第一章   礦井供電系統(tǒng)

第一節(jié)  概述

一  煤礦供電的基本要求 

可靠——保證供電不中斷。措施：采用備用電源

安全——保證人身、設(shè)備、礦井安全。措施：嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》及有關(guān)規(guī)章制度。

質(zhì)好——保證供電頻率、電壓穩(wěn)定。電壓允許偏移≯±5%。措施：合理選擇變壓器、輸電線截面。

經(jīng)濟(jì)——投資、運(yùn)行、維護(hù)等費(fèi)用盡可能省。措施：合理選擇供電系統(tǒng)及節(jié)能質(zhì)好價(jià)廉設(shè)備。

二 電力負(fù)荷分類

1．一類負(fù)荷——凡停電會(huì)造成人身傷亡或重大經(jīng)濟(jì)損失者。要求：供電絕對(duì)可靠。采用備用電源。

2．二類負(fù)荷——凡停電造成較大經(jīng)濟(jì)損失者。要求：供電相對(duì)可靠。采用專線供電。

3．三類負(fù)荷——凡停電不會(huì)造成直接經(jīng)濟(jì)損失者。要求：供電經(jīng)濟(jì)?？晒靡粭l線路供電。

三　供電電壓等級(jí)

１　電壓等級(jí)的確定——依據(jù)供電功率的大小及供電距離的遠(yuǎn)近而定。供電功率越大、距離越遠(yuǎn)，供電電壓等級(jí)越高。

２　額定電壓等級(jí)——為方便不同距離和不同功率的輸電及用電。國家規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的電壓等級(jí)。

國家規(guī)定的電壓等級(jí)

用電設(shè)備和電網(wǎng)、變壓器原邊的額定電壓：

直流電壓　110v;220v;440v.為倍數(shù)關(guān)系。

三相交流電壓 低壓（≤1200v）為√3倍關(guān)系。如127v;220v;380v;660v;1140v.

三相高壓3kv;6kv;10kv;35kv;63kv;110kv;220kv

發(fā)電機(jī)和變壓器副邊的三相交流額定電壓：

供電距離較短 為用電設(shè)備額定電壓的1.05倍。如220v電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)電壓為230v。

供電距離較長 為用電設(shè)備額定電壓的1.1倍。如10kv電網(wǎng)的變壓器電壓為10.5kv。 

煤礦常用的電壓等級(jí)

交流： 

127v －井下照明、煤電鉆用電電壓；

220v－地面照明、單相電路用電電壓；

380v—地面低壓、小型礦井下低壓動(dòng)力；

660v—中型礦井下低壓動(dòng)力；

1140v—大型礦井下綜采低壓動(dòng)力；

3.3kv—特大型礦井綜采高壓動(dòng)力；

6kv—地面高壓動(dòng)力、下井電壓；

35kv—煤礦電源進(jìn)線電壓

直流：

110（220）v－操作電壓；

 250（550）v—井下架線電機(jī)車。 

三　煤礦供電電源

煤礦用電一般來自電力系統(tǒng)。

只有沒有電力系統(tǒng)的地區(qū)，方可采用地區(qū)發(fā)電廠或自建電廠。 

小結(jié)

1.要求：可靠、安全、質(zhì)好、經(jīng)濟(jì)。

2.供電負(fù)荷分為三類，為保證可靠，對(duì)一類和大型二類負(fù)荷需雙電源供電，中小型二類負(fù)荷需專線供電。

3.供電電壓等級(jí)依據(jù)供電功率及供電距離的大小而定。

4.煤礦供電電源來自電力系統(tǒng)。 

思考題

1.煤礦對(duì)供電有哪些基本要求？如何保證這些要求？

⒉　電力負(fù)荷如何分類？煤礦企業(yè)哪些用戶為一類負(fù)荷，應(yīng)如何保證其供電可靠性？

⒊　確定電壓等級(jí)的原則是什么？簡述煤礦常用的電壓等級(jí)及其適用的場所。

⒋　什么是電力系統(tǒng)？發(fā)電廠并網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是什么？

復(fù)習(xí)提問

1.煤礦對(duì)供電有哪些基本要求？如何保證這些要求？

⒉　電力負(fù)荷如何分類？煤礦企業(yè)哪些用戶為一類負(fù)荷，應(yīng)如何保證其供電可靠性？

⒊　確定電壓等級(jí)的原則是什么？簡述煤礦常用的電壓等級(jí)及其適用的場所。

⒋　什么是電力系統(tǒng)？發(fā)電廠并網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是什么？

 第二節(jié) 礦井供電系統(tǒng)

由礦井的各級(jí)變電所、各電壓等級(jí)的配電線路共同構(gòu)成了礦井供電系統(tǒng)。

分深井供電系統(tǒng) 、淺井供電系統(tǒng)

一 深井供電系統(tǒng) 

當(dāng)煤層埋藏較深、井下用電量較大時(shí)一般采用這種系統(tǒng)。

特征：由地面變電所、井下主變電所和采區(qū)變電所構(gòu)成三級(jí)高壓供電。 

一 淺井供電系統(tǒng) 

當(dāng)煤層埋藏較淺、井下用電量較小時(shí)一般采用這種系統(tǒng)。

特征：由地面變電所、井下配電所和采區(qū)配電所構(gòu)成兩級(jí)低壓供電。 

復(fù)習(xí)提問

一    深井供電系統(tǒng)和淺井供電系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么？各適用于什么條件？

二   淺井供電系統(tǒng)中當(dāng)采區(qū)負(fù)荷較大或有高壓用電設(shè)備時(shí)應(yīng)如何供電？

 第三節(jié) 井下變電所

一、井下主變電所

二、采區(qū)變電所

三、移動(dòng)變電站

四、工作面配電點(diǎn)

     一、井下主變電所（井下中央變電所）

1.井下主變電所位置的確定原則

2.井下主變電所的主接線 

3.井下主變電所的硐室與設(shè)備布置 

1.井下主變電所位置的確定原則     

1.盡量位于負(fù)荷中心，節(jié)省電纜并減少電能損耗電壓損失。

2.電纜進(jìn)出線和設(shè)備運(yùn)輸要方便，以便安裝敷設(shè)電氣設(shè)備。

3.變電所通風(fēng)要良好，以便散熱和降低瓦斯?jié)舛取?/p>

4.變電所頂?shù)装逡獔?jiān)固，無淋水，以防電氣設(shè)備受損、受潮。

一般井下主變電所設(shè)置在井底車場附近，并與中央水泵房相鄰。

一般主變電所設(shè)置在井底車場附近，并與中央水泵房相鄰。

2.井下主變電所的主接線 

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：對(duì)井下主變電所供

電的線路不得少于兩回路，當(dāng)任一回路停止供電

時(shí)，其余回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)井下全部負(fù)荷的供電。

 （主接線詳見深井供電系統(tǒng)）

3.井下主變電所的硐室與設(shè)備布置 

   井下主變電所的硐室布置應(yīng)符合《煤礦安

全規(guī)程》中有關(guān)井下機(jī)電硐室的規(guī)定，滿足

防火、防水和通風(fēng)的要求。

   設(shè)備布置應(yīng)滿足“兩分開”“三留有”要求

1)井下主變電所硐室的防火 

（1） 并裝設(shè)向外開的防火鐵門，鐵門敞開時(shí)不得防礙巷道交通，鐵門上應(yīng)裝有便于關(guān)嚴(yán)的通風(fēng)孔，以便于防火、滅火時(shí)隔絕通風(fēng)。

（2）門內(nèi)可加設(shè)向外開的鐵柵欄門，但不得妨礙鐵門的開閉，這樣既能保證通風(fēng)，又能防止閑雜人員進(jìn)入主變電所。

（3）硐室應(yīng)采用砌碹，從硐室出口的防火鐵門起5m內(nèi)的巷道，應(yīng)砌碹或用不燃性材料支護(hù)。

（4）硐室內(nèi)應(yīng)有撲滅電氣火災(zāi)的干式滅火器和砂箱。

2)井下主變電所硐室的通風(fēng) 

     為保證硐室的通風(fēng)，當(dāng)主變電所硐室長

度超過6m時(shí)，應(yīng)在硐室兩端各開設(shè)一個(gè)便

于通風(fēng)的出口，保證硐室內(nèi)的溫度不能超過

附近巷道5℃。

3)井下主變電所硐室的防水 

（1）為了防止井底車場或大巷向主變電所

和主排水泵房倒灌水，井下主變電所和主排

水泵房的地面應(yīng)比其與井底車場連接處的底

板高出0.5m。

（2）硐室內(nèi)不應(yīng)有滴水現(xiàn)象。 

4)井下主變電所的設(shè)備布置 

兩分開：

變、配電設(shè)備分開布置

高、低壓設(shè)備分開布置

三留有：

設(shè)備與墻、設(shè)備之間留有檢修通道；

高壓開關(guān)正面留有操作通道 ；

設(shè)備應(yīng)按最大數(shù)量的20%留有備用位置 。

     二、采區(qū)變電所

1.采區(qū)變電所位置的確定原則

2.采區(qū)變電所的主接線 

3.采區(qū)變電所的硐室與設(shè)備布置 

1.采區(qū)變電所位置的確定原則     

1.盡量位于負(fù)荷中心，節(jié)省電纜并減少電能損耗電壓損失。但要減少硐室的搬遷。

2.電纜進(jìn)出線和設(shè)備運(yùn)輸要方便，以便安裝敷設(shè)電氣設(shè)備。

3.變電所通風(fēng)要良好，以便散熱和降低瓦斯?jié)舛取?/p>

4.變電所頂?shù)装逡獔?jiān)固，無淋水，以防電氣設(shè)備受損、受潮。

一般采區(qū)變電所設(shè)置在采區(qū)中部的兩個(gè)斜巷之間的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)。

2.采區(qū)變電所的主接線 

1)采區(qū)變電所的高壓接線

⑴　單電源進(jìn)線

⑵　雙電源進(jìn)線 

2)采區(qū)變電所的低壓接線 

⑴　單電源進(jìn)線

 ①無高壓出線且變壓器不超過兩臺(tái)可不設(shè)電源進(jìn)線開關(guān)。見圖a

 ②有高壓出線，一般設(shè)電源進(jìn)線開關(guān)和高壓出線開關(guān) 。見圖b

（2）　雙電源進(jìn)線

 ①一路供電、一路備用(帶陰影的開關(guān)3為分?jǐn)?，

兩路進(jìn)線均設(shè)電源進(jìn)線開關(guān)，如出線及變壓器臺(tái)

數(shù)較少時(shí)，母線可不分段。圖c所示。

（2）　雙電源進(jìn)線

  ②兩回路同時(shí)供電，如圖1-8d所示。兩路進(jìn)線均

設(shè)開關(guān)，且母線間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，正常情況下聯(lián)絡(luò)

開關(guān)打開，保持電源在分列運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)一路電

源故障停電時(shí)，合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)，由另一路電源保

證對(duì)負(fù)荷的供電。 

（2）　雙電源進(jìn)線

  ③向移動(dòng)變電站供電的高壓電纜一般由變電所內(nèi)

的高壓配電開關(guān)配出，如圖1-8e所示。 

2)采區(qū)變電所的低壓接線

（1）每臺(tái)變壓器的低壓側(cè)

都裝有一臺(tái)自動(dòng)饋電開關(guān)作

為總開關(guān)，并且配有漏電保

護(hù)裝置(檢漏繼電器)；

（2）每條低壓配出線都設(shè)

有自動(dòng)饋電開關(guān)作為分路開

關(guān)，控制和保護(hù)配出線路，

各變壓器采用分列運(yùn)行。

（3）照明所需要的127V電

壓由照明變壓器綜合裝置提

供。 

3.井下主變電所的硐室與設(shè)備布置 

    采區(qū)變電所的硐室與設(shè)備布置基本同井下主變電所，不同的是底板不需抬高，不需留有備用開關(guān)位置。高壓設(shè)備與低壓設(shè)備在兩側(cè)分布；也可將高、低壓設(shè)備同側(cè)布置，由變壓器隔開。圖1-10 為采區(qū)變電所設(shè)備布置

     三、移動(dòng)變電所

1.移動(dòng)變電所位置

2.移動(dòng)變電所的主接線 

移動(dòng)變電所位置的確定     

     移動(dòng)變電站一般設(shè)置在工作面平巷，距工

作面100～300米的位置。移動(dòng)變電站的設(shè)置

原則是靠近負(fù)荷中心，同時(shí)考慮安全性和經(jīng)

濟(jì)性 。有如下幾種布置方式 ：

移動(dòng)變電所位置的幾種布置方式

(1)設(shè)置在運(yùn)輸平巷（如圖中1#移動(dòng)變電站）。由于運(yùn)輸機(jī)的功率遠(yuǎn)大于調(diào)度絞車的功率，所以設(shè)置在運(yùn)輸平巷內(nèi)可以靠近負(fù)荷中心。但是由于移動(dòng)變電站需要敷設(shè)專用的軌道，因此需要加大巷道斷面，增大巷道的開拓費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。 

移動(dòng)變電所位置的幾種布置方式

(2)設(shè)在回風(fēng)平巷（如圖中2#移動(dòng)變電站）。雖然遠(yuǎn)離運(yùn)輸機(jī)，但是可以利用調(diào)度絞車的軌道，而不需要專設(shè)軌道和增大巷道斷面，在運(yùn)輸機(jī)有其他移動(dòng)變電站供電的情況下可以考慮，然而為安全起見在專用的回風(fēng)平巷內(nèi)不得設(shè)置移動(dòng)變電站 

移動(dòng)變電所位置的幾種布置方式

(3)設(shè)在下一個(gè)工作面的回風(fēng)平巷與本工作面運(yùn)輸平巷的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)（如圖中3#移動(dòng)變電站）。這樣既能位于負(fù)荷中心又不需增大巷道斷面，但是必須在采掘可以銜接的情況下選用。 

移動(dòng)變電所位置的幾種布置方式

(4)設(shè)置在運(yùn)輸平巷的入口處軌道上山與材料上山的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)（如圖中4#移動(dòng)變電站）。這樣也不需要增大巷道斷面，但是距離工作面較遠(yuǎn)，在供電質(zhì)量滿足要求的情況下方可選擇。 

2.移動(dòng)變電所的主接線

移動(dòng)變電站是由礦用隔爆變壓器及其高、低壓開關(guān)組成。

可采用單電源或雙電源進(jìn)線，經(jīng)高壓負(fù)荷開關(guān)或高壓斷路器接到變壓器一次側(cè)，變壓器二次側(cè)經(jīng)低壓斷路器配出。

四、工作面配電點(diǎn)

工作面配電點(diǎn)的任務(wù)是將采區(qū)變電所或移動(dòng)變電站送來的1140V或660V電能分配到回采或掘進(jìn)工作面的用電設(shè)備 。

1.工作面配電點(diǎn)的位置及設(shè)備布置 。

2.配電點(diǎn)開關(guān)的設(shè)置 。

1.工作面配電點(diǎn)的位置及設(shè)備布置

回采工作面配電點(diǎn)一般設(shè)在距工作面50m～70m處的巷道中；

掘進(jìn)工作面配電點(diǎn)距掘進(jìn)頭80m～100m。 

2.配電點(diǎn)開關(guān)的設(shè)置

工作面配電點(diǎn)設(shè)有控制工作面各種設(shè)備的磁力起動(dòng)器以及電鉆（照明）綜合保護(hù)裝置。

三臺(tái)及其以上開關(guān)的配電點(diǎn)都需要設(shè)置自動(dòng)饋電開關(guān)作為配電點(diǎn)的總開關(guān)，以便檢修時(shí)斷電。

小結(jié)

井下各變電所確定原則：位于負(fù)荷中心；進(jìn)出線方便；運(yùn)輸方便；通風(fēng)良好；圍巖堅(jiān)固；無淋水。采區(qū)變電所還要減少搬遷。

移變：設(shè)在工作面平巷距工作面100~300米。

配電點(diǎn)：距回采面50~70米，距掘進(jìn)80~100米。

主結(jié)線：主變電所為單母線分段；采區(qū)變電所單電源時(shí)為單母線、雙電源且出線較多時(shí)方為單母線分段。

硐室布置：“兩防”“一通”

設(shè)備布置：“兩分開”“三留有”（采區(qū)為“兩留有”）

思考題

⒍　井下主變電所的位置一般定在何處？對(duì)其峒室有哪些要求？峒室內(nèi)的設(shè)備如何布置？

⒎　采區(qū)變電所的位置一般設(shè)在何處？其峒室要求及峒室內(nèi)的設(shè)備布置與主變電所有哪些不同？

10．移動(dòng)變電站可以設(shè)在何處？各有何利弊？

11．工作面配電點(diǎn)設(shè)在何處？都有哪些設(shè)備？ 

本章小結(jié)

對(duì)煤礦的供電應(yīng)滿足安全、可靠、供電質(zhì)量、供電經(jīng)濟(jì)四個(gè)基本要求 。

煤礦的負(fù)荷分為三類，對(duì)不同類型的負(fù)荷應(yīng)采用不同的供電方式，對(duì)于一類負(fù)荷及大型二類負(fù)荷必須采用雙回路供電，以保證供電可靠,中小型二類負(fù)荷采用專線供電 。

電壓等級(jí)的高低，取決于供電路距離及供電功率的大小 。

深井供電系統(tǒng)應(yīng)用較多，其特征為三級(jí)供電（地面、井下主變電所和采區(qū)變電所三級(jí)）、高壓下井。淺井供電系統(tǒng)少用，特征為兩級(jí)低壓供電。

井下供電設(shè)備集中的地點(diǎn)主要有井下主變電所、采區(qū)變電所、移動(dòng)變電站和工作面配電點(diǎn)。 

綜采工作面的供電采用移動(dòng)變電站可使高壓（6KV或10KV）深入到工作面平巷，并可隨著工作面的移動(dòng)而移動(dòng)，低壓側(cè)采用較高的電壓等級(jí)（1140V）而且隨著負(fù)荷功率的增加而增大（可達(dá)3300V）。