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1、第一章第一章 工矿企业供电系统工矿企业供电系统 本章重点内容:电力负荷的分类;供电系统的结线方式;矿井供电方式与矿井井下变本章重点内容:电力负荷的分类;供电系统的结线方式;矿井供电方式与矿井井下变 电所,电所, 教学方法:多媒体课件、教学模型、现场教学相结合。教学方法:多媒体课件、教学模型、现场教学相结合。 第一节第一节 概述概述 本节主要介绍煤矿企业对供电的基本要求、电力负荷的分类、电力系统的一些基本概 念、供电电源和电压的确定。 一、供电的重要性及基本要求 (一)井下特殊的环境 (二)煤矿企业对供电的基本要求 1、供电可靠: 1)要求供电不间断。 2)对重要负荷供电应绝对可靠:如主排水泵、
2、副井提升机等。 3)采用双回独立线路供电。 2、供电安全: (1)供电安全就是包括人身和设备安全。 (2)我们依煤矿安全规程和有关技术规程规定,进行工作,确保供电安全。 3、供电质量 (1)要求用电设备在额定参数下运行,因为此时性能最好。 (2)反映供电质量指标主要有两个:频率和电压。频率 50Hz,要求偏差小于 0.5Hz,即额定频率的 1%,一般由发电厂决定。电压,各种电气设备要求电压偏差也不 一样,一般工作情况下电动机允许电压偏差5%,过高或过低都有烧坏电动机的可能。 供电经济: 在保证供电安全、可靠,质量的前提下 ()尽量降低基本建设投资。 ()尽可能降低设备、材料、有色金属的消耗。
3、()尽量降低电能消耗和维修费用等。 二电力负荷的分类(依据重要性): 1、一类负荷(一级负荷) (1)定义:凡因突然中断供电可能造成人身伤亡或重大设备损坏、造成重大经济损失 或在政治上产生不良影响的负荷。例:矿井通风机、主排水泵、副井提升机等。 (2)供电要求:两个独立电源供电。 2、二类负荷: (1)定义:凡因突然停电造成大量减产或大量废品的负荷。例:煤矿主井提升机、压 风机。 (2)供电:两个独立电源供电。3、三类负荷: (1)定义:指除一、二类负荷以外的其它负荷。例:学校宿舍、地面附属车间及矿井 机修厂等。 (2)供电:单回路供电、多负荷共用一条输电线路。 (三)负荷分类的目的确保一类负
4、荷供电不间断,保证二类负荷用电,考虑三类负荷供电 三、电力系统 、电力系统:是指发电厂、各输电线路和升降变电所以及电力网用户组成的统一整体。 即电能的产生变换传输分配消耗。 、高压输电比较经济,因为U1IcosUI3P、并网发电: 1)将电力系统中各发电厂之间以输电线路相连。2)优点:供电可靠、经济。 四、工矿企业电源 1、电源来源: 1)电力系统。 2)地方发电厂。 3)自备发电厂。 2、有一类负荷的矿山总变电所应有两个独立电源。 五、供电电压等级 、额定电压:电气设备运行状态最佳,效益最好时的电压。 、煤矿常用的电压等级: 127V、220V、380V、660V、1140V。 、电源电压的
5、选择: )系统电压等级 )供电容量 )供电距离。 第二节第二节 电电 网网 本节主要介绍电力网的分类,结线方式和中性点的运行方式。 一、电力网的分类 电力网:由变电所及各种不同电压等级的输电、配电线路组成。 任务:输电 配电。 分类:以电压高低、负荷性质、线路结构和中性点运行方式来进行分类。 二电力网的结线方式 1.放射式电网.)分类:单回路、双回路。 )主要优点: 优点:线路独立、可靠性高、继电保护整定简单。 缺点:总线路长、不经济。 )适用:负荷容量大或孤立的重要用户 干线式电网(13) )分类:单回路、双回路和环式电网。 )优,缺点;(相对于放射式的优缺点) 。 优点:总线路短、节资。
6、缺点:用户相互影响、可靠性低、保护整定误差大。 使用对象:单回路干线式一般使用三类负荷供电,如教学楼、宿舍楼,双回路干线式一 般使用二、三类负荷供电。环式电网 图 14 )分类:开环、闭环。 )优缺点: 优点:总设备少,投资小,可靠性高; 缺点:负荷容量相差太大时不经济,继电保护整定复杂。 )适用对象:负荷容量相差不太大,彼此之间相距较近,而离电源都较近,且对供电 可靠性要求较高的重要用户。三电网中性点的运行方式 运行方式决定了单相接地后的运行情况,供电可靠性、保护方法及人身安全等问题。中性点运行方式(3 种) )中性点不接地系统(图)(1)解释:中性点不接地系统(见图) (2)优缺点: 优点
7、:单相接地时,线电压仍对称,不影响供电,提高供电的可靠性;且接地电流小;缺点:单相接地时,非接地相对地电压升高3倍,易击穿绝缘薄弱处,造成两相接 地短路。 (3)适用范围: A、煤矿井下。 B、35KV 及以下高压电网:线电压仍对称(不影响供电) 。 (4)单相接地电容电流:架空线路:3501ULIE电缆线路:;102ULIE21EEIII当单相接地电容电流:310KV 电网约为 30A,263KV(35KV)电网约为 10A 时,易产 生断续电弧。断续电弧将在电网产生 L、C 震荡,在系统中产生()e e 的过的过电压, 可能使绝缘薄弱处击穿,造成短路故障。 应对措施:A限时:单相接地时间不
8、应超过h ,井下要求立即断电! B装设绝缘监视、接地保护装置。 C转换线路。 )中性点经消弧线圈接地系统 (1)中性点接地电容电流超过限度时,可采用中性点经消弧线圈接地系统。 (2)接法。(3)消弧线圈的结构、工作状态。 结构 :消弧线圈是一个有铁心的可调电感线圈,有 59 个插头,可调节匝数,减小间 隙。线圈电阻很小,感抗很大,可看成纯电感元件。 工作状态:工作在补偿状态。若消弧线圈的感抗调节合适,将使接地电流降到很小,达 到不起弧的程度。 (4)优缺点: 优点:单相接地时,线电压仍对称,不影响供电,单相接地时,运行不允许超过h, 提高供电的可靠性。缺点:单相接地时,非接地相对地电压升高3倍
9、,易击穿绝缘薄弱处,造成两相接地 短路。 3)中性点直接接地系统 (1)引入:介绍接线方法。 (2)优缺点:(对应中性点不接地) 优点:单相接地时,其他两相对地电压不会升高。接地电流大,提高了保护装置的可 靠性。 缺点:单相接地时,构成短路,电流大(称为大接地电流系统) 。(3)适用: A110KV 及以上电压等级的电网上(绝缘只按相电压考虑) 。在高压电网中,为提高系 统的可靠性,广泛采用自动重合闸装置。一次重合成功率 60%90%左右,二次成功率 15% 左右,三次成功率%左右。 B地面 380/220V 三相四线制供电系统,获得两种电压等级。 第三节第三节 矿井地面变电所矿井地面变电所本
10、节主要介绍:变电所的接线方式(电源与变压器、母线与配出线的接线的接线方法、 特点及适应范围)和变电所位置的确定。 一、矿井地面变电所 、矿井地面变电所的任务:受电、变电、配电。 、地面变电所主结线包括:一次结线 二次结线、配出线的结线。 )地面变电所的主结线: ()变电所一次结线:是指受电线路与主变压器之间的结线 、线路-变压器组结线:图 适用:三类负荷有三种形式: a、用隔离开关作为进线开关:适用线路短,变压器容量小的情况。 b、用熔断器作为进线开关:适用线路长,容量小。如:农村、小型企业。 c、用隔离开关、断路器作为进线开关:适用线路长,容量大。如:大、中型煤矿企 业。 、桥式结线:可靠性
11、高,两个电源,两台变压器。 a、全桥结线:接线、优缺点及适用对象,图1a。 b、内桥结线:接线、优缺点及适用对象,图1b。 C外桥结线:接线、优缺点及适用对象,图1c()二次母线:接线图 110,包括一次母线和二次母线的接法。变电所二次母线:主变压器出线侧所联结的母线 a、单母线结线:图0a,适用情况:容量小,可靠性不高的负荷。 b、双母线结线:图0b, 适用情况:大容量变电所、220V 以上的线路。 c、单母线分段式结线:图0c,适用情况及要求,负荷对称、兼顾平衡(大多数 煤矿用的是这种). .()配出线的结线:图()配出线的结线:图a.配电开关的种类:隔离开关、负荷开关、熔断器和断路器。
12、b.隔离开关布置及适应对象: 负荷开关+熔断器:适用于容量小不重要的用户; 隔离开关断路器:适用于容量大比较重要的用户,单回路; 隔离开关断路器隔离开关:容量大的重要用户,双回路。c.停送电操作。停送电操作顺序。)总配电所的主结线()单母线:对三类负荷供电 ()单母线分段:可靠性高,负荷大(独立双电源):对一、二类负荷供电。非独 立电源:对二、三类负荷供电 二、矿井地面变电所接线实例 简介 1、煤矿总变电所接线实例:电源数目、变压器、负荷、接线方式、电压等级、可靠性、图三、矿井地面变电所的位置确定 1、矿井地面变电所的位置确定 (1)要求:布局合理、供电可靠、供电质量、经济性。 考虑负荷性质、
13、大小和技术经济比较等。 (2)确定原则:P19。 第四节第四节 矿山供电系统矿山供电系统 本节主要通过矿井供电系统图讲解矿井供电的类型、井下中央变电所、采区变电所、 综采工作面配电点的接线、位置选择和设备布置等以及露天供电系统。 主要讲解深井供电系统。 1、矿井供电的类型 1)矿井供电方式的决定因素:井田范围、煤层开采深度、开采方法、年产量、涌水量、 负荷大小等综合因素进行。 2)分类:深井和浅井两种类型。A、特点:设立中央变电所。 B、决定因素:煤层深,井下负荷大、涌水量大等。如平煤各生产矿。 C、组成:地面变电所、井下中央变电所和采区变电所。 D、供电回路数:两路或两路以上。 2、井下中央
14、变电所 1)井下中央变电所的结线 图 1-18()单母线分段结线: 可靠性高,负荷大(独立双电源):对一二类负荷供电独立电源:对二三类负荷供 电 ()运行方式:母线采用分列运行。 ()适用情况;可靠性高、负荷大(独立双电源) 、对一二类负荷供电。 2)井下中央变电所的位置和硐室布置 (1)位置选择原则:负荷中心、通风、交通、运输、进出线、顶板、无淋水等。 (2)硐室要求:耐火材料、尺寸、大小、通道、20%余地。出口、栅栏门、防火门、 外开门、标高等。 (3)设备布置(图 119)、布置原则:安全、方便、留有余地。 、布置方式:高压、低压设备分开留有检修间距留有备用设备余地是总回路 数量的 20
15、%。 3、采区变电所 任务:接受中央变电所高压电能、变压、配出低压电能。 1)采区变电所的结线 考虑因素:电源回路数、负荷大小、变压器台数等。 (1)单电源进线。接线图(120) ,适用于:负荷小的工作面,炮采工作面。 (2)双电源进线。接线、分列运行。适用对象;综采工作面或下山采区、有排水泵的 采区变电所。 2)采区变电所的位置和硐室布置 图 120 与井下中央变电所的位置和硐室布置类同。4、综采工作面供电与工作面配电点 1)综采工作面供电。图(121) 高压深入负荷中心。 组成:采区配电所移动变电站工作面。 设备布置;图 121。 2)工作面配电点 引入:停送电方便,设备多或距离采区变电所较远。 组成:采区变电所-工作面配电点方式。小结:小结:煤矿供电系统:煤矿供电系统: 类型:深井、浅井供电;类型:深井、浅井供电; 特点:选用;特点:选用; 结线:单母线分段;结线:单母线分段; 变电所:井下中央变电所、采区变电所及综采工作面、配电点的位置与设备布置。变电所:井下中央变电所、采区变电所及综采工作面、配电点的位置与设备布置。 第二节第二节 功率因数的提高功率因数的提高 本课主要讲提高功率因数的目的、意义及方法,并联补偿电容器的选择及接线方法。 一、提高功率因数的意义 1、提高电力系统的供电能力 2、减少供电网络中的电压