矿山电工知识点讲解Word格式.docx
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2高电压网---电压3~330KV
3超高电压网---330~1000KV
4特高压电网---1000KV以上
2)电力系统的额定电压
1、额定电压:
能使电力设备正常工作的电压。
此时,电力设备的技术性能和经济效果最好。
2、额定电压等级
国际划分额定电压等级,使电力设备的生产实现标准化和系列化,有利于电网的建设和运行。
3、电力设备额定电压的设定
确定电气设备额定电压的一般规律:
A.发电机:
额定电压VGN=1.05×
系统额定电压(VN)
B.变压器:
受电侧额定电压VTN1
①与发电机相连时,VTN1=VGN
②与线路(系统)相连时,VTN1=VN
输出侧额定电压VTN2
①与35kV及以上线路相连
VTN2=1.1×
VN
②与35kV以下线路相连,但变压器的短路电
压百分比VS%>
7.5%,或连接长线路时
VTN2=1.1×
③其他情况VTN2=1.05×
C.系统额定电压与设备额定电压
系统VN=用电设备VN
例题:
请根据下面系统图已知参数确定各电气元件的额定电压.
3)电力负荷分级及对供电的要求
1、负荷分级:
负荷分级
供电要求
常见例子
一级电荷
必须由两个独立电源供电,且不会同时丢失。
如矿井的通风、排水、提升(副井)等负荷
二级电荷
应由两个独立电源供电,只有一个独立电源时,采用两回供电线路。
如矿井的地面空压机、提升运输运设备、井底车场的整流设备等。
三级电荷
对供电无特殊要求,一般采用单一回路供电。
凡不属一级和二级负荷者。
2、电力负荷对供电的基本要求
1保证供电的安全可靠
2保证电能的良好质量
3保证供电系统运行的经济性
第二节矿山供电系统
一、供电系统的结线方式
供电系统结线:
各种电器设备及其连接线构成的电路,其功能是汇集和分配电能。
结线中的母线,又叫汇流排。
1、系统或网络结构的基本方式:
1)放射式
1单回放射式
2双回路放射式(单电源、双电源)
2)干线式:
直接连接式、贯穿连接式
3)环状式
各种连接方式优缺点一览表
连接方式
优点
缺点
适用范围
放射式
系统简单、运行维护方便
使用的开关、线路多,供电可靠性差
适用三级负荷、二级小负荷或某些专用设备的供电。
干线式
回路少,高压配电装置数量减少、造价低。
当公用干线故障,干线上的负荷全部断电,可靠性较差。
一般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工作面巷道输送机供电。
环状式
供电可靠性高
运行、保护整定困难
适用于电源对矿区用户相对位置居中或较远,而用户间距较近,且负荷相差不太悬殊的供电。
2、矿上各级变电所常用的结线方式:
电力系统一次接线。
一览表:
常用接线方式
单母线
结构简单清晰,操作方便,设备少,占地小,节省投资,易于扩建。
可靠性和灵活性差。
双母线
供电可靠性高,检修方便,运行灵活,便于扩建
倒闸操作步骤较为复杂,容易出现误操作,导致人身或设备事故。
任一回路断路器检修时,该回路仍需停电或短时停电。
增加了大量的母线侧隔离开关及母线的长度,配电装置结构较为复杂,占地面积与投资都有所增加。
一个半断路器接线
运行调度十分灵活,运行灵活性好。
任何一台断路器检修时,所有回路都不会停止工作。
当一组母线故障或检修时,所有回路仍可通过另一组母线继续运行。
隔离开关只用于检修时隔离电压用,免去了为改变运行方式的复杂的倒闸操作。
检修任一组母线或任一台断路器时,所有进出线都不需要进行切换操作,操作、检修方便。
断路器、电流互感器等设备较多,投资较高;
由于每个回路都与两台断路器相连,而且联络断路器又连接着两个回路,使得继电保护及二次回路的设计、调试及检修等都比较复杂。
桥式结线
单元连线
接线简单,使用设备少。
没有母线,因而减少了全部停电的可能性。
减少了短路电流。
单元中一个元件故障停电会造成整个单元停电
桥式连接三种形式:
依据断路器的相对位置。
1内桥式②外桥式③全桥式
三种形式比较表:
结线方式
特点
外桥结线
对变压器的切换操作方便,对电源进线操作不便。
1供电线路较短,线路切换少的变电所
2要经常切换变压器的变电所
3有稳定穿越功率的变电所
4处于环网中的变电所
5向一二级负荷供电的情况
内桥结线
提高对电源线路运行的可靠性和倒闸操作的灵活方便性。
①电源线路较长(线路故障率较大)的变电所
②不需经常切换变压器且负荷稳定的变电所
③无稳定穿越功率的变电所
④处于电网终端的变电所
⑤向一二级负荷供电的情况
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
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
二、供电系统
三大系统一览表:
供电系统
特征
深井供电系统
高压电能用电缆送到井下,并直接送到采区。
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。
浅井供电系统
采区用电是从地面向井下钻眼来提供的。
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。
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。
浅井和深井的主要区别:
前者中的井底车场配电所代替后者的井下中央变电所,并由井底车场变电所直接向附近的用电设备供电。
(一)矿山地面变电所
1、位置选择原则:
1)靠近主要负荷和入井电缆井筒,减少金属导线消耗,降低电能损耗。
2)架空线与所址同时确定,一边为各级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。
4)具有适宜的地形和地质条件。
5)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。
2、地面变电所的布置:
一般10kV及以下电压等级的配电装置采用户内式成套配电装置;
35kV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时35kV~110kV变电所也采用户内式配电装置,污染严重地区。
(二)井下中央变电所
1、位置选择原则:
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、顶底板条件及保安煤柱的位置等因素,综合加以考虑。
一般设在靠近副井的井底车场范围内
2、硐室要求:
A.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、大小及它们之间的通道,并考虑留有20%的余地。
B.硐室长度超过6m时,应在两端各设一出口,一个与井底车场大巷相通,并安有栅栏、防火两用门。
另一个与水泵房相连,彼此间应有装栅栏、防火两用门的隔墙。
C.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。
D.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:
a.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;
b.低压设备的备用回路,按最多馈出线路数的20%考虑;
c.主变压器为两台以上时,不需留备用位置。
3、设备布置:
详见书本P21
(三)采区变电所
1)供电方式
传统方式——采区变电所à
工作面配电点方式
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,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,供电容量受限制。
一般用于炮采和普通机械化采煤
综采矿井常用方式:
6kV采区变电所移动变电站工作面配电点方式
优点:
(1)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,缩短了低压供电距离,减少了电能损耗,保证了电压质量,可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压开关数量。
(2)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。
(3)移动变电站可根据需要移动或固定,不需建造变电所硐室。
缺点:
(1)6kV高压直接送入采区动作面附近,且低压侧电压为1140V,对安全不利。
(2)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,使移动变电站的安装、运输和维护受到空间的限制。
2)位置确定原则
(1)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;
(2)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;
(4)通风、运输方便。
3)采区变电所硐室
工作两年以上的采区变电所硐室,视为永久性建筑,应采用不燃性材料支护;
工作时间较短时,可不设硐室,利用上山间或顺槽间联络巷,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形式,防火门、通风口、设备布置与井下主变电所相同
(四)、工作面配电点
详见书P26
第三节高压供电设备
一、高压开关电器
定义:
在电力系统中,将能接通、断开或转换高压电路的电器。
常见类型一览表:
类型
适用场合
熔断器
限流式熔断器RU
熄弧能力强,易产生过电压
跌落式熔断器FD
断大电流能力强,吹弧去游离
断路器
多油断路器
DN、DW
a)油兼有灭弧和绝缘功能,油量多
b)开关触头在绝缘油中闭合和断开
c)结构简单,体积大,耗用钢材多
d)外壳接地,人体接触无触电危险,但易燃易爆
多油断路器已趋于淘汰,型号DN、DW
少油断路器
SN、SW
a)油量很少,为多油断路器的1/10
b)油只做灭弧介质,不做绝缘介质
c)结构简单,重量轻,体积小
d)开关触头在绝缘油中闭合和断开
e)外壳带电,必须与大地绝缘,运行时油箱带电,必须安装在支持绝缘子上。
不频繁操作,不要求高速断开
真空断路器
ZN、ZW
a.开关触头在高真空的容器内闭合和断开
b.灭弧能力强,燃弧时间短,属于高速断路器
c.触头不受外界有害气体腐蚀,电磨损小,寿命长
d.结构简单,体积小,重量轻
e.无爆炸危险
适用于频繁操作和要求高速开断的场合。
核心部位:
真空灭弧室
六氟化硫断路器
LN、LW
a.开关触头在SF6气体中闭合和断开
b.SF6气体兼有灭弧和绝缘功能
c.灭弧能力强,断流容量大,灭弧迅速,允许开断次数多,检修周期长,也属于高速断路器
d.SF6在电弧的高温作用下,经电弧分解后,会产生氟化氢剧毒物
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