煤矿供电技术

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环状式接线
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五、变电所结构
一、变电所常用一次结线方式： 桥形结线:用于有备用供电系统 线路变压器组结线：用于无备用供电系统
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1、线路变压器组结线
线路—变压器组结线依据其容量的大 小、二次出线数的多少主要有三种形式：
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交流发电机(G)
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电力变压器(T)
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断路器(QF)
隔离开关(QS)
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熔断器(FU) 刀开关(QK)
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熔断式开关(Q)
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电流互感器(TA) 电压互感器(TV)
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2、浅井供电系统
对矿层埋藏不深（距地表100～200m内）的情况， 处于经济和运行方便的考虑，一般采用浅井供电系统。
1）特征：*采区用电是从地面向井下钻眼来提供的。 2）一般模式：依据用电情况和井深，从供电的技术 经济合理考虑有三种模式
（1）对于采区距井底车场较远（>2km）、井下负荷 小、涌水量不大的矿井，可经架空线路，将6～10kV 高压电由地面变电所送至与采区位置相应的地面变电 亭，再降压至380或660V，再沿钻眼送至井下采区变 电所。（高压电能不下井）
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1、深井供电系统
适用矿层埋藏深、倾角小，采用立井 和斜井开拓，生产能力大的矿井。 1）特征：*高压电能用电缆送到井下，并 直接送到采区。 2）一般模式：*地面变电所----井下中央变 电所----采区变电所（或移动变电站）----工 作面配电点
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三、井下变电所
1、井下中央变电所
它是井下供电的枢纽，担负着向井下供电的 重要任务。 1）尽量位于负荷中心，节省电缆并减少电能损 耗电压损失。 2）电缆进出线和设备运输要方便，以便安装敷 设电气设备。 3）变电所通风要良好，以便散热和降低瓦斯浓 度。 4）变电所顶底板要坚固，无淋水，以防电气设 备受损、受潮。
220
230
三相交流
受电设备 供电设备
36
36
42
42
100 127 220/380 380/660
100 133 230/400 400/690
煤1矿1供4电0技术 1200
电气设备额定电压的确定
我国国家标准规定：一般供电设备的 额定电压应高出系统和用电设备的额定电 压的5％，用以补偿正常负荷时线路上的 电压损失，使设备获得近似额定的电压。 受电设备的额定电压与系统额定电压相对 应。
如矿井的通风、排水、提升（载人）等 负荷。对属于一级负荷的设备，为使其可靠 运行，必须采用完全备用系统供电，即采用 两个独立电源的双回路供电。
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2）、二级负荷
指突然中断供电时将造成大量减产， 产生大量废品，大量原材料报废，使工业 企业内部交通生产停顿的负荷为二级负荷。
如矿井的地面空压机、提升运输运设 备、井底车场的整流设备等。
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二、变电所常用二次结线方式：
单母线、双母线、单母线加旁母
1）单母线：进出线均有断路器以及与母线 相连的母线隔离开关，与负荷线路相连的线路 隔离开关。
一般有单母线不分段和单母线分段两种典 型结线。
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单母线不分段
特点：母线系统故障或检修须全线路断 电。结构简单，造价低，运行不够灵活可 靠。适于小容量用户。
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1）放射式
单回放射式：是在上一级降压站（变电所）的馈出母 线上引出多条回路，直接向下级降压站（变电所）或 用电设备供电。各条引出线之间无联系，其沿线不分 支接其他负荷。系统简单、运行维护方便；缺点是使 用的开关、线路多，供电可靠性差。
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2）干线式供电
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电容器( C )
电抗器(L)
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学习要求
1. 一般掌握：典型电力系统的组成及有关的基本概念、矿 山供电系统中的电气设备额定电压的确定、矿山电力负荷 及计算、矿用变压器的选择。
2. 熟练掌握：电力负荷分级及对供电系统的要求、供电系 统的连接方式、矿山供电系统。
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四、供电系统各种结线方式分类
1. 基本概念
供电系统结线：是指由各种电气设备 及其联接线构成的电路，其功能是汇集 和分配电能。
结线方式按布置方式分：放射式、干线式、 环式、双电源（独立）供电式
按运行方式分：开式网络、闭式网络
按可靠性分：无备用网络、有备用网络
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（1）位置选择 应尽量靠近负荷中心，并根据通风
良好、交通方便、进出线易于敷设、顶 底板条件及保安煤柱的位置等因素，综 合加以考虑。
一般设在靠近副井的井底车场范围 内，并与中央水泵房相邻。
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电力负荷的分级：根据不同负荷对供电可 靠性的要求分三级。
一级负荷：采用两个独立电源的双回 路）供电。
二级负荷：采用两回线路供电。 三级负荷：不属于一、二级负荷的所 有用电设备，对供电无特殊要求，一般采 用单一回路供电。
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1）、一级负荷
对突然中断供电将造成生命危害、导致重 大设备破坏且难以修复、打乱复杂生产过程 并使大量产品报废，给国民经济造成重大损 失的负荷为一级负荷。
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2020/11/21
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第一章、煤矿供电系统
电力是现代化矿山生产的主要能源，煤
矿的电气化为煤矿生产过程的机械化和自动 化创造有利条件。现代化矿井设备无不以电 能作为直接和间接的动力，矿井的照明、通 讯和信号也都使用电能，因此对矿井企业进 行可靠、安全、经济、合理的供电，对提高 经济效益及保证安全生产等方面具有十分重 要的意义。
直接联络式：从一路高压配电干线上直接引 出分支线向用户供电，分支线一般不超过5， 且配电变压器容量不超过3000kVA。
一般适用于架空线上对三级负荷分散用户 供电，也可用于井下电缆线路对多台顺槽输送 机供电。
优点：回路少，高压配电装置数量减少、 造价低。
缺点：当公用干线故障全部断电，可靠性
较差。
1）进线为隔离开关（二次回路必须装 断路器）
2）进线为跌落式熔断器（二次回路必 须装断路器）
3）进线为断路器
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线路-变压器组结线
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2、桥式结线
对具有两回电源进线、两台变压器的变 电所，可采用桥式结线。
“桥”为一条由断路器和隔离开关 组成的用以进行线路的横联和跨接。
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直接树干式接线方式
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3）环状式接线
这种接线一般是在同电压之间的变电所构成 环T形hitelere，in 每个变电所都有两路进线，当其中一路 发生故障时，可由另一路线路供电，因而具有 可靠性高、运行灵活的特点，适用于一、二级 负荷的供电系统。但环形供电线路的导线截面 是按故障情况下能承担环网全部负荷考虑，故 有色金属材料用量较多。
提高对电源 线路运行的可靠 性和倒闸操作的 灵活方便性。
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（3）全桥式结线
具有适应性强，操作方便、 运行灵活、可靠性高等优点， 但使用设备多、占地面积大、 投资高，故用于供电可靠性 要求较高的变电所。 对于电压在35kV、容量在 7500kVA以上，或电压为 110kV、容量在31500kVA以 上的变压器，当隔离开关切 断空载电流能力不足时采用。
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三、矿井供电系统
由矿井地面变电所、井下中央变电所、采区 变电所、工作面配电点按照一定方式相互连接起 来的一个整体，称为矿井供电系统。
矿井供电系统的选择，取决于矿区范围、煤 层倾角、埋藏深度、设计年产量、开采方式、涌 水量大小以及机械化、电气化程度等因素。
煤层埋藏深度大于150m时应采用深井供电系 统，小于150m时应采用浅井供电系统。
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特高压电网：1000kV以上 煤矿供电技术
3、电力系统的额定电压
1）. 额定电压：是指发电机、变压器和电 气设备等在正常运行时具有最大经济效益 时的电压。 2）. 额定电压等级：由国家规定的各种标 准额定电压。 作用：便于各种电力设备生产制造标准 化和系列化。
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2）当采区负荷小而井底车场负荷大时，对井底车场 的供电，可沿井筒敷设高压下井电缆供电；对采区的 供电，可沿钻眼敷设低压电缆提供。（井底车场高压 供电） （3）对采区巷道很长、负荷又大，为保证正常电压， 可经高压架空线路，将电能送至与采区对应位置的配 电点，沿钻眼敷设高压电缆，向井下采区变电所供电， 再由该变电所降压，向工作面提供低压电力。（井下 均为高压供电）
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图1 一个简单的电力系统
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2、电力网：是指在电力系统中，变电所与
各种不同电压的电力线路组成的网。是电
力系统的重要组成部分，担负着输送、变
换和分配电能的任务。
根据电压等级的不同，电力网可分为：
低 压 电 网：1.2kV及以下
高 压 电 网：3kV~330kV
超高压电网：330kV~1000kV
转到另外一条线路，避免全部停电。
在检修母线或电源故障时，不能避免故障母线 用户的停电。为避免长时间停电，可以采用加装
旁路母线或采用双母线解决。
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单母线分段结线图
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第二节、煤矿（典型企业）供电系统
一 大型企业35/6—10KV供电系统 二 具有一、二级负荷的车间 （6—10）/4KV 供电系统 三 矿井供电系统 四 井下变电所
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第一节、煤矿供电概述
一 煤矿企业对供电的基本要求 二 电力负荷的分类 三 电力系统 四 供电系统各种接线方式 五 变电所接线
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一、煤矿企业对供电的基本要求
1.供电可靠：煤矿供电必须连续，不能中断。 2.供电安全：就是指电能的分配供应和使用过程
直流
受电设备 供电设备
1.5
1.5
2
2
3
3
6
6
12
12
24
24
36
36
48
48
60
60
72
72
110 220
400* 440
800* 1000* PPT文档演模板
115 230
400* 460
800* 1000*
单相交流
受电设备 供电设备
6
6
12
12
24
24
36
36
42
42
100
100
127
133
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（2）单母线分段
A.隔离开关分段（QS分段）－－适用由双回路 供电、允许短时间停电的二级负荷
B.断路器分段（QF分段）－－适用一级负荷较 多情况，可切断负荷和故障电流。
在采用断路器分段时，除能实现切断负荷或故 障电流外，也可在继电保护下实现自动分合闸。
在其中一条线路故障或需要检修时，可以将负荷
根据跨接桥横联位置的不同，桥式 结线可分为“内桥式”、“外桥式”和 “全桥式”。
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（1）外桥式结线
跨接桥在变压器断 路器QF1和QF2的外 线路侧，进线回路 只有隔离开关。
对变压器的切 换操作方便，对电 源进线操作不便。
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（2）内桥式结线
跨接桥在变压器 断路器QF1和QF2的 靠变压器侧，变 压器电源端只有 隔离开关。
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3）、三级负荷
凡中断供电不会在经济上或其他方面造 成较大影响者，为三级负荷。
负荷有：机械修理厂、生活福利设施等。 此类负荷一般对供电可靠性无特殊要求，不 需要备用电源和设备,一般采用无备用系统 结线方式。
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三、电力系统
1、电力系统的概念：是由各种不同电压等级 的电力线路将发电厂、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 。
中确保人身安全，设备安全，矿井安全。
3.供电质量：要求供电质量方面有稳定的频率和 电压，电压和频率是衡量电能质量的重要指标。 4.供电经济：供电系统简单、设备的选型合理、 安装操作方便、基本建设投资和运行费用低，从 而节约开支、降低成本，提高经济效益。
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二、电力负荷的分类