煤矿变配电系统

煤矿供电系统
煤矿变配电系统
电力是煤矿企业生产的主要能源，由于井下特殊的环境，为了减少井 下自然灾害对人身和设备 的危害，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。 本任务从煤矿井下特殊的环境入手，进一步分析煤矿企业对供电 电源和电压的基本要求、负荷 类型和供电接线方式等，包括井下和地 面煤矿的供电系统。 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。
线路额定电压UN 35kV及以上
电压允许变化范围 5%UN
10kV及以下
低压照明
7%UN
+5%UN～-10%UN
4.供电经济 在保证供电安全、可靠，质量的前提下： 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。
电力系统概述
电力是现代工业的主要动力，在各行各业中都得到了广泛的应用。电力系统
是发电厂、输电线、变电所及用电设备的总称。 电力系统由发电、输电和配电系统组成。
电能的产生与输送
1. 电能的产生 （发电） 发电是将水力、火力、风力、核能和沼气等非电 能转换成电能的过程。我国以水利和火力发电为主， 近几年也在发展核能发电。 发电机组发出的电压一般为 6 ~ 10 KV。
高压配电所有两条lOkV 的电源进线，分别接在高压 配电所的两段母线上，形成 单母线分段制。一条电源进
线供电，另一条电源进线作为 备用。
2、中型工厂供电系统的平面布线示意图
3、大型工厂总降压变电所
电源进线35KV及以上,经
过两次降压，也就是经总降 压变电所，将35kV及以上电 压降为6～10KV的电压，然 后车间变电所降为一般低压 用电设备所需的电压。
电能的分配
配电是由 10KV 级以下的配电线路和配电(降压) 变压器所组成。它的作用是将电能降为 380/220V 低压再分配到各个用户的用电设备。 电力网的电压等级 高压：1KV及以上的电压称为高压。 有1, 3, 6, 10, 35, 110, 330, 550KV等。 低压：1KV及以下的电压称为低压。 有220，380V。 安全电压：36V以下的电压称为低压。 我国规定的安全电压等级有：12V、24V、36V等。
(1) 产生
机 械 能
电能
水能
核能
风能
热 能
海洋能
声 能
机械能ห้องสมุดไป่ตู้发电机 →
热能 太阳能
生物能 化学能
电气设备
光 能
风 能
其 他
(2)输送 高压架空线、地下电缆、电磁波（手机无线充电）。
电能的传输与分配
水力发电厂
电 能 的 传 输 与 分 配
输电线
小型电能用户
•
变电站
配电站
学校
大型 工厂
住宅 乡村
对于小型工厂，由于所需容量一般不大于1000kVA或稍多一些，如 果工厂所需容量不大于160kVA时，一般直接由公共低压电网供电。
a)一台主变
b)两台主变
经过分析可知：配电所的任务是接受电能和分配电能，不改变电压；而变 电所的任务是接受电能、变换电压和分配电能。
井下特殊环境 1．煤矿井下的空气中含有瓦斯及煤尘，在其含量达到一定量时，如遇到电气设 备或线路产生 电弧、电火花和局部高温时，就会燃烧和爆炸。 2．井下采掘工艺需要用电雷管，电气设备对地的漏泄电流可能会将电雷管引爆。 3．井下硐室、巷道、采掘工作面等需要安装电气设备的空间都比较狭窄，对电气 设备的体积 应受到一定限制，且使人体接触电气设备的机会较多，容易发生触电 事故。 4．井下由于岩石和煤层的压力，常会发生冒顶和片邦事故，使电气设备(特别对 电缆)很容易 受到这些外力的砸、碰、挤、压。 5．井下空气比较潮湿，湿度一般在 90％以上，并且机电硐室和巷道经常有滴水 及淋水，使电 气设备很容易受潮。 6．井下有些机电硐室和巷道的温度较高，因而使井下电气设备的散热条件较差。 7．采掘工作面的电气设备移动频繁，且经常启动。生产中由于受自然条件变化 的影响，使用 电设备的负荷变化较大，有时会产生短时过载。 8.由于井下地质条件发生变化，及雨季期间，井下有发生突水事故的可能，其出水 量往往为 正常涌水量的几倍甚至几十倍。一旦突然出水，要求排水设备迅速开动， 以保证矿井安全。此时应有足够大的供电系统，以保证全部排水设备正常工作。 9．井下如发生全部停电事故，超过一定的时间后，可能发生采区或全井被淹的重 大事故。同 时井下停电停风后，还会造成瓦斯积聚，引起瓦斯和煤尘爆炸危险。 由于存在以上特殊条件，因此在考虑煤矿井下供电系统时，除必须严格遵守煤炭部 颁发的 《煤 矿安全规程》及《煤炭工业设计规范》中有关的规定外，还应注意安 全可靠、经济合理性。
电力系统的示意图
10kV 220kV 升压 变电所 220kV 输电线路 升压变电所 10kV
~
水力 发电厂 10kV 至 用 户 地区枢纽所
~
10kV
配 电 所 火力 发电厂 为保证供电的可 靠性和安全连续性， 电力系统将各地区、 各种类型的发电机 变压器、输电线、 配电和用电设备等 连成一个环形整体。
井下潮湿、空间侠窄、光照不足是构成用电不安全的客观条件；同时 井下存在瓦斯、煤尘爆炸危险，电气设备必须采取防爆措施。这些都对井 下安全提出了较高的要求。
3.供电质量： 1）要求用电设备在额定参数下运行； 2）反映供电质量的指标主要 有两个：频率和电压。频率 50Hz，要求偏差小于±0.5Hz，即额 定频率的 1%， 一般由发电厂决定。电压，各种电气设备要求电压偏差也不一样，一般情况下电 动 机允许电压偏差±5%，过高或过低都有烧坏电动机的可能。
认识电力系统
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。
电力系统结构图
煤矿供电系统是由各类地面变 电所，以及井下的中央变电所、 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。
电力系统基础知识

单的电力系统：发电厂、输电线路、变电站、用 户
G
T1
L1
电力网 电力系统
T2
W1 W2 W3
电力系统概述
电力是现代工业的主要动力，在各行各业中都得到了广 泛的应用。电力系统是发电厂、输电线、变电所及用电设备 的总称 。 电力系统由发电、输电和配电系统组成。
发电机组发出的电压一般为 6 ~ 10 KV。
工厂供电系统概况
1中型工厂供电系统简图： 一根线表示三相线路
变电站 商店 小型配电站
电能的输送
输电就是将电能输送到用电地区或直接输送到大 型用电户。输电网是由35KV及以上的输电线路与其 相连接的变电所组成，它是电力系统的主要网络。 输电是联系发电厂和用户的中间环节。 输电过程中, 一般将发电机组发出的 6~10KV 电 压经升压变压器变为 35~500KV 高压，通过输电线 可远距离将电能传送到各用户，再利用降压变压器 将35KV高压变为 6~10KV 高压。
35kV
220kV 35kV 负荷 变电所
35kV
低压配电线路的结构
低压配电线路是由配电室(配电箱)、低压线路、 用电线路组成。 通常一个低压配电线路的容量在几十千伏安到几 百千伏安的范围，负责几十个用户的供电。为了合 理地分配电能，有效的管理线路，提高线路的可靠 性，一般都采用分级供电的方式。 即按照用户 地域或空间的分布，将用户划分成供电区和片，通 过干线、支线向片、区供电。整个供电线路形成一 个分级的网状结构。
煤矿企业对供电的基本要求 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、提升机、通风机、瓦斯泵、压风机、监测监控等； 3）采用双回独立线路 供电。
煤矿井下中断供电会导致通风中断、瓦斯积聚，水泵停开可能会淹井等严重 问题。所以必须保证矿井可靠的供电。 2.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。
4、高压深入负荷中心的供电系统
高压深入负荷中心的直配方式，可以省去一级中间变压，简化了供 电系统接线，节约投资和有色金属，降低了电能损耗和电压损耗，提高 了供电质量。然而这要根据厂区的环境条件是否满足35kV架空线路深入 负荷中心的“安全走廊”要求而定，否则不宜采用。
5、只设一个降压变电所的供电系统