第一章工矿企业供电系统课件

1、2022-4-52022-4-5工矿企业供电工矿企业供电山西大同大学 张学成2022-4-52第一章第一章 工矿企业供电系统工矿企业供电系统n本章知识要点l工矿企业对供电的要求；l电力负荷的分类及各类负荷对供电可靠性的要求；l电力系统与电力网的概念；l企业供电电压的确定；l供电系统的结线方式及确定原则；l变电所位置的确定原则和矿井井下变电所的防火、防水和通风问题等知识。n本章培养的能力与技能l能够根据电源的原始资料合理确定企业供电电源；l能够根据负荷的分布情况、地理交通、水文地质等资料确定变电所位置；l能够根据电源、负荷资料确定企业的供电电压、确定主结线方案和整个企业的供电方案。2022-4-

2、53第一节第一节 概述概述n一、供电的重要性及基本要求n二、电力系统n三、工矿企业电源n四、供电电压等级2022-4-54一、供电的重要性及基本要求一、供电的重要性及基本要求_1_1n1. 供电可靠l不间断供电。l负荷分三类：1）一类负荷（一级负荷） 应有两个独立电源。2）二类负荷（二级负荷） 应有两个电源。中小企业可一个电源。3）三类负荷（三级负荷） 不考虑备用电源2022-4-55一、供电的重要性及基本要求一、供电的重要性及基本要求_2_2n2. 供电安全l人身和设备安全。防爆、防火、防触电。 n3. 供电质量l频率稳定：允许偏差0.5Hz，1。l电压稳定：一般允许偏移5%。电压偏移：用电

3、设备端电压与其额定值的偏差值。n4. 供电经济l降低基建投资、设备材料消耗、年运行费用。2022-4-56二、供电系统二、供电系统n电力系统：l由发电机、各种输电线路和升降压变电所以及电力用户组成的整体。 n电力网：n发电厂址：n高压输电：n并网发电：2022-4-57三、工矿企业电源三、工矿企业电源n电源多来自电力网，只有在尚未建成电力网的地区，才由地方发电厂或自备发电厂供电。n企业总变电所，6kV35kV。n具有一类负荷的企业总变电所应有两个独立电源。n采用平行双回路或环形供电。2022-4-58四、供电电压等级四、供电电压等级n标准额定电压等级，见表l-l。2022-4-59 2022-

4、4-510四、供电电压等级四、供电电压等级n标准额定电压等级，见表l-l。n发电机高5。n变压器 l一次侧等于UN或1.05 UN；l二次侧等于1.05 UN或1.1 UN。n企业供电电压的选择：l取决于电源电压，用电设备电压、容量及供电距离。 2022-4-511第二节第二节 电网电网n一、电网的分类n二、电力网的结线方式n三、电网中性点运行方式2022-4-512一、电网的分类一、电网的分类n电力网：n任务：输送、分配电能。n电力网分类：l电流种类：交流、直流电网；l电压高低：低压（1200V）和高压（3kV）电网；l负荷性质：照明、动力电网；l线路结构：架空、电缆线路；l中性点运行方式：

5、中性点接地、中性点不接地系统。2022-4-513二、电力网的结线方式二、电力网的结线方式n1放射式电网n2干线式电网n3环式电网2022-4-5141 1放射式电网放射式电网n优点：供电线路独立，故障互不影响，可靠性高；保护简单，易整定，动作时间短。n缺点：线路多，负荷不大时，造成有色金属浪费。n双回路：比单回路可靠性高，但所用设备多1倍，投资大，用于一类负荷或重要的二类负荷。n单回路：用于三类负荷或只有一个电源的二类负荷。图1-22022-4-5152 2干线式电网干线式电网n优点：线路短，造价低，节省有色金属；出线少，节省设备，降低投资。n缺点：前段线路共用，故障时相互影响，可靠性低；保

6、护动作时限长。n双回路：比双回路放射式电网所用设备少，但继电保护复杂，供电可靠性略低。n单回路干线式一般用于三类负荷供电，双回路干线式一般用于供电给二、三类负荷。图1-32022-4-5163 3环式电网环式电网n优点：比双回路放射式所用设备少，投资少；对每一负荷，可从两个方向供电，线路路径不同，故供电可靠性较高。n缺点：负荷容量相差悬殊时，有色金属消耗量大。n工矿企业均采用开环运行方式。n环式电网用于：负荷容量相差不太大，彼此之间相距较近，而离电源都较远，对供电可靠性要求较高的重要用户的供电。图1-42022-4-517三、电网中性点运行方式三、电网中性点运行方式n1中性点不接地系统n2中性

7、点经消弧线圈接地系统n3中性点直接接地系统2022-4-5181 1中性点不接地系统中性点不接地系统_1_1n正常时：l三相对地电容相等，中性点与地等电位；l各相对地电压等于各相的相电压，且三相对称。l各相对地电容电流也对称，且超前对应相电压90；l地中无容性电流流过，。2022-4-5191 1中性点不接地系统中性点不接地系统_2_2n一相接地时：l接地相对地电压为零，其它两相为线电压。l非故障相对地流为正常时的 倍，相位超前线电压90，l接地点的接地电流为正常时的3倍，超前接地相电压90。n优点：l单相接地时，线电压对称，不影响设备运行，可靠性高。n用于：l35kV及以下的高压电网。320

8、22-4-520单相接地电容电流计算单相接地电容电流计算n架空线路n电缆线路 式中 接地点的接地电容电流，A； 电网的线电压，kV； 线路总长度， km。350EULI10EULIEIUL2022-4-5212. 2. 中性点经消弧线圈接地系统中性点经消弧线圈接地系统n正常时：l系统对称，中 性点与地等电 位，消弧线圈 中无电流。n 一相接地时：l中性点对地电压 ，相位相反。消弧线圈中有电流，相位滞后 90，l 与（ ）反相，使接地电流 减小。达不起弧程度。n优点：n称为小接地电流系统。0WUU0U0IWUIIEI2022-4-5223. 3. 中性点直接接地系统中性点直接接地系统n单相接地时

9、：l其它两相对地电压不升高，l设备对地绝缘按相电压设计。n110kV及以上超高压系统用。n单相接地时，为单相接地短 路，称大接地电流系统。n采用自动重合闸装置，减少停电次数，提高可靠性。n380220V系统，当高电压窜入低压系统时，避免人体触及高电压，是降低人身接触电压的一项安全措施。2022-4-523第三节第三节 工矿企业变电所工矿企业变电所n企业变电所的任务：l接受电能、变换电压和分配电能。n是工矿企业供电的枢纽。 *n一、工矿企业变电所的主结线n二、工矿企业变电所结线实例n三、企业变电所的位置确定2022-4-524一、工矿企业变电所的主结线一、工矿企业变电所的主结线n主结线：担负接受

10、、变换、分配电能任务的各种电气设备之间的连接方式。 *n1线路变压器组结线n2单母线结线n3单断路器双母线结线n4单母线分段结线n5桥式结线n6变电所配出线的结线 2022-4-525高压开关性能与用途高压开关性能与用途n隔离开关l无灭弧装置，但有明显断点。l不能通断有负荷的电路，只用来在检修时隔离电源。n断路器l灭弧能力强，但无明显断点。l不仅可通断负荷电路，还可切断短路电流。用于电路的通断控制。n负荷开关l有灭弧能力，但不强。有明显断点。l只能通断负荷电路，不能切断短路电流。检修时可隔离电源。2022-4-526高压开关的使用高压开关的使用n隔离开关与断路器必须配合使用。n隔离开关装于电源

11、一侧。n分合闸顺序l合闸：先QS，后QF。l分闸：先QF，后QS。n负荷开关与熔断器配合使用。QSQFM2022-4-5271 1线路变压器组结线线路变压器组结线n三种形式：l隔离开关进线：电源侧保护能保护变压器低压侧短路时用， 应能切断空载变压器。l跌落式熔断器进线：短路电流小，熔断器能切断时用。l断路器进线：切断能力大，操作方便。 n优缺点：l结构简单、设备少、投资省l供电可靠性差。n用于：l三类负荷的中、小变电所。若能取得低压备用电源时，也可对小容量的二类负荷供电。2022-4-5282 2单母线结线单母线结线n优缺点：l结线简单，设备少，投资小。l供电可靠性差，母线和进线故障，用户全停

12、电。n用于：l容量小、供电可靠性要求不高的变电所。2022-4-5293 3单断路器双母线结线单断路器双母线结线n特点：l进、出线，通过隔离开关分别接到两条母线上，母线间用开关相连。两母线互为备用。n优缺点：l供电可靠性高、操作灵活。l设备多，投资大，结线复杂。n用于：l可靠性要求高的大型变电所和区域变电所。2022-4-5304 4单母线分段结线单母线分段结线n特点：l进线分别接不同的母线段。各段母线用联络开关连接。出线多时，用断路器作联络开关。l重要负荷分别接两段母线，其它负荷，分散接在各段母线上。n优缺点：l能保证重要负荷的供电可靠性，n用于：l出线不太多、母线故障少的变电所。大中型企业

13、变电所多用。2022-4-5315 5桥式结线桥式结线n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。n根据联络开关桥的位置不同，可分为全桥、外桥、内桥三种。2022-4-532全桥结线全桥结线n特点：l线路侧、变压器侧和母线桥上都装断路器。n优缺点：l操作运行灵活、适应性强，切换变压器和线路都方便，易发展成单母线分段结线。l设备多，投资大，占地面积大。2022-4-533内桥结线内桥结线n特点：l母线与变压器之间无断路器。n优缺点：l投资、占地比全桥少，切换线路方便。l切换变压器不方便。n用于：l电源线长，故障可能性大，变压器负荷较平稳切换次数少的变电所。 202

14、2-4-534外侨结线外侨结线n特点：l进线端无断路器。n优缺点：l比内桥少两隔离开关，投资、占地更少，切换变压器方便，易过渡到全桥结线。l切换线路不方便。n用于：l电源线短，故障与检修机会少，变压器负荷变化大且需经常切换的变电所。2022-4-5356 6变电所配出线的结线变电所配出线的结线 n 配电开关的种类l容量较小、不重要的负荷，可采用负荷开关配合熔断器进行控制和保护；l容量较大或重要的负荷应采用断路器和隔离开关组合。n 隔离开关的配置l为保证检修安全，断路器电源侧须装隔离开关。l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关。2022-4-536开关操作顺序开关操作顺序n送

15、电时，依次合上：1QS、2QS、QFn停电时，依次断开：QF、2QS、1QS1 Q S2 Q SQ F2022-4-537二、工矿企业变电所结线实例二、工矿企业变电所结线实例2022-4-538三、企业变电所的位置确定三、企业变电所的位置确定2022-4-539三、企业变电所的位置确定三、企业变电所的位置确定n1企业总变电所的位置确定n2车间变电所的位置确定2022-4-5401 1企业总变电所的位置确定企业总变电所的位置确定n位置确定原则l 尽量靠近负荷中心；l 不占或少占农田；l 进出线要方便，尽量避免线路相互交叉和跨越；l 交通运输要方便；l 有适宜的地质条件，有防止地下水、雨水和洪水浸

16、淹措施；l 考虑与邻近设施的相互影响，远离震动、易燃、易爆的场所，避开污染源，否则采取防污措施；l 与其它工业建筑物保持足够的防火间距；l 留有扩建的余地，不妨碍工厂或车间的发展。n矿井地面变电所，所址选选在工业广场的边缘。2022-4-5412 2车间变电所的位置确定车间变电所的位置确定n1）车间附设变电所l墙与车间共用，图中l、2、3所示。l用于一般车间。n2）车间内变电所l位于车间内，并尽量靠近负荷中心，l用于负荷大而集中且布置较稳定的大型车间厂房。n3）独立变电所l在车间外单独建立，图中5、6所示。l用于负荷小而分散的中小型工厂或生活区，或为了远离易燃、易爆及腐蚀性场所。2022-4-

17、542第四节第四节 矿山供电系统矿山供电系统n一、矿井供电系统n二、露天矿供电系统2022-4-543一、矿井供电系统一、矿井供电系统n1矿井供电的类型l1）深井供电系统l2）浅井供电系统n2井下中央变电所n3采区变电所n4综采工作面供电与工作面配电点2022-4-5441 1）深井供电系统）深井供电系统n所适用场合l煤层埋藏深，用电负荷大，涌水大的矿井。n供电特点l6kV高压下井，设三级变电所。地面变高压降压采区变工作面移变井底中央变井筒高压降压高压工作面降压2022-4-5452 2）浅井供电系统）浅井供电系统n适用场合l煤层埋藏浅，用电负荷小的矿井。n供电特点l低压或高压两级变电所供电。

18、井筒井底车场降压地面变高压采区配工作面采区地面上架空降压高压钻孔降压工作面高压移变工作面采区变降压钻孔2022-4-546浅井供电优缺点浅井供电优缺点n优点l节省井下高压电缆和高压电气设备，硐室开拓量少。比较经济、安全。n缺点l变电亭安装、维护、检修困难。l低压供电范围小，可供负荷小。2022-4-5472 2井下中央变电所井下中央变电所n井下中央变电所是井下供电的枢纽，它担负着向井下供电的重要任务。 * n1）井下中央变电所的结线n2）井下中央变电所的位置n3）井下中央变电所的硐室布置n4）井下中央变电所的设备布置2022-4-5481 1）井下中央变电所的结线）井下中央变电所的结线n下井电

19、缆最少 两根，一根故 障其余担负井 下全部负荷。n分段单母线， 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。n各类负荷均匀分配在各段母线上。2022-4-5492 2）井下中央变电所的位置）井下中央变电所的位置n确定原则：l 尽量位于负荷中心；l进出线和运输方便；l通风良好；l顶、底板坚固，无淋水。n一般设在：l井底车场附近，与中央水泵房相邻。l有条件时应与变流所联合建筑。2022-4-5503 3）井下中央变电所的硐室布置）井下中央变电所的硐室布置n1）防火l铁板门和铁栅栏门；l所内及出口5m以内巷道耐火材料建筑；l硐室内设砂箱及灭火器材。n2）通风l硐室长度超过6m时，

20、两端各设一个出口，保证温度不超过附近巷道5。n3）防水l地面比井底车场或大巷连接处底板标高高出0.5m。1234566782022-4-5514 4）井下中央变电所的设备布置）井下中央变电所的设备布置n变、配电分开；高、低压分开。n设备与墙，设备之间留维护与检修通道。n不需维护检修一侧，设备可互相靠紧或靠墙放置。n考虑发展，高压20，且不少于两台。n低压备用回路，按总回路数的20考虑。12 34566782022-4-5523 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，将高压变为低压，配送至采掘工作面及附近用电设备。 * n1）采区变电所变电所的结线n2）采区变电所的位置n3）采区变

21、电所的硐室布置2022-4-5531 1）采区变电所变电所的结线）采区变电所变电所的结线n单电源进线l两台变压器，无高压出线，可不设电源进线开关。l变压器超过两台或有高压出线，设电源进线开关。n双电源进线l两电源一路工作，一路备用。不设联络开关。l两电源同时工作。母线设联络开关，正常分列运行。n 低压接线l低压设总自动馈电开关，并配漏电保护；配出线设自动馈电开关。n每台变压器用一台高压配电箱。2022-4-5542 2）采区变电所的位置）采区变电所的位置n确定原则：l最好只设一个变电所，如不可能，也应尽量少少建、少迁移变电所，其他同中央变电所。n一般设在：l设在采区装车站附近，或在上（下）山与

22、运输平巷交叉处，或两个上（下）山之间的联络巷中。2022-4-5553 3）采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l除底板标高没有严格规定外，其它与中央变电所相同。n设备布置l变、配电可在同一硐室内；l高、低压应分开布置；l检漏继电器固定于墙上。l设备与墙壁，设备之间留维护与检修通道。l不从侧面和背后检修的设备不留通道。2022-4-5564.14.1）综采工作面供电）综采工作面供电n供电特点l采用移变供电，使高压深入负荷中心。l供电电压采用1140V，利于保证供电的经济性和供电质量。高产高效工作面额定电压已达3300V。n位置与设备布置l移变设在距工作面150m300m的顺槽中，工作面每推进100m200m，变电站向前移动一次。2022-4-5574.24.2） 工作面配电点工作面配电点n工作面配电点l分配电能给工作面各用电设备。l不设专用硐室，设在工作面附近巷道一侧。n位置与及设备布置l采煤：距工作面50100m；l掘进：距工作面