礦山電工學(xué),李國欣,中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,2,主要學(xué)習(xí)內(nèi)容,CH1 礦山供電系統(tǒng)及設(shè)備 CH2 安全用電及保護(hù) CH3 煤礦機(jī)械設(shè)備的電氣控制 CH5 節(jié)電及電氣化指標(biāo) CH6 井下供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,3,主要參考書,1. 礦山電工學(xué) / 賴昌干等編 煤炭工業(yè)出版社 2006 2.礦山電工學(xué) / 賴昌干等編 煤炭工業(yè)出版社 1991 3.礦山電工學(xué)（采礦工程專業(yè)） / 郭玉等編 煤炭工業(yè)出版社 1984 4. 供電技術(shù) / 王崇林等編 煤炭工業(yè)出版社 1997,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,4,CH1 礦山供電系統(tǒng)及設(shè)備,學(xué)習(xí)要求 1. 一般掌握：典型電力系統(tǒng)的組成及有關(guān)的基本概念、電力負(fù)荷分級及對供電系統(tǒng)的要求、供電系統(tǒng)的連接方式、礦山供電系統(tǒng)、礦用變壓器、礦用電纜。 2. 熟練掌握：礦山供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備額定電壓的確定、礦山供電系統(tǒng)中常用的高、低壓開關(guān)電氣設(shè)備。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,5,第一節(jié) 概述,一 電力系統(tǒng) 二 電力系統(tǒng)的額定電壓 三 電力負(fù)荷分級及其對供電的要求,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,6,一、電力系統(tǒng),電力系統(tǒng)的概念：是指進(jìn)行生產(chǎn)、傳輸、分配、消費(fèi)電能的各個環(huán)節(jié)構(gòu)成的一個整體。,圖1 一個簡單的電力系統(tǒng),2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,7,主要電氣設(shè)備符號（1）,交流發(fā)電機(jī)(G) 電力變壓器(T) 斷路器(QF) 隔離開關(guān)(QS) 熔斷器(FU) 刀開關(guān)(QK) 熔斷器式開關(guān)(Q),2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,8,主要電氣設(shè)備符號（2）,負(fù)荷開關(guān)(Q) 線路、母線(W) 電流互感器(TA) 電壓互感器(TV) 閥型避雷器(F) 電抗器(L) 電容器( C ) 電纜及終端(X),提示：課本中此處有小錯誤！,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,9,2. 電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)（1）,（1）發(fā)電廠（站）： 指將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的場所。 一般根據(jù)所使用的能源的不同，將電廠分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電站、核電站、潮汐電站、風(fēng)力發(fā)電場、太陽能發(fā)電場、地?zé)岚l(fā)電廠等。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,10,2. 電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)（2）,（2）變電所：指進(jìn)行電壓變換和匯集、分配電能的場所。 按用途分： 升（降）壓變電所、聯(lián)絡(luò)變電所、工礦企業(yè)變電所、農(nóng)村變電所、整流變電所等。 按地位分：樞紐變電所、穿越變電所、終端變電所。 按供電范圍分：區(qū)域（一次）變電所、地區(qū)（二次）變電所。 礦區(qū)變電所屬于？,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,11,2.電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)（3）,（3） 電力網(wǎng)：將輸送、變換、分配電能的各種變電所和各電壓等級的電力線路構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)稱為電力網(wǎng)。 根據(jù)電壓等級的不同，電力網(wǎng)可分為： 低 壓 電 網(wǎng)：1kV及以下 高 壓 電 網(wǎng)：3kV330kV 超高壓電網(wǎng)：330kV1000kV 特高壓電網(wǎng)：1000kV以上,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,12,中國電力市場化改革 2002年11月,國家電力監(jiān)管委員會 2家電網(wǎng)公司 國家電網(wǎng)公司 中國南方電網(wǎng)有限公司 5家發(fā)電公司 中國華能集團(tuán)公司 中國大唐集團(tuán)公司 中國華電集團(tuán)公司 中國國電集團(tuán)公司 中國電力投資集團(tuán)公司,4家輔業(yè)公司 中國電力工程顧問集團(tuán)公司 中國水電工程顧問集團(tuán)公司 中國水利水電建設(shè)集團(tuán)公司 中國葛洲壩集團(tuán)公司,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,13,二、電力系統(tǒng)的額定電壓（1）,1. 額定電壓：能使各種電氣設(shè)備、電器等正常工作的電壓，此時其技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果最好。 2. 額定電壓等級：由國家規(guī)定的各種標(biāo)準(zhǔn)額定電壓。 作用：便于各種電力設(shè)備生產(chǎn)制造標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。,3kV及以上額定電壓（線電壓，kV),2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,16,二、電力系統(tǒng)的額定電壓（2）,電氣設(shè)備額定電壓的確定 我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：一般供電設(shè)備的額定電壓應(yīng)高出系統(tǒng)和用電設(shè)備的額定電壓的5，用以補(bǔ)償正常負(fù)荷時線路上的電壓損失，使設(shè)備獲得近似額定的電壓受電設(shè)備的額定電壓與系統(tǒng)額定電壓相對應(yīng),2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,17,電壓等級、輸送功率及輸送距離范圍,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,18,二、電力系統(tǒng)的額定電壓（2）,注：按線路允許電壓損失10%，負(fù)荷允許電壓波動±5%,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,19,3.電氣設(shè)備額定電壓的確定(1),確定電氣設(shè)備額定電壓的一般規(guī)律： A. 發(fā)電機(jī)： 額定電壓 VGN=1.05×系統(tǒng)額定電壓（VN） B. 變壓器： 受電側(cè)額定電壓VTN1 與發(fā)電機(jī)相連時，VTN1=VGN=1.05VN 與線路（系統(tǒng)）相連時，VTN1=VN,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,20,3.電氣設(shè)備額定電壓的確定(2),B. 變壓器 輸出側(cè)額定電壓VTN2 與35kV線路相連 VTN2=1.1× VN 與10kV線路相連 VTN2=1.05 × VN 與10kV線路相連，但變壓器的短路電 壓百分比 VS%7.5%，或連接長線路時 VTN2=1.1 × VN,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,21,3.電氣設(shè)備額定電壓的確定(3),C. 系統(tǒng)額定電壓與設(shè)備額定電壓 系統(tǒng)VN=用電設(shè)備VN 系統(tǒng)額定電壓和設(shè)備額定電壓值根據(jù) 表1-2、1-3確定 下面舉例說明電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備額定電壓的確定方法.,請根據(jù)下面系統(tǒng)圖已知參數(shù)確定各電氣元件的額定電壓.,6.3kV,6.3/363/121kV,110/10.5kV,330/38.5kV,6/0.4kV,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,23,二、電力系統(tǒng)的額定電壓（4）,4. 煤礦常用電壓等級及應(yīng)用范圍 36V及以下：井下電氣設(shè)備控制及局部照明 127V：井下照明及手持式電鉆 220V：礦井地面照明 250V(DC)：電機(jī)車 380V：小型礦井井下使用 500V(DC)：井下電機(jī)車,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,24,4. 煤礦常用電壓等級及應(yīng)用范圍,660V：井下低壓動力 750V(DC)：露天煤礦工業(yè)電機(jī)車 1140V：井下綜采動力 1500V(DC)：露天煤礦工業(yè)電機(jī)車 6kV: 井上、下高壓電機(jī)及配電電壓 10kV：特大型礦井井上、下高壓電機(jī)及 配電電壓 35、60、110kV：礦區(qū)受電電壓或配電電壓,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,25,三、電力負(fù)荷的分級及對供電的要求,電力負(fù)荷的等級：根據(jù)不同負(fù)荷對供電可靠性的要求不同分級。 一級負(fù)荷：采用兩個獨(dú)立電源供電。 二級負(fù)荷：采用兩回線路供電。 三級負(fù)荷：不屬于一、二級負(fù)荷的所有用電設(shè)備，對供電無特殊要求，一般采用單一回路供電。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,26,一級負(fù)荷,對突然中斷供電將造成生命危害、導(dǎo)致重大設(shè)備破壞且難以修復(fù)、打亂復(fù)雜生產(chǎn)過程并使大量產(chǎn)品報(bào)廢，給國民經(jīng)濟(jì)造成重大損失的負(fù)荷為一級負(fù)荷。 如礦井的通風(fēng)、排水、提升等負(fù)荷。 獨(dú)立電源：指若干電源中的任一個在突然發(fā)生停止供電時，不會影響其他電源的供電。 如分段母線的電源來自不同發(fā)電機(jī)，且其輸變配各環(huán)節(jié)為分列運(yùn)行的。 或母線之間無聯(lián)系，或有聯(lián)系，但當(dāng)其中一個故障時其聯(lián)系會自動斷開，不影響其他供電的。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,27,二級負(fù)荷,突然中斷供電時將造成大量減產(chǎn)，產(chǎn)生大量廢品，大量原材料報(bào)廢，使工業(yè)企業(yè)內(nèi)部交通生產(chǎn)停頓的負(fù)荷為二級負(fù)荷。 如礦井的地面空壓機(jī)、提運(yùn)設(shè)備、井底車場的整流設(shè)備等。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,28,三、電力負(fù)荷的分級及對供電的要求,2. 電力負(fù)荷對供電的基本要求 1）保證供電的安全可靠性； 2）保證電能的良好質(zhì)量； 3）保證供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,29,1）供電的安全可靠性,首先要保證系統(tǒng)各個設(shè)備、元器件的運(yùn)行可靠。可采取進(jìn)行監(jiān)視、維護(hù)，定期試驗(yàn)檢修等方法，確保設(shè)備工作可靠。同時在系統(tǒng)中有備用容量，以備急需。 對煤礦生產(chǎn)的含煤塵、瓦斯、高濕度等特殊環(huán)境，為確保供電安全，還必須采取防觸電、防潮、防爆、抗磨損等措施，正確選擇設(shè)備、確定供電系統(tǒng)方案，并加強(qiáng)保護(hù)措施，經(jīng)常進(jìn)行檢修。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,30,2）保證電能的良好質(zhì)量,使電壓幅值和頻率保持在一定允許范圍內(nèi)，并使波形畸變不超過允許值。 電壓幅值允許變化范圍：,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,31,2）保證良好的電能質(zhì)量,頻率變化范圍一般為50±0.2Hz 電壓和頻率超出允許范圍的危害：影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)備運(yùn)行及出力惡化，生產(chǎn)質(zhì)量受到較大影響。 波形畸變：交流電壓波形畸變，表示電網(wǎng)含有高次諧波，諧波含量過高，會使繼電保護(hù)、自動裝置、計(jì)算機(jī)等不能正常工作，所以一般波形畸變不允許超過5%，礦山610kV母線上不允許超過10%。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,32,3）保證供電系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,經(jīng)濟(jì)性包括使供電系統(tǒng)建設(shè)成本降低、提高設(shè)備運(yùn)行效率，降低損耗，使系統(tǒng)有較好的運(yùn)行效益。 在保證供電安全可靠前提下，使用戶獲得優(yōu)質(zhì)的供電，在此基礎(chǔ)上考慮使系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,33,第二節(jié) 礦山供電系統(tǒng),一、供電系統(tǒng)的接線方式 二、供電系統(tǒng) 三、礦井各級變電所及配電點(diǎn),2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,34,一、供電系統(tǒng)結(jié)線方式（1）,基本概念 供電系統(tǒng)結(jié)線：各電氣設(shè)備及其聯(lián)結(jié)線構(gòu)成的電路，進(jìn)行匯集和分配電能。 結(jié)線方式按布置方式分：放射式、干線式、環(huán)式、兩端供電式 按運(yùn)行方式分：開式網(wǎng)絡(luò)、閉式網(wǎng)絡(luò) 按可靠性分：無備用網(wǎng)絡(luò)、有備用網(wǎng)絡(luò),2. 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),1）放射式 （1）單回放射式：適用三級負(fù)荷、二級小負(fù)荷或某些專用設(shè)備的供電。系統(tǒng)簡單、運(yùn)行維護(hù)方便；缺點(diǎn)是使用的開關(guān)、線路多，供電可靠性差。,放射式結(jié)線 單電源單回路,（2）雙回路放射式,單電源雙回路：從一段母線上并列引出兩回線路，每回線路有單獨(dú)的開關(guān)控制。適用二級負(fù)荷。供電可靠性高，運(yùn)行可采用并列運(yùn)行，也可一路運(yùn)行，一路備用，運(yùn)行靈活。,雙電源雙回路：從兩段母線上各引出一回線路對用戶供電。適用較大容量或一級負(fù)荷的供電。供電可靠性相對更高。缺點(diǎn)是設(shè)備投資相對較大，繼電保護(hù)保護(hù)設(shè)置相對難。,（2）雙回路放射式,2）干線式供電,直接聯(lián)絡(luò)式：從一路高壓配電干線上直接引出分支線向用戶供電，分支線一般不超過5，且配電變壓器容量不超過3000kVA。 一般適用于架空線上對三級負(fù)荷分散用戶供電，也可用于井下電纜線路對多臺順槽輸送機(jī)供電。 優(yōu)點(diǎn)：回路少，高壓配電裝置數(shù)量減少、造價低。 缺點(diǎn)：當(dāng)公用干線故障全部斷電，可靠性較差。,2）直接聯(lián)絡(luò)式干線式供電結(jié)線圖,貫穿聯(lián)絡(luò)式：各用戶為串聯(lián)方式，聯(lián)結(jié)各用戶的干線的進(jìn)出兩端均采用隔離開關(guān)，可減少某段干線故障而引起的停電范圍，設(shè)備投入增加。,3）環(huán)式：線路將電能從兩段母線或同一電源引出，經(jīng)過不同線路接入變電所或負(fù)荷點(diǎn)。適用于電源對礦區(qū)用戶相對位置居中或較遠(yuǎn)，而用戶間距較近，且負(fù)荷相差不太懸殊的供電。供電可靠性高，運(yùn)行、保護(hù)整定困難。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,42,一、供電系統(tǒng)結(jié)線方式（3）,3. 礦山各級變電所常用結(jié)線方式： 變電所主接線分為：單母線、橋式、雙母線、線路變壓器式 1）單母線：進(jìn)出線均有斷路器（可切斷負(fù)荷與故障電流），以及與母線相連的“母線隔離開關(guān)”，與負(fù)荷線路相連的“線路隔離開關(guān)”。 一般有單母線不分段和單母線分段兩種典型結(jié)線。,（1）單母線不分段,單母線不分段 特點(diǎn)：母線系統(tǒng)故障或檢修須全線路斷電。結(jié)構(gòu)簡單，造價低，運(yùn)行不夠靈活可靠。適于小容量用戶。,（2）單母線分段,A. 隔離開關(guān)分段（QS分段）適用由雙回路供電、允許短時間停電的二級負(fù)荷 B. 斷路器分段（QF分段）適用一級負(fù)荷較多情況，可切斷負(fù)荷和故障電流。 在采用斷路器分段時，除能實(shí)現(xiàn)切斷負(fù)荷或故障電流外，也可在繼電保護(hù)下實(shí)現(xiàn)自動分合閘。在其中一條線路故障或需要檢修時，可以將負(fù)荷轉(zhuǎn)到另外一條線路，避免全部停電。 在檢修母線或電源故障時，不能避免故障母線用戶的停電。為避免長時間停電，可以采用加裝旁路母線或采用雙母線解決。,單母線分段結(jié)線圖,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,46,2）橋式結(jié)線,對具有兩回電源進(jìn)線、兩臺變壓器的變電所，可采用橋式結(jié)線。 “橋”為一條由斷路器和隔離開關(guān)組成的用以進(jìn)行線路的橫聯(lián)和跨接。 根據(jù)跨接橋橫聯(lián)位置的不同，橋式結(jié)線可分為“內(nèi)橋式”、“外橋式”和“全橋式”。,2）橋式結(jié)線（外橋）,跨接橋在變壓器斷路器QF1和QF2的外線路側(cè)，進(jìn)線回路只有隔離開關(guān)。 對變壓器的切換操作方便，對電源進(jìn)線操作不便。 適用變電所：A.供電線路短、切換線路少的；B. 要經(jīng)常切換變壓器的；C. 有穩(wěn)定的穿越功率的；D. 處于環(huán)網(wǎng)中；E. 向一、二級負(fù)荷供電的。,2）橋式結(jié)線（內(nèi)橋）,跨接橋在變壓器斷路器QF1和QF2的靠變壓器側(cè)，變壓器電源端只有隔離開關(guān)。 提高對電源線路運(yùn)行的可靠性和倒閘操作的靈活方便性。 適用變電所：A.供電線路長（線路故障幾率大）；B.不需要經(jīng)常切換變壓器的且負(fù)荷穩(wěn)定的；C. 沒有穩(wěn)定的穿越功率的；D. 處于電網(wǎng)終端；E. 向一、二級負(fù)荷供電的。,2）橋式結(jié)線（全橋）,全橋結(jié)線克服了外橋和內(nèi)橋結(jié)線的不足，操作方便、運(yùn)行靈活，但其相應(yīng)占地面積大，投資增加。 對于電壓在35kV、容量在7500kVA以上，或電壓為110kV、容量在31500kVA以上的變壓器，當(dāng)隔離開關(guān)切斷空載電流能力不足時采用。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,50,二、礦山供電系統(tǒng),礦井供電方式取決于礦區(qū)范圍、機(jī)械化方式、礦層結(jié)構(gòu)、采煤方法、礦層埋藏深度、礦井涌水量大小等因素。 典型的供電方式： 深井供電系統(tǒng) 淺井供電系統(tǒng) 平硐供電系統(tǒng),2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,51,深井供電系統(tǒng),適用礦層埋藏深、傾角小，采用立井和斜井開拓，生產(chǎn)能力大的礦井。 如下頁圖6kV高壓電能從礦井地面變電所母線引出，先由沿井筒敷設(shè)的鎧裝電纜送至井下主變電所，再送到采區(qū)變電所或移動變電站降壓，得到660V或1140V低壓電，然后經(jīng)過采掘工作面配電點(diǎn)，向采掘機(jī)械等設(shè)備供電。,地面部分,井下部分,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,54,淺井供電系統(tǒng),對礦層埋藏不深（距地表100200m內(nèi)）的情況，處于經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行方便的考慮，一般采用淺井供電系統(tǒng)。 （1）對于采區(qū)距井底車場較遠(yuǎn)（2km）、井下負(fù)荷小、涌水量不大的礦井，可經(jīng)架空線路，將610kV高壓電由地面變電所送至與采區(qū)位置相應(yīng)的地面變電亭，再降壓至380或660V，再沿鉆眼送至井下采區(qū)變電所。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,55,淺井供電系統(tǒng),（2）當(dāng)采區(qū)負(fù)荷小而井底車場負(fù)荷大時，對井底車場的供電，可沿井筒敷設(shè)高壓下井電纜供電；對采區(qū)的供電，可沿鉆眼敷設(shè)低壓電纜提供。 （3）對采區(qū)巷道很長、負(fù)荷又大，為保證正常電壓，可經(jīng)高壓架空線路，將電能送至與采區(qū)對應(yīng)位置的配電點(diǎn)，沿鉆眼敷設(shè)高壓電纜，向井下采區(qū)變電所供電，再由該變電所降壓，向工作面提供低壓電力。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,56,淺井供電系統(tǒng),深井與淺井供電系統(tǒng)的不同：在于淺井井底車場的配電所代替了深井系統(tǒng)中的井下變電所，以及采用鉆眼向采區(qū)供電的方式。 鉆眼供電的優(yōu)點(diǎn) （1）將由礦井地面變電所至采區(qū)變電所的電纜線路換成可靠的架空線路，節(jié)約有色金屬和投資； （2）井下巷道中沒有高壓電纜，人員設(shè)備更安全。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,57,淺井供電系統(tǒng),鉆眼供電的優(yōu)點(diǎn) （3）減少井下變電所硐室的開拓； （4）再由沼氣煤塵突出的采區(qū)，由于使用變電亭，使防爆高壓配電箱和礦用變壓器的使用大大降低； 缺點(diǎn) （1）需要進(jìn)行鉆孔、下套管，且套管不能回收； （2）需要加設(shè)架空線路、修建變電亭； （3）冬季施工維護(hù)困難。,淺井供電系統(tǒng)地面變電所,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,59,平硐供電系統(tǒng),對礦層埋藏較淺（低于100m）、分布范圍廣的礦井一般采用平硐開采的供電系統(tǒng)。 對深部的用電設(shè)備，可利用小風(fēng)井、斜井或鉆孔附近設(shè)置的地面變電亭提供低壓電力。當(dāng)需要向平硐提供直流電時，可先經(jīng)地面變電所整流，再用電纜下送。對平硐開拓且井深在150m的用電設(shè)備供電，其系統(tǒng)與深井供電相同。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,60,三、礦井各級變電所及配電點(diǎn),1. 礦井地面變電所 1）位置選擇原則 （1）靠近主要負(fù)荷和入井電纜井筒，減少金屬導(dǎo)線消耗，降低電能損耗。 （2）架空線與所址同時確定，一邊為各級電壓線路進(jìn)出變電所留出走廊。 （3）設(shè)在常年主導(dǎo)風(fēng)向上風(fēng)側(cè)，避開污染源。 （4）具有適宜的地形和地質(zhì)條件。 （5）避開危險(xiǎn)區(qū)和排廢場，與鐵路距離40m。 （6）交通方便，有擴(kuò)展空間。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,61,1. 礦井地面變電所（2）,2）地面變電所的布置 一般10kV及以下電壓等級的配電裝置采用戶內(nèi)式成套配電裝置；35kV及以上電壓的采用戶外架構(gòu)式配電裝置。對特殊地區(qū)或場合應(yīng)用時35kV110kV變電所也采用戶內(nèi)式配電裝置。 為保證運(yùn)行時電氣設(shè)備和人員的安全以及檢修維護(hù)和搬運(yùn)的方便，對室內(nèi)外的配電裝置的各個部件，規(guī)定了最小的電氣絕緣間距。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,62,2. 井下主變電所(3),1）位置選擇原則 應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，并根據(jù)通風(fēng)良好、交通方便、進(jìn)出線易于敷設(shè)、頂?shù)装鍡l件及保安煤柱的位置等因素，綜合加以考慮。 一般設(shè)在靠近副井的井底車場范圍內(nèi)。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,63,2. 井下主變電所(4),井下主變電所的位置示意圖。 1副井井筒；2主井井筒； 3井下主（配）變電所；4主水泵房； 5井底車場巷道,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,64,2. 井下主變電所(5),2）硐室要求 A. 硐室用非燃性材料支護(hù)，尺寸取決于硐室內(nèi)的電氣設(shè)備的數(shù)量、大小及它們之間的通道，并考慮留有20的余地。 B. 硐室長度超過6m時，應(yīng)在兩端各設(shè)一出口，一個與井底車場大巷相通，并安有柵欄、防火兩用門。另一個與水泵房相連，彼此間應(yīng)有裝柵欄、防火兩用門的隔墻。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,65,2. 井下主變電所(6),2）硐室要求 C. 泵房應(yīng)有單獨(dú)通至巷道的通路，在通道設(shè)向外開的柵欄防火兩用門。硐室長超過30m時，應(yīng)在中間增設(shè)一個出口。硐室內(nèi)溫度不應(yīng)超過35。硐室地面應(yīng)高出其出口大巷的底板標(biāo)高0.5m。從硐室出口的防火門起，5m內(nèi)的巷道采用非可燃性材料支護(hù)。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,66,2. 井下主變電所(7),3）設(shè)備布置 （1）布置原則 A. 井下主變（配）電所內(nèi)設(shè)備間的電氣連接，除在開關(guān)柜內(nèi)可以采用硬母線外，均需要采用電纜。高壓電纜一般應(yīng)敷設(shè)在電纜溝中，低壓電纜可懸掛在墻上。 B. 為縮短硐室長度，一般采用雙列布置，但當(dāng)設(shè)備臺數(shù)較少、低壓開關(guān)采用配電盤時，也可采用單列布置。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,67,井下主變電所設(shè)備布置原則（2）,C. 硐室內(nèi)分成變壓器室、配電室兩間，以防火門相隔；配電室的高低壓設(shè)備應(yīng)分開布置。 D. 硐室尺寸按設(shè)備最大數(shù)量及布置方式確定，并滿足如下條件： 高壓配電設(shè)備備用位置按設(shè)計(jì)最大數(shù)量的20考慮，且不少于兩臺； 低壓設(shè)備的備用回路，按最多饋出線路數(shù)的20考慮； 主變壓器為兩臺以上時，不需留備用位置。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,68,E. 高壓開關(guān)柜在布置時，操作走廊寬度不小于1.5m（單列布置）或2.0m（雙列布置）；維護(hù)走廊不小于0.8m；靠墻布置時離墻距離不小于0.05m（背面）和0.2m（側(cè)面），對于隔爆配電箱為0.50.8m、0.81m。 F. 所有電氣設(shè)備外殼必須接地。接地母線距地0.30.5m，且沿硐室內(nèi)壁敷設(shè)。由于井下主接地極距井下主變電所很近，故除檢漏繼電器的輔助接地極外，一般不再另設(shè)局部接地極。,井下主變電所設(shè)備布置原則（2）,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,69,井下主變電所的布置方式，由井下條件和所采用的高低壓配電裝置的類型來決定。 對于低沼氣礦井，高壓開關(guān)柜臺數(shù)不太多，且采用礦用一般型手車式（GKFC-1型）、低壓開關(guān)采用礦用低壓配電屏設(shè)備時，井下主變電所的布置，采用圖114所示的單列布置形式。當(dāng)用電負(fù)荷較大、高壓開關(guān)柜臺數(shù)較多時，高壓開關(guān)柜也可用雙列布置。,（2）井下主變電所設(shè)備布置方式,低沼氣礦井接線示意圖,低沼氣礦井井下主變電所設(shè)備示意圖,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,72,對于高沼氣、煤與沼氣突出的礦井，其井下主變電所采用115所示的布置方式。硐室的長度L由下井電纜的條數(shù)以及高壓隔爆配電箱的型號與臺數(shù)決定。 圖中變電所高壓開關(guān)柜采用PB2-6或PB2-6GA型隔爆配電箱，低壓開關(guān)柜采用DW80型隔爆自動饋電開關(guān)，高低壓設(shè)備均為雙列布置。,（2）井下主變電所設(shè)備布置方式,高沼氣礦井接線示意圖,高沼氣礦井井下主變電所電氣設(shè)備設(shè)置示意圖,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,75,3. 采區(qū)變電所,1）供電方式 傳統(tǒng)方式采區(qū)變電所工作面配電點(diǎn)方式 這種供電方式以低壓向全采區(qū)負(fù)荷供電，較安全。但由于所用電纜、開關(guān)較多，供電系統(tǒng)相對復(fù)雜，且電能和電壓損失較大。同時低壓電纜長，供電容量受限制。一般用于炮采和普通機(jī)械化采煤。,DB：高壓配電箱 QA：自動饋電開關(guān) SM：磁力起動器 SH：手動起動器,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,77,3.采區(qū)變電所（供電方式）,綜采礦井常用方式：6kV采區(qū)變電所移動變電站工作面配電點(diǎn)方式 優(yōu)點(diǎn)： （1）與傳統(tǒng)方式相比，由高壓直接深入工作面，簡化了低壓供電系統(tǒng)，縮短了低壓供電距離，減少了電能損耗，保證了電壓質(zhì)量，可滿足正常運(yùn)轉(zhuǎn)和啟動的需要。系統(tǒng)簡單，電網(wǎng)安全可靠程度增加，同時減少了電纜截面和低壓開關(guān)數(shù)量。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,78,3.采區(qū)變電所（供電方式）,（2）采用了干式變壓器，提高了采區(qū)供電的防爆性能，利于安全，便于檢修。 （3）移動變電站可根據(jù)需要移動或固定，不需建造變電所硐室。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,80,缺點(diǎn)： （1）6kV高壓直接送入采區(qū)動作面附近，且低壓側(cè)電壓為1140V，對安全不利。 （2）采用了移動變電站，需要拓寬巷道，鋪設(shè)軌道。同時因地質(zhì)條件的不同，使移動變電站的安裝、運(yùn)輸和維護(hù)受到空間的限制。,3.采區(qū)變電所（供電方式）,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,81,3. 采區(qū)變電所,2）位置確定原則 （1）位于負(fù)荷中心，并保證向采區(qū)內(nèi)最遠(yuǎn)距離、最大容量負(fù)荷供電； （2）一個采區(qū)盡量采用一個采區(qū)變電所； （3）盡量設(shè)在頂?shù)装宸€(wěn)定，無淋水地點(diǎn)； （4）通風(fēng)、運(yùn)輸方便。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,82,3. 采區(qū)變電所,3）采區(qū)變電所硐室 工作兩年以上的采區(qū)變電所硐室，視為永久性建筑，應(yīng)采用不燃性材料支護(hù)；工作時間較短時，可不設(shè)硐室，利用上山間或順槽間聯(lián)絡(luò)巷，應(yīng)用不燃性材料支護(hù)。 硐室的面積取決于設(shè)備的數(shù)量和布置形式，防火門、通風(fēng)口、設(shè)備布置等于井下主變電所相同。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,83,3. 采區(qū)變電所,4）采區(qū)變電所的布置方式及設(shè)備 采區(qū)變電所設(shè)備的布置：一般高壓設(shè)備與低壓設(shè)備分開，變電設(shè)備、配電設(shè)備分開的原則。各設(shè)備布置的尺寸需滿足規(guī)程要求。硐室內(nèi)不設(shè)電纜溝，高低壓電纜沿墻敷設(shè)，硐室門的兩側(cè)及頂端，預(yù)埋內(nèi)徑為電纜外徑1.5倍的電纜套管，且離地面0.30.5m敷設(shè)。,采區(qū)變電所設(shè)備布置圖,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,85,1）工作面配電點(diǎn)的設(shè)置 工作面配電點(diǎn)接受由采區(qū)變電所或移動變電站送來的低壓電能，通過控制開關(guān)、磁力啟動器，用軟電纜向回采或掘進(jìn)工作面的設(shè)備供電。并利用干式變壓器或煤電鉆變壓器綜合裝置，將電壓降為127V，向電鉆、照明和通信設(shè)備供電。 由于經(jīng)常需要隨工作面移動搬遷，一般不設(shè)專用硐室?；夭晒ぷ髅媾潆婞c(diǎn)常設(shè)在鄰近的運(yùn)輸平巷內(nèi)，距工作面5070m。非沼氣煤塵突出礦井，機(jī)采工作面配電點(diǎn)可設(shè)在回風(fēng)巷內(nèi)，掘進(jìn)工作面配電點(diǎn)多設(shè)在掘進(jìn)巷的一側(cè)，距掘進(jìn)工作面80100m。配電點(diǎn)附近應(yīng)用非燃性材料支護(hù)。,4. 工作面配電點(diǎn),2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,86,2）配電點(diǎn)控制開關(guān)的設(shè)置 對由工作面配電點(diǎn)直接控制的工作面上的各種電氣設(shè)備，應(yīng)用經(jīng)直接接在該配電點(diǎn)母線上的專用磁力啟動器控制。 由于工作面配電點(diǎn)距采區(qū)變電所較遠(yuǎn)，并因采掘工作面電氣設(shè)備經(jīng)常移動、負(fù)荷重、啟動頻繁、工作條件差、維護(hù)量大，一般應(yīng)在每個配電點(diǎn)加設(shè)一臺電源進(jìn)線自動饋電開關(guān)。該開關(guān)與配電點(diǎn)的其他磁力啟動器設(shè)在一起，以便于停送電操作和管理、維護(hù)。且磁力啟動器出現(xiàn)機(jī)構(gòu)失靈或節(jié)點(diǎn)粘連時，可借其切斷電源。另外，還能增加過流保護(hù)系統(tǒng)的可靠性和選擇性。,4. 工作面配電點(diǎn),2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,87,4. 工作面配電點(diǎn),3）對順槽和工作面輸送機(jī)的供電方式 根據(jù)具體情況，可選擇： （1）順槽輸送機(jī)線的供電方式。如圖所示的干線供電方式，一般適用于順槽輸送機(jī)巷道較長、輸送機(jī)臺數(shù)較多、工作面只有一臺輸送機(jī)的情況。 （2）高沼氣礦井煤層、急傾斜V型長壁采區(qū)順槽工作面輸送機(jī)供電方式。,干線式膠帶輸送機(jī)供電方式,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,90,第三節(jié) 高壓供電設(shè)備,一、高壓開關(guān)電器 分立使用的高壓開關(guān)電器主要有：熔斷器、斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)。 熔斷器：當(dāng)有過電流流過時，元件會由于本身發(fā)熱而熔斷，并借助滅弧介質(zhì)的作用，使其連接的電路斷開，從而保護(hù)電力線路和電氣設(shè)備。 按結(jié)構(gòu)和動作原理分為： 限流式熔斷器和跌落式熔斷器。,1. 熔斷器,1）限流式 熔斷器 組成：熔絲 磁管、石英 砂及聯(lián)結(jié)附 件等。 結(jié)構(gòu)圖：,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,92,1.熔斷器,1）限流式熔斷器 （1）熄弧能力強(qiáng)，可在短路電流達(dá)到最大峰值前約0.01s內(nèi)使其減至零，使電弧熄滅。因此可限制短路電流，降低對電氣設(shè)備的動、熱穩(wěn)定性的要求。 （2）由于電弧電流被強(qiáng)迫過零，容易產(chǎn)生過電壓。需要將過電壓限制在2.5倍額定電壓下。采用變截面熔體，使各段熔體的熔化時間錯開，達(dá)到適當(dāng)延長熔化時間并限制過電壓的目的。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,93,1）限流式熔斷器,（3）開斷電路時無游離氣體排出，廣泛用于室內(nèi)配電裝置中。 RN1系列的IN20200A型，供高壓線路和設(shè)備的短路過載保護(hù)用。 RN2系列專門作為TV的短路保護(hù)用。 （4）選擇： A. 熔斷器的上限容量不大于最大短路電流，下限容量不小于最小短路電流。 B. 保護(hù)電機(jī)的熔絲安秒特性曲線，應(yīng)高于電機(jī)啟動時的安秒特性，且同一電流及最大電流下兩者時差不應(yīng)大于0.5s。,RN1、RN2、RW10-35型、RNZ型系列戶內(nèi)、戶外、直流熔斷器,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,96,2）RW1系列戶外跌落式熔斷器,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,97,2）RW1系列戶外跌落式熔斷器,正常情況下，其利用熔絲將由動觸頭組成的熔絲管上的活動關(guān)節(jié)拉緊，使熔斷器保持在通路狀態(tài)。故障使熔絲產(chǎn)生高溫電弧使熔絲管內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，引起管內(nèi)壓力升高，氣體高速向外噴出產(chǎn)生強(qiáng)烈的去游離作用，使電流過零時將電弧熄滅?；顒雨P(guān)節(jié)因熔絲熔斷而釋放，熔絲管跌落。 由于其在滅弧時會產(chǎn)生大量的游離氣體，并伴隨巨大響聲，一般只在戶外適用。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,98,2. 斷路器,作用：切斷正常負(fù)荷電流和短路故障電流，既作控制又兼作保護(hù)用。 符號含義：例SN1-35G-3000-30 S滅弧方式(K-空氣；S-少油；D-多油； Z-真空；C-磁吹；L-六氟化硫)； N安裝方式(N-戶內(nèi)；W-戶外)； 1設(shè)計(jì)序號； 35額定電壓(kV)； G代表改進(jìn)型； 3000額定電流(A)； 30額定容量(MVA),2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,99,（1）多油斷路器,使用油作為滅弧和絕緣介質(zhì)，箱內(nèi)充油較多。 礦用主要有DN1-10和DN1-10G型。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,100,（2）少油斷路器,少油斷路器充油較少，油僅作為滅弧介質(zhì)用，絕緣靠空氣和磁絕緣子實(shí)現(xiàn)。相比多油型其油量少，油箱結(jié)果堅(jiān)固，使用安全、安裝簡單。 運(yùn)行時油箱帶電，必須安裝在支持絕緣子上。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,101,（3）真空斷路器,真空斷路器采用高真空作為滅弧介質(zhì)，其核心部件為真空滅弧室。 真空滅弧室內(nèi)空氣非常稀薄，其內(nèi)氣體幾乎沒有游離作用。觸頭在分離過程中能迅速滅弧，不會產(chǎn)生大的電弧。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,102,（3）真空斷路器,真空斷路器滅弧室如圖所示，觸頭密封在真空滅弧室內(nèi)，動、靜觸頭分別焊接在動、靜導(dǎo)電桿上，動觸頭借助波紋管實(shí)現(xiàn)密封。在機(jī)械機(jī)構(gòu)的驅(qū)動作用下，動觸頭可在滅弧室內(nèi)沿軸向移動，實(shí)現(xiàn)分合電路的作用。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,104,（4）SF6 斷路器,采用六氟化硫氣體作為滅弧介質(zhì)的斷路器。SF6 是一種化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的惰性氣體，正常狀態(tài)下無色、無味、無毒、不燃、無老化現(xiàn)象。具有良好的絕緣和滅弧性能。 SF6 斷路器具有開斷能力強(qiáng)、斷口電壓高、噪音小、無火災(zāi)危險(xiǎn)等優(yōu)點(diǎn)。但SF6 在高溫電弧的作用下分解的低氟化物劇毒，對斷路器的加工工藝要求非常嚴(yán)格。最近幾年在國內(nèi)使用正在增多。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,105,SF6斷路器,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,106,3. 隔離開關(guān),（1）作用 將高壓配電裝置元件與電源隔離。 （2）用途 A. 隔離電源 B. 電路轉(zhuǎn)換 C. 閉合或分?jǐn)嘈‰娏麟娐?2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,107,3. 隔離開關(guān),（3）操作與選用 由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，只能切除相當(dāng)小的電流，所以嚴(yán)禁帶負(fù)荷進(jìn)行分合閘操作。須嚴(yán)格遵守“倒閘操作”的規(guī)定，即：分閘時，先斷QF，后斷QS；合閘時，先合QS，后合QF。 選擇時一般根據(jù)額定電壓、電流等進(jìn)行考慮，作短路時的動、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,108,4. 負(fù)荷開關(guān),（1）負(fù)荷開關(guān)有簡單的滅弧裝置，其他部分結(jié)構(gòu)與隔離開關(guān)類似。可以用來切斷負(fù)荷電流，但不能用來切斷短路電流。 （2）用途：容量不大或不太重要的10kV及以下配電線路上作電源開關(guān)用 （3）加裝熔斷器的負(fù)荷開關(guān)可代替QF用，即可切除正常負(fù)荷電流，又可切斷短路電流（一次性使用）。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,109,4. 負(fù)荷開關(guān),如圖為FN510RD型帶有高分?jǐn)嗄芰θ蹟嗥鞯母邏贺?fù)荷開關(guān)，適用于交流50Hz，10kV電網(wǎng)中，作為開斷負(fù)荷電流及關(guān)合短路電流之用。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,110,戶內(nèi)高壓真空負(fù)荷開關(guān)一熔斷器組合電器,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,111,四種高壓開關(guān)的特性總結(jié),2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,112,二、高壓開關(guān)柜,高壓開關(guān)柜以高壓開關(guān)為主，按照一定的接線，針對使用場合、控制對象及主要元器件的特點(diǎn)，將有關(guān)的一、二次設(shè)備組合起來，裝于封閉式或敞開式金屬柜內(nèi)的一種高壓成套配電裝置。 主要用于配電系統(tǒng)，作為接受與分配電能或直接啟動大型電機(jī)用。 組成：母線、高壓開關(guān)、TA、TV、計(jì)量儀表、保護(hù)裝置、信號及操動機(jī)構(gòu)等。 根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，分為普通型、礦用一般型和隔爆型。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,113,二、高壓開關(guān)柜,普通型 適用于一般環(huán)境的高壓開關(guān)柜，在礦井地面變、配電所或礦區(qū)變電所的高壓配電系統(tǒng)廣泛使用GG（固定型）、GBC（帶保護(hù)型）高壓開關(guān)柜。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,114,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,115,二、高壓開關(guān)柜,2. 礦用一般型 特別要求：（1）全封閉外殼，具有防機(jī)械損傷，防潮結(jié)構(gòu)。（2）在溫度35 、相對濕度97的空氣中運(yùn)行絕緣良好，絕緣材料又耐油性和耐弧性。（3）引入電纜接線端子有一定的漏電距離和氣隙。（4）高壓油斷路器的使用額定斷流容量應(yīng)為實(shí)際最大值的一半。（5）應(yīng)有防誤操作的機(jī)械閉鎖裝置。（6）電纜引出線應(yīng)有接線盒或用插銷聯(lián)結(jié)電纜。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,116,2. 礦用一般型,我國煤礦常用型號：KYGG、GKW、GKFC、GFW型等。 G開關(guān)柜 K礦用型 W室外 F負(fù)荷開關(guān) C手車式,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,117,手車式開關(guān)柜,結(jié)構(gòu)：柜體和手車兩部分 柜體內(nèi)有匯流母線、電纜頭、一次靜觸頭座，兩側(cè)柜上有手車接地靜觸座，正面兩側(cè)各設(shè)觸頭6組。柜底設(shè)供手車用的軌道。 手車上有隔離開關(guān)，一、二次動觸頭，電流電壓互感器，高壓熔斷器，多油斷路器，電動操作機(jī)構(gòu)、照明燈等。手車上部為儀表屏，下部為繼電器屏。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,118,二、高壓開關(guān)柜,3. 礦用隔爆型,PBG系列礦用隔爆兼本質(zhì)安全型 高壓真空配電裝置,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,120,第四節(jié) 低壓配電開關(guān),隔爆自動饋電開關(guān)：容量較大，作為低壓總開關(guān)和分路總開關(guān)。 隔爆手動起動器：容量較小，用于小負(fù)荷線路、照明變壓器的控制保護(hù)及相應(yīng)容量的鼠籠式電動機(jī)。 一、DW80系列隔爆自動饋電開關(guān) 適用于380V和660V網(wǎng)絡(luò),2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,121,一、DW80系列隔爆自動饋電開關(guān),1. 型號及數(shù)據(jù) 如DW80120F型 D自動空氣斷路器 W萬能式 8隔爆型 0設(shè)計(jì)序號 120額定電流（A） F 帶分勵脫扣器,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,122,一、DW80系列隔爆自動饋電開關(guān),DW80系列礦用隔爆型饋電開關(guān)適用于含有爆炸性危險(xiǎn)氣體（如甲烷混合物）和煤塵的礦井下及其它工業(yè)廠礦中，在交流50Hz、電壓380V、660V的線路中作為供電系統(tǒng)的總開關(guān)，分支開關(guān)用，也可以作為大容量電動機(jī)不頻繁啟動用，當(dāng)線路發(fā)生過或短路時能自動切斷電源。對電器產(chǎn)品有過載、短路、失壓、欠壓保護(hù)的功能。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,123,一、DW80系列隔爆自動饋電開關(guān)（外形）,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,124,一、DW80系列隔爆自動饋電開關(guān),DW80系列外殼前后部分呈圓柱型空腔，前面裝有斷路器的操作手柄。該手柄借助聯(lián)鎖桿的作用實(shí)現(xiàn)蓋子與自動開關(guān)的分合聯(lián)鎖。即自動開關(guān)閉合狀態(tài)時，蓋子打不開；在蓋子開啟狀態(tài)時，手柄被聯(lián)鎖桿固定在斷開位置，自動開關(guān)不能合閘，保證檢修安全。即強(qiáng)制實(shí)現(xiàn)“斷電源后開蓋”。外殼與蓋子連接采用轉(zhuǎn)蓋式，將蓋子旋轉(zhuǎn)一定角度，即可與外殼卡牢。,DW80系列饋電開關(guān)電路圖,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,126,一、DW80系列隔爆自動饋電開關(guān),三極萬能自動空氣斷路器（手動三極接觸器KM,過流脫扣器YA1,YA2和分勵脫扣器YA3）均安裝在絕緣板上。手動三極接觸器由手柄直接控制，用于正常情況下分合電源。YA1,YA2在線路故障或過流時動作，用于自動跳閘和切斷電源，起保護(hù)作用。YA3為一只有壓釋放器，與檢漏繼電器配合，一端連接L2相，另一端接于檢漏繼電器常開節(jié)點(diǎn)。當(dāng)線路有漏電故障時，檢漏繼電器常開節(jié)點(diǎn)閉合，YA3線圈有電流通過，使自動開關(guān)跳閘。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,127,二、DWKB30系列礦用隔爆自動饋電開關(guān),DWKB系列自動饋電開關(guān)用在1140V電壓下的一般為方形，380V和660V電壓的一般外形與DW80系列相識。一般用在200A400A供電系統(tǒng)中，作為饋電總開關(guān)、分支開關(guān)或大容量電機(jī)的控制開關(guān)。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,128,二、DWKB30系列礦用隔爆自動饋電開關(guān),型號含義： 如DWKB30-400/1140Z D斷路器 W萬能式 K礦用 B隔爆型 30設(shè)計(jì)序號 400額定電流（A） 1140額定電壓（V） Z真空斷路器,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,129,饋電開關(guān)外形圖 1-聯(lián)鎖機(jī)構(gòu) 2-試驗(yàn)開關(guān) 3-觀察窗 4-提升手柄 5-隔離開關(guān)手柄 6-合閘、分?jǐn)嚅_關(guān)手柄 7-外接地端子,二、DWKB30系列礦用隔爆自動饋電開關(guān),2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,130,二、DWKB30系列礦用隔爆自動饋電開關(guān),2. 結(jié)構(gòu)特征及系統(tǒng)框圖 （1）饋電開關(guān)主要由隔爆外殼、（真空）斷路器、隔離開關(guān)以及控制單元組成。真空斷路器、隔離開關(guān)安裝在主腔內(nèi)，控制單元安裝在門蓋上。 （2）隔爆外殼由主腔、門蓋和接線箱三部分組成。主腔為方形，右側(cè)設(shè)有操作隔離開關(guān)的手柄、門蓋和隔離開關(guān)間設(shè)有可靠的機(jī)械聯(lián)鎖裝置，保證在控制回路有電時，不能打開門蓋，門蓋打開后，控制回路斷電。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,131,二、DWKB30系列礦用隔爆自動饋電開關(guān),（3）饋電開關(guān)蓋左上側(cè)設(shè)有電源、工作、絕緣、短路、漏電顯示及其視察窗。門蓋的右上側(cè)設(shè)有試驗(yàn)開關(guān)可供饋電開關(guān)進(jìn)行過載、短路、漏電模擬試驗(yàn)。門蓋的右下側(cè)是合閘與分?jǐn)嚅_關(guān)。 （4）主腔與門蓋隔爆面的連接采用提升式勾掛結(jié)構(gòu)。外殼左側(cè)有一提升機(jī)構(gòu)，通過操縱手柄將門蓋提起，繞其轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)便可將門蓋打開。 （5）主電路和控制電路電纜通過接線箱上的引入裝置引入、引出。 （6）接線箱內(nèi)和外殼下部設(shè)有接地螺釘，安裝使用時應(yīng)可靠接地。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,132,二、DWKB30系列礦用隔爆自動饋電開關(guān),3. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,133,電氣部分主要由DW型自動開關(guān)QA觸頭、失壓脫扣線圈YA1、分勵脫扣線圈YA2、半導(dǎo)體脫扣器A1和信號顯示裝置HL及其輔助裝置、信號檢測環(huán)節(jié)等組成。 QA開關(guān)由操作手柄控制，用于通斷主回路。自由脫扣機(jī)構(gòu)受相關(guān)繼電器控制，使QA開關(guān)在過載、短路、欠壓、漏電（配合檢漏繼電器）等故障下跳閘，實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)。 自由脫扣機(jī)構(gòu)電源由QA開關(guān)電源側(cè)引出，保證任何（帶電）情況保證開關(guān)保護(hù)動作。 欠壓保護(hù)在低于70額定電壓時動作。,二、DWKB30系列礦用隔爆自動饋電開關(guān),2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,134,三、QS81系列隔爆手動開關(guān),QS81系列隔爆手動開關(guān)又稱手動起動器，主要用來控制井下小型輸送機(jī)、水泵、局部風(fēng)機(jī)和照明設(shè)備等。適用于具有爆炸性氣體混合物（甲烷類）和煤塵的煤礦井下，在交流50Hz、電壓380V至660V的線路中。主要型號有QS81及QSS81等。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,135,三、QS81系列隔爆手動開關(guān),1. 型號及含義 2. 結(jié)構(gòu)概述 起動器由隔爆外殼和裝于殼內(nèi)的本體組成。外殼為圓柱形，有凸出的底和蓋。外殼上部焊有用于引入、引出電纜的隔爆型接線箱，殼蓋與殼身采用轉(zhuǎn)蓋式結(jié)構(gòu)連接，殼蓋與操作手柄間設(shè)有可靠的機(jī)械聯(lián)鎖。本體含操作機(jī)構(gòu)、觸頭、滅弧系統(tǒng)和熔斷器等部分。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,136,三、QS81系列隔爆手動開關(guān),2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,137,三、QS81系列隔爆手動開關(guān),3. 電氣系統(tǒng)圖 電氣圖包括一個三極手動接觸器、引線端子，動觸頭的兩相引出線帶RM10型無填料管式熔斷器。將操作手柄扳至“開”或“關(guān)”位置可以實(shí)現(xiàn)供電和斷電操作。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,138,RM10型熔斷器,RM10型熔斷器用于切斷負(fù)載電路的短路故障。熔片一般為變截面結(jié)構(gòu)，用以提高熔件的斷流能力。變截面在發(fā)生短路故障時窄截面處發(fā)熱比寬截面處發(fā)熱高的多，故先行熔斷，從而使熔體分?jǐn)酁閹捉亍?在斷口處產(chǎn)生的單個電弧電壓在150V250V，電弧串連在一起，當(dāng)電弧數(shù)量越多則產(chǎn)生的總電壓降就越高，為了使電弧自行熄滅，應(yīng)適當(dāng)選擇窄截面?zhèn)€數(shù)，使電網(wǎng)電壓不足以維持電弧的燃弧電壓。如500V或380V選4個窄截面。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,139,變截面熔斷器結(jié)構(gòu)示意圖,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,140,四、隔爆插銷開關(guān),由插座及插頭兩部分組成，外殼合金制成，轉(zhuǎn)動“分”、“合”開關(guān)的轉(zhuǎn)套，內(nèi)部切換好開關(guān)就隨之處于斷開、接通狀態(tài)，開關(guān)設(shè)有聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，只有處于“分”位置時才能插拔。 適用范圍：適用在含有爆炸性混合物的危險(xiǎn)場所，在交流50Hz、額定電壓100至380V的電路中，作為連接手持電動工具或照明燈電源之用。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,141,隔爆插銷開關(guān),2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,142,第五節(jié) 電力變壓器和移動變電站,一、電力變壓器 低損耗電力變壓器 礦井地面使用的電力變壓器有SJL1型等傳統(tǒng)變壓器和S7、S9系列的低損耗變壓器。低損耗變壓器節(jié)能效果好，適合推廣使用。 變壓器是電力生產(chǎn)、使用過程中的主要耗能設(shè)備。S7、S9 系列低損耗變壓器即低損耗非晶合金配電變壓器是二十世紀(jì)八十年代初期在美國發(fā)展起來的一種新型節(jié)能型變壓器。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,143,低損耗變壓器,非晶合金是一種與傳統(tǒng)硅鋼片結(jié)構(gòu)完全不同的材料，具有低鐵損、高導(dǎo)磁率、高電阻率等特性。當(dāng)磁密度相同時，低損變壓器鐵芯損耗只有傳統(tǒng)硅鋼片變壓器損耗的2535%。 低損耗變壓器與傳統(tǒng)變壓器的結(jié)構(gòu)基本相同，但有如下特點(diǎn)： （1）改進(jìn)鐵心結(jié)構(gòu)，降低空載損耗； （2）改進(jìn)絕緣結(jié)構(gòu)，降低負(fù)載損耗； （3）改進(jìn)整體結(jié)構(gòu)，降低附加損耗。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,144,630kVA、10kV低損耗變壓器與傳統(tǒng)變壓器標(biāo)準(zhǔn)損耗值對比,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,145,2. 礦用動力變壓器,1）型號及含義,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,146,1）型號及含義 如KSJ3-320/6即礦用三相舊系列油浸銅芯線變壓器 K 礦用； S 三相； J 舊系列； S7或S9 低損耗； 320 額定容量（kVA）； 6 一次側(cè)額定電壓（kV）,2. 礦用動力變壓器,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,147,2. 礦用動力變壓器,2）KS7系列礦用低損耗動力變壓器 KS7系列變壓器應(yīng)用于無沼氣、煤塵突出的煤礦井底車場及主要進(jìn)風(fēng)巷道。為適合礦井特殊工作場合，其結(jié)構(gòu)與普通變壓器不同點(diǎn)包括： （1）油箱采用低碳鋼板，構(gòu)造堅(jiān)固，可承受0.1MPa內(nèi)壓力。 （2）不設(shè)貯油柜，以防在礦井下碰撞發(fā)生事故。 （3）油箱兩側(cè)有密封式高低壓電纜接線盒磁套盒，盒下設(shè)有供電纜進(jìn)出線的喇叭扣，低壓出線盒旁裝無載分接開關(guān)，供高壓線圈分接頭調(diào)整電壓用。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,148,2. 礦用動力變壓器,（4）油箱上設(shè)有注油用的注油塞，塞上設(shè)有通氣孔以排出熱空氣及油中分解的甲烷產(chǎn)物用。 （5）油箱下有拖撬及帶邊緣的鋼輪，可在35º以下斜角的傾斜巷道內(nèi)運(yùn)輸。,通用電力變壓器,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,150,3. 礦用隔爆干式變壓器,與油浸式變壓器相比其優(yōu)點(diǎn)在于： （1）沒有火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)。 （2）不存在變壓器油老化問題，維護(hù)檢修工作量大大減小。 （3）附屬部件簡單，體積小，重量輕。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,151,1) KSG-2.5、4.0/0.66型礦用隔爆型干式變壓器 KSG-2.5、4.0/0.66型礦用隔爆型干式變壓器適用于煤礦井下有沼氣和煤塵的爆炸危險(xiǎn)場所，在交流50Hz，電壓380V或660V的供電線路中為礦用煤電鉆、井下照明或信號提供127(或133V)電源。,3. 礦用隔爆干式變壓器,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,152,3. 礦用隔爆干式變壓器,2）KSGB型礦用隔爆干式變壓器,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,153,本系列產(chǎn)品用于有甲烷混合氣體，煤塵等有爆炸危險(xiǎn)的礦井中，將6、10KV電源轉(zhuǎn)換成400（380）、693（660）、1200（1140）、3450（3300）V煤礦井下所需的低壓電壓。 KSGB型產(chǎn)品外殼為長方形，箱體兩側(cè)為瓦楞型，上部為圓弧形，有上開蓋式和兩邊開蓋式兩種結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)度高，溫升低，散熱性好，易于維修等優(yōu)點(diǎn)。 變壓器兩端設(shè)有兩個獨(dú)立的高、低壓隔爆接線腔，腔內(nèi)裝有高低壓套管，供相應(yīng)的電纜引線用，接線腔分別通過隔爆法蘭面與高低壓開關(guān)相連。,2）KSGB型礦用隔爆干式變壓器,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,154,該系列產(chǎn)品具有下列優(yōu)點(diǎn)： ·鐵心選用優(yōu)質(zhì)低損耗硅鋼片，空載損耗低，空載電流小，噪音低。 ·采用H級絕緣材料及先進(jìn)的絕緣結(jié)構(gòu)，熱穩(wěn)定性好，可在高溫180度下持續(xù)滿負(fù)荷運(yùn)行。 ·器身經(jīng)過多次特殊絕緣處理，具有良好的防潮性能。,2）KSGB型礦用隔爆干式變壓器,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,155,2）KSGB型礦用隔爆干式變壓器,變壓器高壓側(cè)繞組設(shè)有額定電壓的-4、 -8或±5的調(diào)壓分接抽頭，便于將低壓側(cè)的電壓調(diào)節(jié)為適當(dāng)值。斷開高壓電源后，改變分接盒中連接片的位置，即可進(jìn)行電壓調(diào)整。另外通過改變低壓側(cè)的接線方式Y(jié)接線時，電壓相應(yīng)下降為原電壓的 。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,156,變壓器分抽頭的調(diào)整,由于供電網(wǎng)絡(luò)的線路傳輸中的電壓存在損失等因素，使得電能在到達(dá)負(fù)荷端的時候，電壓常常滿足不了要求，這時候，如果是帶有分抽頭的變壓器，就可以通過調(diào)節(jié)變壓器的分抽頭來調(diào)節(jié)電壓，使電壓達(dá)到用戶的使用要求。 要弄清楚變壓器的分抽頭的調(diào)整方式，首先應(yīng)了解帶有分抽頭的變壓器的結(jié)構(gòu)。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,157,變壓器分抽頭的調(diào)整,如左圖為一帶有分抽頭的變壓器結(jié)構(gòu)圖?？梢钥闯?，分抽頭是位于高壓側(cè)。對于升壓變壓器，分抽頭側(cè)在輸出側(cè)；對降壓變壓器，分抽頭側(cè)在受電側(cè)。一般說的變壓器的一次側(cè)、二次側(cè)額定電壓，是對應(yīng)額定變比的電壓值。當(dāng)改變分抽頭時，變壓器的實(shí)際變比發(fā)生變化，則輸入輸出電壓的關(guān)系也發(fā)生變化。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,158,變壓器分抽頭的調(diào)整,變壓器的分抽頭的標(biāo)識值+5或-5，意思即在高壓額定電壓（也即額定變比值）上增加5或減小5。 對升壓變壓器，分抽頭在+5，則輸出電壓增加5。 對降壓變壓器分抽頭在+5，則輸出電壓是增加5還是降低5？ 答案：降低5 作業(yè)：P72習(xí)題28,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,159,變壓器分抽頭調(diào)整,例：一變壓器,35/6.3kV額定變比，抽頭每級差2.5，共7級。如果變壓器額定變比下輸出電壓為6kV，欲使其輸出6.3kV則應(yīng)選擇分抽頭為： 1. 輸出電壓需要由6kV增加至6.3kV，則此時變壓器輸出電壓變化為： （6 .3 6）/6= 0.05 即輸出電壓要增加5% 2.降壓變壓器要增加輸出電壓，應(yīng)減少變比，則高壓側(cè)應(yīng)相應(yīng)減少5%，所以 3.選擇分抽頭為5,2019/10/13,