课题一任务一矿井供电系统

新课导入：新课导入：l 在煤矿企业中，煤的开采、运输等都在煤矿企业中，煤的开采、运输等都离不开电，那么，煤矿的矿井供电系统是离不开电，那么，煤矿的矿井供电系统是如何布置的有什么要求？电力负荷如何分如何布置的有什么要求？电力负荷如何分类？下面就介绍矿井供电系统的有关内容。类？下面就介绍矿井供电系统的有关内容。l 知识点：知识点：l 掌握双回路供电系统的概念及矿井负荷对供电系统的要掌握双回路供电系统的概念及矿井负荷对供电系统的要求。求。l 了解供电系统如何将电能输送至井下用电负荷。了解供电系统如何将电能输送至井下用电负荷。l 掌握供电系统中各环节的作用和接线方式。掌握供电系统中各环节的作用和接线方式。l 对矿井供电系统各环节的电气设备的位置和作用、电压对矿井供电系统各环节的电气设备的位置和作用、电压等级、接线方式、电能的输送有清晰的网络概念。等级、接线方式、电能的输送有清晰的网络概念。l 能点力：能点力：l 牢记并遵守综采电气设备安全规定，防止电气事故的发牢记并遵守综采电气设备安全规定，防止电气事故的发生。生。是煤矿生产的主要动力，它主要来源是煤矿生产的主要动力，它主要来源于供电系统。于供电系统。由各种电气设备和配电线路按一定的由各种电气设备和配电线路按一定的接线方式组成。接线方式组成。从电力系统取得电能，通过变换、分配、输从电力系统取得电能，通过变换、分配、输送等环节将电能安全、可靠地输送到动力设备上，送等环节将电能安全、可靠地输送到动力设备上，以满足煤矿生产的要求。以满足煤矿生产的要求。3技术合理性：技术合理性：供电的技术合理性是指电能的电压、频供电的技术合理性是指电能的电压、频率、波形等质量指标要达到一定的技术标率、波形等质量指标要达到一定的技术标准。准。4经济性：经济性：在保证供电的前提下，应力求供电网络在保证供电的前提下，应力求供电网络接线简单，操作方便，建设投资和维护费用接线简单，操作方便，建设投资和维护费用较低。较低。二、电力负荷的分级二、电力负荷的分级 电力负荷的等级：根据不同负荷对供电力负荷的等级：根据不同负荷对供电可靠性的要求不同分级。电可靠性的要求不同分级。一级负荷一级负荷 二级负荷二级负荷 三级负荷三级负荷 凡中断供电造成人员伤亡或在经济等方面凡中断供电造成人员伤亡或在经济等方面造成重大损失者，均为一级负荷。造成重大损失者，均为一级负荷。负荷：负荷：矿井通风设备、井下主排水设备、经常升矿井通风设备、井下主排水设备、经常升降人员的立井提升设备、瓦斯抽放设备等。降人员的立井提升设备、瓦斯抽放设备等。l l要求：要求：l在发生任何一种故障时，两个电源的任在发生任何一种故障时，两个电源的任何部分应不致同时受到损坏；何部分应不致同时受到损坏；l在发生任何一种故障且保护装置动作正在发生任何一种故障且保护装置动作正常时，应有一个电源不中断供电；常时，应有一个电源不中断供电；l在发生任何一种故障且主保护装置失灵，在发生任何一种故障且主保护装置失灵，以致所有电源均中断供电后，应能在有人以致所有电源均中断供电后，应能在有人值班的处所，经过必要的操作，迅速恢复值班的处所，经过必要的操作，迅速恢复一个电源的供电。一个电源的供电。l独立电源：独立电源：指若干电源中的任一个在突然发生停止供电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。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。变配各环节为分列运行的。或母线之间无联系，或有联系，但当其中一或母线之间无联系，或有联系，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。个故障时其联系会自动断开，不影响其他供电的。措施：措施：采用两个独立电源供电。采用两个独立电源供电。l定义：定义：凡中断供电将在经济等方面造成较凡中断供电将在经济等方面造成较大损失或影响重要用户正常工作者，均为二大损失或影响重要用户正常工作者，均为二级负荷。级负荷。l负荷：负荷：经常升降人员的斜井提升设备、地经常升降人员的斜井提升设备、地面压缩空气设备、井筒保温设备、矿灯充电面压缩空气设备、井筒保温设备、矿灯充电设备、井底水窝和采区下山排水设备等。设备、井底水窝和采区下山排水设备等。措施：措施：双回路电源线路供电，也可以采用单双回路电源线路供电，也可以采用单回路专用线路供电。回路专用线路供电。定义：定义：凡中断供电不会在经济上或其他方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。面造成较大影响者，为三级负荷。负荷：负荷：机械修理厂、坑木加工厂等。机械修理厂、坑木加工厂等。措施：措施：一般采用单一回路电源线路供电。一般采用单一回路电源线路供电。三、矿井供电系统：三、矿井供电系统：l如图1l1所示为典型的矿井供电系统。它主要由矿井地面变电所、井下主变电所、采区变电所、综采工作面配电点等组成。l任务任务矿井地面变电所是全矿供电的总矿井地面变电所是全矿供电的总枢纽，它担负着受电、变电及配电的任务。枢纽，它担负着受电、变电及配电的任务。将将35kV电压降为电压降为6kV，通过单母线分段方，通过单母线分段方式分配给地面和井下高压电气设备。式分配给地面和井下高压电气设备。1、矿井地面变电所、矿井地面变电所l单母线分段：单母线分段：l 将两路电源分别接于两段母线上。将两路电源分别接于两段母线上。l特点：特点：l 这种供电方式具有较高的可靠性和灵活这种供电方式具有较高的可靠性和灵活性。性。1、矿井地面变电所、矿井地面变电所2 2井下主变电所：井下主变电所：l 又称井下中央变电所，它是设备变、配电中心。l(1)设备组成：设备组成：l井下主变电所的电气设备主要有：l 动力变压器、照明变压器、高低压开关柜、低压馈电开关、检漏继电器及照明灯具等。由由井井筒筒电电缆缆接接入入6 61 10 0k kV V西西翼翼采采区区东东翼翼采采区区主主水水泵泵变变流流设设备备备备用用主主水水泵泵变变流流设设备备备备用用S SL L7 7 6 6/0 0.4 4T TT T井井底底车车场场低低压压动动力力井井底底车车场场低低压压动动力力井井下下主主变变电电所所采采区区变变电电所所K KS SG GB B K K/Y Y-1 12 2 6 6/0 0.6 69 9工工作作面面配配电电点点工工作作面面配配电电点点K KS SG GZ ZY Y6 6/0 0.6 69 91 1.1 14 4l(2)主要任务：主要任务：l 井下主变电所的主要任务是向下列设备及地点配电：l1)各采区变电所；l2)主排水泵的高压电动机；l3)井底车场及其附近巷道的低压动力设备和照明装置；l4)井下电动机车需要的变流设备。l(3)接线系统：接线系统：l 井下电源引自地面变电所低压侧。立井开拓的矿井，电缆经进风井引人井下中央变电所，采用双回路供电双回路供电。l 如图1l1所示高压系统的进线及馈出线均设断路器。l 接线系统要求。l(1)设备组成：设备组成：采区变电所的主要设备有：l1)用于进线、控制及保护变压器的高压配电箱。l2)用于将6kV电压降至380V或660V的动力变压器。l3)用于接通、分断和保护供电线路的低压馈电开关。l4)供变电所和附近巷道照明用的照明综合保护装置。l5)为了防止电网漏电引起各种事故，变电所必须设置检漏继电器和接地装置。3、采区变电所、采区变电所3、采区变电所、采区变电所l(2)采区变电所接线：采区变电所接线：l 采区变电所的高压电源电缆通常自井下主变电所或经其他采区变电所引入。电缆经过井底车场、运输大巷及轨道上山斜巷接至采区变电所。l 采区变电所接线方式种类很多，下面介绍几种常用的典型接线方式：1）采区变电所高压一路电源进线接线：）采区变电所高压一路电源进线接线：l当一台或两台变压器向采区供电时，可采用如图a所示的接线方式。l这种接线的l 是每台变压器分别设置一台电源控制开关。它具有供电可靠、运行灵活的优点，同时对过电流故障有较强的保护性，所以被广泛应用。l当采区有多台变压器供电时，可考虑设置电源进线总开关，电路接线如图b所示。l 采用这种接线，当控制各台变压器的高压断路开关需要正常维修或故障处理时，就可由电源进线总开关进行控制。l 因此，这种接线方式可靠性、运行灵活可靠性、运行灵活性和操作的方便程度性和操作的方便程度等方面都比图a所示接线方式优越。2）采区变电所高压双回路电源进线接线：）采区变电所高压双回路电源进线接线：u 一回路供电、一回路带电备用的接线方式一回路供电、一回路带电备用的接线方式u 两回路同时供电的接线方式两回路同时供电的接线方式u 采区变电所低压配电系统的接线方式采区变电所低压配电系统的接线方式一回路供电、一回路带电备用的接线方式一回路供电、一回路带电备用的接线方式两回路同时供电的接线方式两回路同时供电的接线方式采区变电所低压配电系统的接线方式采区变电所低压配电系统的接线方式4 4综采工作面配电点：综采工作面配电点：l 随着我国煤炭工业的高速发展，采煤工作面综合机械化程度迅速提高，机电设备单机容量和总的容量不断增大。综采工作面一般为长壁工作面，由于回采速度快，要求运输顺槽加长，一般在l 000m以上，从而使工作面供电距离增长，所以往往采用移动变电站的供电方式将电能由采区变电所向距离较远的综采工作面供电。l1)移动变电站：移动变电站：l 其主要作用是降低电压供工作面使用以及缩短低压供电距离。l2)低压侧总馈电开关：低压侧总馈电开关：l 采用千伏级真空馈电开关，用于控制电动机的千伏级真空磁力启动器。l3)输送机、转载机、通信、信号及控制系统。l4)专用支架灯照明系统。l5)在回风顺槽采用瓦斯超限断电控制系统供电。l6)煤电钻变压器综合保护装置及井下安全报警装置等。工作面配电点工作面配电点(2)综采电气设备应具备的特点综采电气设备应具备的特点l1)运行可靠运行可靠 综采电气设备要求事故率低，综采电气设备要求事故率低，能保证安全可靠地运行。能保证安全可靠地运行。l2)安全性能好安全性能好 综采电气设备不但有比较齐综采电气设备不但有比较齐全的各种保护，而且有多种闭锁装置，使全的各种保护，而且有多种闭锁装置，使 操作者在安全可靠条件下工作。操作者在安全可靠条件下工作。l3)技术先进技术先进 在综采电气设备上，广泛应用在综采电气设备上，广泛应用了电子控制和保护线路，并且采取了真空了电子控制和保护线路，并且采取了真空l技术，从而提高了电气设备的控制和保护技术，从而提高了电气设备的控制和保护能力，提高了灭弧和绝缘性能，使设备在能力，提高了灭弧和绝缘性能，使设备在使用上更加安全可靠。使用上更加安全可靠。l4)安全维护方便安全维护方便 综采电气设备基本上采用综采电气设备基本上采用整体组合结构，各种保护组件大多数采用整体组合结构，各种保护组件大多数采用l插件结构，可方便地进行更换和检查。插件结构，可方便地进行更换和检查。l5)供电质量好供电质量好 综采电气设备一般都使用综采电气设备一般都使用1 140V电压等级，而且将电压等级，而且将6kV高压直接送至高压直接送至工作面，缩短了低压供电距离，降低了线工作面，缩短了低压供电距离，降低了线路电压损失。路电压损失。(3)综采工作面供电系统的组成综采工作面供电系统的组成 l 综采工作面供电系统主要由高压供电系统、变电系统和低压供电系统三大部分组成。如图116所示。l1)6kV高压系统：高压系统：6kV高压系统由高压电高压系统由高压电缆、高压配电箱和高压电缆连接器组成。缆、高压配电箱和高压电缆连接器组成。l2)变电系统：变电系统：变电系统由移动变电站组变电系统由移动变电站组成，将成，将6 kV高压经移动变电站的变压器变为高压经移动变电站的变压器变为 1140V低压输出，作为综采工作面的动力低压输出，作为综采工作面的动力压。压。3)低压供电系统：低压供电系统：低压供电系统由低压馈电开关和真空磁力启动器等构成。低压供电系统是综采工作面较复杂的供电系统，设备多，容量大，因此对低压供电系统的设备有如下要求：l低压开关具有较高的分断能力，保护齐全，并能较好地实现短路保护的选择性及后备保护。l必须设置漏电闭锁装置，防止人身触电及保证矿井生产的安全。l开关必须选用体积小、容量大、寿命长、安全可靠的真空断路器或接触器。l开关操作控制回路必须选用本质安全型电路。l小结：小结：l 本次课介绍了井下供电要求、电力负荷分级、矿井供电系统等内容，对上述内容要了解，并掌握其井下供电有的要求、电力负荷分级及矿井供电系统的接线布置等情况。l思考与作业：思考与作业：l P11 1，2，4