暑期 工矿企业供电系统

暑期工矿企业供电系统第1页/共85页低压：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第2页/共85页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。第3页/共85页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。第4页/共85页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。第5页/共85页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。第6页/共85页第7页/共85页1100KV瓷柱式SF6断路器第8页/共85页1100KV瓷柱式隔离开关第9页/共85页晋东南1100KVGIS运行现场第10页/共85页800KV罐式SF6断路器第11页/共85页800KVGIS青海官亭变电站第12页/共85页贺兰山800kV变电站第13页/共85页110KV瓷柱式SF6断路器第14页/共85页谢庄110KV变电所第15页/共85页谢庄110KV变电所第16页/共85页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第17页/共85页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18页/共85页第一章供山供电系统第一节概述第二节矿山供电系统第19页/共85页一、供电的重要性及基本要求

井下的环境：有瓦斯、煤尘爆炸和涌水的危险、潮湿、空间狭窄。

供电的基本要求：1、供电可靠：1）要求供电不间断。2）对重要负荷供电应绝对可靠：如主排水泵、副井提升机等采用双回路供电。第一节概述第20页/共85页2、供电安全（1）供电安全就是包括人身和设备安全。（2）依据《煤矿安全规程》和有关技术规程规定进行工作，确保供电安全。3、供电质量（1）要求用电设备在额定参数下运行，此时性能最好。（2）反映电能质量指标主要有两个：频率和电压。第21页/共85页（１）尽量降低电能消耗和维修费用等。（２）尽可能降低设备、材料、有色金属的消耗。（３）尽量降低基本建设投资。４．供电经济第22页/共85页第23页/共85页1、一类负荷（一级负荷）（1）定义：凡中断供电可能造成人身伤亡或重大设备损坏、造成重大经济损失的负荷均属一类负荷。如：煤矿主排水泵、副井提升机、主通风机、炼钢炉和电解槽等。（2）供电措施：

两个独立电源供电。二、电力负荷的分类第24页/共85页（1）定义：除一、二类负荷以外的其它负荷。如：家属区、地面附属车间及机修厂等。（2）供电措施：单回路供电、多负荷共用一条输电线路。3、三类负荷2、二类负荷（1）定义：凡因突然停电造成大量减产或大量废品的负荷。

如：主井提升机、压风机、采煤机。（2）供电措施：专用线路供电或两个独立电源供电。第25页/共85页合理的设计供电系统，根据负荷确定不同的供电方案，满足不同的供电需求。确保一类负荷供电不间断，保证二类负荷用电，考虑三类负荷供电（紧急压负荷顺序）。4、负荷分类的意义第26页/共85页三、工矿企业电源1、电源来源：①电力系统②地方发电厂③自备发电厂2、具有一类负荷的企业总变电所应有两个独立电源。第27页/共85页额定电压：电器设备运行状态最佳，效益最好时的电压。

1、国家规定的电压等级：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、煤矿常用的电压等级：低压：36V、127V、220V、380V、660V、1140V……高压：3.3kV、6kV、10kV、35kV四、供电电压等级第28页/共85页１．供电要求（四个方面）：供电可靠、供电安全、供电质量、供电经济。２．电力负荷：意义、分类、供电方式。３．电力系统的概念４．供电电源（三个方面）:电力系统、地方发电厂、自备发电厂。５．供电电压等级：电压等级、设备容量、供电系统。

作业：P281—6小结第29页/共85页一、电力网的分类１．电力网：由各级变电所及各种不同电压等级的输电线路组成。２．任务：输电配电。３．分类：高压电网、低压电网。第二节矿山供电系统第30页/共85页放射式二、电力网的结线方式单回路放射式双回路放射式第31页/共85页１）主要优缺点：

优点：线路独立、可靠性高、保护简单。缺点：总线路长、不经济。２）适用：一类负荷或重要的二类负荷。第32页/共85页２．干线式：１）分类：单回路、双回路干线式。单回路干线式双回路干线式第33页/共85页优点缺点使用对象总线路短、投资少。用户相互影响、可靠性低、保护整定误差大。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二、三类负荷的供电。相对于放射式的优缺点。２）优、缺点：第34页/共85页１）分类：开环、闭环。２）优、缺点：优点：总设备少，投资少，可靠性高；缺点：导线截面较大、不经济，继电保护整定复杂。３）适用对象：向各级负荷容量相差不太大，彼此之间相距较近，而离电源都较远，且对供电可靠性要求较高的重要用户。３、环式电网第35页/共85页２）优、缺点：优点：总设备少，投资少，可靠性高；缺点：导线截面较粗、不经济，继电保护整定复杂。３）适用对象：向各级负荷容量相差不太大，彼此之间相距较近，而离电源都较远，且对供电可靠性要求较高的重要用户。第36页/共85页三．电网中性点的运行方式１．运行方式的重要性２．中性点运行方式（3种）１）中性点不接地系统（图１―５）

第37页/共85页（1）优缺点：优点：单相接地时，不构成短路，线电压仍对称，不影响工作，提高供电的可靠性。缺点：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。（2）适用范围：

A、井下：接地电流小的供电系统。

B、35KV及以下高压电网：单相接地时线电压仍对称。第38页/共85页（4）单相接地电容电流：

架空线路：电缆线路：

应对措施：A．限时：地面单相接地时间不应超过２h，井下接地时要求立即断电。B．装设绝缘监视、接地保护装置。C．转换线路。第39页/共85页（2）中性点经消弧线圈接地系统优缺点：对接地电容电流超过限度，应采用中性点经消弧线圈接地的运行方式。中性点经消弧线圈接地系统和中性不接地系统一样，当出现一相接地时，不构成短路，其他两相对地电压也为正常时对地电压的倍。中性点不接地运行方式和中性点经消弧线圈接地运行方式的接地电流都较小，所以称为小接地电流系统。2）中性点经消弧线圈接地系统

（1）消弧线圈的结构、工作状态。第40页/共85页第41页/共85页第42页/共85页3）中性点直接接地系统（1）优缺点：

优点：单相接地时，其他两相对地电压不会升高。单相接地时，接地电流大，提高了保护装置的可靠性。缺点：单相接地时，接地电流大（称为大接地电流系统）。（2）适用：

A．110KV及以上电压等级的电网中（绝缘只按相电压考虑）。

B．地面380/220V三相四线制供电系统。第43页/共85页一、矿井地面变电所的主结线二、矿井地面变电所位置的确定第二节矿井地面变电所第44页/共85页矿井地面变电所主变压器第45页/共85页第46页/共85页矿井地面变电所室内设备第47页/共85页

一、矿井变电所的主结线变电所的主结线是由各种电器设备（变压器、断路器、隔离开关等）及其连接线所组成的，用以接受、变换、和分配电能。是供电系统的重要组成部分。变电所的主结线有：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，通常变电所的主结线图采用单线图形式绘制。第48页/共85页

1．线路-变压器组结线隔离开关熔断器断路器第49页/共85页2．单母线结线如图（a）所示第50页/共85页单断路器通过隔离开关连接两条母线双母线单断路器通过隔离开关连接两条母线3．单断路器双母线结线如图（b）所示第51页/共85页4．单母线分段结线如图（c）母线用断路器分成两段重要负荷由两段母线引出双回路第52页/共85页5．桥式结线为了保证对一、二类负荷进行可靠供电，工矿企业广泛采用两路电源进线和两台主变压器的桥式结线。桥式结线可分为全桥、内桥、外桥三种。以母联断路器（联络开关）所处的的位置来区分，如图所示。

第53页/共85页第54页/共85页第55页/共85页

6．变电所配出线的结线

（1）配电开关的种类对容量较小的负荷，可采用负荷开关配合熔断器进行控制和保护。对容量较大或重要的负荷应采用断路器和隔离开关组合。

第56页/共85页2）隔离开关的配置

为了保证检修线路和断路器时的人身安全，在断路器的电源侧必须装设隔离开关，如图（a）所示。具有双电源的重要负荷的配出线，在检修时为了防止发生负荷侧反送电，在断路器的两侧都需装设隔离开关。如图（b）所示。第57页/共85页在停、送电操作时，必须严格按照顺序操作，即断路器与隔离开关之间：送电时，先合隔离开关，后合断路器；停电时，先分断断路器，后分断隔离开关。否则，会在操作隔离开关时发生弧光短路，危及人身和设备安全。两个隔离开关之间：送电时，先合母线侧隔离开关，后合线路侧隔离开关；停电时，先断开线路侧隔离开关，后断开母线侧隔离开关。防止发生隔离开关与断路器之间的误操作时，人为扩大事故范围。第58页/共85页二、矿井地面变电所位置的确定变电所位置的选择应遵循以下几项原则：（1）变电所位置应尽量靠近负荷中心，以减少配电线路长度，降低电能损耗和电压损失；（2）进出线要方便，交通运输要方便，以利于变压器等大型设备的运输和消防车辆进出；（3）具有良好的地质条件，有防止地下水、雨水和洪水浸淹措施；（4）应考虑与邻近设施的相互影响，远离震动大的设备和易燃易爆的场所，应尽量避开污染源，否则应采取防污措施；（5）应与其他工业建筑物保持足够的防火间距；（6）应留有发展和扩建的余地。

第59页/共85页第二节矿山供电系统一、矿井高低压供电系统二、井下中央变电所三、采区变电所四、综采工作面供电和工作面配电点第60页/共85页一、矿井高低压供电系统

1.高压供电系统的供电方式是：由矿山地面变电所6（10）kV母线引出高压电缆通过井筒送至井下中央变电所，然后从井下中央变电所引出，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。第61页/共85页2.低压电气设备的供电：井底车场附近的低压用电设备的供电，是由设在中央变电所的变压器降压后供给；采区内的低压用电设备的供电由采区变电所降压后供给。采区内综采工作面的低压用电设备，可由采区变电所引出高压电缆，送到置于工作面附近顺槽的移动变电站，降压后供给。第62页/共85页井下中央变电所地面变电所采区变电所工作面配电点工作面配电点采区变电所矿山供电系统图第63页/共85页第64页/共85页

二、井下中央变电所

第65页/共85页1.井下中央变电所的结线井下中央变电所是井下供电的枢纽，它担负着向井下用电设备和采区变电所供电的重要任务，因此其主结线方式的选择十分重要。根据《煤矿安全规程》第442条的规定，对井下中央变电所、主排水泵房和下山开采的采区排水泵房的供电线路，不得少于两回路；当任一回路停止供电时，其余回路应能担负全部负荷。第66页/共85页所以，为了保证井下供电的安全可靠性，由地面变电所引至中央变电所的电缆数目至少应有两条，并分别引自地面变电所的两段6kV母线上。因此井下中央变电所的主结线方式为：单母线分段结线方式。其结线如图所示。第67页/共85页两条以上进线引至地面变电所的不同的母线段第68页/共85页1.井下中央变电所的主结线方式为：

单母线分段结线方式；2.各负荷应均匀分配在各段母线上；3.井下高压负荷水泵，每台水泵设一条专用高压电缆供电。第69页/共85页2．井下中央变电所的位置和硐室布置确定井下中央变电所的位置时，应遵循以下原则：（1）尽量位于负荷中心，以节省电缆，减少电能与电压损失；（2）电缆进出线方便，设备的运输方便；（3）变电所通风要良好；（4）变电所的顶、底板坚固，无淋水。考虑上述条件，一般变电所设置在井底车场附近，并与中央水泵房相邻。第70页/共85页井下中央变电所应特别注意防水、通风及防火等安全问题。1）防水措施：变电所的地面标高应比其出口与井底车场或大巷连接处的底板标高高出0.5m；2）通风条件：为了使变电所有良好的通风条件，当硐室长度超过6m时，必须在硐室的两端各设一个出口，保证硐室内的温度不超过附近巷道5℃。3）防火措施：①硐室必须装设向外开的防火铁门，铁门上应装设便于关严的通风孔。铁门内可加设向外开的铁栅栏门。平时铁栅栏门关闭，防火铁门打开，以利于通风。在发生火灾时，将防火铁门关闭，便于灭火和防止火灾蔓延。②为了防火，硐室及其出口5m以内巷道也用耐火材料建成；③硐室内还必须设有砂箱及灭火器材。第71页/共85页三、采区变电所第72页/共85页采区变电所是采区供电的中心，其任务是将井下中央变电所送来的高压电能变为低压电能，配送至采掘工作面及附近用电设备。

1．采区变电所的结线

采区变电所的主结线应根据电源进线回路数、负荷大小、变压器台数等因素确定。第73页/共85页对单电源进线的采区变电所，如变压器不超过两台且无高压出线时，可不设电源进线总开关；当变压器超过两台或有高压出线时，为了操作方便，应设电源进线总开关。对双电源进线的采区变电所，采用单母线结线时，电源线路应一条线路工作、一条线路备用；采用单母线分段结线时，两回电源应同时工作，但母线联络开关应断开，使两回电源线路分列运行。第74页/共85页第75页/共85页2.采区变电所的位置和硐室布置第76页/共85页四、综采工作面供电与工作面配电点1．综采工作面供电综合机械化采煤工作面。单机容量和设备的总容量都很大，其回采速度又快，若仍采用固定变电所供电，既不经济，又不易保证电压质量。因此，必须采用移动变电站供电，使高压深入负荷中心，以缩短低压供电距离。将综采工作面供电电压提高到1140V或3300V，以利于保证供电的经济性和供电质量。移动变电站通常设置在距工作面150m～300m的顺槽中，工作面每推进100m～200m，变电站向前移动一次。综采工作面