煤礦供電技術(shù)課件

19十二月2022煤礦供電技術(shù)18十二月2022煤礦供電技術(shù)1第一章、煤礦供電系統(tǒng)

電力是現(xiàn)代化礦山生產(chǎn)的主要能源，煤礦的電氣化為煤礦生產(chǎn)過程的機械化和自動化創(chuàng)造有利條件?，F(xiàn)代化礦井設(shè)備無不以電能作為直接和間接的動力，礦井的照明、通訊和信號也都使用電能，因此對礦井企業(yè)進行可靠、安全、經(jīng)濟、合理的供電，對提高經(jīng)濟效益及保證安全生產(chǎn)等方面具有十分重要的意義。第一章、煤礦供電系統(tǒng)電力是現(xiàn)代化礦山生產(chǎn)2交流發(fā)電機(G)交流發(fā)電機(G)3電力變壓器(T)電力變壓器(T)4斷路器(QF)隔離開關(guān)(QS)斷路器(QF)隔離開關(guān)(QS)5熔斷器(FU)刀開關(guān)(QK)熔斷器(FU)刀開關(guān)(QK)6熔斷式開關(guān)(Q)熔斷式開關(guān)(Q)7電壓互感器(TV)電流互感器(TA)電壓互感器(TV)電流互感器(TA)8電容器(C)電抗器(L)電容器(C)電抗器(L)9學(xué)習(xí)要求1.一般掌握：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、礦山電力負荷及計算、礦用變壓器的選擇。2.熟練掌握：電力負荷分級及對供電系統(tǒng)的要求、供電系統(tǒng)的連接方式、礦山供電系統(tǒng)。學(xué)習(xí)要求10第一節(jié)、煤礦供電概述一煤礦企業(yè)對供電的基本要求二電力負荷的分類三電力系統(tǒng)四供電系統(tǒng)各種接線方式五變電所接線第一節(jié)、煤礦供電概述一煤礦企業(yè)對供電的基本要求11一、煤礦企業(yè)對供電的基本要求1.供電可靠：煤礦供電必須連續(xù)，不能中斷。2.供電安全：就是指電能的分配供應(yīng)和使用過程中確保人身安全，設(shè)備安全，礦井安全。3.供電質(zhì)量：要求供電質(zhì)量方面有穩(wěn)定的頻率和電壓，電壓和頻率是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。4.供電經(jīng)濟：供電系統(tǒng)簡單、設(shè)備的選型合理、安裝操作方便、基本建設(shè)投資和運行費用低，從而節(jié)約開支、降低成本，提高經(jīng)濟效益。一、煤礦企業(yè)對供電的基本要求1.供電可靠：煤礦供電必須連續(xù)，12二、電力負荷的分類電力負荷的分級：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：采用兩回線路供電。

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。二、電力負荷的分類電力負荷的分級：根據(jù)不同負荷對供電可靠性的131）、一級負荷

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。1）、一級負荷對突然中斷供電將造成生命危害、導(dǎo)致重大設(shè)備破14指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、提升運輸運設(shè)備、井底車場的整流設(shè)備等。2）、二級負荷指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153）、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。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16三、電力系統(tǒng)1、電力系統(tǒng)的概念：是由各種不同電壓等級的電力線路將發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體

。圖1一個簡單的電力系統(tǒng)三、電力系統(tǒng)1、電力系統(tǒng)的概念：是由各種不同電壓等級的電力線172、電力網(wǎng)：是指在電力系統(tǒng)中，變電所與各種不同電壓的電力線路組成的網(wǎng)。是電力系統(tǒng)的重要組成部分，擔(dān)負著輸送、變換和分配電能的任務(wù)。根據(jù)電壓等級的不同，電力網(wǎng)可分為：低壓電網(wǎng)：1.2kV及以下高壓電網(wǎng)：3kV~330kV超高壓電網(wǎng)：330kV~1000kV特高壓電網(wǎng)：1000kV以上2、電力網(wǎng)：是指在電力系統(tǒng)中，變電所與各種181）.額定電壓：是指發(fā)電機、變壓器和電氣設(shè)備等在正常運行時具有最大經(jīng)濟效益時的電壓。2）.額定電壓等級：由國家規(guī)定的各種標(biāo)準額定電壓。作用：便于各種電力設(shè)備生產(chǎn)制造標(biāo)準化和系列化。3、電力系統(tǒng)的額定電壓1）.額定電壓：是指發(fā)電機、變壓器和電氣設(shè)備等在正常運行時19直流單相交流三相交流受電設(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1.51.5

22

33

6666

12121212

24242424

363636363636

424242424848

6060

7272

100100100100110115127133127133220230220230220/380230/400400*440400*460

380/660400/690800*800*

1000*1000*

11401200直流單相交流三相交流受電設(shè)備供電設(shè)備受電設(shè)備供電設(shè)備受電設(shè)備20電氣設(shè)備額定電壓的確定

我國國家標(biāo)準規(guī)定：一般供電設(shè)備的額定電壓應(yīng)高出系統(tǒng)和用電設(shè)備的額定電壓的5％，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。受電設(shè)備的額定電壓與系統(tǒng)額定電壓相對應(yīng)。電氣設(shè)備額定電壓的確定21煤礦供電技術(shù)課件22四、供電系統(tǒng)各種結(jié)線方式分類基本概念

供電系統(tǒng)結(jié)線：是指由各種電氣設(shè)備及其聯(lián)接線構(gòu)成的電路，其功能是匯集和分配電能。

結(jié)線方式按布置方式分：放射式、干線式、環(huán)式、雙電源（獨立）供電式

按運行方式分：開式網(wǎng)絡(luò)、閉式網(wǎng)絡(luò)

按可靠性分：無備用網(wǎng)絡(luò)、有備用網(wǎng)絡(luò)四、供電系統(tǒng)各種結(jié)線方式分類基本概念231）放射式單回放射式：是在上一級降壓站（變電所）的饋出母線上引出多條回路，直接向下級降壓站（變電所）或用電設(shè)備供電。各條引出線之間無聯(lián)系，其沿線不分支接其他負荷。系統(tǒng)簡單、運行維護方便；缺點是使用的開關(guān)、線路多，供電可靠性差。1）放射式242）干線式供電直接聯(lián)絡(luò)式：從一路高壓配電干線上直接引出分支線向用戶供電，分支線一般不超過5，且配電變壓器容量不超過3000kVA。一般適用于架空線上對三級負荷分散用戶供電，也可用于井下電纜線路對多臺順槽輸送機供電。優(yōu)點：回路少，高壓配電裝置數(shù)量減少、造價低。缺點：當(dāng)公用干線故障全部斷電，可靠性較差。

2）干線式供電直接聯(lián)絡(luò)式：從一路高壓配電干線上直接引出分支線25直接樹干式接線方式直接樹干式接線方式26Titleinhere3）環(huán)狀式接線這種接線一般是在同電壓之間的變電所構(gòu)成環(huán)形，每個變電所都有兩路進線，當(dāng)其中一路發(fā)生故障時，可由另一路線路供電，因而具有可靠性高、運行靈活的特點，適用于一、二級負荷的供電系統(tǒng)。但環(huán)形供電線路的導(dǎo)線截面是按故障情況下能承擔(dān)環(huán)網(wǎng)全部負荷考慮，故有色金屬材料用量較多。Titleinhere3）環(huán)狀式接線這種接線一般是在同27環(huán)狀式接線環(huán)狀式接線28五、變電所結(jié)構(gòu)一、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)五、變電所結(jié)構(gòu)一、變電所常用一次結(jié)線方式：29線路—變壓器組結(jié)線依據(jù)其容量的大小、二次出線數(shù)的多少主要有三種形式：1）進線為隔離開關(guān)（二次回路必須裝斷路器）2）進線為跌落式熔斷器（二次回路必須裝斷路器）3）進線為斷路器1、線路變壓器組結(jié)線線路—變壓器組結(jié)線依據(jù)其容量的大小、二次出線數(shù)的多少主要有三30線路-變壓器組結(jié)線線路-變壓器組結(jié)線31

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”。2、橋式結(jié)線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。232

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。（1）外橋式結(jié)線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33跨接橋在變壓器斷路器QF1和QF2的靠變壓器側(cè)，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。（2）內(nèi)橋式結(jié)線跨接橋在變壓器斷路器QF1和QF2的靠變壓器側(cè)，變壓器電源端34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。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。（3）全橋式結(jié)線具有適應(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35二、變電所常用二次結(jié)線方式：

單母線、雙母線、單母線加旁母

1）單母線：進出線均有斷路器以及與母線相連的母線隔離開關(guān)，與負荷線路相連的線路隔離開關(guān)。一般有單母線不分段和單母線分段兩種典型結(jié)線。二、變電所常用二次結(jié)線方式：36單母線不分段特點：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。單母線不分段37A.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荷B.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。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。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。（2）單母線分段A.隔離開關(guān)分段（QS分段）－－適用由雙回路供電、允許短時間38單母線分段結(jié)線圖單母線分段結(jié)線圖39第二節(jié)、煤礦（典型企業(yè)）供電系統(tǒng)一大型企業(yè)35/6—10KV供電系統(tǒng)二具有一、二級負荷的車間（6—10）/4KV供電系統(tǒng)三

礦井供電系統(tǒng)四井下變電所第二節(jié)、煤礦（典型企業(yè)）供電系統(tǒng)一大型企業(yè)35/6—1040三、礦井供電系統(tǒng)

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。

由礦井地面變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所、工作面配電點按照一定方式相互連接起來的一個整體，稱為礦井供電系統(tǒng)。

煤層埋藏深度大于150m時應(yīng)采用深井供電系統(tǒng)，小于150m時應(yīng)采用淺井供電系統(tǒng)。三、礦井供電系統(tǒng)礦井供電系統(tǒng)的選擇，取決于礦區(qū)411、深井供電系統(tǒng)

適用礦層埋藏深、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1、深井供電系統(tǒng)適用礦層埋藏深、傾角小，采用立42煤礦供電技術(shù)課件43煤礦供電技術(shù)課件442、淺井供電系統(tǒng)對礦層埋藏不深（距地表100～200m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)架空線路，將6～10kV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）2、淺井供電系統(tǒng)對礦層埋藏不深（距地表100～452）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）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46三、井下變電所1）盡量位于負荷中心，節(jié)省電纜并減少電能損耗電壓損失。2）電纜進出線和設(shè)備運輸要方便，以便安裝敷設(shè)電氣設(shè)備。3）變電所通風(fēng)要良好，以便散熱和降低瓦斯?jié)舛取?）變電所頂?shù)装逡獔怨?，無淋水，以防電氣設(shè)備受損、受潮。它是井下供電的樞紐，擔(dān)負著向井下供電的重要任務(wù)。1、井下中央變電所三、井下變電所1）盡量位于負荷中心，節(jié)省電纜并減少電能損耗電47（1）位置選擇應(yīng)盡量靠近負荷中心，并根據(jù)通風(fēng)良好、交通方便、進出線易于敷設(shè)、頂?shù)装鍡l件及保安煤柱的位置等因素，綜合加以考慮。一般設(shè)在靠近副井的井底車場范圍內(nèi)，并與中央水泵房相鄰。（1）位置選擇481－副井井筒；2－主井井筒；3－井下主（配）變電所；4－主水泵房；5－井底車場巷道1－副井井筒；2－主井井筒；49（2）硐室要求A.硐室用非燃性材料支護，尺寸取決于硐室內(nèi)的電氣設(shè)備的數(shù)量、大小及它們之間的通道，并考慮留有20％的余地。B.硐室長度超過6m時，應(yīng)在兩端各設(shè)一出口，一個與井底車場大巷相通，并安有柵欄、防火兩用門。另一個與水泵房相連，彼此間應(yīng)有裝柵欄、防火兩用門的隔墻。（2）硐室要求A.硐室用非燃性材料支護，尺寸取50C.泵房應(yīng)有單獨通至巷道的通路，在通道設(shè)向外開的柵欄防火兩用門。硐室長超過30m時，應(yīng)在中間增設(shè)一個出口。硐室內(nèi)溫度不應(yīng)超過35℃。硐室地面應(yīng)高出其出口大巷的底板標(biāo)高0.5m。從硐室出口的防火門起，5m內(nèi)的巷道采用非可燃性材料支護。C.泵房應(yīng)有單獨通至巷道的通路，在通道設(shè)向外512、井下采區(qū)變電所采區(qū)變電所接受中央變電所的高壓電能，變換電壓，配出高低壓電能。采區(qū)變電所的主接線應(yīng)根據(jù)電源進線回路數(shù)、負荷大小、變壓器臺數(shù)等因素確定。①單電源進線。單電源進線適用于負荷小的工作面、炮采工作面。②雙電源進線。雙電源進線適用于有綜采工作面或下山采區(qū)有排水泵的采區(qū)變電所。2、井下采區(qū)變電所采區(qū)變電所接受中央變電所的高壓52（1）．位置確定原則①位于負荷中心，并保證向采區(qū)內(nèi)最遠距離、最大容量設(shè)備供電。②一個采區(qū)盡量采用一個采區(qū)變電所位置。③盡量設(shè)在頂?shù)装宸€(wěn)定、無淋水的地點。④通風(fēng)、運輸方便。（1）．位置確定原則53供電方式傳統(tǒng)方式——采區(qū)變電所工作面配電點方式這種供電方式以低壓向全采區(qū)負荷供電，較安全。但由于所用電纜、開關(guān)較多，供電系統(tǒng)相對復(fù)雜，且電能和電壓損失較大。同時低壓電纜長，供電容量受限制。一般用于炮采和普通機械化采煤。供電方式54DB：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DB：高壓配電箱55(2)設(shè)備布置在進行設(shè)備布置時，應(yīng)將變壓器和配電裝置分開布置，高、低壓配電裝置分開布置。

設(shè)備和墻壁之間、各設(shè)備之間應(yīng)留有足夠的維護與檢修通道，完全不需要從兩側(cè)或后面維護檢修的設(shè)備，可互相緊靠和靠墻放置?？紤]發(fā)展余地，變電所的高壓配電設(shè)備的備用位置應(yīng)按設(shè)計最大數(shù)量的20%考慮，且不少于兩臺。低壓設(shè)備的備用回路，也按最多饋出回路數(shù)的20%考慮。(2)設(shè)備布置在進行設(shè)備布置時，應(yīng)將變壓器和配電裝置56礦井井下主變電所電氣設(shè)備設(shè)置示意圖礦井井下主變電所電氣設(shè)備設(shè)置示意圖57第二章、負荷計算與變壓器選擇目的：

就是為了正確地選擇礦山各級變電站的變壓器容量，各種電器設(shè)備的型號、規(guī)格及供電網(wǎng)所用導(dǎo)線的型號等提供科學(xué)依據(jù)。礦山負荷計算主要包括以下三方面：①求計算負荷，或稱需用負荷。目的是為了合理地選擇礦山各級變電站的變壓器容量和電氣設(shè)備的型號等。②求尖峰電流。用于計算電壓損失和電壓波動，選擇熔斷器和保護元件等。③求平均負荷。用來計算礦山電能需要量、電能損耗，選擇無功補償裝置等。

第二章、負荷計算與變壓器選擇目的：58一、負荷曲線定義：負荷曲線是表示電力負荷隨時間變化情況的一種圖形，它繪制在直角坐標(biāo)紙上，縱坐標(biāo)表示負荷（有功負荷或無功負荷），橫坐標(biāo)表示對應(yīng)的時間（一般以小時為單位）分類：負荷曲線按負荷對象分，有礦山的、車間的和某用電設(shè)備組的負荷曲線；按負荷的功率性質(zhì)分，有有功負荷曲線和無功負荷曲線；按所表示負荷變動的時間分，有年負荷曲線、月負荷曲線、日負荷曲線和工作班的負荷曲線。第一節(jié)、煤礦企業(yè)負荷計算一、負荷曲線第一節(jié)、煤礦企業(yè)負荷計算59日負荷曲線代表用戶一晝夜（24h）實際用電負荷的變化情況。日有功負荷曲線日負荷曲線代表用戶一晝夜（24h）實際用電負荷的變化情況。60年負荷曲線，代表用戶全年(8760h)內(nèi)用電負荷的變化規(guī)律。年負荷曲線的繪制年負荷曲線，代表用戶全年(8760h)內(nèi)用電負荷的變化規(guī)律。61年每日最大負荷曲線：按全年每日的最大負荷(一般取為每日最大負荷的半小時平均值)繪制年每日最大負荷曲線：按全年每日的最大負荷(一般取為每日最大負62二、有關(guān)負荷計算的幾個物理量1、年最大負荷和年最大負荷利用小時年最大負荷，就是全年中負荷最大的工作班內(nèi)(這一工作班的最大負荷不是偶然出現(xiàn)的，而是全年至少出現(xiàn)過2～3次)消耗電能最大的半小時的平均功率。分別用符號Pmax、Qmax和Smax表示年有功最大負荷、年無功最大負荷和年視在功率最大負荷。年最大負荷利用小時是一個假想時間，在此時間內(nèi)，電力負荷按年最大負荷Pmax持續(xù)運行所消耗的電能，恰好等于該電力負荷全年實際消耗的電能，用符號Tmax表示。二、有關(guān)負荷計算的幾個物理量63年最大負荷利用小時是反映礦山電力負荷是否均勻的一個重要指標(biāo)。它在計算電能損耗和電氣設(shè)備選擇中均要用到。Tmax與礦山的生產(chǎn)班制有較大的關(guān)系。2．平均負荷和負荷系數(shù)平均負荷就是電力負荷在一定時間內(nèi)消耗功率的平均值，也就是電力負荷在這段時間內(nèi)消耗的電能除以這段時間t，分別用符號Pav、Qav和Sav表示平均有功負荷、無功負荷和視在負荷。即：年最大負荷利用小時是反映礦山電力負荷是否均勻的一個重64對于年平均負荷，t取8760h。因此，年平均負荷為負荷系數(shù)Klo，是平均負荷Pav與最大負荷Pmax的比值，即：負荷系數(shù)也稱負荷率，又叫負荷曲線填充系數(shù)，它是表征負荷變化規(guī)律的一個參數(shù)，其值愈大，則負荷曲線愈平坦，負荷波動愈小。從發(fā)揮整個供電系統(tǒng)的效能來說，應(yīng)盡量設(shè)法使礦山不平坦的負荷曲線“削峰填谷”，這就是供電系統(tǒng)在運行中應(yīng)該實行的負荷調(diào)整。對于年平均負荷，t取8760h。因此，年平均負荷為負荷系數(shù)K65對用電設(shè)備來說，負荷系數(shù)就是設(shè)備在最大負荷時的輸出功率P與設(shè)備額定容量PN的比值，即：3．需用系數(shù)和利用系數(shù)需用系數(shù)Kde是用電設(shè)備組實際從電網(wǎng)吸收的最大負荷與該用電設(shè)備組的額定總?cè)萘康谋戎?。即對用電設(shè)備來說，負荷系數(shù)就是設(shè)備在最大負荷時的輸出功率P與設(shè)66利用系數(shù)Kc是用電設(shè)備組實際從電網(wǎng)吸收負荷的平均值與該用電設(shè)備組額定容量的比值。ΣPN——用電設(shè)備組的額定總?cè)萘?，kW。4．尖峰負荷和低谷負荷在一晝夜間用戶出現(xiàn)的最大負荷，稱為尖峰負荷，出現(xiàn)的最小負荷，稱為低谷負荷。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。利用系數(shù)Kc是用電設(shè)備組實際從電網(wǎng)吸收負荷的平均值與該用電設(shè)67煤礦供電技術(shù)課件685．計算負荷計算負荷是按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和電器設(shè)備時所使用的一個假想負荷。通常規(guī)定取30min平均負荷最大值Pca、Qca和Sca作為該用戶的“計算負荷”。5．計算負荷69三．負荷計算的方法經(jīng)常采用的電力負荷計算方法有：需要系數(shù)法、二項系數(shù)法、利用系數(shù)法、單位電耗法和單位面積功率法等(一)需用系數(shù)法1.需用系數(shù)的含義設(shè)該組用電設(shè)備有n臺電動機，其額定總?cè)萘繛棣睵N（kW）。則當(dāng)此用電設(shè)備組滿載運行時，需從電網(wǎng)接用容量PjN——用電設(shè)備組從電網(wǎng)吸收的容量，kW；三．負荷計算的方法PjN——用電設(shè)備組從電網(wǎng)吸收的容量，kW70—n臺電動機的加權(quán)平均效率。同時運行系數(shù)Ksi

煤礦供電技術(shù)課件71定義Klo為電動機的加權(quán)平均負荷系數(shù)考慮到用電設(shè)備組在運行時，供電線路上也會引起一些功率損耗，它也必須由電網(wǎng)提供，于是定義Klo為電動機的加權(quán)平均負荷系數(shù)72由上式得用電設(shè)備組的需用系數(shù)為：——供電線路效率，一般為0.95～0.98。需用系數(shù)是與用電設(shè)備組的平均加權(quán)負荷系數(shù)Klo、同時運行系數(shù)Ksi、電動機的加權(quán)平均效率以及電網(wǎng)供電線路效率ηl等系數(shù)有關(guān)。需用系數(shù)Kde值小于1,一般取0.95左右。由上式得用電設(shè)備組的需用系數(shù)為：732.需用系數(shù)法（1）用電設(shè)備組計算負荷的確定需用系數(shù)法是一種借助于一些統(tǒng)計數(shù)據(jù)，通過計算手段，由各用電設(shè)備的額定功率求取計算負荷的方法，該法所使用的公式為：2.需用系數(shù)法74第二節(jié)、功率因數(shù)及其補償電容器功率因數(shù)：在交流電路中，電壓與電流之間的相位角（Φ）的余弦叫做功率因數(shù)，用符號cosΦ表示，在數(shù)值上功率因數(shù)是有功功率P和視在功率S的比值，既cosΦ=P/S。第二節(jié)、功率因數(shù)及其補償電容器功率因數(shù)：在交流電路中，電壓75一、功率因數(shù)及對功率因數(shù)的要求功率因數(shù)：有功功率與視在功率的比值，用表示。三相電網(wǎng)功率計算公式：一、功率因數(shù)及對功率因數(shù)的要求76電力系統(tǒng)中的功率因數(shù)一般采用一定時間段內(nèi)的有功電度數(shù)與視在功率電度數(shù)（有功電度數(shù)與無功電度數(shù)的平方和再開方）的比值作為參考值。功率因數(shù)在0～1之間。功率因數(shù)越接近1越好。

一、功率因數(shù)及對功率因數(shù)的要求電力系統(tǒng)中的功率因數(shù)一般采用一定時間段內(nèi)的有功電度數(shù)77功率因數(shù)過低會增加電源線路和礦內(nèi)配電線路的功率損失。功率因數(shù)過低會增加電網(wǎng)末端的電壓損失，使負荷電壓質(zhì)量下降。功率因數(shù)過低會使電氣設(shè)備的容量不能充分利用。如對一定容量的變壓器，功率因數(shù)越低，其能輸出的有功越小，能夠帶的負荷越少。功率因數(shù)過低的危害*功率因數(shù)過低會增加電源線路和礦內(nèi)配電線路的功率損失。功率因78

電力部門對用戶的功率因數(shù)有明確的規(guī)定，要求高壓供電（6kV及以上）的工業(yè)及裝有帶負荷調(diào)壓設(shè)備的用戶，功率因數(shù)應(yīng)在0.95以上；要求其他電力用戶的功率因數(shù)應(yīng)為0.90以上；農(nóng)業(yè)用戶要求0.80以上。煤礦企業(yè)總變配電所6～10kV母線上的功率因數(shù)要求在0.95以上。電力部門對用戶的功率因數(shù)有明確的規(guī)定，要求高壓供電（79二、提高功率因數(shù)的方法提高功率因數(shù)一方面要盡量減少通過電力系統(tǒng)中向負荷提供的無功功率（采用就近供給無功），另一方面可以采取一定措施減少設(shè)備的無功功率消耗。提高用電設(shè)備本身的功率因數(shù)，即提高自然功率因數(shù)

（1）盡量采用鼠籠式異步電機。因為鼠籠式電機結(jié)構(gòu)緊密、氣隙小、漏磁少，其功率因數(shù)比繞線式異步電機高。二、提高功率因數(shù)的方法提高功率因數(shù)一方面要盡80（2）避免電動機與變壓器的輕載運行。應(yīng)力求使電動機在接近額定負荷下運行，變壓器的負荷率也不宜低于50％。（3）對不需要調(diào)速的大型設(shè)備，盡量采用同步電動機。同步電動機的功率因數(shù)可以達到1，并在過勵磁條件下，可以向電網(wǎng)送入無功功率，減輕電網(wǎng)輸送無功功率的負擔(dān)，提高了礦區(qū)電網(wǎng)的功率因數(shù)。礦井可用同步電動機的設(shè)備有扇風(fēng)機、空氣壓縮機等。（2）避免電動機與變壓器的輕載運行。應(yīng)力求使電動機在接近額定81（4）繞線式異步電動機同步化運行?？梢詫⒐β室驍?shù)提高到1。（5）盡量采用高壓（6～10kV）電動機，節(jié)省降壓變壓器或減少降壓變壓器的容量，減少礦區(qū)電網(wǎng)的無功功率損耗，提高礦區(qū)電網(wǎng)的功率因數(shù)。（4）繞線式異步電動機同步化運行?？梢詫⒐β室驍?shù)提高到1。82三、并聯(lián)電力電容器組提高功率因數(shù)三、并聯(lián)電力電容器組提高功率因數(shù)83根據(jù)裝設(shè)地點的不同，無功補償?shù)姆秶灿兴煌?。對煤礦企業(yè)的供電系統(tǒng)，電力電容器組的設(shè)置有高壓集中補償、低壓成組補償和分散就地補償3種。1）高壓集中補償：在地面變電所6～10kV母線上集中裝設(shè)移相電容器組，一般設(shè)有專門的電容器室，并要求通風(fēng)良好及配有可靠的放電設(shè)備。只能補償6～10kV母線前所有向該母線供電的線路上的無功功率，對本礦經(jīng)濟效果差。根據(jù)裝設(shè)地點的不同，無功補償?shù)姆秶灿兴?4高壓集中補償初期投資較低，由于礦井6～10kV母線上無功功率變化平穩(wěn)，因而便于運行管理和調(diào)節(jié)，而且利用率高，還可以提高供電變壓器的負載能力。集中補償雖然對本礦的技術(shù)經(jīng)濟效益較差，但從全局看改善了礦區(qū)電網(wǎng)，甚至區(qū)域大電網(wǎng)的功率因數(shù)，所以，大中型工礦企業(yè)普遍設(shè)有這種高壓集中補償方式。高壓集中補償初期投資較低，由于礦井6～10kV母線上無功功率852）低壓成組補償把低壓電容器組或無功功率自動補償裝置裝設(shè)在車間或井下動力變壓器的低壓母線上。它能補償?shù)蛪耗妇€前的礦內(nèi)高壓電網(wǎng)，礦區(qū)電網(wǎng)和整個電力系統(tǒng)的無功功率，補償區(qū)域大于高壓集中補償，本礦也獲得相當(dāng)?shù)募夹g(shù)經(jīng)濟效益。低壓成組補償投資少，通常安裝在低壓配電室，運行維護及管理方便。2）低壓成組補償86（3）分散就地補償將電容器組分別地安裝在各組用電設(shè)備或單獨的大容量電機處，與用電設(shè)備的停、用一致，但不能共用一套控制設(shè)備。為避免送電時電流沖擊和切斷電源時的過電壓，要求電容器組投運時遲于用電設(shè)備，停運時先于用電設(shè)備，并設(shè)有可靠的放電裝置。分散就地補償效果很理想，除去控制開關(guān)到用電設(shè)備的一小段負荷線外，其余直到電源都可以補償。缺點：投資較大，管理不便，利用率較低。僅適于個別容量較大且位置單獨的負荷。（3）分散就地補償87ThankYou!返回ThankYou!返回88煤礦供電技術(shù)課件8919十二月2022煤礦供電技術(shù)18十二月2022煤礦供電技術(shù)90第一章、煤礦供電系統(tǒng)

電力是現(xiàn)代化礦山生產(chǎn)的主要能源，煤礦的電氣化為煤礦生產(chǎn)過程的機械化和自動化創(chuàng)造有利條件。現(xiàn)代化礦井設(shè)備無不以電能作為直接和間接的動力，礦井的照明、通訊和信號也都使用電能，因此對礦井企業(yè)進行可靠、安全、經(jīng)濟、合理的供電，對提高經(jīng)濟效益及保證安全生產(chǎn)等方面具有十分重要的意義。第一章、煤礦供電系統(tǒng)電力是現(xiàn)代化礦山生產(chǎn)91交流發(fā)電機(G)交流發(fā)電機(G)92電力變壓器(T)電力變壓器(T)93斷路器(QF)隔離開關(guān)(QS)斷路器(QF)隔離開關(guān)(QS)94熔斷器(FU)刀開關(guān)(QK)熔斷器(FU)刀開關(guān)(QK)95熔斷式開關(guān)(Q)熔斷式開關(guān)(Q)96電壓互感器(TV)電流互感器(TA)電壓互感器(TV)電流互感器(TA)97電容器(C)電抗器(L)電容器(C)電抗器(L)98學(xué)習(xí)要求1.一般掌握：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、礦山電力負荷及計算、礦用變壓器的選擇。2.熟練掌握：電力負荷分級及對供電系統(tǒng)的要求、供電系統(tǒng)的連接方式、礦山供電系統(tǒng)。學(xué)習(xí)要求99第一節(jié)、煤礦供電概述一煤礦企業(yè)對供電的基本要求二電力負荷的分類三電力系統(tǒng)四供電系統(tǒng)各種接線方式五變電所接線第一節(jié)、煤礦供電概述一煤礦企業(yè)對供電的基本要求100一、煤礦企業(yè)對供電的基本要求1.供電可靠：煤礦供電必須連續(xù)，不能中斷。2.供電安全：就是指電能的分配供應(yīng)和使用過程中確保人身安全，設(shè)備安全，礦井安全。3.供電質(zhì)量：要求供電質(zhì)量方面有穩(wěn)定的頻率和電壓，電壓和頻率是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。4.供電經(jīng)濟：供電系統(tǒng)簡單、設(shè)備的選型合理、安裝操作方便、基本建設(shè)投資和運行費用低，從而節(jié)約開支、降低成本，提高經(jīng)濟效益。一、煤礦企業(yè)對供電的基本要求1.供電可靠：煤礦供電必須連續(xù)，101二、電力負荷的分類電力負荷的分級：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：采用兩回線路供電。

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。二、電力負荷的分類電力負荷的分級：根據(jù)不同負荷對供電可靠性的1021）、一級負荷

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。1）、一級負荷對突然中斷供電將造成生命危害、導(dǎo)致重大設(shè)備破103指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、提升運輸運設(shè)備、井底車場的整流設(shè)備等。2）、二級負荷指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1043）、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。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105三、電力系統(tǒng)1、電力系統(tǒng)的概念：是由各種不同電壓等級的電力線路將發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體

。圖1一個簡單的電力系統(tǒng)三、電力系統(tǒng)1、電力系統(tǒng)的概念：是由各種不同電壓等級的電力線1062、電力網(wǎng)：是指在電力系統(tǒng)中，變電所與各種不同電壓的電力線路組成的網(wǎng)。是電力系統(tǒng)的重要組成部分，擔(dān)負著輸送、變換和分配電能的任務(wù)。根據(jù)電壓等級的不同，電力網(wǎng)可分為：低壓電網(wǎng)：1.2kV及以下高壓電網(wǎng)：3kV~330kV超高壓電網(wǎng)：330kV~1000kV特高壓電網(wǎng)：1000kV以上2、電力網(wǎng)：是指在電力系統(tǒng)中，變電所與各種1071）.額定電壓：是指發(fā)電機、變壓器和電氣設(shè)備等在正常運行時具有最大經(jīng)濟效益時的電壓。2）.額定電壓等級：由國家規(guī)定的各種標(biāo)準額定電壓。作用：便于各種電力設(shè)備生產(chǎn)制造標(biāo)準化和系列化。3、電力系統(tǒng)的額定電壓1）.額定電壓：是指發(fā)電機、變壓器和電氣設(shè)備等在正常運行時108直流單相交流三相交流受電設(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1.51.5

22

33

6666

12121212

24242424

363636363636

424242424848

6060

7272

100100100100110115127133127133220230220230220/380230/400400*440400*460

380/660400/690800*800*

1000*1000*

11401200直流單相交流三相交流受電設(shè)備供電設(shè)備受電設(shè)備供電設(shè)備受電設(shè)備109電氣設(shè)備額定電壓的確定

我國國家標(biāo)準規(guī)定：一般供電設(shè)備的額定電壓應(yīng)高出系統(tǒng)和用電設(shè)備的額定電壓的5％，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。受電設(shè)備的額定電壓與系統(tǒng)額定電壓相對應(yīng)。電氣設(shè)備額定電壓的確定110煤礦供電技術(shù)課件111四、供電系統(tǒng)各種結(jié)線方式分類基本概念

供電系統(tǒng)結(jié)線：是指由各種電氣設(shè)備及其聯(lián)接線構(gòu)成的電路，其功能是匯集和分配電能。

結(jié)線方式按布置方式分：放射式、干線式、環(huán)式、雙電源（獨立）供電式

按運行方式分：開式網(wǎng)絡(luò)、閉式網(wǎng)絡(luò)

按可靠性分：無備用網(wǎng)絡(luò)、有備用網(wǎng)絡(luò)四、供電系統(tǒng)各種結(jié)線方式分類基本概念1121）放射式單回放射式：是在上一級降壓站（變電所）的饋出母線上引出多條回路，直接向下級降壓站（變電所）或用電設(shè)備供電。各條引出線之間無聯(lián)系，其沿線不分支接其他負荷。系統(tǒng)簡單、運行維護方便；缺點是使用的開關(guān)、線路多，供電可靠性差。1）放射式1132）干線式供電直接聯(lián)絡(luò)式：從一路高壓配電干線上直接引出分支線向用戶供電，分支線一般不超過5，且配電變壓器容量不超過3000kVA。一般適用于架空線上對三級負荷分散用戶供電，也可用于井下電纜線路對多臺順槽輸送機供電。優(yōu)點：回路少，高壓配電裝置數(shù)量減少、造價低。缺點：當(dāng)公用干線故障全部斷電，可靠性較差。

2）干線式供電直接聯(lián)絡(luò)式：從一路高壓配電干線上直接引出分支線114直接樹干式接線方式直接樹干式接線方式115Titleinhere3）環(huán)狀式接線這種接線一般是在同電壓之間的變電所構(gòu)成環(huán)形，每個變電所都有兩路進線，當(dāng)其中一路發(fā)生故障時，可由另一路線路供電，因而具有可靠性高、運行靈活的特點，適用于一、二級負荷的供電系統(tǒng)。但環(huán)形供電線路的導(dǎo)線截面是按故障情況下能承擔(dān)環(huán)網(wǎng)全部負荷考慮，故有色金屬材料用量較多。Titleinhere3）環(huán)狀式接線這種接線一般是在同116環(huán)狀式接線環(huán)狀式接線117五、變電所結(jié)構(gòu)一、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)五、變電所結(jié)構(gòu)一、變電所常用一次結(jié)線方式：118線路—變壓器組結(jié)線依據(jù)其容量的大小、二次出線數(shù)的多少主要有三種形式：1）進線為隔離開關(guān)（二次回路必須裝斷路器）2）進線為跌落式熔斷器（二次回路必須裝斷路器）3）進線為斷路器1、線路變壓器組結(jié)線線路—變壓器組結(jié)線依據(jù)其容量的大小、二次出線數(shù)的多少主要有三119線路-變壓器組結(jié)線線路-變壓器組結(jié)線120

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”。2、橋式結(jié)線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。2121

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。（1）外橋式結(jié)線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122跨接橋在變壓器斷路器QF1和QF2的靠變壓器側(cè)，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。（2）內(nèi)橋式結(jié)線跨接橋在變壓器斷路器QF1和QF2的靠變壓器側(cè)，變壓器電源端123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。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。（3）全橋式結(jié)線具有適應(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124二、變電所常用二次結(jié)線方式：

單母線、雙母線、單母線加旁母

1）單母線：進出線均有斷路器以及與母線相連的母線隔離開關(guān)，與負荷線路相連的線路隔離開關(guān)。一般有單母線不分段和單母線分段兩種典型結(jié)線。二、變電所常用二次結(jié)線方式：125單母線不分段特點：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。單母線不分段126A.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荷B.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。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。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。（2）單母線分段A.隔離開關(guān)分段（QS分段）－－適用由雙回路供電、允許短時間127單母線分段結(jié)線圖單母線分段結(jié)線圖128第二節(jié)、煤礦（典型企業(yè)）供電系統(tǒng)一大型企業(yè)35/6—10KV供電系統(tǒng)二具有一、二級負荷的車間（6—10）/4KV供電系統(tǒng)三

礦井供電系統(tǒng)四井下變電所第二節(jié)、煤礦（典型企業(yè)）供電系統(tǒng)一大型企業(yè)35/6—10129三、礦井供電系統(tǒng)

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。

由礦井地面變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所、工作面配電點按照一定方式相互連接起來的一個整體，稱為礦井供電系統(tǒng)。

煤層埋藏深度大于150m時應(yīng)采用深井供電系統(tǒng)，小于150m時應(yīng)采用淺井供電系統(tǒng)。三、礦井供電系統(tǒng)礦井供電系統(tǒng)的選擇，取決于礦區(qū)1301、深井供電系統(tǒng)

適用礦層埋藏深、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1、深井供電系統(tǒng)適用礦層埋藏深、傾角小，采用立131煤礦供電技術(shù)課件132煤礦供電技術(shù)課件1332、淺井供電系統(tǒng)對礦層埋藏不深（距地表100～200m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)架空線路，將6～10kV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）2、淺井供電系統(tǒng)對礦層埋藏不深（距地表100～1342）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）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135三、井下變電所1）盡量位于負荷中心，節(jié)省電纜并減少電能損耗電壓損失。2）電纜進出線和設(shè)備運輸要方便，以便安裝敷設(shè)電氣設(shè)備。3）變電所通風(fēng)要良好，以便散熱和降低瓦斯?jié)舛取?）變電所頂?shù)装逡獔怨?，無淋水，以防電氣設(shè)備受損、受潮。它是井下供電的樞紐，擔(dān)負著向井下供電的重要任務(wù)。1、井下中央變電所三、井下變電所1）盡量位于負荷中心，節(jié)省電纜并減少電能損耗電136（1）位置選擇應(yīng)盡量靠近負荷中心，并根據(jù)通風(fēng)良好、交通方便、進出線易于敷設(shè)、頂?shù)装鍡l件及保安煤柱的位置等因素，綜合加以考慮。一般設(shè)在靠近副井的井底車場范圍內(nèi)，并與中央水泵房相鄰。（1）位置選擇1371－副井井筒；2－主井井筒；3－井下主（配）變電所；4－主水泵房；5－井底車場巷道1－副井井筒；2－主井井筒；138（2）硐室要求A.硐室用非燃性材料支護，尺寸取決于硐室內(nèi)的電氣設(shè)備的數(shù)量、大小及它們之間的通道，并考慮留有20％的余地。B.硐室長度超過6m時，應(yīng)在兩端各設(shè)一出口，一個與井底車場大巷相通，并安有柵欄、防火兩用門。另一個與水泵房相連，彼此間應(yīng)有裝柵欄、防火兩用門的隔墻。（2）硐室要求A.硐室用非燃性材料支護，尺寸取139C.泵房應(yīng)有單獨通至巷道的通路，在通道設(shè)向外開的柵欄防火兩用門。硐室長超過30m時，應(yīng)在中間增設(shè)一個出口。硐室內(nèi)溫度不應(yīng)超過35℃。硐室地面應(yīng)高出其出口大巷的底板標(biāo)高0.5m。從硐室出口的防火門起，5m內(nèi)的巷道采用非可燃性材料支護。C.泵房應(yīng)有單獨通至巷道的通路，在通道設(shè)向外1402、井下采區(qū)變電所采區(qū)變電所接受中央變電所的高壓電能，變換電壓，配出高低壓電能。采區(qū)變電所的主接線應(yīng)根據(jù)電源進線回路數(shù)、負荷大小、變壓器臺數(shù)等因素確定。①單電源進線。單電源進線適用于負荷小的工作面、炮采工作面。②雙電源進線。雙電源進線適用于有綜采工作面或下山采區(qū)有排水泵的采區(qū)變電所。2、井下采區(qū)變電所采區(qū)變電所接受中央變電所的高壓141（1）．位置確定原則①位于負荷中心，并保證向采區(qū)內(nèi)最遠距離、最大容量設(shè)備供電。②一個采區(qū)盡量采用一個采區(qū)變電所位置。③盡量設(shè)在頂?shù)装宸€(wěn)定、無淋水的地點。④通風(fēng)、運輸方便。（1）．位置確定原則142供電方式傳統(tǒng)方式——采區(qū)變電所工作面配電點方式這種供電方式以低壓向全采區(qū)負荷供電，較安全。但由于所用電纜、開關(guān)較多，供電系統(tǒng)相對復(fù)雜，且電能和電壓損失較大。同時低壓電纜長，供電容量受限制。一般用于炮采和普通機械化采煤。供電方式143DB：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DB：高壓配電箱144(2)設(shè)備布置在進行設(shè)備布置時，應(yīng)將變壓器和配電裝置分開布置，高、低壓配電裝置分開布置。

設(shè)備和墻壁之間、各設(shè)備之間應(yīng)留有足夠的維護與檢修通道，完全不需要從兩側(cè)或后面維護檢修的設(shè)備，可互相緊靠和靠墻放置。考慮發(fā)展余地，變電所的高壓配電設(shè)備的備用位置應(yīng)按設(shè)計最大數(shù)量的20%考慮，且不少于兩臺。低壓設(shè)備的備用回路，也按最多饋出回路數(shù)的20%考慮。(2)設(shè)備布置在進行設(shè)備布置時，應(yīng)將變壓器和配電裝置145礦井井下主變電所電氣設(shè)備設(shè)置示意圖礦井井下主變電所電氣設(shè)備設(shè)置示意圖146第二章、負荷計算與變壓器選擇目的：

就是為了正確地選擇礦山各級變電站的變壓器容量，各種電器設(shè)備的型號、規(guī)格及供電網(wǎng)所用導(dǎo)線的型號等提供科學(xué)依據(jù)。礦山負荷計算主要包括以下三方面：①求計算負荷，或稱需用負荷。目的是為了合理地選擇礦山各級變電站的變壓器容量和電氣設(shè)備的型號等。②求尖峰電流。用于計算電壓損失和電壓波動，選擇熔斷器和保護元件等。③求平均負荷。用來計算礦山電能需要量、電能損耗，選擇無功補償裝置等。

第二章、負荷計算與變壓器選擇目的：147一、負荷曲線定義：負荷曲線是表示電力負荷隨時間變化情況的一種圖形，它繪制在直角坐標(biāo)紙上，縱坐標(biāo)表示負荷（有功負荷或無功負荷），橫坐標(biāo)表示對應(yīng)的時間（一般以小時為單位）分類：負荷曲線按負荷對象分，有礦山的、車間的和某用電設(shè)備組的負荷曲線；按負荷的功率性質(zhì)分，有有功負荷曲線和無功負荷曲線；按所表示負荷變動的時間分，有年負荷曲線、月負荷曲線、日負荷曲線和工作班的負荷曲線。第一節(jié)、煤礦企業(yè)負荷計算一、負荷曲線第一節(jié)、煤礦企業(yè)負荷計算148日負荷曲線代表用戶一晝夜（24h）實際用電負荷的變化情況。日有功負荷曲線日負荷曲線代表用戶一晝夜（24h）實際用電負荷的變化情況。149年負荷曲線，代表用戶全年(8760h)內(nèi)用電負荷的變化規(guī)律。年負荷曲線的繪制年負荷曲線，代表用戶全年(8760h)內(nèi)用電負荷的變化規(guī)律。150年每日最大負荷曲線：按全年每日的最大負荷(一般取為每日最大負荷的半小時平均值)繪制年每日最大負荷曲線：按全年每日的最大負荷(一般取為每日最大負151二、有關(guān)負荷計算的幾個物理量1、年最大負荷和年最大負荷利用小時年最大負荷，就是全年中負荷最大的工作班內(nèi)(這一工作班的最大負荷不是偶然出現(xiàn)的，而是全年至少出現(xiàn)過2～3次)消耗電能最大的半小時的平均功率。分別用符號Pmax、Qmax和Smax表示年有功最大負荷、年無功最大負荷和年視在功率最大負荷。年最大負荷利用小時是一個假想時間，在此時間內(nèi)，電力負荷按年最大負荷Pmax持續(xù)運行所消耗的電能，恰好等于該電力負荷全年實際消耗的電能，用符號Tmax表示。二、有關(guān)負荷計算的幾個物理量152年最大負荷利用小時是反映礦山電力負荷是否均勻的一個重要指標(biāo)。它在計算電能損耗和電氣設(shè)備選擇中均要用到。Tmax與礦山的生產(chǎn)班制有較大的關(guān)系。2．平均負荷和負荷系數(shù)平均負荷就是電力負荷在一定時間內(nèi)消耗功率的平均值，也就是電力負荷在這段時間內(nèi)消耗的電能除以這段時間t，分別用符號Pav、Qav和Sav表示平均有功負荷、無功負荷和視在負荷。即：年最大負荷利用小時是反映礦山電力負荷是否均勻的一個重153對于年平均負荷，t取8760h。因此，年平均負荷為負荷系數(shù)Klo，是平均負荷Pav與最大負荷Pmax的比值，即：負荷系數(shù)也稱負荷率，又叫負荷曲線填充系數(shù)，它是表征負荷變化規(guī)律的一個參數(shù)，其值愈大，則負荷曲線愈平坦，負荷波動愈小。從發(fā)揮整個供電系統(tǒng)的效能來說，應(yīng)盡量設(shè)法使礦山不平坦的負荷曲線“削峰填谷”，這就是供電系統(tǒng)在運行中應(yīng)該實行的負荷調(diào)整。對于年平均負荷，t取8760h。因此，年平均負荷為負荷系數(shù)K154對用電設(shè)備來說，負荷系數(shù)就是設(shè)備在最大負荷時的輸出功率P與設(shè)備額定容量PN的比值，即：3．需用系數(shù)和利用系數(shù)需用系數(shù)Kde是用電設(shè)備組實際從電網(wǎng)吸收的最大負荷與該用電設(shè)備組的額定總?cè)萘康谋戎怠＜磳τ秒娫O(shè)備來說，負荷系數(shù)就是設(shè)備在最大負荷時的輸出功率P與設(shè)155利用系數(shù)Kc是用電設(shè)備組實際從電網(wǎng)吸收負荷的平均值與該用電設(shè)備組額定容量的比值。ΣPN——用電設(shè)備組的額定總?cè)萘浚琸W。4．尖峰負荷和低谷負荷在一晝夜間用戶出現(xiàn)的最大負荷，稱為尖峰負荷，出現(xiàn)的最小負荷，稱為低谷負荷。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。利用系數(shù)Kc是用電設(shè)備組實際從電網(wǎng)吸收負荷的平均值與該用電設(shè)156煤礦供電技術(shù)課件1575．計算負荷計算負荷是按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和電器設(shè)備時所使用的一個假想負荷。通常規(guī)定取30min平均負荷最大值Pca、Qca和Sca作為該用戶的“計算負荷”。5．計算負荷158三．負荷計算的方法經(jīng)常采用的電力負荷計算方法有：需要系數(shù)法、二項系數(shù)法、利用系數(shù)法、單位電耗法和單位面積功率法等(一)需用系數(shù)法1.需用系數(shù)的含義設(shè)該組用電設(shè)備有n臺電動機，其額定總?cè)萘繛棣睵N（kW）。則當(dāng)此用電設(shè)備組滿載運行時，需從電網(wǎng)接用容量PjN——用電設(shè)備組從電網(wǎng)吸收的容量，kW；三．負荷計算的方法PjN——用電設(shè)備組從電網(wǎng)吸收的容量，kW159—n臺電動機的加權(quán)平均效率。同時運行系數(shù)Ksi

煤礦供電技術(shù)課件160定義Klo為電動機的加權(quán)平均負荷系數(shù)考慮到用電設(shè)備組在運行時，供電線路上也會引起一些功率損耗，它也必須由電網(wǎng)提供，于是定義Klo為電動機的加權(quán)平均負荷系數(shù)161由上式得用電設(shè)備組的需用系數(shù)為：——供電線路效率，一般為0.95～0.98。需用系數(shù)是與用電設(shè)備組的平均加權(quán)負荷系數(shù)Klo、同時運行系數(shù)