礦山供電技術(shù)ch11-礦山供電系統(tǒng)課件

礦山供電技術(shù)山東科技大學自動化學院電氣工程系主講人：張超礦山供電技術(shù)山東科技大學自動化學院電氣工程系主講人：張超Ch1礦山供電系統(tǒng)山東科技大學自動化學院電氣工程系Ch1礦山供電系統(tǒng)山東科技大學自動化學院電氣工程系山東科技大學自動化學院電氣工程系234目錄ONTENTS緒論供電系統(tǒng)與結(jié)線方式電力系統(tǒng)中性點運行方式電壓與電能質(zhì)量1C山東科技大學自動化學院電氣工程系234目錄ONTENTS1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系（1）參考教材礦山供電技術(shù)董海波等編中國礦業(yè)大學出版社礦山電工學賴昌干編煤炭工業(yè)出版社礦山電工學唐軼等編中國礦業(yè)大學出版社1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系（1）參考1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系（2）主要學習內(nèi)容CH1礦山供電系統(tǒng)CH2礦山負荷計算CH3短路電流計算CH4常用電力設(shè)備及其選擇CH5電力線路及其選擇CH6過流保護與自動化裝置CH7過電壓及其防護CH8電氣設(shè)備防爆與井下三大保護1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系（2）主要1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系礦山供電分為八章。共計48學時，其中42學時講課，6學時實驗。1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系礦山供電分1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系礦山供電這門課以供電系統(tǒng)，尤其以企業(yè)35kV/（6-10kV）變電所（變電站）為研究對象，涉及負荷計算、短路電流計算、高壓電器、電力線路、繼電保護等內(nèi)容。1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系礦山供電這1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系如果將礦山供電系統(tǒng)比作一臺計算機，則它的軟件包括負荷計算短路電流計算硬件包括：電力線路高壓電器設(shè)備繼電保護裝置電力系統(tǒng)分析繼電保護1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系如果將礦山CH1礦山供電系統(tǒng)山東科技大學自動化學院電氣工程系學習要求一般掌握：典型電力系統(tǒng)的組成及有關(guān)的基本概念、礦山供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備額定電壓的確定熟練掌握：電力負荷的分級及對供電系統(tǒng)的要求、供電系統(tǒng)的連接方式CH1礦山供電系統(tǒng)山東科技大學自動化學院電氣工程系學習要求1.電力系統(tǒng)概述山東科技大學自動化學院電氣工程系一、電力系統(tǒng)相關(guān)概念及構(gòu)成

電力系統(tǒng)：是指由進行電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用環(huán)節(jié)所組成的整體。電力網(wǎng)：指的是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，由變電站（所）和各種不同電壓等級的電力線路組成。變電站（所）：完成電壓變換和電能再分配。發(fā)電機升壓變壓器輸電線降壓變壓器配電線1.電力系統(tǒng)概述山東科技大學自動化學院電氣工程系一、電力系8山東科技大學自動化學院電氣工程系（1）電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)－發(fā)電廠（站）發(fā)電廠（站）：指將一次能源轉(zhuǎn)換成電能的場所。一次能源包括：煤炭、石油、天然氣、水能、原子核能、風能、太陽能、地熱、潮汐能等。我國一次能源主要是：煤炭、水力和原子核能。一般根據(jù)所使用的能源的不同，將電廠分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電站、核電站、風力發(fā)電場、太陽能發(fā)電場、地熱發(fā)電廠、潮汐電站等。1.電力系統(tǒng)概述8山東科技大學自動化學院電氣工程系（1）電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)－8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述內(nèi)蒙古準格爾電廠

（西部大開發(fā)中第一個大型火電項目）

8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述內(nèi)蒙古準8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述長江三峽水利樞紐工程8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述長江三峽8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述廣東大亞灣核電站

8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述廣東大亞8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述變電站（所）：變換電壓、接收電能與分配電能的場所，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。主要由電力變壓器、母線和開關(guān)控制設(shè)備等組成。若僅只有配電設(shè)備而無電力變壓器則稱為開閉所或開關(guān)站。凡是把交流電能變換成直流電能的變電站稱為變流站。

電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)－變電站（所）8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述變電站（8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)－變電站（所）變電所按作用分有升壓變電站（所）和降壓變電站（所）升壓變電站（所）：多建在發(fā)電廠內(nèi)，把電能升高后，再進行長距離輸送降壓變電站（所）

：多設(shè)在用電區(qū)域，將高壓電適當降低電壓后，對某地區(qū)或用戶供電8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)－變電站（所）變電站（所）按地位分：樞紐變電站（所）：位于電力系統(tǒng)的樞紐點，連接電力系統(tǒng)多個電壓等級，匯集多個電源的變電所，稱為樞紐變電站（所）。中間變電站（所）

：起到系統(tǒng)交換功率的作用，或使長距離輸電線路分段，同時有降壓給當?shù)赜脩簟＿@樣的變電所主要起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電站（所）。地區(qū)變電站（所）

：高壓側(cè)電壓一般為110-220kV，對地區(qū)用戶供電的變電所。終端變電站（所）

：在輸電線路的終端，接近負荷點，經(jīng)降壓后直接給用戶供電的變電所。8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述500kV變電站8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述500k8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述電力網(wǎng)：將輸送、變換、分配電能的各種變電所和各電壓等級的電力線路構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)稱為電力網(wǎng)。電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)－電力網(wǎng)根據(jù)電壓等級的不同，電力網(wǎng)可分為：低壓電網(wǎng)：1.2kV及以下（一般規(guī)定1kV）高壓電網(wǎng)：3kV~330kV

超高壓電網(wǎng)：330kV~1000kV

特高壓電網(wǎng)：1000kV以上8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述電8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述8山東科技大學自動化學院電氣工程系電力系統(tǒng)示意圖1

8山東科技大學自動化學院電氣工程系電力系統(tǒng)示意圖18山東科技大學自動化學院電氣工程系電力系統(tǒng)示意圖2

電能傳送過程：電廠升壓-遠距離輸電-樞紐變電所降壓-遠距離輸電-企業(yè)變電所降壓-近距離輸電-負荷。并網(wǎng)目的是保證電網(wǎng)穩(wěn)定。高壓深入負荷中心可提高電能質(zhì)量。圖中一根線代表三相。本課程主要研究礦山35kV/(6-10kV)總變電所8山東科技大學自動化學院電氣工程系電力系統(tǒng)示意圖2電能傳送8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述提高供電可靠性和電能質(zhì)量可減少系統(tǒng)的裝機容量，提高設(shè)備利用率便于安裝大機組，降低造價充分利用各種資源，提高運行的經(jīng)濟性

建立大型電力系統(tǒng)（聯(lián)合電網(wǎng)）的優(yōu)點：一碗水的波動放到一片海里減少散戶“集中供暖”西電東送8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述提高供電8山東科技大學自動化學院電氣工程系西電東送8山東科技大學自動化學院電氣工程系西電東送8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號交流發(fā)電機(G)Generator8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號交流8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號電力變壓器(T)Transformer8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號電力8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號斷路器(QF)Circuitbreaker8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號斷路8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號隔離開關(guān)(QS)Isolatingswitch分閘時，先斷QF，后斷QS；合閘時，先合QS，后合QF。倒閘操作規(guī)定：8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號隔離8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號熔斷器(F)Fuse8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號熔斷8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號電流互感器(TA、CT)Currenttransformer8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號電流8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號電壓互感器(TV、PT)Potentialtransformer8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號電壓8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號線路、母線(W)母線的著色：直流：正極——紅色；負極——藍色交流：A相——黃色；B相——綠色；C相——紅色中性線：不接地中性線——白色；接地中性線——紫色8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號線路8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號說明：電力變壓器三斜杠表示A、B、C三相變壓器有雙圈和三圈之分電流互感器有單次級和雙次級兩種8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號說明8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號供電系統(tǒng)電氣設(shè)備由一次設(shè)備和二次設(shè)備組成。一次設(shè)備：指直接生產(chǎn)、輸送和分配電能的設(shè)備。包括變壓器、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、并聯(lián)補償電力電容器、電力電纜、送電線路、母線等。又稱為一次部分。由這些設(shè)備構(gòu)成的電路稱為變電所的主電路或主接線或一次接線。二次設(shè)備：對一次設(shè)備的工作狀態(tài)進行監(jiān)視、測量、控制和保護的輔助電氣設(shè)備稱為二次設(shè)備。包括測量儀表、控制與信號回路、繼電保護裝置、制動裝置以及遠動裝置等。又稱為二次部分。這些設(shè)備通常由電壓互感器、電流互感器、蓄電池組或低壓電源供電，它們相互間所連接的電路稱為二次回路或二次接線。8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號供電8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓額定電壓是指能使發(fā)電機、變壓器和用電設(shè)備在正常運行時獲得最佳技術(shù)效果的電壓額定電壓等級：由國家規(guī)定的各種標準額定電壓作用：便于各種電力設(shè)備生產(chǎn)制造標準化及系列化8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓額8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓電力系統(tǒng)的額定電壓是根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要、技術(shù)經(jīng)濟的合理性及電氣設(shè)備的制造水平等因素，經(jīng)全面分析論證，由國家統(tǒng)一制定和頒布的。GB156-80規(guī)定的額定電壓等級，見表1-2。1.2kV以下的為低壓，3-220kV為高壓，330-750kV為超高壓，1000kV以上為特高壓。我國目前的最高電壓等級為1000kV。3kV及以上的高壓用于發(fā)電，配電及高壓用電設(shè)備；110kV及以上的高壓與超高壓用于遠距離輸電。煤礦1140V為低壓，人身安全電壓為交流36V，直流92V。直流電壓為平均值，交流電壓為有效值，且指線電壓。8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓電8山東科技大學自動化學院電氣工程系表1.2我國交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓電網(wǎng)和用電設(shè)備額定電壓發(fā)電機額定電壓電力變壓器額定電壓一次繞組二次繞組

低壓/V

220／127380／220660／380

230400690

220／127380／220660／380

230／133400／230690／400高壓/kV3610—35110220330500750

3.156.310.513.8,15.75,18,20------------3及3.156及6.310及10.513.8,15.75,18,20351102203305007503.15及3.36.3及6.6l0.5及1138.5121242363550--強電電壓等級的顏色

500KV，淡黃色；

220KV，紫色；

110KV，朱紅色；

35KV，鮮黃色；

10KV，絳紅色；

6KV，深藍色。8山東科技大學自動化學院電氣工程系表1.2我國交流電網(wǎng)和8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓電氣設(shè)備額定電壓的確定：國家標準規(guī)定：供電設(shè)備的額定電壓應(yīng)高出系統(tǒng)和用電設(shè)備額定電壓的5%。受電設(shè)備的額定電壓與系統(tǒng)額定電壓相對應(yīng)。8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓電8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓-5%G~5%UN線路首端線路末端原因：用以補償正常負荷時線路上的電壓損失，使設(shè)備獲得近似額定的電壓。（一般正常工作時，線路電壓損耗約10%；用電設(shè)備允許電壓偏差±５％）8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓-8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.變壓器的額定電壓變壓器的二次繞組對于用電設(shè)備而言，相當于供電設(shè)備。第一種情況比用電設(shè)備額定電壓高10%第二種情況比用電設(shè)備額定電壓高5%變壓器變壓器的一次繞組：相當于是用電設(shè)備，所以規(guī)定變壓器一次繞組的額定電壓與受電設(shè)備額定電壓相同。注意：但當變壓器一次繞組直接與發(fā)電機相連時，變壓器一次繞組的額定電壓與發(fā)電機額定電壓相等。其中5%用于補償變壓器滿載供電時，一、二次繞組上的電壓損失；另外5%用于補償線路上的電壓損失，因此適用于變壓器供電距離較長時的情況。當變壓器供電距離較短時，可以不考慮線路上的電壓損失，只需要補償滿載時變壓器繞組上的電壓損失即可。8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.變壓器的額定電壓變壓8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.變壓器的額定電壓一次繞組：升壓變壓器，比電網(wǎng)的額定電壓高5%(等于發(fā)電機的額定電壓)。降壓變壓器，與電網(wǎng)額定電壓相同。二次繞組（指的是變壓器的空載電壓）：升壓變壓器，

高出電網(wǎng)額定電壓10%。降壓變壓器，高出電網(wǎng)額定電壓10%（或5%）。8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.變壓器的額定電壓一次8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓MT1T2UN+5%+10%±0%+5%G~額定電壓的國家標準8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓M8山東科技大學自動化學院電氣工程系發(fā)電機G的額定電壓：UN·G=1.05UN·L1=1.05×10=10.5（kV）變壓器T1的額定電壓：U1N·T1=UN.G=10.5（kV）

U2N·T1=1.1UN·L2=1.1×110=121(kV)變壓器T1的變比為：10.5/121kV變壓器T2的額定電壓：U1N·T2=UN·L2=110（kV）

U2N·T2=1.05UN·L3=1.05×6=6.3(kV)變壓器T2的變比為：110/6.3kV變壓器直接與電動機相連，供電距離較短，可以不考慮線路上的電壓損失。變壓器T1的一次繞組與發(fā)電機直接相連，所以其一次繞組的額定電壓取發(fā)電機的額定電壓例1已知圖所示系統(tǒng)中電網(wǎng)的額定電壓，試確定發(fā)電機和變壓器的額定電壓。

8山東科技大學自動化學院電氣工程系發(fā)電機G的額定電壓：UN·8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓6.3kV6.3/363/121kV110/10.5kV330/38.5kV6/0.4kV請根據(jù)下面系統(tǒng)圖已知參數(shù)確定各電氣元件的額定電壓。8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓68山東科技大學自動化學院電氣工程系3.煤礦常見額定電壓等級及應(yīng)用范圍8山東科技大學自動化學院電氣工程系3.煤礦常見額定電壓等級8山東科技大學自動化學院電氣工程系4.電力負荷對供電的基本要求及分級供電系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)。它由各種電氣設(shè)備及配電線路按一定接線方式組成。供電系統(tǒng)的作用就是從電力系統(tǒng)獲取高壓電能，通過變換、分配、輸送將電能安全、可靠地送到各種不同的動力設(shè)備上，以滿足煤礦現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求。8山東科技大學自動化學院電氣工程系4.電力負荷對供電的基本8山東科技大學自動化學院電氣工程系4.電力負荷對供電的基本要求電力負荷對供電的基本要求：（1）保證供電的安全性；（2）保證供電的可靠性；（3）保證電能的良好質(zhì)量；（4）保證供電系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟合理。8山東科技大學自動化學院電氣工程系4.電力負荷對供電的基本8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.供電的安全性安全性：指在電能的供應(yīng)、分配和使用中不應(yīng)發(fā)生人身觸電傷亡事故和設(shè)備毀壞事故。人身觸電傷亡：觸電保護、架線選擇等設(shè)備毀壞：繼電保護、結(jié)線方式、接地保護等對煤礦生產(chǎn)的含煤塵、瓦斯、高濕度等特殊環(huán)境，為確保供電安全，還必須采取防觸電、防潮、防爆、抗磨損等措施，正確選擇設(shè)備、確定供電系統(tǒng)方案，并加強保護措施，經(jīng)常進行檢修。8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.供電的安全性安全性：8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.供電的可靠性可靠性：指應(yīng)滿足用戶對供電的連續(xù)性要求即供電的不間斷性。煤礦供電（尤其是井下）絕對可靠，即無論在任何情況下，都必須保證能提供一部分電能，保證人身與設(shè)備不受危害。電力負荷是決定電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、運行及發(fā)電、送電、變電布局的主要依據(jù)，按用戶的重要性和中斷供電對人身安全或在經(jīng)濟等方面所造成的損失和影響程度分為三級。8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.供電的可靠性可靠性：8山東科技大學自動化學院電氣工程系電力負荷分級及供電結(jié)線要求電力負荷的分級：根據(jù)不同負荷對供電可靠性的要求分三級。一級負荷：采用兩個獨立電源的雙回路供電二級負荷：采用兩回路供電。三級負荷：不屬于一、二級負荷的所有用電設(shè)備，對供電無特殊要求，一般采用單一回路供電。8山東科技大學自動化學院電氣工程系電力負荷分級及供電結(jié)線要求8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.一級負荷對突然中斷供電將造成生命危害、導致重大設(shè)備破壞且難以修復、打亂復雜生產(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、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。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，但當其中一個故障時其聯(lián)系會自動斷開，不影響其他供電的。8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.一級負荷對突然中斷供8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.二級負荷突然中斷供電時將造成大量減產(chǎn)，產(chǎn)生大量廢品，大量原材料報廢，使工業(yè)企業(yè)內(nèi)部交通生產(chǎn)停頓的負荷為二級負荷。如礦井的地面空壓機、提升運輸設(shè)備、井底車場的整流設(shè)備等。8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.二級負荷突然中斷供電8山東科技大學自動化學院電氣工程系3.三級負荷凡中斷供電不會在經(jīng)濟上或其他方面造成較大影響者，為三級負荷。負荷有：機械修理廠、生活福利設(shè)施等。此類負荷一般對供電可靠性無特殊要求，不需要備用電源和設(shè)備，一般采用無備用系統(tǒng)結(jié)線方式。8山東科技大學自動化學院電氣工程系3.三級負荷凡中斷供電不8山東科技大學自動化學院電氣工程系3.保證良好的電能質(zhì)量決定用戶供電質(zhì)量的主要指標為電壓、頻率和可靠性。

1、電壓

理想的供電電壓應(yīng)該是幅值恒為額定值的三相對稱正弦電壓。由于供電系統(tǒng)存在阻抗、用電負荷的變化和用電負荷的性質(zhì)(如沖擊性負荷、非線性負荷)等因素，實際供電電壓無論是在幅值上、波形上還是三相對稱性上都可能與理想電壓之間存在著偏差。8山東科技大學自動化學院電氣工程系3.保證良好的電能質(zhì)量決8山東科技大學自動化學院電氣工程系1、電壓

(1)電壓偏差

電壓偏差是指電網(wǎng)實際電壓與額定電壓之差。

35kV及以上：電壓正負偏差絕對值之和為10％；10kV及以上：±7％；220V單相電壓：＋7％、－10％；(2)電壓波動和閃變

電網(wǎng)電壓幅值（或半周波方均根值）的連續(xù)快速變化稱為電壓波動。由電壓波動引起的燈光閃爍對人眼腦產(chǎn)生的刺激效應(yīng)稱為電壓閃變。(3)電壓波形畸變

電網(wǎng)電壓波形發(fā)生非正弦畸變時，電壓中出現(xiàn)高次諧波。(4)三相不對稱

三相電壓不對稱指三個相電壓在幅值和相位關(guān)系上存在偏差。3.保證良好的電能質(zhì)量8山東科技大學自動化學院電氣工程系1、電壓(1)電壓偏差8山東科技大學自動化學院電氣工程系一個交流電力系統(tǒng)只能有一個頻率。我國規(guī)定的電力系統(tǒng)標稱頻率(工頻)為50Hz。國際上標稱頻率有50Hz和60Hz兩種。

2.頻率當電能供需不平衡時，系統(tǒng)頻率便會偏離其標稱值。頻率偏差不僅影響用電設(shè)備的工作狀態(tài)、產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，而且影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。大多數(shù)國家頻率規(guī)定偏差為(±0.1Hz-±0.3Hz)。我國，300kW以上電力系統(tǒng)頻率規(guī)定偏差為±0.2Hz；300kW以下電力系統(tǒng)頻率規(guī)定偏差為±0.5Hz；3.保證良好的電能質(zhì)量8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.頻率當電能供需不平衡8山東科技大學自動化學院電氣工程系4.技術(shù)經(jīng)濟合理技術(shù)經(jīng)濟合理：指供電系統(tǒng)在滿足用戶對用電的安全性、可靠性、電能質(zhì)量要求的前提下，供電系統(tǒng)的投資要盡量少、運行費用盡量低。包括使供電系統(tǒng)建設(shè)成本降低、提高設(shè)備運行效率，降低損耗，使系統(tǒng)有較好的運行效益。應(yīng)該在滿足用電負荷對供電的前3個技術(shù)要求的條件下盡量使供電系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)經(jīng)濟合理。8山東科技大學自動化學院電氣工程系4.技術(shù)經(jīng)濟合理技術(shù)經(jīng)濟THANKYOUFORWATCHING主講人：張超山東科技大學自動化學院電氣工程系THANKYOUFORWATCHING主講人：張超山東礦山供電技術(shù)山東科技大學自動化學院電氣工程系主講人：張超礦山供電技術(shù)山東科技大學自動化學院電氣工程系主講人：張超Ch1礦山供電系統(tǒng)山東科技大學自動化學院電氣工程系Ch1礦山供電系統(tǒng)山東科技大學自動化學院電氣工程系山東科技大學自動化學院電氣工程系234目錄ONTENTS緒論供電系統(tǒng)與結(jié)線方式電力系統(tǒng)中性點運行方式電壓與電能質(zhì)量1C山東科技大學自動化學院電氣工程系234目錄ONTENTS1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系（1）參考教材礦山供電技術(shù)董海波等編中國礦業(yè)大學出版社礦山電工學賴昌干編煤炭工業(yè)出版社礦山電工學唐軼等編中國礦業(yè)大學出版社1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系（1）參考1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系（2）主要學習內(nèi)容CH1礦山供電系統(tǒng)CH2礦山負荷計算CH3短路電流計算CH4常用電力設(shè)備及其選擇CH5電力線路及其選擇CH6過流保護與自動化裝置CH7過電壓及其防護CH8電氣設(shè)備防爆與井下三大保護1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系（2）主要1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系礦山供電分為八章。共計48學時，其中42學時講課，6學時實驗。1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系礦山供電分1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系礦山供電這門課以供電系統(tǒng)，尤其以企業(yè)35kV/（6-10kV）變電所（變電站）為研究對象，涉及負荷計算、短路電流計算、高壓電器、電力線路、繼電保護等內(nèi)容。1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系礦山供電這1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系如果將礦山供電系統(tǒng)比作一臺計算機，則它的軟件包括負荷計算短路電流計算硬件包括：電力線路高壓電器設(shè)備繼電保護裝置電力系統(tǒng)分析繼電保護1.緒論前的緒論山東科技大學自動化學院電氣工程系如果將礦山CH1礦山供電系統(tǒng)山東科技大學自動化學院電氣工程系學習要求一般掌握：典型電力系統(tǒng)的組成及有關(guān)的基本概念、礦山供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備額定電壓的確定熟練掌握：電力負荷的分級及對供電系統(tǒng)的要求、供電系統(tǒng)的連接方式CH1礦山供電系統(tǒng)山東科技大學自動化學院電氣工程系學習要求1.電力系統(tǒng)概述山東科技大學自動化學院電氣工程系一、電力系統(tǒng)相關(guān)概念及構(gòu)成

電力系統(tǒng)：是指由進行電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用環(huán)節(jié)所組成的整體。電力網(wǎng)：指的是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，由變電站（所）和各種不同電壓等級的電力線路組成。變電站（所）：完成電壓變換和電能再分配。發(fā)電機升壓變壓器輸電線降壓變壓器配電線1.電力系統(tǒng)概述山東科技大學自動化學院電氣工程系一、電力系8山東科技大學自動化學院電氣工程系（1）電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)－發(fā)電廠（站）發(fā)電廠（站）：指將一次能源轉(zhuǎn)換成電能的場所。一次能源包括：煤炭、石油、天然氣、水能、原子核能、風能、太陽能、地熱、潮汐能等。我國一次能源主要是：煤炭、水力和原子核能。一般根據(jù)所使用的能源的不同，將電廠分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電站、核電站、風力發(fā)電場、太陽能發(fā)電場、地熱發(fā)電廠、潮汐電站等。1.電力系統(tǒng)概述8山東科技大學自動化學院電氣工程系（1）電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)－8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述內(nèi)蒙古準格爾電廠

（西部大開發(fā)中第一個大型火電項目）

8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述內(nèi)蒙古準8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述長江三峽水利樞紐工程8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述長江三峽8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述廣東大亞灣核電站

8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述廣東大亞8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述變電站（所）：變換電壓、接收電能與分配電能的場所，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。主要由電力變壓器、母線和開關(guān)控制設(shè)備等組成。若僅只有配電設(shè)備而無電力變壓器則稱為開閉所或開關(guān)站。凡是把交流電能變換成直流電能的變電站稱為變流站。

電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)－變電站（所）8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述變電站（8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)－變電站（所）變電所按作用分有升壓變電站（所）和降壓變電站（所）升壓變電站（所）：多建在發(fā)電廠內(nèi)，把電能升高后，再進行長距離輸送降壓變電站（所）

：多設(shè)在用電區(qū)域，將高壓電適當降低電壓后，對某地區(qū)或用戶供電8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)－變電站（所）變電站（所）按地位分：樞紐變電站（所）：位于電力系統(tǒng)的樞紐點，連接電力系統(tǒng)多個電壓等級，匯集多個電源的變電所，稱為樞紐變電站（所）。中間變電站（所）

：起到系統(tǒng)交換功率的作用，或使長距離輸電線路分段，同時有降壓給當?shù)赜脩?。這樣的變電所主要起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電站（所）。地區(qū)變電站（所）

：高壓側(cè)電壓一般為110-220kV，對地區(qū)用戶供電的變電所。終端變電站（所）

：在輸電線路的終端，接近負荷點，經(jīng)降壓后直接給用戶供電的變電所。8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述500kV變電站8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述500k8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述電力網(wǎng)：將輸送、變換、分配電能的各種變電所和各電壓等級的電力線路構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)稱為電力網(wǎng)。電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)－電力網(wǎng)根據(jù)電壓等級的不同，電力網(wǎng)可分為：低壓電網(wǎng)：1.2kV及以下（一般規(guī)定1kV）高壓電網(wǎng)：3kV~330kV

超高壓電網(wǎng)：330kV~1000kV

特高壓電網(wǎng)：1000kV以上8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述電8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述8山東科技大學自動化學院電氣工程系電力系統(tǒng)示意圖1

8山東科技大學自動化學院電氣工程系電力系統(tǒng)示意圖18山東科技大學自動化學院電氣工程系電力系統(tǒng)示意圖2

電能傳送過程：電廠升壓-遠距離輸電-樞紐變電所降壓-遠距離輸電-企業(yè)變電所降壓-近距離輸電-負荷。并網(wǎng)目的是保證電網(wǎng)穩(wěn)定。高壓深入負荷中心可提高電能質(zhì)量。圖中一根線代表三相。本課程主要研究礦山35kV/(6-10kV)總變電所8山東科技大學自動化學院電氣工程系電力系統(tǒng)示意圖2電能傳送8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述提高供電可靠性和電能質(zhì)量可減少系統(tǒng)的裝機容量，提高設(shè)備利用率便于安裝大機組，降低造價充分利用各種資源，提高運行的經(jīng)濟性

建立大型電力系統(tǒng)（聯(lián)合電網(wǎng)）的優(yōu)點：一碗水的波動放到一片海里減少散戶“集中供暖”西電東送8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.電力系統(tǒng)概述提高供電8山東科技大學自動化學院電氣工程系西電東送8山東科技大學自動化學院電氣工程系西電東送8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號交流發(fā)電機(G)Generator8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號交流8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號電力變壓器(T)Transformer8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號電力8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號斷路器(QF)Circuitbreaker8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號斷路8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號隔離開關(guān)(QS)Isolatingswitch分閘時，先斷QF，后斷QS；合閘時，先合QS，后合QF。倒閘操作規(guī)定：8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號隔離8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號熔斷器(F)Fuse8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號熔斷8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號電流互感器(TA、CT)Currenttransformer8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號電流8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號電壓互感器(TV、PT)Potentialtransformer8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號電壓8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號線路、母線(W)母線的著色：直流：正極——紅色；負極——藍色交流：A相——黃色；B相——綠色；C相——紅色中性線：不接地中性線——白色；接地中性線——紫色8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號線路8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號說明：電力變壓器三斜杠表示A、B、C三相變壓器有雙圈和三圈之分電流互感器有單次級和雙次級兩種8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號說明8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號供電系統(tǒng)電氣設(shè)備由一次設(shè)備和二次設(shè)備組成。一次設(shè)備：指直接生產(chǎn)、輸送和分配電能的設(shè)備。包括變壓器、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、并聯(lián)補償電力電容器、電力電纜、送電線路、母線等。又稱為一次部分。由這些設(shè)備構(gòu)成的電路稱為變電所的主電路或主接線或一次接線。二次設(shè)備：對一次設(shè)備的工作狀態(tài)進行監(jiān)視、測量、控制和保護的輔助電氣設(shè)備稱為二次設(shè)備。包括測量儀表、控制與信號回路、繼電保護裝置、制動裝置以及遠動裝置等。又稱為二次部分。這些設(shè)備通常由電壓互感器、電流互感器、蓄電池組或低壓電源供電，它們相互間所連接的電路稱為二次回路或二次接線。8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.主要電氣設(shè)備符號供電8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓額定電壓是指能使發(fā)電機、變壓器和用電設(shè)備在正常運行時獲得最佳技術(shù)效果的電壓額定電壓等級：由國家規(guī)定的各種標準額定電壓作用：便于各種電力設(shè)備生產(chǎn)制造標準化及系列化8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓額8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓電力系統(tǒng)的額定電壓是根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要、技術(shù)經(jīng)濟的合理性及電氣設(shè)備的制造水平等因素，經(jīng)全面分析論證，由國家統(tǒng)一制定和頒布的。GB156-80規(guī)定的額定電壓等級，見表1-2。1.2kV以下的為低壓，3-220kV為高壓，330-750kV為超高壓，1000kV以上為特高壓。我國目前的最高電壓等級為1000kV。3kV及以上的高壓用于發(fā)電，配電及高壓用電設(shè)備；110kV及以上的高壓與超高壓用于遠距離輸電。煤礦1140V為低壓，人身安全電壓為交流36V，直流92V。直流電壓為平均值，交流電壓為有效值，且指線電壓。8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓電8山東科技大學自動化學院電氣工程系表1.2我國交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓電網(wǎng)和用電設(shè)備額定電壓發(fā)電機額定電壓電力變壓器額定電壓一次繞組二次繞組

低壓/V

220／127380／220660／380

230400690

220／127380／220660／380

230／133400／230690／400高壓/kV3610—35110220330500750

3.156.310.513.8,15.75,18,20------------3及3.156及6.310及10.513.8,15.75,18,20351102203305007503.15及3.36.3及6.6l0.5及1138.5121242363550--強電電壓等級的顏色

500KV，淡黃色；

220KV，紫色；

110KV，朱紅色；

35KV，鮮黃色；

10KV，絳紅色；

6KV，深藍色。8山東科技大學自動化學院電氣工程系表1.2我國交流電網(wǎng)和8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓電氣設(shè)備額定電壓的確定：國家標準規(guī)定：供電設(shè)備的額定電壓應(yīng)高出系統(tǒng)和用電設(shè)備額定電壓的5%。受電設(shè)備的額定電壓與系統(tǒng)額定電壓相對應(yīng)。8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓電8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓-5%G~5%UN線路首端線路末端原因：用以補償正常負荷時線路上的電壓損失，使設(shè)備獲得近似額定的電壓。（一般正常工作時，線路電壓損耗約10%；用電設(shè)備允許電壓偏差±５％）8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓-8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.變壓器的額定電壓變壓器的二次繞組對于用電設(shè)備而言，相當于供電設(shè)備。第一種情況比用電設(shè)備額定電壓高10%第二種情況比用電設(shè)備額定電壓高5%變壓器變壓器的一次繞組：相當于是用電設(shè)備，所以規(guī)定變壓器一次繞組的額定電壓與受電設(shè)備額定電壓相同。注意：但當變壓器一次繞組直接與發(fā)電機相連時，變壓器一次繞組的額定電壓與發(fā)電機額定電壓相等。其中5%用于補償變壓器滿載供電時，一、二次繞組上的電壓損失；另外5%用于補償線路上的電壓損失，因此適用于變壓器供電距離較長時的情況。當變壓器供電距離較短時，可以不考慮線路上的電壓損失，只需要補償滿載時變壓器繞組上的電壓損失即可。8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.變壓器的額定電壓變壓8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.變壓器的額定電壓一次繞組：升壓變壓器，比電網(wǎng)的額定電壓高5%(等于發(fā)電機的額定電壓)。降壓變壓器，與電網(wǎng)額定電壓相同。二次繞組（指的是變壓器的空載電壓）：升壓變壓器，

高出電網(wǎng)額定電壓10%。降壓變壓器，高出電網(wǎng)額定電壓10%（或5%）。8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.變壓器的額定電壓一次8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓MT1T2UN+5%+10%±0%+5%G~額定電壓的國家標準8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓M8山東科技大學自動化學院電氣工程系發(fā)電機G的額定電壓：UN·G=1.05UN·L1=1.05×10=10.5（kV）變壓器T1的額定電壓：U1N·T1=UN.G=10.5（kV）

U2N·T1=1.1UN·L2=1.1×110=121(kV)變壓器T1的變比為：10.5/121kV變壓器T2的額定電壓：U1N·T2=UN·L2=110（kV）

U2N·T2=1.05UN·L3=1.05×6=6.3(kV)變壓器T2的變比為：110/6.3kV變壓器直接與電動機相連，供電距離較短，可以不考慮線路上的電壓損失。變壓器T1的一次繞組與發(fā)電機直接相連，所以其一次繞組的額定電壓取發(fā)電機的額定電壓例1已知圖所示系統(tǒng)中電網(wǎng)的額定電壓，試確定發(fā)電機和變壓器的額定電壓。

8山東科技大學自動化學院電氣工程系發(fā)電機G的額定電壓：UN·8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓6.3kV6.3/363/121kV110/10.5kV330/38.5kV6/0.4kV請根據(jù)下面系統(tǒng)圖已知參數(shù)確定各電氣元件的額定電壓。8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.電力系統(tǒng)的額定電壓68山東科技大學自動化學院電氣工程系3.煤礦常見額定電壓等級及應(yīng)用范圍8山東科技大學自動化學院電氣工程系3.煤礦常見額定電壓等級8山東科技大學自動化學院電氣工程系4.電力負荷對供電的基本要求及分級供電系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)。它由各種電氣設(shè)備及配電線路按一定接線方式組成。供電系統(tǒng)的作用就是從電力系統(tǒng)獲取高壓電能，通過變換、分配、輸送將電能安全、可靠地送到各種不同的動力設(shè)備上，以滿足煤礦現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求。8山東科技大學自動化學院電氣工程系4.電力負荷對供電的基本8山東科技大學自動化學院電氣工程系4.電力負荷對供電的基本要求電力負荷對供電的基本要求：（1）保證供電的安全性；（2）保證供電的可靠性；（3）保證電能的良好質(zhì)量；（4）保證供電系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟合理。8山東科技大學自動化學院電氣工程系4.電力負荷對供電的基本8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.供電的安全性安全性：指在電能的供應(yīng)、分配和使用中不應(yīng)發(fā)生人身觸電傷亡事故和設(shè)備毀壞事故。人身觸電傷亡：觸電保護、架線選擇等設(shè)備毀壞：繼電保護、結(jié)線方式、接地保護等對煤礦生產(chǎn)的含煤塵、瓦斯、高濕度等特殊環(huán)境，為確保供電安全，還必須采取防觸電、防潮、防爆、抗磨損等措施，正確選擇設(shè)備、確定供電系統(tǒng)方案，并加強保護措施，經(jīng)常進行檢修。8山東科技大學自動化學院電氣工程系1.供電的安全性安全性：8山東科技大學自動化學院電氣工程系2.供電的可靠性可靠性：指應(yīng)滿足用戶對供電的連續(xù)性要求即供電的不間斷性。煤礦供電（尤其是井下）絕對可靠，即無論在任何情況下，都必須保證能提供一部分電能，保證人身