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1、煤矿机电设备（讲义）职教中心谢万安2008.9.4本课程的特点：煤矿采煤专业具有所学课程种类多，覆盖面大的特点，机电内容更是包含到煤矿生产的方方面面。设备种类繁多工作原理牵连到许多相关学科，学习上有一定难度，但大家来自现场、对生产设备有一定了解可帮助大家学习。由于课时少内容多对一些内容只能作介绍性简介。希望大家加强预习，一加快学习和理解。本课程的内容包括：煤矿电器设备和煤矿机械设备两大部分。第一章矿山供电与矿用电气设备概述第一节煤矿企业对供电的要求一、煤矿生产的环境煤矿生产主要是地下开采,矿井的一些
2、主要用电设备,如煤矿副井的提升机、向井下供风的主通风机、井下的主排水泵等,它们不但用电量大,而且不允许中断供电。因为一旦中断供电,不仅会造成减产,还可能引起人身伤亡和设备损坏的重大事故,严重时可能会毁坏整个矿井。煤矿井下生产场地狭小,而且又有顶板压力的作用,常有冒顶、片帮等现象发生,容易砸坏设备;有淋水、滴水现象,空气潮湿,使电气设备受潮,侵蚀电气设备的金属部件和绝缘材料。随着采掘工作面的向前推进,电网和电气设备也需经常移动,使电缆和电气设备容易受到机械损伤。煤矿井下空气中有瓦斯、煤尘等可燃、易爆性
3、混合物。当遇到地质条件的变化(如煤岩)层硬度不均匀、有夹矸等,采掘机械经常有冲击负荷,所以负荷变化大,易引起设备过载。二、煤矿企业对供电有如下要求。由于煤矿生产环境的特殊性,对供电有如下要求。（一）、供电可靠(二)、供电安全（三)、供电质量(四)、供电经济三、电力负荷的分类电力负荷是决定电力系统规划、设计、运行以及发电、送电、变电布局的主要依据。根据对供电可靠性要求的不同,矿山电力负荷可分成以下三类。(一)一类负荷(一级负荷)凡因突然中断供电可能造成人身伤亡或重大设备损坏,给国民经济造成重大损失的或
4、在政治上产生不良影响的负荷,均属一类负荷。例如,煤矿主通风机、主副井提升机、主水泵、井上及井下中央变电所、矿区医院的手术室等用户。对这类负荷应有两个独立电源供电,对有特殊要求的一类负荷,两个独立电源应来自不同地点,以保证供电的绝对可靠。(二)二类负荷(二级负荷)凡因突然停电造成大量减产和较大经济损失的负荷,为二类负荷。例如压风机、采区变电所、露天矿变电所等都属于这类负荷。对二类负荷供电,是否需要备用电源,应根据企业规模和技术经济指标决定。对于中小型煤矿的二类负荷一般由专用线路供电,但需在仓库里储备一
5、套设备,以备故障时临时更换;对于大型煤矿则需要备用电源。(三)三类负荷(三级负荷)三类负荷是指除一类、二类负荷外的其他负荷。例如辅助车间的用电及公用事业用电设备等都属于这类负荷。对三类负荷一般采用单一回路供电方式,对这类负荷不需要备用电源。四、供电电压等级电气设备都是按照一定的标准电压设计和制造的,这个标准电压称为电气设备的额定电压。为了便于批量生产和统一供电,国家规定了标准的额定电压等级。煤矿企业供电电压的选择,取决于企业附近电源电压、用电设备容量、电压及供电距离,应通过技术经济比较确定。我国煤矿
6、企业通常使用的电压等级及用途见表1-1。第二节矿山供电系统一、矿山供电电源煤矿用电来自电力系统或矿区发电厂。所谓电力系统,是指由发电厂发电机、输电线路及升压或降压变压器所组成的整体。图l-1所示是一个用于煤矿供电的典型电力系统。发电厂是把其他形式能量转换成电能的场所。常根据所用能源的不同,将发电厂加以分类。例如:使用热力作动力的,称为火力发电厂;使用水力作动力的,称为水力发电厂等等。在发电厂中,由发电机产生的电能电压较低(1OkV或2OKV),它除供给附近用户直接使用外,必须先经升压变压器转换成高压
7、,才能送至外界的高压电力网。变电所是汇集电能、变换电压的中间环节，它由各种电力变压器和配电设备组成。不含电力变压器的变电所称为配电所。矿山供、配电系统中的矿区变电所属于地区变电所,它接受枢纽(或区域)变电所送来的110kV电能,将之降为35kV后送至矿山地面变电所。矿山地面变电所多属终端或穿越变电所,它将电压降为6～10kV后,向额定电压为6～l0kV及以下的用电设备供电。电力网主要由各种变电所及各种等级的电力线路组成,是电力系统的重要组成部分,担负着送电、变换和分配电能的任务。一般根据电压等级的高
8、低,将电力网分成低压、高压、超高压和特高压几种。电压在1kV以下的电力网为低压电网;3kV～330kV的电力网为高压电网;330kV～100OkV的电力网为超高压电网;1000kV以上的为特高压电网。二、矿山供电系统矿山供电系统是由煤矿内各级变电所的变压器、配电装置、电力线路以及用户按照一定的方式互相连接起来的一个整体。矿井供电方式取决于矿区范围、采用的机械化方式、矿层结构、采煤方法、矿层埋藏深浅、井下涌水量大小等因素。目前主要有深井、浅井、平硐三种典型供电方式,下面
