1、工礦供電技術(shù)工礦供電技術(shù)12.1 電力用戶電力用戶22.2 礦山供電系統(tǒng)組成礦山供電系統(tǒng)組成32.3采掘工作面供電系統(tǒng)2.4井下供電安全的要求與規(guī)章制度4第二章第二章 工礦企業(yè)供電系統(tǒng)工礦企業(yè)供電系統(tǒng) 任務(wù)一任務(wù)一 分析工礦企業(yè)分析工礦企業(yè)供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng)任務(wù)二任務(wù)二 變電所位置變電所位置確定及設(shè)備布確定及設(shè)備布置置 工礦供電技術(shù)工礦供電技術(shù) 第二章第二章 工礦企業(yè)供電系統(tǒng)工礦企業(yè)供電系統(tǒng)第二章第二章 工礦企業(yè)供電系統(tǒng)工礦企業(yè)供電系統(tǒng)2.1 2.1 電力用戶電力用戶12.1 電力用戶電力用戶2.2.1 電力用戶的分類（依據(jù)重要性）思考：1、對(duì)一類負(fù)荷如何供電。（ ）A、兩個(gè)獨(dú)立電源 B、專

2、用線路 C、單回路 D、ABC都對(duì)。A2、下列哪些設(shè)備屬于二類負(fù)荷。（ ）A、辦公室 B、電動(dòng)提升設(shè)備 C、機(jī)床 D、煉鋼爐BC3、對(duì)二類負(fù)荷如何供電。（ ）A、兩個(gè)獨(dú)立電源 B、專用線路 C、單回路 D、ABC都對(duì) AB 2.1 2.1 電力用戶電力用戶4、下列哪些設(shè)備屬于三類負(fù)荷。（ ） A、辦公室 B、電動(dòng)提升設(shè)備 C、機(jī)床 D、煉鋼爐A5、對(duì)三類負(fù)荷如何供電。（ ） A、兩個(gè)獨(dú)立電源 B、專用線路 C、單回路 D、ABC都對(duì) C6、下列哪些設(shè)備屬于一類負(fù)荷。（ ）A、辦公室 B、電動(dòng)提升設(shè)備 C、機(jī)床 D、煉鋼爐D2.1 2.1 電力用戶電力用戶按工作制的負(fù)荷分類1.連續(xù)工作制負(fù)荷 連

3、續(xù)工作制負(fù)荷是指長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的用電設(shè)備，其特點(diǎn)是負(fù)荷比較穩(wěn)定，連續(xù)工作發(fā)熱使其達(dá)到熱平衡狀態(tài)，其溫度達(dá)到穩(wěn)定溫度。2.短時(shí)工作制負(fù)荷 短時(shí)工作制負(fù)荷是指工作時(shí)間短、停歇時(shí)間長(zhǎng)的用電設(shè)備。其運(yùn)行特點(diǎn)為工作時(shí)其溫度達(dá)不到穩(wěn)定溫度，停歇時(shí)其溫度降到環(huán)境溫度2.1 2.1 電力用戶電力用戶 反復(fù)短時(shí)工作制負(fù)荷是指時(shí)而工作、時(shí)而停歇、反復(fù)運(yùn)行的設(shè)備，其運(yùn)行特點(diǎn)為工作時(shí)溫度達(dá)不到穩(wěn)定溫度，停歇時(shí)也達(dá)不到環(huán)境溫度。 反復(fù)短時(shí)工作制負(fù)荷可用負(fù)荷持續(xù)率（或暫載率）來表示。 式中，tw為工作時(shí)間，t0為停歇時(shí)間，T為工作周期。 3.反復(fù)短時(shí)工作制負(fù)荷0tt100%100%ttT2.1 2.1 電力用戶電力用戶2

4、.1.2 電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式 電力系統(tǒng)電源中性點(diǎn)的不同運(yùn)行方式，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行特別是在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)有明顯的影響，而且將影響系統(tǒng)二次側(cè)的繼電保護(hù)及監(jiān)測(cè)儀表的選擇與運(yùn)行。 分類：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng) 2.1 2.1 電力用戶電力用戶2.1 2.1 電力用戶電力用戶第2章 工礦企業(yè)供電系統(tǒng) ）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng): 1 1、系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)：、系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)：圖2-1 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) 2.1 2.1 電力用戶電力用戶（1）三個(gè)相的相電壓A、B、C對(duì)稱。三個(gè)相的對(duì)地電容電流CO對(duì)稱。CO.A+ CO.B+ CO.C=0（2）各相對(duì)地

5、電壓均為相電壓2.1 2.1 電力用戶電力用戶2、系統(tǒng)發(fā)生一相接地時(shí)。（C相接地）2.1 2.1 電力用戶電力用戶ACCAAUUUU.)(BCCBBUUUU.)()(.BCACCIIICOCACAACCIXUXUII33333350)35(cabohNCllUI（1）C相對(duì)地電壓為零,A、B相對(duì)地電壓為：（2）由相量圖: C超前C90o且（3）單相接地電容電流(4)適用于高壓310kV系統(tǒng)、低壓IT系統(tǒng)。2.1 2.1 電力用戶電力用戶（二）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)正常運(yùn)行：三相電壓、電流對(duì)稱 單相接地：另兩相對(duì)地電壓升高為原來的 倍，減小了接地電流。在單相接地電容電流大于一定值的電力系

6、統(tǒng)中，電源中性點(diǎn)必須采取經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式。3 圖2-2 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地2.1 2.1 電力用戶電力用戶（1）系統(tǒng)發(fā)生一相接地時(shí)，流過接地點(diǎn)的電流是L與c之和，由于c導(dǎo)前C 90,L滯后c90，故L與c在接地點(diǎn)互相補(bǔ)償，減小了接地點(diǎn)的電流。（2）UA=UB=UAC=UBC，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地時(shí)，各相對(duì)地電壓和對(duì)地電容電流的變化情況與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)相同。（3）適用于高壓3566kV系統(tǒng)2.1 2.1 電力用戶電力用戶圖2-3 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)2.1 2.1 電力用戶電力用戶中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)低阻接地的電力系統(tǒng)IK (1)IK (1)k(1)（1）系統(tǒng)發(fā)生單相接

7、地時(shí)，形成單相接地短路，其Ik(1) 比正常負(fù)荷電流大得多，通常使FU熔斷或QF自動(dòng)跳閘，將接地故障部分切除，使系統(tǒng)其他部分恢復(fù)正常運(yùn)行。（2）系統(tǒng)發(fā)生一相接地時(shí)，其他兩相對(duì)地電壓不會(huì)升高，故系統(tǒng)中供用電設(shè)備的絕緣只需按相電壓考慮。（3）適用于110kV及以上的電力系統(tǒng)，TN、TT系統(tǒng)。正常運(yùn)行：三相電壓、電流對(duì)稱；單相接地：另外兩相對(duì)地電壓不變，單相接地后即通過接地中性點(diǎn)形成單相短路。2.1 2.1 電力用戶電力用戶4、低壓配電系統(tǒng)的接地形式 我國(guó)220/380V低壓配電系統(tǒng)，廣泛采用中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式，而且引出有中性線N、保護(hù)線PE、保護(hù)中性線PEN。 中性線(N線)的功能：一是用來

8、接用額定電壓為系統(tǒng)相電壓的單相用電設(shè)備；二是用來傳導(dǎo)三相系統(tǒng)中的不平衡電流和單相電流；三是減小負(fù)荷中性點(diǎn)的電位偏移。2.1 2.1 電力用戶電力用戶 保護(hù)線(PE線)的功能：它是用來保障人身安全、防止發(fā)生觸電事故用的接地線。系統(tǒng)中所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分(指正常不帶電壓但故障情況下可能帶電壓的易被觸及的導(dǎo)電部分，例如設(shè)備的金屬外殼、金屬構(gòu)架等)通過保護(hù)線接地，可在設(shè)備發(fā)生接地故障時(shí)減少觸電危險(xiǎn)。 保護(hù)中性線(PEN線)的功能：它兼有中性線(N線)和保護(hù)線(PE線)的功能。這種保護(hù)中性線在我國(guó)通稱為“零線”，俗稱“地線”。 2.1 2.1 電力用戶電力用戶電網(wǎng)的的接地方式有三種五類，符號(hào)含義如下

9、： 第一個(gè)字母表示低壓系統(tǒng)對(duì)地關(guān)系：T表示一點(diǎn)直接接地,I表示所有帶電部分與大地絕緣，或經(jīng)人工中性點(diǎn)接地。 第二個(gè)字母表示裝置的外露可導(dǎo)電部分的對(duì)地關(guān)系：T表示與大地有直接的電氣連接而與低壓系統(tǒng)的任何接地點(diǎn)無關(guān)，N表示與低壓系統(tǒng)的接地點(diǎn)有直接的電氣連接。 第二個(gè)字母后面的字母表示中性點(diǎn)與保護(hù)線的組合情況：S表示分開的，C表示公用的，C-S表示部分是公用的。2.1 2.1 電力用戶電力用戶1、TN-C系統(tǒng)：圖2.4(a) TN-C系統(tǒng) TN-C方式供電系統(tǒng)：它是用工作零線兼作接零保護(hù)線，可以稱作保護(hù)中性線，可用PEN表示，如圖所示。 TN-S方式供電系統(tǒng) 它是把工作零線N和專用保護(hù)線PE嚴(yán)格分開

10、的供電系統(tǒng)，稱作TN-S供電系統(tǒng)， 2、TN-S系統(tǒng)：圖2.4(b) TN-S系統(tǒng)2.1 2.1 電力用戶電力用戶3、TN-C-S系統(tǒng)：圖2.4(c) TN-C-S系統(tǒng)2.1 2.1 電力用戶電力用戶（二）TT系統(tǒng) TT方式是指將電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地的保護(hù)系統(tǒng)，稱為保護(hù)接地系統(tǒng)，也稱TT系統(tǒng)。 圖2.5 TT系統(tǒng)2.1 2.1 電力用戶電力用戶（三）IT系統(tǒng)IT方式供電系統(tǒng)在供電距離不是很長(zhǎng)時(shí)，供電的可靠性高、安全性好。一般用于不允許停電的場(chǎng)所，或者是要求嚴(yán)格地連續(xù)供電的地方，例如電力煉鋼、大醫(yī)院的手術(shù)室、地下礦井等處。地下礦井內(nèi)供電條件比較差，電纜易受潮。運(yùn)用IT方式供電系統(tǒng)，即使電源

11、中性點(diǎn)不接地，一旦設(shè)備漏電，單相對(duì)地漏電流仍小，不會(huì)破壞電源電壓的平衡，所以比電源中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)還安全。 但是，如果用在供電距離很長(zhǎng)時(shí)，供電圖2-6 IT系統(tǒng)線路對(duì)大地的分布電容就不能忽視了。線路對(duì)大地的分布電容就不能忽視了。2.1 2.1 電力用戶電力用戶22.2 礦山供電系統(tǒng)組成礦山供電系統(tǒng)組成 煤礦地面降壓變電所的受電電源，一般來自電力系統(tǒng)的區(qū)域變電所或發(fā)電廠，經(jīng)變壓器降壓后在配給煤礦各個(gè)用戶，組成煤礦供電系統(tǒng)。 變電所受電電壓為35110kV，視煤礦井型及所在地區(qū)電力系統(tǒng)的電壓而定。降壓后的電壓為310kV，經(jīng)架空線或電纜向車間、井下變電所及高壓用電設(shè)備等供電，組成煤礦的高壓供電系統(tǒng)

12、；經(jīng)車間和井下變電所再次降壓為380、660、1140V或更高電壓后，向低壓用電設(shè)備供電，又組成了各自的低壓供電系統(tǒng)。2.2 礦山供電系統(tǒng)組成 根據(jù)礦井及井田范圍、煤層埋藏深度、礦井年產(chǎn)量、開采方式、井下涌水量，以及開采的機(jī)械化和電氣化程度等不同，煤礦又分為深井和淺井兩大典型供電系統(tǒng)。 對(duì)于開采煤層深、用電負(fù)荷大的礦井，通過井筒將310kV高壓電經(jīng)電纜送人井下，一般稱深井供電。 如煤層埋藏深度距地表為100150m，且電力負(fù)荷較小時(shí)，可通過井筒或鉆孔將低壓電經(jīng)電纜直接送入井下，井下不需要開設(shè)專門的變電硐室，此種系統(tǒng)稱淺井供電。2.2 礦山供電系統(tǒng)組成 礦井供電的確定主要取決于井田的范圍、煤層埋

13、藏深度、開采方式、礦井的年產(chǎn)量、涌水量和井下負(fù)荷的大小等因素。 根據(jù)實(shí)際情況，也可采用上述兩種方式同時(shí)向井下供電。或開采初期采用淺井供電，后期采用深井供電方式。2.2 礦山供電系統(tǒng)組成一、深井供電系統(tǒng) 圖2-7所示為一典型深井供電系統(tǒng)，電源取自35kV電力網(wǎng)，經(jīng)雙回輸電線路送至圖2-7 典型的深井供電系統(tǒng)礦井地面變電所。為了保證礦井供電可靠，這兩回輸電線路經(jīng)過兩臺(tái)35/6kV的變壓器變壓后的電能分別接在6kV母線的兩段上，兩段母線上的電能再經(jīng)高壓開關(guān)柜、電纜(或架空線)分別送至井上高壓負(fù)荷，如礦井提升設(shè)備、壓氣設(shè)備和通風(fēng)設(shè)備等。對(duì)于一級(jí)負(fù)荷供電的兩回線路，必須分別連接在母線的兩段上，以確保任意

14、一段母線發(fā)生故障或檢修時(shí)，可從另一段母線上獲得電能。2.2 礦山供電系統(tǒng)組成第2章 工礦企業(yè)供電系統(tǒng) 圖2-7 典型的深井供電系統(tǒng)為了防止雷電對(duì)電氣設(shè)備的危害，各段母線均裝有避雷器。為了加強(qiáng)由變電所通過電纜直接供電電動(dòng)機(jī)的防雷保護(hù)作用，在避雷器上接有電容器及提高功率因數(shù)用的電容器組，并分別接在兩段母線上。各段母線上的電壓互感器為三相五芯柱式，其二次電壓是供測(cè)量、監(jiān)視及保護(hù)用的。變電所設(shè)有兩臺(tái)低壓變壓器，二次側(cè)為三相四線制結(jié)線，作為地面低壓動(dòng)力及照明用。 2.2 礦山供電系統(tǒng)組成 井下供電的特征是高壓電能經(jīng)過敷設(shè)在井筒中的電纜送至井下中央變電所，再經(jīng)過配電裝置、電纜轉(zhuǎn)送到采區(qū)變電所(或移動(dòng)變電站

15、)、主排水泵站等。由地面變電所引向井下中央變電所的電纜，為了限制井下短路容量，一般需串接電抗器，其根數(shù)不得少于兩條，當(dāng)一條出現(xiàn)故障時(shí)，其余電纜應(yīng)能承擔(dān)井下全部負(fù)荷。 為了保證供電可靠，井下中央變電所采用單母線分段，主排水泵應(yīng)分別連接在母線的兩段上。井底車場(chǎng)附近硐室和巷道的低壓動(dòng)力用電，由井下中央變電所內(nèi)的降壓變電器供給。采掘機(jī)械的供電，由采區(qū)變電所內(nèi)的降壓變壓器供給。井下架線式電機(jī)車的直流電源，是由中央變電所提供的6kV交流電經(jīng)降壓整流后轉(zhuǎn)換而成。 2.2 礦山供電系統(tǒng)組成二、淺井供電系統(tǒng) 圖2-8為典型的淺井供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)的供電方式是將井下各用電設(shè)備分區(qū)，分別由地面變電所通過井筒或鉆孔供電

16、。這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是井下不設(shè)中央變電所，而是將地面變電所的380V或660V低壓電能直接通過電纜經(jīng)井筒送到井底車廠配電所，供給車廠附近動(dòng)力和照明。2.2 礦山供電系統(tǒng)組成圖2-8 淺井供電系統(tǒng)圖 采區(qū)負(fù)荷則由地面變電所的架空線將高壓電能送到采區(qū)地面后，一是經(jīng)過鉆孔（用鋼管加固孔壁）中的高壓電纜送到采區(qū)變電所，降壓候供給采掘動(dòng)力設(shè)備；二是由采區(qū)地面變電亭降壓后直接將1140V（660V）低壓電能經(jīng)鉆孔中的電纜送到采區(qū)配電所。 淺井供電系統(tǒng)可以節(jié)省昂貴的高壓電器設(shè)備和高壓電纜，減少井下變電硐室的開拓量，比較經(jīng)濟(jì)安全。其不足之處是設(shè)于采區(qū)地面上電器設(shè)備的安裝、運(yùn)輸、維護(hù)、檢修不夠方便；采用低壓時(shí)，供電

17、范圍小，可供負(fù)荷小。礦井供電究竟采用哪種供電方式，應(yīng)根據(jù)礦井的具體情況經(jīng)技術(shù)比較后確定。2.2 礦山供電系統(tǒng)組成三、井下中央變電所圖2-9 井下中央變電所1、井下中央變電所的結(jié)線2.2 礦山供電系統(tǒng)組成 井下中央變電所是井下供電的樞紐，它擔(dān)負(fù)著向井下供電的重要任務(wù)，結(jié)線如圖2-9所示。圖2-9 井下中央變電所的結(jié)線2.2 礦山供電系統(tǒng)組成井下中央變電所主結(jié)線的特點(diǎn)：（）單母線分段結(jié)線： 可靠性高，負(fù)荷大（獨(dú)立雙電源）：對(duì)一二類負(fù)荷供電獨(dú)立電源：對(duì)二三類負(fù)荷供電（）運(yùn)行方式：母線采用分列運(yùn)行。（）適用情況；可靠性高、負(fù)荷大（獨(dú)立雙電源）、對(duì)一二類負(fù)荷供電。2.2 礦山供電系統(tǒng)組成 井下中央變電所

18、的高壓母線采用單母線分段結(jié)線方式，母線段數(shù)與井下電纜條數(shù)對(duì)應(yīng)，各段母線通過高壓開關(guān)聯(lián)絡(luò)。正常時(shí)聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開，母線采用分列運(yùn)行方式；當(dāng)某條電纜檢修或故障停止運(yùn)行時(shí)，母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合，保證對(duì)負(fù)荷的供電。 主排水泵是井下變電所的重要負(fù)荷，應(yīng)保證其供電的可靠性。按照煤礦安全規(guī)程規(guī)定的應(yīng)裝高壓水泵，每臺(tái)水泵用一條專用電纜供電。2.2 礦山供電系統(tǒng)組成 根據(jù)煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，對(duì)井下變電所、主排水泵和下山開采的采區(qū)排水泵的供電線路，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)全部負(fù)荷。所以，為保證井下供電的可靠性，由地面變電所引到井下中央變電所的電纜數(shù)目不得少于兩回路，并分別引自地面變電所不同段

19、6（10）KV母線上。 水泵、采區(qū)用電、向架線電機(jī)車的硅整流裝置、井底車場(chǎng)低壓動(dòng)力和照明用的配電變壓器，應(yīng)均勻分配在各段母線上，防止由于母線故障造成大范圍停電，影響安全和生產(chǎn)。2.2 礦山供電系統(tǒng)組成2、井下中央變電所的位置和硐室布置確定井下中央變電所的位置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：考慮上述條件，一般變電所設(shè)置在井底車廠附近，并與中央水泵房相鄰。有條件時(shí)還應(yīng)與電機(jī)車用的變流所聯(lián)合建筑。2.2 礦山供電系統(tǒng)組成2.2 礦山供電系統(tǒng)組成圖2-11（a） 井下中央變電所的位置及平面布置圖1副井井筒；2主井井筒；3中央變電所；4水泵房；2.2 礦山供電系統(tǒng)組成圖2-11（b） 井下中央變電所的位置及平面布置

20、圖5高壓開關(guān)柜；6硅整流器柜；7直流配電箱；8低壓配電裝置；9礦用變壓器；10-電纜溝102.2 礦山供電系統(tǒng)組成2.2 礦山供電系統(tǒng)組成四、采區(qū)變電所 采區(qū)變電所是采區(qū)供電中心，其任務(wù)一是將井下中央變電所送來的高壓電能變?yōu)榈蛪弘娔埽渌椭敛删蚬ぷ髅婕案浇秒娫O(shè)備；二是擔(dān)負(fù)向綜采、綜掘工作面移動(dòng)變電站輸送高壓電能。2.2 礦山供電系統(tǒng)組成圖2-12（a） 采區(qū)變電所的位置及設(shè)備布置圖 1、2采區(qū)變電所；3采區(qū)絞車房； 2.2 礦山供電系統(tǒng)組成第2章 工礦企業(yè)供電系統(tǒng) 圖2-12（b）采區(qū)變電所設(shè)備布置圖 2.3 采掘工作面供電系統(tǒng)32.3采掘工作面供電系統(tǒng)2.3采掘工作面供電系統(tǒng)一、綜采工作面

21、供電系統(tǒng)1、綜采工作面對(duì)供電系統(tǒng)的要求綜采工作面設(shè)備多，用電容量大，采區(qū)范圍廣，回采速度快。為此采區(qū)普遍采用移動(dòng)變電站的供電方式，使高壓深入負(fù)荷中心，減少低壓供電電纜的長(zhǎng)度，提高供電質(zhì)量。電氣設(shè)備應(yīng)有良好的保護(hù)裝置與指示裝置，一旦發(fā)生電氣事故，能立即切斷電源。2.3采掘工作面供電系統(tǒng)2.3采掘工作面供電系統(tǒng)3、采用安全性較高的煤礦用阻燃型屏蔽電纜和雙屏蔽電纜。4、配電點(diǎn)應(yīng)設(shè)有一定數(shù)量的備用啟動(dòng)器與開關(guān)。5、真空磁力啟動(dòng)器的控制回路應(yīng)采用安全火花電路。6、電氣設(shè)備的安裝、移動(dòng)和拆卸應(yīng)方便。2.3采掘工作面供電系統(tǒng)2、綜采工作面的組成 高壓6（10）KV系統(tǒng)由高壓隔爆配電箱、高壓雙屏蔽監(jiān)視型橡套電

22、纜、高壓電纜連接器和移動(dòng)變電站組成。2.3采掘工作面供電系統(tǒng) 低壓1140V系統(tǒng)引自移動(dòng)變電站二次側(cè)，由低壓饋電開關(guān)經(jīng)由屏蔽電纜接至真空磁力啟動(dòng)器，通過屏蔽電纜饋電給各用電設(shè)備。 根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，礦井必須有井上、井下供電系統(tǒng)圖，圖中一般應(yīng)注明變壓器、配電設(shè)備、信號(hào)裝置型號(hào)、電壓、主芯線截面積和長(zhǎng)度等。綜采工作面供電系統(tǒng)如圖2-13所示。圖2-13 綜采工作面供電系統(tǒng)2.3采掘工作面供電系統(tǒng)3、新型供配電系統(tǒng)及設(shè)備的特點(diǎn) 隨著“一井一面”大型現(xiàn)代化礦井投入生產(chǎn)，綜采工作面設(shè)備向重型、大功率的方向發(fā)展，設(shè)備的裝機(jī)容量不斷增加。與此相適應(yīng)的移動(dòng)變電站和開關(guān)裝置也繼續(xù)向大容量、高電壓、組合化方向

23、發(fā)展。新型供配電系統(tǒng)及設(shè)備的特點(diǎn)如下：2.3采掘工作面供電系統(tǒng)入井電壓等級(jí)不斷提高，國(guó)內(nèi)不少礦井采用10kV電壓入井并直接進(jìn)入順槽，工作面供電設(shè)備電壓為3.3kV；國(guó)外入井電壓最高達(dá)12.5kV，工作面主要設(shè)備達(dá)5kV。變壓器容量不斷增大，國(guó)內(nèi)的礦用隔爆型移動(dòng)變電站容量達(dá)3150kW，二次電壓3.4kV。且中性點(diǎn)采用電抗器或經(jīng)高阻接地方式，并與保護(hù)裝置配合，單相接地時(shí)的故障電流也不大。2.3采掘工作面供電系統(tǒng)變壓器一次側(cè)和二次側(cè)均采用六氟化硫或真空斷路器，并帶有可靠、靈敏的保護(hù)，如反時(shí)限過電流，短路、斷相、欠壓、浪涌、漏氣保護(hù)、漏電保護(hù)及漏電閉鎖等功能，并且可以指示和觀察斷路器的工作狀態(tài)及保護(hù)

24、動(dòng)作的情況。控制開關(guān)向組合化、小型化方向發(fā)展。具有多回路，可同時(shí)控制多臺(tái)電機(jī)，礦井中已經(jīng)使用的控制開關(guān)最多可配有10個(gè)出線單元，每個(gè)配出線均設(shè)有控制真空接觸器、保護(hù)裝置等等。2.3采掘工作面供電系統(tǒng)控制、保護(hù)、通訊等各部件廣泛采用計(jì)算機(jī)、PLC等可編程系統(tǒng)，取代了常規(guī)的以繼電器或半導(dǎo)體單元為控制器件的系統(tǒng)。不僅使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于控制方案多樣化、程序化，而且增強(qiáng)了相互間的通訊功能，便于組成信息網(wǎng)。控制系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，環(huán)境適應(yīng)性好。同時(shí)系統(tǒng)多樣化、互相兼容，應(yīng)急能力強(qiáng)。2.3采掘工作面供電系統(tǒng)二 、綜采工作面供電設(shè)備布置 1）綜采工作面供電高壓深入負(fù)荷中心。組成：采區(qū)配電所移動(dòng)變電站工作面。設(shè)備布

25、置；（重點(diǎn)）2）工作面配電點(diǎn) 引入：停送電方便，設(shè)備多或距離采區(qū)變電所較遠(yuǎn)。組成：采區(qū)變電所-工作面配電點(diǎn)方式。2.3采掘工作面供電系統(tǒng) 綜采工作面機(jī)電設(shè)備的布置應(yīng)考慮運(yùn)輸巷道斷面、頂?shù)装宓刭|(zhì)情況以及瓦斯含量等因素，常見的布置方式分為4種。（1）方案大斷面單巷布置法 這種方案是現(xiàn)代化綜采供電的典型方案。通常將移動(dòng)變電站、工作面配電開關(guān)、乳化液泵和噴霧泵站統(tǒng)一放置在平板礦車上，并布置運(yùn)輸順槽可伸縮帶式輸送機(jī)的一側(cè)，隨著工作面的推進(jìn)而推進(jìn)。移動(dòng)變電站一般設(shè)置在距工作面150300m處，工作面每推進(jìn)100200m，變電站向前移動(dòng)一次。2.3采掘工作面供電系統(tǒng) 這種方案的優(yōu)點(diǎn)是供電距離短，低壓電纜電壓

26、損失小，液壓管路拉力損失小，設(shè)備移動(dòng)方便。缺點(diǎn)是巷道斷面大，開拓量大，支護(hù)成本高。2.3采掘工作面供電系統(tǒng)（2）方案小斷面雙巷布置法 將移動(dòng)變電站、乳化液泵站和噴霧泵站都布置在單獨(dú)的輔助巷道內(nèi)，每隔一定得距離，用聯(lián)絡(luò)巷與工作面運(yùn)輸巷道連通，通過聯(lián)絡(luò)巷向運(yùn)輸巷工作面供電。 這種方案適用于下一個(gè)工作面尚未回采，但其回風(fēng)巷已經(jīng)開拓完畢，這時(shí)就可在此巷布置上一工作面的移動(dòng)變電站、配電開關(guān)和泵站裝置。這樣可以使運(yùn)輸巷道斷面縮小，支護(hù)成本降低，適合于雙巷掘進(jìn)的開拓系統(tǒng)。2.3采掘工作面供電系統(tǒng)圖2-14 綜采工作面設(shè)備布置1-刮板輸送機(jī)；2-采煤機(jī)；3-破碎機(jī)；4-轉(zhuǎn)載機(jī)；5-帶式輸送機(jī)；6-液壓支架；7

27、-軌道；8-乳化液泵；9-配電開關(guān)組；10-移動(dòng)變電站2.3采掘工作面供電系統(tǒng)（3）方案定點(diǎn)布置法 將供電供液設(shè)備安裝在離工作面較遠(yuǎn)的短石門或硐室內(nèi)，并隨工作面的推進(jìn)而多次移動(dòng)。這種方法適合于頂板比較破碎，巷道維護(hù)困難同時(shí)走向長(zhǎng)度和工作面長(zhǎng)度不太長(zhǎng)的工作面。 其優(yōu)點(diǎn)是投資小，維護(hù)方便。圖2-15 綜采工作面設(shè)備布置1-運(yùn)輸大巷；2-短石門；3-斜巷；4-移動(dòng)變電站；5-泵站；6-運(yùn)輸巷；7-回風(fēng)巷；8-帶式輸送機(jī)；9-轉(zhuǎn)載機(jī)；10-破碎機(jī)； 11-液壓支架；12-采煤機(jī)；13-刮板輸送機(jī)2.3采掘工作面供電系統(tǒng)（4）其他方案 對(duì)于低瓦斯礦井的綜采工作面供電的移動(dòng)變電站，配電開關(guān)和泵站，可以設(shè)置

28、在回風(fēng)巷，也可以設(shè)置在進(jìn)風(fēng)的運(yùn)輸巷與回風(fēng)巷各設(shè)一部分。對(duì)于放頂煤綜采支架后的刮板輸送機(jī)等設(shè)備的配電點(diǎn)與移動(dòng)變電站，有的可設(shè)置在回風(fēng)巷內(nèi)。2.3采掘工作面供電系統(tǒng)三、綜掘工作面供電系統(tǒng) 掘進(jìn)工作面是獨(dú)頭巷道，容易發(fā)生瓦斯聚集，除了具有綜采工作面供電系統(tǒng)的要求外，其主要特點(diǎn)是安裝使用局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)。根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，對(duì)于低瓦斯的礦井掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)，可采用裝有選擇性漏電保護(hù)裝置的供電線路供電，或與采煤工作面分開供電。對(duì)于瓦斯噴出區(qū)域，高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井中，掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)的供電必須設(shè)有專用變壓器、專用開關(guān)、專用線路供電。若采用有選擇性漏電保護(hù)裝置的供電線路時(shí)，必須設(shè)有專人

29、每天檢查一次，保證局部通風(fēng)機(jī)的可靠運(yùn)行。2.3采掘工作面供電系統(tǒng) 使用局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)掘進(jìn)工作面的電氣設(shè)備裝有風(fēng)電閉鎖和瓦斯電閉鎖。以保證局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或掘進(jìn)巷內(nèi)瓦斯?jié)舛瘸迺r(shí)，能自動(dòng)切斷巷道中供風(fēng)區(qū)域內(nèi)電氣設(shè)備電源，防止瓦斯聚集引起爆炸事故的發(fā)生。 瓦斯電閉鎖是指掘進(jìn)工作面中設(shè)置的瓦斯檢測(cè)儀，當(dāng)探測(cè)到瓦斯超過規(guī)定濃度時(shí)，具有可自動(dòng)停掉動(dòng)力電源，只有瓦斯降低到規(guī)定限度（甲烷1%，二氧化碳1.5%）以下時(shí)方可送電的閉鎖裝置； 風(fēng)電閉鎖是指只有在通風(fēng)機(jī)正常通風(fēng)的條件下，掘進(jìn)工作面的動(dòng)力電源才能正式送電。一旦停風(fēng)，工作面內(nèi)動(dòng)力電源切斷，人員及時(shí)撤出。2.3采掘工作面供電系統(tǒng) 風(fēng)電閉鎖的作用是確保掘

30、進(jìn)動(dòng)力設(shè)備工作前應(yīng)先通風(fēng)吹散瓦斯，當(dāng)瓦斯含量降到0.5%以下時(shí)，再開掘進(jìn)動(dòng)力設(shè)備；由于故障原因局部通風(fēng)機(jī)停止通風(fēng)時(shí)，掘進(jìn)動(dòng)力也同時(shí)停電，這樣可防止由于電火花或機(jī)械火花引起的瓦斯爆炸事故。 風(fēng)電閉鎖是利用控制局部通風(fēng)機(jī)的磁力啟動(dòng)器與控制掘進(jìn)動(dòng)力設(shè)備的控制開關(guān)間連鎖控制來實(shí)現(xiàn)，也可用接在局部通風(fēng)機(jī)負(fù)荷電纜上開停傳感器、監(jiān)控分站或斷電儀控制掘進(jìn)工作面動(dòng)力設(shè)備的電源。2.3采掘工作面供電系統(tǒng) 瓦斯電閉鎖的作用是當(dāng)瓦斯噴出量大時(shí)局部通風(fēng)機(jī)不能將其及時(shí)吹散或稀釋時(shí)，則瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)掘進(jìn)工作面動(dòng)力電源實(shí)行閉鎖。當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1%時(shí)，瓦斯監(jiān)控器發(fā)生警報(bào)；當(dāng)瓦斯含量達(dá)到1.5%時(shí)，立即切斷掘進(jìn)工作面的動(dòng)力電源，

31、防止電火花和機(jī)械火花引起的瓦斯爆炸。 瓦斯電閉鎖是利用瓦斯傳感器將物理信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)過監(jiān)控分站調(diào)制后，經(jīng)瓦斯斷電儀使控制掘進(jìn)動(dòng)力設(shè)備總開關(guān)斷電。2.3采掘工作面供電系統(tǒng) 在實(shí)際生產(chǎn)中掘進(jìn)工作面移動(dòng)變電站及配電開關(guān)布置方式有兩種：一種是將供配電設(shè)備的平板礦車放置在巷道一側(cè)，距工作面80100m處，隨工作面的推進(jìn)而移動(dòng)；另一種是集中布置在掘進(jìn)巷道口進(jìn)風(fēng)巷處。究竟采用哪一種，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況、掘進(jìn)機(jī)電功率和供電距離來決定。 使用局部通風(fēng)機(jī)的掘進(jìn)工作面不得停風(fēng)，因檢修、停電等原因停風(fēng)時(shí)，必須撤出人員、切斷電源。恢復(fù)通風(fēng)前，只有局部通風(fēng)機(jī)及其開關(guān)附近10m內(nèi)風(fēng)流中的瓦斯含量不得超過0.5%時(shí)，方可

32、人工開動(dòng)局部通風(fēng)機(jī)。2.3采掘工作面供電系統(tǒng)煤礦井下的幾個(gè)場(chǎng)景礦井下水平大巷2.3采掘工作面供電系統(tǒng)煤礦井下的一些機(jī)電設(shè)備液壓支架采煤機(jī)皮帶運(yùn)輸機(jī)刮板輸送機(jī)通風(fēng)機(jī)2.4井下供電安全的要求與規(guī)章制度一、煤礦安全規(guī)程對(duì)井下供電的要求向井下供電的電源不得少于兩回路，當(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時(shí)，另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。 供電線路運(yùn)行方式分為：兩回路分列運(yùn)行方式和一回路運(yùn)行時(shí)，另一回路必須帶電備用方式，以保證供電的連續(xù)性。2.4井下供電安全的要求與規(guī)章制度42.4井下供電安全的要求與規(guī)章制度嚴(yán)禁將井下供電變壓器或井下變壓器的中性點(diǎn)直接接地。 煤礦安全規(guī)程規(guī)定，向井下供電變壓器或井下變壓器的中性點(diǎn)

33、嚴(yán)禁直接接地。這是因?yàn)樽儔浩髦行渣c(diǎn)直接接地的供電方式，雖然一臺(tái)變壓器可以輸出兩種電壓，并且發(fā)生單相接地時(shí)非故障相的對(duì)地電壓不大于相電壓等優(yōu)點(diǎn)，但與中性點(diǎn)不接地供電方式相比較，仍存在如下主要問題：2.4井下供電安全的要求與規(guī)章制度當(dāng)發(fā)生觸電事故后，通過人身觸電電流為相電壓與人身電阻的比值，其電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人身安全極限電流。 單相接地短路電流太大，容易引起供電設(shè)備和電纜損壞或爆炸著火事故；同時(shí)接地點(diǎn)產(chǎn)生電弧，容易引起瓦斯和煤層爆炸事故和引起電雷管先期引爆事故。采用電壓器中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的供電方式主要用在由地面向井下供電變壓器上，是防止礦井高壓電網(wǎng)的單相接地電流超過20A時(shí)，將在接地故障點(diǎn)出現(xiàn)斷續(xù)

34、電弧引起電火災(zāi)和電雷管超前引爆事故。2.4井下供電安全的要求與規(guī)章制度 礦井低壓電網(wǎng)中實(shí)際采用的是人為中性點(diǎn)的接地方式，在于補(bǔ)償人體觸電后通過人體的電流，減小觸電的危險(xiǎn)。經(jīng)由地面架空線路引入井下的供電線路，必須在入口處裝設(shè)防雷電裝置，接地電阻不得大于5，兩接地極間距離應(yīng)大于5m；通訊線路必須在入井處裝設(shè)熔斷器和避雷器，接地電阻不得大于1。其目的在于防止地面雷電波及井下引起瓦斯、煤塵及著火危害。電器設(shè)備在入井前，應(yīng)檢查“差別品合格證”、“防爆合格證”、“煤礦產(chǎn)品安全標(biāo)志（MA）”及安全性能。2.4井下供電安全的要求與規(guī)章制度二、安全用電作業(yè)制度 安全用電作業(yè)制度是保證安全用電、職工人身安全和減少

35、或杜絕電氣事故、促進(jìn)安全生產(chǎn)、提高經(jīng)濟(jì)效益的重要保證。井下安全作業(yè)主要制度如下：（1）停送電制度（2）工作票制度（3）工作許可制度（4）高壓操作、試驗(yàn)與監(jiān)護(hù)制度（5）三無、四有、兩齊、三全、三堅(jiān)持制度（6）井下電氣十不準(zhǔn)制度2.4井下供電安全的要求與規(guī)章制度（1）停送電制度 為了保證安全用電，防止人身觸電，電氣設(shè)備在進(jìn)行檢修、搬遷等作業(yè)時(shí)，必須遵守停電、驗(yàn)電、放電、裝設(shè)接地線、設(shè)置遮攔和懸掛標(biāo)示牌等規(guī)定程序，嚴(yán)禁帶電作業(yè)。 電氣設(shè)備在進(jìn)行停電檢修時(shí)，必須嚴(yán)格執(zhí)行誰停電、誰送電的制度，中間不得換人，嚴(yán)禁約時(shí)停、送電。2.4井下供電安全的要求與規(guī)章制度（2）工作票制度 對(duì)井下高壓電氣設(shè)備進(jìn)行檢修及

36、對(duì)重要線路和工作場(chǎng)所進(jìn)行停、送電時(shí)，都必須執(zhí)行工作票制度，工作票上包括工作地點(diǎn)、工作內(nèi)容、工作起止時(shí)間、工作負(fù)責(zé)人、工作許可人、工作人員的姓名、注意事項(xiàng)和安全措施等。2.4井下供電安全的要求與規(guī)章制度（3）工作許可制度 對(duì)井下高壓電氣設(shè)備必須經(jīng)礦生產(chǎn)調(diào)度的許可方能進(jìn)行檢修操作，對(duì)采區(qū)內(nèi)的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行檢修時(shí)，一般由采區(qū)自行決定，但影響較大時(shí)，應(yīng)征得礦生產(chǎn)調(diào)度的同意。 在井下搬遷或增減電氣設(shè)備時(shí)，必須經(jīng)過電器管理部門審批，在具體進(jìn)行各項(xiàng)檢修時(shí)、操作時(shí)，還必須得到工作現(xiàn)場(chǎng)值班人員的許可。2.4井下供電安全的要求與規(guī)章制度（4）高壓操作、試驗(yàn)與監(jiān)護(hù)制度 在進(jìn)行井下高壓操作時(shí)，應(yīng)由操作人員填寫操作票，操作票中應(yīng)寫明操作設(shè)備及操作順序。操作人員必須使用經(jīng)過合格檢驗(yàn)的專用絕緣工具，堅(jiān)持一人操作，一人監(jiān)護(hù)的制度。 在井下實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須有瓦斯檢測(cè)員在場(chǎng)檢查，只有瓦斯含量在1%以下時(shí)，才允許試驗(yàn)和放電。試驗(yàn)