《矿井供电基本知识》PPT课件.ppt

目录 电力系统基础知识煤矿对电源点的要求集团公司供用电基本情况矿井变电所运行方式煤矿供电运行方式调整操作的管理规定地面变电所实行工作票 操作票的规定电网调度术语电网调度管理原则电网常见故障掉电事故处理原则矿井变电所与矿调度关系电费电价管理有序用电工作电力相关设备介绍供电事故介绍 电力系统基础知识 单的电力系统 发电厂 输电线路 变电站 用户 电力工业生产的特点 同时性 发电 输电 供电是同时完成的 电能不能大量储存 必须用多少 发多少 整体性 发电机 变压器 高压输电线路 配电线路和用电设备在电网中形成一个不可分割的整体 少任一环节 电力生产都不可能完成 快速性 电能输送过程讯速 其传输与光速相同 连续性 电能质量需要实时 连续的监视与调整 实时性 电网事故发展讯速 涉及面大 需要实时安全调整 随机性 由于负荷变化 异常情况及事故发生的随机性 电能质量的变化是随机的 因此 在电力生产过程中 需要实时调度 电能质量 使电压幅值和频率保持在一定允许范围内 并使波形畸变不超过允许值 电压幅值允许变化范围 电能质量 频率变化范围一般为50 0 2Hz电压和频率超出允许范围的危害 影响电力系统的稳定运行 设备运行及出力恶化 生产质量受到较大影响 波形畸变 交流电压波形畸变 表示电网含有高次谐波 谐波含量过高 会使继电保护 自动装置 计算机等不能正常工作 所以一般波形畸变不允许超过5 矿山6 10kV母线上不允许超过10 二 煤矿对电源点的要求 1 煤矿安全规程 和 矿井设计规范 对电源要求 矿井应有两回路电源线路 当任何一回发生故障停止供电时 另一回路应能担负矿井全部负荷 两回路电源线路上都不得分接任何负荷 矿井供电电源应取自电力网中两个不同区域的变电所或发电厂 确有困难则必须分别取自同一区域变电所或发电厂的不同母线段 2 按 关于加强重要电力用户供电电源及自备应急电源配置监督管理的意见 电监安全 2008 43号文 煤矿为一级重要用户 一级重要电力用户具备两路电源供电条件 两路电源应当来自两个不同的变电站 当一路电源发生故障时 另一路电源能保证独立正常供电 3 按 安徽省煤矿安全供用电监督管理暂行规定 正常情况下 若一路电源运行 另一路电源必须带电备用 以保证供电的连续性和可靠性 新建高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井在设计上必须满足独立双电源线路的供电要求 已投产的煤与瓦斯突出矿井必须保证供电电源的可靠性 应适时进行供电线路改造 实现独立双电源供电 三 集团公司供用电基本情况 集团公司现有电源分别来自淮北 宿州 亳州供电公司 110kV变电所1座 35Kv变电所38座 110kv供电线路50km 35kv线路700km 6kv及10kv线路400余km 综合利用电厂3个 运行的瓦斯电厂5个 2010年用电量约20亿kWh 发电量约3亿kWh 老区变电站基本为户外型 架空进线 真空断器 油浸主变 微机综合保护 线路以水泥杆配拉线为主 只在进出线2km配避雷线 没有全程避雷 线路下违章建筑和树障偏多 新区变电站都为为户内型 线路下树障偏多 线路以水泥杆为主 但在大转角 大跨越 耐张开始采用了钢管塔 线路抗灾能力有所提高 由于线路在荒野外 运行中存在拉线偷盗和外力破坏现象 前几年曾发生倒杆事故 每年雨季三防前 供电方面分作好以下几项工作 春季登杆检查 避雷器测试和安装 接地电阻测试 35kv预防性电气试验 继电保护整定调整全部完毕 每月线路巡查两次以上 6 7 8 9月份周至少一次 拉线偷盗 水泥杆拉线多 占地面积大 在农田中容易被人为破坏 目前在运行中推广防盗拉线或换为钢管塔 事故案例 2004年石台35kV线路倒杆 2006年临涣选煤厂 童亭线路倒杆 杆塔问题 随着恶劣天气增多 线路走廊条件限制 在居民集中区 大跨越 大转角等重要地段安装钢管塔 提高安全等级 杆塔防腐 高分子粘接剂 碳纤维加固等 线路避雷 线路避雷 设计规范中对避雷线要求为距离变电所2km范围内 新建的部分矿井已使用OPGW复合地线 光缆与地线合一 今后将分轻重缓急试点进行全程避雷改造 在容易落雷地区增加避雷器数量 保证引下线接地电阻符合要求 线路清障 树障及违章建筑问题 2010年统计共砍伐树障3万多棵 严重影响安全的违章建筑约100处 处理难度越来越大 成为线路运行的最难问题 2007童亭主电源线路导线被树障砸断2009岱河北风井线路导线被树障砸断 四 矿井变电所运行方式 1 正常运行方式 安徽省电力公司下属各供电公司变电所主变为分列运行方式 目前集团公司矿井电源均双回路供电 取自同一区域变电所不同母线段或不同变电所 一路运行一路充电备用 35kv均为全桥接线单母分段 芦岭为双母线分段 35Kv母联合闸 2台35Kv主变分列运行 6 10Kv以下分列运行 下井负荷及地面重要车间负荷均双回路 分别接于不同母线段 基建矿井三个井筒到底进入采区施工后应比照执行 35kV联络开关合上 6 10Kv联络断开 分裂运行 可靠性较高 若矿井电源采用分列运行方式 供电可靠性最高 但采用此方式也有不利之处 最大需量费用一个单位每月将增加几十万元 同时存在6 10Kv误操作合环的可能性 将因开关断路器遮断容量不够 造成开关事故 所以集团供电都采用一路电源运行 另一路电源充电备用 2 事故运行方式是指电力系统事故消除后 在恢复到正常运行方式前所出现的短期稳定运行方式 3 特殊运行方式是指电源线路 主变等设备检修 以及对稳定运行影响较大的运行方式 五 煤矿供电运行方式调整操作的管理规定 矿区各用电单位其它特殊供电运行方式或长时间改变正常供电运行方式的 需编制供电运行安全技术措施报集团公司业务主管部门备案电源线路进行倒电操作引自安徽省电力公司下属各供电公司变电所的电源线路需进行倒电操作时 必须与其调度联系并取得同意后 方可进行操作 未经调度许可 不得擅自进行操作 线路切换时 必须由专职停送电联系人与地调联系 得到许可后 方可进行合环操作 合环成功后应及时恢复一用一备状态 线路检修作业时 专职停送电联系人必须提前向供电公司调度办理停送电手续后 方可进行 变压器停运需转移其负荷至另一台变压器时 要保证运行变压器不超负荷和安全运行 六 地面变电所实行工作票 操作票的规定 为保证电气工作人员和设备的安全 根据 电业安全工作规程 的要求 地面变电所全部实行 两票三制 即工作票 操作票制度 交接班制 巡回检查制 设备定期试验与轮换制 3 工作票要一式二份 用钢笔或圆珠笔填写 文字正确清楚 不得任意涂改 一份由工作负责人收执 另一份交变电所值班收执 值班员应及时将工作票号码 工作任务 工作时间记入操作记录簿中 4 一个工作负责人只能发给一张工作票 工作票上所列的工作地点 以一个电气连接部分为限 5 工作票签发人不得兼任该项工作的负责人 工作票由工作负责人填写 工作许可人不得签发工作票 6 工作票签发人应由熟悉本单位供电系统 供电设备的科长 工程师 电气主管技术人员担任 并将本单位有权签发工作票的人员名单书面公布于变电所 7 倒闸操作票应由变电所值班人员填写 全部倒闸操作和监护工作应由值班变电工完成 否则属违章操作 8 在发生人身触电事故时 为了及时解救触电人 可以不经许可 即行断开有关设备的电源 但事后必须报告领导 作好记录 12 下列项目应填入操作票内 应拉合的开关和刀闸 检查开关和刀闸的位置 检查接地线是否拆除 检查负荷分配 装拆接地线 检验是否确无电压等 13 操作人和监护人应根据模拟器板或结线图核对所填写的操作项目 并经变电所值班负责人审核签名 14 操作前应核对设备名称 编号和位置 操作中应认真执行监护复诵制 必须按操作顺序操作 每操作完一项 做一个记号 全部操作完毕后进行复查 15 倒闸操作必须由两人执行 其中一人 对设备较为熟悉者 作监护 16 用绝缘棒拉合倒闸或经传动机构拉合倒闸和开关 均应戴绝缘手套穿绝缘鞋 雷电时 禁止进行正常倒闸操作 17 电气设备停电后 即使是事故停电 在未拉开有关刀闸和做好安全措施以前 不得触及设备或进入遮栏 以防突然来电 18 在高压设备上工作 必须遵守下列各项 1 填用工作票 或录音电话命令 2 至少有两人在一起工作 3 完成保证工作人员安全的组织措施和技术措施 19 在全部停电或部分停电的电气设备上工作 必须完成下列措施 1 停电 2 验电 3 放电 装设接地线 4 悬挂标示牌和装设遮栏 七 电网调度术语 电气设备的状态 运行状态 设备开关及闸刀合上 电源至受电端电路接通热备用状态 设备开关断开但闸刀合上冷备用状态 设备开关及刀闸断开检修状态 开关及两侧刀闸拉开 挂地线充电备用状态 电源线路首端侧开关运行状态 但不带负荷数字 幺 两 三 四 五 六 拐 八 九 洞 对应数字为 一 二 三 四 五 六 七 八 九 零 双重名称 设备名称及编号 例如纵石517线路 八 电网调度管理原则 统一调度 分级管理 下级服从上级 1 地调权限 管辖并入电网的变电所包括电厂进线开关及联络开关 线路检修任务 线路停送电 合环 解环等 电网内电气设备的倒闸操作 依据调度范围实行分级管理 矿变调度 本所内及6kv以下的停送电 调度管辖的设备 未经本级调度许可 任何单位和个人不得擅自变动其方式和状态 调荷避峰 保居民保安全 按调度指令 拉闸顺序表 限负荷表 2 操作管理 电气设备的检修和试验 值班调度员必须接到所有受令单位人员关于完工的报告后 才能恢复送电的操作 严禁约时送电 挂地线 开工检修 正常的倒闸操作 在操作前必须按照规定的格式和术语写操作票 经审查签字后才能下令操作 严禁无票操作 事故处理时的倒闸操作 可以不写操作票 但必须做好监护 事后应做详细记录 每年定期向供电公司电监班上报停送电联系人名单 变更时及时上报 变电所工作票签发人名单张榜公布 地调管辖设备 必须经地调同意才能改变运行状态 先申请 批准后进行 1 线路检修申请 停送电联系人持加盖公章的停电申请提前三天到地调办理停电手续 得到地调正式批复后进行 2 通讯 调度录音电话 矿调度电话 直通电话查线通知35kv以上由地调通知 与变电所有通讯联系的 地调委托变电所通知 6 10kv变电所通知 3 发 受调度指令 必须确认发 受令单位 互通姓名 受令人接令后必须复诵调度指令全部内容 并得到发令人确认 方可执行 受令人操作完毕 应及时向发令人汇报执行情况 方可认为该项操作完毕 发 受令时 设备必须冠以 双重称号 4 在操作过程中 若设备发生异常或故障 影响调度指令的执行 受令人应暂停操作 立即汇报发令人 在操作过程中 如遇到恶劣天气或者进行交接班 应暂停操作 待天气好转或交接班完毕再进行操作 5 二次设备除非得到同意 一律不得自行退出或投入 九 电网常见故障 在电网运行中 最常见同时也是最危险的故障是各种形式的短路 其中以单相接地短路为最多 而三相短路则较少 对电机和变压器还可能发生绕组的匝间短路 线路可能发生断线事故 发生故障可能引起的后果是 电网中部分地区的电压大幅度降低 使带欠压保护的设备跳闸 如风机和井下开关停运 短路点的短路电流很大 从而引起电弧使故障设备烧毁 短路电流产生很大电动力和高温 使设备受到损坏 缩短使用寿命等 夏季气温高 雷雨多 特别是近年来强对流等极端天气多 架空线路易烧断导线 导线对树木放电或树木被大风吹断倒落在导线上 造成接地或相间短路 线路受雷击 冬季覆冰 08年南方杆塔倒 断线 绝缘子串烧坏 相间短路 对地放电等故障 防止误操作的 五防 误拉 误合断路器 带负荷误拉 误合隔离开关 带电合接地开关 带接地线合闸 误入带电间隔 十 掉电事故处理原则 1 迅速限制事故的发展 消除事故根源 解除对人身和设备的威胁 2 设法保证站用电源 3 用一切可能的方法保持设备继续运行 以保证对用户的正常供电 尽快对已停电的用户特别是重要用户的保安电源恢复供电 4 电网发生事故时 与事故有关单位的值班人员应迅速 简明扼要地将事故情况 包括发生时间 跳闸开关地名称 继电保护及自动装置动作的情况 线路潮流的变化及其他现象等 报告地调值班调度员 并按照调度指令进行处理 5 事故处理时 值班人员必须坚守工作岗位 迅速 正确地执行当值调度员的命令 只有在接到当值调度员的命令及对人身安全或设备有明显和直接危险时 方可停止设备的运行或离开工作岗位 6 如果事故发生在交接班过程中 交班人员应负责处理事故 接班人员可以协助处理 在事故未结束以前 不得进行交接班 7 处理事故时科区值班人员电气主管必须现场指挥 处理事故应遵照下列顺序进行 1根据表计 信号指示 继电保护动作情况和设备外部特征判断事故全面情况 2如果对人身和设备安全有威胁时 应立即解除这种威胁 必要时停止设备运行 否则应尽力保护或恢复设备的正常运行 3迅速检查和试验 判明故障性质 地点及其范围 将故障全部设备停电 防止事故扩大 4对所有未受到损害的设备保持其正常运行 5为防止事故扩大 必须主动将事故处理的每一阶段情况迅速而正确地汇报给当值调度员及有关领导 6对监视表计 信号指示处理过程作详细准确记录 7处理事故时 必须迅速 正确 果断 不应慌乱 严格执行接令 复诵 汇报 录音和记录制度 使用统一的调度术语和操作术语 十一 矿井变电所与矿调度关系 矿井电源线路单回路运行 单台主变运行和掉电事故变电所必须向矿调度汇报 变电所必须执行调度命令 线路大修 登杆检查 更换线路避雷器等造成电源线路单回路运行 变压器预防性电气试验 变压器故障和35kV母线检修使单台主变运行 矿调度员应知道另一线路和主变计划的停送电时间 在此期间供电可靠性下降 全矿井掉电发生时 矿变电工应向矿调度汇报 在事故处理过程中矿调度应使用调度电话与变电所联系 尽量不使用行政电话 此电话为外部联系电话 特别要与供电公司联系 不能占线 否则将延长送电时间 同时也不要老往变电所打电话 将影响变电工分析判断事故原因 处理事故 矿调度员向局调度汇报时 应了解清楚停电事故造成的停电原因 范围和时间 曾有某矿将35kV一段母线掉电 汇报成全矿掉电 十二 电费电价管理 根据 安徽省电价说明 销售电价实行分类电价 煤矿用电一般工商业或大工业电价 都实行峰谷分时电价 1 基建矿井工地施工用电应为一般工商业非工业电价 月交电费 用电电度数 对应时段的电价 功率因数调整电费 2 生产矿井执行大工业电价 大工业用电执行两部制电价 电价包括电度电价和基本电价 电度电价是指按用户用电电度数计算的电价 基本电价是指按用户用电容量 负荷 计算的电价 月交电费 用电电度数 对应时段电价 最大需量或用电容量 基本电价 功率因数调整电费 基本电费的计算 基本电费可按变压器容量计算 也可按最大需量计算 按变压器容量计算基本电费 变压器容量 28元 按最大需量计算基本电费 最大需量 38元 1 最大需量 以15分钟内平均最大负荷记录值为标准 不通过专用变压器接用的高压电动机其最大需量应另加该高压电动机的容量 2 按最大需量计算基本电费的用户 由用户提前半个月提出最大需量申请 供电企业不得拒绝申请 但用户申请最大需量的时间间隔一般不少于6个月 用户申请的需量最少为总装接容量的40 以供电企业核定数为准 超过核定数以上部分的基本电费加倍收取 小于核定数时按核定数计收基本电费 3 对有两路及以上进线的用户 各路进线应分别计算最大需量 3 峰谷分时电价 一 销售电价峰谷时段划分高峰8小时 9 00 12 00 17 00 22 00平谷7小时 8 00 9 00 12 00 17 00 22 00 23 00低谷9小时 23 00 次日8 00 二 居民用电峰谷时段划分平段14小时 8 00 22 00 低谷10小时 22 00 次日8 00 十三 有序用电工作 今后有序用电已成为常态工作 所以集团公司高度重视有序用电工作 已下发了 关于2011年有序用电的通知 淮矿机电便 2011 92号 公司各单位要高度重视 严格按照调度指令进行调荷避峰和拉闸限电工作 尽可能减少限电对公司生产和生活的影响 集团公司有序用电工作由调度室和机电处负责 各单位的有序用电工作由本单位调度室执行 集团公司调度室接到供电公司限负荷通知后 立即安排各单位调度室按照集团公司下达的四级错避峰及限电额度进行错避峰用电 各单位调度要立即通知变电所按集团公司下达的调荷避峰分配指标进行限电 过去由机电处供电科电话通知 效果不好 淮北选煤厂和临涣选煤厂限制生产用电 高压供电设备 开关设备变压器其它设备 四种高压开关的特性总结 SF6断路器 采用六氟化硫气体作为灭弧介质的断路器 SF6是一种化学性质稳定的惰性气体 正常状态下无色 无味 无毒 不燃 无老化现象 具有良好的绝缘和灭弧性能 GIS 室外真空断路器 真空断路器采用高真空作为灭弧介质 其核心部件为真空灭弧室 真空灭弧室内空气非常稀薄 其内气体几乎没有游离作用 触头在分离过程中能迅速灭弧 不会产生大的电弧 真空断路器 真空断路器灭弧室如图所示 触头密封在真空灭弧室内 动 静触头分别焊接在动 静导电杆上 动触头借助波纹管实现密封 在机械机构的驱动作用下 动触头可在灭弧室内沿轴向移动 实现分合电路的作用 高压真空负荷开关一熔断器组合电器 高压开关柜 高压开关柜以高压开关为主 按照一定的接线 针对使用场合 控制对象及主要元器件的特点 将有关的一 二次设备组合起来 装于封闭式或敞开式金属柜内的一种高压成套配电装置 主要用于配电系统 作为接受与分配电能或直接启动大型电机用 组成 母线 高压开关 TA TV 计量仪表 保护装置 信号及操动机构等 根据结构不同 分为普通型 矿用一般型和隔爆型 矿用一般型 我国煤矿常用型号 KYGG GKW GKFC GFW型等 G 开关柜K 矿用型W 室外F 负荷开关C 手车式 高压开关柜 矿用隔爆型 PBG系列矿用隔爆兼本质安全型高压真空配电装置 主变压器 矿用隔爆干式变压器 KSGB型矿用隔爆干式变压器 移动变电站 KSGZY型矿用隔爆型移动变电站是一种可移动的成套供 变电装置 它适用于有甲烷混合气体和煤尘等有爆炸危险的矿井中 将6 10KV电源转换成400 380 693 660 1200 1140 3450 3300 V煤矿井下所需的低压电源 其它设备 电容补偿 谐波抑制装置 过压保护装置 互感器 消弧消谐装置等装置作为供电系统中重要的设备 没有像线路 变压器 高压开关等设备受到同等重视 其运行 维护也应严格按照要求进行管理 无功补偿 提高功率因数 减少功率损耗提高设备的利用率 降低设备容量改善电压质量 减少线路损失提高电力网的传输能力在三相负载不平衡的场合 可以平衡三相的有功及无功负载 谐波的危害 使元件产生附件的谐波损耗 降低了发电 输电及用电设备的效率 影响各种电气设备的正常工作 谐波会产生机械振动 噪音和过电压 设备绝缘老化 以致损坏 谐波会引起并联谐振和串联谐振 造成谐波放大 引起严重事故 谐波会导致继电保护误动作 并使计量误差 对通信线路产生干扰 谐波抑制与无功补偿的关系 在含有谐波的情况下 谐波除自身问题外 也影响负载和无功 产生谐波的装置同时也是消耗基波无功的设备 谐波补偿装置通常也是补偿基波无功的装置 无功补偿与谐波抑制装置 单纯的无功补偿 电容器组 自动投切或分组手动投切谐波抑制装置 电容器串联电抗器分组投切MSVC 自动补偿装置 上述装置在矿区都有使用 但是运行维护方面需要加强 发展方向 SVG无功补偿发生器 价格过高 目前还需要与电容器 电抗器共同使用 装置的运行 电容器组谐波抑制装置MSVC动态补偿按运行规范及说明书内容加强巡视 按周期进行试验 检修 保证设备安全高效运行 电压互感器 工作原理 与普通的变压器相似 是按电磁感应原理工作的 结构原理和接线也相似 作用1 供电给测量仪表和继电器等 正确反映一次电气系统的各种运行情况 2 对低电压的二次系统与高电压的一次系统实施电气隔离 保证工作人员和设备的安全 3 将一次回路的高电压变换成统一标准的低电压值 使测量仪表和继电器小型化 标准化 工作特性 运行中一旦二次侧发生短路 短路电流将使绕组过热而烧毁 因此电压互感器二次要装设熔断器进行保护 不能短路运行 电压互感器故障原因 1 电磁式电压互感器励磁特性不良 2 室内潮湿引起电压互感器绝缘击穿 匝间短路 3 电压互感器二次侧负荷过大或短路 4 电磁式电压互感器引起铁磁谐振过电压 互感器引起铁磁谐振 电磁式电压互感器饱和引起的铁磁谐振过电压时有发生 PT的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因 谐振过电压 因系统的电感 电容参数配合不当 出现的各种持续时间很长的谐振现象及其电压升高 称为谐振过电压 有线性谐振过电压 铁磁谐振过电压 参数谐振过电压等 消谐是一个综合性的系统工程 根据具体的应用环境有不同的更合适的消谐措施 还有一些其它的消谐措施要根据具体环境来选 铁磁谐振 铁磁谐振对PT的损坏 铁磁谐振 分频 一般应具备如下三个条件 铁磁式电压互感器 PT 的非线性效应是产生铁磁谐振的主要原因 PT感抗为容抗的100倍以内 即参数匹配在谐振范围 要有激发条件 如PT突然合闸 单相接地突然消失 外界对系统的干扰或系统操作产生的过电压等 据试验分频谐振的电流为正常电流的240倍以上 工频谐振电流为正常电流的40 60倍左右 高频谐振电流更小 在这些谐振中 分频谐振的破坏最大 如果PT的绝缘良好 工频和高频一般不会危及设备的安全 而6kV系统存在上述条件 消谐措施 一次消谐 PT一次的中性点加装阻尼电阻 消除PT饱和谐振和限制涌流 二次消谐 PT的开口三角绕组上接非线性消谐电阻 微机消谐装置的主要缺点是难以正确区分基波谐振和单相接地 应根据电网的具体情况而定 最好是能将一次消谐装置与二次消谐装置二者相互配合使用 进行优势互补 采取消谐措施的同时还应采取限制间歇性弧光接地过电压等措施 消弧消谐装置及消弧线圈成套装置 由于煤矿供电系统采用中性点不接地的运行方式 煤矿安全规程 第四百五十七条 矿井高压电网 必须采取措施限制单相接地电容电流不超过20A 安装消弧消谐装置及消弧线圈成套装置就是为解决上述问题 消弧线圈利用电感电流补偿因单相接地而形成的电容电流 使得接地电流减小 同时使得故障相恢复电压速度减小 消弧消谐装置利用金属性接地将接地点电流转移 达到消除电容电流的效果 两种设备原理不同 效果好坏尚无定论 由于系统中的电感 电容元件 近年来发生数起谐振事故 造成短路跳闸 PT爆炸等 运行人员应对系统运行参数较为熟悉 一是保证设备运行完好 二要善于总结经验教训 三要完善系统设备 让设备运行在一个良好的环境 发挥最大的功能 电气系统的保护 当电气设备发生短路故障时 能自动迅速地将故障设备从电力系统切除 将事故尽可能限制在最小范围内 保护特性 选择性 快速性 灵敏性和可靠性 变压器保护 主保护电流差动保护 变压器内部 套管至电流互感器引线之间 气体保护 当油浸变压器内部发生故障时 短路电流产生的电弧使变压器油和其他绝