矿山电工学课件

1、2022-4-112主要学习内容主要学习内容CH1 矿山供电系统及设备矿山供电系统及设备CH2 安全用电及保护安全用电及保护CH3 煤矿机械设备的电气控制煤矿机械设备的电气控制2022-4-113主要参考书主要参考书1. 矿山电工学矿山电工学 / 赖昌干等编赖昌干等编 煤炭工业出版社煤炭工业出版社 20062.矿山电工学矿山电工学 / 赖昌干等编赖昌干等编 煤炭工业出版社煤炭工业出版社 19913.矿山电工学（采矿工程专业）矿山电工学（采矿工程专业） / 郭玉等编郭玉等编 煤炭工业出版社煤炭工业出版社 19844. 供电技术供电技术 / 王崇林等编王崇林等编 煤炭工业出版社煤炭工业出版社 19

2、972022-4-114CH1 矿山供电系统及设备矿山供电系统及设备p学习要求学习要求1. 一般掌握一般掌握：典型电力系统的组成及有关：典型电力系统的组成及有关的基本概念、供电系统的连接方式、矿的基本概念、供电系统的连接方式、矿山供电系统。山供电系统。2. 熟练掌握熟练掌握：矿山供电系统中的电气设备：矿山供电系统中的电气设备额定电压、矿山供电系统中常用的高、额定电压、矿山供电系统中常用的高、低压开关电气设备。低压开关电气设备。2022-4-115第一节第一节 概述概述一一 电力系统电力系统二二 电力系统的额定电压电力系统的额定电压三三 电力负荷分级及其对供电的要求电力负荷分级及其对供电的要求2

3、022-4-116一、电力系统一、电力系统1.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、分配、生产、传输、分配、消费电能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2022-4-117主要电气设备符号（主要电气设备符号（1）交流发电机交流发电机(G)电力变压器电力变压器(T)断路器断路器(QF)隔离开关隔离开关(QS)熔断器熔断器(FU)刀开关刀开关(QK)熔断器式开关熔断器式开关(Q)2022-4-118主要电气设备符号（主要电气设备符号（2）负荷开关负荷开关(Q) 线路、母线线路、母线(W)电流互感器电流互感器(

4、TA) 电压互感器电压互感器(TV)阀型避雷器阀型避雷器(F) 电抗器电抗器(L)电容器电容器( C ) 电缆及终端电缆及终端(X)提示：课本中此处有小错误！2022-4-1192. 电力系统的主要环节（电力系统的主要环节（1）（1 1）发电厂（站）：）发电厂（站）： 指将其他形式的能量转换指将其他形式的能量转换成电能的场所。成电能的场所。 一般根据所使用的能源的不同，将电厂分为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、火力发电厂、水力发电站、核电站、潮汐电站、风力发电场、太阳能发电场、地热发电厂等。风力发电场、太阳能发电场、地热发电厂等。2022-4-1

5、1102. 电力系统的主要环节（电力系统的主要环节（2）（2）变电所）变电所：指进行指进行电压变换和汇集、分配电能电压变换和汇集、分配电能的场所，的场所，由电力变压器、配电设备组成。由电力变压器、配电设备组成。配电所：不含电力变压器。配电所：不含电力变压器。p 按用途分：按用途分： 升（降）压变电所、联络变电所、升（降）压变电所、联络变电所、工矿企业工矿企业变电所变电所、农村变电所、整流变电所等。、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、按地位分：枢纽变电所、穿越变电所、终端变电所终端变电所。p 按供电范围分：区域（一次）变电所、按供电范围分：区域（一次）变电所、地区（

6、二次）变地区（二次）变电所电所。p矿区变电所属于？矿区变电所属于？2022-4-11122.电力系统的主要环节（电力系统的主要环节（3）（3） 电力网：将电力网：将输送、变换、分配电能输送、变换、分配电能的各种变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电所和各电压等级的电力线路构成的网络称为电力网。网。 根据电压等级的不同，电力网可分为：根据电压等级的不同，电力网可分为： 低低 压压 电电 网：网：1kV及以下及以下 高高 压压 电电 网：网：3kV330kV 超高压电网：超高压电网：330kV1000kV 特高压电网：特高压电网：1000kV以上以上2022-4-1113中国电力

7、市场化改革中国电力市场化改革 2002年年11月月p国家电力监管委员会国家电力监管委员会2家电网公司家电网公司p国家电网公司国家电网公司p中国南方电网有限公司中国南方电网有限公司5家发电公司家发电公司p中国华能集团公司中国华能集团公司p中国大唐集团公司中国大唐集团公司p中国华电集团公司中国华电集团公司p中国国电集团公司中国国电集团公司p中国电力投资集团公司中国电力投资集团公司4家辅业公司家辅业公司p中国电力工程顾问集团公司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中国水利水电建设集团公司p中国葛洲坝集团公司中国葛洲坝集团公司2022-4

8、-1114二、电力系统的额定电压（二、电力系统的额定电压（1）1. 额定电压额定电压：能使各种电气设备、电器等正常工：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。作的电压，此时其技术性能和经济效果最好。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：由国家规定的各种标准额定电压。压。 作用：便于各种电力设备生产制造标准化和作用：便于各种电力设备生产制造标准化和系列化。系列化。直流直流单相交流单相交流三相交流三相交流受电设备受电设备供电设备供电设备受电设备受电设备供电设备供电设备受电设备受电设备供电设备供电设备1.51.5223366661212121224

9、24242436363636363642424242484860607272100100100100110115127133127133220230220230220/380230/400400*440400*460380/660400/690800*800*1000*1000*11401140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33.1566.36.91010.511.53540.56069110126220252330363500550750-2022-4-1117二、电力系统的额定电压（二、电力系统的额定电压（2）3.电气设备额定电压的确定电气设备额定电压的确定

10、我国国家标准规定：一般我国国家标准规定：一般供电设备的额定电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压应高出系统和用电设备的额定电压的5，用用以补偿正常负荷时线路上的电压损失，使设备获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得近似额定的电压受电设备的额定电压与系统受电设备的额定电压与系统额定电压相对应额定电压相对应2022-4-1118电压等级、输送功率及输送距离范围电压等级、输送功率及输送距离范围电压等级电压等级kV输送功率输送功率kW输送距离输送距离km0.381000.60.661001500.6131001,0001361001,200415102002,0

11、00620351,00010,0002070633,50030,0003010011010,00050,000501502022-4-1119- -5 5% %+ +5 5% %G GT T1 1W WL L1 1T T2 2L Ld d电电力力网网中中的的电电压压变变化化示示意意图图二、电力系统的额定电压（二、电力系统的额定电压（2）注：按线路允许电压损失注：按线路允许电压损失10%2km）、井）、井下负荷小、涌水量不大的矿井，可经架空线路，下负荷小、涌水量不大的矿井，可经架空线路，将将610kV高压电由地面变电所送至与采区位置高压电由地面变电所送至与采区位置相应的相应的地面变电亭地面变电亭

12、，再降压至，再降压至380或或660V，再沿，再沿钻眼送至井下采区变电所钻眼送至井下采区变电所。2022-4-1152浅井供电系统浅井供电系统（2）当采区负荷小而井底车场负荷大时，）当采区负荷小而井底车场负荷大时，对井底车场的供电，可沿井筒敷设对井底车场的供电，可沿井筒敷设高压下高压下井电缆供电井电缆供电；对采区的供电，可沿钻眼敷；对采区的供电，可沿钻眼敷设低压电缆提供。设低压电缆提供。（3）对采区巷道很长、负荷又大，为保证）对采区巷道很长、负荷又大，为保证正常电压，可经高压架空线路，将电能送正常电压，可经高压架空线路，将电能送至与采区对应位置的至与采区对应位置的配电点配电点，沿钻眼敷设，沿钻

13、眼敷设高压电缆，向井下采区变电所供电，再由高压电缆，向井下采区变电所供电，再由该变电所降压，向工作面提供低压电力。该变电所降压，向工作面提供低压电力。2022-4-1153浅井供电系统浅井供电系统深井与浅井供电系统的不同：深井与浅井供电系统的不同：在于浅井井在于浅井井底车场的配电所代替了深井系统中的井下底车场的配电所代替了深井系统中的井下变电所，以及采用钻眼向采区供电的方式。变电所，以及采用钻眼向采区供电的方式。钻眼供电的优点钻眼供电的优点（1）将由矿井地面变电所至采区变电所的）将由矿井地面变电所至采区变电所的电缆线路换成可靠的架空线路，节约有色电缆线路换成可靠的架空线路，节约有色金属和投资；

14、金属和投资；（2）井下巷道中没有高压电缆，人员设备）井下巷道中没有高压电缆，人员设备更安全。更安全。2022-4-1154浅井供电系统浅井供电系统 钻眼供电的优点钻眼供电的优点（3）减少井下变电所硐室的开拓；）减少井下变电所硐室的开拓；（4）再由沼气煤尘突出的采区，由于使用变电亭，）再由沼气煤尘突出的采区，由于使用变电亭，使防爆高压配电箱和矿用变压器的使用大大降低；使防爆高压配电箱和矿用变压器的使用大大降低； 缺点缺点（1）需要进行钻孔、下套管，且套管不能回收；）需要进行钻孔、下套管，且套管不能回收；（2）需要加设架空线路、修建变电亭；）需要加设架空线路、修建变电亭；（3）冬季施工维护困难。）

15、冬季施工维护困难。 浅井浅井供电系供电系统地面统地面变电所变电所2022-4-1156平硐供电系统平硐供电系统 对矿层埋藏较浅（低于对矿层埋藏较浅（低于100m）、分布范）、分布范围广的矿井一般采用平硐开采的供电系统。围广的矿井一般采用平硐开采的供电系统。 对深部的用电设备，可利用小风井、斜对深部的用电设备，可利用小风井、斜井或钻孔附近设置的地面变电亭提供低压电井或钻孔附近设置的地面变电亭提供低压电力。当需要向平硐提供直流电时，可先经地力。当需要向平硐提供直流电时，可先经地面变电所整流，再用电缆下送。对平硐开拓面变电所整流，再用电缆下送。对平硐开拓且井深在且井深在150m的用电设备供电，其系统

16、与深的用电设备供电，其系统与深井供电相同。井供电相同。2022-4-1157三、矿井各级变电所及配电点三、矿井各级变电所及配电点1. 矿井地面变电所矿井地面变电所1）位置选择原则）位置选择原则 （1）靠近主要负荷和入井电缆井筒，减少金属导）靠近主要负荷和入井电缆井筒，减少金属导线消耗，降低电能损耗。线消耗，降低电能损耗。 （2）架空线与变电所位置同时确定，以便为各级）架空线与变电所位置同时确定，以便为各级电压线路进出变电所留出走廊。电压线路进出变电所留出走廊。 （3）设在常年主导风向上风侧，避开污染源。）设在常年主导风向上风侧，避开污染源。 （4）具有适宜的地形和地质条件。）具有适宜的地形和地

17、质条件。 （5）避开危险区和排废场，与铁路距离）避开危险区和排废场，与铁路距离40m。 （6）交通方便，有扩展空间。）交通方便，有扩展空间。2022-4-11581. 矿井地面变电所（矿井地面变电所（2）2）地面变电所的布置）地面变电所的布置 一般一般10kV及以下电压等级的配电装置采用及以下电压等级的配电装置采用户内式成套配电装置；户内式成套配电装置；35kV及以上电压的采用及以上电压的采用户外架构式配电装置。对特殊地区或场合应用户外架构式配电装置。对特殊地区或场合应用时时35kV110kV变电所也采用户内式配电装置。变电所也采用户内式配电装置。 为保证运行时电气设备和人员的安全以及为保证运

18、行时电气设备和人员的安全以及检修维护和搬运的方便，对室内外的配电装置检修维护和搬运的方便，对室内外的配电装置的各个部件，规定了最小的电气绝缘间距的各个部件，规定了最小的电气绝缘间距。2022-4-11592. 井下主变电所井下主变电所(3)1）位置选择原则）位置选择原则 应尽量靠近负荷中心，并根据通风良应尽量靠近负荷中心，并根据通风良好、交通方便、进出线易于敷设、顶底板好、交通方便、进出线易于敷设、顶底板条件及保安煤柱的位置等因素，综合加以条件及保安煤柱的位置等因素，综合加以考虑。考虑。 一般设在靠近副井的井底车场范围内。一般设在靠近副井的井底车场范围内。2022-4-11602. 井下主变电

19、所井下主变电所(4)井下主变电所的位置示意图。井下主变电所的位置示意图。1副井井筒；副井井筒；2主井井筒；主井井筒；3井下主（配）变电所；井下主（配）变电所；4主水泵房；主水泵房；5井底车场巷道井底车场巷道2022-4-11612. 井下主变电所井下主变电所(5)2）硐室要求）硐室要求 A. 硐室用非燃性材料支护，尺寸取决硐室用非燃性材料支护，尺寸取决于硐室内的电气设备的数量、大小及它们于硐室内的电气设备的数量、大小及它们之间的通道，并考虑留有之间的通道，并考虑留有20的余地。的余地。 B. 硐室长度超过硐室长度超过6m时，应在两端各设时，应在两端各设一出口，一个与井底车场大巷相通，并安一出口

20、，一个与井底车场大巷相通，并安有栅栏、防火两用门。另一个与水泵房相有栅栏、防火两用门。另一个与水泵房相连，彼此间应有装栅栏、防火两用门的隔连，彼此间应有装栅栏、防火两用门的隔墙。墙。2022-4-11622. 井下主变电所井下主变电所(6)2）硐室要求）硐室要求 C. 泵房应有单独通至巷道的通路，在通道设向泵房应有单独通至巷道的通路，在通道设向外开的栅栏防火两用门。硐室长超过外开的栅栏防火两用门。硐室长超过30m时，应时，应在中间增设一个出口。硐室内温度不应超过在中间增设一个出口。硐室内温度不应超过35。硐室地面应高出其出口大巷的底板标高硐室地面应高出其出口大巷的底板标高0.5m。从。从硐室出

21、口的防火门起，硐室出口的防火门起，5m内的巷道采用非可燃性内的巷道采用非可燃性材料支护。材料支护。2022-4-11632. 井下主变电所井下主变电所(7)3）设备布置）设备布置（1）布置原则）布置原则 A. 井下主变（配）电所内设备间的电气连井下主变（配）电所内设备间的电气连接，除在开关柜内可以采用硬母线外，均需要接，除在开关柜内可以采用硬母线外，均需要采用电缆。高压电缆一般应敷设在电缆沟中，采用电缆。高压电缆一般应敷设在电缆沟中，低压电缆可悬挂在墙上。低压电缆可悬挂在墙上。 B. 为缩短硐室长度，一般采用双列布置，为缩短硐室长度，一般采用双列布置，但当设备台数较少、低压开关采用配电盘时，但

22、当设备台数较少、低压开关采用配电盘时，也可采用单列布置。也可采用单列布置。2022-4-1164井下主变电所设备布置原则（井下主变电所设备布置原则（2） C. 硐室内分成变压器室、配电室两间，以防硐室内分成变压器室、配电室两间，以防火门相隔；配电室的高低压设备应分开布置。火门相隔；配电室的高低压设备应分开布置。 D. 硐室尺寸按设备最大数量及布置方式确定，硐室尺寸按设备最大数量及布置方式确定，并满足如下条件：并满足如下条件：a.高压配电设备备用位置按设计最大数量的高压配电设备备用位置按设计最大数量的20考虑，且不少于两台；考虑，且不少于两台；b.低压设备的备用回路，按最多馈出线路数的低压设备的

23、备用回路，按最多馈出线路数的20考虑；考虑；c.主变压器为两台以上时，不需留备用位置。主变压器为两台以上时，不需留备用位置。2022-4-1165 E. 高压开关柜在布置时，操作走廊宽度不小高压开关柜在布置时，操作走廊宽度不小于于1.5m（单列布置）或（单列布置）或2.0m（双列布置）；维护（双列布置）；维护走廊不小于走廊不小于0.8m；靠墙布置时离墙距离不小于；靠墙布置时离墙距离不小于0.05m（背面）和（背面）和0.2m（侧面），对于隔爆配电箱（侧面），对于隔爆配电箱为为0.50.8m、0.81m。 F. 所有电气设备外壳必须接地。接地母线距所有电气设备外壳必须接地。接地母线距地地0.30

24、.5m，且沿硐室内壁敷设。由于井下主接，且沿硐室内壁敷设。由于井下主接地极距井下主变电所很近，故除检漏继电器的辅地极距井下主变电所很近，故除检漏继电器的辅助接地极外，一般不再另设局部接地极。助接地极外，一般不再另设局部接地极。井下主变电所设备布置原则（井下主变电所设备布置原则（2）2022-4-1166井下主变电所的布置方式，由井下条件井下主变电所的布置方式，由井下条件和所采用的高低压配电装置的类型来决定。和所采用的高低压配电装置的类型来决定。 对于对于低沼气矿井低沼气矿井，高压开关柜台数不太，高压开关柜台数不太多，且采用矿用一般型手车式（多，且采用矿用一般型手车式（GKFC-1型）、低压开关

25、采用矿用低压配电屏设备型）、低压开关采用矿用低压配电屏设备时，井下主变电所的布置，采用图时，井下主变电所的布置，采用图114所所示的单列布置形式。当用电负荷较大、高示的单列布置形式。当用电负荷较大、高压开关柜台数较多时，高压开关柜也可用压开关柜台数较多时，高压开关柜也可用双列布置。双列布置。（2）井下主变电所设备布置方式）井下主变电所设备布置方式610kV610kV动动力力变变压压器器采采区区水水泵泵水水泵泵MM整整流流变变压压器器M动动力力变变压压器器采采区区采采区区M水水泵泵整整流流变变压压器器采采区区水水泵泵低沼气矿井接线示意图低沼气矿井接线示意图低沼气矿井井下主变低沼气矿井井下主变电所

26、设备示意图电所设备示意图A A- -A AB B- -B BC C- -C CA AA AB BC C泵泵房房动动力力变变压压器器矿矿用用低低压压开开关关柜柜高高压压开开关关柜柜硅硅整整流流器器B B照照明明变变压压器器2022-4-11693. 采区变电所采区变电所1）供电方式）供电方式传统方式传统方式采区变电所采区变电所工作面配电点工作面配电点方式方式 这种供电方式以低压向全采区负荷供这种供电方式以低压向全采区负荷供电，较安全。但由于所用电缆、开关较多，电，较安全。但由于所用电缆、开关较多，供电系统相对复杂，且电能和电压损失较供电系统相对复杂，且电能和电压损失较大。同时低压电缆长，供电容量

27、受限制。大。同时低压电缆长，供电容量受限制。一般用于炮采和普通机械化采煤。一般用于炮采和普通机械化采煤。DB：高压配电箱QA：自动馈电开关SM：磁力起动器SH：手动起动器2022-4-11713.采区变电所（供电方式）采区变电所（供电方式） 综采矿井常用方式：综采矿井常用方式：6kV采区变电所采区变电所移动变电站移动变电站工作面配电点方式工作面配电点方式 优点：优点： （1）与传统方式相比，由高压直接深入工）与传统方式相比，由高压直接深入工作面，简化了低压供电系统，缩短了低压供电作面，简化了低压供电系统，缩短了低压供电距离，减少了电能损耗，保证了电压质量，可距离，减少了电能损耗，保证了电压质量

28、，可满足正常运转和启动的需要。系统简单，电网满足正常运转和启动的需要。系统简单，电网安全可靠程度增加，同时减少了电缆截面和低安全可靠程度增加，同时减少了电缆截面和低压开关数量。压开关数量。 2022-4-11723.采区变电所（供电方式）采区变电所（供电方式）（2）采用了干式变压器，提高了采区供电）采用了干式变压器，提高了采区供电的防爆性能，利于安全，便于检修。的防爆性能，利于安全，便于检修。（3）移动变电站可根据需要移动或固定，）移动变电站可根据需要移动或固定，不需建造变电所硐室。不需建造变电所硐室。DB1 DB2 DB3QAMSMSMSMSHQMQASMSMSHQASMSMSMSHQASM

29、SMSHSM SMMMMMMMMMMMMMMMMM6kV由井下主变来PS1PS2PS3采煤机液压泵转载机水泵小绞车输送机头照明煤电钻变皮带输送机皮带输送机水泵小绞车水泵照明变照明煤电钻变回柱绞车小绞车输送机尾2022-4-1174缺点：缺点：（1）6kV高压直接送入采区动作面附近，高压直接送入采区动作面附近，且低压侧电压为且低压侧电压为1140V，对安全不利。，对安全不利。（2）采用了移动变电站，需要拓宽巷道，）采用了移动变电站，需要拓宽巷道，铺设轨道。同时因地质条件的不同，使移铺设轨道。同时因地质条件的不同，使移动变电站的安装、运输和维护受到空间的动变电站的安装、运输和维护受到空间的限制。限

30、制。3.采区变电所（供电方式）采区变电所（供电方式）2022-4-11753. 采区变电所采区变电所2）位置确定原则）位置确定原则（1）位于负荷中心，并保证向采区内最远）位于负荷中心，并保证向采区内最远距离、最大容量负荷供电；距离、最大容量负荷供电；（2）一个采区尽量采用一个采区变电所；）一个采区尽量采用一个采区变电所；（3）尽量设在顶底板稳定，无淋水地点；）尽量设在顶底板稳定，无淋水地点；（4）通风、运输方便。）通风、运输方便。2022-4-11中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系763. 采区变电所采区变电所 3）采区变电所硐室）采区变电所硐室 工作两年以上的工作两年以上的采区变电

31、所硐室采区变电所硐室，视，视为永久性建筑，应采用不燃性材料支护；为永久性建筑，应采用不燃性材料支护；工作时间较短时，可不设硐室，利用工作时间较短时，可不设硐室，利用上山上山间或顺槽间联络巷间或顺槽间联络巷，应用不燃性材料支护。，应用不燃性材料支护。 硐室的面积取决于设备的数量和布置硐室的面积取决于设备的数量和布置形式，防火门、通风口、设备布置等于井形式，防火门、通风口、设备布置等于井下主变电所相同。下主变电所相同。2022-4-11773. 采区变电所采区变电所 4）采区变电所的布置方式及设备）采区变电所的布置方式及设备 采区变电所设备的布置：一般高压设备采区变电所设备的布置：一般高压设备与低

32、压设备分开，变电设备、配电设备分开与低压设备分开，变电设备、配电设备分开的原则。各设备布置的尺寸需满足规程要求。的原则。各设备布置的尺寸需满足规程要求。硐室内硐室内不设电缆沟不设电缆沟，高低压，高低压电缆沿墙敷设电缆沿墙敷设，硐室门的两侧及顶端，预埋内径为电缆外径硐室门的两侧及顶端，预埋内径为电缆外径1.5倍的电缆套管，且离地面倍的电缆套管，且离地面0.30.5m敷设。敷设。AA-AA检漏继电器隔爆自动开关高压配电箱矿用变压器隔爆手动启动器照明变采区变电所设备布置图采区变电所设备布置图2022-4-1179 1）工作面配电点的设置）工作面配电点的设置 工作面配电点接受由采区变电所或移动变电站送

33、来的工作面配电点接受由采区变电所或移动变电站送来的低压电能，低压电能，通过控制开关、磁力启动器，用软电缆向回采通过控制开关、磁力启动器，用软电缆向回采或掘进工作面的设备供电。或掘进工作面的设备供电。并利用干式变压器或煤电钻变并利用干式变压器或煤电钻变压器综合装置，将电压降为压器综合装置，将电压降为127V，向电钻、照明和通信设，向电钻、照明和通信设备供电。备供电。 由于经常需要随工作面移动搬迁，一般不设专用硐室。由于经常需要随工作面移动搬迁，一般不设专用硐室。回采工作面配电点常设在邻近的回采工作面配电点常设在邻近的运输平巷内运输平巷内，距工作面，距工作面5070m。非沼气煤尘突出矿井，机采工作

34、面配电点可设。非沼气煤尘突出矿井，机采工作面配电点可设在在回风巷内回风巷内，掘进工作面配电点多设在，掘进工作面配电点多设在掘进巷掘进巷的一侧，距掘的一侧，距掘进工作面进工作面80100m。配电点附近应用非燃性材料支护。配电点附近应用非燃性材料支护。4. 工作面配电点工作面配电点2022-4-1180 2）配电点控制开关的设置）配电点控制开关的设置 对由工作面配电点直接控制的工作面上的各种电气对由工作面配电点直接控制的工作面上的各种电气设备，应用经直接接在该配电点母线上的专用磁力启动器设备，应用经直接接在该配电点母线上的专用磁力启动器控制。控制。 由于工作面配电点距采区变电所较远，并因采掘工作由

35、于工作面配电点距采区变电所较远，并因采掘工作面电气设备经常移动、负荷重、启动频繁、工作条件差、面电气设备经常移动、负荷重、启动频繁、工作条件差、维护量大，一般应在每个维护量大，一般应在每个配电点加设一台电源进线自动馈配电点加设一台电源进线自动馈电开关电开关。该开关与配电点的其他磁力启动器设在一起，以。该开关与配电点的其他磁力启动器设在一起，以便于停送电操作和管理、维护。且磁力启动器出现机构失便于停送电操作和管理、维护。且磁力启动器出现机构失灵或节点粘连时，可借其切断电源。另外，还能增加过流灵或节点粘连时，可借其切断电源。另外，还能增加过流保护系统的可靠性和选择性。保护系统的可靠性和选择性。4.

36、 工作面配电点工作面配电点2022-4-11814. 工作面配电点工作面配电点3）对顺槽和工作面输送机的供电方式）对顺槽和工作面输送机的供电方式根据具体情况，可选择：根据具体情况，可选择：（1）顺槽输送机线的供电方式。如图所示）顺槽输送机线的供电方式。如图所示的干线供电方式，一般适用于顺槽输送机的干线供电方式，一般适用于顺槽输送机巷道较长、输送机台数较多、工作面只有巷道较长、输送机台数较多、工作面只有一台输送机的情况。一台输送机的情况。（2）高沼气矿井煤层、急倾斜）高沼气矿井煤层、急倾斜V型长壁采型长壁采区顺槽工作面输送机供电方式。区顺槽工作面输送机供电方式。干线式胶带输送机供电方式干线式胶带

37、输送机供电方式QAQMQMQMQMQMQM工作工作面输面输送机送机第五第五台输台输送机送机第四第四台输台输送机送机第三第三台输台输送机送机第二第二台输台输送机送机第一第一台输台输送机送机来自来自采区采区变电变电所所QASMSMSMSMSMSMSMSM来自采区变电所BZ80-2.5CH-15CH-152022-4-1184第三节第三节 高压供电设备高压供电设备一、高压开关电器一、高压开关电器分立使用的高压开关电器主要有：分立使用的高压开关电器主要有：熔断熔断器、断路器、隔离开关、负荷开关。器、断路器、隔离开关、负荷开关。1. 熔断器熔断器：当有过电流流过时，元件会由于：当有过电流流过时，元件会由

38、于本身发热而熔断，并借助灭弧介质的作用，本身发热而熔断，并借助灭弧介质的作用，使其连接的电路断开，从而保护电力线路和使其连接的电路断开，从而保护电力线路和电气设备。电气设备。 按结构和动作原理分为：按结构和动作原理分为： 限流式熔断器和跌落式熔断器。限流式熔断器和跌落式熔断器。1. 熔断器熔断器1）限流式）限流式 熔断器熔断器 组成：熔丝组成：熔丝磁管、石英磁管、石英砂及联结附砂及联结附件等。件等。结构图：结构图：2022-4-11861.熔断器熔断器 1）限流式熔断器）限流式熔断器（1）熄弧能力强，可在短路电流达到最大峰值前约）熄弧能力强，可在短路电流达到最大峰值前约0.01s内使其减至零，

39、使电弧熄灭。因此可限制短路内使其减至零，使电弧熄灭。因此可限制短路电流，降低对电气设备的动、热稳定性的要求。电流，降低对电气设备的动、热稳定性的要求。（2）由于电弧电流被强迫过零，容易产生过电压。）由于电弧电流被强迫过零，容易产生过电压。需要将过电压限制在需要将过电压限制在2.5倍额定电压下。倍额定电压下。采用变截采用变截面熔体，使各段熔体的熔化时间错开，达到适当延面熔体，使各段熔体的熔化时间错开，达到适当延长熔化时间并限制过电压的目的。长熔化时间并限制过电压的目的。2022-4-11871）限流式熔断器）限流式熔断器（3）开断电路时无游离气体排出，广泛用于室内）开断电路时无游离气体排出，广泛

40、用于室内配电装置中。配电装置中。 RN1系列的系列的IN20200A型，供高压线路和设备型，供高压线路和设备的短路过载保护用。的短路过载保护用。 RN2系列专门作为系列专门作为TV的短路保护用。的短路保护用。（4）选择：）选择： A. 熔断器的上限容量不大于最大短路电流，下熔断器的上限容量不大于最大短路电流，下限容量不小于最小短路电流。限容量不小于最小短路电流。 B. 保护电机的熔丝安秒特性曲线，应高于电保护电机的熔丝安秒特性曲线，应高于电机启动时的安秒特性，且同一电流及最大电流下机启动时的安秒特性，且同一电流及最大电流下两者时差不应大于两者时差不应大于0.5s。RN1、RN2、RW10-35

41、型、型、RNZ型系型系列户内、户外、直流熔断器列户内、户外、直流熔断器2022-4-11中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系892）RW1系列户外跌落式熔断器系列户外跌落式熔断器绝缘子绝缘子熔丝管熔丝管进进接线座接线座出接线座出接线座静静、动、动触头触头切断负荷钩安装安装板板2022-4-11902）RW1系列户外跌落式熔断器系列户外跌落式熔断器正常情况下，其利用熔丝将由动触头组成的熔正常情况下，其利用熔丝将由动触头组成的熔丝管上的活动关节拉紧，使熔断器保持在通路状丝管上的活动关节拉紧，使熔断器保持在通路状态。故障使熔丝产生高温电弧使熔丝管内产生大态。故障使熔丝产生高温电弧使熔丝管内产

42、生大量的气体，引起管内压力升高，气体高速向外喷量的气体，引起管内压力升高，气体高速向外喷出产生强烈的去游离作用，使电流过零时将电弧出产生强烈的去游离作用，使电流过零时将电弧熄灭。活动关节因熔丝熔断而释放，熔丝管跌落。熄灭。活动关节因熔丝熔断而释放，熔丝管跌落。由于其在灭弧时会产生大量的游离气体，并伴由于其在灭弧时会产生大量的游离气体，并伴随巨大响声，一般只在户外适用。随巨大响声，一般只在户外适用。2022-4-11912. 断路器断路器作用：切断正常负荷电流和短路故障电流，既作作用：切断正常负荷电流和短路故障电流，既作控制又兼作保护用。控制又兼作保护用。符号含义符号含义：例：例SN1-35G-

43、3000-30 S灭弧方式灭弧方式(K-空气；空气；S-少油；少油；D-多油；多油； Z-真空；真空；C-磁吹；磁吹；L-六氟化硫六氟化硫)； N安装方式安装方式(N-户内；户内；W-户外户外)； 1设计序号；设计序号； 35额定电压额定电压(kV)； G代表改进型；代表改进型； 3000额定电流额定电流(A)； 30额定容量额定容量(MVA)2022-4-1192（1）多油断路器）多油断路器 使用油作为灭使用油作为灭弧和绝缘介质，弧和绝缘介质，箱内充油较多。箱内充油较多。 矿用主要有矿用主要有DN1-10和和DN1-10G型。型。2022-4-1193（2）少油断路器）少油断路器 少油断路器

44、充油较少油断路器充油较少，油仅作为灭弧介质少，油仅作为灭弧介质用，绝缘靠空气和磁绝用，绝缘靠空气和磁绝缘子实现。相比多油型缘子实现。相比多油型其油量少，油箱结果坚其油量少，油箱结果坚固，使用安全、安装简固，使用安全、安装简单。单。 运行时油箱带电，运行时油箱带电，必须安装在支持绝缘子必须安装在支持绝缘子上。上。断路断路器电器电容器容器支支持持瓷瓷套套灭弧灭弧装置装置中间机中间机构箱构箱底底座座2022-4-1194（3）真空断路器）真空断路器 真空断路器采用高真空真空断路器采用高真空作为灭弧介质，其核心部作为灭弧介质，其核心部件为真空灭弧室。件为真空灭弧室。 真空灭弧室内空气非常真空灭弧室内空

45、气非常稀薄，其内气体几乎没有稀薄，其内气体几乎没有游离作用。触头在分离过游离作用。触头在分离过程中能迅速灭弧，不会产程中能迅速灭弧，不会产生大的电弧。生大的电弧。2022-4-1195（3）真空断路器）真空断路器 真空断路器灭弧室真空断路器灭弧室如图所示，触头密封在如图所示，触头密封在真空灭弧室内，动、静真空灭弧室内，动、静触头分别焊接在动、静触头分别焊接在动、静导电杆上，动触头借助导电杆上，动触头借助波纹管实现密封。在机波纹管实现密封。在机械机构的驱动作用下，械机构的驱动作用下，动触头可在灭弧室内沿动触头可在灭弧室内沿轴向移动，实现分合电轴向移动，实现分合电路的作用。路的作用。2022-4-

46、1197（4）SF6 断路器断路器 采用六氟化硫气体作为灭弧介质的断路器。采用六氟化硫气体作为灭弧介质的断路器。SF6 是一种化学性质稳定的惰性气体，正常状态下是一种化学性质稳定的惰性气体，正常状态下无色、无味、无毒、不燃、无老化现象。具有良好无色、无味、无毒、不燃、无老化现象。具有良好的绝缘和灭弧性能。的绝缘和灭弧性能。 SF6 断路器具有开断能力强、断口电压高、噪断路器具有开断能力强、断口电压高、噪音小、无火灾危险等优点。但音小、无火灾危险等优点。但SF6 在高温电弧的作在高温电弧的作用下分解的低氟化物剧毒，对断路器的加工工艺要用下分解的低氟化物剧毒，对断路器的加工工艺要求非常严格。最近几

47、年在国内使用正在增多。求非常严格。最近几年在国内使用正在增多。2022-4-1198SF6断路器断路器2022-4-11993. 隔离开关隔离开关（1）作用）作用 将高压配电装置元件与电源隔离。将高压配电装置元件与电源隔离。（2）用途）用途 A. 隔离电源隔离电源 B. 电路转换电路转换 C. 闭合或分断小电流电路闭合或分断小电流电路2022-4-111003. 隔离开关隔离开关（3）操作与选用）操作与选用 由于隔离开关没有灭弧装置，由于隔离开关没有灭弧装置，只能切除只能切除相当小的电流，所以严禁带负荷进行分合闸相当小的电流，所以严禁带负荷进行分合闸操作操作。须严格遵守。须严格遵守“倒闸操作倒

48、闸操作”的规定，即：的规定，即：分闸时，先断分闸时，先断QF，后断，后断QS；合闸时，先合；合闸时，先合QS，后合，后合QF。 选择时一般根据额定电压、电流等进行选择时一般根据额定电压、电流等进行考虑，作短路时的动、热稳定校验。考虑，作短路时的动、热稳定校验。2022-4-111014. 负荷开关负荷开关（1）负荷开关有简单的灭弧装置，其他部）负荷开关有简单的灭弧装置，其他部分结构与隔离开关类似。分结构与隔离开关类似。可以用来切断可以用来切断负荷电流，但不能用来切断短路电流负荷电流，但不能用来切断短路电流。（2）用途：容量不大或不太重要的）用途：容量不大或不太重要的10kV及及以下配电线路上作

49、电源开关用以下配电线路上作电源开关用（3）加装熔断器的负荷开关可代替加装熔断器的负荷开关可代替QF用，用，即可切除正常负荷电流，又可切断短路即可切除正常负荷电流，又可切断短路电流（一次性使用）电流（一次性使用）。2022-4-111024. 负荷开关负荷开关 如图为如图为FN5FN510RD10RD型带有高分断型带有高分断能力熔断器的高压能力熔断器的高压负荷开关，适用于负荷开关，适用于交流交流50Hz50Hz，10kV10kV电电网中，作为开断负网中，作为开断负荷电流及关合短路荷电流及关合短路电流之用。电流之用。2022-4-11中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系103户内高压真空负

50、荷开关一熔断器组合电器户内高压真空负荷开关一熔断器组合电器 2022-4-11104四种高压开关的特性总结四种高压开关的特性总结 高压开关高压开关正常电流情况正常电流情况故障电流情况故障电流情况熔断器熔断器 不动作不动作可以切断一次可以切断一次故障电流（需故障电流（需更换熔丝更换熔丝/片或熔断器）片或熔断器）断路器断路器可以投可以投/切电路切电路 可以频繁切断可以频繁切断故障电流故障电流隔离开关隔离开关不可以投不可以投/切电切电路路不能切断不能切断故障电流故障电流负荷开关负荷开关可以投可以投/切电路切电路 不能切断不能切断故障电流故障电流带熔断器的带熔断器的负荷开关负荷开关可以投可以投/切电路

51、切电路 可以切断一次可以切断一次故障电流（需故障电流（需更换熔丝更换熔丝/片或熔断器）片或熔断器）2022-4-11105二、高压开关柜二、高压开关柜 高压开关柜以高压开关为主，按照一定的接高压开关柜以高压开关为主，按照一定的接线，针对使用场合、控制对象及主要元器件的特线，针对使用场合、控制对象及主要元器件的特点，点，将有关的一、二次设备组合起来将有关的一、二次设备组合起来，装于封闭，装于封闭式或敞开式金属柜内的一种高压成套配电装置。式或敞开式金属柜内的一种高压成套配电装置。 主要用于配电系统，作为接受与分配电能或主要用于配电系统，作为接受与分配电能或直接启动大型电机用。直接启动大型电机用。

52、组成：母线、高压开关、组成：母线、高压开关、TA、TV、计量仪表、计量仪表、保护装置、信号及操动机构等。保护装置、信号及操动机构等。 根据结构不同，分为普通型、矿用一般型和根据结构不同，分为普通型、矿用一般型和隔爆型。隔爆型。2022-4-11106二、高压开关柜二、高压开关柜1.普通型普通型 适用于一般环境的高适用于一般环境的高压开关柜，在矿井地面变、压开关柜，在矿井地面变、配电所或矿区变电所的高配电所或矿区变电所的高压配电系统广泛使用压配电系统广泛使用GG（固定型）、（固定型）、GBC（带保（带保护型）高压开关柜。护型）高压开关柜。2022-4-11107 2022-4-11108二、高压

53、开关柜二、高压开关柜2. 矿用一般型矿用一般型 特别要求：特别要求：（1）全封闭外壳，具有防机械损）全封闭外壳，具有防机械损伤，防潮结构。（伤，防潮结构。（2）在温度）在温度35 、相对湿度、相对湿度97的空气中运行绝缘良好，绝缘材料又耐油性和耐弧的空气中运行绝缘良好，绝缘材料又耐油性和耐弧性。（性。（3）引入电缆接线端子有一定的漏电距离和）引入电缆接线端子有一定的漏电距离和气隙。（气隙。（4）高压油断路器的使用额定断流容量应）高压油断路器的使用额定断流容量应为实际最大值的一半。（为实际最大值的一半。（5）应有防误操作的机械）应有防误操作的机械闭锁装置。（闭锁装置。（6）电缆引出线应有接线盒或

54、用插销）电缆引出线应有接线盒或用插销联结电缆。联结电缆。2022-4-111092. 矿用一般型矿用一般型我国煤矿常用型号：我国煤矿常用型号：KYGG、GKW、GKFC、GFW型等。型等。G开关柜开关柜K矿用型矿用型W室外室外F负荷开关负荷开关C手车式手车式2022-4-11110手车式开关柜手车式开关柜结构：柜体和手车两部分结构：柜体和手车两部分柜体内有汇流母线、电缆头、一次静触头柜体内有汇流母线、电缆头、一次静触头座，两侧柜上有手车接地静触座，正面两座，两侧柜上有手车接地静触座，正面两侧各设触头侧各设触头6组。柜底设供手车用的轨道。组。柜底设供手车用的轨道。手车上有隔离开关，一、二次动触头

55、，电手车上有隔离开关，一、二次动触头，电流电压互感器，高压熔断器，多油断路器，流电压互感器，高压熔断器，多油断路器，电动操作机构、照明灯等。手车上部为仪电动操作机构、照明灯等。手车上部为仪表屏，下部为继电器屏。表屏，下部为继电器屏。2022-4-11111二、高压开关柜二、高压开关柜3. 矿用隔爆型矿用隔爆型PBG系列矿用隔爆兼本质安全型系列矿用隔爆兼本质安全型高压真空配电装置高压真空配电装置 2022-4-11113第四节第四节 低压配电开关低压配电开关p 隔爆自动馈电开关：容量较大，作为低隔爆自动馈电开关：容量较大，作为低压总开关和分路总开关。压总开关和分路总开关。p 隔爆手动起动器：容量

56、较小，用于小负隔爆手动起动器：容量较小，用于小负荷线路、照明变压器的控制保护及相应容量荷线路、照明变压器的控制保护及相应容量的鼠笼式电动机。的鼠笼式电动机。一、一、DW80系列隔爆自动馈电开关系列隔爆自动馈电开关 适用于适用于380V和和660V网络网络2022-4-11114一、一、DW80系列隔爆自动馈电开关系列隔爆自动馈电开关1. 型号及数据型号及数据 如如DW80120F型型 D自动空气断路器自动空气断路器 W万能式万能式 8隔爆型隔爆型 0设计序号设计序号 120额定电流（额定电流（A） F 带分励脱扣器带分励脱扣器2022-4-11115一、一、DW80系列隔爆自动馈电开关系列隔爆

57、自动馈电开关 DW80系列矿用隔爆型馈电开关适用系列矿用隔爆型馈电开关适用于含有爆炸性危险气体（如甲烷混合物）于含有爆炸性危险气体（如甲烷混合物）和煤尘的矿井下及其它工业厂矿中，在和煤尘的矿井下及其它工业厂矿中，在交流交流50Hz、电压、电压380380V、660V的线路中作的线路中作为供电系统的总开关，分支开关用，也为供电系统的总开关，分支开关用，也可以作为大容量电动机不频繁启动用，可以作为大容量电动机不频繁启动用，当线路发生过或短路时能自动切断电源。当线路发生过或短路时能自动切断电源。对电器产品有对电器产品有过载、短路、失压、欠压过载、短路、失压、欠压保护保护的功能。的功能。 2022-4

58、-11中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系116一、一、DW80系列隔爆自动馈电开关系列隔爆自动馈电开关（外形）（外形）2022-4-11117一、一、DW80系列隔爆自动馈电开关系列隔爆自动馈电开关 DW80系列外壳前后部分呈圆柱型空腔，系列外壳前后部分呈圆柱型空腔，前面装有断路器的操作手柄。该前面装有断路器的操作手柄。该手柄手柄借助借助联联锁杆锁杆的作用实现的作用实现盖子盖子与自动开关的分合联锁。与自动开关的分合联锁。即自动开关闭合状态时，盖子打不开；在盖即自动开关闭合状态时，盖子打不开；在盖子开启状态时，手柄被联锁杆固定在断开位子开启状态时，手柄被联锁杆固定在断开位置，自动开关不

59、能合闸，保证检修安全。即置，自动开关不能合闸，保证检修安全。即强制实现强制实现“断电源后开盖断电源后开盖”。外壳与盖子连。外壳与盖子连接采用转盖式，将盖子旋转一定角度，即可接采用转盖式，将盖子旋转一定角度，即可与外壳卡牢。与外壳卡牢。DW80系列馈电开系列馈电开关电路图关电路图2022-4-11119一、一、DW80系列隔爆自动馈电开关系列隔爆自动馈电开关 三极万能自动空气断路器（手动三极接触三极万能自动空气断路器（手动三极接触器器KM,过流脱扣器过流脱扣器YA1,YA2和分励脱扣器和分励脱扣器YA3）均安装在绝缘板上。手动三极接触器由手柄直均安装在绝缘板上。手动三极接触器由手柄直接控制，用于

60、正常情况下分合电源。接控制，用于正常情况下分合电源。YA1,YA2在线路故障或过流时动作，用于自动跳闸和切在线路故障或过流时动作，用于自动跳闸和切断电源，起保护作用。断电源，起保护作用。YA3为一只有压释放器，为一只有压释放器，与检漏继电器配合，一端连接与检漏继电器配合，一端连接L2相，另一端接相，另一端接于检漏继电器常开节点。当线路有漏电故障时，于检漏继电器常开节点。当线路有漏电故障时，检漏继电器常开节点闭合，检漏继电器常开节点闭合，YA3线圈有电流通线圈有电流通过，使自动开关跳闸。过，使自动开关跳闸。2022-4-11120二、二、DWKB30系列矿用隔爆自动馈电开关系列矿用隔爆自动馈电开