矿山供电概述

3.保证供电质量 3.保证供电质量
所有用电设备都是按照一定的电压和频率设计制造的，用电设备在 额定值下运行最好。衡量供电质量高低的技术指标是频率的稳定性和电 压的偏移。交流电的频率对交流电动机的性能有着直接的影响，频率的 变动会影响交流电动机的转速。 矿山及工厂供电系统的质量指标 矿山及工厂供电系统的质量指标 1． 电压的质量要求 ． 电压的质量要求 国家标准GB 12325—90《电能质量供电电压允许偏差》规定了不 同电压等级的允许电压偏差： 35 kV及以上供电电压，正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压 的10%； 10 kV及以下三相供电电压允许偏差为±7%； 220 V单相供电电压允许偏差为+7%、 -10%。 2． 频率的要求 ． 频率的要求 我国规定的额定电压频率为50 Hz，大容量系统允许的频率偏差为 ±0.2 Hz，中、小容量系统允许的频率偏差为±0.5 Hz。 频率的调整主 要由发电厂进行。工厂电力系统的频率指标由电力系统给予保证。
一、矿山供电的重要性和基本要求： 1.供电可靠 1.供电可靠
供电可靠就是要求不间断供电。供电中断时不仅会影响矿井的原煤产 量，而且可能损坏设备，甚至发生人身事故和造成矿井的破坏。例如矿井 主要运输设备停电，会造成大量的减产；矿井提升设备突然停电，会使提 升机紧急制动，产生很大的冲击拉力，使钢丝绳损坏；另外，煤矿井下的 空气中含有瓦斯和一氧化碳等有害气体，并且有水不断涌出，突然停电， 将会使排水和通风设备停止运转，可能造成水淹矿井，工作人员窒息死亡 和引起瓦斯、煤尘爆炸，危及矿井和人身安全。因此，对煤矿中的重要用 电设备，要求采用两个独立电源的双回路或环式供电方式，两路电源线路 互为备用，当一路电源线路故障或停电检修时，则由另一路电源线路继续 供电，以保证供电的可靠性。
一级负荷(first load) 1） 一级负荷(first order load)
一级负荷是指中断供电将造成人身伤亡危险，或造成重大设备 损失且难以修复，或给国民经济带来重大损失，或在政治上造成重 大影响的电力负荷。如火车站、大会堂、重要宾馆、 通信交通枢纽、 重要医院的手术室、炼钢炉、国家级重点文物保护场所等。 一级负荷要求由两个独立电源供电，当其中一个电源发生故障 时， 另一个电源应不致同时受到损坏。对一级负荷中特别重要的负 荷，除上述两个电源外， 还必须增设应急电源。 常用的应急电源 有：独立于正常电源的发电机组、专门的供电线路、 蓄电池、干电 池等。
第一章 矿山供电系统
第一节 矿山供电概述 ：
电力是现代煤炭工业的主要动力，在煤炭生产中占有十分重要的地位。 电力可以方便、经济地远距离输送和分配，也可以方便地和其它各种能量形 式相互转换，并且在使用中还具有便于调度、测量和实现自动控制的优点； 在煤炭企业中，矿山的电气化还是煤炭生产自动化及最新科学技术成就在煤 矿推广应用的技术基础；从安全的角度上讲，由于煤炭生产中存在着各种自 然灾害，而这些灾害的预防、预报和排除，也直接或间接地取决于矿山供电 的正常与否。由此可见，矿山供电工作不仅直接影响矿山企业的高效生产， 而且关系着矿井和工作人员的人身安全。因此，煤炭企业对供电工作提出了 严格的要求。
水力发电厂，简称水电站，它是利用水流的位能来生产电能的。当 控制水流的闸门打开时，强大的水流冲击水轮机， 使水轮机转动，水轮 机带动发电机旋转发电。其能量转换过程是：水流位能→机械能→电能。 火力发电厂， 简称火电厂，它是利用燃料的化学能来生产电能的。 通常的燃料是煤。在火电厂，煤被粉碎成煤粉，煤粉在锅炉的炉膛内充 分燃烧，将锅炉内的水加热成高温高压的蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动， 汽轮机带动发电机旋转发电。其能量的转换过程是：煤的化学能→热能 →机械能→电能。
地地变变变 大大 水变水 (或或变水)
G G G G
~
~
~
6 ~ 10 kV
~ ~
变电
水变水
G
超超超超变超
220 ~ 330 kV
地区变电
6.3 kV
220 ~ 330 kV
热变水
~
6 kV 220 ~ 330 V
35 ~ 110 kV
G
工水工工 超变变变
6 ~ 10 kV
பைடு நூலகம்
配变超配 车车变变变
用用 变变变
二级负荷(second 2） 二级负荷(second order load)
二级负荷是指中断供电将在政治、经济上造成较大损失的电 力负荷， 如主要设备损坏、大量产品报废、 连续生产过程被打 乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。 二级负荷要求由双回路供电，供电变压器也应有两台(这两 台变压器不一定在同一变电所)，当其中有一条回路或一台变压 器发生常见故障时，二级负荷应不致中断供电，或中断供电后 能迅速恢复供电。
高压
电压分类及高低电压的划分： 电压分类及高低电压的划分： 按国标规定， 额定电压分为三类： 第一类额定电压为100 V及以下，如12 V、24 V、36 V等， 主 要用于安全照明、潮湿工地建筑内部的局部照明及小容量负荷。 第二类额定电压为100 V以上、1000 V以下，如127 V、 220 V、 380 V、600 V等，主要用作低压动力电源和照明电源。 第三类额定电压为1 kV以上， 有6 kV、10 kV、35 kV、 110 kV、220 kV、330 kV、 500 kV、750 kV等，主要用于高压用电设 备、发电及输电设备。 在电力系统中，通常把1 kV以下的电压称为低压，1 kV以上的 电压称为高压，220 kV以上的电压称为超高压，1000 kV以上的电 压称为特高压。三相电力设备的额定电压不作特别说明时均指线电 压。
水力发电厂
黄河小浪底水利枢纽
火力发电厂
核能发电厂，通常称核电站，它是利用原子核的裂变能来生产电能 的。其生产过程与火电厂基本相同，只是以核反应堆代替了燃煤锅炉， 以少量的核燃料代替大量的煤炭。其能量转换过程是：核裂变能→热能 →机械能→电能。由于核能是巨大的能源，而且核电站的建设具有重要 的经济和科研价值，所以世界上很多国家都很重视核电建设，核电在整 个发电量中的比重正逐年增长。 风力发电厂，就是利用风力的动能来生产电能的，它建在有丰富风 力资源的地方。地热发电厂，就是利用地球内部蕴藏的大量地热来生产 电能的，它建在有足够地热资源的地方。 太阳能发电厂, 就是利用太阳光的热能来生产电能的。太阳能发电 厂建在常年日照时间长的地方。 其他类型：地热发电厂、潮汐发电厂等。
2） 电力设备的额定电压 用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同。 发电机的额定电压规定高于同级电网额定电压的5％， 以补偿线路 上的电压损失。 变压器的额定电压分为一次绕组额定电压和二次绕组额定电压。 （1） 变压器一次绕组额定电压分两种情况：当变压器直接与发电 机相连时，如下页图中的变压器T1，其额定电压与发电机额定电压相同， 即高于同级电网额定电压的5％；当变压器连接在线路上时，如下页图 中的变压器T2，成为电网上的一个负荷，其一次绕组额定电压与电网额 定电压相同。 （2） 变压器的二次绕组额定电压也分两种情况：当变压器二次侧 供电线路较长时，如下页图中的变压器T1，其额定电压应高于同级电网 额定电压的10％，5%用来补偿变压器二次绕组的内阻抗压降，5%用来 补偿线路上的电压损失；当变压器二次侧供电线路不太长时，如下页图 中的变压器T2， 其额定电压只需高于电网额定电压的5％即可，用于补 偿变压器内部的电压损耗。
三级负荷(third 3） 三级负荷(third order load)
三级负荷为一般电力负荷， 所有不属于上述一、二级负荷 者均为三级负荷。 由于三级负荷为不重要的一般负荷， 因而它 对供电电源无特殊要求。
三、发电厂和电力系统
电力系统的组成 电力系统的组成 电力系统是电能的生产、输送、分配、变换和使用的一个统一整体。 电力系统由发电厂、变电站、电力网和用户 发电厂、 发电厂 变电站、电力网和用户组成。 1. 发电厂 发电厂 发电厂是生产电能的工厂，它把非电形式的能量转换成电能，它是 电力系统的核心。根据所利用能源的不同， 发电厂分为水力发电厂、火 力发电厂、核能发电厂、风力发电厂、 地热发电厂、太阳能发电厂、地 热发电厂、潮汐发电厂等类型。
4.供电经济 4.供电经济
经济性要从下列方面入手：尽量降低企业变电所与电网的基 本建设投资；尽可能降低设备、材料以及有色金属的消耗量；注 意降低供电系统的电能损耗及维护费用。
二、电力负荷的分类：
保证供电系统的安全可靠性是电力系统运行的基本要求。 所 谓供电的可靠性，是指确保用户能够随时得到供电。这就要求供 配电系统的每个环节都安全、可靠运行，不发生故障，以保证连 续不断地向用户提供电能。 不同的用户对供电可靠性的要求是不 一样的。根据对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响 的程度，将电力用户负荷分为三类。
2.供电安全 2.供电安全
供电安全具有两个方面的意义，即防止人身触电和防止由于电 气设备的损坏和故障引起的电气火灾及瓦斯、煤尘爆炸事故。煤矿 井下空间狭小、潮湿阴暗，井下电气设备的受潮和机械损伤容易发 生人身触电事故；供电线路和用电设备的损伤和故障产生的电气火 花，会造成火灾或瓦斯，煤尘爆炸事故。因此，为了避免事故的发 生，在煤矿供电工作中，应按照《煤矿安全规程》的有关规定，采 取防爆、防触电、过负荷及过流保护等一系列技术措施和管理制度， 消除各种不安全因素，确保供电的安全。
3． 电力网 ． 电力网 电力网由变电所和各种不同电压等级的线路组成，它的任务是 将发电厂生产的电能输送、变换和分配到电能用户。电力网按其结 构方式可分为开式电网和闭式电网。用户从单方向得到电能的电网 称为开式电网；用户从两个及两个以上方向得到电能的电网称为闭 式电网。电力网按电压高低和供电范围的大小又分为区域网和地方 网。 区域网供电范围大，且电压一般在220 kV以上； 地方网供电 范围小，最高电压一般不超过110 kV。 其中， 电力线路是输送电能的通道，是电力系统中实施电能远 距离传输的环节，是将发电厂、变电所和电力用户联系起来的纽带； 变电所是接受电能、变换电压和分配电能的场所， 一般可分为升压 变电所和降压变电所两大类。升压变电所是将低电压变换为高电压， 一般建在发电厂；降压变电所是将高电压变换为一个合理、 规范的 低电压，一般建在靠近负荷中心的地点。
220 ~ 380 V 6.3 kV G G
220 / 380 V
~
~
电网示意图
地地变电
220 ~ 500 kV
枢枢变变变
35 ~ 110 kV
地地 变变变
四、电力系统的电压
1. 三相交流电网和电力设备的额定电压 三相交流电网和电力设备的额定电压 根据受电设备和供电设备的额定电压，国标GB 156—93《标准电 压》规定了交流电力网和电力设备的额定电压等级。 1） 电网(电力线路)的额定电压(rated voltage) 电网的额定电压是确定其它一切电力设备额定电压的基本依据，它 是国家根据国民经济发展的需要以及电力工业的现有水平，经过全面的 技术分析后确定的。
达坂城风力电站
西藏羊八井地热电站
浙江省温岭江厦潮汐电站
2.电力系统 电力系统 定义：由各种电压等级的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户 联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体，称之为电力系统。
电力系统及动力系统示意图
电力系统的运行特点 电力系统的运行特点 电力系统的运行具有如下特点： (1) 电能的生产、 输送、 分配和消费是同时进行的。 (2) 系统中发电机、变压器、电力线路和用电设备等的投入和撤 除都是在一瞬间完成的，所以，系统的暂态过程非常短暂。
国标GB 156—93《标准电压》
分类 低压 电网和用电设备 电压/KV 0.38 0.66 3 6 10 — 35 66 110 220 330 500 750 发电机额定 电压/KV 0.40 0.69 3.15 6.3 10.5 13.8, 15.75, 18,20,22,24,26 电力变压器额定电压/KV 一次绕组 0.38 0.66 3 及 3.15 6 及 6.3 10 及 10.5 13.8, 15.75, 18,20,22,24,26 35 66 110 220 330 500 750 二次绕组 0.40 0.69 3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11 — 38.5 72.6 121 242 363 550 820