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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 CH3 煤礦機械設(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)計與計算,,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：是指進行生產(chǎn)、傳輸、分配、消費電能的各個環(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(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)：3kV~330kV 超高壓電網(wǎng)：330kV~1000kV 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 中國華能集團公司 中國大唐集團公司 中國華電集團公司 中國國電集團公司 中國電力投資集團公司,4家輔業(yè)公司 中國電力工程顧問集團公司 中國水電工程顧問集團公司 中國水利水電建設(shè)集團公司 中國葛洲壩集團公司,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)濟效果最好。 2. 額定電壓等級：由國家規(guī)定的各種標(biāo)準額定電壓。 作用：便于各種電力設(shè)備生產(chǎn)制造標(biāo)準化和系列化。,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％，用以補償正常負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： 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 ① 與發(fā)電機相連時，VTN1=VGN=1.05VN ② 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 ① 與≥35kV線路相連 VTN2=1.1× VN ②與≤10kV線路相連 VTN2=1.05 × VN ③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)：電機車 380V：小型礦井井下使用 500V(DC)：井下電機車,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)電機車 1140V：井下綜采動力 1500V(DC)：露天煤礦工業(yè)電機車 6kV: 井上、下高壓電機及配電電壓 10kV：特大型礦井井上、下高壓電機及 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、電力負荷的分級及對供電的要求,電力負荷的等級：根據(jù)不同負荷對供電可靠性的要求不同分級。 一級負荷：采用兩個獨立電源供電。 二級負荷：采用兩回線路供電。 三級負荷：不屬于一、二級負荷的所有用電設(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)品報廢，給國民經(jīng)濟造成重大損失的負荷為一級負荷。 如礦井的通風(fēng)、排水、提升等負荷。 獨立電源：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，且其輸變配各環(huán)節(jié)為分列運行的。 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，大量原材料報廢，使工業(yè)企業(yè)內(nèi)部交通生產(chǎn)停頓的負荷為二級負荷。 如礦井的地面空壓機、提運設(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、電力負荷的分級及對供電的要求,2. 電力負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、元器件的運行可靠。可采取進行監(jiān)視、維護，定期試驗檢修等方法，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，并加強保護措施，經(jīng)常進行檢修。,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)定運行，設(shè)備運行及出力惡化，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、自動裝置、計算機等不能正常工作，所以一般波形畸變不允許超過5%，礦山6～10kV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)運行的經(jīng)濟性,經(jīng)濟性包括使供電系統(tǒng)建設(shè)成本降低、提高設(shè)備運行效率，降低損耗，使系統(tǒng)有較好的運行效益。 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)運行經(jīng)濟合理。,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,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：適用三級負荷、二級小負荷或某些專用設(shè)備的供電。系統(tǒng)簡單、運行維護方便；缺點是使用的開關(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，每回線路有單獨的開關(guān)控制。適用二級負荷。供電可靠性高，運行可采用并列運行，也可一路運行，一路備用，運行靈活。,,,,,,,,,,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荷的供電。供電可靠性相對更高。缺點是設(shè)備投資相對較大，繼電保護保護設(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供電。 優(yōu)點：回路少，高壓配電裝置數(shù)量減少、造價低。 缺點：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荷點。適用于電源對礦區(qū)用戶相對位置居中或較遠，而用戶間距較近，且負荷相差不太懸殊的供電。供電可靠性高，運行、保護整定困難。,,,,,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：進出線均有斷路器（可切斷負荷與故障電流），以及與母線相連的“母線隔離開關(guān)”，與負荷線路相連的“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：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荷 B. 斷路器分段（QF分段）－－適用一級負荷較多情況，可切斷負荷和故障電流。 在采用斷路器分段時，除能實現(xiàn)切斷負荷或故障電流外，也可在繼電保護下實現(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，向采掘機械等設(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100～200m內(nèi)）的情況，處于經(jīng)濟和運行方便的考慮，一般采用淺井供電系統(tǒng)。 （1）對于采區(qū)距井底車場較遠（2km）、井下負荷小、涌水量不大的礦井，可經(jīng)架空線路，將6～10kV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)負荷小而井底車場負荷大時，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，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 （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 （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 （1）需要進行鉆孔、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,1. 礦井地面變電所 1）位置選擇原則 （1）靠近主要負荷和入井電纜井筒，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）避開危險區(qū)和排廢場，與鐵路距離40m。 （6）交通方便，有擴展空間。,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35kV~110kV變電所也采用戶內(nèi)式配電裝置。 為保證運行時電氣設(shè)備和人員的安全以及檢修維護和搬運的方便，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)盡量靠近負荷中心，并根據(jù)通風(fēng)良好、交通方便、進出線易于敷設(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，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。,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0.5～0.8m、0.8~1m。 F. 所有電氣設(shè)備外殼必須接地。接地母線距地0.3～0.5m，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。 ①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1－14所示的單列布置形式。當(dāng)用電負荷較大、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,72,②對于高沼氣、煤與沼氣突出的礦井，其井下主變電所采用1－15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?工作面配電點方式 這種供電方式以低壓向全采區(qū)負荷供電，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?工作面配電點方式 優(yōu)點： （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： （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、運輸和維護受到空間的限制。,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）位于負荷中心，并保證向采區(qū)內(nèi)最遠距離、最大容量負荷供電； （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； （4）通風(fēng)、運輸方便。,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；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。 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0.3～0.5m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）工作面配電點的設(shè)置 工作面配電點接受由采區(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。回采工作面配電點常設(shè)在鄰近的運輸平巷內(nèi)，距工作面50～70m。非沼氣煤塵突出礦井，機采工作面配電點可設(shè)在回風(fēng)巷內(nèi)，掘進工作面配電點多設(shè)在掘進巷的一側(cè)，距掘進工作面80～100m。配電點附近應(yīng)用非燃性材料支護。,4. 工作面配電點,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,86,2）配電點控制開關(guān)的設(shè)置 對由工作面配電點直接控制的工作面上的各種電氣設(shè)備，應(yīng)用經(jīng)直接接在該配電點母線上的專用磁力啟動器控制。 由于工作面配電點距采區(qū)變電所較遠，并因采掘工作面電氣設(shè)備經(jīng)常移動、負荷重、啟動頻繁、工作條件差、維護量大，一般應(yīng)在每個配電點加設(shè)一臺電源進線自動饋電開關(guān)。該開關(guān)與配電點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。且磁力啟動器出現(xiàn)機構(gòu)失靈或節(jié)點粘連時，可借其切斷電源。另外，還能增加過流保護系統(tǒng)的可靠性和選擇性。,4. 工作面配電點,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,87,4. 工作面配電點,3）對順槽和工作面輸送機的供電方式 根據(jù)具體情況，可選擇： （1）順槽輸送機線的供電方式。如圖所示的干線供電方式，一般適用于順槽輸送機巷道較長、輸送機臺數(shù)較多、工作面只有一臺輸送機的情況。 （2）高沼氣礦井煤層、急傾斜V型長壁采區(qū)順槽工作面輸送機供電方式。,干線式膠帶輸送機供電方式,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，可在短路電流達到最大峰值前約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IN20～200A型，供高壓線路和設(shè)備的短路過載保護用。 RN2系列專門作為TV的短路保護用。 （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. 保護電機的熔絲安－秒特性曲線，應(yīng)高于電機啟動時的安－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：切斷正常負荷電流和短路故障電流，既作控制又兼作保護用。 ★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)計序號； 35－額定電壓(kV)； G－代表改進型； 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現(xiàn)。相比多油型其油量少，油箱結(jié)果堅固，使用安全、安裝簡單。 運行時油箱帶電，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現(xiàn)密封。在機械機構(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、斷口電壓高、噪音小、無火災(zāi)危險等優(yōu)點。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. 閉合或分斷小電流電路,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，所以嚴禁帶負荷進行分合閘操作。須嚴格遵守“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、電流等進行考慮，作短路時的動、熱穩(wěn)定校驗。,2019/10/13,中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,108,4. 負荷開關(guān),（1）負荷開關(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）加裝熔斷器的負荷開關(guān)可代替QF用，即可切除正常負荷電流，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. 負荷開關(guān),如圖為FN5—10RD型帶有高分斷能力熔斷器的高壓負荷開關(guān)，適用于交流50Hz，10kV電網(wǎng)中，作為開斷負荷電流及關(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，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用。 組成：母線、高壓開關(guān)、TA、TV、計量儀表、保護裝置、信號及操動機構(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，具有防機械損傷，防潮結(jié)構(gòu)。（2）在溫度35℃ 、相對濕度97％的空氣中運行絕緣良好，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)為實際最大值的一半。（5）應(yīng)有防誤操作的機械閉鎖裝置。（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，用于小負荷線路、照明變壓器的控制保護及相應(yīng)容量的鼠籠式電動機。 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DW80－120F型 D－－自動空氣斷路器 W－－萬能式 8－－隔爆型 0－－設(shè)計序號 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。即強制實現(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。當(dāng)線路有漏電故障時，檢漏繼電器常開節(jié)點閉合，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200A～400A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)鎖機構(gòu) 2-試驗開關(guān) 3-觀察窗 4-提升手柄 5-隔離開關(guān)手柄 6-合閘、分斷開關(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)有試驗開關(guān)可供饋電開關(guān)進行過載、短路、漏電模擬試驗。門蓋的右下側(cè)是合閘與分斷開關(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，實現(xiàn)各種保護。 自由脫扣機構(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)保護動作。 欠壓保護在低于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、水泵、局部風(fēng)機和照明設(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)有可靠的機械聯(lián)鎖。本體含操作機構(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，從而使熔體分斷為幾截。 在斷口處產(chǎn)生的單個電弧電壓在150V～250V，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25～35%。 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： （1）改進鐵心結(jié)構(gòu)，降低空載損耗； （2）改進絕緣結(jié)構(gòu)，降低負載損耗； （3）改進整體結(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包括： （1）油箱采用低碳鋼板，構(gòu)造堅固，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)點在于： （1）沒有火災(zāi)和爆炸危險。 （2）不存在變壓器油老化問題，維護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)，具有強度高，溫升低，散熱性好，易于維修等優(yōu)點。 變壓器兩端設(shè)有兩個獨立的高、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： ·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)滿負荷運行。 ·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，即可進行電壓調(diào)整。另外通過改變低壓側(cè)的接線方式Y(jié)?Δ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，使得電能在到達負荷端的時候，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?？梢钥闯觯殖轭^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,