煤矿供电系统及负荷

统与深井供电相同。
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矿井各级变电所及配电点
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。
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矿井地面变电所
一般10kV及以下电压等级的配电装置采用户内 式成套配电装置；35kV及以上电压的采用户外架构 式配电装置。近几年新建的35kV~110kV变电所多采 用户内式配电装置，110kV采用GIS配电装置。
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井下中央变电所
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 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， 母线联络开关合闸，保证对负荷的供电。 水泵是井下中央变电所的重要负荷，应保证其供 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。
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电力负荷分级及对供电结线的要求
电力负荷的分级：根据不同负荷对供电 可靠性的要求分三级。 一级负荷：采用两个独立电源的双回路 供电。 二级负荷：采用两回线路供电。 三级负荷：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 一回路供电。
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一级负荷
矿井的通风、排水、提升（载人）等负荷。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 系统供电，即采用两个独立电源的双回路供电。 独立电源：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 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 时其联系会自动断开，不影响其他供电的。
掘进
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掘进
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掘进
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掘进主要动力--压缩空气
占总电力负荷的10%左右
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采煤
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皮带运输
占总电力 负荷的 15%左右
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提升机
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提升机
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通风
占总电力负 荷的15%左右
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排水
占总电力负 荷的15%~25% 左右
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其它负荷
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2 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 127V：井下照明及手持式电钻 220V：矿井地面照明 250V(DC)：电机车 380V：小型矿井井下使用 500V(DC)：井下电机车 660V：井下低压动力 750V(DC)：露天煤矿工业电机车 1140V：井下综采动力 1500V(DC)：露天煤矿工业电机车 6kV: 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 35、110kV：矿区受电电压或配电电压
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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。 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PB2-6或PB2-6GA型隔爆配电箱， 低压开关柜采用DW80型隔爆自动馈电开关。
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井下主变电所
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采区变电所—工作面配电点供电方式
采区变电所工作面配电点方式 这种供电方式以低压向全采区负荷供电， 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。 低压电缆较长，供电容量受限制。 一般用于炮采和普通机械化采煤。
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采区变电所－工作面配电点供电方式
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浅井供电系统
（2）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 供电，可沿钻眼敷设低压电缆提供。（井底车场采用 高压供电） （3）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 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。（采区 采用高压供电）
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采区变电所
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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 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 电钻变压器综合装置，将电压降为127V，向电钻、照明 和通信设备供电。
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采区变电所
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。 单电源进线。适用于负荷小的工作面、炮采工作 面。 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。 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 统。
DB1 DB2
DB：高压配电箱 QA：自动馈电开关 SM：磁力起动器 SH：手动起动器
SH2 QA6
QA5 QA1
井下中央主变 电所来 T1
T2
T3 SH3 T5
M
QA2 QA3 QA4 SH1
采 区 变 电 所
掘进配电点
QA7
SM1
SM2 SM3
M M M
输送机头
运输顺槽 M SM6 SM5 配电点 煤 电 SM7 M M M 钻 顺槽输送机线
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井下中央变电所
它是井下供电的枢纽，担负着向井下供电的重要 任务。 根据《煤矿安全规程》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 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 少应有两条，并分别引自地面变电所的两段6（10） kV母线上。
工作面配电点
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综采工作面供电
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 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 高压深入负荷中心，将综采工作面供电电压提高到 1140V，以利于保证供电的经济性和供电质量。
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二级负荷
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 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、 井底车场的整流设备等。
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3 煤矿供电系统结线方式
供电系统结线：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 电能。 按布置方式分：放射式、干线式、环式、 双电源（独立）供电式 按运行方式分：开式网络、闭式网络 按可靠性分：无备用网络、有备用网络
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5 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。
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双母线结线
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双母线结线
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变电所变压器二次母线结线方式： 单母线分段、双母线分段
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单母线断路器分段结线图
WL1 断路器分段 WL2
QF
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4 煤矿供电系统组成
典型的供电方式： 深井供电系统 浅井供电系统 平硐供电系统
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全桥式结线
具有适应性强， 操作方便、运行灵 活、可靠性高等优 点，但使用设备多、 占地面积大、投资 高，故用于供电可 靠性要求较高的变 电所。
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单母线分段结线
电源WL1 电源WL2
转送
WL3 Ⅰ1 高压侧： 单母线分段 Ⅱ1
转送
WL2
Ⅰ2 低压侧： 单母线分段
Ⅱ2
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深井供电系统
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。 1）特征：6（10）kV高压电缆送到井下，并 直接送到采区。 2 ）一般模式：地面变电所 ---- 井下中央变 电所----采区变电所（或移动变电站）---工作面配电点
地面部分
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井下部分
QA
SM
M M M M M M 照明 皮带 转 水 小 输 煤电 输送 载 泵 绞 送 钻变 机 机 车 机 头
M M 皮带 输送 机
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缺点： （1）6kV高压直接送入采区动作面附近， 且低压侧电压为1140V，对安全不利。 （2）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 变电站的安装、运输和维护受到空间的限制。
煤矿供电系统
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主要内容
1 2 3 4 5
煤矿生产主要工作流程 煤矿供电负荷等级及电压等级 煤矿供电系统结线方式 煤矿供电系统组成 煤矿供电系统电力负荷
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1 煤矿生产主要工作流程
掘进 采煤 运输 提升 通风 排水
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QA9
M
采 输 回 煤 煤 送 柱 电 机 机 绞 钻 尾 车
SM4
T4
SM4
QA8
上山绞车
回风巷配电点
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采区变电所—移动变电站—工作面配电点方式
综采矿井常用方式：6kV采区变电所移动 变电站工作面配电点方式
优点： （1）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 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，同时减少了电缆截面和低 压开关数量。 （2）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。 （3）移动变电站可根据需要移动或固定，不需建造 变电所硐室。
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变电所常用结线方式
变电所变压器一次侧主结线方式： 桥形结线 单母线分段结线 双母线分段结线
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桥式结线
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。 “桥”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。 根据跨接桥横联位置的不同，桥式结线 可分为“内桥式”、“外桥式”和“全桥 式”。
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浅井供电系统
对矿层埋藏不深（距地表 100 ～ 200m 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。 1）特征：采区用电是从地面向井下钻眼来提供的。 2 ）一般模式：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 （ 1 ）对于采区距井底车场较远（ >2km ）、井下负荷小、 涌水量不大的矿井，可经架空线路，将 6 ～ 10kV 高压电 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 380 或 660V ，再沿钻眼送至井下采区变电所。（井 下全部为低压供电）
井下主水泵房
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低沼气矿井接线示意图
6～10kV
M
M
M
水 泵 采 区 整 流 变 压 器
水 泵 采 动 区 力 变 压 器
动 采 力 区 变 压 器
水 泵
M
整 采 水 流 区 泵 变 压 器
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高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井井下主变电所
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采区变电所
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。
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浅井供电系统地面变电所
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平硐供电系统
对矿层埋藏较浅（低于100m）、分布范围广的矿
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 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150m的用电设备供电，其系
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外桥式结线wenku.baidu.com
跨接桥在变压器 断路器 QF1 和 QF2 的外 线路侧，进线回路只 有隔离开关。 对变压器的切换 操作方便，对电源进 线操作不便。
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内桥式结线
跨接桥在变压器 断路器 QF1 和 QF2 的靠 变压器侧，变压器电 源端只有隔离开关。 提高对电源线路 运行的可靠性和倒闸 操作的灵活方便性。
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6kV由井下主变来
DB1 DB2 DB3
PS1
PS2
PS3
QA
SM
SM SM
SH
QA
SM 小 M 绞 车
SM M 水 泵
SH M 照 明 变 SM SH M 水 泵
QM M 采 煤 机
输 送 M 机 尾 QA SM M 液 压 泵
小 回 M 绞 M 柱 照明煤 车 绞 电钻变 车 SM SM SM SM SH