工矿企业供电系统讲义课件

工矿企业供电一.目前我国电力发展趋势二.平煤供电网络介绍三.学院供电分析四.电力系统组成低压：24V、36V、127V、220V、380V高压：3kV、6kV、10kV、35kV、63kV、110kV、220kV超高压：330KV、550KV、800KV特高压:1000KV国家规定的电压等级2010年，国家特高压电网将在华北、华中和华东地区形成晋东南→南阳→荆门→武汉→芜湖→杭北→上海→无锡南→徐州→安阳→晋东南双环网作为特高压主网架；西北、华北火电通过蒙西北→石家庄→安阳以及蒙西→陕北→晋东南2个独立送电通道注入特高压主网，西南水电通过乐山→重庆→恩施→荆门双回路通道注入特高压主网。交流特高压线路长度达到11580公里。有利于大煤电基地、大水电基地和大型核电站群的开发和电力外送。1000千伏特高压电网和500千伏超高压电网相比，输电能力是后者的4至5倍，电能损耗则仅为超高压电网的1/16左右；输送同样的功率，可节约60％的土地资源，造价可降低10%至15%。中国也是世界第一条特高压电网线路：起于山西省长治变电站，经河南省南阳开关站，止于湖北省荆门变电站，联接华北、华中电网，全长654公里，申报造价58.57亿元，动态投资200亿元。2015年，“三华”特高压电网形成“三纵三横一环网”。如图5-2。3个纵向输电通道为，锡盟～北京东～天津南～济南～徐州～南京、张北～北京西～石家庄～豫北～驻马店～武汉～南昌、陕北(蒙西)～晋中～晋东南～南阳～荆门～长沙。3个横向输电通道为：蒙西～晋北～石家庄～济南～潍坊、晋中～北～徐州、雅安～乐山～重庆～长寿～万县～荆门～武汉～皖南。特高压双环网为：淮南～南京～泰州～苏州～上海～浙北～皖南～淮南长三角。3个横向输电通道为：蒙西～晋北～石家庄～济南～潍坊、晋中～豫北～徐州、雅安～乐山～重庆～长寿～万县～荆门～武汉～皖南。特高压双环网为：淮南～南京～泰州～苏州～上海～浙北～皖南～淮南长三角。

荆门—长沙1000千伏交流特高压输变电工程，是国家电网公司“两纵两横”交流特高压电网西纵陕北—晋东南—南阳—荆门—长沙项目的组成部分，该部分全长344.6公里，其中湖南段线路长174公里，工程预计2012年建成投产。1100KV瓷柱式SF6断路器1100KV瓷柱式隔离开关晋东南1100KVGIS运行现场800KV罐式式SF6断路路器器800KVGIS青海海官官亭亭变变电电站站贺兰兰山山800kV变电电站站110KV瓷柱柱式式SF6断路路器器谢庄庄110KV变电电所所谢庄庄110KV变电电所所尊化站九里山站肖营站岳庄站龙门站贾庄站滍阳站宝丰站一站七站二站总机厂站申楼站坑口电厂月台站计山站谢庄2T南苑二餐厅1#办公楼招待所实习餐厅2#学生公寓新实训楼锅炉房一餐厅卫生所移变综机车间备用备用澡堂南1#~6#公寓水泵综合馆1#教研楼南苑7#~12#公寓图书馆保卫科2#教研楼院士楼实验楼水库6KV西配电区5#公寓楼1#教学楼2#教学楼救护馆10KV东配电区1T华辰学院供电系统图第一一章章供供山山供供电电系系统统第一一节节概概述述第二二节节矿矿山山供供电电系系统统一、、供供电电的的重重要要性性及及基基本本要要求求井下下的的环环境境：：有有瓦瓦斯斯、、煤煤尘尘爆爆炸炸和和涌涌水水的的危危险险、、潮潮湿湿、、空空间间狭狭窄窄。。供电电的的基基本本要要求求：：1、供供电电可可靠靠：：1）要要求求供供电电不不间间断断。。2）对对重重要要负负荷荷供供电电应应绝绝对对可可靠靠：：如如主主排排水水泵泵、、副副井井提提升升机机等等采采用用双双回回路路供供电电。。第一一节节概概述述2、供供电电安安全全（1）供供电电安安全全就就是是包包括括人人身身和和设设备备安安全全。。（2）依依据据《煤矿矿安安全全规规程程》和有有关关技技术术规规程程规规定进进行行工工作作，，确确保保供供电电安安全全。。3、供供电电质质量量（1）要要求求用用电电设设备备在在额额定定参参数数下下运运行行，，此此时时性性能最最好好。。（2）反反映映电电能能质质量量指指标标主主要要有有两两个个：：频频率率和和电电压压。。（１１））尽尽量量降降低低电电能能消消耗耗和和维维修修费费用用等等。。（２２））尽尽可可能能降降低低设设备备、、材材料料、、有有色色金金属属的的消消耗耗。。（３３））尽尽量量降降低低基基本本建建设设投投资资。。４．．供供电电经经济济1、一一类类负负荷荷（（一一级级负负荷荷））（1）定定义义：：凡中中断断供供电电可可能能造造成成人人身身伤伤亡亡或或重重大大设设备备损损坏坏、、造造成成重重大大经经济济损损失失的的负负荷荷均均属属一一类类负负荷荷。。如：煤矿矿主排水泵泵、副井井提升机机、主通通风机、、炼钢炉炉和电解解槽等。（2）供电措措施：两个独立立电源供供电。二、电力力负荷的的分类（1）定义：：除一、二二类负荷荷以外的的其它负负荷。如：家属属区、地地面附属属车间及及机修厂厂等。（2）供电措措施：单回路供供电、多多负荷共共用一条条输电线路路。3、三类负负荷2、二类负负荷（1）定义：：凡因突然然停电造造成大量量减产或或大量废废品的负荷。。如：主井提升机、压风机、、采煤机机。（2）供电措措施：专用线路路供电或或两个独独立电源源供电。。合理的设设计供电电系统，，根据负负荷确定定不同的的供电方案，，满足不不同的供供电需求求。确保一类类负荷供供电不间间断，保保证二类类负荷用用电，考虑三类类负荷供供电（紧紧急压负负荷顺序序）。4、负荷分分类的意意义三、工矿矿企业电电源1、电源来来源：①电力系系统②地方发发电厂③自备发发电厂2、具有一一类负荷荷的企业业总变电电所应有有两个独立立电源。。额定电压压：电器设备备运行状状态最佳佳，效益益最好时时的电压压。1、国家规规定的电电压等级级：低压：24V、36V、127V、220V、380V高压：3kV、6kV、10kV、35kV、63kV、110kV、220kV超高压：：330KV、500KV、800KV特高压:1000KV2、煤矿矿常用的的电压等等级：低压：36V、127V、220V、380V、660V、1140V………高压：3.3kV、6kV、10kV、35kV四、供电电电压等等级１．供电电要求（（四个方方面）：：供电可靠靠、供电电安全、、供电质质量、供供电经济济。２．电力力负荷：：意义、分分类、供供电方式式。３．电力力系统的的概念４．供电电电源（三个方方面）:电力系统统、地方方发电厂厂、自备备发电厂厂。５．供电电电压等等级：电压等级级、设备备容量、、供电系系统。作业：P281——6小结一、电力力网的分分类１．电力力网：由各级变变电所及及各种不不同电压压等级的输输电线路路组成。。２．任务务：输电配配电。３．分类类：高压电网网、低压压电网。。第二节矿矿山供供电系统统放射式二、电力力网的结结线方式式单回路放放射式双回路放放射式１）主要要优缺点点：优点：线线路独立立、可靠靠性高、、保护简简单。缺点：总总线路长长、不经经济。２）适用用：一类类负荷或或重要的的二类负负荷。２．干线线式：１）分类类：单回路、、双回路路干线式式。单回路干线式双回路干线式优点缺点使用对象象总线路短短、投资资少。用户相互互影响、、可靠性性低、保护整定定误差大大。单回路干干线式一一般用于于三类负负荷供电电。双回路干干线式一一般用于于二、三三类负荷荷的供电。。相对于放放射式的的优缺点点。２）优、、缺点：：１）分类类：开环、闭闭环。２）优、、缺点：：优点：总设备少少，投资资少，可可靠性高高；缺点：导线截面面较大、、不经济济，继电电保护整定定复杂。。３）适用用对象：：向各级负负荷容量量相差不太大，，彼此之之间相距距较近，，而离电电源都较远远，且对对供电可可靠性要要求较高高的重要用用户。３、环式式电网２）优、、缺点：：优点：总设备少少，投资资少，可可靠性高高；缺点：导线截面面较粗、、不经济济，继电电保护整整定复杂。３）适用用对象：：向各级负负荷容量量相差不不太大，，彼此之间相相距较近近，而离离电源都都较远，，且对供供电可靠靠性要求求较高的的重要用用户。三．电网网中性点点的运行行方式１．运行行方式的的重要性性２．中性性点运行行方式（（3种）１）中性点不不接地系系统（图图１―５）（1）优缺点点：优点：单相接地地时，不不构成短短路，线线电压仍仍对称，，不影响响工作，，提高供供电的可可靠性。。缺点：单相接地地时，非非接地相相对地电电压升高高倍，，易击穿穿绝缘薄薄弱处，，造成两两相接地地短路。。（2）适用范范围：A、井下：：接地电流流小的供供电系统统。B、35KV及以下高高压电网网：单相接地地时线电电压仍对对称。（4）单相接接地电容容电流：：架空线路路：电电缆缆线路：：应对措施施：A．限时：：地面单相相接地时时间不应应超过２２h，井下接接地时要要求立即即断电。。B．装设绝缘缘监视、、接地保保护装置置。C．转换线路路。（2）中性点点经消弧弧线圈接接地系统统优缺点：：对接地电电容电流流超过限限度，应应采用中中性点经经消弧线线圈接地地的运行行方式。。中性点经经消弧线线圈接地地系统和和中性不不接地系系统一样样，当出现一一相接地地时，不构成短短路，其他两相相对地电电压也为为正常时时对地电电压的倍倍。中性点不不接地运运行方式式和中性性点经消消弧线圈圈接地运运行方式式的接地地电流都都较小，，所以称称为小接地电电流系统统。2）中性点点经消弧弧线圈接接地系统统（1）消弧线线圈的结结构、工工作状态态。3）中性点点直接接接地系统统（1）优缺点点：优点：单相接地地时，其其他两相相对地电电压不会会升高。。单相接接地时，，接地电电流大，，提高了了保护装装置的可可靠性。。缺点：单相接地地时，接接地电流流大（称称为大接接地电流流系统））。（2）适用：：A．110KV及以上电电压等级级的电网网中（绝绝缘只按按相电压压考虑））。B．地面380/220V三相四线线制供电电系统。。一、矿井井地面变变电所的的主结线线二、矿井井地面变变电所位位置的确确定第二节矿矿井地面面变电所所矿井地面面变电所所主变压压器矿井地面面变电所所室内设设备一、矿井井变电所所的主结结线变电所的的主结线是是由各种种电器设设备（变变压器、、断路器器、隔离离开关等等）及其其连接线线所组成成的，用用以接受受、变换换、和分分配电能能。是供电系系统的重要要组成部分分。变电所的主主结线有：：线路-变压器组结结线、单母母线结线、、单断路器器双母线结结线、单母母线分段结结线、桥式式结线、变变电所配出出线结线等等六种，通常变电所所的主结线线图采用单单线图形式式绘制。1．线路-变压器组结线隔离开关熔断器断路器2．单母线结结线如图（（a）所示单断路器通通过隔离开开关连接两两条母线双母线单断路器通通过隔离开开关连接两两条母线3．单断路器器双母线结结线如图（（b）所示4．单母线分分段结线如如图（c）母线用断路路器分成两两段重要负荷由由两段母线线引出双回回路5．桥式结线线为了保证对对一、二类负荷进行行可靠供电电，工矿企企业广泛采采用两路电源进线和两台台主变压器器的桥式结结线。桥式结线可可分为全桥、内桥桥、外桥三种。以母母联断路器器（联络开开关）所处处的的位置置来区分，，如图所示示。6．变电所配配出线的结结线（1）配电开关关的种类对容量较小小的负荷，，可采用负负荷开关配配合熔断器器进行控制制和保护。。对容量较大大或重要的的负荷应采采用断路器器和隔离开开关组合。。2）隔离开关关的配置为了保证检检修线路和和断路器时时的人身安安全，在断断路器的电电源侧必须须装设隔离离开关，如如图（a）所示。具具有双电源源的重要负负荷的配出出线，在检检修时为了了防止发生生负荷侧反反送电，在在断路器的的两侧都需需装设隔离离开关。如如图（b）所示。在停、送电电操作时，，必须严格格按照顺序序操作，即即断路器与与隔离开关关之间：送电时，先先合隔离开开关，后合合断路器；；停电时，，先分断断断路器，后后分断隔离离开关。否则，会在在操作隔离离开关时发发生弧光短短路，危及及人身和设设备安全。。两个隔离开开关之间：：送电时，先先合母线侧侧隔离开关关，后合线线路侧隔离离开关；停停电时，先先断开线路路侧隔离开开关，后断断开母线侧侧隔离开关关。防止发生隔隔离开关与与断路器之之间的误操操作时，人人为扩大事事故范围。。二、矿井地地面变电所所位置的确确定变电所位置置的选择应应遵循以下下几项原则则：（1）变电所位置置应尽量靠近负荷中中心，以减少配配电线路长长度，降低低电能损耗耗和电压损损失；（2）进出线要方方便，交通通运输要方方便，以利利于变压器器等大型设设备的运输输和消防车车辆进出；；（3）具有良好的的地质条件件，有防止止地下水、、雨水和洪洪水浸淹措措施；（4）应考虑与邻邻近设施的的相互影响响，远离震震动大的设设备和易燃燃易爆的场场所，应尽尽量避开污污染源，否否则应采取取防污措施施；（5）应与其他工工业建筑物物保持足够够的防火间间距；（6）应留有发展展和扩建的的余地。第二节矿矿山供电电系统一、矿井高高低压供电电系统二、井下中中央变电所所三、采区变变电所四、综采工工作面供电电和工作面面配电点一、矿井高高低压供电电系统1.高压供电系系统的供电电方式是：：由矿山地面面变电所6（10）kV母线引出高高压电缆通通过井筒送送至井下中中央变电所所，然后从从井下中央央变电所引引出，经沿沿巷道敷设设的高压电电缆送到井井下各高压压用电设备备和采区变变电所，形形成地面变电所所→中央变电所所→采区变电所所三级高压压供电系统统。2.低压电气设设备的供电电：井底车场附附近的低压压用电设备备的供电，，是由设在在中央变电电所的变压压器降压后后供给；采采区内的低低压用电设设备的供电电由采区变变电所降压压后供给。。采区内综综采工作面面的低压用用电设备，，可由采区区变电所引引出高压电电缆，送到到置于工作作面附近顺顺槽的移动动变电站，，降压后供供给。井下中央变变电所地面变电所所采区变电所所工作面配电电点工作面配电电点采区变电所所矿山供电系系统图二、井下中中央变电所所1.井下中央变变电所的结结线井下中央变变电所是井井下供电的的枢纽，它它担负着向向井下用电电设备和采采区变电所所供电的重重要任务，，因此其主主结线方式式的选择十十分重要。。根据《煤矿安全规规程》第442条的规定，，对井下中中央变电所所、主排水水泵房和下下山开采的的采区排水水泵房的供供电线路，，不得少于于两回路；；当任一回回路停止供供电时，其其余回路应应能担负全全部负荷。。所以，为了了保证井下下供电的安安全可靠性性，由地面面变电所引引至中央变变电所的电电缆数目至至少应有两两条，并分分别引自地地面变电所所的两段6kV母线上。因此井下中中央变电所所的主结线线方式为：：单母线分段段结线方式式。其结结线如如图所所示。。两条以以上进进线引引至地地面变变电所所的不不同的的母线线段1.井下中中央变变电所所的主主结线线方式式为：：单母线线分段段结线线方式式；2.各负荷荷应均匀分分配在各段段母线线上；；3.井下高高压负负荷水水泵，，每台台水泵设设一条条专用用高压压电缆供电。。2．井下下中央央变电电所的的位置置和硐硐室布布置确定井井下中中央变变电所所的位位置时时，应应遵循循以下下原则则：（1）尽量量位于于负荷中中心，以节节省电电缆，，减少少电能能与电电压损损失；；（2）电缆缆进出出线方方便，，设备备的运输方方便；（3）变电电所通风要良好好；（4）变电电所的的顶、、底板板坚固，无淋水水。考虑上上述条条件，，一般变变电所所设置在在井底底车场场附近近，并与与中央央水泵泵房相相邻。。井下中中央变变电所所应特特别注注意防防水、、通风风及防防火等等安全全问题题。1）防水水措施施：变电所所的地地面标标高应应比其其出口口与井井底车车场或或大巷巷连接接处的的底板板标高高高出0.5m；2）通风风条件件：为了使使变电电所有有良好好的通通风条条件，，当硐硐室长长度超过6m时，必须须在硐硐室的的两端各各设一一个出出口，保保证证硐硐室室内内的的温温度度不不超超过过附附近近巷巷道道5℃℃。3）防防火火措措施施：：①①硐室室必必须须装装设设向外外开开的防火火铁铁门门，铁铁门门上上应应装装设设便便于于关关严严的的通通风风孔孔。。铁铁门门内内可可加加设设向外外开开的铁栅栅栏栏门门。平平时时铁铁栅栅栏栏门门关关闭闭，，防防火火铁铁门门打打开开，，以以利利于于通通风风。。在在发发生生火火灾灾时时，，将将防防火火铁铁门门关关闭闭，，便便于于灭灭火火和和防防止止火火灾灾蔓蔓延延。。②为了了防防火火，，硐硐室室及及其其出出口口5m以内内巷巷道道也用用耐火火材材料料建成成；；③硐室室内内还还必必须须设设有有砂箱箱及灭火火器器材材。三、、采采区区变变电电所所采区区变变电电所所是是采采区区供供电电的的中中心心，，其其任任务务是是将将井井下下中中央央变变电电所所送送来来的的高高压压电电能能变变为为低低压压电电能能，，配配送送至至采采掘掘工工作作面面及及附附近近用用电电设设备备。。1．采采区区变变电电所所的的结结线线采区区变变电电所所的的主主结结线线应应根根据据电电源源进进线线回回路路数数、、负负荷荷大大小小、、变变压压器器台台数数等等因因素素确确定定。。对单电电源源进进线线的的采采区区变变电电所所，如如变变压压器器不不超超过过两两台台且且无无高高压压出出线线时时，，可可不不设设电电源源进进线线总总开开关关；；当当变变压压器器超超过过两两台台或或有有高高压压出出线线时时，，为为了了操操作作方方便便，，应应设设电电源源进进线线总总开开关关。。对双电源源进线的的采区变变电所，采用单单母线结结线时，，电源线线路应一一条线路路工作、、一条线线路备用用；采用用单母线线分段结结线时，，两回电电源应同同时工作作，但母母线联络络开关应应断开，，使两回回电源线线路分列列运行。。2.采区变电电所的位位置和硐硐室布置置四、综采采工作面面供电与与工作面面配电点点1．综采工工作面供供电综合机械械化采煤煤工作面面。单机机容量和和设备的的总容量量都很大大，其回回采速度度又快，，若仍采采用固定定变电所所供电，，既不经经济，又又不易保保证电压压质量。。因此，，必须采用用移动变变电站供供电，使高压深深入负荷荷中心，，以缩短短低压供供电距离离。将综综采工作作面供电电电压提提高到1140V或3300V，以利于于保证供供电的经经济性和和供电质质量。移动变电电站通常常设置在在距工作作面150m～300m的顺槽中中，工作作面每推推进100m～200m，变电站站向前移移动一次次。综采采工作面面机电设设备布置置如图所所示。2．工作面面配电点点为了便于于操作工工作面的的机械设设备，必必须在工工作面附附近巷道道中设置置控制开开关和启启动器，，这些设设备的放放置地点点即为工工作面配配电点。。工作面