第一章-矿山供电系统课件.ppt
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- 第一章 矿山 供电系统 课件
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1、矿山供电技术矿山供电技术汾西矿业集团员工学校汾西矿业集团员工学校本课程主要介绍矿山供电的主要基础知识,系统的讲述:v1.矿山供电系统矿山供电系统v2.供电系统的负荷计算供电系统的负荷计算v3.短路电流及其计算短路电流及其计算v4.供电线路供电线路v5.电器设备及其选择电器设备及其选择v6.供电系统的继电保护供电系统的继电保护v7.过电压及其防护过电压及其防护v8.井下供电井下供电v9.矿井供电安全矿井供电安全v10.采区供电采区供电电能的作用电能的作用电能的优点电能的优点第一章电力系统的基本概念电力系统的基本概念电力系统的电压电力系统的电压矿山对供电系统的基本要求矿山对供电系统的基本要求供电系
2、统的接线方式供电系统的接线方式供电系统中性点的运行方式供电系统中性点的运行方式电力系统的组成q发电系统、供电系统和用电系统共同组成电力系统。由发电机、升压和降压变电所,送电线路以及用电设备有机连接起来的整体,即称为电力系统。电力系统中,由升压和降压变电所和各种不同电压等级的送电线路连接在一起的部分,称为电力网。q电力系统的任务是生产、变换、输送、分配和消费电能。 发电系统 - 供电(输、配电)系统 - 用电系统发电厂(站) - 电力网、变电所 - 电力负荷发电机 - 高、低压电网等 - 电动机等发电厂(站)将一次能源转换为电能。一次能源包括:煤炭、石油、天然气、水能、原子核能、风能、太阳能、地
3、热、潮汐能等。我国一次能源主要是:煤炭、水力和原子能。变电站(所)变电站(所)v变电站(所):变电站(所):变换电能电压和接收电能与分配电能的场变换电能电压和接收电能与分配电能的场 所,是联系发电厂和用户的中间枢纽。所,是联系发电厂和用户的中间枢纽。v主要由电力变压器、母线和开关控制设备等组成。主要由电力变压器、母线和开关控制设备等组成。v凡是把交流电能变换成直流电能的变电站称为变流站。凡是把交流电能变换成直流电能的变电站称为变流站。v若仅只有配电设备而无电力变压器则称为开闭所或配电站。若仅只有配电设备而无电力变压器则称为开闭所或配电站。变电站(所)变电所有升压和降压之分。变电所有升压和降压之
4、分。升压变电所:升压变电所:多建在发电厂内,把电能升高后,再进多建在发电厂内,把电能升高后,再进行长距离输送。行长距离输送。降压变电所:降压变电所:变电站(所)多设在用电区域,将高压多设在用电区域,将高压电适当降低电压后,对某地区或用户供电。电适当降低电压后,对某地区或用户供电。 变电所主要设备及符号电力网(电力线路)v电力网:电力网:是输送电能和分配电能的通道。它将发电是输送电能和分配电能的通道。它将发电厂、变电站和用户联系起来。可分为:厂、变电站和用户联系起来。可分为:v低压电网:电压在低压电网:电压在1kV以下以下v中压电网:中压电网:1kV-10kVv高压电网:高压电网:10kV-33
5、0kVv超高压电网:超高压电网:330kV-1000kVv特高压电网:特高压电网:1000kV以上以上典型电力系统图工业企业供电系统组成:组成:企业降压变电站、高压配电线路、车间变企业降压变电站、高压配电线路、车间变电站、低压配电线路、用电设备电站、低压配电线路、用电设备功能:功能:1、企业降压变电站:、企业降压变电站:把把35110kV电压降为电压降为610kV电压,向车间变电站供电电压,向车间变电站供电2、车间变电站:、车间变电站:将将 610kV高压配电电压降为高压配电电压降为220/380V,供电范围,供电范围500m以内以内3、高低压配电线路:、高低压配电线路:分别向高低压用电设备分
6、别向高低压用电设备输送、分配电能,一般用架空线路,特殊场合输送、分配电能,一般用架空线路,特殊场合用电缆。用电缆。典型电力系统图电气设备符号v发电机Gv电力变压器Tv母线及引出线WBv断路器QFv负荷开关QLv隔离开关QS发电机G电力变压器T母线及引出线WB断路器QF负荷开关QL隔离开关QS典型电力系统图电气设备符号熔断器F电压互感器PT电流互感器CT阀型避雷器F电抗器L电容器C电缆终端头X供配电系统的组成由一次设备和二次设备组成:一次设备:指直接生产、输送和分配电能的设备。包括变压器、高压断路器、隔离开关、电抗器、并联补偿电力电容器、电力电缆、送电线路、母线等。又称为一次部分。由这些设备构成
7、的电路称为变电所的主电路或主接线或一次接线。二次设备:对一次设备的工作状态进行监视、测量、控制和保护的辅助电气设备称为二次设备。包括测量仪表、控制与信号回路、继电保护装置、制动装置以及远动装置等。又称为二次部分。这些设备通常由电压互感器、电流互感器、蓄电池组或低压电源供电,它们相互间所连接的电路称为二次回路或二次接线。电力系统的电压电力系统的电压v电气设备的额定电压,就是能使电气设备长期运行电气设备的额定电压,就是能使电气设备长期运行时获得最好经济效果的电压。时获得最好经济效果的电压。v用电设备用电设备 用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。v发电机发
8、电机 发电机的额定电压一般比同级电网的额定电压高出发电机的额定电压一般比同级电网的额定电压高出5%5%,用于补偿线路上的电压损失。,用于补偿线路上的电压损失。电力系统的电压电力系统的电压u变压器的变压器的一次绕组一次绕组:相当于是用电设备,当一次绕组与电:相当于是用电设备,当一次绕组与电力线路相连时,一次绕组的额定电压与电力网额定电压相力线路相连时,一次绕组的额定电压与电力网额定电压相同。同。注意:但当变压器一次绕组直接与发电机相连时,变压器一次绕组的额定电压与发电机额定电压相等。u变压器的变压器的二次绕组二次绕组对于用电设备而言,相当于供电设备。对于用电设备而言,相当于供电设备。第一种情况:
9、比用电设备额定电压高第一种情况:比用电设备额定电压高10% 第二种情况:比用电设备额定电压高第二种情况:比用电设备额定电压高5%其中5%用于补偿变压器满载供电时,一、二次绕组上的电压损失; 另外5%用于补偿线路上的电压损失,因此适用于变压器供电距离较长时的情况。当变压器供电距离较短时,可以不考虑线路上的电压损失,只需要补偿满载时变压器绕组上的电压损失即可。例题例题电力系统的电压电力系统的电压 电网和用电设备 额定电压 发电机 额定电压 电力变压器额定电压 一次绕组 二次绕组 低压 / V 220127 380220 660380 230 400 690 220127 380220 660380
10、 230133 400230 690400高压 / kV3 61035110220330500750 3.15 6.3 10.513.8,15.75,18,20-3及3.156及6.310及10.513.8,15.75,18,2351102203305007503.15及3.36.3及6.610.5及11-38.5121242363550-表表1.1 我国交流电网和电力设备的额定电压我国交流电网和电力设备的额定电压电力系统的电压电力系统的电压线路的平均额定电压v电网电压习惯用线路的平均额定电压来表示。线路平均额定电压指电网始端的最大电压和末端受电设备额定电压的平均值Uav,一般为电网额定电压的
11、1.05倍,该值在短路电流计算中应用。矿山对供电系统的基本要求v供电安全 供电安全是指在电能的分配、输送、使用过程中,不发生人身触电事故和设备运行事故,不引起火灾和爆炸事故。v供电可靠 供电可靠就是要求供电不间断。v供电质量 对于用户而言,良好的供电 质量是指在电压偏移不超过额定电压的5,频率偏移不超过(0.2-0.5)HZ,正弦交流电的波形畸变极限值在3 - 5的允许范围之内。v供电经济供电经济就是在确保供电安全、可靠、保证供电质量的前提下,尽量减少基本建设投资,降低系统运行费用,减少有色金属的消耗量。矿山电力负荷的分级 级别级别一一 级级二二 级级三三 级级停电影响停电影响人身伤亡,重大设
12、备人身伤亡,重大设备损坏,政治、经济上损坏,政治、经济上重大损失重大损失 造成生产设备局部破坏,或造成生产设备局部破坏,或生产流程紊乱且难以恢复,生产流程紊乱且难以恢复,工厂内部运输停顿,出现大工厂内部运输停顿,出现大量废品或大量减产,因而在量废品或大量减产,因而在经济上造成一定损失。经济上造成一定损失。 不属于一级、不属于一级、二级的负荷二级的负荷 对供电电对供电电 源要求源要求要求由两个独立电源要求由两个独立电源供电。而对特别重要供电。而对特别重要的一级负荷,除两个的一级负荷,除两个独立电源供电外,要独立电源供电外,要应急电源。应急电源。 二级负荷应由两回路供电,二级负荷应由两回路供电,两
13、个回路应尽可能引自不同两个回路应尽可能引自不同的变压器或母线段。的变压器或母线段。 对供电无特对供电无特殊要求殊要求举举 例例通风机、提升机、井通风机、提升机、井下主排水设备、抽放下主排水设备、抽放瓦斯设备等瓦斯设备等运输与提升设备、空气压缩运输与提升设备、空气压缩机、电机车整流设备、综合机、电机车整流设备、综合机械化采煤设备、生产及环机械化采煤设备、生产及环境检测设备、矿灯充电设备境检测设备、矿灯充电设备等等公用事业用公用事业用电电供电系统的接线方式对供电系统接线方式的要求1、供电可靠 针对不同类别的电力负荷应采用不同的接线方式,以保证各类负荷不同的可靠性要求。2、操作方便、运行灵活 供电系
14、统的接线方式应当简化接线,减少供电层次和操作程序,使系统运行灵活、切换方便,有利于正常运行和发生故障时的操作与检修。3、经济合理 在满足用户要求的前提下,接线方式应力求简单,以减少设备投资和运行费用。4、便于发展 接限方式应方便供电系统未来的发展,同时也能适应分期建设的需要。供电系统的接线方式v配电网接线方式:是指高低压配电线路与变电所各类高压电器之间的连接关系,它与电网的运行情况有关。v供电系统常用的典型配电方式分为 放射式 树干式 环式1.放射式v放射式接线是指由变配电所高压母线上引出的一回线路,直接向一个变电所或高压用电设备供电,沿线不分接其他负荷。优点:v供电可靠性较高,故障发生后影响
15、范围小。v继电保护装置简单且易于整定。v便于实现自动化。v运行简单,切换操作方便。缺点:v一旦线路或开关设备发生故障,由该回路供电的负荷将中断供电且难以恢复。v配电线路和高压开关柜数量多,投资大。1.放射式2.树干式v树干式接线是指由变配电所高压母线上引出的每路高压配电干线上,沿线分接了几个车间变电所或负荷点的接线方式。v这种接线从变配电所引出的线路少,高压开关设备相应用得少。配电干线少可以节约有色金属,但供电可靠性差,干线故障或检修将引起干线上的全部用户停电。所以一般干线上连接的变压器不得超过5台,总容量不应大于3000kVA。树干式单树干双树干式3.环式v环式接线其实是树干式接线的改进,两
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