2023年浅谈矿井供电的现状与发展.doc

永城职业学院毕业设计〔论文〕 浅谈矿井供电的现状与开展 教学单位 永城职业学院 学生学号 2023012046 永城职业学院 毕 业 论 文 题 目 矿井供电的现状与开展 年 级： 2023级 学 号： 2023012025 姓 名： 张金盼 专 业： 矿山机电 指导教师： 孔祥伟 2011 年 6 月 17 日 永城职业学院毕业设计〔论文〕评价表 指导老师评语： 指导老师签字： 年 月 日 评审组意见 成绩评定： 评审组组长签字： 年 月 日 矿井供电的现状与开展 ： 电力是现代工矿企业生产所需的主要能能源，工矿企业中的绝大多数生产机械都直接或间接的以电力为动力源，电力系统可靠、安全、经济、合理地运行对对工矿企业至关重要。 由于煤矿生产是井下作业，生产场所空间狭小，空气潮湿，顶板有压力，井下有涌水而且还有瓦斯和煤尘。特别是采掘工作面，电气设备移动频繁，负荷变化大；大型采掘设备直接启动，强大的电流冲击着电网，因此，矿井供电必须保证安全、可靠、经济，且有良好的供电质量和供电能力。 关键词 安全，可靠，经济 目录 第一章 前言 5 第二章 矿井供电的概述 6 2.1煤矿对供电的根本要求 6 2.2煤矿常用的电压等级 7 2.3矿井供电系统 8 2.3.1深井供电系统 8 2.3.2浅井供电系 10 2.4井下变电所 12 第三章 井下供电安全技术 14 3.1电火灾及其预防 14 3.1.1矿井火灾 14 3.1.2电火灾产生的原因 14 3.1.3电火灾的预防措施 14 3.2井下电气设备的三大保护 15 3.3矿井供电必须符合的安全要求 17 第四章 矿井供电的现状 19 4.1供电的现状 19 4.2国产供电系统与国际先进水平的主要差距 20 第五章 矿井供电的开展趋势 21 5.1矿井供电的开展 21 5.2开展趋势 22 第六章 结束语 24 参考文献 25 第一章 前言 电力是现代煤炭工业的主要动力，在煤炭生产中占有十分重要的地位。电力可以方便、经济地远距离输送和分配，也可以方便地和其它各种能量形式相互转换，并且在使用中还具有便于调度、测量和实现自动控制的优点；在煤炭企业中，矿山的电气化还是煤炭生产自动化及最新科学技术成就在煤矿推广应用的技术根底；从安全的角度上讲，由于煤炭生产中存在着各种自然灾害，而这些灾害的预防、预报和排除，也直接或间接地取决于矿山供电的正常与否。由此可见，矿山供电工作不仅直接影响矿山企业的高效生产，而且关系着矿井和工作人员的人身安全。因此，煤炭企业对供电工作提出了严格的要求。电力系统的可靠、安全、经济、合理的运行对工矿企业至关重要 第二章 矿井供电的概述 2.1煤矿对供电的根本要求 〔1〕供电可靠。即要求供电不中断。对煤矿的供电一旦中断，不仅会造成全矿停产，而且会导致保证矿井安全生产的一些重要设备〔如水泵、通风机〕停止运转，危及矿井及井下工人的安全。因此，为保证矿井安全生产，要求煤矿实行连续供电。根据负荷的重要程度，煤矿电力负荷分为三类，各类负荷对供电可靠性的要求不同，采取的供电方式也不同。 ①一类负荷 凡因突然中断供电会导致人身伤亡事故，或损坏重要设备且难以修复，或给国民经济带来很大损失的负荷为一类负荷 。如主通风机、提升人员的立井提升机、井下主排水泵、高瓦斯矿井的区域通风机以及上述设备的辅助设备等。对一类负荷供电必须有可靠的供电电源，一般是由变电所引出的独立双回路供电。 ②二类负荷 凡因突然中断供电会造成较大经济损失的负荷为二类负荷。生产设备大多是二类负荷，如非提升人员的主井提升机、压风机以及没有一类负荷的井下变电所等。对大型矿井的二类负荷，一般采用具有供电电源的供电方式。对中小型矿井采用专线供电即可。 ③三类负荷 不属于一、二类负荷的所有负荷都属于三类负荷。如生产辅助设备、家属区、办公楼、机修厂等。对三类负荷供电的可靠性没有特殊要求，可采用一条线向多个负荷供电，以减少设备投资。 为确保安全生产，当供电系统发生故障或检修需要限电时，对三类负荷可全部停止供电，对二类负荷可局部或全部停电，以确保对一类负荷的不间断供电。 〔2〕供电安全。电能有它的特殊性，使用中稍有疏忽，就会导致人身触电、电火灾等事故的发生。煤矿主要是地下作业，工作环境和地面有很大的差异，特别是存在有爆炸危险的瓦斯和煤尘，因而不仅发生人身触电和电火灾的可能性比地面大，而且会导致瓦斯、煤尘爆炸严重后果。因此，煤矿供电必须保证安全，严格遵守煤矿安全规程的有关规定。 〔3〕有良好的供电质量。这主要是指供电频率和供电电压偏离额定值的幅度不超过允许的范围。否那么，电气设备的远行情况将会显著恶化，甚至损坏电气设备。我国规定一般电力设备使用的交流供电标准频率为50赫兹。偏差不超过±0.2～±0.5。电压不超过±7％。 〔4〕有足够的供电能力。这不仅要求电力系统或发电厂能供给煤矿充足的电量，而且要求矿井供电系统的各项供电设施，具有足够的供电能力。 〔5〕供电经济。在以上四项根本要求的根底上，尽量做到供电系统简单、操作方便、根本建设投资和运行维护费用低。此外，考虑到以后的开展，在煤矿供电设计时还应该留有扩建的余地。 2.2煤矿常用的电压等级 井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，应符合以下要求 交流： 35KV——地面变电所的电源进线电压。 10KV——地面变电所的电源或下井电压以及大型设备的动力用电电压。 6KV——目前煤矿大型设备的主要动力用电电压以及下井电压。 3.3KV——大型综采工作面及高产高效工作面的动力用电电压。 1140V——一般综采工作面的常用动力电压。 660V——井下采掘运等设备的动力用电电压。 380V——地面低压动力或小型矿井井下的动力用电电压。 220V——地面照明或单相电器的用电电压。 127V——井下电钻、照明及信号装置的用电电压。 36V——矿用电器控制回路常用电压 直流： 250V(550V)——井下架线式电机车的用电低压。 110V(220V) ——地面变电所直流操作、继电保护的直流电源和大型提升机控制系统的电源。 2.3矿井供电系统 由矿井的各级变电所、各电压等级的配电线路共同构成了矿井供电系统。对矿井的供电一般采用两种典型方式：深井供电系统和浅井供电系统。 2.3.1深井供电系统 当煤层埋藏较深、井田范围较大、井下用电量较大时一般采用深井供电系统。其特征为：由地面变电所、井下变电所和采区变电所构成三级高压供电。图01为典型的深井供电系统。 图01深井供电系统简图 (1〕地面变电所电源为双回路，电源进线电压为35KV，经主变压器将电压变为6KV或10KV，再经6〔10〕KV母线将电能分配给地面各高压设备，其中一、二类负荷分别由两段母线供电；并用双回路高压电缆通过井筒向井下中央变电所供电。地面变电所还设有低压变压器，将6〔10〕KV电压变为380V/220V向地面低压动力及照明负荷供电。 (2〕井下中央变电所的分段母线和高压配电箱将6〔10〕KV高压电能分配给井底车场附近的高压用电设备和各采区变电所，注水泵、电机车的变流设备等一、二类负荷分别由两段母线供电。井下中央变电所设有动力变压器，将6〔10〕KV电压变为660V或380V，向井底车场附近的低压动力设备供电；还设有照明变压器综合装置，将电压变为127V，向井底车场附近巷道或硐室中的照明设备供电。 (3〕采区变电所设置的动力变压器将电压变到660V或380V，通过低压电缆分送到低压配电点，再有工作面配电点分送到工作面及附近巷道的各用电设备，配电点还设有煤电钻变压器综合装置将电压变为127V，向工作面的煤电钻供电。采区变电所及附近巷道中的照明由设在采区变电所中的照明信号综合装置等供电。假设采区内有综采工作面，6〔10〕KV电能由采区变电所中的高压配电箱送到工作面附近平巷中的移动变电站，经移动变电站将电压变为1140V，再送到工作配电点。 2.3.2浅井供电系 图02浅井供电系统简图 浅井供电系统适应于煤层埋藏较浅且负荷较小的中、小型矿井。图02为一个较典型的浅井供电系统。 (1〕井底车场及其附近巷道的低压用电设备，可由设在地面变电所配电变压器T4、T5的低压母线引出的低压电缆通过井筒送到井底车场配电所供电。井下架线电机车所用的直流电源，可由地面变电所整流后用电缆沿井筒送到井底车场配电所获得。 (2〕当采区负荷不大且没有高压用电设备时，采区用电由地面变电所经高压架空线路，将高压电能送到设在采区上方的地面变电所，然后将电能变为660V或380V后，用低压电缆经钻孔送到采区配电所，由采区配电所再送到工作面配电点和低压用电设备。 (3〕当采区负荷较大且有高压用电设备时，用高压电缆经钻孔将高压电能送到井下采区变电所，然后变压给采区负荷供电。 在浅井供电系统中，为防止钻孔孔壁塌落的挤压，电缆应穿钢管敷设。 采用浅井供电系统，可节省昂贵的井下高压电气设备和电缆，减少井下变电硐室的开拓量和触电的危险，比拟经济、安全。其缺乏之外是需钻孔和敷设钢管，且钢管不能回收。 矿井究竟用哪种供电方式，应根据具体情况进行比拟后确定。 2.4井下变电所 井下变电所包括井下中央变电所、采区变电所、工作面配电点或移动变电站和上下压电缆网。 井下中央变电所由两回路或更多高压电缆供电，并引自地面变电所的不同母线段。任一回路停止供电时，其余回路能担负全部负荷。馈电电缆一般沿副井井筒敷设，使用钢丝铠装不滴流电缆。中央变电所一般设在井底车场附近靠水泵房的硐室内，经高压配电箱，用橡套电缆向井下水泵房、变流站、采区变电所供电，并经降压变压器供给车场附近的低压动力及照明。井下多水平开采时，需在每一水平设一中央变电所。 采区变电所一般设在靠近采区的上山或石门运输巷〔见矿山井巷〕中。变电所硐室内设有高压防爆配电箱、变压器和低压馈电开关，向采区各低压负荷供电。 工作面配电点在回采工作面附近，负荷比拟集中，一般设工作面配电点，以便于操作、移动并少用橡套电缆，从采区变电所到配电点一般采用低压橡套电缆，经总的馈电开关和各自的防爆磁力起动器用橡套电缆分头向各负荷供电。对装备容量大的采掘工作面，可借助移动变电站将6kV高压直接深入负荷中心，缩短低压供电距离，改善供电电压质量。移动变电站放在工作面附近的平巷里，它由高压开关、干式变压器和低压馈电开关组成，可借助轨道或单轨吊车沿平巷移动。高压侧用屏蔽电缆、高压电缆连接器和进线连接，移动时拆装方便。上下压的屏蔽电缆都配有漏电保护装置，确保供电安全。在负荷较按变压器中性点接法不同，井下供电分：①中性点直接接地系统:单相接地故障电流大，容易引起火灾、瓦斯爆炸和人身触电危险，煤矿中不宜采用；②中性点经阻抗接地系统：可将单相接地电流限制在适当值内，英、美、加、澳等国采用；③中性点绝缘不接地系统