矿山电工学 1绪 论

TCQ011124BJ(GB),矿山电工学,郭孝园,信电学院电气工程系,TCQ011124BJ(GB),1,绪论,一、课程性质与任务二、主要学习内容三、教学方式与考核四、主要参考书,TCQ011124BJ(GB),2,课程性质与任务,1.专业必修课2.课程特点：专业性强理论与实际联系性强3.教学要求与任务：通过对本课程的学习，对矿山供电系统、煤矿井下用电安全有明确的了解，掌握电气设备的防爆原理、常用煤矿电气机械的构造及原理、井下三大保护的原理与作用。,TCQ011124BJ(GB),3,主要学习内容,CH1矿山供电系统及设备CH2安全用电及保护CH3煤矿机械设备的电气控制CH4节电及电气化指标CH5井下供电系统设计与计算,TCQ011124BJ(GB),4,主要参考书,1.矿山电工学/赖昌干等编煤炭工业出版社1991.112.矿山电工学（采矿工程专业）/郭玉等编煤炭工业出版社19843.煤矿井下用电与安全:矿山电工/王志宏编著中国矿业大学出版社19894.矿山电工学/本溪钢院、鞍山冶金专科学校编中国工业出版社1961,TCQ011124BJ(GB),5,CH1矿山供电系统及设备,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、电力负荷分级及对供电系统的要求、供电系统的连接方式、矿山供电系统中的高、低压电气设备。2.熟练掌握：矿山供电系统中的电气设备额定电压的确定，可调压变压器分抽头的调整。,TCQ011124BJ(GB),6,第一节概述,一、电力系统二、电力系统的额定电压三、电力负荷分级及其对供电的要求,TCQ011124BJ(GB),7,一、电力系统,电力系统的概念：是指进行生产、传输、分配、消费电能的各个环节构成的一个整体。,图1一个简单的电力系统,TCQ011124BJ(GB),8,TCQ011124BJ(GB),9,典型电力系统图,TCQ011124BJ(GB),10,主要电气设备符号（1）,交流发电机(G)电力变压器(T)断路器(QF)隔离开关(QS)熔断器(FU)刀开关(QK)熔断式开关(Q),TCQ011124BJ(GB),11,主要电气设备符号（2）,负荷开关(Q)电流互感器(TA)阀型避雷器(F)电容器(C),TCQ011124BJ(GB),12,主要电气设备符号（3）,线路、母线(W)电压互感器(TV)电抗器(L)电缆及终端(X),TCQ011124BJ(GB),13,2.电力系统的主要环节（1）,（1）发电厂（站）:指将其他形式的能量转换成电能的场所。一般根据所使用的能源的不同，将电厂分为火力发电厂、水力发电站、核电站、潮汐电站、风力发电站。,TCQ011124BJ(GB),14,2.电力系统的主要环节（2）,（2）变电所：指进行电压变换和汇集、分配电能的场所。按用途分：升（降）压变电所、联络变电所、工矿企业变电所、农村变电所、整流变电所等。按地位分：枢纽变电所、穿越变电所、终端变电所。按供电范围分：区域（一次）变电所、地区（二次）变电所。,TCQ011124BJ(GB),15,变电所图,TCQ011124BJ(GB),16,2.电力系统的主要环节（3）,（3）电力网：将输送、变换、分配电能的各种变电所和各电压等级的电力线路构成的网络称为电力网。根据电压等级的不同，电力网可分为：低压电网：1kV及以下高压电网：3kV330kV超高压电网：330kV1000kV特高压电网：1000kV以上,TCQ011124BJ(GB),17,二、电力系统的额定电压（1）,1.额定电压：能使各种电气设备、电器等正常工作的电压，此时其技术性能和经济效果最好。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。,TCQ011124BJ(GB),18,表1-23KV以下电气设备与系统额定电压等级（V）,TCQ011124BJ(GB),19,表1-33KV以上电气设备与系统额定电压等级（kV）,TCQ011124BJ(GB),20,电压与输送容量及距离,各种电压线路送电容量与距离的参考值,TCQ011124BJ(GB),21,二、电力系统的额定电压（2）,3.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,TCQ011124BJ(GB),22,3.电气设备额定电压的确定(1),确定电气设备额定电压的一般规律：A.发电机：额定电压VGN=1.05系统额定电压B.变压器：受电侧额定电压VTN1与发电机相连时，VTN1=VGN与线路（系统）相连时，VTN1=VN,TCQ011124BJ(GB),23,3.电气设备额定电压的确定(2),B.变压器输出侧额定电压VTN2与35kV及以上线路相连VTN2=1.1VN与35kV以下线路相连，但变压器的VS%7.5%，或连接长线路时VTN2=1.1VN其他情况VTN2=1.05VN,TCQ011124BJ(GB),24,3.电气设备额定电压的确定(3),C.系统额定电压与设备额定电压系统VN=用电设备VN系统额定电压和设备额定电压值根据表1-2、1-3确定。下面举例说明电力系统中电气设备额定电压的确定方法。,TCQ011124BJ(GB),25,请根据下面系统图已知参数确定各电气元件的额定电压。,6.3kV,6.3/363/121kV,110/10.5kV,330/38.5kV,6/0.4kV,?,TCQ011124BJ(GB),26,121kV,110kV,10.5kV,38.5kV,10.5kV,0.418kV,10.5kV,TCQ011124BJ(GB),27,二、电力系统的额定电压（4）,4.煤矿常用电压等级及应用范围36V及以下：井下电气设备控制及局部照明127V：井下照明及手持式电钻220V：矿井地面照明250V(DC)：电机车380V：小型矿井井下使用500V(DC)：井下电机车,TCQ011124BJ(GB),28,4.煤矿常用电压等级及应用范围,660V：井下低压动力750V(DC)：露天煤矿工业电机车1140V：井下综采动力1500V(DC)：露天煤矿工业电机车6kV：井上、下高压电机及配电电压10kV：特大型矿井井上、下高压电机及配电电压35、60、110kV：矿区受电电压或配电电压,TCQ011124BJ(GB),29,三、电力负荷的分级及对供电的要求,1.电力负荷的等级：根据不同负荷对供电可靠性的要求不同分级。一级负荷：采用两个独立电源供电。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。,TCQ011124BJ(GB),30,一级负荷,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。如矿井的通风、排水、提升等负荷。生活中还有什么其他场合属于一级负荷独立电源：指若干电源中的任一个在突然发生停止供电时，不会影响其他电源的供电。如分段母线的电源来自不同发电机，且其输变配各环节为分列运行的。或母线之间无联系。或母线之间有联系，但当其中一个故障时其联系会自动断开，不影响其他供电的。,?,TCQ011124BJ(GB),31,二级负荷,在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、提运设备、井底车场的整流设备等。,TCQ011124BJ(GB),32,三、电力负荷的分级及对供电的要求,2.电力负荷对供电的基本要求1）保证供电的安全可靠性；系统运行可靠，设备工作可靠。2）保证电能的良好质量；电压偏差（5%)、频率偏移(合QS4,QS6，再合QF2-合QS7,QS8，再合QF3,-向负载供电切换线路：切除负载-断QF1,QS5,QS3-等待上级变电所断WL1-断QS1、合QS2-等待上级送电-合QS7,QS8，QF3-合QS3,QS5，QF1-向负载供电,WL2,WL1,WL1,TCQ011124BJ(GB),53,内桥结线,原来线路WL1通过变压器T1对负载供电，(此时假设WL2、T2退出运行)假设现在需要：切换变压器：切除负载-断QF1,QS1,QS3-断开QS5-闭合QS6-合QS1,QS3，再合QF1-合QS7,QS8