中國礦大版礦山電工學(xué)礦山供電系統(tǒng)和負荷

1、會計學(xué)1中國礦大版礦山電工學(xué)礦山供電系統(tǒng)和中國礦大版礦山電工學(xué)礦山供電系統(tǒng)和負荷負荷第1頁/共196頁第2頁/共196頁第3頁/共196頁第4頁/共196頁第5頁/共196頁圖1 一個簡單的電力系統(tǒng)第6頁/共196頁第7頁/共196頁第8頁/共196頁第9頁/共196頁第10頁/共196頁第11頁/共196頁第12頁/共196頁第13頁/共196頁第14頁/共196頁第15頁/共196頁第16頁/共196頁第17頁/共196頁第18頁/共196頁第19頁/共196頁第20頁/共196頁第21頁/共196頁第22頁/共196頁第23頁/共196頁第24頁/共196頁第25頁/共196頁直流單相交

2、流三相交流受電設(shè)備供電設(shè)備受電設(shè)備供電設(shè)備受電設(shè)備供電設(shè)備1.51.522336666121212122424242436363636363642424242484860607272100100100100110115127133127133220230220230220/380230/400400*440400*460380/660400/690800*800*1000*1000*11401200第26頁/共196頁受電設(shè)備與系統(tǒng)額定電壓供電設(shè)備額定電壓（發(fā)電機）設(shè)備最高電壓33.1566.36.91010.511.53540.56069110126220252330363500550750

3、-第27頁/共196頁第28頁/共196頁- -5 5% %+ +5 5% %G GT T1 1W WL L1 1T T2 2L Ld d電電力力網(wǎng)網(wǎng)中中的的電電壓壓變變化化示示意意圖圖第29頁/共196頁第30頁/共196頁 B. 變壓器 輸出側(cè)額定電壓VTN2 與35kV及以上線路相連VTN2=1.1VN與35kV以下線路相連，但變壓器的短路電壓百分比VS%7.5%，或連接長線路時VTN2=1.1 VN其他情況VTN2=1.05VN第31頁/共196頁第32頁/共196頁6.3kV6.3/363/121kV110/10.5kV330/38.5kV6/0.4kV第33頁/共196頁第34頁/

4、共196頁第35頁/共196頁第36頁/共196頁第37頁/共196頁第38頁/共196頁第39頁/共196頁p 對突然中斷供電將造成生命危害、導(dǎo)致重大設(shè)備破壞且難以修復(fù)、打亂復(fù)雜生產(chǎn)過程并使大量產(chǎn)品報廢，給國民經(jīng)濟造成重大損失的負荷為一級負荷。 如礦井的通風(fēng)、排水、提升（載人）等負荷。對屬于一級負荷的設(shè)備，為使其可靠運行，必須采用完全備用系統(tǒng)供電，即采用兩個獨立電源的雙回路供電。p 獨立電源：指不受其他電源故障影響或干擾的電源。 如分段母線的電源來自不同發(fā)電機，且其輸變配各環(huán)節(jié)為分列運行的。 或母線之間無聯(lián)系，或有聯(lián)系，但當(dāng)其中一個故障時其聯(lián)系會自動斷開，不影響其他供電的。 第40頁/共19

5、6頁第41頁/共196頁第42頁/共196頁p 電能質(zhì)量：*主要指滿足用電戶對電壓和頻率質(zhì)量的要求，也包括電壓波形。即要求電壓幅值和頻率保持在一定允許范圍內(nèi)，并使波形畸變不超過允許值。p 電壓幅值允許變化范圍：線路額定電壓線路額定電壓電壓允許變化范圍電壓允許變化范圍35kV35kV及以上及以上5%V5%VN N10kV10kV及以下及以下7%V7%VN N低壓照明低壓照明+5%V+5%VN N10%V10%VN N第43頁/共196頁p 頻率變化范圍一般為500.2Hzp 電壓和頻率超出允許范圍的危害：影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，設(shè)備運行及出力惡化，生產(chǎn)質(zhì)量受到較大影響。p 波形畸變：交流電壓波形

6、畸變，表示電網(wǎng)含有高次諧波，諧波含量過高，會使繼電保護、自動裝置、計算機等不能正常工作，所以一般波形畸變不允許超過5%。第44頁/共196頁第45頁/共196頁一、供電系統(tǒng)接線方式二、礦井供電系統(tǒng)三、礦井各級變電所及配電點第46頁/共196頁第47頁/共196頁第48頁/共196頁第49頁/共196頁第50頁/共196頁第51頁/共196頁第52頁/共196頁第53頁/共196頁第54頁/共196頁第55頁/共196頁第56頁/共196頁第57頁/共196頁 適用于電源對礦區(qū)用戶相對位置居中或較遠，而用戶間距較近，且負荷相差不太懸殊的供電。供電可靠性高，運行、保護整定困難。第58頁/共196頁

7、第59頁/共196頁第60頁/共196頁p變電所常用一次結(jié)線方式： 橋形結(jié)線:用于有備用供電系統(tǒng) 線路變壓器組結(jié)線：用于無備用供電系統(tǒng)第61頁/共196頁第62頁/共196頁第63頁/共196頁 對具有兩回電源進線、兩臺變壓器的變電所，可采用橋式結(jié)線。 “橋”為一條由斷路器和隔離開關(guān)組成的用以進行線路的橫聯(lián)和跨接。 根據(jù)跨接橋橫聯(lián)位置的不同，橋式結(jié)線可分為“內(nèi)橋式”、“外橋式”和“全橋式”。第64頁/共196頁 跨接橋在變壓器斷路器QF1和QF2的外線路側(cè)，進線回路只有隔離開關(guān)。 對變壓器的切換操作方便，對電源進線操作不便。 第65頁/共196頁 跨接橋在變壓器斷路器QF1和QF2的靠變壓器側(cè)

8、，變壓器電源端只有隔離開關(guān)。 提高對電源線路運行的可靠性和倒閘操作的靈活方便性。 第66頁/共196頁p具有適應(yīng)性強，操作方便、運行靈活、可靠性高等優(yōu)點，但使用設(shè)備多、占地面積大、投資高，故用于供電可靠性要求較高的變電所。p對于電壓在35kV、容量在7500kVA以上，或電壓為110kV、容量在31500kVA以上的變壓器，當(dāng)隔離開關(guān)切斷空載電流能力不足時采用。第67頁/共196頁第68頁/共196頁p單母線不分段p特點：母線系統(tǒng)故障或檢修須全線路斷電。結(jié)構(gòu)簡單，造價低，運行不夠靈活可靠。適于小容量用戶。第69頁/共196頁pA.隔離開關(guān)分段（QS分段）適用由雙回路供電、允許短時間停電的二級負

9、荷pB.斷路器分段（QF分段）適用一級負荷較多情況，可切斷負荷和故障電流。p在采用斷路器分段時，除能實現(xiàn)切斷負荷或故障電流外，也可在繼電保護下實現(xiàn)自動分合閘。在其中一條線路故障或需要檢修時，可以將負荷轉(zhuǎn)到另外一條線路，避免全部停電。p在檢修母線或電源故障時，不能避免故障母線用戶的停電。為避免長時間停電，可以采用加裝旁路母線或采用雙母線解決。第70頁/共196頁第71頁/共196頁p礦井供電系統(tǒng)的選擇，取決于礦區(qū)范圍、煤層傾角、埋藏深度、設(shè)計年產(chǎn)量、開采方式、涌水量大小以及機械化、電氣化程度等因素。 。p典型的供電方式： 深井供電系統(tǒng) 淺井供電系統(tǒng) 平硐供電系統(tǒng)第72頁/共196頁 適用礦層埋藏

10、深、傾角小，采用立井和斜井開拓，生產(chǎn)能力大的礦井。1）特征：*高壓電能用電纜送到井下，并直接送到采區(qū)。2）一般模式：*地面變電所-井下中央變電所-采區(qū)變電所（或移動變電站）-工作面配電點第73頁/共196頁第74頁/共196頁由由 井井 筒筒 電電 纜纜 接接 入入6 6 1 10 0k kV V西西 翼翼 采采 區(qū)區(qū)東東 翼翼 采采 區(qū)區(qū)主主水水泵泵變變 流流設(shè)設(shè) 備備備備用用主主水水泵泵變變 流流設(shè)設(shè) 備備備備用用S SL L7 7 6 6/ /0 0. .4 4T TT T井井 底底車車 場場低低 壓壓動動 力力井井 底底車車 場場低低 壓壓動動 力力井井 下下 主主 變變 電電 所所采

11、采 區(qū)區(qū) 變變 電電 所所K KS SG GB B K K/ /Y Y- -1 12 2 6 6/ /0 0. .6 69 9工工 作作 面面 配配 電電 點點工工 作作 面面 配配 電電 點點K KS SG GZ ZY Y6 6/ /0 0. .6 69 9 1 1. .1 14 4第75頁/共196頁p對礦層埋藏不深（距地表100200m內(nèi)）的情況，處于經(jīng)濟和運行方便的考慮，一般采用淺井供電系統(tǒng)。1）特征：*采區(qū)用電是從地面向井下鉆眼來提供的。2）一般模式：依據(jù)用電情況和井深，從供電的技術(shù)經(jīng)濟合理考慮有三種模式（1）對于采區(qū)距井底車場較遠（2km）、井下負荷小、涌水量不大的礦井，可經(jīng)架空線

12、路，將610kV高壓電由地面變電所送至與采區(qū)位置相應(yīng)的地面變電亭，再降壓至380或660V，再沿鉆眼送至井下采區(qū)變電所。（高壓電能不下井）第76頁/共196頁（2）當(dāng)采區(qū)負荷小而井底車場負荷大時，對井底車場的供電，可沿井筒敷設(shè)高壓下井電纜供電；對采區(qū)的供電，可沿鉆眼敷設(shè)低壓電纜提供。（井底車場高壓供電）（3）對采區(qū)巷道很長、負荷又大，為保證正常電壓，可經(jīng)高壓架空線路，將電能送至與采區(qū)對應(yīng)位置的配電點，沿鉆眼敷設(shè)高壓電纜，向井下采區(qū)變電所供電，再由該變電所降壓，向工作面提供低壓電力。（井下均為高壓供電）第77頁/共196頁p深井與淺井供電系統(tǒng)的不同：在于淺井井底車場的配電所代替了深井系統(tǒng)中的井下

13、變電所，以及采用鉆眼向采區(qū)供電的方式。p鉆眼供電的優(yōu)點（1）將由礦井地面變電所至采區(qū)變電所的電纜線路換成可靠的架空線路，節(jié)約有色金屬和投資；（2）井下巷道中沒有高壓電纜，人員設(shè)備更安全。第78頁/共196頁 鉆眼供電的優(yōu)點（3）減少井下變電所硐室的開拓；（4）再由沼氣煤塵突出的采區(qū)，由于使用變電亭，使防爆高壓配電箱和礦用變壓器的使用大大降低； 缺點（1）需要進行鉆孔、下套管，且套管不能回收；（2）需要加設(shè)架空線路、修建變電亭；（3）冬季施工維護困難。第79頁/共196頁第80頁/共196頁第81頁/共196頁第82頁/共196頁第83頁/共196頁第84頁/共196頁第85頁/共196頁第86

14、頁/共196頁第87頁/共196頁第88頁/共196頁第89頁/共196頁第90頁/共196頁第91頁/共196頁第92頁/共196頁第93頁/共196頁第94頁/共196頁第95頁/共196頁第96頁/共196頁6 6 1 10 0k kV V動動力力變變壓壓器器采采區(qū)區(qū)水水泵泵水水泵泵MM整整流流變變壓壓器器M動動力力變變壓壓器器采采區(qū)區(qū)采采區(qū)區(qū)M水水泵泵整整流流變變壓壓器器采采區(qū)區(qū)水水泵泵第97頁/共196頁A A - - A AB B - - B BC C - - C CA AA AB BC C泵泵房房動動力力變變壓壓器器礦礦 用用 低低 壓壓 開開 關(guān)關(guān) 柜柜高高 壓壓 開開 關(guān)關(guān)

15、柜柜硅硅 整整 流流 器器B B照照 明明 變變 壓壓 器器第98頁/共196頁第99頁/共196頁MMM進線水泵采區(qū)變壓器進線變壓器采區(qū)水泵水泵水泵 采區(qū)變壓器進線第100頁/共196頁AAA-AB-BBB泵房4照明變壓器2低壓隔爆開關(guān)1高壓隔爆開關(guān)3-動力變壓器5-隔爆檢漏繼電器第101頁/共196頁第102頁/共196頁第103頁/共196頁第104頁/共196頁第105頁/共196頁第106頁/共196頁MMMMMMMMMD DB B1 1D DB B2 2井井 下下 中中 央央 主主 變變電電 所所 來來T T1 1T T2 2Q QA A1 1Q QA A5 5Q QA A6 6S

16、 SH H2 2Q QA A2 2Q QA A3 3Q QA A4 4S SH H1 1T T3 3Q QA A8 8S SM M4 4S SH H3 3T T5 5煤煤電電鉆鉆輸輸 送送 機機 頭頭Q QA A7 7S SM M1 1S SM M2 2S SM M3 3S SM M4 4T T4 4煤煤電電鉆鉆回回柱柱絞絞車車輸輸送送機機尾尾采采煤煤機機Q QA A9 9S SM M5 5S SM M6 6S SM M7 7順順 槽槽 輸輸 送送 機機 線線上上 山山 絞絞 車車掘掘 進進 配配 電電 點點采采區(qū)區(qū)變變電電所所回回 風(fēng)風(fēng) 巷巷 配配 電電 點點運運 輸輸 順順 槽槽配配 電電

17、 點點采采 區(qū)區(qū) 變變 電電 所所 工工 作作 面面 配配 電電 點點 供供 電電 方方 式式DB：高壓配電箱QA：自動饋電開關(guān)SM：磁力起動器SH：手動起動器第107頁/共196頁 第108頁/共196頁第109頁/共196頁D B 1D B 2D B 3Q AMS MS MS MS HQ MQ AS MS MS HQ AS MS MS MS HQ AS MS MS HS MS MMMMMMMMMMMMMMMMM6 k V 由 井 下 主 變 來P S 1P S 2P S 3采煤機液壓泵轉(zhuǎn)載機水泵小絞車輸送機頭照 明煤 電鉆 變皮 帶輸 送機皮 帶輸 送機水泵小絞車水泵照明變照 明 煤電 鉆

18、 變回柱絞車小絞車輸送機尾第110頁/共196頁第111頁/共196頁第112頁/共196頁第113頁/共196頁AA-AA檢 漏 繼電 器隔 爆 自動 開 關(guān)高 壓 配電 箱礦 用 變壓 器隔 爆 手 動 啟 動 器照 明 變第114頁/共196頁在回風(fēng)巷內(nèi)，掘進工作面配電點多設(shè)在掘進巷的一側(cè)，距掘進工作面80100m。配電點附近應(yīng)用非燃性材料支護。第115頁/共196頁第116頁/共196頁第117頁/共196頁，掘進工作面配電點，一般距掘進工作面80100m，工作面配電點也隨工作面的推進而前移。第118頁/共196頁第119頁/共196頁第120頁/共196頁QAQMQMQMQMQMQM

19、工工 作作面面 輸輸送送 機機第第 五五臺臺 輸輸送送 機機第第 四四臺臺 輸輸送送 機機第第 三三臺臺 輸輸送送 機機第第 二二臺臺 輸輸送送 機機第第 一一臺臺 輸輸送送 機機來來 自自采采 區(qū)區(qū)變變 電電所所第121頁/共196頁QASMSMSMSMSMSMSMSM來自采區(qū)變電所BZ80-2.5CH-15CH-15第122頁/共196頁第123頁/共196頁線、月負荷曲線、日負荷曲線和工作班的負荷曲線。第124頁/共196頁1-24第125頁/共196頁1-25 第126頁/共196頁1-26 第127頁/共196頁負荷全年實際消耗的電能，用符號Tmax表示。m axm ax/PTAP第

20、128頁/共196頁avaavre22avare/PWtQWtSWWt第129頁/共196頁ava/ 8760PWloavm ax/KPP第130頁/共196頁loN/KPPdem axN/KPP第131頁/共196頁各行業(yè)用電特點的不同，出現(xiàn)尖蜂負荷和低谷負荷時間也不盡相同。cavN/KPP第132頁/共196頁cam axcam axm axcaPPQQSS第133頁/共196頁jNN/PP 第134頁/共196頁N 11N 22NN1nnniiPPPPsiK在 最 大 負 荷 期 間 投 入 運 行 的 電 動 機 的 額 定 容 量 的 總 和全 部 電 動 機 的 總 額 定 容 量

21、第135頁/共196頁loK投 入 運 行 的 電 動 機 的 實 際 最 大 負 荷投 入 運 行 的 電 動 機 的 總 額 定 容 量losiNcawKKPP 第136頁/共196頁llsiloNcaKKPPKde第137頁/共196頁cadeNcadeN22cacacacacaNtan/ (3)PKPQKPSPQISU第138頁/共196頁casica1casica122cacacacacaN/ (3)miimiiPKPQKQSPQISU第139頁/共196頁第140頁/共196頁的。對絕大多數(shù)企業(yè)，目前需用系數(shù)法仍稱得上是一種準(zhǔn)確而又簡便的方法，因而被我國設(shè)計部門廣泛采用。第141頁

22、/共196頁coscos/PS-3-3-33cos103sin10310PU I QU ISU I第142頁/共196頁第143頁/共196頁第144頁/共196頁第145頁/共196頁第146頁/共196頁第147頁/共196頁第148頁/共196頁第149頁/共196頁第150頁/共196頁第151頁/共196頁第152頁/共196頁2. 人工補償提高功率因數(shù)第153頁/共196頁2. 人工補償提高功率因數(shù)第154頁/共196頁第155頁/共196頁第156頁/共196頁M35kV1T6 10kV礦 區(qū) 電 網(wǎng)礦 井 電 網(wǎng)C 12T660V2TC 2C 3電 動 機礦 內(nèi) 及 井 下低

23、壓 電 網(wǎng)C 1的 補 償 區(qū)未 補 償 區(qū)C 2的 補 償 區(qū)C 3的 補 償 區(qū)未 補 償 區(qū)未 補 償 區(qū)無 功 補 償 的 設(shè) 置 地 點 與 補 償 區(qū)第157頁/共196頁第158頁/共196頁第159頁/共196頁第160頁/共196頁第161頁/共196頁第162頁/共196頁22CC/QU IUXC U22C .C/QUXC U22C .YC(/3 )/ 3QUXC U第163頁/共196頁6.6.1/coscacaSP6.caP6.caS提示學(xué)生（1）步課本缺漏。第164頁/共196頁122cosWaWaWre第165頁/共196頁1cos2cosClo .avca2(ta

24、ntan)1QKP第166頁/共196頁3/Nn C2NCN .C()QNUqU第167頁/共196頁第168頁/共196頁容量及電容器的臺數(shù)。L1L2L3QSQFTVC第169頁/共196頁6a1226262areW410cos0.8WW(410 )(310 )第170頁/共196頁Clo.avca23(tantan)0.8310(0.75-0.33)1008kvar1QKP第171頁/共196頁313/933/ NnC22NCN .C100893612()()6.3QNUqU第172頁/共196頁第173頁/共196頁第174頁/共196頁n圖1-30 KSGB礦用隔爆型變壓器外形圖第17

25、5頁/共196頁第176頁/共196頁第177頁/共196頁第178頁/共196頁第179頁/共196頁第180頁/共196頁名稱名稱額定容量額定容量kW額定電額定電壓壓V額定電額定電流流A額定功額定功率因數(shù)率因數(shù)額定效額定效率率負荷系負荷系數(shù)數(shù)采煤機采煤機1706601870.860.930.75刮板輸送機刮板輸送機275660820.870.910.8轉(zhuǎn)載機轉(zhuǎn)載機4066044.70.860.910.85乳化泵乳化泵2 55660590.920.90.9噴霧泵噴霧泵2 3066033.80.870.890.85調(diào)度絞車調(diào)度絞車11.466012.90.870.890.75電鉆變壓器電鉆變壓器1.26602.190.80.851小水泵小水泵46605.60.750.840.95I組設(shè)備數(shù)據(jù)表第181頁/共196頁N1701504023025511.441.2546.6kWPmaxdeN0.2860.7140.508PKPwm17cos0.6根據(jù)表取第182頁/共196頁Ndeca.Twm546.60.508462.8kVAcos0.6PKS第183頁/共196頁n故選KBSG-2006型變壓器1臺。N=176.6k