工矿企业供电系统

1、工矿企业供电系统内容一 工矿企业供电概况供电系统的基本要求与电网的运行方式内容二 变电所接线方案确定变电所主接线确定接线实例内容三 矿山供电系统分析井下中央变电所分析采区变电所分析内容一 工矿企业供电概况 内容介绍介绍供电的基本意义及要求。针对煤矿生产环境确定供电系统结构、额定电压、系统中性点运行方式、电网接线方式。内容分析分析供电系统组成、运行方式、识读、分析供电系统图知识点（1） 供电的基本要求（2） 电源和供电的电压等级（3） 电网中性点运行方式（4） 工矿企业变电所的主结线（5） 矿山供电系统技能点（1） 电网和变电所结线方案的确定（2） 识读供电系统图一、井下的环境和条件1、井下巷道

2、、硐室和采掘工作面的空间狭窄2、井下存在着冒顶、片帮、滴水及淋水等现象3、井下存在瓦斯和煤尘，在一定条件下有爆炸危险4、井下机电设备工作任务繁重、启动频繁，负载变化较大，设备易过载5、井下潮湿、易触电二、供电的意义和基本要求1、意义： （1）电力是现代化工矿企业生产的主要能源，工矿企业的电气化为生产过程的机械化和自动化创造了有利条件，现代化的煤矿生产机械无不以电能作为作为直接（用电动机拖动）或间接（用压气驱动）的动力，工矿企业的照明、通讯、信号等场合也都离不开电能。（2）工矿企业中断供电可能造成人员伤亡、设备损坏。2、要求：可靠、安全、优质、经济。（1）供电可靠 1）要求供电不间断； 2）采用

3、双电源线路供电（2）供电安全1）供电安全包括人身和设备安全； 2）依据煤矿安全规程有关规定进行操作，确保供电安全。（3）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，主要由发电厂决定。通常允许电压偏差±5%，由供电部门和用电单位决定 。（4）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。4)供电工作人员“节能”意识的养成三、电力负荷的分类1、一类负荷（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：矿井猪通风机、主排水泵

4、等。 （2）要求：两个独立电源供电2、二类负荷（1）定义：凡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）要求：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：办公楼、仓库、地面附属车间及矿井机修厂等。 （2）要求：单回路供电或多负荷共用一条输电线路。四、电力系统中性点的运行方式 电力系统的中性点：指三相绕组作星形连接的发电机或变压器的中性点。 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、保护方式的设定等问题。中性点运行方式分类中性点不接地系统特点：（1）单相接地时，线电压仍对称，不影响供电，提高了供电的可靠性，接地

5、电流小。 （2）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。中性点消弧线圈接地系统特点：（1）单相接地时线电压仍对称，不影响供电，提高了供电的可靠性。 （2）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。中性点直接接地系统特点：（1）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。 （2）单相接地时，构成短路，短路电流大。 、中性点不接地系统单相接地电容电流架空线路及电缆线路： 当单相接地电容电流：310KV电网约为30A，35KV电网约为10A时，将在接地点处产生断续电弧。断续电弧使电网产生L、C震荡，在系统中产生（

6、3 4）e的过电压，可能使绝缘薄弱处击穿，造成短路故障。经验公式:架空线路的接地电容电流为：电缆线路的接地电容电流为: 接地点的接地电容电流，A；电网的线电压，kV ； L连接在一起的同一电压等级的线路总长度，km。措施A限时：单相接地时间不应超过h ，井下要求立即断电。 B装设绝缘监视、接地保护装置。 C如有备用线路，应转换线路。2、中性点经消弧线圈接地系统 3、中性点直接接地系统 L1L2L3L1L2L3N 4、电力系统中性点运行方式的适用场合中性点不接地系统（1）35KV及以下高压电网。（2）减少因单相接地故障造成的停电次数。中性点经消弧线圈接地系统（1） 35KV及以下高压电网接地电容

7、电流超过一定值，应采用中性点经消弧线圈接地系统。 （2）消弧线圈是一个有铁心的可调电感线圈。（3）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。中性点直接接地系统（1）110KV及以上电压等级的电网采用（绝缘只按相电压考虑）。（2）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。（3）地380/220V三相四线制供电系统，给对称三相负载和非对称负载提供电源。五、低压配电系统的接地方式1 、TN 系统（1）中性线作用： 1）用来接单相用电设备 2）用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流 3）用

8、来减小中性点的电压偏移（2）保护线作用：为了保障人身安全、防止触电事故的发生。 TN系统又分TNC系统、TNS系统、TNCS系统。注意：（1）电源必须可靠接地，其接地电阻一般不大于4欧姆； （2）为提高保护接零系统的安全性，还可进行重复接地； （3）零线不允许接开关或熔断器。2、TT 系统适用于对抗电磁干扰要求较高的场所 3、 IT系统电源中性点经大电阻接地适应矿山井下，易燃易爆场所需装设单相接地保护或绝缘监视装置，在发生一相接地故障时发出报警信号。六、地面电力网的结线电力网定义：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的作用 ：输电配电电力网的分类：以电压高低、负荷性质、线路结构

9、和中性点运行方式来进行分类电力网各种结线方式分类 1）放射式电网适用：负荷容量大或孤立的重要用户2）干线式电网适用：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。3）环式电网适用：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。七、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。深井供电系统： （1）特点：设立中央变电所。 （2）决定因素：煤层深，井下负荷大、涌水量大等。 （3）组成：地面变电所、井下中央变电所和采区变电

10、所。 （4）供电回路数：两路或两路以上。如下图所示。浅井供电系统： （1）特点：井下不设立中央变电所。 （2）决定因素：煤层埋藏不深(一般离地表100200 m)、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。1、深井供电系统深井供电方式 由地面总变电所6kV母线引出高压电缆通过井筒送至井下中央变电所，然后从中央变电所经沿巷道敷设的高压电缆送到井下各高压用电设备和采区变电所，形成地面变电所中央变电所采区变电所三级高压供电系统。2、 浅井供电系统浅进供电主要方式（1）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

11、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。（2）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。（3）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

12、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。小结1、工矿企业对供电的基本要求：可靠、安全、优质、经济。2、电力负荷的分类：一类负荷：大多为保安负荷。要求有两个独立电源供电。二类负荷：主要为生产负荷。要求有两个电源供电。三类负荷：多为辅助性负荷和生活负荷。不考虑备用电源。3、电力系统中性点的运行方式中性点不接地，中性点经消弧线圈接地，中性点直接接地。 4、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

13、义，是变电所设计的重要任务之一。5、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。6、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。 思考题1、工矿企业对供电有那些要求有哪些？ 2、电力负荷分为哪几类？对供电电源

14、有什么要求？ 3、电力系统中性点的运行方式有哪几种？各适用于什么场合？ 4、电力系统额定电压等级有哪些？5、电力网和变电所结线方式有哪些？内容二 变电所位置确定及设备布置内容介绍矿山地面变电所、井下中央变电所、采区变电所的位置确定。内容分析根据设备的 布置情况确定变电所的位置和结线方案知识点（1）矿井供电系统的分类、特点和适用对象（2）变电所位置及接线方案确定原则（3）主要电气设备及其作用技能点（1） 能够确定变电所位置（2）能够确定变电所的结线方式 （3） 能够布置变电所的设备一、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）

15、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2、地面变电所设备布置二、井下中央变电所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（2）硐室要求 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。变电所的出口装设两重门，即铁板门和铁栅栏门。

16、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 井下中央变电所设备布置、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。、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

17、台。三、采区变电所结线采区变电所任务：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。（1）单电源进线。 适用于：负荷小的工作面，炮采工作面。（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、采区变电所结线2、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

18、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。 采区变电所设备布置图四、综采工作面供电与工作面配电点1、综采工作面供电综采工作面机电设备布置（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150300m的顺槽中，工作面每推进100200m，变电站向前移动一次。综采工作面机电设备布置图2、工作面配电点的布置工作面配电点的布置（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5080m；掘进工作面配电点