⑴ 煤礦供電系統的要求供電電壓等級及確定原則,煤礦常用電壓等級及用途
根據1986年版《煤礦安全規程》中規定,井下配電電壓高壓不應超過7000V。而這一規定與電力部門採用10kV作為城鄉及工礦企業和農業排灌的供電電壓相矛盾。1992年版《煤礦安全規程》中規定,井下配電電壓高壓不應超過10000V,為發展10kV電賣拆陸壓直接下井供電創造了條件。由於目前煤礦井下供電絕大多數採用6kV電壓供電,因此很有必要在經濟上和技術上分析一下發展煤礦10kV電壓直接下井供電的意義。
1 從技中頃術上分析10kV電壓下井的意義
1.1 提高輸電能力
10kV線路輸送的三相有功功率為:
6kV線路輸送的三相有功功率為:
設:Z10=Z6,cosψ10=cosψ6
得:P10/P6=U210/U26=102/62=2.8
即在線路阻抗與負荷功率因數相等的條件下,10kV線路的輸電能力是6kV線路的2.8倍。
1.2 降低電能損耗
10kV線路的有功損耗為:
ΔP10=3I210R10=(P10/U10cosψ10)2R10
6kV線路的有功損耗為:
ΔP6=3I26R6=(P6/U6cosψ6)2R6
設:P10=P6,cosψ10=cosψ6,R10=R6
得:ΔP10/ΔP6=U26/U210=62/102=0.36
即在輸送功率、線路阻抗與負荷功率因數相等的條件下,10kV線路的有功損耗僅為6kV線路的36%,且同理可得兩種線路的無功損耗比較結果。
1.3 簡化電氣接線
簡化電氣接線,可提高供電可靠性,減少投資和運行等費用,且能和電力系統採用的供電電壓保持一致。
對一些中小型礦井,由於負荷較小,一般可不設35kV變電所,電源就近取自電力系統的10kV電網。因而供電系統大為簡化,且提高了供電可靠性,同時節約了大量投資和運行費用。特別是近幾年來,煤礦第三產業的蓬勃興起,很多礦井辦起了熱電廠,其宗旨是:自發自用,多餘上網,但往往在熱電廠接入系統的問題上與電力部門發生矛盾,他們有時要求我們的熱電廠採用10kV系統並網,因而我們礦井只能再新建10kV升壓站,這樣就增加了變電環節,造成了大量浪費。比如,我們設計並已投運的嶺子熱電廠和臨沂礦務局熱電廠,根據礦井熱電廠「自發自用」的原則,我們設計了6kV系統;又根據礦井熱電廠「多餘上網」的原則,我們設計了10kV上網系統。這樣就增加了許多電器設備及土建設施,經粗略計算,多投資約500萬元,這還不包括這些設備的運行費用及其它。
1.4 減少電網短路電流
10kV系統短路電流為:
I10=IB10/X*.10
6kV系統短路電流為:
I6=IB6/X*.6
設 SB10=SB6,X*.10=X*.6
得 I10/I6=IB10/IB6=5.5/9.16=60%
即在同一地點和相同短路容量的條件下,10kV電網的短路電流只是6kV電網短路電流的60%,這使得10kV系統的電氣設備的動穩定、熱穩定校驗都優於6kV系統的電氣設備。
1.5 對於單相接地電容電流的分析
根據《煤礦安全規程》中規定 :礦井高壓電網的單相接地電容電流不得超過20A。因此,這個電流值越大,對井下安全越是不利。這在大型礦井中尤為突出。由於單相接地電容電流與電網電壓和電網中電纜和架空線路的長度近似成正比。如果在相同負荷條件下,一回10kV線路可以代替幾回6kV線路,從而使電網中線路長度減少,抵消了由於電壓升高所引起的單相接地電容電流的增加。但是,計算10kV系統的單相接地電容電流還應包括10kV電源進線的對側10kV母線所帶的其它10kV線路,因此,要根據不同情況作具體的分析計算。
1.6 能提高供電質量
頻率和電壓是標志電能質量的兩個基本指標,雖然它們主要是由電網來調整,但對用戶來說,供電質量主要是指供電末端的電壓質量,即線路電壓損失百分值要小,末端電壓與首端電壓的相位差要小。
圖1 電壓相量圖
圖1表示了以受端電壓UM6、UM10為參考軸而畫出的電壓相量圖,假設兩種系統在線路阻抗、負荷電流、負荷功率因數都相等的條件下,御洞則兩種系統的電壓損失有效值相等,即:
ΔU10=ΔU6=IRcosψ+IXsinψ
10kV線路電壓損失百分值為
ΔU10%=(ΔU10/U10)×100%
6kV線路電壓損失百分值為
ΔU6%=(ΔU6/U6)×100%
可見,即使在輸送功率提高了1.7倍情況下,10kV線路的電壓損失百分值是6kV線路的60%,從而相對來說減少了線路的電壓損失。
此外,從圖中可得:
sinθ10=c′b′/U10
sinθ6=cb/U6
cb=c′b′
sinθ10/sinθ6=0.6
2 從經濟上分析10kV電壓下井的意義
從以上分析可以看出,10kV系統供電比6kV系統供電有著許多優點,尤其在節能和供電系統的年運行費上更顯示其優越性。當然,10kV系統的電氣設備要比6kV系統電氣設備費用高約10%~15%;10kV的用電設備費用比6kV的用電設備高約20%~30%。可見應根據實際情況做經濟技術方案比較。下面舉例分析,年產45萬噸的泗河煤礦,全礦Pjs=2319kW,Qjs=661kVAR,S=2411kVA。
表1為泗河煤礦供電方案經濟技術比較表,可以看出,該礦建設10kV變電所,且採用10kV向井下供電,技術合理,經濟效益顯著,相信它將在礦井投產後發揮重要作用。
表1 泗河煤礦供電方案經濟技術比較表
項 目 Ⅰ方案
10kV變電所
Ⅱ方案
10/6kV變電所 Ⅲ方案
35/6kV變電所
電力負荷(kW) 2319 2319 2319
設備投資(萬元) 308 350 530
建築投資(萬元) 52 60 95
一次投資(萬元) 360 410 625
年運行費(萬元) 78 85 101
佔地面積(m2) 1200 1700 2000
綜上所述,10kV系統在可靠性、經濟投資、輸送容量、電能損耗、電壓質量、與電力部門的電網並網等諸方面均優於6kV系統。整套用於礦井的10kV礦用成套電氣設備,1986年列入國家「七五」攻關項目,於1991年2月通過能源部技術鑒定。1990年能源部以能源技(1990)176號文,向全國煤礦通報推廣10kV下井供電技術。可見,採用10kV電壓直接下井供電將是煤礦井下供電的發展方向,礦井採用10kV下井供電不僅是必要的,也是完全可行的。
⑵ 煤礦企業對供電的要求
煤礦企業因其井下存在著五大自燃災害,對供電有特殊的要求:
1、應有兩迴路供電電源,任一迴路停止供電時,另一迴路應能承擔礦井全部負荷。
2、礦井兩迴路電源線路虧慶上,不鬧空渣得分接任何負荷。
3、礦井電源應採用液悄並列運行方式,一迴路運行時另一迴路必須帶電備用。
4、10KV及以下的架空電源線路不得共桿架設。
5、礦井電源線路上嚴禁設負荷定量器。
⑶ 煤礦井下供電「三無四有兩齊三全三堅持」各指的什麼內容
1、「三無」是無雞爪子、無羊尾巴、無明接頭。
2、「四有」是有過電流和漏電保護、有螺釘和彈簧墊、有密封圈和擋板鄭配、有接地裝置。
3、「兩齊」是電纜吊掛整齊、設備硐室清潔整齊。
4、「三全」是防護裝置全、絕緣用具全、圖紙資料全。
5、「三堅持」是堅持使用檢查漏電器;堅持使用煤電鑽、照明、信號綜合保護;堅持使用風電和瓦斯電閉鎖。
井下供電基本要求:
電力是煤礦的主要能源,為確保安全供電和生產,煤礦對供電有四個要求:
1、供電安全
供電安全包括人身安全、礦井安全、設備安全三個方面。
2、供電可靠
供電可靠是指不間斷供電。根據負荷的重要程度,煤礦電力負荷分為三類,各類負荷對供電的可靠性要求不同,採取的供電方式也不同。
3、供電質量
供電質量是指供電電壓、頻率基本穩定為額定值。我國煤礦一般要求電壓允許偏差不超過額定電壓的±5%,頻率允許偏差不差過±(0.2~0.5)赫茲。
4、供電經濟
供電經濟是指礦井供電系統的投資、電能損耗及維護費用盡量少。這就要求合理的確定供電系統,優選質量高、損耗少、價格低的系統設備,但是必須在滿足上述三個要求的前提下,盡量保證供電的經濟性。此外,考慮到以後的發展,在煤礦供電設計時還應留有擴建的餘地。
(3)煤礦供電電源配置執行什麼標准擴展閱讀
煤礦井下供電如果不按要求,容易出現煤礦事故。煤礦事故類型如下:
1、頂板事故
頂板災害是煤礦最常見、最容易發生的事故。在煤礦五大災害(煤塵、水、火、瓦斯、頂板)中,無論是發生次數,還是死亡人數,頂板事故都居煤礦各類事故之首。
隨著工作面的開采,煤層上面的頂板岩層失去 了支撐,原來返叢猛的壓力平衡遭到破壞,煤層頂板在上覆岩層壓力的作用下,發生變形、破壞。如果我們支護不及時或支護強度不夠,很容易使工作面的頂板岩層發生斷裂和冒落,造成人員傷亡和財產及設備的損失,這就是我們所說的冒頂事故。
2、氣體 粉塵
煤層中經常伴隨瓦斯(甲烷等)的存在。瓦斯容易引起爆炸事故。因此在封閉的空間工作時,需要經常監測瓦斯濃度。若氣體中有一定濃度的粉塵,也有可能因為火星引起爆炸。粉塵體積細小,但表面的相對比例大。若周圍空氣中有充足的氧,對於燃燒反應便會非常敏感。
3、氣體噴出
瓦斯本身對人體無害,但有時伴隨著一氧化碳等有毒氣體。若大量的瓦斯一次噴出,通常煤氣爆炸的可能性也迅速增加。
4、坑內火災
煤礦事故中最壞的情況。與一般的火災不同,周圍有許多可燃物(煤)大量存在。若坑道被熱及煙堵住出口,同時發生缺氧的情況,通常會造成重大的傷亡。
5、水災
在水底 (海底、湖泊或水庫附近) 的礦區坍塌時發生的事故,是比坑內火災更糟糕的情況,幾乎沒有生還漏橋的可能。
大量洪水在很快的時間內將坑道吞沒,造成全體工作人員死亡。通常生還者無法救援、遺體無法回收,坑道也同樣被放棄。在承壓水上採煤和小煤窯破壞區復采,也有可能發生突水、透水事故。井下突水和小煤窯透水事故遠多於水體下採煤透水事故。
參考資料來源:網路-礦井供電系統
⑷ 《煤礦安全規程》對供電電源是怎樣規定的
礦井應有兩迴路電源線路。當任一迴路發生故障停電時,另一迴路應能擔負礦井全部負荷。年產6000t以下的礦井採用單迴路供電時,必須有備用電源;備用電源的容量必須滿足通風、排水、提升等的要求。礦井的兩滲仔迴路電源線路上都不得分接任何負荷。正常情況下,礦井電源應採用分列運行方式,一迴路運行時另一迴路必須帶叢纖汪點備用豎滑,一保證供電的連續性。10kv及其以下的礦井架空電源線路不得共桿架設。礦井電源線路上嚴禁裝設負荷定量器。