矿山电工学1课件

矿山电工学12024/4/17矿山电工学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、主要参考书矿山电工学1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。

矿山电工学1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矿山电工学1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矿山电工学1CH1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。矿山电工学1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矿山电工学1一、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矿山电工学1矿山电工学1典型电力系统图矿山电工学1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)矿山电工学1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)矿山电工学1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)矿山电工学12.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。矿山电工学12.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。矿山电工学1变电所图矿山电工学12.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：3kV~330kV

超高压电网：330kV~1000kV

特高压电网：1000kV以上矿山电工学1二、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。矿山电工学1表1-23KV以下电气设备与系统额定电压等级（V）矿山电工学1受电设备与系统额定电压供电设备额定电压设备最高电压33.15

66.36.91010.511.535

40.560

69110

126220

252330

363500

550750

--

表1-33KV以上电气设备与系统额定电压等级（kV）矿山电工学1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矿山电工学1二、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．矿山电工学13.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

①与发电机相连时，VTN1=VGN

②与线路（系统）相连时，VTN1=VN矿山电工学13.电气设备额定电压的确定(2)

B.变压器输出侧额定电压VTN2①与35kV及以上线路相连VTN2=1.1×VN②与35kV以下线路相连，但变压器的VS%>7.5%，或连接长线路时VTN2=1.1×VN③其他情况VTN2=1.05×VN矿山电工学13.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。矿山电工学1请根据下面系统图已知参数确定各电气元件的额定电压。6.3kV6.3/363/121kV110/10.5kV330/38.5kV6/0.4kV?矿山电工学1121kV110kV10.5kV38.5kV10.5kV0.418kV0.38kV110kV35kV10kV10.5kV~10.5kV矿山电工学1二、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)：井下电机车矿山电工学14.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矿山电工学1三、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。矿山电工学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。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。?矿山电工学1二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。矿山电工学1三、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(<1%)、谐波畸变率(<5%)。

3）保证供电系统的经济性。建设成本低、运行效益好。矿山电工学1第二节矿山供电系统一、供电系统的结线方式二、供电系统三、矿井各级变电所及配电点矿山电工学1一、供电系统结线方式（1）基本概念供电系统结线：各电气设备及其联接线构成的电路，进行汇集和分配电能。包括：系统/网络接线，变电所主结线母线：汇流排，集中和分配电能结线方式按布置方式分：放射式、干线式、环式、两端供电式按运行方式分：开式网络、闭式网络按可靠性分：有备用网络、无备用网络矿山电工学12.系统/网络结构1）放射式（1）单回放射式：适用三级负荷、二级小负荷或某些专用设备的供电。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。放射式结线－－－－－单电源单回路矿山电工学1（2）双回路放射式单电源双回路：从一段母线上并列引出两回线路，每回线路有单独的开关控制。适用二级负荷。供电可靠性高，运行可采用并列运行，也可一路运行，一路备用，运行灵活。矿山电工学1双电源双回路：从两段母线上各引出一回线路对用户供电。适用较大容量或一级负荷的供电。供电可靠性相对更高。缺点是设备投资相对较大，继电保护保护设置相对难。（2）双回路放射式矿山电工学12）干线式供电直接联络式：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。矿山电工学12）干线式供电结线图矿山电工学1贯穿联络式：各用户为串联方式，再联结各用户的干线的进出两端均采用隔离开关，可减少某段干线故障而引起的停电范围，设备投入增加。矿山电工学13）环式：线路将电能从两段母线或同一电源引出，经过不同线路接入变电所或负荷点。适用于电源对矿区用户相对位置居中或较远，而用户间距较近，且负荷相差不太悬殊的供电。供电可靠性高，运行、保护整定困难。矿山电工学1一、供电系统结线方式（3）3.变电所主结线：

单母线、桥式、双母线、线路－变压器式

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。矿山电工学1（1）单母线不分段单母线不分段特点：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。矿山电工学1（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。矿山电工学1单母线分段结线图矿山电工学1穿越负荷矿山电工学1双母线两段母线互为备用。该接线适用于负载较重要的用户，运行可靠性和灵活性都较好。它适用于电压为6～10kV级。矿山电工学12）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。根据跨接桥横联位置的不同，桥式结线可分为“外桥式”、“内桥式”和“全桥式”。矿山电工学12）桥式结线（外桥）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。

适用变电所：A.供电线路短、切换线路少；B.要经常切换变压器的；C.有稳定的穿越功率的；D.处于环网中；E.向一、二级负荷供电的。矿山电工学12）桥式结线（内桥）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。提高对电源线路运行的可靠性和倒闸操作的灵活方便性。

适用变电所：A.供电线路长（线路故障几率大）；B.不需要经常切换变压器的且负荷稳定的；C.没有稳定的穿越功率的；D.处于电网终端；E.向一、二级负荷供电的。矿山电工学12）桥式结线（全桥）全桥结线克服了外桥和内桥结线的不足，操作方便、运行灵活，但其相应占地面积大，投资增加。对于电压在35