地中性点禁止直接接地。井下电气设备必须有井下电气设备必须有保护接地保护接地。井下变电所的高压馈电线及井下低压井下变电所的高压馈电线及井下低压馈电线，应装设馈电线，应装设漏电保护漏电保护装置。装置。供电系统应有完善的供电系统应有完善的过电流保护过电流保护装置。装置。2 2、防止人身接触或接近带电导体、防止人身接触或接
25、近带电导体 将电气设备的裸露带电部分安装在一定高度，或围将电气设备的裸露带电部分安装在一定高度，或围以遮拦。如电机车架空导线的高度从轨道平面算起，井下以遮拦。如电机车架空导线的高度从轨道平面算起，井下不得低于不得低于2 2米，井底车场不得低于米，井底车场不得低于2 22 2米。米。井下各种电气设备的导电部分都必须封闭在坚固的井下各种电气设备的导电部分都必须封闭在坚固的外壳中，并在操作手柄和盖子之间设置机械闭锁装置，保外壳中，并在操作手柄和盖子之间设置机械闭锁装置，保证电气设备接通电源后不能打开盖子，盖子打开后，不能证电气设备接通电源后不能打开盖子，盖子打开后，不能接通电源。井下电缆敷设应符合接
26、通电源。井下电缆敷设应符合规程规程规定，电缆破损规定，电缆破损必须及时更换或进行冷、热补。电缆连接须经隔爆接线盒，必须及时更换或进行冷、热补。电缆连接须经隔爆接线盒，坚决消灭坚决消灭“鸡爪子鸡爪子”、“羊尾巴羊尾巴”、明接头、明接头。各变（配）电所的入口或门口都悬挂各变（配）电所的入口或门口都悬挂“非工作人员，非工作人员，禁止入内禁止入内”警示牌；无人值班的变（配）电所，必须关门警示牌；无人值班的变（配）电所，必须关门加锁，井下硐室内有高压电气设备时，入口处和室内都应加锁，井下硐室内有高压电气设备时，入口处和室内都应在明显地点加挂在明显地点加挂“高压危险高压危险”警示牌。警示牌。3 3、降低使
27、用电压、降低使用电压 对人员经常接触的电气设备，采用降低的工作对人员经常接触的电气设备，采用降低的工作电压。例如井下照明、手持式电气设备的额定电压和电压。例如井下照明、手持式电气设备的额定电压和电话、信号装置的额定供电电压，都不应超过电话、信号装置的额定供电电压，都不应超过127V127V，控制回路电压不应超过控制回路电压不应超过36V36V等。等。4 4、严格遵守各项安全用电作业制度、严格遵守各项安全用电作业制度 井下不得带电检修、搬迁电气设备。检修或井下不得带电检修、搬迁电气设备。检修或搬迁前，必须切断电源，并用同电源电压相适应的验搬迁前，必须切断电源，并用同电源电压相适应的验电笔检验；检
28、验无电并对地放电后，才允许检修或搬电笔检验；检验无电并对地放电后，才允许检修或搬迁。放电前必须先检查周围环境的瓦斯，只有当其巷迁。放电前必须先检查周围环境的瓦斯，只有当其巷道风流中的瓦斯浓度在道风流中的瓦斯浓度在1 1以下时，方可将导体对地完以下时，方可将导体对地完全放电。全放电。在切断电源后，应将开关操作手柄闭锁，并悬挂在切断电源后，应将开关操作手柄闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电有人工作，不准送电”的警示牌。只有执行这项停电操的警示牌。只有执行这项停电操作的工作人员，才有权取下此牌并送电。即在进行停送电作的工作人员，才有权取下此牌并送电。即在进行停送电操作时，必须严格执行操作时，必须严格执
29、行谁停电谁停电就由就由谁送电谁送电的停送电制度，的停送电制度，中间不得换人。严禁采用约时停送电。中间不得换人。严禁采用约时停送电。非专职或值班电气人员，不得擅自操作电气设备；非专职或值班电气人员，不得擅自操作电气设备；操作高压电气设备主回路时、操作人员必须戴绝缘手套，操作高压电气设备主回路时、操作人员必须戴绝缘手套，穿电工绝缘靴或站在绝缘台上；操作千伏级电气设备主回穿电工绝缘靴或站在绝缘台上；操作千伏级电气设备主回路时，操作人员必须戴绝缘手套或穿电工绝缘靴。路时，操作人员必须戴绝缘手套或穿电工绝缘靴。127V127V手持式电气设备的操作手柄和工作人员必手持式电气设备的操作手柄和工作人员必须接触
30、的部分，应有良好绝缘。须接触的部分，应有良好绝缘。电工必须经过培训，电工必须经过培训，持证上岗持证上岗。严禁非电气作业。严禁非电气作业人员操作或摆弄电气设备。严禁醉酒上岗，疲劳上岗人员操作或摆弄电气设备。严禁醉酒上岗，疲劳上岗。1、中性点直接接地系统存在的问题、中性点直接接地系统存在的问题 2、中性点不接地系统、中性点不接地系统煤矿安全规程煤矿安全规程第四百四十三条第四百四十三条 严禁严禁井下配电变压器中性点直接接地。井下配电变压器中性点直接接地。严禁严禁由地面中性点直接接地的变压器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。或发电机直接向井下供电。3、中性点不接地系统存在的问题、中性
31、点不接地系统存在的问题地面低压供电地面低压供电系统为什么要系统为什么要采用中性点直采用中性点直接接地系统？接接地系统？小结：v 煤矿供电应满足安全、可靠、供电质量、供电经济要求v 煤矿负荷分为三类：一类负荷及大型二类负荷采用双回路供电，中小型二类负荷采用专线供电v 电压等级的高低，取决于供电路距离及供电功率的大小v 深井供电系统特征：三级供电（地面、井下、采区变电所）高压下井。浅井供电系统特征：两级供电低压下井。v 井下供电设备集中的地点主要有井下主变电所、采区变电所、移动变电站和工作面配电点。v 综采工作面的供电采用移动变电站可使高压（6KV或10KV）深入到工作面平巷，并可随着工作面的移动而移动，低压侧采用较高的电压等级（1140V）而且随着负荷功率的增加而增大（可达3300V）。作业：v 1.井下主变电所的位置一般定在何处？对其峒室有哪些要求？峒室内设备如何布置？v 2.采区变电所的位置一般设在何处？其峒室要求及峒室内的设备布置与主变电所有哪些不同？v 3.移动变电站可以设在何处？各有何利弊？v 4.工作面配电点设在何处放映放映结束！结束！无悔无愧于昨天，丰硕殷实无悔无愧于昨天，丰硕殷实的今天，充满希望的明天。的今天，充满希望的明天。
