供電系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

1、供電系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)一、礦山企業(yè)對(duì)供電的要求：1、可靠性：礦井如果供電中斷，不僅會(huì)影響生產(chǎn)，而且可能發(fā)生人身事故和設(shè)備損壞，嚴(yán)重時(shí)造成礦井的毀壞，為保證供電的可靠性，供電電源應(yīng)采用兩回路獨(dú)立電源線路，在一回電源發(fā)生故障的情況下，另一回路電源仍能保證可靠供電。2、安全性：由于礦井生產(chǎn)環(huán)境的特殊性，存在瓦斯煤塵爆炸的可能性必須采取如防爆、防觸電、保護(hù)接地等一系列的技術(shù)措施，以確保供電的安全性。3、技術(shù)合理性：在滿足可靠性和安全性的前提下，還應(yīng)保證供電系統(tǒng)的裝備要求及技術(shù)合理，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及滿足礦山供電要求，又無(wú)冗余。4、經(jīng)濟(jì)性：應(yīng)力求供電系統(tǒng)簡(jiǎn)單，安裝、運(yùn)行、操作方便，建設(shè)投資少，運(yùn)行費(fèi)用低。電力用戶分

2、級(jí) 二、電力用戶的分級(jí) 1、一級(jí)用戶：凡突然停電會(huì)造成人身傷亡或系統(tǒng)重要設(shè)備損壞，對(duì)企業(yè)和國(guó)家造成重大損失即為一級(jí)用戶。這類用戶必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，即使在停電狀態(tài)，電源也不得中斷。煤礦企業(yè)都屬于一級(jí)電力用戶。 2、二級(jí)用戶：凡突然停電會(huì)造成大量廢品、產(chǎn)量顯著下降或生產(chǎn)停頓，在經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者，一般采用雙回路供電。 3、三級(jí)用戶：凡不屬于一級(jí)二級(jí)用戶者，這類用戶停電不會(huì)直接影響生產(chǎn)，這類用戶只設(shè)單一回路供電，因某種原因需要停電時(shí)，三級(jí)用戶首先是限電的對(duì)象。電力系統(tǒng)基本概念 三、電力系統(tǒng)基本概念 1、電力系統(tǒng)：一般把某一電力線路內(nèi)，由發(fā)電機(jī)、變壓器、各種電壓等級(jí)的輸變電線路組成的整體。變電

3、站于各種不同電壓的線路組成的部分叫電力網(wǎng)。 2、變電站有升壓和降壓之分，根據(jù)電力系統(tǒng)所處的地位不同可以分為區(qū)域變電站和企業(yè)變電站，主要由電力變壓器和開(kāi)關(guān)控制設(shè)備組成。只有受點(diǎn)和配電開(kāi)關(guān)燈控制設(shè)備無(wú)主變壓器稱為配電站。 用以把交流電變?yōu)橹绷麟姷慕唤凶冸娝?。變電所中的主要設(shè)備有變壓器、母線（匯流排）、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等，輔助設(shè)備包括保護(hù)和測(cè)量裝置、所用電操作電源。斷路器主要切合正常及事故電流的設(shè)備，隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，不能切斷負(fù)荷電流，主要起隔離作用，在檢修等情況下隔離電源，有明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，以保證工作安全。四、電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)1、0.036KV及以下井下電氣設(shè)備的控制及局部照2、0.127KV

4、井下照明及手持式電鉆3、0.22KV礦井地面照明4、0.25KV電機(jī)車(直流)5、0.38KV地面低壓動(dòng)力及井下低壓動(dòng)力現(xiàn)有小煤礦井下使用6、0.5KV電機(jī)車(直流)7、0.66KV井下低壓動(dòng)力8、0.75KV露天煤礦工業(yè)電機(jī)車(直流)9、1.14KV井下綜合機(jī)械化采區(qū)動(dòng)力10、1.5KV露天煤礦工業(yè)電機(jī)車(直流)11、3及6KV井上、井下高壓電機(jī)及配電電壓12、10KV煤礦井下允許采用的最高電壓13、35/60KV一般用于礦區(qū)配電電壓或受電電壓14、110/220KV主要為礦區(qū)受電電壓、大型礦井作為配電電壓五、礦井供電系統(tǒng)的主要接線方式1、無(wú)備用系統(tǒng)接線方式:主要有單回路放射式、直接連接的干

5、線式和串聯(lián)型干線式。(1)該方式簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便，易于發(fā)現(xiàn)故障，缺點(diǎn)是供電可靠性差，主要用于對(duì)三級(jí)負(fù)荷和部分二級(jí)負(fù)荷供電。(2)放射式的主要優(yōu)點(diǎn)是供電線路獨(dú)立，線路故障互不影響，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，停電機(jī)會(huì)少，繼電保護(hù)簡(jiǎn)單，易于整定，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間短，電源出線回路多和設(shè)備投資較多。(3)干線式主要優(yōu)點(diǎn)是線路總長(zhǎng)度短，造價(jià)較低，最大負(fù)荷一般不同時(shí)出現(xiàn)，系統(tǒng)中的電壓波動(dòng)和電能損失較少，電源出線回路數(shù)少，節(jié)省設(shè)備，缺點(diǎn)是前段線路公用，增加了停電的可能性。串聯(lián)型干線式因干線的進(jìn)出線側(cè)均安裝隔離開(kāi)關(guān)，事故發(fā)生時(shí)可在找到故障點(diǎn)后，拉開(kāi)相應(yīng)的隔離開(kāi)關(guān)，繼續(xù)供電，從而縮小停電范圍。為有選擇地切斷線路故障，干線式結(jié)線各

6、段均需設(shè)斷路器和保護(hù)裝置，使投資增加，保護(hù)整定時(shí)間增長(zhǎng)，延長(zhǎng)了故障存在時(shí)間，降低了供電系統(tǒng)的安全可靠性。2、有備用系統(tǒng)的接線方式:主要優(yōu)點(diǎn)是供電可靠性高，正常是供電質(zhì)量好，但設(shè)備多，投資大。（1）雙回路放射式：各用戶均為雙回路供電，線路總長(zhǎng)度較長(zhǎng)，電源出線回路數(shù)和所用開(kāi)關(guān)設(shè)備多，投資大，當(dāng)雙回路同時(shí)工作時(shí)，可減少線路上的功率損失和電壓損失，適用于負(fù)荷大或孤立的重要用戶，對(duì)于容量大，而且重要的用戶，可采用母線分段接線方式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，提高供電的可靠性。（2）環(huán)式：所用設(shè)備少，各線路路徑不同，不易同時(shí)發(fā)生故障，可靠性高且運(yùn)行靈活，負(fù)荷兩條線路分擔(dān)，負(fù)荷波動(dòng)時(shí)電壓比較穩(wěn)定，缺點(diǎn)是故障線路較長(zhǎng)，電壓

7、損失較大。（3）雙回路干線式：較雙回路放射式線路短，比環(huán)式長(zhǎng)，所需設(shè)備較放射式少，但繼電保護(hù)較放射式經(jīng)濟(jì)。一般多采用雙回路放射式或環(huán)式結(jié)線。六、供電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式 1、不直接接地方式：又稱中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)，煤礦供電即采用此種方式。 2、直接接地方式：中性點(diǎn)直接與接地裝置連接。 3、電阻接地方式：中性點(diǎn)經(jīng)過(guò)不同數(shù)值的電阻與接地裝置連接，接入電阻在數(shù)十歐姆時(shí)，稱為低電阻接地，在數(shù)百歐姆時(shí)稱為高電阻接地。 4、消弧線圈接地方式：中性點(diǎn)經(jīng)過(guò)電抗線圈與接地裝置連接。電抗線圈有分接頭，可用以調(diào)節(jié)電抗值，以便系統(tǒng)單相接地時(shí)，電抗電流補(bǔ)償輸電線路的對(duì)地分布電容，使接地點(diǎn)的電流減少，電弧易于熄滅，煤礦高壓?jiǎn)蜗?/p>

8、接地電容電流超過(guò)20A，應(yīng)采取此方式。七、接地與接零 1、保護(hù)接地：電氣設(shè)備的金屬外殼由于絕緣損壞而有可能帶電，為防止漏電危及人身安全，將金屬外殼通過(guò)接地裝置與大地相連即為保護(hù)接地，一般用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。 2、保護(hù)接零：當(dāng)電氣設(shè)備外殼與接地的零線連接時(shí)稱為接零。作用是當(dāng)發(fā)生設(shè)備絕緣擊穿或其他碰殼事故時(shí)，形成單相金屬性短路，保護(hù)裝置迅速切斷電源，使故障存在時(shí)間縮短，減少觸電幾率。 3、重復(fù)接地：在沿零線上把一點(diǎn)或多點(diǎn)再引入接地，作用是發(fā)生接地短路時(shí)，進(jìn)一步降低人體的接觸電壓或減少零線斷線時(shí)的接觸電壓。 4、煤礦井下接地網(wǎng)：煤礦井下的保護(hù)接地網(wǎng)，是由主接地極及接地母線、局部接地極及輔助接地母線

9、等組成的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。八、漏電保護(hù)1、漏電原因：（1）運(yùn)行中電氣設(shè)備絕緣受潮或進(jìn)水，造成相地之間的絕緣惡化或擊穿；（2）電纜在運(yùn)行中受機(jī)械或其他外力的擠壓、砍砸或過(guò)度彎曲等，而產(chǎn)生裂口或縫隙，長(zhǎng)期受潮氣和水分侵蝕，致使絕緣惡化，造成漏電。（3）電纜與電氣設(shè)備連接時(shí)，由于芯線接頭不牢、喇叭口封堵不嚴(yán)，以及接線嘴壓板不緊等原因，使之在運(yùn)行中產(chǎn)生松動(dòng)脫落，與外殼相連或接頭發(fā)熱，燒壞絕緣。（4）檢修電器設(shè)備時(shí)，將金屬工具、材料等金屬物件遺留在設(shè)備內(nèi)部，造成接地故障。（5）電氣設(shè)備接線錯(cuò)誤或內(nèi)部導(dǎo)線絕緣破損造成與外殼相連。（6）電氣設(shè)備或電纜長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行，使絕緣降低或損壞。2、漏電保護(hù)作用（1）能夠防止人

10、身觸電；（2）能夠不間斷監(jiān)視電網(wǎng)的絕緣狀態(tài)，以便采取措施，防止其絕緣進(jìn)一步惡化；（3）減少漏電電流引起礦井瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)；（4）預(yù)防電纜和電氣設(shè)備因漏電而引起的相間短路故障。在使用屏蔽電纜的情況下，相間短路必然先從接地漏電開(kāi)始，漏電后保護(hù)裝置首先動(dòng)作，將故障排除。3、預(yù)防漏電事故的措施：（1）使用屏蔽想套電纜，并與檢漏裝置配合，提高漏電保護(hù)的可靠性。（2）采取保護(hù)接地。（3）對(duì)電網(wǎng)對(duì)地電容電流進(jìn)行有效的動(dòng)作補(bǔ)償，以減少漏電電流對(duì)人體的傷害程度。（4）提高漏電保護(hù)裝置和自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)的動(dòng)作速度，以及采用超前切斷電源裝置。4、對(duì)漏電保護(hù)裝置要求（1）能不間斷監(jiān)視電網(wǎng)的絕緣狀態(tài)。當(dāng)絕緣電阻降低到漏

11、電保護(hù)裝置的動(dòng)作值時(shí)，必須能及時(shí)切斷其供電電源。（2）動(dòng)作迅速：檢漏繼電器的動(dòng)作時(shí)間不應(yīng)超過(guò)0.1s，總的分?jǐn)鄷r(shí)間不應(yīng)超過(guò)0.2S。（2）電網(wǎng)的絕緣電阻值在對(duì)稱下降和不對(duì)稱下降時(shí)，動(dòng)作電阻值不變。（4）檢漏繼電器本身的內(nèi)部阻抗足夠大，以不降低電網(wǎng)對(duì)地的阻抗和不增加人身觸電危險(xiǎn)為原則。（5）檢漏繼電器動(dòng)作必須靈敏可靠，不能拒動(dòng)也不能誤動(dòng)，最好具備自檢功能。（6）對(duì)電網(wǎng)對(duì)地的電容電流，進(jìn)行有效補(bǔ)償。（7）漏電保護(hù)具有選擇性，縮小故障時(shí)的停電范圍。還可在磁力啟動(dòng)器中裝設(shè)漏電閉鎖裝置，不僅可以縮小漏電故障范圍，還可防止向故障之路送電。5、漏電閉鎖：主要用以低壓網(wǎng)絡(luò)，對(duì)電動(dòng)機(jī)及供電支路的絕緣水平進(jìn)行合閘

12、前的監(jiān)視，當(dāng)絕緣電阻降低到規(guī)定值以下時(shí)，漏電閉鎖保護(hù)裝置動(dòng)作，將控制開(kāi)關(guān)或磁力啟動(dòng)器閉鎖，使之不能送電。漏電閉鎖只能監(jiān)視在斷電狀態(tài)下的供電線路，當(dāng)主回路帶電工作時(shí)，他便退出工作，由于漏電閉鎖保護(hù)能使有故障的供電回路不投入工作，減少外露火花的機(jī)會(huì)，提高了安全性。6、附加直流電源方式的漏電保護(hù)電路由整流橋、靈敏繼電器、零序電抗器、三相電抗器及千歐表組成。檢測(cè)直流電源由三相電抗器中性柱上的副繞組提供低壓交流電，整流電源的負(fù)極經(jīng)靈敏繼電器、零序電抗器、三相電抗器接至三相電網(wǎng)。電源的正極經(jīng)千歐表接地。檢測(cè)直流通過(guò)對(duì)地電阻構(gòu)成回路，接地電容為隔直作用，其電容量一般選得足夠大，對(duì)交流阻抗近似為零。其作用一是

13、連續(xù)監(jiān)視電網(wǎng)的絕緣水平，通過(guò)歐姆表顯示，當(dāng)電網(wǎng)絕緣降低到某一最小允許值時(shí)，繼電器動(dòng)作使低壓電源總開(kāi)關(guān)跳閘，另一方面當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生人身觸電或一相接地故障時(shí)，繼電器動(dòng)作，切斷電源，并利用零序電抗器提供的感性電流補(bǔ)償流過(guò)人體或接地點(diǎn)的電容電流。檢漏繼電器的作用是根據(jù)保證人身觸電時(shí)的安全確定的。九、過(guò)流保護(hù)1、分類：包括短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、斷相保護(hù)。實(shí)現(xiàn)手段上分為熔斷器、過(guò)流繼電器、數(shù)字保護(hù)等多種形式。2、常用熔斷器：RM1、RM10、RTO、RL1、RLS等多種系列，用作電氣線路和設(shè)備的短路保護(hù)。RM1和RM10系列為無(wú)填料封閉管式熔斷器，內(nèi)裝變截面芯片熔體，以提高熔斷器的保護(hù)性能，其中RM1系列熔斷器

14、為RM10所代替。RTO為有填料封閉管式熔斷器，熔體采用紫銅撥片的網(wǎng)狀多跟并聯(lián)形式，具有提高斷流能力的變截面和增加實(shí)現(xiàn)的錫橋，使之獲得良好的短路保護(hù)性能，管內(nèi)充填石英砂，用以分?jǐn)嗪屠鋮s電弧，使其迅速熄滅，可獲得限流效果。RL1系列為螺旋式熔斷器，內(nèi)部裝有一組熔體和石英砂，常用于小容量低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備中和控制回路中，并有熔斷指示信號(hào)。3、熱繼電器：利用電流的熱效應(yīng)工作的過(guò)載繼電器，用于保護(hù)電動(dòng)機(jī)過(guò)載而損壞。由熱元件（由雙金屬片及繞在外面的電阻絲組成）、常閉觸頭（動(dòng)靜觸頭組成）、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（將雙金屬片的動(dòng)作傳到動(dòng)觸頭）、復(fù)位按鈕（用以使動(dòng)作后的動(dòng)觸頭復(fù)位）、調(diào)整電流裝置（調(diào)整過(guò)載保護(hù)電流的大小）。常閉觸頭串聯(lián)在具有接觸器線圈的控制電路中，電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，主電路流過(guò)