煤矿电工学1--第一章矿井供电系统课件
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第一章 矿井供电系统
2014-7-23
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
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第一章 矿井供电系统
井 下 中 央 变 电 所 硐 室 布 置
2014-7-23
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第一章 矿井供电系统
二、采区变电所
• • • 1.采区变电所位置的确定原则 2.采区变电所的主接线 3.采区变电所的硐室与设备布置
• 安全-保证人身、设备、矿井安全。措施：严格 遵守《煤矿安全规程》及有关规章制度。 • 质好-保证供电频率、电压稳定。电压允许偏移 ≯±5%。措施：合理选择变压器、输电线截面。 • 经济-投资、运行、维护等费用尽可能省。措施： 合理选择供电系统及节能质好价廉设备。
2014-7-23 7
第一章 矿井供电系统
备时应如何供电？
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第一章 矿井供电系统
第三节 井下变电所
第一章 矿井供电系统
第三节 井下变电所
• • • • 一、井下主变电所 二、采区变电所 三、移动变电站 四、工作面配电点
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第一章 矿井供电系统
一、井下主变电所 （井下中央变电所）
• • • 1.井下主变电所位置的确定原则 2.井下主变电所的主接线 3.井下主变电所的硐室与设备布置
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第一章 矿井供电系统
煤矿常用的电压等级
• 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
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第一章 矿井供电系统
一 深井供电系统
• 当煤层埋藏较深、井下用电量较大时一般采用这种
系统。
• 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。
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第一章 矿井供电系统
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。
• 特征：由地面变电所、井下配电所和采区配电所构
井 下 中 央 变 电 所
采 区 变 电 所
移 动 变 电 站
井 底 车 场 配 电 所
采 区 配 电 所
工 作 面 配 电 点
20
第一章 矿井供电系统
思考题
• 1. 什么是电力系统？发电厂并网的优点是什么？
• 2. 深井供电系统和浅井供电系统的特点是什么？各
适用于什么条件？
• 3. 浅井供电系统中当采区负荷较大或有高压用电设
2.井下主变电所的主接线
• 《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）
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第一章 矿井供电系统
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
二 电力负荷分类
• 1．一类负荷-凡停电会造成人身伤亡或重大经济损 失者。要求：供电绝对可靠。采用备用电源。 • 2．二类负荷-凡停电造成较大经济损失者。要求： 供电相对可靠。采用专线供电。 • 3．三类负荷-凡停电不会造成直接经济损失者。要 求：供电经济。可公用一条线路供电。
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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。
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第一章 矿井供电系统
4)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 。
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邻。
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第一章 矿井供电系统
•
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 １-副井井筒 ２-主井井筒 ３-井下主变电所 2014-7-23 ４-主水泵房 ５-井底车场巷道
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第一章 矿井供电系统
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第一章 矿井供电系统
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第一章 矿井供电系统
2)采区变电所的高压接线
（2）双电源进线
③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， 如图所示。
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第一章 矿井供电系统
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 明变压器综合装置提供。
第一章 矿井供电系统
三 供电电压等级
• １ 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。
• ２
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。
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第一章 矿井供电系统
国家规定的电压等级
• 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;220kv • 发电机和变压器副边的三相交流额定电压： 供电距离较短 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。
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第一章 矿井供电系统
采 区 变 电 所 硐 室 布 置
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第一章 矿井供电系统
三、移动变电所
• 1.移动变电所位置
•
2.移动变电所的主接线
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来自百度文库
第一章 矿井供电系统
1.移动变电所位置的确定
移动变电站一般设置在工作面平巷，距工 作面100～300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 ：
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第一章 矿井供电系统
1.采区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。但要减少硐室的搬迁。
2.电缆进出线和设备运输要方便，以便安装敷设电 气设备。 3.变电所通风要良好，以便散热和降低瓦斯浓度。
4.变电所顶底板要坚固，无淋水，以防电气设备受损、 受潮。
• 2.供电负荷分为三类，为保证可靠，对一类和大型
二类负荷需双电源供电，中小型二类负荷需专线供
电。
• 3.供电电压等级依据供电功率及供电距离的大小而 定。 • 4.煤矿供电电源来自电力系统。
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第一章 矿井供电系统
思考题
• 1. 煤矿对供电有哪些基本要求？如何保证这些要求？
• 2.电力负荷如何分类？煤矿企业哪些用户为一类负 荷，应如何保证其供电可靠性？ • 3.确定电压等级的原则是什么？简述煤矿常用的电 压等级及其适用的场所。 • 4.什么是电力系统？发电厂并网的优点是什么？
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第一章 矿井供电系统
第二节 矿井供电系统
第一章 矿井供电系统
第二节 矿井供电系统
• • 一、深井供电系统 二、浅井供电系统
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第一章 矿井供电系统
第二节 矿井供电系统
• 由矿井的各级变电所、各电压等级的配电线路共同
构成了矿井供电系统。
• 分深井供电系统 、浅井供电系统
• 直流：
110（220）v-操作电压； 250（550）v-井下架线电机车。
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第一章 矿井供电系统
四 煤矿供电电源
• 煤矿用电一般来自电力系统。
• 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。
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第一章 矿井供电系统
本节小结
• 1.要求：可靠、安全、质好、经济。
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第一章 矿井供电系统
2.采区变电所的主接线
1)采区变电所的高压接线
⑴ 单电源进线 ⑵ 双电源进线
2)采区变电所的低压接线
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第一章 矿井供电系统
2)采区变电所的高压接线
⑴ 单电源进线 ①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（a） ②有高压出线，一般设电源进线开关和高压出线开关 。见图（b）
防火、防水和通风的要求。
设备布置应满足“两分开”“三留有”要 求。
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第一章 矿井供电系统
1)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。
成两级低压供电。
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第一章 矿井供电系统
本节小结
系统电源
电力系统
发 电 厂 升 压 变 电 所 降 压 变 电 所 输 电 线 路
矿山供电系统组成
典型的矿山供电系统
深井供电系统
地 面 变 电 所
浅井供电系统
工 作 面 配 电 点
地 面 变 电 所 地 面 变 电 亭
自备电厂
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第一章 矿井供电系统
第一节 矿井供电概述
第一章 矿井供电系统
第一节 矿井供电概述
• • • • 一、煤矿供电的基本要求 二、电力负荷分类 三、供电电压等级 四、煤矿供电电源
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第一章 矿井供电系统
一 煤矿供电的基本要求
• 可靠-保证供电不中断。措施：采用备用电源
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第一章 矿井供电系统
1.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。 2.电缆进出线和设备运输要方便，以便安装敷设电气设备。 3.变电所通风要良好，以便散热和降低瓦斯浓度。 4.变电所顶底板要坚固，无淋水，以防电气设备受损、受
潮。
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
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第一章 矿井供电系统
2)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
附近巷道5℃。
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第一章 矿井供电系统
3)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
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第一章 矿井供电系统
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
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第一章 矿井供电系统
2)采区变电所的高压接线
（2）双电源进线
①一路供电、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。
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第一章 矿井供电系统
2)采区变电所的高压接线
（2）双电源进线
②两回路同时供电，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。
普通高等教育“十一五”国家级规划教 材
煤矿电工学
主编 王红俭 王会森
煤炭工业出版社
普通高等教育“十一五”国家级规划教 材
煤矿电工学
主编 王红俭 王会森
煤炭工业出版社
普通高等教育“十一五”国家级规划教 材
煤矿电工学
第一章 矿井供电系统
煤炭工业出版社
第一章 矿井供电系统
第一章 矿井供电系统
• • • 第一节 矿井供电概述 第二节 矿井供电系统 第三节 井下变电所
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。
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第一章 矿井供电系统
采区变电所硐室位置立体示意图
2014-7-23
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第一章 矿井供电系统
采区变电所硐室位置平面示意图
掘 进 工 作 面
材料平巷 回 采 工 作 面
运输平巷 运 输 斜 巷 联络巷
采区变电所
轨 道 斜 巷
第一章 矿井供电系统
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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
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第一章 矿井供电系统
井 下 中 央 变 电 所 硐 室 布 置
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第一章 矿井供电系统
二、采区变电所
• • • 1.采区变电所位置的确定原则 2.采区变电所的主接线 3.采区变电所的硐室与设备布置
• 安全-保证人身、设备、矿井安全。措施：严格 遵守《煤矿安全规程》及有关规章制度。 • 质好-保证供电频率、电压稳定。电压允许偏移 ≯±5%。措施：合理选择变压器、输电线截面。 • 经济-投资、运行、维护等费用尽可能省。措施： 合理选择供电系统及节能质好价廉设备。
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第一章 矿井供电系统
备时应如何供电？
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第一章 矿井供电系统
第三节 井下变电所
第一章 矿井供电系统
第三节 井下变电所
• • • • 一、井下主变电所 二、采区变电所 三、移动变电站 四、工作面配电点
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第一章 矿井供电系统
一、井下主变电所 （井下中央变电所）
• • • 1.井下主变电所位置的确定原则 2.井下主变电所的主接线 3.井下主变电所的硐室与设备布置
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第一章 矿井供电系统
煤矿常用的电压等级
• 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
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第一章 矿井供电系统
一 深井供电系统
• 当煤层埋藏较深、井下用电量较大时一般采用这种
系统。
• 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。
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第一章 矿井供电系统
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。
• 特征：由地面变电所、井下配电所和采区配电所构
井 下 中 央 变 电 所
采 区 变 电 所
移 动 变 电 站
井 底 车 场 配 电 所
采 区 配 电 所
工 作 面 配 电 点
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第一章 矿井供电系统
思考题
• 1. 什么是电力系统？发电厂并网的优点是什么？
• 2. 深井供电系统和浅井供电系统的特点是什么？各
适用于什么条件？
• 3. 浅井供电系统中当采区负荷较大或有高压用电设
2.井下主变电所的主接线
• 《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）
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第一章 矿井供电系统
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
二 电力负荷分类
• 1．一类负荷-凡停电会造成人身伤亡或重大经济损 失者。要求：供电绝对可靠。采用备用电源。 • 2．二类负荷-凡停电造成较大经济损失者。要求： 供电相对可靠。采用专线供电。 • 3．三类负荷-凡停电不会造成直接经济损失者。要 求：供电经济。可公用一条线路供电。
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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。
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第一章 矿井供电系统
4)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 。
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第一章 矿井供电系统
•
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 １-副井井筒 ２-主井井筒 ３-井下主变电所 2014-7-23 ４-主水泵房 ５-井底车场巷道
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第一章 矿井供电系统
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第一章 矿井供电系统
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第一章 矿井供电系统
2)采区变电所的高压接线
（2）双电源进线
③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， 如图所示。
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第一章 矿井供电系统
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 明变压器综合装置提供。
第一章 矿井供电系统
三 供电电压等级
• １ 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。
• ２
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。
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第一章 矿井供电系统
国家规定的电压等级
• 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;220kv • 发电机和变压器副边的三相交流额定电压： 供电距离较短 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。
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第一章 矿井供电系统
采 区 变 电 所 硐 室 布 置
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第一章 矿井供电系统
三、移动变电所
• 1.移动变电所位置
•
2.移动变电所的主接线
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第一章 矿井供电系统
1.移动变电所位置的确定
移动变电站一般设置在工作面平巷，距工 作面100～300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 ：
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第一章 矿井供电系统
1.采区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。但要减少硐室的搬迁。
2.电缆进出线和设备运输要方便，以便安装敷设电 气设备。 3.变电所通风要良好，以便散热和降低瓦斯浓度。
4.变电所顶底板要坚固，无淋水，以防电气设备受损、 受潮。
• 2.供电负荷分为三类，为保证可靠，对一类和大型
二类负荷需双电源供电，中小型二类负荷需专线供
电。
• 3.供电电压等级依据供电功率及供电距离的大小而 定。 • 4.煤矿供电电源来自电力系统。
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第一章 矿井供电系统
思考题
• 1. 煤矿对供电有哪些基本要求？如何保证这些要求？
• 2.电力负荷如何分类？煤矿企业哪些用户为一类负 荷，应如何保证其供电可靠性？ • 3.确定电压等级的原则是什么？简述煤矿常用的电 压等级及其适用的场所。 • 4.什么是电力系统？发电厂并网的优点是什么？
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第一章 矿井供电系统
第二节 矿井供电系统
第一章 矿井供电系统
第二节 矿井供电系统
• • 一、深井供电系统 二、浅井供电系统
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第一章 矿井供电系统
第二节 矿井供电系统
• 由矿井的各级变电所、各电压等级的配电线路共同
构成了矿井供电系统。
• 分深井供电系统 、浅井供电系统
• 直流：
110（220）v-操作电压； 250（550）v-井下架线电机车。
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第一章 矿井供电系统
四 煤矿供电电源
• 煤矿用电一般来自电力系统。
• 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。
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第一章 矿井供电系统
本节小结
• 1.要求：可靠、安全、质好、经济。
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第一章 矿井供电系统
2.采区变电所的主接线
1)采区变电所的高压接线
⑴ 单电源进线 ⑵ 双电源进线
2)采区变电所的低压接线
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第一章 矿井供电系统
2)采区变电所的高压接线
⑴ 单电源进线 ①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（a） ②有高压出线，一般设电源进线开关和高压出线开关 。见图（b）
防火、防水和通风的要求。
设备布置应满足“两分开”“三留有”要 求。
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第一章 矿井供电系统
1)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。
成两级低压供电。
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第一章 矿井供电系统
本节小结
系统电源
电力系统
发 电 厂 升 压 变 电 所 降 压 变 电 所 输 电 线 路
矿山供电系统组成
典型的矿山供电系统
深井供电系统
地 面 变 电 所
浅井供电系统
工 作 面 配 电 点
地 面 变 电 所 地 面 变 电 亭
自备电厂
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第一章 矿井供电系统
第一节 矿井供电概述
第一章 矿井供电系统
第一节 矿井供电概述
• • • • 一、煤矿供电的基本要求 二、电力负荷分类 三、供电电压等级 四、煤矿供电电源
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第一章 矿井供电系统
一 煤矿供电的基本要求
• 可靠-保证供电不中断。措施：采用备用电源
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第一章 矿井供电系统
1.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。 2.电缆进出线和设备运输要方便，以便安装敷设电气设备。 3.变电所通风要良好，以便散热和降低瓦斯浓度。 4.变电所顶底板要坚固，无淋水，以防电气设备受损、受
潮。
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
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第一章 矿井供电系统
2)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
附近巷道5℃。
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第一章 矿井供电系统
3)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
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第一章 矿井供电系统
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
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第一章 矿井供电系统
2)采区变电所的高压接线
（2）双电源进线
①一路供电、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。
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第一章 矿井供电系统
2)采区变电所的高压接线
（2）双电源进线
②两回路同时供电，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。
普通高等教育“十一五”国家级规划教 材
煤矿电工学
主编 王红俭 王会森
煤炭工业出版社
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第一章 矿井供电系统
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第一章 矿井供电系统
第一章 矿井供电系统
• • • 第一节 矿井供电概述 第二节 矿井供电系统 第三节 井下变电所
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。
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第一章 矿井供电系统
采区变电所硐室位置立体示意图
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第一章 矿井供电系统
采区变电所硐室位置平面示意图
掘 进 工 作 面
材料平巷 回 采 工 作 面
运输平巷 运 输 斜 巷 联络巷
采区变电所
轨 道 斜 巷