礦山供電教案

礦山供電教案第一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一供電設(shè)計(jì)（設(shè)備選型）采區(qū)低壓網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)規(guī)定變壓器選擇電纜的截面、芯數(shù)、長(zhǎng)度回路短路電流計(jì)算、正常和啟動(dòng)電壓損失校驗(yàn)開關(guān)整定第二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一井下供電設(shè)備的特殊工作條件井下空氣中含有易燃易爆的瓦斯和煤塵設(shè)備對(duì)地泄漏電流可能引爆電雷管井下空間狹窄人體易觸電冒頂、片幫事故可損害電纜等電氣設(shè)備井下的條件使設(shè)備易受潮有些硐室、巷道溫度高，設(shè)備散熱條件差采掘設(shè)備移動(dòng)、啟動(dòng)頻繁常產(chǎn)生短時(shí)過載為防出水事故，排水設(shè)備對(duì)供電要求高井下停電可導(dǎo)致水淹、瓦斯聚集……第三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一井下供電的要求嚴(yán)格遵守煤炭部頒發(fā)的《煤礦安全規(guī)程》及《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中有關(guān)的規(guī)定注意安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理性第四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一設(shè)計(jì)原則（1）在保證供電可靠的前提下，力求所擬圖中使用的開關(guān)、電纜等設(shè)備最省。（2）盡可能由一臺(tái)變壓器向一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)或工作面的機(jī)械供電，以便縮小事故所引起的停電范圍。（3）對(duì)單電源進(jìn)線的采區(qū)變電所，當(dāng)其變壓器不超過兩臺(tái)且無高壓饋出線時(shí)，通?？刹辉O(shè)電源斷路器；而當(dāng)其變壓器超過兩臺(tái)并有高壓饋出線時(shí)，則應(yīng)設(shè)進(jìn)線斷路器。（4）在對(duì)生產(chǎn)量較大的綜合機(jī)械化工作面或下山排水設(shè)備進(jìn)行低壓供電時(shí)，應(yīng)盡量采用雙回路高壓電源進(jìn)線及兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的變壓器，使得當(dāng)一回線路或一臺(tái)變壓器發(fā)生故障時(shí)，另一回線路或另一臺(tái)變壓器仍能保證工作面正常生產(chǎn)及排水供電。第五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一設(shè)計(jì)原則（5）對(duì)第一類負(fù)荷為高壓設(shè)備（如高壓水泵）或變壓器在四臺(tái)以上（即采掘工作面較集中的盤區(qū)）的采區(qū)變電所，因其已處于能影響礦井安全的地位，故應(yīng)按前述井下主要變電所的接線原則加以考慮。（6）變壓器盡量采用分列運(yùn)行。這是由于當(dāng)采用并列運(yùn)行時(shí)，線路對(duì)地電流的增加會(huì)對(duì)安全造成威脅；電網(wǎng)絕緣電阻的下降可使漏電繼電器的運(yùn)行條件惡化，在發(fā)生漏電事故時(shí)又會(huì)因一臺(tái)檢漏繼電器控制兩臺(tái)變壓器的饋電開關(guān)，而使停電范圍加大，從而使可靠性降低之故。（7）一個(gè)開關(guān)只能控制一種用電設(shè)備，容量愈大的開關(guān)，應(yīng)排得離電源愈近。第六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一設(shè)計(jì)原則（8）為了防止采用局扇通風(fēng)的工作面的沼氣爆炸事故，根據(jù)《風(fēng)電沼氣閉鎖系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，對(duì)高沼氣及沼氣突出的礦井，局扇的供電系統(tǒng)應(yīng)裝設(shè)專用變壓器、專用電纜、專用高低壓開關(guān)配檢漏繼電器、以及因停風(fēng)或因沼氣超限均需切斷掘進(jìn)工作面的電源的閉鎖系統(tǒng)。對(duì)低沼氣礦井局扇，僅實(shí)行風(fēng)電沼氣閉鎖。由于局扇獨(dú)立于其它供電設(shè)備線路，故不受其它電氣設(shè)備故障（如漏電，短路等）跳閘的影響。第七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一變壓器選擇與校驗(yàn)視在功率計(jì)算公式（見《手冊(cè)》348頁）式中：:所計(jì)算的電力負(fù)荷總的視在功率，kVA第八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一變壓器選擇與校驗(yàn)需用系數(shù)（取0.3~1），按以下兩種情況計(jì)算：A：?jiǎn)误w支架各用電設(shè)備無一定順序起動(dòng)的一般機(jī)組工作面B：自移式支架，各用電設(shè)備按一定順序起動(dòng)的機(jī)械化采煤工作面第九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一井下高壓網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備選擇計(jì)算井下高壓電纜的選型與計(jì)算井下高壓開關(guān)選擇第十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一井下高壓電纜的選型與計(jì)算井下高壓電纜的選型與敷設(shè)要求（參考《規(guī)程》）井下高壓電纜的截面選擇按允許持續(xù)電流選擇截面按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面井下高壓電纜的截面校驗(yàn)按短路時(shí)的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)按正常負(fù)荷和發(fā)生事故時(shí)的電壓損失校驗(yàn)第十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一井下高壓電纜的選型與計(jì)算固定敷設(shè)的動(dòng)力電纜應(yīng)采用鎧裝鉛包紙絕緣電纜、鎧裝聚氯乙烯絕緣電纜或不燃性橡膠電纜移動(dòng)式和手持式設(shè)備應(yīng)使用專用的不燃性橡膠電纜使用帶有分相屏蔽的橡膠絕緣屏蔽電纜低壓電纜嚴(yán)禁采用鋁芯第十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一井下高壓電纜的截面選擇下井主電纜的截面選擇條件考慮一回停止供電時(shí)其它下井主電纜應(yīng)滿足最大涌水量時(shí)的需要：按允許持續(xù)電流選擇考慮在正常涌水量，全部電纜投入運(yùn)行時(shí)的需要：按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇校驗(yàn)地面變電所母線（或下井電抗器的負(fù)荷端）發(fā)生三相短路時(shí)的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)正常負(fù)荷時(shí)的電壓損失校驗(yàn)當(dāng)一回路發(fā)生事故時(shí)的電壓損失第十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一井下高壓電纜的截面選擇供采區(qū)變電所及單臺(tái)設(shè)備電纜的截面選擇按允許持續(xù)電流選擇：采區(qū)以最大持續(xù)負(fù)荷電流計(jì)算；單臺(tái)設(shè)備以額定電流計(jì)算校驗(yàn)電纜首端（即饋出變電所母線）發(fā)生三相短路時(shí)的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)正常負(fù)荷時(shí)的電壓損失校驗(yàn)當(dāng)一電纜發(fā)生事故時(shí)的電壓損失第十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一井下高壓電纜的截面選擇按允許持續(xù)電流選擇（同低壓部分）：空氣溫度為25℃時(shí)電纜允許載流量，A：環(huán)境溫度校正系數(shù)，25℃時(shí)取1，溫度越高值越小，溫度越低值越大：通過電纜的最大持續(xù)工作電流，A第十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一井下高壓電纜的截面選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇（見《手冊(cè)》下冊(cè)P349）：通過電纜的最大持續(xù)工作電流，A：同時(shí)工作電纜的根數(shù)（不考慮損壞）：經(jīng)濟(jì)電流密度，A/mm2第十六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一井下高壓電纜的截面選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇（見《手冊(cè)》下冊(cè)P349）年最大負(fù)荷利用小時(shí)（h）經(jīng)濟(jì)電流密度（A/mm2）銅芯電纜鋁芯電纜1000~30002.51.933000~50002.251.73≥500021.54第十七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一井下高壓電纜的截面選擇按電纜短路時(shí)的熱穩(wěn)定性1）熱穩(wěn)定系數(shù)法，適用于紙絕緣電纜（見《手冊(cè)》下冊(cè)P350）：三相最大穩(wěn)態(tài)短路電流，A：短路電流作用的假想時(shí)間，s：熱穩(wěn)定系數(shù)第十八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一井下高壓電纜的截面選擇假想時(shí)間t的選取：電力系統(tǒng)容量超過150MVA，瞬時(shí)動(dòng)作的井下中央變電所井下可取0.25s地面饋出為0.5s時(shí)，井下中央變電所可取0.65s按電纜短路時(shí)的熱穩(wěn)定性1）熱穩(wěn)定系數(shù)法，適用于紙絕緣電纜（見《手冊(cè)》下冊(cè)P350）第十九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一井下高壓電纜的截面選擇導(dǎo)體種類銅鋁電纜種類有中間接頭油浸紙絕緣有中間接頭油浸紙絕緣額定電壓（KV）短路允許最高溫度（℃）1202501202003~1093.415960.490按電纜短路時(shí)的熱穩(wěn)定性1）熱穩(wěn)定系數(shù)法，適用于紙絕緣電纜（見《手冊(cè)》下冊(cè)P350）第二十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一井下高壓電纜的截面選擇按電纜短路時(shí)的熱穩(wěn)定性2）電纜的允許短路電流法，適用于交聯(lián)聚乙烯電纜（見《手冊(cè)》下冊(cè)P350）線芯長(zhǎng)期允許工作溫度6~10KV電纜不得超過90℃35KV不得超過80℃（聚乙烯為70℃）線芯短期過載溫度不得超過130℃，短期過載溫度下運(yùn)行時(shí)間全年不得超過100h線芯短路溫度不得超過250℃（聚乙烯為130℃），持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)不超過2s第二十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一井下高壓電纜的截面選擇按電纜的電壓損失校驗(yàn)電纜截面（見《手冊(cè)》下冊(cè)P352）公式同低壓部分電壓損失不得超過10%計(jì)算應(yīng)從地面變電所算起至采區(qū)變電所母線止第二十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一井下高壓開關(guān)選擇斷流容量，MVA

：由高開保護(hù)的最大三相短路電流計(jì)算的短路容量應(yīng)小于礦用高開的額定斷流容量非礦用高開井下使用應(yīng)取額定斷流容量折半：工作電壓，kV：三相最大穩(wěn)態(tài)短路電流，kA第二十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一說明短路保護(hù)整定值過載保護(hù)整定值有的短路保護(hù)與過載有關(guān)，取倍數(shù)關(guān)系以下資料總結(jié)了目前所見到的所有的整定方式，但尚未完全總結(jié)出規(guī)律：同樣的保護(hù)方式下，瞬時(shí)的、反時(shí)限的、感應(yīng)式(GL)、電子式(DL)、微電腦控制等幾種樣式如何在程序中區(qū)別開來第二十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一變壓器短路保護(hù)1瞬時(shí)動(dòng)作的過電流繼電器短路保護(hù)（見《手冊(cè)》下冊(cè)952頁并參考《細(xì)則》第13條）：可靠系數(shù)，1.2~1.4：其余電機(jī)額定電流之和，A：起動(dòng)電流最大的電機(jī)的起動(dòng)電流，A：電流互感器變流比：躲過變壓器二次側(cè)啟動(dòng)電流或變壓器二次側(cè)短路電流（見大柳塔），A第二十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一變壓器短路保護(hù)2過電流繼電器速斷保護(hù)：變壓器二次側(cè)最大三相短路電流，A過電流繼電器短路保護(hù)的過電流速斷倍數(shù)：對(duì)于Y/Y接線的變壓器取1；對(duì)于Y/△接線的變壓器取第二十六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一變壓器短路保護(hù)2資料第二十七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一變壓器短路保護(hù)靈敏度校驗(yàn)：變壓器低壓側(cè)母線上的最小兩相短路電流，A：對(duì)于Y/Y接線的變壓器取1；對(duì)于Y/△接線的變壓器取第二十八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一變壓器過負(fù)荷保護(hù)1電子式的過電流繼電器過負(fù)荷保護(hù)（見《細(xì)則》第14條）按變壓器額定電流整定問題：是否需要除以變流比？是否也需要可靠系數(shù)、返回系數(shù)？：返回系數(shù)，一般為0.85：可靠系數(shù)，取1.05電磁式的過電流繼電器過負(fù)荷保護(hù)（見《細(xì)則》第14條）按躲過變壓器一次側(cè)額定電流整定，動(dòng)作時(shí)間為10~15s第二十九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一變壓器過負(fù)荷保護(hù)2過負(fù)荷保護(hù)：可靠系數(shù)，1.2~1.4：電流互感器變流比：接線系數(shù)，Y/Y接線取1，Y/△接線?。悍祷叵禂?shù)GL-13~16取0.8，其余為0.85時(shí)限：第三十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一變壓器過負(fù)荷保護(hù)2過負(fù)荷保護(hù)靈敏度第三十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一高壓電動(dòng)機(jī)短路保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作、電子式的過電流繼電器：電機(jī)的起動(dòng)電流，A：電流互感器變流比靈敏度校驗(yàn)：可靠系數(shù)，1.2~1.4第三十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一高壓電動(dòng)機(jī)短路保護(hù)過電流繼電器兩端并聯(lián)有分流器時(shí)：可靠系數(shù)：電機(jī)的額定電流，A：電流互感器變流比：分流器分流比靈敏度校驗(yàn)（見《手冊(cè)》下冊(cè)P955）第三十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一高壓電動(dòng)機(jī)過負(fù)荷保護(hù)GL型感應(yīng)式與電子式繼電器過負(fù)荷保護(hù)：接于兩相電流時(shí)取1

接于兩相電流差時(shí)?。嚎煽肯禂?shù)，一般取1.2：返回系數(shù)，GL-13~16取0.8，其余為0.85動(dòng)作時(shí)間，一般取10~15s，公式：：電機(jī)的起動(dòng)時(shí)間，s第三十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)GL型感應(yīng)式繼電器短路保護(hù)：可靠系數(shù)