第二章 矿井供电系统及采区供电

一、矿井供电系统
• 2、变压器中性点不接地运行方式。如图3－4所示，ra、rb、rc 分别是电缆三相芯线的绝缘电阻，Ca、Cb、Cc为三相芯线的对 地电容，假如忽略电缆的对地电容百度文库此时人触及一相带电体，则 人身的触电电流通过路径为：电源a相—人体—大地—b相c相绝 缘－b相—c相芯线—电源中性点。
第二章 矿井供电系统及采区供 电
云南煤矿安全技术中心
第一节
矿井供电系统
• 一、《煤矿安全规程》对矿井供电的要求 • 1、矿井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。年产60000t以下的矿井采用单回路供电时， 必须有备用电源；备用电源的容量必须满足通风、 排水、提升等的要求。矿井的两回路电源线路上 都不得分接任何负荷。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。10KV及其以 下的矿井架空电源线路不得共杆架设。矿井电源 线路上严禁装设负荷定量器。
图3—1是典型的深井供电系统
主接线示例
• 井下中央变电所主接线示例
主接线示例
• 井下中央变电所主接线示例
一、矿井供电系统
• 从井下中央变电所用高压电缆将6(10)kv电能送到 采区变电所。采区变电所再将电压降低到660V（或 380V），然后用低压电缆将它分别送到各个工作面附 近的配电点，再分别送给工作面及附近巷道中的各生产 机械。如果采区内有综采工作面，6(10)KV的高压电能 则经采区变电所中的高压配电装置，配送到工作面附近 顺槽中的移动变电站，然后经移动变电站将6(10)KV电 压降低到1140V，再送到工作面配电点，分配给各用电 负荷。采区变电所及附近巷道中的照明设备，由设在采 区变电所中的矿用照明综合保护装置供电。 • 采区巷道中的照明、信号则由安装在采区变电所和 工作面配电点的照明、信号综合保护装置供电。
第二节 采区供电系统
三、煤与瓦斯突矿井、高瓦斯矿井采区供电系统如图2-10 四、低瓦斯矿井采区供电系统如图2-11
第二节 采区供电系统
• 五、用电安全作业制度 • 安全用电作业制度．是保证安全用电、职工人身安全和 减少或杜绝电气事故、促进安全生产、提高经济效益的 重要保证。安全作业制度主要有：工作票制度；工作许 可制度；倒闸、试验操作票制度和工作监护制度；停、 送电制度等。 • 1、工作票制席 • 在地面电气设备和线路上作业时，以及对井下高压电气 设备进行检修及对重要线路和重要工作场所进行停、送 电时，都必须使用工作票，并按工作票规定的内容进行 工作。工作票的内容有：工作地点和工作内容；工作起、 止时间；工作负责人(监护人)、工作许可人和工作人员 的姓名，以及注意事项和安全措施。工作票的签发应由 矿熟悉设备情况，
• 3、严禁井下配电变压器中性点直接接地。严禁由地面 中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。 • 4、经由地面架空线路引入井下供电线路(包括电机车架 线)，必须在入井处装设避雷装置；由地面直接人井的 轨道，露天架空引入(出)的管路，必须在井口附近将金 属体进行不少于两处的良好的集中接地；通信线路必须 在入井处装设熔断器和避雷装置。 • 5、井下低压配电系统同时存在2种或2种以上电压时， 低压电气设备上应明显地标出其电压额定值。 • 6、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、电机车等线路平面敷 设示意图，并随着情况变化定期填绘。图中应注明：
1200V
660V690V低压动力用电电压 400V 133V
综采工作面成套电气设备
660V低压动力用电电压 3低压动力用电电压 照明、信号、电话和手持式电气设 备 电气设备的控制回路 架线式电机车
36V 直流250v 550v－架线式电机车
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一、矿井供电系统
• 《煤矿安全规程》规定井下供电电压应符合下列要 求： • (1)高压不超过10000v。 • (2)低压不超过1140V． • （3）照明、信号、电话和手持式电气设备的供电 额定电压不超过127V。 • (4)远距离控制线路的额定电压不超过36V。 • 三、 矿井供电系统 • 由矿井地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、 工作面配电点，按照一定方式相互连接起来的一个 整体，称为矿井供电系统。
一、矿井供电系统 二、 矿井供电电压等级 根据国家标准的规定。并结合煤矿的特殊生产 条件，目前煤矿井下常用的电压等级技用途见表 3—1。
标准电压 6000V 3300V 平均电压 6300V 3460V 用途 高压电动机及供电电压 部分矿井采区电气设备
1140V
660V690V低压动力用电电压 380V 127V
• 2、对井下各水平中央变（配）电所、主排 水泵房和下山开采的采区排水泵房供电的 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负荷。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)电所馈出的供电线路；受条件限制时， 其中的一回路可引自上述同种设备房的配 电装置。上述供电线路应来自各自的变压 器和母线段。线路上不应分接任何负荷。 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。
• 一、综采工作面的供电
• 综采工作面的用电设备多，单机容量大，工作面走向长 度长，采用移动变电站进行供电，其供电系统如图3—6 所示。移动变电站由高压开关室、变压器室、低压开关 室三部分组成，可安装在平板车上，在巷道的轨道上移 动。移动变电站将通过高压电缆由采区变电所送来的 6kV电能降为1140V，通过防爆真空磁力起动器和千伏 级电缆把电能分配给综采工作面的电气设备。移动变电 站的低压馈电开关对所馈出的电缆和电动机进行控制和 保护；防爆真空磁力起动器则对所带电机和电缆进行保 护和控制。
一、矿井供电系统
• 根据矿井的井田范围、埋藏深度、地质条件．矿井供 电系统分为深井和浅井供电系统。煤层埋藏深度大干 150m应采用深井供电系统，小于150m应采用浅井供 电系统。 • 1、深井供电系统。 图3—1是典型的深井供电系统。 • 由地面变电所两条高压电缆，经井筒下井将6kv(或 10KV)高压电能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分配给井底车场附近的高压用 电设备，如主排水泵和变流设备，并向各采区变电所 供电。为向井底车场及附近巷道、硐室中的低压动力 设备供电．在井下中央变电所中设置有两台矿用动力 变压器，将6kV(或10KV)电压降到660V(或380V)。此 外，还设置矿用照明变压器，将660V（或380V）电压 进一步降低到127V，向井底车场附近巷道及硐室中的 照明设备供电。
设电网每相 绝缘电阻在 380V时为9kΩ， 660V时为35kΩ， 而人身电阻仍为 1kΩ，通过计算， 其触电电流分别 为7mA和30mA， 由此可知，在中 性点不直接接地 时，通过人体的 电流是安全的。
一、矿井供电系统
3、变压器中性点采用消弧线圈接地运行方 式。从图3－5看出，变压器中性点经消弧圈接地 后，当人触及一相带电导体时，通过人体的电流 将增加一个流过消弧线圈的电流分量IL，因而此 时流过人体的电流是Ir、Ic和IL的向量和，即Ib＝ Ir＋Ic＋IL，因为消弧线圈的电阻很小，可忽略 不计，所以可以把消弧线圈看成是一个纯电感线 圈，IL是纯电感电流，在相位上与电流电流Ic相 差180°，从而可以根据向量图，变成代数和形 式，从而可以求得流过人体的电流：
一、矿井供电系统
• 四、 变压器的中性点运行方式
• 在交流供电系统中，变压器的中性点运行方式 有三种，即直接接地，不接地和经消弧线圈(或限 流阻抗)接地。变压器的不同运行方式，对井下供 电的安全有直接影响，下面就不同的运行方式的 特点做简要的分析。 • 1、变压器中性点直接接地的危害。中性点直 接接地的危害主要有两方面：一是人体触电时大 大增加了人体的触电电流，二是单相接地时形成 了单相短路。
一、矿井供电系统
• 由上式可知，此时流过人体中的电容电流分量被 电感电流分量抵消了一部分，因而流过人体的总 电流减小，安全程度得到了提高，这种利用电感 电流来抵消电容电流的作法，叫对电容电流的补 偿。
第二节 采区供电系统
• 一般情况下采区变电所设在采区用电负荷的中心，以保 证采区所有用电设备(特别是大容量设备如大功率采煤 机等)的端电压不低于设备额定电压的95％。
第二节 采区供电系统
• 熟悉《电业安全工作规程》和《煤矿安全规程》 的局、矿主管供电负责人签发，用钢笔或圆珠笔 填写。一式两份，填写内容应正确请楚，不得任 意涂改。其一份留存在工作地点，由工作负责人 执存，另一份由值班员收执，按值移交。值班员 应将工作票号码、工作任务、许可工作时间及完 成工作时间记入操作记录簿中。工作票应在工作 前一天交给值班员，临时工作可在工作开始以前 直接交给值班员。若工作内容、工作人员或工作 时间有变更，应提前修改或重新填写工作票。工 作票签发人不得兼任该项工作的工作负责人。工 作负责人可以填写工作票。工作许可人不得签发 工作票。
2、浅井供电系统。图3-2浅井供电系统
一、矿井供电系统
•
采区供电由地面变电所的架空线将高压电能 送到采区地面后，再经钻孔(用钢管加固孔壁)中 的高压电缆送到采区变电所，降压后再供给采掘 动力设备或采区地面变电亭，降压后直接把低压 电能经钻孔中的电缆送到采区配电所。这种供电 系统优点是：减少了硐室的开拓量；减少了电缆、 高压设备；减少了高压触电的危险，既简便又经 济，但也有不足之处，在设计中，应根据具体情 况进行技术经济比较后，才能确定合理的供电系 统。 • 3、小型矿井深井供电系统。如图2-3。 • 4、小型矿井浅井供电系统。如图2-4。
第二节 采区供电系统
• 二、综掘进工作面的供电
• 图3—7是某矿掘进工作面供电系统的实例。该供电系 统分为两部分，一部分由采区变电所3号高压配电箱 PGB6-6- 干式变压器KSGB～500／6(6kV降为380V)一 馈电开关DW一350-DW一200一磁力开关QC83—80向 局部通风机和信号综合保护器一监控分站KJFl94供电。 另一部分由采区变电所2号高压配电箱PG6-6一移动变 电站KSGZY一500／6(将6kv降为660V)分三路输出。第 一路通过QC83一225磁力开关向掘进机供电。第二路 通过QC83－80、QC83－120、QC83－225磁力开关 向刮板输送机、皮带式输送机、绞车和煤电钻供电。第 三路通过QC83－80N磁力开关向调度绞车供电。控制 局部通风的QC83－80磁力起动器和控制工作面动力设 备的两台QC83－225磁力起动器之间安设有风电闭锁 装置，监控分站和BGP6－6高压配电箱之间设有瓦斯电 闭锁。
一、矿井供电系统
• 如图3—3所示是在变压器中性点直接接地的供电系统中， 人触及一相带电体时的情况。当人体触及一相带电体时， 跨接于人体的是相电压(人身电阻定为1000)，通过计算， 当电源电压为380v时通过人体电流为220mA，660v时为
一、矿井供电系统
• 380mA，1140V时为660mA。此时的电流路径为： 电源a相—人身—大地—接地体—电源中性点。 • 当人体通过5mA电源时，就有触电感觉，通 过30—50mA电流时，就有生命危险，通过50mA 以上电流时绝对有生命危险。《煤矿安全规程》 规定：严禁井下配电变压器中性点直接接地，严 禁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。
• ①电动机、变压器、配电设备、信号装置、通信装置等 装设地点。 • ②每一设备的型号、容量、电压、电流种类及其他技术 性能。 • ③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两相短路电流 值。 • ④线路电缆的用途、型号、电压、截面和长度。 • ⑤保护接地装置的安设地点。 • 7、电气设备不应超过额定值运行。井下防爆电气设备 变更额定值使用和进行技术改造时，必须经国家授权的 矿甩产品质量监督检验部门检验合格后，方可投入运行。 • 8、防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证”、 “防爆合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”及安全性 能；检查合格并签发合格证后，方准入井。