矿山供电技术ch1.2-矿山供电系统

矿山供电技术山东科技大学自动化学院电气工程系主讲人：张超Ch1矿山供电系统山东科技大学自动化学院电气工程系山东科技大学自动化学院电气工程系234目录ONTENTS绪论供电系统与结线方式电力系统中性点运行方式电压与电能质量1C2.供电系统与结线方式山东科技大学自动化学院电气工程系基本概念供电系统结线：是指由各种电气设备及其连结线构成的电路，其功能是汇集和分配电能。2.分类按布置方式分：放射式、干线式、环式、双电源供电式按运行方式分：开式网络、闭式网络按可靠性分：无备用网络、有备用网络2.1供电系统结线山东科技大学自动化学院电气工程系1.放射式（1）单回放射式是在上一级变电所的馈出母线上引出多条回路，直接向下级变电所或用电设备供电。各条引出线之间无联系，其沿线不接其他负荷。优点：系统简单、运行维护方便缺点：使用开关、线路多，供电可靠性差。山东科技大学自动化学院电气工程系（2）双回路放射2.1单电源双回路从一段母线上并列引出两回线路，每回线路有单独的开关控制。适用二级负荷。供电可靠性高，运行可采用并列运行，也可一路运行一路备用，运行灵活2.1供电系统结线8山东科技大学自动化学院电气工程系2.2双电源双回路是在上级变电所设置两套电源，分别接在不同的母线上，向下级变电站或用电设备供电。优点：备用，可靠性高。适用一级负荷。缺点：所用设备多，用线长，投资大。2.1供电系统结线8山东科技大学自动化学院电气工程系2.干线式（1）直接连接式从一路高压配电线直接引出分支线向用户供电，分支线一般不超过5，且配电变压器容量不超过3000kVA。适用于架空线上对三级负荷分散用户供电，也可用于井下电缆线路对多台顺槽输送机供电。优点：回路少，高压配电装置数量少，造价低。缺点：可靠性差。2.1供电系统结线8山东科技大学自动化学院电气工程系2.1供电系统结线贯穿联络式直接联络式（2）贯穿连接式各用户采用进出线均装隔离开关的方式引接分支线，提高可靠性8山东科技大学自动化学院电气工程系2.1供电系统结线双回路干线式接线图为满足二级负荷供电的要求，也可采用双回路干线式。8山东科技大学自动化学院电气工程系问题：放射式与干线式之间的区别？2.1供电系统结线8山东科技大学自动化学院电气工程系放射式：广撒网，从甲到乙，从甲到丙，从甲到丁干线式：有中间人，从甲到乙，从乙到丙，从丙到丁。放射式类似于并联，干线式类似于串联。

问题：放射式与干线式之间的区别？2.1供电系统结线8山东科技大学自动化学院电气工程系一般在同电压等级之间的变电所构成环形，每个变电所有两路进线，当其中一路发生故障时，可由另一路线路供电，可靠性高。2.1供电系统结线3.环式适用于电源对矿区用户的相对位置居中适用于电源距离用户较远，用户间距较近，且负荷相差不大的情况。隧道一到达山科调头三面环山，一面靠海8山东科技大学自动化学院电气工程系2.1供电系统结线无备用系统的结线方式单回路放射式(图a)优点：供电线路独立，线路故障互不影响，易于实现自动化，停电机会少；继电保护简单，保护动作时间短。缺点：电源出线回路较多，设备和投资也多。直接连接的干线式(图b)优点：线路总长度较短，造价较低，可节约有色金属；由于最大负荷一般不同时出现，系统中的电压波动和电能损失较小；电源出线回路数少，可节省设备。缺点：前段线路公用，增多了故障停电的可能性。贯穿连接的干线式(图c)优点：串联型干线式因干线的进出侧均安装隔离开关，当发生事故时，可在找到故障点后，拉开相应的隔离开关继续供电，从而缩小停电范围。缺点：干线式结线为了有选择性地切除线路故障，各段需设置断路器和继电保护装置，使投资增加，而且保护整定时间增长，延长了故障的存在时间，增加了电气设备故障时的负担。8山东科技大学自动化学院电气工程系2.1供电系统结线有备用系统的结线方式双回路放射式缺点：双回路供电，故线路长，投资大；如果负荷不大，常会造成浪费。优点：是当双回路同时工作时，可减少线路上的功率损失和电压损失。范围：适用于负荷大或独立的重要用户。双回路干线式特点：它较双回路放射式线路短，比环式长，所需设备较放射式少。缺点：继电保护较放射式复杂。环式优点：设备少；各线路途径不同，不易同时发生故障；因负荷由两条线路负担，故负荷波动时电压比较稳定。缺点：故障时线路较长，电压损失大（特别是靠近电源附近段故障）。导线截面应按故障情况下能担负环同全部负荷考虑，所以有色金属消耗量大，两个负荷大小相差越悬殊．其消耗就越大。范围：适于负荷容量相差不大，所处地位离电源都较远，而彼此较近及设备较贵的用户。8山东科技大学自动化学院电气工程系2.1供电系统结线有备用系统的结线方式双回路放射式双回路干线式环式8山东科技大学自动化学院电气工程系用户对供电可靠性的要求电压等级高低的影响负荷大小的影响负荷数目的影响负荷位置的影响如何选择合理的供电系统结线方式？2.1供电系统结线8山东科技大学自动化学院电气工程系发电厂、变电所、电力网电力系统的主要环节？2.1.2变电所的一次结线变电所常用一次结线方式：桥式结线：用于有备用的供电系统线路-变压器组结线：用于无备用的供电系统8山东科技大学自动化学院电气工程系对具有两回电源进线、两台变压器的变电所，可采用桥式结线。桥为由断路器和隔离开关组成的用以进行线路的横联和跨接。根据跨接桥横联位置的不同，桥式连接分为外桥、内桥和全桥。（一）桥式结线2.1.2变电所的一次结线8山东科技大学自动化学院电气工程系2.1.2变电所的一次结线1.外桥接线跨接桥在变压器断路器QF1和QF2的外线路侧，进线回路只有隔离开关。对变压器的切换操作方便，对电源进线操作不便。

适用变电所：A.供电线路短、切换线路少；B.要经常切换变压器的；C.有稳定的穿越功率的；D.处于环网中；E.向一、二级负荷供电的。8山东科技大学自动化学院电气工程系2.1.2变电所的一次结线外桥接线—倒闸操作倒闸：为进行送电、断电而按顺序对开关进行闭合和断开。原来线路WL1（左）通过变压器T1对负载供电(此时WL2、T2退出运行)，假设现在需要：切换变压器：切除负载->断QF1,再QS5,QS3->合QS4,QS6,再合QF2->合QS7,QS8,再合QF3->向负载供电切换线路：切除负载->断QF1,再QS5,QS3->等待上级变电所断WL1->断QS1、合QS2->等待上级送电->合QS7,QS8,再QF3->合QS3,QS5,再QF1->向负载供电8山东科技大学自动化学院电气工程系2.1.2变电所的一次结线2.内桥接线跨接桥在变压器断路器QF1和QF2的靠变压器侧，变压器电源端只有隔离开关。提高对电源线路运行的可靠性和倒闸操作的灵活方便性。

适用变电所：A.供电线路长（线路故障几率大）；B.不需要经常切换变压器的且负荷稳定；C.没有稳定的穿越功率的；D.处于电网终端；E.向一、二级负荷供电的。8山东科技大学自动化学院电气工程系2.1.2变电所的一次结线内桥结线—操作原来线路WL1通过变压器T1对负载供电，(此时假设WL2、T2退出运行)假设现在需要：切换变压器：

切除负载->断QF1,QS1,QS3->断开QS5->闭合QS6->合QS1,QS3,再合QF1->合QS7,QS8,再合QF3->向负载供电切换线路：

切除负载->断QF1,QS3,QS1->合QS2,QS4,再合QF2->合QS8,QS7,再合QF3->向负载供电8山东科技大学自动化学院电气工程系2.1.2变电所的一次结线3.全桥结线全桥结线克服了外桥和内桥结线的不足，操作方便、运行灵活，但其相应占地面积大，投资增加。全桥结线适应性强，对线路、变压器的操作均方便，运行灵活，且易于扩展成单母线分段式的中间变电所（高压穿越负荷时）。缺点是设备多、投资大，变电所占地面积大。对于电压在35kV、容量在7500kVA以上，或电压为110kV、容量在31500kVA以上的变压器，当隔离开关切断空载电流能力不足时采用。8山东科技大学自动化学院电气工程系2.1.2变电所的一次结线线路-变压器组结线方式依据其容量的大小、二次出线数的多少主要有三种形式：（1）进线为隔离开关（二次回路必须装断路器）（2）进线为跌落式熔断器（二次回路必须装断路器）（3）进线为断路器8山东科技大学自动化学院电气工程系2.1.2变电所的一次结线8山东科技大学自动化学院电气工程系2.1.3变电所的二次母线结线母线是从配电变压器或电源进线到各条馈出线路之间的电气主干线，它起着从电源接收电能和给各馈出线分配电能的作用。母线制是指电源进线与各馈出线之间的连接方式。常用母线制主要有三种：单母线制、单母线分段制和双母线制。二次母线结线与二次接线区别？8山东科技大学自动化学院电气工程系2.1.3变电所的二次母线结线1．单母线不分段制单母线制的可靠性和灵活性都较低，母线或直接连接于母线上的任一开关发生故障或检修时，全部负荷都将中断供电。适用于一回进线的情况8山东科技大学自动化学院电气工程系2.1.3变电所的二次母线结线隔离开关分段（QS分段）：适用由双回路供电允许短时间停电的二级负荷断路器分段（QF分段）：适用一级负荷较多情况，可切断负荷和故障电流。在采用断路器分段时，除能实现切断负荷或故障电流外，也可在继电保护下实现自动分合闸。在其中一条线路故障或需要检修时，可以将负荷转到另外一条线路，避免全部停电。在检修母线或电源故障时，不能避免故障母线用户的停电。为避免长时间停电，可以采用加装旁路母线或采用双母线解决。8山东科技大学自动化学院电气工程系2.1.3变电所的二次母线结线8山东科技大学自动化学院电气工程系2.1.3变电所的二次母线结线供电系统接线方式供电网络变电所(站)开式、闭式

有备用、无备用放射式、干线、环式线路-变压器组桥式单母线双母线8山东科技大学自动化学院电气工程系2.2矿井供电系统矿井供电系统的选择，取决于矿区范围、煤层倾角、埋藏深度、设计年产量、开采方式、涌水量大小以及机械化、电气化程度等因素。典型的供电方式：深井供电系统浅井供电系统平硐供电系统8山东科技大学自动化学院电气工程系2.2.1深井供电系统适用矿层埋藏深、倾角小，采用立井和斜井开拓，生产能力大的矿井。特征：高压电能用电缆送到井下，并直接送到采区。一般模式：地面变电所——井下中央变电所——采区变电所——工作面配电点8山东科技大学自动化学院电气工程系2.2.1深井供电系统8山东科技大学自动化学院电气工程系2.2.1深井供电系统8山东科技大学自动化学院电气工程系2.2.2浅井供电系统对矿层埋藏不深（距地表100-200m内）的情况，处于经济和运行方便的考虑，一般采用浅井供电系统。特征：采区用电是从地面向井下钻眼来提供的。一般模式：依据用电情况和井深，从供电的技术经济合理考虑有三种模式（1）对于采区距井底车场较远（>2km）、井下负荷小、涌水量不大的矿井，可经架空线路，将6-10kV高压电由地面变电所送至与采区位置相应的地面变电亭，再降压至380或660V，再沿钻眼送至井下采区变电所。（高压电能不下井）8山东科技大学自动化学院电气工程系2.2.2浅井供电系统（2）当采区负荷小而井底车场负荷大时，对井底车场的供电，可沿井筒铺设高压下井电缆供电；对采区的供电，可沿钻眼铺设低压电缆供电。（井底车场高压供电）（3）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，将电能送至与采区对应位置的配电点，沿钻眼铺设高压电缆，向井下采区变电所供电，再由变电所降压，向工作面提供低压电力。（井下均为高压供电）8山东科技大学自动化学院电气工程系2.2.2浅井供电系统深井与浅井供电系统的不同：在于浅井井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。钻眼供电的优点：（1）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，节约有色金属和投资；（2）井下巷道中没有高压电缆，人员设备更安全。（3）减少井下变电所硐室的开拓（4）在瓦斯煤尘突出的采区，防爆高压配电箱和矿用变压器的使用大大降低。8山东科技大学自动化学院电气工程系2.2.2浅井供电系统8山东科技大学自动化学院电气工程系2.2.3平硐供电系统对矿层埋藏较浅（低于100m）、分布范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，可先经地面变电所整流，再由电缆下送。对平硐开拓且井深在150m的用电设备供电，其系统与深井供电相同。8山东科技大学自动化学院电气工程系2.3矿井各级变电所及配电点煤矿供电系统是由各类地面变电所，以及井下的中央变电所、采区变电所、移动变电站、配电点和相应的供电设备及供电线路组成。矿井地面变电所是全矿供电的总枢纽，担负受电、变电、配电的任务。地面变电所接受电网馈来的35kV或60kV电压，降压为6/10kV电压分配给矿山的高压用电设备，如主通风机及井下中央变电所等，把660/380V电压分配给地面低压动力及照明设备。地面变电所，如果以35kV受电，则称35kV变电