第十一讲 矿井供电
矿井供电系统与井下供电安全
1、深井供电系统 深井供电系统采用三级供电方式，即地面变电站、井
下中央变电所、采区变电所。
（1）从地面变电站两段不同的6KV母线上引出两条高压输 电电缆，通过井筒入井送到井下中央变电所。在井下中 央变电所通过高压配电装置将电能分配给井底车场附近 的高压用电设备。如主排水泵、变流设备，并向各采区 变电所供电。同时在井下中央变电所还设置了动力变压 器将6KV电压降到660V，向井底车场附近巷道、硐室的 低压动力设备供电。此外，还设置了照明、信号综合保 护装置，将660V电压进一步降到127V，供井底车场及附 近硐室照明、信号专用。
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2、10KV电压直接向井下供电 目前，一些大型矿井甚至特大型矿井，由
安全生产的需要，已采用10KV电压直接向下井。 由于井下供电电压越高，电网对地电容电
流越大，接地电火花能量越大，人身触电伤亡的危 险性及瓦斯、煤尘爆炸的可能性也越大。因此，必 须采取以下供电安全措施及规定： （1）采用10KV矿用电气设备，必须通过指定检验机构 的技术鉴定。 （2）10KV系统投入前，必须按有关规定进行验收、检 查、试验。
压
6 4
3 8
5
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深井供电系统示意图
13
（四）变压器的中性点运行方式
1、变压器中性点 变压器接入正弦交流电、正弦交流电是按正弦规
律随时间做周期性变化的电量，其最大值、角频率、 初相角称为正弦交流电的三要素；三相正弦交流电则 是频率相同，最大值相等，相位差120°的三个交流电 。各相电压相等且对称Ua=Ub=Uc 其矢量如图1所示。各 相对地的绝缘电阻等相 ra=rb=rc ，可看成是星形负 载，有以下关系：
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（2）随着供电线路的延长，电网对地电容也在增大， 由此产生的危害不容忽视。因此，在变压器中性点不 接地系统中必须考虑电网电容和绝缘电阻的共同影响 ，采取必要的措施。
矿井供电 原创
井下常见矿用电缆
§4.1铠装电缆
1. 主芯线 铠装电缆各型号中符号含义 2. 相绝缘层 2 T－铜(一般省略，不写进型号)； L－铝； 3. 填料 3 Z－油浸纸绝缘； Q－铅包； 4 4. 绝缘层 P－普通纸绝缘； D－不滴流； 5 5. 铅包层 V－聚氯乙烯绝缘或护套； 6 6. 衬垫 YJ－交联聚氯乙烯绝缘；20/22 －钢带铠装； 7 30/32－细钢丝铠装；50/42 7. 保护层 8 －粗钢丝铠装； 8. 铠装
一般按照变压器容量分为：
2.5KVA 4KVA 10KVA
矿井供电
四、井下常见矿用电缆
电力电缆按电压等级分为
低压 高压
§4.1铠装电缆
电力电缆按绝缘材料分为
§4.2橡套电缆
§4.3塑料电缆
井下常见矿用电缆
§4.1铠装电缆
结构： 1）铜或铝线绕制的主芯线，三个截面较大的芯线用来输送三相电能。 2）浸油绝缘纸构成的相间绝缘。 3）黄麻填料。 4）统包绝缘纸，增加相对地绝缘。 5）铅包层，防止潮气进入纸绝缘降低绝缘。 6）纸衬垫，保护包层不受空气和水的腐蚀。 7）黄麻保护层，避免铠装与包层摩擦使包层损坏。 8）钢丝或钢带铠装，以承受机械力增强电缆强度。 用途： 主要在井筒和巷道中作井下输电干线向固定设备供电用。
井下常见供电设备
§3.2低压馈电开关
井下常见供电设备
§3.3磁力启动器
矿用磁力启动器是一种组合开关，它主要由隔离开关、接触器、 熔断器、过热过流继电器、按钮等组成，并装在隔爆外壳中，用于 控制和保护电动机。 目 前 九 大 矿 常 见 的 有 QBZ系列 QJZ-2 系列 QJZ-2 SF系列 QJZ-2六组合八组合
井下中央变电所 地面变电所 主副通风机 主副提升机
矿井供电系统讲稿Microsoft_Word_文档解析
矿井供电系统及供电安全技术管理重点：1、掌握矿井供电系统知识2、掌握采区供电系统知识3、掌握井下供电安全知识4、掌握“三专两闭锁”的作用及使用范围5、掌握矿井电气保护装置的要求6、熟练掌握漏电的危害，原因和漏电保护原理及漏电保护装置7、熟练掌握保护接地的作用及保护接地的要求8、熟练掌握过电流保护知识难点：1、变压器中性点运行方式2、漏电保护和保护接地授课内容（一）矿井供电系统：一般是指地面变电所----井下中央变电所-----采区变电所-----工作面配电点，按照一定方式接线连接起来的一个整体。
一、矿井供电系统的基本要求供电系统是煤矿生产的主要环节。
它由各种电气设备及配电线路按一定接线方式组成。
其主要作用是从电力系统获取高压电能,通过变换、分配、输送将电能安全、可靠地送到各种不同的动力设备上，以满足煤矿生产的要求。
煤矿生产的动力主要是电力。
随着采煤机械化程度的不断提高，矿用设备的功率越来越大，供电电压越来越高，所以供电系统必须具备安全、可靠的特点，才能适应煤矿现代化生产的需要。
供电要求电力是现代化工矿企业生产的主要能源。
为确保安全和正常生产的需要，工矿企业对供电有如下基本要求：1、可靠性供电的可靠性是指供电系统不间断供电的可靠程度。
对于煤矿，供电一旦中断，不仅影响生产，而且可能使设备损坏，甚至发生人员伤亡事故，严重时会造成整个矿井的毁坏。
为了保证煤矿供电的安全可靠，每一矿井应采用两回路电源线路，当任一回路发生故障而停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。
正常情况下，采用一回路运行，另一回路必须带电备用，以保证井下生产过程中供电的连续性。
两回电源线路最好引自不同的发电站或变电所，至少应引自同一变电所的不同母线段。
2.安全性安全性是指在生产过程中，不发生人身触电事故和因电气故障而引起的爆炸，活在等重大事故。
尤其在高灰尘、高温度以及有爆炸危险的特殊环境中，为了确保供电安全，必须采取防爆、防潮、防触电等一系列技术措施。
矿井供电系统概述
矿井供电系统概述矿井供电系统是指为了确保矿井正常生产和安全生产而配置的配电系统。
矿井供电系统与一般工业用电、民用电相比有其独特的要求和特点，因为矿井地下工作环境的特殊性，矿井供电系统必须具有可靠的供电能力，确保电力设备和安全设施的正常运行，同时也能够在遇到事故时能够及时切断供电，确保人员安全。
本文将从矿井供电系统的原理、组成和应用方面进行介绍和概括。
一、矿井供电系统的原理矿井供电系统的原理就是通过接入电网或汽油发电机将外部能源输入矿井内部，将交流电源变成直流电源，通过矿用变压器调节电压和电流，并且在矿井内部通过集中控制操作系统控制配电设备的开关状态以实现矿井设备的正常电力供应，确保人员和设备安全运行。
二、矿井供电系统的组成1. 输电线路：输电线路是矿井供电系统的起点，负责实现从电网或发电机输出能源到矿井的电力输送。
2. 变电站及其设备：变电站包含变压器、低压电气设备和中央控制系统等组成，主要负责将外部高压电源转化为业务电压通过各级变压器调压，利用开关控制设备整合电能负荷，充分利用能源。
3. 调压装置：矿井中不同电力设备的电压要求各不相同，调压装置负责将高电压转换成其适合的低电压，并保持其稳定的输出状态，同时还可以提高电路的效率和电力品质。
4. 配电系统：矿井配电系统包含高压和低压电缆、开关设备、保护装置和各类控制系统等，它们协同工作，将电力送往指定位置，满足设备的需求，避免电力过载和短路，确保运行稳定和可靠。
5. 防爆电器设备：矿井内部处于极端的高温、高压、低氧等极端环境，所以需选择防爆电器设备，保证存在爆炸风险区域内的电气装置能够提供可靠性的保护措施。
6. 照明设备：照明设备是矿井中非常必要的电气设施，为工作人员提供良好的工作环境，并且减少人员意外伤害事故。
三、矿井供电系统应用1. 铁路煤矿由于铁路煤矿处于山区，煤炭资源分布广泛，所以需要在山区建设煤矿，这些煤矿需要长期稳定地进行供电。
在这方面，矿井供电系统无疑是最佳选择，它可以保证时刻为煤矿提供安全可靠的电力环境，促进工作人员的工作效率。
矿山供电系统
矿山供电系统本节主要通过矿井供电系统图讲解矿井供电的类型、井下中央变电所、采区变电所、综采工作面配电点的接线、位置选择和设备布置等以及露天供电系统。
主要讲解深井供电系统。
1、矿井供电的类型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。
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。
如平煤各生产矿。
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。
2、井下中央变电所1）井下中央变电所的结线图1-18（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。
2）井下中央变电所的位置和硐室布置（1）位置选择原则：负荷中心、通风、交通、运输、进出线、顶板、无淋水等。
（2）硐室要求：耐火材料、尺寸、大小、通道、20%余地。
出口、栅栏门、防火门、外开门、标高等。
（3）设备布置（图1—19）Ａ、布置原则：安全、方便、留有余地。
Ｂ、布置方式：①高压、低压设备分开②留有检修间距③留有备用设备余地是总回路数量的20%。
3、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。
1）采区变电所的结线考虑因素：电源回路数、负荷大小、变压器台数等。
（1）单电源进线。
接线图（1—20），适用于：负荷小的工作面，炮采工作面。
（2）双电源进线。
接线、分列运行。
适用对象；综采工作面或下山采区、有排水泵的采区变电所。
2）采区变电所的位置和硐室布置图1—20与井下中央变电所的位置和硐室布置类同。
4、综采工作面供电与工作面配电点1）综采工作面供电。
图（1—21）①高压深入负荷中心。
②组成：采区配电所—移动变电站—工作面。
③设备布置；图1—21。
2）工作面配电点①引入：停送电方便，设备多或距离采区变电所较远。
煤矿井下安全供电
煤矿井下安全供电是煤矿安全管理工作中非常重要的一环。
在井下工作环境的特点下，井下电气设备的安全供电是保障矿工生命安全的关键因素之一。
本文将围绕煤矿井下安全供电展开讨论，不使用首先、其次、另外、总之，最后等分段语句。
1. 井下电气设备的重要性井下电气设备是矿井中保障正常生产和工作环境的重要设备之一。
井下电气设备涉及到井下采掘、通风、照明等关键设施的供电，直接影响到矿井的生产效率和矿工的安全。
2. 井下电气设备的安全要求井下电气设备的安全供电需要符合一定的要求：首先，需要保证供电系统的可靠性，确保供电稳定、连续，防止因供电中断导致的事故；其次，需要保证供电系统的安全性，防止电气设备故障引发火灾、爆炸等危险；最后，需要保证供电系统的可维护性，便于维修和保养。
3. 井下安全供电的技术措施井下安全供电采取了一系列技术措施来保证供电系统的可靠性和安全性。
首先，采用了双回馈供电系统，即通过多条独立的馈线进行供电，一旦某条馈线故障，可以自动切换到其他馈线上，确保供电的连续性。
其次，利用了隔爆开关、隔爆插头等防爆电气设备来防止火灾和爆炸风险。
另外，在安装电气设备时，还进行了严格的接地和漏电保护措施，以确保电气设备的安全运行。
4. 井下安全供电的管理措施井下安全供电还需要进行有效的管理措施来确保供电系统的正常运行。
首先，需要建立完善的供电管理制度，明确责任分工和操作规程。
其次，需要进行定期的巡检和维护，对供电系统进行全面的检查和保养工作。
此外，还需要开展培训和教育，提高矿工对井下电气设备安全的认识和应急处理能力。
5. 井下安全供电的挑战和改进井下安全供电面临着一些挑战，如煤尘和湿度环境对电气设备的影响，供电系统的老化和磨损等。
为了改进井下安全供电，可以采取一些措施，如加强巡检频率和维修工作，定期更换老化的电气设备，提高设备的密封性和防潮性能。
总的来说，煤矿井下安全供电是矿山安全管理中一项非常重要的工作。
通过采取技术措施和管理措施，可以有效保证供电系统的可靠性和安全性，提高矿工的安全保障水平。
《矿井供电系统》课件
矿井供电系统设计原则
在设计矿井供电系统时，需要考虑多个因素，例如供电可靠性、电力负荷预 测、安全性和可持续性。合理的设计原则可以确保供电系统的有效运行和矿 工的电气安全。
矿井供电系统组成部分
矿井供电系统主要由变电站、配电网、变压器、开关设备、电缆和电气设备 组成。每个组件在供电系统中扮演着重要的角色，确保矿井的电力供应。
矿工需要了解电气安全知识，以防止电击事故和火灾。重要的知识包括接地 保护、绝及方法
提高供电可靠性
通过更新设备和增加备用电 源，可以提高供电系统的可 靠性。
降低能耗
优化供电系统的设计和管理 可以减少能耗，降低运行成 本。
提升安全性
改造供电系统可以提升矿工 的电气安全，减少事故风险。
矿井供电系统未来趋势展望
1
智能化
未来的矿井供电系统将更加智能化，通
可再生能源
2
过自动化和远程监控提高效率。
随着可再生能源技术的发展，矿井供电
系统将逐渐采用绿色能源。
3
节能减排
减少能耗和碳排放是未来矿井供电系统 发展的重要方向。
《矿井供电系统》PPT课 件
欢迎来到我们的《矿井供电系统》PPT课件。在本次课程中，我们将全面介绍 矿井供电系统的概述、设计原则、组成部分、运行维护问题及解决方案、矿 工电气安全知识、改造的好处及方法，以及未来的趋势展望。
矿井供电系统概述
矿井供电系统是矿山的重要组成部分，用于向矿井提供电力。它不仅需要满 足矿井生产所需的电力供应，还要确保矿工的电气安全。
矿井供电系统的运行维护问题及解决方案
1 供电中断
供电中断可能导致生产中 断和安全事故。解决方案 包括备用电源和快速修复 措施。
2 过载问题
矿井安全供电
矿井安全电源在满足电力用户对供电可靠性要求的同时，又照顾供电的经济性，这是合理的供电原则之一。
无论在国民经济中还是煤矿企业中，不同的电力用户对供电可靠性有不同的要求，因此通常将它们分为三类：一类负荷、二类负荷、三类负荷。
由于煤矿生产是井下作业，生产场所空间狭小，空气潮湿，顶板有压力，地下涌水，还有瓦斯和煤尘。
特别是采掘工作面，电气设备移动频繁，负荷变化大；大型采掘设备直接启动，强大的电流冲击着电网，因此，矿井供电必须保证安全、可靠、经济，且有良好的供电质量和供电能力。
一、矿井供电的基本要求1、供电可靠。
即要求供电不中断。
对煤矿的供电一旦中断，不仅会造成全矿停产，这将导致一些重要的设备，以确保矿山安全生产（如水泵、通风机）停止运转，危及矿井及井下工人的安全。
因此，为保证矿井安全生产，要求煤矿实行连续供电。
2、供电安全。
电能有它的特殊性，使用中稍有疏忽，就会导致人身触电、电火灾等事故的发生。
煤矿主要是地下作业，工作环境和地面有很大的差别，特别是存在有爆炸危险的瓦斯和煤尘，因此，人身触电和电气火灾的可能性大于地面，而且会导致瓦斯、煤尘爆炸严重后果。
因此，煤矿供电必须保证安全，严格遵守《煤矿安全规程》的有关规定。
3、有良好的供电质量。
这主要意味着电源频率和电压与额定值的偏差不超过允许范围。
否则，电气设备的远行情况将会显著恶化，甚至损坏电气设备。
中国规定，通用电力设备交流电源的标准频率为50赫兹。
偏差不超过±0.2～±0.5。
电压不超过±7％。
4、有足够的供电能力。
这不仅要求电力系统或发电厂向煤矿提供足够的电力，而且要求矿井供电系统的各项供电设施，具有足够的供电能力。
5、供电经济。
在以上四项基本要求的基础上，尽量做到供电系统简单、操作方便、低资本投资和运营维护成本。
二、矿井供电系统的分类和分类1、供电系统的分类。
一类负荷：凡因突然中断供电会导致人身伤亡事故，或损坏重要设备且难以修复，或给国民经济带来很大损失者，均属于这一类。
矿井供电系统概述
矿井供电系统概述1. 介绍矿井供电系统是矿山生产中至关重要的一部分。
它提供了矿井内所有设备和生产设施所需的电力。
矿井供电系统不仅要满足日常照明、通信和办公设备的用电需求，更要为采矿设备、提升设备、通风设备等提供稳定可靠的电力。
本文将对矿井供电系统进行概述，包括其组成部分、工作原理以及主要特点。
2. 矿井供电系统的组成部分矿井供电系统由以下几个主要部分组成：输电线路是矿井供电系统的基础设施。
它将电力从供电站输送到矿山的各个区域。
输电线路通常由电缆或架空线路组成，根据矿山的具体情况选择不同的形式。
2.2 变电站变电站负责将高压输电线路中的电力转换为适用于矿山内设备使用的低压电力。
它通常由变压器、隔离开关和保护装置等组成。
2.3 配电装置配电装置负责将变电站输出的电力分配到矿山内的各个设备。
它通常包括开关柜、接触器、断路器等设备。
电缆和电线是矿井供电系统中的基础连接设备。
它们用于将电力传输到设备和设施，如照明和通信设备。
电缆和电线通常需要具备耐火、抗拉和耐磨损等特性，以适应矿山环境的要求。
2.5 电力负荷管理设备电力负荷管理设备用于监测和控制矿山内的电力负荷。
它可以根据负荷情况自动调整功率，以确保供电系统的稳定运行。
3. 矿井供电系统的工作原理矿井供电系统的工作原理主要包括以下几个环节：3.1 电力输送电力由供电站通过输电线路输送到变电站。
输电线路可以是地下电缆或架空线路。
地下电缆常用于矿井内部，而架空线路则可以跨越矿山不同区域。
3.2 电力转换变电站接收来自输电线路的高压电力，并将其转换为适用于矿山内设备使用的低压电力。
这通过变压器来实现，变压器可以将电压从高压侧降低至低压侧。
3.3 电力分配配电装置将变电站输出的电力分配到矿山内的不同设备和设施。
这可以通过开关柜、接触器和断路器等设备来实现。
通过合理的电力分配，不同设备可以获得所需的电力供应，确保矿山的正常运行。
3.4 电力负荷管理电力负荷管理设备用于监测和控制矿山内的电力负荷。
矿井供电系统及供电安全
矿井供电系统及供电安全一、矿井供电系统概述矿井供电系统是指为矿井提供电能的设备及其组成部分。
它是矿井正常运行的基础，对矿井的生产效率、安全管理等方面起着重要的作用。
矿井供电系统一般由变电站、配电系统、照明系统、输电线路等组成。
矿井供电系统的主要任务包括：保证矿井内各个工作面、巷道以及通风、水泵、提升等设备正常运行，为生产提供所需的电能；满足矿井内各种设备的供电要求，确保设备的安全可靠性；加强对矿井供电系统的监测和管理，预防事故的发生。
二、矿井供电安全矿井供电安全是保证矿井正常运行的重要保障。
矿井供电安全主要包括以下几个方面：1. 电气火灾防范：矿井供电系统涉及到大量的电线、电缆以及各类电器设备，其中存在着火灾隐患。
因此，在矿井供电系统中应加强对电气设备的维护和检修工作，定期检查电器设备的使用状况，及时发现并处理可能存在的隐患，确保电气火灾的防范工作。
2. 电压稳定：矿井供电系统应采取措施保持电压稳定，防止因电压变化过大而影响设备的正常运行。
矿井供电系统中一般都会设置调压装置，通过自动调节电压，维持在规定范围内，确保供电的稳定性。
3. 短路保护：矿井供电系统中可能存在的短路故障对设备和人员安全都会带来较大的威胁。
因此，在矿井供电系统的设计中应充分考虑短路保护措施，采用可靠的短路保护装置，及时切断故障电路，确保系统的正常运行。
4. 漏电保护：由于矿井供电系统存在大量的电气设备和电缆等，因此存在着漏电的风险。
应配置可靠的漏电保护装置，一旦发生漏电事故，能够及时切断电源，保护设备和人员的安全。
5. 可靠性保证：矿井供电系统应具备高度的可靠性，能够在极端环境下稳定运行。
为此，在设计和建设矿井供电系统时，应考虑各种可能的异常情况，采取相应的措施提高系统的可靠性，确保供电的连续性和稳定性。
三、矿井供电系统的改进措施为进一步提高矿井供电系统的可靠性和安全性，可以采取以下措施：1. 安全设备的更新改造：应定期对矿井供电系统的设备进行检修和更新，更换老化的设备，提高设备的安全性和可靠性。
矿井供电计算方法
矿井供电计算方法
矿井供电是指在矿井内为矿井电器设备提供供电的过程。
矿井供电的计算方法主要涉及对电器设备的功率需求和电缆损耗的估算。
下面将详细介绍矿井供电的计算方法。
首先，计算矿井电器设备的功率需求。
矿井电器设备的功率需求根据设备的种类、数量、额定功率等参数来确定。
通常，矿井电器设备的功率需求可以通过以下公式来计算：
总功率需求=设备1功率需求+设备2功率需求+...+设备n功率需求其中，设备1、设备2、..、设备n表示不同种类的电器设备，功率需求为设备的额定功率。
其次，计算电缆损耗。
电缆损耗是电能在输电过程中由于电缆电阻、线路长度等原因而产生的能量损失。
矿井电缆的损耗可以通过以下公式来计算：
电缆损耗=(√3×电流×电缆阻抗×线路长度)×电缆损耗系数
其中，√3表示3相电流中的根号3值，电流表示电缆中的电流值，电缆阻抗表示电缆的电阻值，线路长度表示电缆的长度，电缆损耗系数表示损耗的系数，通常为0.017/米。
最后，根据功率需求和电缆损耗来确定矿井供电的变电所容量。
变电所容量=(总功率需求+电缆损耗)×安全系数
其中，安全系数表示对供电系统的容量进行适当放大以确保系统的安全性，通常取1.2
通过以上计算方法，可以得到矿井供电的容量需求，从而确定供电系统的规模和容量。
同时，还需考虑供电设备的选型、配电系统的布置等因素，并遵循相关的电气规范和标准来进行设计和施工。
总之，矿井供电的计算方法主要涉及对电器设备的功率需求和电缆损耗的估算。
通过合理计算和设计，可以确保矿井电力系统的正常运行和供电质量的保证。
矿井供电安全课件PPT培训讲义
第四章 电力负荷的分类
❖按用户分类，根据对供电可靠性的要求不同，煤 矿电力用户分为以下三类 2006年1月12日早班，新庄孜矿机电工区在5604变电 所发生一起电弧伤人事故，造成一人重伤，一人轻伤
❖ 井下供电当前我矿井下在用变电所4个，分别为 中央变电所、XXX采区变电所、XXX采区变电所 和XX采区变电所，计划新增XXXXX采区变电所 。
❖ 当前矿井入井电缆4条，分别引自35kV变电所两 断母线，进入中央变电所。其他各采区变电所及 井口副井用电负荷均匀分布在中央变电所四条回 路上，且确保每个采区变电所两段母线电源不在 35kV变电所同一段母线上。
违章救护他人触电，造成救护者一起触电。
、经济发生较大损失者。 UP: 电源相压等级的确定，可参考下式估算：
❖ 例如，采区变(配)电所、专门用于提升物料的
斜井提升设备、立井提升设备、井下电机车用的 整流设备，空气压缩机站，综合机械化采煤设备 等，都属于二级用电负荷。虽然它们属于重要的 负荷，但相对于一级用电负荷来说，它们在突然 停电后不会对矿井造成人员伤亡和重大安全隐患 。对该类用户的供电，应做到可靠性、经济性、 合理性相兼融，尽可能地减少无计划停电所带来 的经济损失。
❖ 电工是特殊工种，又是危险工种。首先，其作业过程和工作 质量不但关联着其本身的安全，而且关联着他人和周围设施 的安全，电工工作地点分散、工作性质不专一，不便于跟班 检查和追踪检查。因此，煤矿电气相关工作人员必须掌握必 要的电气安全技能，必须具备良好的电气安全意识。
第一章 我矿当前供电系统概况
❖ 矿井电源矿井35kV变电所两回路电源取自于 XXXXXX变电所两段母线，当前运行方式为双回路 分列运行。两路进线采用两条35kV架空线路进行供 电，分别为XXXX一回路和XXXX二回路，导线型 号为LGJ185，线路全长17.4Km，安装两台 12500KVA的主变压器，型号为SZ912500/35 ，电压等级为35/6kV。所用变压器2台，型号为 SC950/35，35kV高压开关柜10台，6kV高压 开关柜43台。主变压器二次侧6kV采用单母线分段 供电方式，矿井的一、二级的负荷，均由不同母线 上的双回路供电。
矿井供电系统概述
矿井供电系统概述矿井供电系统是煤矿和其他地下矿山的重要组成部分，它负责为矿山区域内所有的设备和机器以及矿工提供电力。
矿井供电系统在矿山的生产和管理过程中具有重要意义，因为它能够稳定地驱动负荷，保障矿井内矿工的安全并提高生产效率。
在这篇文档中，我们将详细介绍矿井供电系统的概念、类型、零部件以及其基本原理。
1. 概述矿井供电系统是指为矿山区域内所有的设备和矿工提供电力的系统。
它主要由发电机组、变电站、输电线路、配电装置和输电井等多个组成部分组成，这些组成部分协同工作，稳定地为矿山提供电力，以满足各种设备的需求和保障矿工的安全。
2. 类型根据不同的用途和需要，矿井供电系统可以分为三种类型：低压供电系统、高压供电系统和极低频供电系统。
(1) 低压供电系统低压供电系统主要是为矿山的照明、通讯、通风、水泵等为主的设备提供低电压直流或交流电力。
它的运行电压通常在110V-220V之间，电流比较稳定。
低压供电系统的主要设备包括低压发电机、低压变电站、低压配电装置等。
(2) 高压供电系统高压供电系统是指为矿山所有的设备提供高电压交流电源的电力系统。
它的运行电压通常在10kV-35kV之间，电流比较大。
高压供电系统的主要设备包括高压发电机、高压变电站、高压输电线路、高压配电装置等。
(3) 极低频供电系统极低频供电系统是用来为矿山内的大型设备，如大型电动机、千斤顶等带动矿车和升降机提供电源。
极低频供电系统的运行电压一般在120V左右，而运行频率低于20Hz。
主要设备包括极低频变压器、极低频发电机等。
3. 零部件矿井供电系统由多个零部件组成，这些零部件包括：(1) 发电机组发电机组是用来将机械能转化为电能，为整个供电系统提供动力源。
发电机组通常由励磁机、转子、定子三部分组成，其输出电压、电流和频率根据需要和设备的不同而有所变化。
(2) 变电站变电站是整个供电系统的关键部分之一，其主要作用是将发电机组产生的高电压电能通过变压器转换成为中、低电压的电能。
矿井供电课件
第一部分基础知识
1、 供电系统现状与发展前景 2、煤矿电气图专用图形符号 3、矿井供电系统
我国煤矿采区供电系统现状与发展前景
1、供电系统现状 我国采煤工作面的供电系统经历了由380 V到 3300 V 的4个发展阶段。
①20世纪60年代以前，炮采方式
380 V供电系统。
②1964年 80机组， ③70年代，综采，
电压不超过127V。 • 4、远距离控制线路的额定电压不超过36V。
三、井下中央变电所
井下中央变电所是井下供电的中心，它 的电源直接由地面变电所提供。
四、采区供电变电所
采区变电所是采区用电的中心。它的电 源由中央变电所提供，其主要任务是将高电 压变为低电压，并将此电压配到本采区所有 采掘工作面及其它用电设备。
矿井供电系统
一、矿井供电系统的类型
由矿井各级变电所（地面变电所、井下 中央变电所、采区变电所3级高压供电）的变压器、 配电装置、供电线路及用电负荷，按照一定 方式相互联接起来的一个整体，称为煤矿供 电系统。
根据矿井的井田范围、矿层结构、埋藏 深度和井下涌水量的大小等条件，矿井供电 系统可分为深井150M供电系统和浅井供电系统 两种基本类型。
煤矿电气图专用图形符号
MT／T 570—1996
中华人民共和国煤炭工业部1996—12—03批准 1997—10—01实施
本标准所规定的图形符号，是根据我国 煤炭行业的具体情况和使用要求，对国家标 准GB 4728电气图用图形符号所作的补充， 它专门适用于煤矿电气设计、生产、科研及 管理等方面，作为有关电气图的基本组成。
第一章矿井供电基础知识
GB50417-2007煤矿井下供配电设计规范
本规范共8章，内容涉及煤矿井下供电 的各个方面，主要包括：总则、井下供配电 系统与电压等级、井下电力负荷统计与计算、 井下电缆选择与计算、井下主(中央)变电所 设计、采区供配电设计、井下电气设备保护 及接地、井下照明等。适用于煤矿井下供电 设计咨询的各个阶段。
矿井供电系统与矿用电气设备培训
矿井供电系统与矿用电气设备培训矿井供电系统与矿用电气设备培训矿山是一个特殊的工作环境，尤其是在煤矿，电气设备安全是至关重要的，因为电气事故往往是造成矿山事故的重要原因。
为了保证矿山电气设备的运行安全和可靠性，需要必要的培训和知识积累，特别是对于矿井供电系统和矿用电气设备的培训。
1. 矿井供电系统的概述矿井供电系统是一个重要的组成部分，它是矿山电气设备能够正常工作的前提和基础。
矿井供电系统包括配电室、变电站、高压控制室、低压控制室、电缆隧道等设施，并配备了各种保护装置和故障指示灯，以保证矿山电气设备在安全、稳定、可靠的状态下运行。
此外，矿井供电系统还应具备较强的抗干扰能力，能够抵御矿井的水、灰尘、烟雾等自然环境因素和高压设备电磁干扰带来的困扰。
2. 矿用电气设备的特点和工作原理矿用电气设备有许多特点，例如其结构精简、体积小、防爆等安全性强，这与其在特殊环境下的工作要求密切相关。
矿用电气设备的工作原理也不同于普通家用电器，一般采用高频变换器技术进行电源转换，或采用多种保护装置来提高设备的稳定性和耐久性。
此外，矿用电气设备在使用中往往需要保持高效能和高可靠性，防止出现事故和影响生产。
3. 矿井供电系统和矿用电气设备的安全管理由于矿井供电系统和矿用电气设备的安全与生产密不可分，因此进行相关培训和安全管理显得尤为重要。
在培训和安全管理过程中，应重点关注以下几个方面：（1）了解矿井的工作环境和特殊要求，以便更好地设计和维护矿井供电系统。
（2）熟悉矿用电气设备的特点和性能，掌握设备的运行原理和使用方法，以便进行必要的故障排除和维护工作。
（3）加强矿井供电系统和矿用电气设备的定期检修、维护和改进，以提高设备的稳定性和耐久性。
（4）严格遵循安全操作规程，履行安全责任、消除安全隐患、规范安全管理，确保工人的生命安全和生产安全。
4. 矿井供电系统和矿用电气设备的故障排除方法在矿山电气设备出现故障时，如何快速地找到故障原因并采取有效措施是至关重要的。
矿井供电概述
电力是煤矿生产的主要能源，煤矿进行可 靠、安全、经济的供电，对提高经济效益及保 证安全生产等方面具有有十分重要的意义。煤 炭生产环境及条件恶劣，受到水、火、瓦斯、 煤尘、矿压五大危害的威胁，因此，在这个环 境中的供电系统的设计和电气设备的使用都将 经受考验。这就要求我们对煤矿企业采取一些 特殊的供电要求和管理方法。
供电安全
供电可靠
供电质量
供电经济
包括人身安全、矿 井安全、设备安全 3个方面。
供电不间断 ， 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。
供电电压、频率基 本稳定为额定值； 要求用电设备在额 定参数下运行。
尽量降低基本建设投 资 ； 尽可能降低设备 、材料、有色金属的 消耗；尽量降低电能 消耗和维修费用等。
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。如：主通风机 、主排水泵、副井提升机等。 供电要求：两个独立电源供电。
因突然停电造成较大减产和较大经济损失的。如：煤矿主井提升机、压风 机等。 供电要求：两个独立的电源供电或专线。
指除一、二类负荷以外的其它负荷。如：员工宿舍、地面附属车间及矿井 机修厂等。 供电要求：单回路供电、多负荷共用一条输电线路。
深井供电地面部分
深井供电井下部分
浅井供电系统
特点：井下不设立中央变电所。 决定因素：煤层埋藏不深（一般 离 地 表 100~200m ） ， 井 下 负 荷 不大、涌水量小等的矿井。 组成：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。
1.煤矿对供电的基本要求 2.电力负荷的分类 3.供电电压等级 4.煤矿供电系统分类
直流
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第十一讲矿井供电本讲主要内容是矿井供电基础、煤矿供电常用计算、煤矿供电常见问题及解决方案、矿井地面供电、井下供电、继电保护等。
一、矿井供电基础（一）煤矿供电系统1、煤矿供电系统特点（1）供电可靠性要求高：一级负荷多，高危行业，灾害严重，如瓦斯、涌水。
（2）同一电压等级穿越的供电级数多：如6/10kV电压穿越地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、移动变电站。
（3）大功率负荷相对集中：大功率设备大多处于井下采掘工作面，负荷变化对供电系统影响较大。
（4）运行环境恶劣：环境潮湿，粉尘多，移动型设备多，挤压碰撞多。
（5）电缆供电为主：高压电缆一般有几十公里，单相接地电流大，易拉起电弧，不易自恢复。
（6）新型电力电子设备逐渐增多：谐波含量超标。
（7）供电设备技术水平参差不齐：同一种类设备类型多且难以统一，配合复杂，管理维护困难。
2、煤矿供电系统的要求：由于煤矿生产的特殊性，在供电上要求更为严格。
其主要要求有：供电可靠、供电安全、保证充足的供电量、技术经济合理。
3、矿井电压等级(见下表)4、矿井负荷分级及电源要求（见下表）5、变电所常用主接线形式6、电网中性点运行方式11-1电网中性点运行方式示意图（1）大接地电流系统（110kV及以上）直接接地，又称为有效接地；经低阻接地（2）小接地电流系统（35 kV及以下）不接地，又称为中性点绝缘；经消弧线圈接地；经高阻接地。
（3）煤矿电网中性点接地方式井下3300、1140、660V系统采用中性点不接地方式；6/10 kV主要采用中性点经消弧线圈接地方式；35 kV采用中性点不接地方式；110 kV采用中性点直接接地方式。
（二）煤矿电容电流产生原因电缆长度大。
估算：所有使用电缆长度×(1.2~1.5)1、电容电流大的危害（发生单相接地后）（1）易造成二次故障：接地发展为短路（放炮）（2）易产生单相电弧接地过电压：可达2.5～3倍的相电压峰值（3）易产生铁磁谐振过电压：PT熔断器熔断或烧毁（4）干扰通信系统2、治理措施（1）分区供电（分列运行、采用隔离变压器）（2）中性点改造为经消弧线圈接地（3）采用消弧消谐柜(接地分流)：容易扩大事故，治标不治本3、原理：相地电感电流抵消相地电容电流。
4、调谐方法：（1）预调式：是指电网无接地故障情况下，消弧线圈预先自动调谐到合理补偿位置。
一般需加装阻尼电阻，以保证中性点位移电压不大于额定相电压的15％。
（2）随调式：是指电网无接地故障情况下，消弧线圈处于欠补偿状态，在电网发生单相接地故障时，消弧线圈自动调谐到合理补偿位置。
不需阻尼电阻，但接地瞬间无法达到全补偿。
调节方法：①有档调节：调节精度低，残流大，如：调匝式、调容式。
②无级调节：调节精度高，残流小，如：调感式、磁控式。
（三）电网中性点运行方式：比较（四）电网监控1、矿区电网调度自动化系统主站一般设置在矿区电力调度中心或生产调度中心，是整个调度自动化监控和管理系统的核心。
11-2 电网调度自动化系统结构示意图2、矿井电网监控系统11-3矿井电网监控系统结构图3、矿井电网监控系统：地面主站4、矿井电网监控系统：网络结构11-5 矿井电网监控系统网络结构示意图5、变电站自动化结构11-6 自动化变电站结构示意图6、矿井电网监控系统功能（1）遥测：电压、电流、功率、电度监测（2）遥信：开关分、合、状态等开关量监测（3）遥控：远程分合闸操作（4）遥调：远程保护整定（5）故障录波微机保护7、数字化变电站数字化变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通信协议基础上分站控层、间隔层、过程层三层构建，两级网络。
（1）数字化变电站功能：智能设备间信息数字化共享和互操作网络化二次功能程序化操作：例如倒闸操作自动化环网交换机微机保护测控装置. . .. . .以太网RS485总线多功能电度表. . .以太网其他智能设备RS485/CAN通讯管理机微机保护测控装置RS485/CAN状态检修：开关触头状态预判电网故障分析隔离（2）数字化（智能化）变电站与自动化变电站区别11-7数字化（智能化）变电站与自动化变电站示意图二、煤矿供电常用计算1、负荷计算方法（1）类似矿井估算法：可行性研究（2）已知条件估算法：可行性研究（3）需用系数法：初步设计2、短路电流计算：设备选型、继电保护整定、事故分析。
（1）高压短路电流计算（2）低压短路电流计算（3）不对称短路电流计算3、电容电流估算：中性点运行方式选择、设备选型。
架空线路电容电流估算电力电缆电容电流估算4、电容电流测量（1）直接测量：准确、危险（2）间接测量：经高阻接地最准确煤矿安全规程规定：电容电流不得超过20A三、煤矿供电常见问题1、短路越级跳闸2、漏电保护误动或据动3、保护配置与整定4、电能质量5、电容电流治理6、过电压四、矿井地面供电1、地面供电原则：（1）根据供电容量需求选择110kV或35kV，优先采用高电压等级。
（2）目前双独立电源供电进线。
（3）目前推荐以分列运行方式为主。
2、地面供电设备：母线、支柱绝缘子及穿墙套管、隔离开关、负荷开关、高压断路器、高压熔断器、高压开关柜、电力变压器、电力电缆、电力架空线路、限流电抗器、电力电容器、电流互感器、电压互感器、配电直流屏五、继电保护（一）整定原则：1、下一级电网服从上一级电网；2、局部问题自行消化；3、尽可能照顾下一级电网的需要；4、保证重要用户供电；5、高低压继电保护整定应区分方法；6、按电力元件设置。
（二）常见问题：越级跳闸、漏电保护误动、保护配置与整定。
1、短路越级跳闸：煤矿高压供电存在如下特点：短线路较多，有的下井线路仅有100-500米，采区变到配电点仅有50-500米；下井线路经过的开关级数多，地面-井下中央-采区-配电点；电力系统给定的速断定时限短（1-2秒），井下高压开关一般均装设速断保护，井下高压开关一般均装设有低电压保护。
（1）短路越级跳闸原因①整定方法不合理:速断保护按躲过最大负荷电流整定，比按短路电流整定得到得值要小得多，发生短路后沿线保护均启动，跳闸取决于开关的机械特性。
解决方法:正确整定。
11-8 速断保护整定计算示意图②短线路造成保护定值无法区分：短线路短路电流的变化平缓，始末端短路电流差值小，按躲过线路末端最大短路电流整定，一般保护灵敏度<1。
电力系统规程建议在灵敏度小于1的情况下不适宜装设电流速断保护，但是煤炭规程规定井下必须装设速断保护，不准甩掉不用。
此时一般按同一灵敏系数法整定，造成线路在最小运行方式下有保护范围，然而在最大运行方式下可能发生越级跳闸。
解决方法：在短线路增设限流电抗器，注意端电压、井下条件限制；改变保护原理，采用差动保护。
地面井下中央采区12.088.124.2711-9差动保护原理计算示意图③系统的运行方式差异较大：系统运行方式差异较大，按躲过线路末端最大短路电流整定，一般保护灵敏度<1。
电力系统规程建议在灵敏度小于1的情况下不适宜装设电流速断保护，但是煤炭规程规定井下必须装设速断保护，不准甩掉不用。
此时一般按同一灵敏系数法整定，造成线路在最小运行方式下有保护范围，然而在最大运行方式下可能发生越级跳闸。
解决方法：上电力自动化系统；随运行方式切换保护定值；改变保护原理，采用差动保护。
④短路电流过大：短路电流超出了CT或保护装置短路电流的最大测量范围，造成短路电流无法区分。
例如：线路最大短路电流为3kA，按正常应整定为3.6kA。
CT为200/5 (10P10)，最大只能测量2kA，整定再高也无效；井下高压综保短路保护一般最高只能整定为10倍，也只能整定到2kA。
解决方法：改变CT变比，加装限流电抗器，改变保护原理，采用差动保护。
2、漏电保护误动或据动原因（1）高压漏电保护选择性原理有效性零序过电流原理：适用于中性点不接地系统，且各出线电容电流差别不大。
零序无功方向型原理：适用于中性点不接地系统。
零序有功方向型原理：适用于中性点经并或串阻尼的消弧线圈接地。
五次谐波原理：适用于中性点各种接地形式，但灵敏度较低，不适合单条线路应用。
解决方法：根据系统中性点运行方式，选择具有正确原理的保护装置。
图11-10 谐波治理原理图（2）、主要原因①高压漏电保护整定方法不合理：井下高压漏电保护同一条线路应按时限保证选择性。
零序过电流原理：在中性点不接地系统应按躲过本支路电容电流整定。
解决方法 ：正确整定NO.1NO.2NO.3NO.1NO.2NO.3地面井下中央采区11-11 高压漏电保护整定方法示意图②接线不正确：选择性原理必须依靠电压与电流方向的判别。
电压互感器零序电压加、减极性接法不一。
误以为漏电试验动作即检验了漏电保护可靠。
解决方法：做经电阻接地或直接接地试验验证接线正确性。
11-12经电阻接地正确接线方式3、保护配置与整定（1）配置原则不统一。
（2）互感器变比选择混乱。
（3）出线与进线保护的配置不合理。
（4）配置不完善。
如母线保护的配置。
4、保护整定（1）整定原则不统一。
（2）整定计算错误。
解决方法：进行系统分析。
5、防越级跳闸系统：常规模式方案：从地面到井下所有变电所连接线上配置光纤纵差保护线路的主保护升级为：线路纵差保护过流II段为后备保护高爆综合保护应改造为具有光纤差动保护的微机保护测控单元地面到井下所有变电所连接光纤优点：改造简单。
缺点：仅能实现短路防越级，无法解决漏电无选择性问题；无法实现母线短路速断保护，靠后备保护动作，存在一定危险性。
6、自动装置（1）自动重合闸装置:将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置，广泛应用于架空线线路上的有效反事故措施（如雷击、风害等）。
（2）要求：直接向井下供电的高压馈电线上，严禁装设自动重合闸。
运行人员就地或远方操作断开时，自动重合闸不应动作。
自动重合闸装置动作次数应符合预先的规定。
重合闸允许的最短间隔时间为0.15～0.5秒优点：提高供电可靠性缺点：重合于故障时，对系统冲击较大；使断路器的工作条件变得更加严重。
7、备用电源自动投入装置（备自投）：当主供电源发生故障(电压失去或降低到设定值)时，将备用电源在设定的时间内启动或投入，以保证重要设备电源的供给的自动化设备。
（1）要求：工作电源断开后，备用电源才能投入；备用电源投入必须经过延时，时限应大于最长的外部故障切除时间；手动或遥控操作断开工作电源时，备自投不应动作；应具备闭锁备用电源投入到故障元件功能；备用电源无压时，备自投闭锁；备自投只能动作一次。
（2）分类：线路备投、母联备投、分段备投、变压器备投、电源快速切换装置（快切）。
（3）原理：快速切换+同期捕捉。
一般工作方式有：事故切换、不正常切换、正常切换.（4）针对问题：由于雷击、短路、负载回路故障等外部或内部的原因，造成非正常停电、电压大幅波动或短时断电（俗称“晃电”）。