矿山供电系统

高压供电任务二变电所位置确定及设备布置任务一分析煤矿变配电系统矿山供电系统井下特殊的环境一、井下特殊的环境33、供电质量要求两个主要指标：频率和电压。频率50Hz，偏差小于±0.5Hz，即额定频率的1%，由发电厂决定。电压偏差允许电压偏差±5%。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、副井提升机等；3）采用双回独立线路供电。122.供电安全1）供电安全包括人身和设备安全；2）依据《煤矿安全规程》和有关规定，进行操作，确保供电安全。二、煤矿地面供电系统的要求44.供电经济１）尽量降低基本建设投资;２）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。三、电力负荷的分类（依据重要性）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、主排水泵等。2）供电要求：两个独立电源供电。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。1）定义：指除一、二类负荷以外的其它负荷。例：职工宿舍、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。四、电力系统中性点的运行方式电力系统中性点的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。中性点直接接地系统优点：单相接地时线电压不对称不影响供电，运行不允许超过２h，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，易击穿绝缘薄弱处，造成两相接地短路。中性点消弧线圈接地系统中性点运行方式分类优点：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。中性点不接地系统优点：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倍，易击穿绝缘薄弱处，造成两相接地短路。中性点运行方式分类电力系统中性点的运行方式的适用范围适用范围：A、煤矿井下。B、35KV及以下高压电网：线电压不对称（不影响供电）。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。结构：消弧线圈是一个有铁心的可调电感线圈，有5～9个抽头，可调节匝数，减小间隙。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。A．110KV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３%左右。B．地面380/220V三相四线制供电系统，获得两种电压等级。１）中性点不接地系统电力系统中性点的运行方式架空线路：电缆线路：当单相接地电容电流：3～10KV电网约为30A，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（３～４）Ｕe的过电压，可能使绝缘薄弱处击穿，造成短路故障。A．限时：单相接地时间不应超过２h，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。单相接地电容电流：应对措施：２）中性点经消弧线圈接地系统L1L2L3L1L2L3N(a)(b)3）中性点直接接地系统五、地面电力网的结线电力网的分类输电配电任务电力网以电压高低、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、配电线路组成电力网1）放射式电网２）干线式电网３）环式电网适用：负荷容量大或孤立的重要用户适用：单回路干线式一般使用三类负荷供电，双回路干线式一般使用二、三类负荷供电。适用：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。电力网各种结线方式分类六、煤矿供电系统分类矿井供电方式的确定主要取决于井田的范围、煤层埋藏的深度、开采方式、矿井年产量、涌水量和井下负荷的大小等因素。分为深井供电系统、浅井供电系统。浅井供电系统：A、特点：井下不设立中央变电所。B、决定因素：煤层埋藏不深(一般离地表100～200m)、井田范围大、井下负荷不大、涌水量小的矿井。可采用浅井供电系统，如下图所示。深井供电系统：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。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。如下图所示。a、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的配电变压器降压后，用低压电缆通过井筒送到井底车场配电所，再由井底车场配电所将低压电能送至各低压用电设备。井下架线式电机车所用直流电源，可在地面变电所整流，然后将直流电用电缆沿井筒送到井底车场配电所后供给。b、当采区负荷不大或无高压用电设备时，采区用电由地面变电所用高压架空线路，将电能送到设在采区地面上的变电室或变电亭，然后把电压降为380V或660V后，用低压电缆经钻孔送到井下采区配电所，再送给工作面配电点和低压用电设备。c、当采区负荷较大或有高压用电设备时，用高压电缆经钻孔将高压电能送到井下采区变电所，然后降压向采区低压负荷供电。在浅井供电系统中，由于采区用电是通过采区地表直通井下的钻孔向采区供电的，所以也称为钻孔供电系统。为防止钻孔孔壁塌落挤压电缆，钻孔中敷设有钢管，电缆穿过钢管送至井下采区。1、矿井变电所的结线有：线路变压器组结线、单母线结线、单断路器双母线结线、单母线分段结线、桥式结线、变电所配出线结线等六种。正确的选择变电所的主结线对变电所的电气设备的选择、配电装置的布置及运行的经济性和可靠性都具有十分重要的意义，是变电所设计的重要任务之一。2、矿井供电方式：高压供电系统：由地面变电所—井下中央变电所—采区变电所构成三级高压供电系统。低压电气设备供电分别由井下中央变电所、采区变电所及移动变电站降压供给。3、矿井井下变电所结线方式：中央变电所：进线电缆至少两条。单母线分段结线，分段数与进线电缆数相适应。各负荷配出线均匀分布在各段母线上。各分段母线分列运行。采区变电所：有综采时一般由两回线路供电，采用单母线结线或单母线分段结线。变压器通常采用分列运行方式。移动变电站：采用一回高压电源线路供电，各移动变电站分列运行。1.井下特殊的环境。2.煤矿企业对供电的基本要求。3.电力负荷的分类（依据重要性）。4.电力系统中性点的运行方式。5.电力系统额定电压等级。6.电力网和变电所结线方式。一矿井供电系统的分类、特点和适用对象二变电所确定原则三认识主要电气设备（元件）并知道其作用3（三）会布置变电所的设备1（一）会确定变电所位置2（二）会确定变电所的结线方式一、地面变电所位置确定1、确定原则1）尽量靠近负荷中心2）不占或少占农田3）进出线方便避免交叉和跨越4）交通方便5）防止洪水浸淹6）远离易燃易爆场所7）与其他建筑保持足够防火间距8）留有扩展余地地面变电所设备布置图二、井下中央变电所（1）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．（２）运行方式：母线采用分列运行（３）适用情况；可靠性高、负荷大（独立双电源）、对一二类负荷供电1、井下中央变电所的主结线2、井下变电所位置确定（1）位置选择原则①位于负荷中心，以节省电缆减少电能与电压损失②电缆进出线和设备的运输要方便③变电所通风要良好④变电所的顶、底板坚固，无淋水井下中央变电所应特别注意防水、通风及防火问题。为了防水，变电所地面应比井底车场的轨面标高高出0.5m。为了使变电所有良好的通风条件，当硐室长度超过6m时，应设两个出口，保证硐室内的温度不超过附近巷道5℃。（2）硐室要求变电所的出口装设两重门，即铁板门和铁栅栏门。平时铁栅栏门关闭，铁板门打开，以利于通风。在发生火灾时，将铁门关闭以隔绝空气，便于灭火和防止火灾蔓延。为了防火，硐室用耐火材料建成，其出口5m以内巷道也用耐火材料建成；硐室内的电缆须采用不带黄麻保护层的；硐室内还必须设有砂箱及灭火器材。3、井下中央变电所设备布置Ａ、布置原则：中央变电所的设备布置在进行设备布置时，应将变压器与配电装置分开布置，高、低压配电装置分开布置。Ｂ、布置方式：设备与墙壁之间，各设备之间应留有足够的维护与检修通道，完全不需要从两侧或后面维护检修的设备，可互相靠紧和靠墙放置。考虑发展余地，变电所的高压配电设备的备用位置应按设计最大数量的20％考虑，且不少于两台。井下中央变电所设备图采区变电所任务：接受中央变电所高压电能、变压配出低压电能考虑因素：电源回路数、负荷大小、变压器台数等。（2）双电源进线。适用对象；综采工作面或下山采区、有排水泵的采区变电所。（1）单电源进线。适用于：负荷小的工作面，炮采工作面。三、采区变电所结线采区变电所的主结线应根据电源进线回路数、负荷大小、变压器台数等因素确定。标注：单电源进线、两台变压器供电的主结线图1、采区变电所结线采区变电所的位置和硐室布置采区变电所位置的确定原则，与中央变电所基本相同，但是根据采区生产的特殊性还要求：每个采区最好只设一个变电所向全采区供电，如不可能，也应尽量少设变电所，并尽量减少变电所的迁移次数根据以上要求，通常将采区变电所设置在采区装车站附近，或在上(下)山与运输平巷交叉处，或两个上(下)山之间的联络巷中。采区变电所的防水、防火、通风等安全措施与中央变电所相同。采区变电所设备的变压器可与配电设备布置在伺一硐室内；变电所的高、低压设备应分开布置；检漏继电器放置在固定于硐室墙壁的支架上。各设备之间、设备与墙壁之间均应留有维护和检修通道，不从侧面和背后检修的设备不留通道。2、采区变电所的位置和硐室布置采区变电所的位置和硐室布置图采区变电所硐室布置图四、综采工作面供电与工作面配电点（1）高压深入负荷中心。（2）组成：采区配电所—移动变电站—工作面。（3）综采工作机电设备布置：移动变电站通常设置在距工作面150～300m的顺槽中，工作面每推进100—200m，变电站向前移动一次。1、综采工作面供电（1）引入：停送电方便，设备多或距离采区变电所较远。（2）组成：采区变电所---工作面配电点方式。工作面配电点可分为采煤与掘进两种。采煤工作面配电点，一般距采煤工作面50～80m；掘进工作面配电点，一般距掘进工作面80—100m，工作面配电点随工作面推进而定期前移。2、工作面配电点的布置采煤工作面配电点的布置及配电示意图播放11、高压配电箱2、矿用变压器3、移动变电站4、采煤机38、电钻变压器综合装置9、回柱绞车10、电钻25、输送机6、启动器7、自动馈电开关3、认识主要电气设备（元件）并知其作用1、掌握变电所确定的原则。2、矿井供电系统的分类、特点和适用对象。3、根据要求确定变电所的位置。4、认识主要电气设备（元件）并知道其作用。1.说出变电所确定的原则。2.矿井供电系统的分类、特点和适用对象。3.根据要求确定变电所的位置。4.认识主要电气设备（元件）并知道其作用。