矿山电工学1-1.ppt

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1、矿山电工学张栋梁张栋梁信电学院电气工程系信电学院电气工程系TCQ011124BJ(GB)绪绪 论论一、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1TCQ011124BJ(GB)课程性质与任务课程性质与任务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。2TCQ011124BJ(GB)主要学习内容主要学习内容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

2、井下供电系统设计与计算3TCQ011124BJ(GB)教学方式与考核教学方式与考核1.课程总计40学时，其中 教学36学时，实验4学时。2.课程考核：平时成绩 20分 实验成绩 20分 考试成绩 60分4TCQ011124BJ(GB)主要参考书主要参考书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 19615TCQ011124BJ(GB)CH1 矿山供电系统及设备矿山供电系统及设备学

3、习要求学习要求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。6TCQ011124BJ(GB)第一节第一节 概述概述一、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7TCQ011124BJ(GB)一、电力系统一、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。图图1 一个简单的电力系统一个简单的电力系统8TCQ011124BJ(GB)9TCQ011124BJ(GB)典型电力系

4、统图10TCQ011124BJ(GB)主要电气设备符号（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)11TCQ011124BJ(GB)主要电气设备符号（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)12TCQ011124BJ(GB)主要电气设备符号（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)13TCQ011124BJ(GB)2.电力系统的主要环节（电力系统的主要环节（1）（1）发电厂（站）发电厂（站）:指将其他形式的能量转换成电能的场

5、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。14TCQ011124BJ(GB)2.电力系统的主要环节（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。按供电范围分按供电范围分：区域（一次）变电所、地区（二次）变电所。15TCQ011124BJ(GB)变电所图变电所图16TCQ011124BJ(GB)2.电力系统的主要环节（电力系统的主要环节（3）（3）电力网电力网：将输送、

6、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：低压电网低压电网：1kV及以下高压电网高压电网：3kV330kV超高压电网超高压电网：330kV1000kV特高压电网特高压电网：1000kV以上17TCQ011124BJ(GB)二、电力系统的额定电压（二、电力系统的额定电压（1）1.1.额定电压额定电压：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。2.2.额定电压等级额定电压等级：由国家规定的各种标准额定电压。作用作用：便于各种电力设备生产制造标准化和系列化。18TCQ011124BJ(GB)表表1-2 3KV以

7、下电气设备与系统额定电压等级（以下电气设备与系统额定电压等级（V）19TCQ011124BJ(GB)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33.1566.36.91010.511.53540.56069110126220252330363500550750-表表1-3 3KV以上电气设备与系统额定电压等级（以上电气设备与系统额定电压等级（kV）20TCQ011124BJ(GB)电压与输送容量及距离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21TCQ011124BJ(GB)二、电力系统的额定电压（二、电力系统的额定电压（2）3.电气设备额定电压的确定电气设备额定电压的确定

8、我国国家标准规定:一般供电设备的额一般供电设备的额定电压应高出系统和用电设备的额定定电压应高出系统和用电设备的额定电压的电压的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22TCQ011124BJ(GB)3.电气设备额定电压的确定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：发电机：额定电压VGN=1.05系统额定电压B.变压器：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=VN23TCQ011124BJ(GB)3.电气设备额定电压的确定电气设备额定电压的确定(2

9、)B.变压器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=1.05VN24TCQ011124BJ(GB)3.电气设备额定电压的确定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。25TCQ011124BJ(GB)请根据下面系统图已知参数确定各电气元件请根据下面系统图已知参数确定各电气元件的额定电压。的额定电压

10、。6.3kV6.3/363/121kV110/10.5kV330/38.5kV6/0.4kV26TCQ011124BJ(GB)121kV110kV10.5kV38.5kV10.5kV0.418kV0.38kV110kV35kV10kV10.5kV10.5kV27TCQ011124BJ(GB)二、电力系统的额定电压（二、电力系统的额定电压（4 4）4.煤矿常用电压等级及应用范围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28TCQ011124BJ

11、(GB)4.4.煤矿常用电压等级及应用范围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29TCQ011124BJ(GB)三、电力负荷的分级及对供电的要求三、电力负荷的分级及对供电的要求1.电力负荷的等级电力负荷的等级：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

12、殊要求，一般采用单一回路供电。30TCQ011124BJ(GB)一级负荷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生活中还有什么其他场合属于一级负荷独立电源独立电源：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。31TCQ011124BJ(GB)二级负荷二级负荷在

13、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。32TCQ011124BJ(GB)三、电力负荷的分级及对供电的要求三、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(-断断QF1,QS5,QS3QF1,QS5,QS3 -合合QS4,QS6QS4,QS6，再合再合 QF2QF2 -合合QS7,QS8QS7,QS8，再合再合 QF3,-QF3,-向负载供电向负

14、载供电切换线路切换线路：切除负载切除负载-断断QF1,QS5,QS3QF1,QS5,QS3 -等待上级变电所断等待上级变电所断WL1-WL1-断断QS1QS1、合、合QS2QS2 -等待上级送电等待上级送电-合合QS7,QS8 QS7,QS8，QF3QF3 -合合QS3,QS5 QS3,QS5，QF1-QF1-向负载供电向负载供电WL2WL1WL153TCQ011124BJ(GB)内桥结线内桥结线原来线路原来线路WL1WL1通过变压器通过变压器T1T1对负载供电，对负载供电，(此时假设此时假设WL2WL2、T2T2退出运行退出运行)假设现在需假设现在需要：要：切换变压器切换变压器：切除负载切除

15、负载-断断QF1,QS1,QS3-QF1,QS1,QS3-断开断开QS5QS5 -闭合闭合QS6QS6 -合合QS1,QS3 QS1,QS3，再合再合QF1QF1 -合合QS7,QS8 QS7,QS8，再合再合QF3-QF3-向负载供电向负载供电切换线路切换线路：切除负载切除负载-断断QF1,QS3,QS1QF1,QS3,QS1 -合合QS2,QS4 QS2,QS4，再合再合QF2QF2 -合合QS8,QS7 QS8,QS7，再合再合QF3-QF3-向负载供电向负载供电WL1WL2WL154TCQ011124BJ(GB)全桥结线全桥结线全桥结线全桥结线适应性强，对线路、变压器的操作均方便，适应性强，对线路、变压器的操作均方便，运行灵活，且易于扩展成单母线分段式的中间变电运行灵活，且易于扩展成单母线分段式的中间变电所（高压穿越负荷时）。所（高压穿越负荷时）。缺点是设备多、投资大，变电所占地面积大。缺点是设备多、投资大，变电所占地面积大。55TCQ011124BJ(GB)