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1、 矿山电工学矿山电工学董新伟中国矿业大学信电学院*1中国矿业大学电气工程系p电话： 15952166638 pE-mail：dxw_QQ：493241358联系方式Date2中国矿业大学电气工程系主要学习内容CH1 矿山供电系统及设备 CH2 安全用电及保护 CH3 煤矿机械设备的电气控制 CH5 节电及电气化指标 CH6 井下供电系统设计与计算Date3中国矿业大学电气工程系主要参考书1. 矿山电工学 / 赖昌干等编 煤炭工业出版社 2006 2.矿山电工学 / 赖昌干等编 煤炭工业出版社 1991 3.矿山电工学（采矿工程专业） / 郭玉等编 煤炭工业出版社 1984 4. 供电技术 /
2、王崇林等编 煤炭工业出版社 1997Date4中国矿业大学电气工程系CH1 矿山供电系统及设备p学习要求 1. 一般掌握：典型电力系统的组成及有关 的基本概念、电力负荷分级及对供电系 统的要求、供电系统的连接方式、矿山 供电系统、矿用变压器、矿用电缆。 2. 熟练掌握：矿山供电系统中的电气设备 额定电压的确定、矿山供电系统中常用 的高、低压开关电气设备。Date5中国矿业大学电气工程系第一节 概述一 电力系统 二 电力系统的额定电压 三 电力负荷分级及其对供电的要求Date6中国矿业大学电气工程系一、电力系统 电力系统的概念：是指进行生产、传输、分配 、消费电能的各个环节构成的一个整体。图1
3、一个简单的电力系统Date7中国矿业大学电气工程系主要电气设备符号（1） 交流发电机(G) 电力变压器(T) 断路器(QF) 隔离开关(QS) 熔断器(FU) 刀开关(QK) 熔断器式开关(Q)Date8中国矿业大学电气工程系主要电气设备符号（2）负荷开关(Q)线路、母线(W) 电流互感器(TA) 电压互感器(TV) 阀型避雷器(F) 电抗器(L) 电容器( C )电缆及终端(X)Date9中国矿业大学电气工程系2. 电力系统的主要环节（1）（1）发电厂（站）： 指将其他形式的能量转 换成电能的场所。 一般根据所使用的能源的不同，将电厂分 为火力发电厂、水力发电站、核电站、潮汐 电站、风力发电
4、场、太阳能发电场、地热发 电厂等。Date10中国矿业大学电气工程系2. 电力系统的主要环节（2）（2）变电所：指进行电压变换和汇集、分配电 能的场所。p 按用途分： 升（降）压变电所、联络变电所、 工矿企业变电所、农村变电所、整流变电所等 。p 按地位分：枢纽变电所、穿越变电所、终端变 电所。p 按供电范围分：区域（一次）变电所、地区（ 二次）变电所。p矿区变电所属于?Date11中国矿业大学电气工程系2.电力系统的主要环节（3）（3） 电力网：将输送、变换、分配电能的各种变 电所和各电压等级的电力线路构成的网络称为电 力网。根据电压等级的不同，电力网可分为：低 压 电 网：1kV及以下高
5、压 电 网：3kV330kV超高压电网：330kV1000kV特高压电网：1000kV以上Date12中国矿业大学电气工程系中国电力市场化改革 2002年11月p国家电力监管委员会 2家电网公司 p国家电网公司 p中国南方电网有限公司 5家发电公司 p中国华能集团公司 p中国大唐集团公司 p中国华电集团公司 p中国国电集团公司 p中国电力投资集团公司4家辅业公司 p中国电力工程顾问集团公 司 p中国水电工程顾问集团公 司 p中国水利水电建设集团公 司 p中国葛洲坝集团公司Date13中国矿业大学电气工程系二、电力系统的额定电压（1）1. 额定电压：能使各种电气设备、电器等正常工作的电压，此时其
6、技术性能和经济效果最 好。2. 额定电压等级：由国家规定的各种标准额定电压。作用：便于各种电力设备生产制造标准化和系列化。Date14中国矿业大学电气工程系直流单相交流三相交流 受电设备供电设备受电设备供电设备受电设备供电设备 1.51.522336666121212122424242436363636363642424242 484860607272100100100100 110115127133127133 220230220230220/380230/400 400* 440400* 460380/660400/690 800*800*1000*1000*11401140Date15中
7、国矿业大学电气工程系受电设备与系统 额定电压供电设备额定电 压（发电机）设备最高电压33.1566.36.9 1010.511.5 3540.5 6069 110126 220252 330363 500550 750-Date16中国矿业大学电气工程系二、电力系统的额定电压（2） 电气设备额定电压的确定我国国家标准规定：一般供电设备的额定电压应高出系统和用电设备的额定电压的5，用以补偿正常负荷时线路上的电压损失，使设备获得近似额定的电压受电设备的额定电压与系统额定电压相对应Date17中国矿业大学电气工程系电压等级、输送功率及输送距离范围电压等级kV输送功率kW输送距离km 0.387.5%
8、，或连接长线路时VTN2=1.1 VNDate21中国矿业大学电气工程系3.电气设备额定电压的确定(3)C. 系统额定电压与设备额定电压系统VN=用电设备VN下面举例说明电力系统中电气设备 额定电压的确定方法.Date22中国矿业大学电气工程系请根据下面系统图已知参数确定各电 气元件的额定电压.6.3kV6.3/363/121kV110/10.5kV330/38.5kV6/0.4kVDate23中国矿业大学电气工程系二、电力系统的额定电压（4）4. 煤矿常用电压等级及应用范围 36V及以下：井下电气设备控制及局部照明 127V：井下照明及手持式电钻 220V：矿井地面照明 250V(DC)：电
9、机车 380V：小型矿井井下使用 500V(DC)：井下电机车Date24中国矿业大学电气工程系4. 煤矿常用电压等级及应用范围660V：井下低压动力 750V(DC)：露天煤矿工业电机车 1140V：井下综采动力 1500V(DC)：露天煤矿工业电机车 6kV: 井上、下高压电机及配电电压 10kV：特大型矿井井上、下高压电机及配电电压 35、60、110kV：矿区受电电压或配电电压Date25中国矿业大学电气工程系三、电力负荷的分级及对供电的要求 电力负荷的等级：根据不同负荷对供电 可靠性的要求不同分级。一级负荷：采用两个独立电源供电。二级负荷：采用两回线路供电。三级负荷：不属于一、二级负
10、荷的所 有用电设备，对供电无特殊要求，一般 采用单一回路供电。Date26中国矿业大学电气工程系一级负荷 对突然中断供电将造成生命危害、导致重大设 备破坏且难以修复、打乱复杂生产过程并使大量 产品报废，给国民经济造成重大损失的负荷为一 级负荷。如矿井的通风、排水、提升等负荷。 独立电源：指若干电源中的任一个在突然发生 停止供电时，不会影响其他电源的供电。如分段母线的电源来自不同发电机，且其输变 配各环节为分列运行的。或母线之间无联系，或有联系，但当其中一个 故障时其联系会自动断开，不影响其他供电的。Date27中国矿业大学电气工程系二级负荷突然中断供电时将造成大量减产， 产生大量废品，大量原材
11、料报废，使工 业企业内部交通生产停顿的负荷为二级 负荷。如矿井的地面空压机、提运设备、 井底车场的整流设备等。Date28中国矿业大学电气工程系三、电力负荷的分级及对供电的要求2. 电力负荷对供电的基本要求1）保证供电的安全可靠性； 2）保证电能的良好质量；3）保证供电系统的经济性。Date29中国矿业大学电气工程系1）供电的安全可靠性 首先要保证系统各个设备、元器件的运行 可靠。可采取进行监视、维护，定期试验检 修等方法，确保设备工作可靠。同时在系统 中有备用容量，以备急需。 对煤矿生产的含煤尘、瓦斯、高湿度等特 殊环境，为确保供电安全，还必须采取防触 电、防潮、防爆、抗磨损等措施，正确选择
12、 设备、确定供电系统方案，并加强保护措施 ，经常进行检修。Date30中国矿业大学电气工程系2）保证电能的良好质量 使电压幅值和频率保持在一定允许范围内 ，并使波形畸变不超过允许值。 电压幅值允许变化范围：线路额定电压电压允许变化范 围 35kV及以上5%VN10kV及以下7%VN低压照明+5%VN 10%VNDate31中国矿业大学电气工程系2）保证良好的电能质量 频率变化范围一般为500.2Hz 电压和频率超出允许范围的危害：影响电 力系统的稳定运行，设备运行及出力恶化， 生产质量受到较大影响。 波形畸变：交流电压波形畸变，表示电网 含有高次谐波，谐波含量过高，会使继电保 护、自动装置、计
13、算机等不能正常工作，所 以一般波形畸变不允许超过5%，矿山610kV 母线上不允许超过10%。Date32中国矿业大学电气工程系3）保证供电系统运行的经济性p 经济性包括使供电系统建设成本降低、 提高设备运行效率，降低损耗，使系统有 较好的运行效益。 在保证供电安全可靠前提下，使用户获 得优质的供电，在此基础上考虑使系统运 行经济合理。Date33中国矿业大学电气工程系第二节 矿山供电系统一、供电系统的接线方式 二、供电系统 三、矿井各级变电所及配电点Date34中国矿业大学电气工程系一、供电系统结线方式（1） 基本概念供电系统结线：各电气设备及其联结 线构成的电路，进行汇集和分配电能。结线方
14、式按布置方式分：放射式、干 线式、环式、两端供电式按运行方式分：开式网络、闭式网络按可靠性分：无备用网络、有备用网 络Date35中国矿业大学电气工程系2. 系统网络结构1）放射式 （1）单回放射式：适用三级负荷、二级小负荷或 某些专用设备的供电。系统简单、运行维护方便 ；缺点是使用的开关、线路多，供电可靠性差。放射式结线 单电源单回路Date36中国矿业大学电气工程系（2）双回路放射式单电源双回路：从一段母线上并列引出两回 线路，每回线路有单独的开关控制。适用二级负 荷。供电可靠性高，运行可采用并列运行，也可 一路运行，一路备用，运行灵活。Date37中国矿业大学电气工程系双电源双回路：从两
15、段母线上各引出一回线路对用户供 电。适用较大容量或一级负荷的供电。供电可靠性相对更高 。缺点是设备投资相对较大，继电保护保护设置相对难。（2）双回路放射式Date38中国矿业大学电气工程系2）干线式供电直接联络式：从一路高压配电干线上直接 引出分支线向用户供电，分支线一般不超过 5，且配电变压器容量不超过3000kVA。一般适用于架空线上对三级负荷分散用户 供电，也可用于井下电缆线路对多台顺槽输 送机供电。优点：回路少，高压配电装置数量减少、 造价低。缺点：当公用干线故障全部断电，可靠性 较差。 Date39中国矿业大学电气工程系2）直接联络式干线式供电结线图Date40中国矿业大学电气工程系
16、贯穿联络式：各用户为串联方式，联结各用户的 干线的进出两端均采用隔离开关，可减少某段 干线故障而引起的停电范围，设备投入增加。Date41中国矿业大学电气工程系3）环式：线路将电能从两段 母线或同一电源引出，经过 不同线路接入变电所或负荷 点。适用于电源对矿区用户 相对位置居中或较远，而用 户间距较近，且负荷相差不 太悬殊的供电。供电可靠性 高，运行、保护整定困难。Date42中国矿业大学电气工程系一、供电系统结线方式（3）3. 矿山各级变电所常用结线方式：变电所主接线分为：单母线、桥式、双母线、线 路变压器式1）单母线：进出线均有断路器（可切断负荷与故 障电流），以及与母线相连的“母线隔离开关”， 与负荷线路相连的“线路隔
