矿井供电系统

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,矿井供电,（,第一讲,）,2011年哈密地区继续教育培训班,矿井供电系统与供电设备,2011年10月25日,1,主要内容,矿井供电系统,矿井供电线路,高压供电设备,低压配电开关,电力变压器和移动变电站,矿用电缆,2,第一章 矿井供电系统,矿井供电系统简介,3,第一节 矿井供电概论,一、煤矿对供电的基本要求：,电力是煤矿的主要能源，为确保安全供电和生产，煤矿对供电有四个要求：,1.供电安全-供电安全包括人身安全、矿井安全、设备安全三个方面。,2.供电可靠-供电可靠是指不间断供电。根据负荷的重要程度，煤矿电力负荷分为三类，各类负荷对供电的可靠性要求不同，采取的供电方式也不同。,第一章 矿井供电系统,4,1）一类负荷,凡因突然停电可能造成人身伤亡或重要设备损坏或给生产造成重大损失的负荷为一类负荷。如主通风机、提升人员的立井提升机、井下主排水泵、高瓦斯矿井的区域通风机、瓦斯泵以及上述设备的辅助设备等。对一类负荷供电必须有可靠的备用电源，一般由变电所引出的独立双回路供电。,第一章 矿井供电系统,5,2）二类负荷,因突然停电可能造成较大经济损失的负荷为二类负荷。生产设备多为二类负荷，如非提升人员的主提升机、压风机以及没有一类负荷的井下变电所等。对大型矿井的二类负荷，一般采用具有备用电源的供电方式。,第一章 矿井供电系统,6,3）三类负荷,不属于一、二类负荷的所有负荷都属于三类负荷。如生产辅助设备、家属区、办公楼、机修厂等。对三类负荷供电的可靠性没有要求，可采用一条线路对多个负荷供电，以减少设备投资。,第一章 矿井供电系统,7,3.供电质量-供电质量是指供电电压、频率基本稳定为额定值。我国煤矿一般要求电压允许偏差不超过额定电压的5%，频率允许偏差不差过（0.20.5）赫兹。,第一章 矿井供电系统,8,4.供电经济-供电经济是指矿井供电系统的投资、电能损耗及维护费用尽量少。这就要求合理的确定供电系统，优选质量高、损耗少、价格低的系统设备，但是必须在满足上述三个要求的前提下，尽量保证供电的经济性。此外，考虑到以后的发展，在煤矿供电设计时还应留有扩建的余地。,第一章 矿井供电系统,9,二、供电电压等级：,供电线路电压等级取决于供电的功率及供电距离。供电功率越大，输送距离越远，需要的电压等级越高。这是因为供电功率越大，线路中的电流越大；距离越远，线路的阻抗越大，从而使得线路的功率损失和电压损失越大。在功率一定的情况下，提高供电电压，可减少功率及电压损失，提高供电的质量和经济性。,第一章 矿井供电系统,10,目前，我矿使用的供电电压为：,10KV 地面变电所的电源电压,6KV 大型设备的主要动力用电电压及下井电压。,1140V 综采工作面的常用动力电压,660V 井下采掘运输等设备的动力用电电压,380V 地面低压动力用电电压,220V 地面照明或单相电器的用电电压,127V 井下煤电钻、照明及信号装置的用电电压,36V 矿用电器控制回路常用电压,第一章 矿井供电系统,11,三、煤矿供电电源,煤矿供电电源一般来自电力系统，只有尚未建成电力系统的地区才由地方发电厂或自备电厂供电。电力系统是指由发电厂、各级变电所、输电线路组成的整体。电力系统一般包括二个或更多的发电厂，各发电厂之间通过变电所以输电线路相连，称为并网，以便互为备用，保证供电可靠，并可合理的调配各发电厂的负荷。,第一章 矿井供电系统,12,对煤矿系统的供电，应根据其附近的电源和煤矿的具体情况而定。为保证供电可靠，煤矿安全规程规定：矿井应有两回电源线路。当任一回路发生故障而停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。矿井的两回电源线路上不得分接任何负荷。正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式（即两回路电源独立供电，互不连接），一回路运行时，另一回路必须带电备用，以保证供电的不间断性。,第一章 矿井供电系统,13,第二节 矿井供电系统,由矿井的各级变电所、各电压等级的配电线路共同构成了矿井供电系统。对矿井的供电系统，一般采用两种典型的方式：深井供电系统、浅井供电系统和平硐供电系统。,第一章 矿井供电系统,14,第一章 矿井供电系统,矿井供电系统的类型,15,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。,如下页图6kV高压电能从矿井地面变电所母线引出，先由沿井筒敷设的铠装电缆送至井下主变电所，再送到采区变电所或移动变电站降压，得到660V或1140V低压电，然后经过采掘工作面配电点，向采掘机械等设备供电。,第一章 矿井供电系统,16,地面部分,17,井下部分,18,浅井供电系统,对矿层埋藏不深（距地表100200m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）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610kV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。,第一章 矿井供电系统,19,浅井供电系统,（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。,（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。,第一章 矿井供电系统,20,浅井供电系统,深井与浅井供电系统的不同：,在于浅井井底车场的配电所代替了深井系统中的井下变电所，以及采用钻眼向采区供电的方式。,钻眼供电的优点,（1）将由矿井地面变电所至采区变电所的电缆线路换成可靠的架空线路，节约有色金属和投资；,（2）井下巷道中没有高压电缆，人员设备更安全。,第一章 矿井供电系统,21,钻眼供电的优点,（3）减少井下变电所硐室的开拓；,（4）再由沼气煤尘突出的采区，由于使用变电亭，使防爆高压配电箱和矿用变压器的使用大大降低；,缺点,（1）需要进行钻孔、下套管，且套管不能回收；,（2）需要加设架空线路、修建变电亭；,（3）冬季施工维护困难。,第一章 矿井供电系统,22,浅井供电系统地面变电所,23,平硐供电系统,对矿层埋藏较浅（低于100m）、分布范围广的矿井一般采用平硐开采的供电系统。,对深部的用电设备，可利用小风井、斜井或钻孔附近设置的地面变电亭提供低压电力。当需要向平硐提供直流电时，可先经地面变电所整流，再用电缆下送。对平硐开拓且井深在150m的用电设备供电，其系统与深井供电相同。,第一章 矿井供电系统,24,当煤层埋藏较深、井田范围较大、井下用电量较大时一般采用深井供电系统。其特征为：由地面变电所、井下中央变电所和采区变电所构成三级高压供电。,第一章 矿井供电系统,25,（1）地面变电所的电源为双回路，电源进线电压为35KV，经过主变压器将电压变为6KV，再经6KV母线将电能分配给地面各高压用电设备，其中一、二类负荷分别由两段母线供电；并用双回路电缆通过井筒向井下中央变电所供电。地面变电所还设有低压变压器，将6KV电压变为660V向地面低压动力供电。,第一章 矿井供电系统,26,金鸡岩地面变电所供电示意图,第一章 矿井供电系统,27,（2）井下中央变电所的分段母线和高压配电箱将6KV的高压电能分配给井底车场附近的高压用电设备和各采区变电所，主排水泵、电机车的变流设备等一、二类负荷分别由两段母线供电。井下中央变电所设有动力变压器，将6KV电压变为660V，向井底车场附近的动力设备供电；还设有照明变压器综合保护装置，将电压变为127V，向井底车场及附近巷道和硐室中的照明设备供电。,第一章 矿井供电系统,28,（3）采区变电所设置的动力变压器将6KV电压变为660V，通过低压电缆分送到工作面配电点，再由工作面配电点分送到工作面及附近巷道的各用电设备，配电点还设有煤电钻变压器综合装置将电压变为127V，向工作面的煤电钻供电。采区变电所及附近巷道中的照明由采区变电所中的照明信号综合装置供电。,第一章 矿井供电系统,29,综采工作面一般需要1140V的电压。采区变电所中的高压配电箱将6KV电能输送到采面巷道中的移动变电站，经过移动变电站将电压变为1140V，再送到工作面配电点，给综采设备采煤机、刮板输送机、桥式转载机供电。,第一章 矿井供电系统,30,第一章 矿井供电系统,31,N二区一号变电所的双回路电源分别来自+355中央变电所的5#高压开关（PBG-300/6）和2#高压开关（PBG-300/6)。其供电范围主要为+290机轨巷西段，包括皮带机、N2707采面、7号层轨道巷、N区集中皮带巷及专局供电。,第一章 矿井供电系统,32,第一章 矿井供电系统,33,N二区2#变电所的高压母线分别来自N二区1#变电所的9#高压开关（BGP9L-6AK 200A）和N二区1#变电所的12#高压开关（BGP9L-6AK 200A）。,第一章 矿井供电系统,34,第一章 矿井供电系统,35,N二石门变电所的电源母线分别来自杨地湾地面变电所的9#高压柜和+355中央变电所的6#高压柜。 N二石门变电所的供电范围为二号暗斜井的2米提升系统（包括绞车电机、盘式制动器的双油泵、上车场内绞、推车器、下磨盘内绞、硐室和巷道照明、挡车拦、电动道岔等）、N二集中下山提升系统、+295架空人车、N二石门炸药库、雷管库照明、1#暗斜井架空人车等。,第一章 矿井供电系统,36,第三节 井下变电所,一、井下中央变电所,井下中央变电所又称井下主变电所，是井下供电的中心，它担负着整个井下受电、配电、变电的重要任务。,第一章 矿井供电系统,37,1.井下中央变电所位置的确定原则,（1）尽量位于负荷中心，以节省电缆并减少电能损耗和电压损失。,（2）电缆进出线和设备运输要方便。,（3）变电所通风要良好，以便散热和降低瓦斯浓度。,（4）变电所顶板要牢固、无淋水，以防电气设备受损、受潮。,第一章 矿井供电系统,38,+355中央变电所供电图,第一章 矿井供电系统,39,+355中央变电所主要供电范围为N二石门一回母线电源，N二区1#变电所双回路母线电源，150变电所双回路母线电源，中央水泵房电机供电，给煤机电源，充电机电源等。,第一章 矿井供电系统,40,综上所述，一般中央变电所设置在井底车场附近，并与中央水泵房相邻。有条件时还应与电机车的变流所联合建筑。,煤矿安全规程规定：对井下中央变电所供电的线路不得少于两回路，当任一回路停止供电时，其余回路应能担负井下全部负荷的供电。,第一章 矿井供电系统,41,井下中央变电所的高压母线一般都采用单母线分段接线，母线段数与下井电缆数相对应。每一条下井电缆都通过高压进线开关与一段母线相连，相邻段母线之间装有联络开关。正常情况下联络开关断开，采用分列方式，分别由下井电缆向各段母线负载供电。当某条电缆由于故障而退出运行时，将母线联络开关闭合，由其它电缆保证对负荷的供电,。,第一章 矿井供电系统,42,二、井下采区变电所,采区变电所是采区供电的中心，它担负着整个采区的受电、配电、变电任务。,一般采区变电所属于二类负荷，可采用专回路专线供电。但随着煤矿采掘机械化程度的提高，尤其是高产高效矿井的出现，综采和综掘设备在煤矿生产中已大量使用，其产量和进尺对整个矿井生产具有很大的影响。,第一章 矿井供电系统,43,因此，对综合机械化采煤和掘进工作面常要求独立的双回路电源供电，以保证原煤产量和掘进进尺不受影响。此外，有采区分区水泵等一类负荷的采区变电所也采用独立的双回路供电。,第一章 矿井供电系统,44,采区变电所每台变压器的低压侧都装有1台自动馈电开关作为总开关。并且配有漏电保护装置（检漏继电器），每台低压配出线都设有自动馈电开关作为配电开关，控制和保护配出线路。各变压器采用分列运行方式。由照明变压器综合装置提供照明需要的127v电压。所有设备都采用矿用隔爆型。,第一章 矿井供电系统,45,采区变电所的硐室与设备布置基本同井下中央变电所，所不同的是底板不需要抬高。高压设备与低压设备在两侧布置，也可将高压设备与低压设备同侧布置，由变压器隔开。,采区变电所内的主要电气设备与井下中央变电所基本相同，只是没有整流设备。,第一章 矿井供电系统,46,三、移动变电站,移动变电站是由特制的高压配电箱、干式变压器和低压配电装置组成的整体，安放在平车上，可在平巷的轨道上移动。采用移动变电站供电的优点是缩短低压供电距离，减少电压损失，随工作面的移动而移动，一般用于向综采工作面供电。,第一章 矿井供电系统,47,移动变电站一般设置在工作面平巷，距离工作面150300m，工作面每推进100 200m，变电站向前移动一次，使综采工作面的低压供电距离不超过500m。移动变电站的设置原则是靠近负荷中心，同时考虑安全性和经济性。,第一章 矿井供电系统,48,四、工作面配电点,工作面配电点是将采区变电所或移动变电站送来的1140v或660v电能分配给采煤工作面或掘进工作面的设备。工作面电钻和照明用的127v电源由煤电钻和照明综合保护装置供电。,第一章 矿井供电系统,49,N2806综采工作面供电图,第一章 矿井供电系统,50,第二章 矿井供电线路,煤矿是具有一、二级负荷的大型企业，一般采用35kV双电源供电。其供电系统由降压变电所与高、低压配电线路组成。根据负荷的种类和性质不同，供电系统采用不同的接线方式。,对接线方式的基本要求是：,(1)供电可靠。,根据负荷等级的不同，应采用相应的接线方式来保证不同可靠性的要求。,(2)操作方便。,各种接线方式应具有线路简单、运行灵活、倒闸方便的特点，并能充分保证工作人员在进行各种操作和切换时的人身安全和设备安全。,(3)经济合理。,接线方式在满足以上要求的情况下应力求结构简单，以减少设备投资和运行费用。,在符合煤矿安全规程的前提下尽量采用高压深入负荷中心的接线方式。,51,第二章 矿井供电线路,一、配电网络的接线方式,配电网络按电压的高、低分为高压配电网络和低压配电网络。配电网络的作用是将上一级的降压站(变电所)向下一级的降压站(变电所)或用电设备配送电能。,1 放射式接线,单回路放射式接线,52,第二章 矿井供电线路,单电源双回路放射式接线,53,第二章 矿井供电线路,双电源双回路放射式接线,54,2 树干式接线,第二章 矿井供电线路,直接树干式接线方式,单回路树干式接线方式,55,第二章 矿井供电线路,备用干线的树干式接线,双回路树干式接线方式,56,第二章 矿井供电线路,3 环形接线,配电网络的接线方式,57,第二章 矿井供电线路,二、变电所的主接线方式,线路变压器组接线,58,第二章 矿井供电线路,变电所的主接线方式,桥式接线,59,第二章 矿井供电线路,双母线接线,60,一、高压开关电器,分立使用的高压开关电器主要有：,熔断器、断路器、隔离开关、负荷开关。,熔断器,：当有过电流流过时，元件会由于本身发热而熔断，并借助灭弧介质的作用，使其连接的电路断开，从而保护电力线路和电气设备。,按结构和动作原理分为：,限流式熔断器和跌落式熔断器。,第三章 高压供电设备,61,1. 熔断器,1）限流式,熔断器,组成：熔丝,磁管、石英,砂及联结附,件等。,结构图：,62,1.熔断器,1）限流式熔断器,（1）熄弧能力强，可在短路电流达到最大峰值前约0.01s内使其减至零，使电弧熄灭。因此可限制短路电流，降低对电气设备的动、热稳定性的要求。,（2）由于电弧电流被强迫过零，容易产生过电压。需要将过电压限制在2.5倍额定电压下。,采用变截面熔体，使各段熔体的熔化时间错开，达到适当延长熔化时间并限制过电压的目的。,第三章 高压供电设备,63,1）限流式熔断器,（3）开断电路时无游离气体排出，广泛用于室内配电装置中。,RN,1,系列的I,N,20200A型，供高压线路和设备的短路过载保护用。,RN,2,系列专门作为TV的短路保护用。,（4）选择：,A. 熔断器的上限容量不大于最大短路电流，下限容量不小于最小短路电流。,B. 保护电机的熔丝安秒特性曲线，应高于电机启动时的安秒特性，且同一电流及最大电流下两者时差不应大于0.5s。,第三章 高压供电设备,64,RN1、RN2、RW10-35型、RNZ型系列户内、户外、直流熔断器,65,2）RW1系列户外跌落式熔断器,绝缘子,熔丝管,进,接线座,出接线座,静,、动,触头,切断负荷钩,安装,板,66,2）RW1系列户外跌落式熔断器,正常情况下，其利用熔丝将由动触头组成的熔丝管上的活动关节拉紧，使熔断器保持在通路状态。故障使熔丝产生高温电弧使熔丝管内产生大量的气体，引起管内压力升高，气体高速向外喷出产生强烈的去游离作用，使电流过零时将电弧熄灭。活动关节因熔丝熔断而释放，熔丝管跌落。,由于其在灭弧时会产生大量的游离气体，并伴随巨大响声，一般只在户外适用。,第三章 高压供电设备,67,2. 断路器,作用：切断正常负荷电流和短路故障电流，既作控制又兼作保护用。,符号含义,：例SN1-35G-3000-30,S灭弧方式(K-空气；S-少油；D-多油；,Z-真空；C-磁吹；L-六氟化硫)；,N安装方式(N-户内；W-户外)；,1设计序号； 35额定电压(kV)；,G代表改进型； 3000额定电流(A)；,30额定容量(MVA),第三章 高压供电设备,68,（1）多油断路器,使用油作为灭弧和绝缘介质，箱内充油较多。,矿用主要有DN1-10和DN1-10G型。,第三章 高压供电设备,69,（2）少油断路器,少油断路器充油较少，油仅作为灭弧介质用，绝缘靠空气和磁绝缘子实现。相比多油型其油量少，油箱结果坚固，使用安全、安装简单。,运行时油箱带电，必须安装在支持绝缘子上。,断路器电容器,支持瓷套,灭弧装置,中间机构箱,底座,70,（3）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。,第三章 高压供电设备,71,（3）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。,第三章 高压供电设备,72,73,（4）SF,6,断路器,采用六氟化硫气体作为灭弧介质的断路器。SF,6,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。,SF,6,断路器具有开断能力强、断口电压高、噪音小、无火灾危险等优点。但SF,6,在高温电弧的作用下分解的低氟化物剧毒，对断路器的加工工艺要求非常严格。最近几年在国内使用正在增多。,第三章 高压供电设备,74,SF6断路器,75,3. 隔离开关,（1）作用,将高压配电装置元件与电源隔离。,（2）用途,A. 隔离电源,B. 电路转换,C. 闭合或分断小电流电路,第三章 高压供电设备,76,3. 隔离开关,（3）操作与选用,由于隔离开关没有灭弧装置，,只能切除相当小的电流，所以严禁带负荷进行分合闸操作,。须严格遵守“,倒闸操作,”的规定，即：,分闸时，先断QF，后断QS；合闸时，先合QS，后合QF,。,选择时一般根据额定电压、电流等进行考虑，作短路时的动、热稳定校验。,第三章 高压供电设备,77,4. 负荷开关,（1）负荷开关有简单的灭弧装置，其他部分结构与隔离开关类似。,可以用来切断负荷电流，但不能用来切断短路电流,。,（2）用途：容量不大或不太重要的10kV及以下配电线路上作电源开关用,（3）,加装熔断器的负荷开关可代替QF用，即可切除正常负荷电流，又可切断短路电流（一次性使用）,。,第三章 高压供电设备,78,4. 负荷开关,如图为FN510RD型带有高分断能力熔断器的高压负荷开关，适用于交流50Hz，10kV电网中，作为开断负荷电流及关合短路电流之用。,第三章 高压供电设备,79,户内高压真空负荷开关一熔断器组合电器,第三章 高压供电设备,80,四种高压开关的特性总结,高压开关,正常电流情况,故障电流情况,熔断器,不动作,可以切断一次,故障电流（需更换熔丝/片或熔断器）,断路器,可以投/切电路,可以频繁切断,故障电流,隔离开关,不可以投/切电路,不能切断,故障电流,负荷开关,可以投/切电路,不能切断,故障电流,带熔断器的负荷开关,可以投/切电路,可以切断一次,故障电流（需更换熔丝/片或熔断器）,第三章 高压供电设备,81,二、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。,第三章 高压供电设备,82,二、高压开关柜,普通型,适用于一般环境的高压开关柜，在矿井地面变、配电所或矿区变电所的高压配电系统广泛使用,GG,（,固定型）、,GBC,（,带保护型）高压开关柜。,第三章 高压供电设备,83,84,二、高压开关柜,2. 矿用一般型,特别要求：,（1）全封闭外壳，具有防机械损伤，防潮结构。（2）在温度35 、相对湿度97的空气中运行绝缘良好，绝缘材料又耐油性和耐弧性。（3）引入电缆接线端子有一定的漏电距离和气隙。（4）高压油断路器的使用额定断流容量应为实际最大值的一半。（5）应有防误操作的机械闭锁装置。（6）电缆引出线应有接线盒或用插销联结电缆。,第三章 高压供电设备,85,2. 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,第三章 高压供电设备,86,手车式开关柜,结构：柜体和手车两部分,柜体内有汇流母线、电缆头、一次静触头座，两侧柜上有手车接地静触座，正面两侧各设触头6组。柜底设供手车用的轨道。,手车上有隔离开关，一、二次动触头，电流电压互感器，高压熔断器，多油断路器，电动操作机构、照明灯等。手车上部为仪表屏，下部为继电器屏。,第三章 高压供电设备,87,二、高压开关柜,3. 矿用隔爆型,第三章 高压供电设备,88,PBG系列矿用隔爆兼本质安全型高压真空配电装置,89,隔爆自动馈电开关：容量较大，作为低压总开关和分路总开关。,隔爆手动起动器：容量较小，用于小负荷线路、照明变压器的控制保护及相应容量的鼠笼式电动机。,一、,DW80,系列隔爆自动馈电开关,适用于,380V,和,660V,网络,第四章 低压配电开关,90,一、DW80系列隔爆自动馈电开关,1. 型号及数据,如DW80120F型,D自动空气断路器,W万能式,8隔爆型,0设计序号,120额定电流（A）,F 带分励脱扣器,第四章 低压配电开关,91,一、DW80系列隔爆自动馈电开关,DW80,系列矿用隔爆型馈电开关适用于含有爆炸性危险气体（如甲烷混合物）和煤尘的矿井下及其它工业厂矿中，在交流,50Hz,、电压380,V,、,660V,的线路中作为供电系统的总开关，分支开关用，也可以作为大容量电动机不频繁启动用，当线路发生过或短路时能自动切断电源。对电器产品有,过载、短路、失压、欠压保护,的功能。,第四章 低压配电开关,92,一、DW80系列隔爆自动馈电开关（外形）,第四章 低压配电开关,93,一、DW80系列隔爆自动馈电开关,DW80系列外壳前后部分呈圆柱型空腔，前面装有断路器的操作手柄。该,手柄,借助,联锁杆,的作用实现,盖子,与自动开关的分合联锁。即自动开关闭合状态时，盖子打不开；在盖子开启状态时，手柄被联锁杆固定在断开位置，自动开关不能合闸，保证检修安全。即,强制实现,“,断电源后开盖,”。外壳与盖子连接采用转盖式，将盖子旋转一定角度，即可与外壳卡牢。,第四章 低压配电开关,94,DW80系列馈电开关电路图,95,一、DW80系列隔爆自动馈电开关,三极万能自动空气断路器（手动三极接触器,KM,过流脱扣器,YA1,YA2,和分励脱扣器,YA3,）均安装在绝缘板上。手动三极接触器由手柄直接控制，用于正常情况下分合电源。YA1,YA2在线路故障或过流时动作，用于自动跳闸和切断电源，起保护作用。YA3为一只有压释放器，与检漏继电器配合，一端连接L2相，另一端接于检漏继电器常开节点。当线路有漏电故障时，检漏继电器常开节点闭合，YA3线圈有电流通过，使自动开关跳闸。,第四章 低压配电开关,96,二、DWKB30系列矿用隔爆自动馈电开关,DWKB系列自动馈电开关用在1140V电压下的一般为方形，380V和660V电压的一般外形与DW80系列相识。一般用在200A400A供电系统中，作为馈电总开关、分支开关或大容量电机的控制开关。,第四章 低压配电开关,97,二、DWKB30系列矿用隔爆自动馈电开关,型号含义：,如,DWKB30-400/1140Z,D,断路器,W,万能式,K,矿用,B,隔爆型,30,设计序号,400,额定电流,（,A,）,1140,额定电压（,V,）,Z,真空断路器,第四章 低压配电开关,98,馈电开关外形图,1-联锁机构,2-试验开关,3-观察窗,4-提升手柄,5-隔离开关手柄,6-合闸、分断开关手柄,7-外接地端子,二、DWKB30系列矿用隔爆自动馈电开关,第四章 低压配电开关,99,二、DWKB30系列矿用隔爆自动馈电开关,2. 结构特征及系统框图,（1）馈电开关主要由隔爆外壳、（真空）断路器、隔离开关以及控制单元组成。真空断路器、隔离开关安装在主腔内，控制单元安装在门盖上。 （2）隔爆外壳由主腔、门盖和接线箱三部分组成。主腔为方形，右侧设有操作隔离开关的,手柄、门盖和隔离开关间设有可靠的机械联锁装置,，保证在控制回路有电时，不能打开门盖，门盖打开后，控制回路断电。,第四章 低压配电开关,100,二、DWKB30系列矿用隔爆自动馈电开关,（3）馈电开关盖左上侧设有电源、工作、绝缘、短路、漏电显示及其视察窗。门盖的右上侧设有试验开关可供馈电开关进行过载、短路、漏电模拟试验。门盖的右下侧是合闸与分断开关。,（4）主腔与门盖隔爆面的连接采用,提升式勾挂结构,。外壳左侧有一提升机构，通过操纵手柄将门盖提起，绕其转轴旋转便可将门盖打开。,（5）主电路和控制电路电缆通过接线箱上的引入装置引入、引出。,（6）接线箱内和外壳下部设有接地螺钉，安装使用时应可靠接地。,第四章 低压配电开关,101,二、DWKB30系列矿用隔爆自动馈电开关,3. 系统结构框图,第四章 低压配电开关,102,电气部分主要由DW型自动开关QA触头、失压脱扣线圈YA1、分励脱扣线圈YA2、半导体脱扣器A1和信号显示装置HL及其辅助装置、信号检测环节等组成。,QA开关由操作手柄控制，用于通断主回路。自由脱扣机构受相关继电器控制，使QA开关在过载、短路、欠压、漏电（配合检漏继电器）等故障下跳闸，实现各种保护。,自由脱扣机构电源由QA开关电源侧引出，保证任何（带电）情况保证开关保护动作。,欠压保护在低于70额定电压时动作,。,二、DWKB30系列矿用隔爆自动馈电开关,第四章 低压配电开关,103,三、QS81系列隔爆手动开关,QS81系列隔爆手动开关又称,手动起动器,，主要用来控制井下小型输送机、水泵、局部风机和照明设备等。适用于具有爆炸性气体混合物（甲烷类）和煤尘的煤矿井下，在交流50Hz、电压380V至660V的线路中。主要型号有QS81及QSS81等。,第四章 低压配电开关,104,三、QS81系列隔爆手动开关,1. 型号及含义,2. 结构概述,起动器由隔爆外壳和装于壳内的本体组成。外壳为圆柱形，有凸出的底和盖。外壳上部焊有用于引入、引出电缆的隔爆型接线箱，壳盖与壳身采用转盖式结构连接，壳盖与操作手柄间设有可靠的机械联锁。本体含操作机构、触头、灭弧系统和熔断器等部分。,第四章 低压配电开关,105,三、QS81系列隔爆手动开关,第四章 低压配电开关,106,三、QS81系列隔爆手动开关,3. 电气系统图,电气图包括一个三极手动接触器、引线端子，动触头的两相引出线带RM10型无填料管式熔断器。将操作手柄扳至“开”或“关”位置可以实现供电和断电操作。,第四章 低压配电开关,107,RM10型熔断器,RM10型熔断器用于切断负载电路的短路故障,。熔片一般为变截面结构，用以提高熔件的断流能力。变截面在发生短路故障时窄截面处发热比宽截面处发热高的多，故先行熔断，从而使熔体分断为几截。,在断口处产生的单个电弧电压在150V250V，电弧串连在一起，当电弧数量越多则产生的总电压降就越高，为了使电弧自行熄灭，应适当选择窄截面个数，使电网电压不足以维持电弧的燃弧电压。如500V或380V选4个窄截面。,108,变截面熔断器结构示意图,第四章 低压配电开关,109,四、隔爆插销开关,由插座及插头两部分组成，外壳合金制成，转动“分”、“合”开关的转套，内部切换好开关就随之处于断开、接通状态，,开关设有联锁,机构，只有处于“分”位置时才能插拔。,适用范围：,适用在含有爆炸性混合物的危险场所，在交流50Hz、额定电压100至380V的电路中，作为连接手持电动工具或照明灯电源之用。,第四章 低压配电开关,110,隔爆插销开关,第四章 低压配电开关,111,一、电力变压器,低损耗电力变压器,矿井地面使用的电力变压器有,SJL,1,型等传统变压器和,S,7,、,S,9,系列的低损耗变压器。低损耗变压器节能效果好，适合推广使用。,变压器是电力生产、使用过程中的主要耗能设备。,S,7,、,S,9,系列低损耗变压器即低损耗非晶合金配电变压器是二十世纪八十年代初期在美国发展起来的一种新型节能型变压器。,第五章 电力变压器和移动变电站,112,低损耗变压器,非晶合金是一种与传统硅钢片结构完全不同的材料，具有低铁损、高导磁率、高电阻率等特性。当磁密度相同时，低损变压器铁芯损耗只有传统硅钢片变压器损耗的,25,35%,。,低损耗变压器与传统变压器的结构基本相同，但有如下特点：,（,1,）改进铁心结构，降低空载损耗；,（,2,）改进绝缘结构，降低负载损耗；,（,3,）改进整体结构，降低附加损耗。,第五章 电力变压器和移动变电站,113,630kVA、10kV低损耗变压器与传统变压器标准损耗值对比,第五章 电力变压器和移动变电站,114,2. 矿用动力变压器,1）型号及含义,1,用途,矿用,K,4,线圈材料,铜线,一般,铝线,L,2,相数,单相,D,5,结构特征,单台,三相,S,组合式,Z,3,线圈外绝缘,变压器油,6,装置种类,固定式,干式,G,移动式,Y,成型固体,C,第五章 电力变压器和移动变电站,115,1）型号及含义,如KSJ,3,-320/6即矿用三相旧系列油浸铜芯线变压器,K 矿用；,S 三相；,J 旧系列；,S,7,或S,9, 低损耗；,320 额定容量（kVA）；,6 一次侧额定电压（kV）,2. 矿用动力变压器,第五章 电力变压器和移动变电站,116,2. 矿用动力变压器,2）KS,7,系列矿用低损耗动力变压器,KS,7,系列变压器应用于无沼气、煤尘突出的煤矿井底车场及主要进风巷道。为适合矿井特殊工作场合，其结构与普通变压器不同点包括：,（1）油箱采用低碳钢板，构造坚固，可承受0.1MPa内压力。,（2）不设贮油柜，以防在矿井下碰撞发生事故。,（3）油箱两侧有密封式高低压电缆接线盒磁套盒，盒下设有供电缆进出线的喇叭扣，低压出线盒旁装无载分接开关，供高压线圈分接头调整电压用。,第五章 电力变压器和移动变电站,117,2. 矿用动力变压器,（4）油箱上设有注油用的注油塞，塞上设有通气孔以排出热空气及油中分解的甲烷产物用。,（5）油箱下有拖撬及带边缘的钢轮，可在35以下斜角的倾斜巷道内运输。,第五章 电力变压器和移动变电站,118,通用电力变压器,119,3. 矿用隔爆干式变压器,与油浸式变压器相比其,优点,在于：,（1）没有火灾和爆炸危险。,（2）不存在变压器油老化问题，维护检修工作量大大减小。,（3）附属部件简单，体积小，重量轻。,第五章 电力变压器和移动变电站,120,1) KSG-2.5、4.0/0.66型矿用隔爆型干式变压器,KSG-2.5、4.0/0.66型矿用隔爆型干式变压器适用于煤矿井下有沼气和煤尘的爆炸危险场所，在交流50Hz，电压380V或660V的供电线路中为矿用煤电钻、井下照明或信号提供127(或133V)电源,。,3. 矿用隔爆干式变压器,第五章 电力变压器和移动变电站,121,3. 矿用隔爆干式变压器,2）KSGB型矿用隔爆干式变压器,第五章 电力变压器和移动变电站,122,本系列产品用于有甲烷混合气体，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压。KSGB型产品外壳为长方形，箱体两侧为瓦楞型，上部为圆弧形，有上开盖式和两边开盖式两种结构，具有强度高，温升低，散热性好，易于维修等优点。变压器两端设有两个独立的高、低压隔爆接线腔，腔内装有高低压套管，供相应的电缆引线用，接线腔分别通过隔爆法兰面与高低压开关相连。,2）KSGB型矿用隔爆干式变压器,第五章 电力变压器和移动变电站,123,该系列产品具有下列优点：,铁心选用优质低损耗硅钢片，空载损耗低，空载电流小，噪音低。,采用,H,级绝缘材料及先进的绝缘结构，热稳定性好，可在高温,180,度下持续满负荷运行。,器身经过多次特殊绝缘处理，具有良好的防潮性能。,2）KSGB型矿用隔爆干式变压器,第五章 电力变压器和移动变电站,124,2）KSGB型矿用隔爆干式变压器,变压器高压侧绕组设有额定电压的-4、,-8或5的调压分接抽头，便于将低压侧的电压调节为适当值。断开高压电源后，改变分接盒中连接片的位置，即可进行电压调整。另外通过改变低压侧的接线方式Y,接线时，电压相应下降为原电压的 。,第五章 电力变压器和移动变电站,125,变压器分抽头的调整,由于供电网络的线路传输中的电压存在损失等因素，使得电能在到达负荷端的时候，电压常常满足不了要求，这时候，如果是带有分抽头的变压器，就可以通过调节变压器的分抽头来调节电压，使电压达到用户的使用要求。,要弄清楚变压器的分抽头的调整方式，首先应了解带有分抽头的变压器的结构。,第五章 电力变压器和移动变电站,126,变压器分抽头的调整,如左图为一带有分抽头的变压器结构图。可以看出，分抽头是位于高压侧。对于,升压变压器，分抽头侧在输出侧；对降压变压器，分抽头侧在受电侧,。一般说的变压器的一次侧、二次侧额定电压，是对应额定变比的电压值。当改变分抽头时，变压器的实际变比发生变化，则输入输出电压的关系也发生变化。,第五章 电力变压器和移动变电站,127,变压器分抽头的调整,变压器的分抽头的标识值+5或-5，意思即在高压额定电压（也即额定变比值）上增加5或减小5。,对升压变压器，分抽头在+5，则输出电压增加5。,对降压变压器分抽头在+5，则输出电压是,增加5,还是,降低5,？,答案：,降低5,作业：P72习题28,第五章 电力变压器和移动变电站,128,变压器分抽头调整,例：一变压器,35/6.3kV额定变比，抽头每级差2.5，共7级。如果变压器额定变比下输出电压为6kV，欲使其输出6.3kV则应选择分抽头为：,1. 输出电压需要由6kV增加至6.3kV，则此时变压器输出电压变化为：,（6 .3 6）/6= 0.05 即输出电压要增加5%,2.降压变压器要增加输出电压，应减少变比，则高压侧,应相应减少5,%，所以,3.选择分抽头为5,第五章 电力变压器和移动变电站,129,二、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。,第五章 电力变压器和移动变电站,130,二、移动变电站,KSGZY型由一台FB-6矿用隔爆型高压负荷开关、一台KSGB隔爆型干式变压器、一台DZKD隔爆型低压馈电开关三部分组成。具有漏电，漏电闭锁、过载、短路、欠电等保护性能。,移动变电站除具备矿用隔爆干式变压器相同的性能外，还有以下三种保护方法供用户选择。1）当移动变电站低压供电发生过载、短路、漏电等故障时，靠切断低压侧开关实现保护、高压侧负荷 开关基本上只作为隔离开关。,第五章 电力变压器和移动变电站,131,二、移动变电站,2）高压负荷开关带过载、短路等保护，低压侧配置低压馈电开关。 3）当移动变电站低压供电发生过载、短路、漏电（包括移动变电站干式变压器故障）等故障都反馈到高压侧，靠切断高压真空配电装置来实现保护，低压侧安装配电保护器箱。,第五章 电力变压器和移动变电站,132,煤矿井下常用动力电缆包括：,铠装电缆,橡套电缆,塑料电缆,铠装电缆主要在井筒和巷道中作井下输电干线向固定设备供电用。,橡套电缆主要在采掘工作面供移动机械连线用。,第六章 矿用电缆,133,一、铠装电缆,基本结构,1,）铜或铝线绕制的主芯线，三个截面较大的芯线用来输送三相电能。,2,）浸油绝缘纸构成的相间绝缘。,3,）黄麻填料。,4,）统包绝缘纸，增加相对地绝缘。,5,）铅包层，防止潮气进入纸绝缘降低绝缘。,6,）纸衬垫，保护包层不受空气和水的腐蚀。,7,）黄麻保护层，避免铠装与包层摩擦使包层损坏。,8,）钢丝或钢带铠装，以承受机械力增强电缆强度。,第六章 矿用电缆,134,一、铠装电缆,主芯线,相绝缘层,填料,绝缘层,铅包层,衬垫,保护层,铠装,第六章 矿用电缆,135,型号,结构,使用地点,ZQ20,铜芯油浸纸绝缘铅包裸钢带铠装,45度以下倾斜及水平行道并有可燃性支架场所硐室,ZLQ20,铝芯油浸纸绝缘铅包裸钢带铠装,基本同上，但应符合铝芯电缆在矿井的使用场合,ZQP20,铜芯干绝缘铅包裸钢带铠装,在高差相差小于100m的45度以下倾角的井巷中,ZQP30,铜芯干绝缘铅包裸细钢丝铠装,同上,ZQP50,铜芯干绝缘铅包裸粗钢丝铠装,能承受相当的拉力，用于井筒中,ZQD30,铜芯不滴流铅包裸细钢丝铠装,垂直或45度以上倾角的井巷中，垂高不限,ZQD50,铜芯不滴流铅包裸粗钢丝铠装,深井井筒作下井电缆,YJV59,铜芯交联聚氯乙稀绝缘，聚氯乙稀护套内粗钢丝铠装,同上,VV29,铜芯聚氯乙稀绝缘，聚氯乙稀护套内钢带铠装,水平或45度以下倾角巷道,2. 型号及使用场所,第六章 矿用电缆,136,2. 型号及使用场所,电力电缆各型号中符号含义,T铜(一般省略，不写进型号)； L铝；,Z油浸纸绝缘； Q铅包；,P普通纸绝缘； D不滴流；,V聚氯乙烯绝缘或护套；,YJ交联聚氯乙烯绝缘；20/22钢带铠装；,30/32细钢丝铠装；50/42粗钢丝铠装；,第六章 矿用电缆,137,二、橡套电缆,普通橡套电缆,矿用普通橡套电缆芯线有,4,、,6,、,7,、,8,、,11,不等，其中,3,根为三相动力芯线，,1,根为接地线，其余芯线作控制线。如图中,1,动力芯线；,2,绝缘层；,3,护套,4,、填充,5,第六章 矿用电缆,138,二、橡套电缆,根据橡套护套的材料的不同，橡套电缆分为可燃型，非延燃型和加强型三种。可燃型护套为易燃的天然橡胶，起绝缘和抗摩擦、防腐作用。非延燃型护套为氯丁橡胶，除普通橡胶作用外，还有在燃烧时使火焰于空气隔绝，不使火势蔓延，适用于沼气煤尘爆炸危险场所使用。,第六章 矿用电缆,139,140,橡套电缆各型号中符号含义：,U,矿用橡套电缆； G高压电缆；,P屏蔽； SP双屏蔽；,C采掘设备用； Q千伏级线路；,Z电钻用； M矿灯用；,F氯丁橡胶护套电缆。,二、橡套电缆,第六章 矿用电缆,141,2. 屏蔽电缆,井下较多使用的低压屏蔽电缆有4、7芯，高压屏蔽电缆为UGSP型。,屏蔽电缆是在普通电缆的基础上，经过加屏蔽层制成。,1）在普通橡套电缆的动力芯线的护套外再包一层半导体屏蔽层；,2）将4芯以上的电缆的相间衬垫改为导电橡胶；,3）将4芯电缆的接地裸芯线作在导电橡胶中，从而是外围的导电橡胶与接地芯线联为一体。,二、橡套电缆,第六章 矿用电缆,142,2. 屏蔽电缆,屏蔽原理,：,由于屏蔽电缆各屏蔽层都接地，因此当任一主芯线绝缘损坏时，首先通过屏蔽层直接接地造成接地故障。接地故障使检漏继电器动作，切断故障电源，从而防止严重的相间短路故障，又可防止漏电火花或短路电弧引起沼气煤尘的爆炸，保证了人身安全。,第六章 矿用电缆,143,矿用移动软电缆,第六章 矿用电缆,144,第六章 矿用电缆,145,三、塑料电缆,塑料电缆是一种使用非常广泛的新型电缆，其芯线绝缘和护套全部采用塑料制成，绝缘材料有聚氯乙稀和交联乙烯两种，交联乙烯有更好的耐热性，长期允许工作温度可以达到80。,塑料电缆既有铠装电缆也有软电缆，其具有良好的电气性能，耐水、耐腐蚀、不延燃、敷设落差不受限制、制造工艺简单、重量轻、运输方便。,第六章 矿用电缆,146,第六章 矿用电缆,147,Thank You ！,148,