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1一煤矿供电系统（一）、煤矿供电基础知识1、电力用户分类•（1）一级用户：主通风、主排水、升降人员的立井提升机、抽放瓦斯泵。对供电要求：双电源、双回路。•（2）二级用户：主提升（煤）、空压机、采、掘、运等。对供电要求：双回路。•（3）三级用户：机修厂、木工厂、生活用电。对供电要求：单一回路供电。•当须限电时先停三级用户用电；保证二级全部或部分供电；确保一级用户不间断供电。2•2、煤矿供电系统的组成•煤矿电能由电力系统提供，煤矿供电系统由地面变电所、井下中央变电所、采区变电所（移动变电站）、输配电线路、及一些配电点组成。•3、电压等级•《煤矿安全规程》对井下电压等级的规定：1）、高压不超过10000V。•2）、低压不超过1140V；常用的有1140V综采、综掘机械；660V机械化采煤设备；380V井下小型动力；127V井下照明，通讯，信号；远距离控制不超过36V。•采区采用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。3避雷器电压互感器主提升机地面低压副井提升机空压机通风机通风机空压机副井提升机避雷器避雷器电压互感器电压互感器母线联络开关母线联络开关×至井下中央变电所进线开关母线出线开关至井下中央变电所×电压互感器2#电源避雷器2#主变压器×备用主提升机地面变电所35/6KV受电1#主变压器变电配电35KV1#电源×一次接线10KV（6KV）×二次接线进线开关母线出线开关35KV变电所10KV变电所6KV变电所35KV4皮带机绞车房一采区变电所井底车场低压动力井筒出线柜出线柜出线柜出线柜出线柜出线柜出线柜出线柜出线柜出线柜出线柜母联柜四采区备用变流设备三采区主水泵主水泵二采区变流设备备用一采区6KV660V660V自地面变电所进线柜进线柜6KV6KV电缆电缆6KV电缆出线柜出线柜矿用高压配电箱井下中央变电所矿用变压器矿用高压开关柜矿用高压开关柜矿用低压自动开关配电点矿用变压器移动变电站（660V）工作面配电点1140V综采工作面设备5•（二）井下中央变电所及附近机电硐室•1、井下中央变电所位于井底车场附近，主要是供主水泵、车场附近照明负荷及给各采区变电所、移动变电站配电。•2、井下中央变电所机电硐室的主要设备有：单母线分段的矿用一般型或矿用安全型高压配电装置，矿用变压器、照明综保装置等。（三）采区供电系统采区供电系统是矿井供电系统的主要组成部分，采区变电所的常用设备包括：•1、采区变电所配有高压配电装置、矿用干式变压器等高压设备。•2、采区变电所配有低压真空馈电开关、照明综保等低压配电设备。6（四）安全设施要求•1、井下机电硐室内必须设置灭火沙箱、灭火工具、器材。•2、永久性井下中央变电所和井底车场内的其他机电设备硐室，应砌碹或用其他可靠的方式支护。采区变电所应用不燃性材料支护。•3、变电硐室长度超过6m时，必须在硐室的两端各设1个出口。•4、硐室内的设备，必须分别编号，标明用途，并有停送电的标志。•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。7（五）采掘工作面的供电向采煤、开拓、掘进工作面供电时，由于采煤工作面负荷集中而且较大，开拓、掘进工作面一般开掘巷道较长，距采区变电所较远，往往采用移动变电站的供电方式。采煤工作面的低压配电，可根据采煤工作面的供电负荷的容量选择一台或两台移动变电站，俗称配电点。可通过配电点集中控制台的操作按钮使开关分别向采煤机、运输机、破碎机、转载机、液压泵和清水泵供电，并能实现连锁与停电。8•（六）移动变电站•1、移动变电站是一种向综采、综掘工作面大型机械设备牵引电机就近供电的成套变配电装置。输入高压为10000V或6000V可变成高压3300V、低压1140V或660V。•2、移动变电站由高压配电开关、干式移动变压器（由高压隔离开关、隔爆干式变压器、隔爆低压馈电开关，三位一体组合而成）、低压配电开关、乳化液站、集中信号控制系统组成。一般都装于平板矿车上便于移动。9（七）使用局部通风机通风的掘进工作面，必须做到如下几点：（1）甲烷风电闭锁与甲烷闭锁1.风电闭锁是指为掘进工作面供风的局部通风机供风后，其工作面的瓦斯浓度在《规程》的制定范围以内，才可人工为该工作面动力电源线路的电气连锁。其作用是防止停风或瓦斯超限的掘进工作面在送电后产生电火花，造成瓦斯燃烧或爆炸。2.甲烷电闭锁是指掘进工作面正常供风或停风的状态下，瓦斯浓度超过规定值或整定值。切断掘进工作面的动力电源，这种瓦斯监控装置与动力电源开关间的连锁，称为瓦斯电闭锁。其作用是防止正常通风产生局部瓦斯积聚时，造成电火源引发瓦斯爆炸事故。102）对局部通风机的供电要求：2.《规程》规定：瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中，掘进工作面的局部通风机应采用“三专”（专用变压器、专用开关、专用线路）供电；11二、矿井供电要求及其安全检查点（1）矿井供电应有双回路电源线路。当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井负荷。年产6万吨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。（2）矿井双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。（3）10kV及其以下的矿井架空电源线路不得共杆架设。（4）矿井电源线路上严禁装设负荷定量器。（5）对井下各水平中央变（配）电所、主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。（6）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。12（7）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。（8）井下各级配电电压和各种电气的额定电压等级，应符合下列要求：高压，不超过10000V；低压，不超过1140V；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；远距离控制线路的额定电压，不超过36V；采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。（9）井下低压配电系统同时存在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。（10）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、信号等线路平面敷设示意图，并随着情况变化定期填绘。13（11）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用产品质量监督检验部门合格后，方可投入运行。（12）井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备，应具有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。井下由采区变电所、移动变电站或配点电引出的馈电线上，应装设短路、过负荷和漏电保护装置。低压电动机的控制设备，应具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。（13）直接向井下供电的高压馈电线上，严禁装设自动重合闸。手动合闸时，必须事先同井下联系。14（14）井上、下必须装设防雷电装置，并遵守下列规定：①经由地面架空线路引入井下的供电线路和电机车架线，必须在入井处装设防雷电装置。②由地面直接入井的轨道及露天架空引入（出）的管路，必须在井口附近将金属体进行不少于2处的良好集中接地。③通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷电装置。（15）永久性井下中央变电所和井底车场内的其他机电设备硐室，应砌碹或用其他可靠的方式支护。井下中央变电所和主要排水泵房的地面标高，应分别比其出口与井底车场或大巷连接处的底板标高高出0.5m。15•三、井下供电系统三大保护•①过流保护：包括短路和过负荷保护。短路故障是供电系统最严重的故障，也是发生频率较高的故障。所谓短路就是不等电位的导体在电气上被短接。低压系统短路电流可达几百至几千安，高压系统短路电流可达几万至几十万安。大电流所产生的动、热效应使电气设备损坏，造成供电中断。发生短路故障时，必须尽快使故障线路退出系统。熔断保护是最简单的短路保护。继电保护是通过继电器动作使断路器跳闸实现保护。16造成过流的故障原因短路过负荷断相绝缘击穿机械损伤误操作电源电压过低重载起动机械性堵转熔断器有一相熔断接线连接不牢电缆芯线一相断线17②漏电保护：电流不经过用电器而从大地（或地线）直接流回电源称为漏电。漏电保护一般采用零序电流保护、零序功率方向保护、附加直流电源保护；•漏电保护的类型•漏电闭锁—在开关合闸之前对电网的绝缘电阻进行检测，如果电网的对地绝缘电阻值低于规定的漏电闭锁动作电阻值，则使开关不能合闸，起闭锁作用。•漏电跳闸—在电网的对地绝缘电阻值降低到规定的跳闸动作电阻值，或人触及一相线路时，能使线路开关跳闸，切断电源。•18•③保护接地：电气设备的金属外壳，由于绝缘损坏有可能带有危险电压，危及人身安全。将电气设备的金属外壳接地叫保护接地。保护接地可降低人身触电的危害。在有保护接地的地方，当电气设备单相碰壳时，电流经接地装置流向大地。接地装置的电阻越小，人身触电的危险越小。见图1。19井下36V以上的金属外壳、构架等都必须设保护接地。IdRdI人R人I人=IdRd/R人保护接地工作原理图2021井筒井底水窝井下中央变电所高压配电装置接地母线主接地极副水仓主水仓DWDWDW辅助接地线局部接地极采煤机22井下接地电阻一般不进行计算，但每季度至少测定一次，并满足：接地网上任一保护接地点测得的电阻值不得超过2欧姆；移动式、手持式设备至局部接地极之间的保护接地用的接地芯线的电阻不得超过1欧姆。煤矿通风安全监控系统的机房接地电阻应每年进行1次测量，根据GB50174-93标准，电子计算机房的交流工作接地，安全保护接地的接地电阻不大于4欧姆。23•井下保护接地要求（《煤矿井下保护接地装置的安装、检查、测定工作细则》摘录）一.保护接地的通用规定（1）电气设备绝缘损坏时，在设备金属外壳上和电缆的钢带（或钢丝）上会产生危险电压，人若接触上，就会发生触电事故。保护接地就是为了避免人身触电事故的发生。（2）36V以上的电气设备的金属外壳、构架、铠装电缆的钢带（或钢丝）、铅皮和橡套（塑料）电缆的接地或屏蔽护套等均必须接地。在矿井中禁止使用无接地芯线（或无其它可供接地的保护套，如铅皮、铜套等）的橡套电缆或塑料电缆（3）所有必须接地的设备和局部接地装置，都要和总接地网连接。（4）主接地极应浸入水仓中，主副水仓必须各设一块。矿井有几个水平时，每个水平的总接地网都要与主副水仓中的主接地极连接。24（5）在下列地点应装设局部接地极：①每个采区变电所（包括移动变电站和移动变压器）。②每个装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。③每个低压配电点或装有3台以上电气设备的地点。④无低压配电点的采煤工作面的机巷、回风巷、集中运输巷（胶带运输巷）以及由变电所单独供电的掘进工作面，至少要分别装设一个局部接地极。⑤连接动力铠装电缆的每个接线盒以及高压电缆接线装置。（6）局部接地极最好设于巷道水沟内，无水沟时应埋设在潮湿的地方。25（7）矿井内所有需要接地的设备，均通过接地用的连接导线直接与接地母线（或辅助接地母线）或铠装电缆的钢带（钢丝）、铅皮套或橡套（塑料）电缆的接地芯线（或接地护套）相连接。而接地母线（或辅助接地母线）与连接在一起的所有电缆的接地部分，又均通过各接地导线与各局部接地极相连接，最后都汇集到主接地极上，从而构成一个全矿井内完整的不间断的总接地网。（8）矿井内分区从井上独立供电（包括钻孔供电），可以单独在井下或井上设置分区的主接地极，但其总接地网的接地电阻应满足要求。（9）严禁井下配电变压器中性点直接接地,严禁由地面上中性点直接接地的变压器或发电机向井下供电,。（10）每台设备均必须用独立的连接导线与接地网（接地母线、辅助接地母线）直接相连，禁止将几台设备串联接地，也禁止将几个接地部分串联。26（11）接地母线及变电所的辅助接地母线，应采用断面不小于50ｍ㎡的裸铜线、断面不小于100ｍ㎡的镀锌铁线或厚度不小4mm、断面不小于100ｍ㎡的镀锌扁钢。采区配电点及其它机电硐室的辅助接地母线，应采用断面不小于25ｍ㎡的裸铜线、断