工矿企业供电第01章

1、1第一章第一章 工矿企业供电系统工矿企业供电系统 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 电力网电力网 第三节第三节 工矿企业变电所工矿企业变电所工矿企业供电工矿企业供电2 2一、电力系统和电力网一、电力系统和电力网电力系统的概念：是指进行电力系统的概念：是指进行生产、传输、变换、生产、传输、变换、分配、消费电能分配、消费电能的各个环节构成的一个整体。的各个环节构成的一个整体。图图1 一个简单的电力系统一个简单的电力系统3 3一、电力系统一、电力系统4二、工矿企业电源二、工矿企业电源电源多来自电源多来自电力网电力网。企业总变电所的企业总变电所的电源电压：电源电压：6 6110kV110kV。依据

2、依据企企业负荷的大小和输电距离业负荷的大小和输电距离确定。确定。一级负荷的企业总变电所必须有一级负荷的企业总变电所必须有两个独立电源两个独立电源。三、额定电压等级三、额定电压等级额定电压额定电压：能使各种电气设备、电器等正常工作的：能使各种电气设备、电器等正常工作的电压，此时其技术性能和经济效果最好。电压，此时其技术性能和经济效果最好。2. 2. 额定电压等级额定电压等级：由国家规定的各种标准额定电压。：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作用：便于各种电力设备生产制造标准化和系列化。列化。三、额定电压等级三、额定电压等级7 7电网和用电设备的额定电压等级电

3、网和用电设备的额定电压等级U UN N 是国家标准规定的。是国家标准规定的。发电机的额定电压发电机的额定电压U UGN GN 比比U UN N 高高5 5。变压器变压器 ： 一次侧额定电压一次侧额定电压U U1N 1N 等于等于U UN N 或或1.051.05U UN N ； 二次侧额定电压二次侧额定电压U U2N 2N 等于等于1.051.05U UN N 或或1.11.1U UN N 。例如：地面常用变压器有例如：地面常用变压器有35/6.3kV35/6.3kV、35/10.5kV35/10.5kV、10/0.4kV10/0.4kV； 井下变压器有井下变压器有6/0.693kV 6/0.

4、693kV 、10/1.2kV 10/1.2kV 、0.66/0.133kV0.66/0.133kV等。等。企业供电电压的选择：企业供电电压的选择：取决于电源电压，用电设备电压、容量及供电距离。取决于电源电压，用电设备电压、容量及供电距离。三、额定电压等级三、额定电压等级8煤矿安全规程煤矿安全规程第第448448条规定：条规定：井下各级电压等级规定井下各级电压等级规定 （1 1）高压不应超过高压不应超过10000V10000V。 （2 2）低压不应超过）低压不应超过1140V1140V。（3 3）信号、照明、电话和手持式电气设备的）信号、照明、电话和手持式电气设备的供电电压不应超过供电电压不应

5、超过127V127V。（4 4）远距离控制线路的额定电压不超过）远距离控制线路的额定电压不超过36V36V。采区电气设备在使用采区电气设备在使用3300V3300V供电时，必须制供电时，必须制定专门的安全措施。定专门的安全措施。请根据下面系统图已知参数确定各电气元件的请根据下面系统图已知参数确定各电气元件的额定电压额定电压.6.3kV6.3/363/121kV110/10.5kV330/38.5kV6/0.4kV1010四、工矿企业对供电的要求四、工矿企业对供电的要求_1_11.1.可靠可靠供电供电不间断供电。为实现可靠供电，要把负荷分级，区不间断供电。为实现可靠供电，要把负荷分级，区别对待。

6、别对待。负荷分三类：负荷分三类：1 1）一级负荷（一类负荷）一级负荷（一类负荷） 必须有两个独立电源供电。必须有两个独立电源供电。2 2）二级负荷（二类负荷）二级负荷（二类负荷） 一个专用电源供电。有条一个专用电源供电。有条件时，也可用两个电源供电。件时，也可用两个电源供电。3 3）三级负荷（三类负荷）三级负荷（三类负荷） 不考虑备用电源。不考虑备用电源。11负荷分级的目的负荷分级的目的对电力负荷分类的目的是为了对电力负荷分类的目的是为了便于合理地供电便于合理地供电。在供电系统运行，确保一级负荷的供电不间断；保证二在供电系统运行，确保一级负荷的供电不间断；保证二级负荷的用电；而对三级负荷则更多

7、地考虑供电的经级负荷的用电；而对三级负荷则更多地考虑供电的经济性。因此，当电力系统因故障必须拉闸限电时，首济性。因此，当电力系统因故障必须拉闸限电时，首先停三级负荷，必要时再停二级负荷，但必须保证一先停三级负荷，必要时再停二级负荷，但必须保证一级负荷的用电。级负荷的用电。1212四、工矿企业对供电的要求四、工矿企业对供电的要求_2_22.2.安全安全供电供电人身和设备安全。防爆、防火、防触电。人身和设备安全。防爆、防火、防触电。 3.3.高质量供电（高质量供电（质好质好）频率稳定：大电网允许频率偏差频率稳定：大电网允许频率偏差0.2Hz0.2Hz。电压稳定：一般允许电压偏移电压稳定：一般允许电

8、压偏移5%5%U UN N 。电压偏移：用电设备端电压与其额定电压的差值。电压偏移：用电设备端电压与其额定电压的差值。4.4.经济经济供电供电降低基建投资、设备材料消耗、年运行费用。降低基建投资、设备材料消耗、年运行费用。1313第二节第二节 电网电网电力网电力网 它是由各种电气设备及输电线路组成的输送、控制它是由各种电气设备及输电线路组成的输送、控制和分配电能的网络。和分配电能的网络。 任务：输送、分配电能，变换和调节电压。任务：输送、分配电能，变换和调节电压。电力网分类：电力网分类：电流种类：交流、直流电网；电流种类：交流、直流电网；电压高低：低压（电压高低：低压（1200V1200V）和

9、高压（）和高压（3kV3kV）电网；）电网；中性点运行方式：中性点接地、中性点不接地。中性点运行方式：中性点接地、中性点不接地。1414一、电网与用户的结线方式一、电网与用户的结线方式1 1放射式放射式2 2环式环式3 3干线式干线式15151 1放射式放射式用户用户1 1为二级负荷，采用为二级负荷，采用专用单回路电源线路供专用单回路电源线路供电，可靠性不高。电，可靠性不高。用户用户3 3由一个变电所双回由一个变电所双回路供电，可靠性较高。路供电，可靠性较高。用户用户2 2为一级负荷，由两为一级负荷，由两个变电所供电，可靠性个变电所供电，可靠性最高。最高。16162 2环式环式适用于向两个彼此

10、之适用于向两个彼此之间相距较近，而离间相距较近，而离电源都较远，负荷电源都较远，负荷容量相差不太大，容量相差不太大，且对供电可靠性要且对供电可靠性要求较高的一级负荷求较高的一级负荷或重要的二级负荷或重要的二级负荷供电。供电。17173 3干线式干线式多用户共用一条输电线路，多用户共用一条输电线路，节省供电设备，造价较低，节省供电设备，造价较低，但可靠性差，容易因一个但可靠性差，容易因一个用户故障引起多个用户停用户故障引起多个用户停电。电。干线式一般用于三级负荷供干线式一般用于三级负荷供电。电。1818二、电网中性点运行方式二、电网中性点运行方式定义：发电机和变压器的定义：发电机和变压器的中性点

11、与大地的连接中性点与大地的连接关系关系称为中性点运行方式。称为中性点运行方式。常用的有：常用的有：1 1中性点不接地中性点不接地2 2中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地3 3中性点直接接地中性点直接接地19191 1中性点不接地系统中性点不接地系统一相接地时：一相接地时：接地相对地电压为零，其它两相对地电压为线电压。接地相对地电压为零，其它两相对地电压为线电压。非故障相对地电流为正常时的非故障相对地电流为正常时的 倍，相位超前线电压倍，相位超前线电压9090。接地点的接地电流为正常时相对地电容电流的接地点的接地电流为正常时相对地电容电流的3 3倍，超前接倍，超前接地相电压地相电压9090

12、。320201 1中性点不接地系统中性点不接地系统优点：优点：单相接地时，线电压对称，设备仍能正常运行，可减少停电。单相接地时，线电压对称，设备仍能正常运行，可减少停电。接地点电流小，人体触电电流较小，有利于井下的防火和防接地点电流小，人体触电电流较小，有利于井下的防火和防触电。触电。用于：用于：35kV35kV及以下的高压电网和井下高低压电网。及以下的高压电网和井下高低压电网。规程规程规定：井下变压器严禁中性点直接接地，规定：井下变压器严禁中性点直接接地，严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。向井下供电。21212. 2. 中性点

13、经消弧线圈接地系统中性点经消弧线圈接地系统_1_1 中性点不接地电网，当接地电流超过一定限度（中性点不接地电网，当接地电流超过一定限度（3kV3kV6kV6kV电网约为电网约为30A30A，10kV10kV电网约为电网约为20A20A，35kV35kV电网约为电网约为10A10A），接地点会产生），接地点会产生断续电弧断续电弧。断续电弧。断续电弧会在电网的电感与电容中产生谐振，引起会在电网的电感与电容中产生谐振，引起谐振过电压谐振过电压，其值可达额定电压的，其值可达额定电压的3 34 4倍，使绝缘击穿，形成短路故障。倍，使绝缘击穿，形成短路故障。 因此，接地电流超限的中性点不接地电网，宜采用中

14、性点经消弧线圈接因此，接地电流超限的中性点不接地电网，宜采用中性点经消弧线圈接地的运行方式。地的运行方式。22223. 3. 中性点直接接地系统中性点直接接地系统单相接地时，其它两相对地电压不单相接地时，其它两相对地电压不升高，设备对地绝缘可以按相电升高，设备对地绝缘可以按相电压设计。压设计。110kV110kV及以上超高压系统用，及以上超高压系统用， 可以降低造价。可以降低造价。380380220V220V系统采用中性点接地，当系统采用中性点接地，当高电压窜入低压系统时，可以降高电压窜入低压系统时，可以降低电网对地电压，是防止触电和低电网对地电压，是防止触电和保护低压设备的一项安全措施。保护

15、低压设备的一项安全措施。单相接地时，有很大的短路电流（单相接地时，有很大的短路电流（I IS S），必须立即停电。故称），必须立即停电。故称为为大接地电流系统大接地电流系统。2323第三节第三节 工矿企业变电所工矿企业变电所企业变电所的任务：企业变电所的任务：接受、分配电能和变换电压，为企业生产设接受、分配电能和变换电压，为企业生产设备提供可靠、高质量的电能。备提供可靠、高质量的电能。变电所是工矿企业供电的枢纽。变电所是工矿企业供电的枢纽。2424一、工矿企业变电所的主结线一、工矿企业变电所的主结线主结线：主结线：担负接受、分配电能和变换电压任务的各担负接受、分配电能和变换电压任务的各种电气设

16、备之间的连接方式。种电气设备之间的连接方式。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *1 1母线的结线母线的结线2 2电源进线与变压器的结线电源进线与变压器的结线3 3配出线的结线配出线的结线251 1母线的结线母线的结线1 1）单母线结线）单母线结线2 2）单母线分段结线）单母线分段结线3 3）双母线结线）双母线结线261 1）单母线结线）单母线结线母线是用于分支线路的导体。母线是用于分支线路的导体。优缺点：优缺点：结线简单，设备少，投资小。结线简单，设备少，投资小。供电可靠性差

17、，母线或进线故障，供电可靠性差，母线或进线故障，用户全停电。用户全停电。用于：用于：容量小、供电可靠性要求不高的变容量小、供电可靠性要求不高的变电所。电所。图1-7a272 2）单母线分段结线）单母线分段结线特点：特点：两个进线分别接不同的母线段。各两个进线分别接不同的母线段。各段母线用联络开关连接。段母线用联络开关连接。重要负荷分别接在两段母线上，其重要负荷分别接在两段母线上，其它负荷分散接在各段母线上。它负荷分散接在各段母线上。优缺点：优缺点：能保证重要负荷的供电可靠性，能保证重要负荷的供电可靠性，用于：用于：出线不太多、母线故障少的变电所。出线不太多、母线故障少的变电所。大中型企业变电所

18、多用。大中型企业变电所多用。图1-7b28283 3）双母线结线）双母线结线特点：特点：进、出线，通过隔离开关分别接进、出线，通过隔离开关分别接到两条母线上，母线间用开关到两条母线上，母线间用开关相连。两母线互为备用。相连。两母线互为备用。优缺点：优缺点：供电可靠性高、操作灵活。供电可靠性高、操作灵活。设备多，投资大，结线复杂。设备多，投资大，结线复杂。用于：用于：可靠性要求高的大型变电所和区可靠性要求高的大型变电所和区域变电所。域变电所。图1-7c292 2电源进线与变压器的结线电源进线与变压器的结线 1 1）线路变压器组结线）线路变压器组结线2 2）桥式结线）桥式结线301 1）线路变压器

19、组结线）线路变压器组结线三种形式：三种形式：隔离开关进线：电源侧保护能保护变隔离开关进线：电源侧保护能保护变压器低压侧短路时用，压器低压侧短路时用， 应能切断空应能切断空载变压器。载变压器。跌落式熔断器进线：短路电流小，熔跌落式熔断器进线：短路电流小，熔断器能切断时用。断器能切断时用。断路器进线：切断能力大，操作方便。断路器进线：切断能力大，操作方便。 优缺点：优缺点：结构简单、设备少、投资省结构简单、设备少、投资省供电可靠性差。供电可靠性差。用于：用于：三类负荷的中、小变电所。若能取得三类负荷的中、小变电所。若能取得低压备用电源时，也可对小容量的低压备用电源时，也可对小容量的二类负荷供电。二

20、类负荷供电。图1-8314 4桥式结线桥式结线1QF2QF5QF4QF3QF1T2T1WL2WL35110kV35110kV2WL1WL2T1T3QF2QF1QF35110kV2WL1WL2T1T3QF1QF2QF（a）（b）（c）两个及以上进线，出线数与进线数相同。企业多用两进线和两两个及以上进线，出线数与进线数相同。企业多用两进线和两台变压器的桥式结线。台变压器的桥式结线。根据联络开关的位置不同，可分为全桥、外桥、内桥三种。根据联络开关的位置不同，可分为全桥、外桥、内桥三种。图1-9323 3变电所配出线的结线变电所配出线的结线 配电开关的种类配电开关的种类容量较小、不重要的负荷，可采容量

21、较小、不重要的负荷，可采用负荷开关配合熔断器进行控用负荷开关配合熔断器进行控制和保护；制和保护；容量较大或重要的负荷应采用断容量较大或重要的负荷应采用断路器和隔离开关组合。路器和隔离开关组合。隔离开关的配置隔离开关的配置为保证检修安全，断路器电源侧为保证检修安全，断路器电源侧须装隔离开关。须装隔离开关。双电源的配出线，为防止发生反双电源的配出线，为防止发生反送电，断路器两侧都装隔离开送电，断路器两侧都装隔离开关。关。33开关操作顺序开关操作顺序送电时，依次合上：送电时，依次合上：1QS1QS、2QS2QS、QFQF停电时，依次断开：停电时，依次断开：QFQF、2QS2QS、1QS1QS34二、

22、煤矿供电系统二、煤矿供电系统1 1矿山地面变电所矿山地面变电所电源进线电压为电源进线电压为6 635kV35kV，配电电压为，配电电压为6kV6kV或或10 kV10 kV。 两条两条35kV35kV电源进线，电源进线，35kV35kV侧采用全桥式结线侧采用全桥式结线，设置两台主变压器；，设置两台主变压器； 配电电压为配电电压为6kV6kV，采用单母线分段结线，采用单母线分段结线。 为了防雷，架空进出线上和各段母线均装设为了防雷，架空进出线上和各段母线均装设避雷器。避雷器。 为了提高功率因数，在两段为了提高功率因数，在两段6kV6kV母线上分别装设母线上分别装设补偿电容器组补偿电容器组； 为了

23、测量和保护，在两段母线上均装有为了测量和保护，在两段母线上均装有电压互感器电压互感器，各进出线均装设，各进出线均装设电电流互感器流互感器。3535n煤矿地面变电所的主结线双电源双电源桥式桥式两台主变压器两台主变压器单母线分段单母线分段362 2、井下中央变电所的结线、井下中央变电所的结线下井电缆最少两根，一根故障其余担负井下全部负荷。下井电缆最少两根，一根故障其余担负井下全部负荷。单母线分段单母线分段，段数与下井电缆数对应，母线间设联络开关，段数与下井电缆数对应，母线间设联络开关，正常时母线分列运行。正常时母线分列运行。各类负荷均匀分配在各段母线上。各类负荷均匀分配在各段母线上。西翼采区一路西

24、翼采区二路东翼采区二路东翼采区一路主排水泵主排水泵主排水泵备用井底车场低压负荷6(10)kV母联6(10)kV下井二路下井一路井底车场低压负荷37井下中央变电所的硐室布置井下中央变电所的硐室布置1 1）防火）防火铁板门和铁栅栏门；铁板门和铁栅栏门；所内及出口所内及出口5m5m以内巷道耐火材以内巷道耐火材料建筑；料建筑；硐室内设砂箱及灭火器材。硐室内设砂箱及灭火器材。2 2）通风）通风硐室长度超过硐室长度超过6m6m时，两端各设时，两端各设一个出口，保证温度不超过一个出口，保证温度不超过附近巷道附近巷道55。3 3）防水）防水地面比井底车场或大巷连接处地面比井底车场或大巷连接处底板标高高出底板标

25、高高出0.5m0.5m。1234566781-高压配电箱；2-硅整流器柜；3-直流配电箱；4-低压配电装置；5-矿用变压器；6-防火铁门；7-铁栅栏门；8-电缆沟38383 3采区变电所采区变电所n采区变电所是采区供电的中心，将高压直接配送或变为低压配送至采掘工作面及附近用电设备。39393 3、采区变电所结线、采区变电所结线n双电源进线，两电源同时工作。母线设联络开关，正常分列运行。n综采和综掘工作面采用6kV或10kV高压供电。局扇专用变压器综掘工作面备用排水泵排水泵排水泵综采工作面照明660V东翼采区二路6(10)kV母联6(10)kV东翼采区一路其他负荷集中运输备用局扇图1-1240采

26、区变电所的硐室布置采区变电所的硐室布置n防水、防火、通风防水、防火、通风l除底板标高没有严格规定外，除底板标高没有严格规定外，其它与中央变电所相同。其它与中央变电所相同。n设备布置设备布置l变、配电可在同一硐室内；变、配电可在同一硐室内；l高、低压应分开布置；高、低压应分开布置；l检漏继电器固定于墙上。检漏继电器固定于墙上。l设备与墙壁，设备之间留维护设备与墙壁，设备之间留维护与检修通道。与检修通道。l不从侧面和背后检修的设备不不从侧面和背后检修的设备不留通道。留通道。1-高压配电箱；2-矿用变压器；3、4-低压隔爆自动馈电开关；5-照明变压器综合装置；6-检漏继电器41综采工作面配电系统结线

27、综采工作面配电系统结线n供电特点供电特点l采用移变供电，使高压采用移变供电，使高压深入负荷中心。深入负荷中心。l供电电压采用供电电压采用1140V1140V，利于保证供电的经济性和利于保证供电的经济性和供电质量。高产高效工作供电质量。高产高效工作面额定电压已达面额定电压已达3300V3300V。n位置与设备布置位置与设备布置l移变设在距工作面移变设在距工作面 150m150m300m300m的顺槽中。的顺槽中。l可伸缩皮带输送机由设在运输巷口的移动变电站或采区变电所的变可伸缩皮带输送机由设在运输巷口的移动变电站或采区变电所的变压器供电。压器供电。MMiiiiMMMMiiiiMMiMiM刮板输送

28、机转载机喷雾泵破碎机乳化液泵采煤机6(10)kV乳化液泵来自采区变电所2号移变1号移变660(1140)V1140V可伸缩胶带输送机其他小型设备照明4242第一章第一章 工矿企业供电系统工矿企业供电系统 本章结束本章结束43第一章第一章 煤矿供电系统煤矿供电系统 练习题练习题一、填空题一、填空题1 1、煤矿企业供电的基本要求是、煤矿企业供电的基本要求是_ _ 、_、_ _ 、_ _ 。2 2、国家电力部门根据电压等级的高低，一般将电力网分为、国家电力部门根据电压等级的高低，一般将电力网分为_、_、_和和_几种。几种。3 3、煤矿供电安全包括、煤矿供电安全包括_、_和和_三个方面。三个方面。4

29、4、根据负荷的重要程度，煤矿电力负荷分为三类，即、根据负荷的重要程度，煤矿电力负荷分为三类，即_、_和和_。5 5、_和和_是衡量电能的主要指标。是衡量电能的主要指标。6 6、对矿井的供电一般采用两种典型方式：、对矿井的供电一般采用两种典型方式：_和和_。7 7、煤矿安全规程煤矿安全规程规定：对井下中央变电所供（配）电的线路规定：对井下中央变电所供（配）电的线路_，当任一回路停止供电时，其余回路应能担负全部负荷。当任一回路停止供电时，其余回路应能担负全部负荷。8 8、煤矿井下工作面配电点一般距采煤工作面、煤矿井下工作面配电点一般距采煤工作面_米，距掘进工作面米，距掘进工作面_ 米，工作面配电点

30、随工作面的推进而移动。米，工作面配电点随工作面的推进而移动。 9 9、移动变电站通常设置在距工作面、移动变电站通常设置在距工作面_米的平巷中，工作面每推进米的平巷中，工作面每推进_米，变电站向前移动一次。米，变电站向前移动一次。1010、为了防火，井下变电所内必须设有、为了防火，井下变电所内必须设有_及及_ _ 。44二、判断题：二、判断题：( )1( )1、井下中央变电所只要注意防水、井下中央变电所只要注意防水, ,通风就可以了。通风就可以了。 ( )2( )2、对一类负荷供电必须具有可靠的备用电源，一般由变电所引出的独、对一类负荷供电必须具有可靠的备用电源，一般由变电所引出的独立双回路供电

31、。立双回路供电。( )3( )3、在功率一定的条件下，提高供电电圧，可减少电压及功率损失，提、在功率一定的条件下，提高供电电圧，可减少电压及功率损失，提高供电质量和经济性。高供电质量和经济性。( )4( )4、对井下各水平的中央变电所和主排水泵的供电线路，不得少于两回、对井下各水平的中央变电所和主排水泵的供电线路，不得少于两回路。路。( )5( )5、煤矿井下只能设一个中央变电所。、煤矿井下只能设一个中央变电所。( )6( )6、中央变电所的主要任务是向煤矿井下所有设备供电。、中央变电所的主要任务是向煤矿井下所有设备供电。( )7( )7、对于单电源进线的采区变电所、对于单电源进线的采区变电所

32、, ,也一定要设电源进线开关。也一定要设电源进线开关。( )8( )8、采区变电所和工作面配电点的所有设备均采用矿用隔爆型。、采区变电所和工作面配电点的所有设备均采用矿用隔爆型。45四、选择题：四、选择题：1 1、下列哪些设备属于一级用户。、下列哪些设备属于一级用户。 _ A A、办公室、办公室 B B、矿灯房、矿灯房 C C、采煤机、采煤机 D D、井下水泵房、井下水泵房2 2、对一级用户如何供电。、对一级用户如何供电。_ A A、两个独立电源、两个独立电源 B B、专用线路、专用线路 C C、单回路、单回路 D D、ABCABC都对。都对。3 3、下列哪些设备属于二级用户。、下列哪些设备属于二级用户。_