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文檔簡介
采區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計第一章煤礦供電系統(tǒng)目前,電力已成為煤礦生產(chǎn)的主要甚至是唯一的能源。可靠、安全、高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)地供電,對保證安全生產(chǎn)、提圖產(chǎn)品質(zhì)量及提圖經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的意義。第一節(jié)概述一、電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)是指由發(fā)電機(jī)、電力網(wǎng)和電力用戶組成的統(tǒng)一整體。電力網(wǎng)是由輸電線路和升(降)壓變電站(所)組成,擔(dān)負(fù)電力輸送、分配和變換任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。圖1-1是電力系統(tǒng)示意圖。問題:為什么要用高壓、超高壓輸送電能發(fā)電機(jī)的輸出電壓較低(3.15?20kV),為能夠大容量、遠(yuǎn)距離輸電,必須將發(fā)電機(jī)生產(chǎn)的電能經(jīng)升壓變壓器升壓后輸送到負(fù)荷中心。在負(fù)荷中心附近需設(shè)置降壓變電站(所),將電壓降低后再輸送至用戶。電力系統(tǒng)中各發(fā)電廠之間以輸電線路相連,稱為并網(wǎng)發(fā)電。并網(wǎng)發(fā)電可以提高供電的可靠性,同時還可以提高發(fā)電廠和電力網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。煤礦是電力系統(tǒng)的用戶,是電能的消費者,處于電力網(wǎng)的終端全國電網(wǎng)分布圖GIS變電所口ZJ二、煤礦電源煤礦企業(yè)的電源一般來自電力網(wǎng),只有少數(shù)煤礦從自備電廠取得電源。煤礦企業(yè)設(shè)有企業(yè)總變電所來接受電能,其受電電壓為6110kV。煤礦企業(yè)總變電所必須至少有兩個獨立電源,通常兩個電源來自電網(wǎng)的兩個區(qū)域變電所或發(fā)電廠。煤礦企業(yè)從電網(wǎng)取得電源的方式有以下兩種:1)雙回路放射式電網(wǎng)變電站一■口煤礦1煤礦2如圖2-2所示。煤礦1由電網(wǎng)的一個變電站(所)用兩條輸電線路供電,可靠性較高;煤礦2由電網(wǎng)的兩個變電站(所)供電,可靠性更高。雙回路放射式的特點是:每個用戶由兩條專用輸電線路供電,每條輸電線路都能負(fù)擔(dān)全礦的負(fù)荷,輸電線路中間沒有分支,不易發(fā)生故障,供電可靠性高。但建設(shè)和運行費用大。2)環(huán)式如圖2-3所示。環(huán)式適用于向兩個彼此之間相距較近,而離電源都較遠(yuǎn),負(fù)荷容量相差不太大的煤礦供電??梢怨?jié)約線路造價。三、額定電壓等級為了便于電網(wǎng)的運行管理和電氣設(shè)備生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化,國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了全國統(tǒng)一的額定電壓等級,電氣設(shè)備都是按照額定電壓設(shè)計和制造的,在額定電壓下電氣設(shè)備可以安全、高效的運行。電力系統(tǒng)額定電壓等級見表1-1。表1-1電力系統(tǒng)額定電壓等級(kV)口類型電網(wǎng)和用電設(shè)備的額定電壓用途供電設(shè)備的額定電壓變壓器的額定電壓原繞組副繞組[(0.127))井下照明、煤電鉆(0.133)(0.127)(0.133)0.22地面小型動力、照明0.230.220.23交0.38地面中小型動力0.400.380.4(0.66)井下中小型動力(0.693)(0.66)(0.693)(1.14)綜采工作面(1.2)(1.14)1(1.2)「(3.3)大型綜采工作面(3.45)(3.3)(3.45)6短距離配電6.366.3,6.6流10短距離配電10.510,10.5,1135中短距離輸電3538.5110中遠(yuǎn)距離輸電110121問題:為什么變壓器的副邊額定電壓比電網(wǎng)額定電壓高?四、煤礦對供電的基本要求鑒于電力供應(yīng)在煤礦生產(chǎn)中的重要性,對煤礦供電提出如下要求:1.可靠供電可靠供電就是要求不間斷供電。在煤礦中,各種電力負(fù)荷對供電可靠性的要求是不同的,為了能在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的前提下滿足不同負(fù)荷對供電可靠性的要求,把電力負(fù)荷分為三類。1)一級負(fù)荷(一類負(fù)荷)凡因突然中斷供電,可能造成人身傷亡事故或重大設(shè)備損壞,給國民經(jīng)濟(jì)造成重大損失或在政治上產(chǎn)生不良影響的負(fù)荷,均屬一級負(fù)荷。如礦井的主通風(fēng)設(shè)備一旦停電,可能導(dǎo)致井下瓦斯爆炸及人身傷亡重大事故;礦井主排水設(shè)備停電,會發(fā)生淹井事故。對一級負(fù)荷必須用兩回電源線路供電,兩條線路要來自煤礦變電所不同的母線段,互不影響。對有特殊要求的一級負(fù)荷,還應(yīng)設(shè)置備用電源自動投切裝置,以保證供電的絕對可靠。煤礦的一級負(fù)荷有:礦井主通風(fēng)機(jī)、副井提升機(jī)、礦井主排水泵、下山采區(qū)的主排水泵、高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井、低瓦斯礦井中高瓦斯區(qū)的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)、向煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井自救系統(tǒng)供風(fēng)的壓風(fēng)機(jī)、井下移動瓦斯抽放泵。一級負(fù)荷設(shè)備的控制電路和輔助設(shè)備,必須有與主要設(shè)備同等可靠的備用電源。礦井的瓦斯監(jiān)測與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、通信系統(tǒng)也必須有可靠的備用電源。2)二級負(fù)荷(二類負(fù)荷)凡因停電,會造成大量減產(chǎn)或生產(chǎn)大量廢品的負(fù)荷,屬于二級負(fù)荷。如礦井集中提煤設(shè)備、綜采工作面等。對中、小型煤礦的二級負(fù)荷一般由專用線路供電。為了減少長時間停電的影響,供電設(shè)備應(yīng)有一定數(shù)量的庫存,以備及時更換,如圖1-2中的用戶1。對大型煤礦的二級負(fù)荷,也應(yīng)有兩個電源,兩回路電源應(yīng)引自變電所不同的母線段,如圖1-2中的用戶3。3)三級負(fù)荷(三類負(fù)荷)三級負(fù)荷是指除一級、二級負(fù)荷外的其它負(fù)荷。如煤礦的附屬車間及生活設(shè)施等,對三級負(fù)荷供電一般米用單回路供電方式,多個三級負(fù)荷還可共用一一條輸電線路,如圖1-4所示。在供電系統(tǒng)的結(jié)線設(shè)計、設(shè)備選擇和運行中,要不惜代價確保一級負(fù)荷的供電不間斷;而對三級負(fù)荷則更多地考慮供電的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)電力系統(tǒng)因故障必須拉閘限電時,首先停三級負(fù)荷,必要時再停二級負(fù)荷,但必須保證一級負(fù)荷的用電。安全供電安全供電就是在供電過程中,不發(fā)生人身觸電、電氣火災(zāi)和由電氣設(shè)備引發(fā)的瓦斯與煤塵爆炸事故。煤礦安全供電的三大任務(wù)是:電氣防爆、電氣防火、防觸電。一般工業(yè)企業(yè)也應(yīng)特別注意防火和防觸電。高質(zhì)量供電電壓和頻率是衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)。我國電網(wǎng)的額定頻率為50Hz,其頻率偏差不允許超過士0.2Hz。電網(wǎng)頻率由發(fā)電廠控制,用電企業(yè)無法改變,但用電企業(yè)有義務(wù)根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度的指令調(diào)整本企業(yè)的負(fù)荷,配合電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)頻率。供電系統(tǒng)在運行中,送到用電設(shè)備的實際電壓與額定電壓總有一些偏差,此偏差值稱為電壓偏移。如果電壓偏移超過允許的范圍,電氣設(shè)備的運行狀態(tài)將顯著惡化,甚至損壞電氣設(shè)備。例如交流電動機(jī),當(dāng)電壓過低時,電動機(jī)轉(zhuǎn)矩急劇下降,起動困難,電流增大,運行溫度升高,加速絕緣的老化,甚至燒毀電動機(jī);電壓過高時,會造成電動機(jī)空載電流和鐵損的增大,溫度升高,過高的電壓甚至?xí)斐山^緣擊穿,引起短路。一般電動機(jī)和照明燈的允許電壓偏移為額定電壓的士5%煤礦常見電壓問題是靠近變壓器的電壓過高,可達(dá)額定電壓的1.1倍以上;離變壓器遠(yuǎn)的電壓過低,可低于0.9倍的額定電壓。當(dāng)變壓器出口處的電壓偏高時,可通過電力變壓器的調(diào)壓分接頭來調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)原則是當(dāng)變壓器在正常負(fù)載下運行時變壓器出口處的電壓等于或略高于電網(wǎng)額定電壓。當(dāng)輸電線路遠(yuǎn)端的電壓偏低時,可以通過增大線路導(dǎo)線截面來解決,詳見第七章。經(jīng)濟(jì)供電供電的經(jīng)濟(jì)性一般考慮三個方面:在滿足技術(shù)要求的前提下,盡量降低企業(yè)變電所與電網(wǎng)的基本建設(shè)投資;盡可能降低設(shè)備、材料及有色金屬的消耗量;盡量降低供電系統(tǒng)的電能損耗及維護(hù)費用。第二節(jié)電網(wǎng)中性點運行在三相供電系統(tǒng)中,發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(N)與大地(E)的連接關(guān)系稱為中性點的運行方式。中性點運行方式?jīng)Q定著電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障后的狀況與后果,與供電的可靠性、線路的保護(hù)方法及人身安全等密切相關(guān)。常見的中性點運行方式有中性點不接地和中性點直接接地兩種。中性點不接地電網(wǎng)UuUvUWCwIWCvUvUWCwIWCvIvCuIu(a)電路圖(b)相量圖口(a)電路圖口圖1-5正常情況的中性點不接地電網(wǎng)問題:圖中的電容是人為連接的嗎圖l-5a所示為正常運行的中性點不接地三相交流電網(wǎng),其中性點N與大地絕緣。由于電網(wǎng)的三相導(dǎo)線與地之間存在著分布電容Cu、Cv、Cw,所以在導(dǎo)線中產(chǎn)生了容性的附加電流Iu、Iv、lw。在三相對地絕緣良好的情況下,中性點電位與大地電位相等,各相的對地電壓分別等于各相的相電壓,且由于三U、’V、相導(dǎo)線的對地電容也是對稱的,因此各相對地電容電流Iu、Iv、U、'V、超前對應(yīng)相電壓90。,如圖l-5b所示???a)電路圖圖1-6單相接地時的中性點不接地電網(wǎng)U(a)電路圖口圖1-6單相接地時的中性點不接地電網(wǎng)UUWUuUVWlEUv設(shè)如圖1-6a所示,電網(wǎng)W相發(fā)生金屬性接地(即對地阻抗為零),則W相對地電壓為零,即大地與W相等電位;其它兩個非故障相對地電壓變?yōu)殡娋W(wǎng)的線電壓(Uuw、Uvw),電壓值為正常情況的V3倍,相位如圖1-6b所示。這時兩非故障相對地電容電流(Iu、Iv)也隨之增大為正常時的\3倍,其相位超前于相應(yīng)的線電壓(Uuw、Uvw)90oo以地為節(jié)點,根據(jù)基爾霍夫電流定律,接地點的接地電流為Ie(IuIv),其數(shù)值為正常情況下相對地電容電流(、Iv)的3倍,相位超前于接地相的相電壓(Uw)90。。中性點不接地電網(wǎng)中單相接地電容電流,可按下列經(jīng)驗公式估算:TOC\o"1-5"\h\zIeUn(5亙)(1-1)口EN10350()式中Ie一接地點的接地電容電流,A;口Un一電網(wǎng)的額定電壓,kV;□Li一同一電壓等級電氣連接的電纜線路總長度,km;口L2一同一電壓等級電氣連接的架空線路總長度,km??诿旱V井下的高低壓電網(wǎng)采用中性點不接地運行方式,其目的是減小單相接地電流和人體觸電電流,有利于防火和防觸電。在煤礦井下電網(wǎng)的高低壓開關(guān)中安裝有漏電保護(hù)裝置,當(dāng)發(fā)生單相接地、人觸電或電網(wǎng)絕緣不足時,開關(guān)立即跳閘切斷電源。中性點不接地電網(wǎng)出現(xiàn)單相接地時,接地點的接地電流通常在幾安以下,不會立即損壞設(shè)備,系統(tǒng)的線電壓仍保持對稱,用電設(shè)備的運行不受影響。地面3協(xié)63熱高壓電網(wǎng)是直接給用戶輸電的電網(wǎng),采用中性點不接地的運行方式,可以減少用戶因單相接地造成的停電,提高供電的可靠性。中性點不接地電網(wǎng)單相接地時,非接地相對地電壓升高到電網(wǎng)的線電壓,易使絕緣薄弱處擊穿,造成嚴(yán)重的兩相接地短路。因此,在地面中性點不接地電網(wǎng)中裝有絕緣監(jiān)視裝置或接地保護(hù)裝置,當(dāng)發(fā)生單相接地故障時及時發(fā)出報警信號,值班人員盡快查找并排除故障,如有備用線路,應(yīng)盡快將負(fù)荷轉(zhuǎn)移到備用線路上去。規(guī)定單相接地后運行時間不應(yīng)超過2小時,經(jīng)2小時仍未消除故障時,應(yīng)切除故障線路。中性點經(jīng)消弧線圈接地中性點不接地電網(wǎng),當(dāng)接地電流超過一定限度(3kV6kV電網(wǎng)約為30A,10kV電網(wǎng)約為20A,35kV電網(wǎng)約為104,接地點會產(chǎn)生斷續(xù)電弧。斷續(xù)電弧含有豐富的高次諧波,會在電網(wǎng)的電感與電容中產(chǎn)生高次諧波諧振過電壓,其電壓值可達(dá)額定電壓的34倍,使絕緣擊穿,造成短路故障。因此,接地電流超過一定限度的中性點不接地電網(wǎng),宜采用中性點經(jīng)消弧線圈接地的運行方式。中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)如圖1-7a所示EUVWW口中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)如圖1-7a所示口EUVW(b)相量圖口(a)電路圖口圖1-7單相接地時的中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)消弧線圈是一個有鐵心的可調(diào)電感線圈,其電感量可通過改變線圈匝數(shù)或調(diào)節(jié)鐵心空氣間隙的大小來調(diào)節(jié)。在正常情況下,三相系統(tǒng)對稱,各相對地電壓與相電壓相等,此時中性點與大地電位相等,中性點對地電壓UNE為零,消口弧線圈中無電流。如圖1-7b所示,當(dāng)W相發(fā)生接地時,中性點對地電壓UNE和Uw大小相等,相位相反。此時在消弧線圈中有電流口通過,其相位滯后于Une約90。,與非接地相對地電容電流的相量和(IuIv)反相,可以互相抵消,使接地電流Ie(luIvI』數(shù)值減小。若消弧線圈的電感量調(diào)節(jié)合適,能使接地電流降到不起電弧的程度。中性點不接地運行方式和中性點經(jīng)消弧線圈接地運行方式的電網(wǎng)接地電流都很小、所以稱為小接地電流電網(wǎng)。中性點直接接地電網(wǎng)我國110kV及以上電壓等級的電網(wǎng)采用三相三線制的中性點直接接地電網(wǎng);煤礦地面380/220V低壓動力與照明電網(wǎng)采用三相四線制或三相五線制的中性點直接接地電網(wǎng)。圖1-8所示為三相四線制的中性點直接接地電網(wǎng)。UuUVUvVN禮UwlWN/K////77///////////7圖1-8中性點直接接地電網(wǎng)中性點直接接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時,其它兩相對地電壓并不升高,因此電網(wǎng)中電氣設(shè)備的對地絕緣水平只需按相電壓設(shè)計。這對110kV及以上的超高壓電網(wǎng)具有很高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價值。地面380/220V低壓動力與照明電網(wǎng),也采用中性點直接接地的運行方式。其目的是當(dāng)高、低壓電網(wǎng)間絕緣損壞,高電壓竄入低壓電網(wǎng)時,降低電網(wǎng)對地電壓,是防止觸電和保護(hù)低壓設(shè)備的一項安全措施。當(dāng)中性點直接接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地時,故障相由接地點通過大地與中性點形成單相接地短路故障,將產(chǎn)生很大的短路電流,故稱為大接地電流電網(wǎng)。短路電流會在短時間內(nèi)損壞電氣設(shè)備,引發(fā)火災(zāi),必須立即切斷電源第三節(jié)工礦企業(yè)變電所煤礦變電所擔(dān)負(fù)著從電網(wǎng)接受、分配電能和變換電壓的任務(wù),是煤礦供電系統(tǒng)的樞紐。正確選擇變電所的結(jié)線方式和變電所的位置,對煤礦供電系統(tǒng)的供電可靠性、經(jīng)濟(jì)性、供電質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)運行至關(guān)重要。一、變電所的主結(jié)線變電所的主結(jié)線是指擔(dān)負(fù)接受、分配電能和變換電壓任務(wù)的各種電氣設(shè)備之間的連接方式。主結(jié)線與供電的可靠性、操作運行的安全性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性有著密切的關(guān)系。由于電網(wǎng)三相的對稱性,主結(jié)線采單線圖形式繪制,只在必須表示二相由于電網(wǎng)三相的對稱性,主結(jié)線采單線圖形式繪制,只在必須表示二相之間的差別時才采用三相圖形式。煤礦變電所常用的主結(jié)線如下:電源6(10)kV電源礦廣田高壓QS6(%礦用電壓口QSFT(a)()電源QF6(10)kVTAT(c)b)圖1-9線路變壓器組結(jié)線(a)進(jìn)線開關(guān)為跌開式熔斷器(b)進(jìn)線開關(guān)為高壓開關(guān)柜(c)進(jìn)線開關(guān)為礦用高壓配電箱口.線路變壓器組結(jié)線線路變壓器組結(jié)線如圖1-9所示。根據(jù)變壓器一次側(cè)使用的開關(guān)不同,線路變壓器組結(jié)線可有三種型式:一是采用跌開式熔斷器作為進(jìn)線開關(guān);投資少,但操作不方便,只能用于室外;二是采用內(nèi)裝隔離開關(guān)和斷路器的高壓開關(guān)柜作為進(jìn)線開關(guān);三是煤礦井下采用礦用防爆高壓配電箱作為進(jìn)線開關(guān)。后兩者操作方便,安全性好。線路變壓器組結(jié)線的供電可靠性差。只適用于向三級負(fù)荷供電的變電所。.單母線結(jié)線單母線結(jié)線如圖1-10所示。母線是一段用來分支線路的導(dǎo)體,通過母線一個電源可以向多個用戶配電。Fl電源QSQFTA母線6(10)kVFUTV用戶圖1-10用高壓開關(guān)柜組成的單母線結(jié)線單母線結(jié)線簡單,但供電可靠性差,一旦母線和電源進(jìn)線出現(xiàn)故障或需要檢修時,用戶全部停電。因此,它只適用于對供電可靠性要求不高的變電所。用礦用防爆電氣設(shè)備組成的單母線結(jié)線如圖1-11所示.單母線分段結(jié)線WL1WL2母線[段IV1QU所用電口d\0()OC某)<><)<)圖1-12單母線分段結(jié)線用戶四所用電電源I電源U6(10)kV母線I段母聯(lián)母線U段6(10)kVLJ5WVII圖1-13用礦用高壓配電箱和礦用低壓開關(guān)組成的單母線分段結(jié)線單母線分段結(jié)線如圖1-12所示。電源進(jìn)線至少有兩路,分別接于不同的母線段上。母線的段數(shù)與電源進(jìn)線個數(shù)相同,各段母線之間用開關(guān)連接,稱為母線聯(lián)絡(luò)開關(guān),簡稱母聯(lián)。變電所的一級負(fù)荷,用雙回路或環(huán)形供電方式,其兩條配出線必須分別接在兩段母線上,以防因母線故障中斷供電。只有一回電源線路的其它負(fù)荷,均勻分配在兩段母線上。這種結(jié)線能保證重要負(fù)荷的供電可靠性,但當(dāng)母線發(fā)生故障或檢修時,將會有一半的單回路用戶停電。適用于出線回路不太多、母線故障較少的變電所。大中型煤礦變電所多采用這種結(jié)線方式。用礦用防爆電氣設(shè)備組成的單母線分段結(jié)線如圖1-13所示。單母線分段結(jié)線有三種運行方式:一是母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)處于斷開狀態(tài),每個電源各帶一半負(fù)荷,稱為分列運行方式;當(dāng)一個電源或一段母線發(fā)生故障時有一半配出線停電,但雙回路供電的用戶不會停電;二是將母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合,一個電源工作,另一個電源帶電備用(熱備用),系統(tǒng)處于單母線運行方式;當(dāng)工作電源或母線發(fā)生故障時會造成全部負(fù)荷短時停電;三是兩個電源都工作,母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合,稱為并列運行方式;并列運行必須有配套的繼電保護(hù)裝置,才能在發(fā)生故障時,準(zhǔn)確地切除故障,避免全所停電。井下的開關(guān)上沒有此類保護(hù)裝置。煤礦變電所正常工作采用分列運行方式,特殊情況下采用單母線運行方式,只有在倒閘操作時短時間采用并列運行方式。.橋式結(jié)線橋式結(jié)線是單母線分段結(jié)線的特例。橋式結(jié)線的特殊之處是電源進(jìn)線為兩個或兩個以上,而負(fù)荷側(cè)的出線數(shù)目與進(jìn)線數(shù)目相同,且負(fù)荷多為變壓器。煤礦廣泛采用如圖1-14所示兩路電源進(jìn)線和兩臺主變壓器的橋式結(jié)線,線路側(cè)、變壓器側(cè)和母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)上都裝有斷路器,操作運行靈活、適應(yīng)性強,不論是切換變壓器還是切換線路都很方便,并易發(fā)展成單母線分段結(jié)線。WLtWLT1T2圖1-14橋式接線上述幾種常用結(jié)線以可靠性衡量,單母線和線路變壓器組結(jié)線最差,單母線分段和橋式結(jié)線已能滿足一般煤礦的要求。6.變電所的配出線結(jié)線配出線結(jié)線是指企業(yè)變電所向其負(fù)荷供電時,配電線路的設(shè)備配置與連接方式。對容量較小、不重要的負(fù)荷,為了節(jié)省投資,可采用負(fù)荷開關(guān)配合熔斷器進(jìn)行控制和保護(hù);對容量較大或重要的負(fù)荷應(yīng)采用斷路器和隔離開關(guān)組合。為了保證檢修線路和斷路器時的人身安全,在配出線斷路器的母線側(cè)必須裝設(shè)隔離開關(guān)。具有雙電源的重要負(fù)荷的配出線,為了防止在檢修時發(fā)生負(fù)荷側(cè)反送電事故,在斷路器的兩側(cè)都需裝設(shè)隔離開關(guān)。目前,廣泛使用的移開式和手車式高壓開關(guān)柜以及礦用高壓防爆配電箱均采用雙隔離插銷結(jié)構(gòu),與雙隔離開關(guān)有相同作用1QS電源QF2QSQSQF在停、送電操作時,必須嚴(yán)格按照順序操作,即斷路器與隔離開關(guān)之間:送電時,先合隔離開關(guān),后合斷路器;停電時,先分?jǐn)鄶嗦菲?,后分?jǐn)喔綦x開關(guān)。否則,會在操作隔離開關(guān)時發(fā)生弧光短路,危及人身和設(shè)備安全。兩個隔離開關(guān)之間:送電時,先合母線側(cè)隔離開關(guān),后合線路側(cè)隔離開關(guān);停電時,先斷開線路側(cè)隔離開關(guān),后斷開母線側(cè)隔離開關(guān)。防止發(fā)生隔離開關(guān)與斷路器之間的誤操作時。人為擴(kuò)大事故范圍。第四節(jié)煤礦供電系統(tǒng)礦井供電系統(tǒng)由礦井地面變電所、井下中央變電所和采區(qū)變電所三級變電所構(gòu)成,地面變電所的受電電壓為6?110kV,井下輸配電高壓為6kV或10kV,用電設(shè)備電壓多為660V和1140V,大功率電動機(jī)采用6kV或10kV供電??趯ΦV井供電系統(tǒng)的主要要求是:(1)礦井應(yīng)有兩回路電源線路。當(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時,另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。礦井的兩回路電源線路上都不得分接任何負(fù)荷。礦井電源線路上嚴(yán)禁裝有負(fù)荷定量器。10kV及其以下架空電源線路不得共桿架設(shè)??冢?)(2022年新煤礦安全規(guī)程)井下各水平中央變(配)電所、采區(qū)變(配)電所、主排水泵房和下山開采的采區(qū)排水泵房的供電線路,不得少于兩回路。當(dāng)任一回路停止供電時,其余回路應(yīng)能承擔(dān)全部負(fù)荷的供電。向局部通風(fēng)機(jī)供電的井下變(配)電所應(yīng)采用分列運行方式。(4)主通風(fēng)機(jī)、提升人員的立井絞車、抽放瓦斯泵房等主要設(shè)備機(jī)房,應(yīng)各有兩回路直接由變(配)電所饋出的供電線路;受條件限制時,其中的一回路可引自上述同種設(shè)備房的配電裝置。向煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井自救系統(tǒng)供風(fēng)的壓風(fēng)機(jī)、井下移動瓦斯抽放泵應(yīng)各有兩回路直接由變(配)電所饋出的供電線路。上述供電線路應(yīng)來自各自的變壓器和母線段,線路上不應(yīng)分接任何負(fù)荷。上述設(shè)備的控制回路和輔助設(shè)備,必須有與主要設(shè)備同等可靠的備用電源。(5)(2022年新煤礦安全規(guī)程)高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井、低瓦斯礦井中高瓦斯區(qū)的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進(jìn)工作面正常工作的局部通風(fēng)機(jī)必須配備安裝同等能力的備用局部通風(fēng)機(jī),并能自動切換。正常工作的局部通風(fēng)機(jī)必須采用三專(專用開關(guān)、專用電纜、專用變壓器)供電,備用局部通風(fēng)機(jī)電源必須取自同時帶電的另一電源,當(dāng)正常工作的局部通風(fēng)機(jī)故障時,備用局部通風(fēng)機(jī)能自動啟動。其他掘進(jìn)工作面和通風(fēng)地點正常工作的局部通風(fēng)機(jī)可不配備備用局部通風(fēng)機(jī),但必須采用三專供電。煤礦地面總變電所主結(jié)線與位置確定1)煤礦地面總變電所主結(jié)線WLi6(10)kVI段6(10)kV口段口WLi6(10)kVI段口6(10)kV口段口下井一路副井提升機(jī)一路主井提升機(jī)一路主通風(fēng)機(jī)一路低壓變壓器補償電容機(jī)修廠所用電所用電農(nóng)電補償電容低壓變壓器主通風(fēng)機(jī)二路主井提升機(jī)二路副井提升機(jī)一一路下井二路圖1-15Bb典型小型煤地面面變電所主結(jié)線圖口圖1-15為一典型的小型煤礦地面總變電所的主結(jié)線圖。為了保證供電可靠性,變電所有兩條6kV或10kV電源進(jìn)線,采用單母線分段結(jié)線。一、二級負(fù)荷由接在不同母線上的雙回路或環(huán)形回路供電。變電所內(nèi)設(shè)置兩臺低壓變壓器供應(yīng)地面380/220丫電網(wǎng)用電,變壓器低壓側(cè)也采用單母線分段結(jié)線(圖中省略)WLWL1WL2WLWL1WL2下井一路副井提升機(jī)一路主井提升機(jī)一路主通風(fēng)機(jī)一路低壓變壓器補償電容機(jī)修廠所用電所用電農(nóng)電補償電容低壓變壓器主通風(fēng)機(jī)二路主井提升機(jī)二路副井提升機(jī)二路下井二路下井一路副井提升機(jī)一路主井提升機(jī)一路主通風(fēng)機(jī)一路低壓變壓器補償電容機(jī)修廠所用電所用電農(nóng)電補償電容低壓變壓器主通風(fēng)機(jī)二路主井提升機(jī)二路副井提升機(jī)二路下井二路圖I-圖1-1典型典型煤礦地面面變變電所主結(jié)線圖口圖『16為一典型的大型煤礦地面總變電所的主結(jié)線圖。為了保證供電可靠性,變電所有兩條35kV電源進(jìn)線,35kV側(cè)采用橋式結(jié)線,設(shè)置兩臺主變壓器Ti、T2,主變壓器二次側(cè)電網(wǎng)額定電壓為6kV,采用單母線分段結(jié)線。一、二級負(fù)荷由接在不同母線上的雙回路或環(huán)形回路供電。變電所內(nèi)設(shè)置兩臺低壓變壓器供應(yīng)地面380/220丫電網(wǎng)用電,變壓器低壓側(cè)也采用單母線分段結(jié)線(圖中省略)。為了防止雷電入侵對電氣設(shè)備的危害,架空進(jìn)出線和各段母線均裝有避雷器。為了提高功率因數(shù),在兩段6kV母線上分別裝有補償電容器組。為了測量和保護(hù),在兩段母線上均裝有電壓互感器,各進(jìn)出線均裝設(shè)電流互感器(圖中省略)。煤礦地面總變電所通常采用分列運行方式;也可以采用單母線運行方式,但備用電源線路必須采用帶電備用(熱備用),主變壓器一般采用不帶電備用(冷備用)。I=1p]小〈恤即..|滬口I=1p]?。夹艨诩?.|滬供I2)煤礦地面總變電所的位置確定確定煤礦地面總變電所位置時一般遵循以下幾項原則:(1)變電所位置應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心,進(jìn)出線路要方便,大型設(shè)備的運輸和消防車輛進(jìn)出要方便;(2)具有適宜的地質(zhì)條件,有防止地下水、雨水和洪水浸淹措施;應(yīng)與其它工業(yè)建筑物保持足夠的防火間距;888(3)應(yīng)考慮與鄰近設(shè)施的相互影響,遠(yuǎn)離震動大的設(shè)備和易燃易爆的場所,應(yīng)盡量避開污染源。因此,煤礦地面總變電所一般設(shè)置在礦井工業(yè)廣場邊沿,離井口較近,遠(yuǎn)離儲煤場和矸石山的地方。煤礦井下中央變電所結(jié)線與硐室布置1)中央變電所主結(jié)線中央變電所是井下供電的樞紐,其主結(jié)線如圖1-17所示。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定,對井下中央變電所、主排水泵房和下山開采的采區(qū)排水泵房的供電線路,不得少于兩回路;當(dāng)任一回路停止供電時,其余回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)全部負(fù)荷。所以,為了保證井下供電的可靠性,由地面變電所引至中央變電所的電纜數(shù)目至少應(yīng)有兩條,并分別引自地面變電所的兩段6(10)kV母線??谥醒胱冸娝母邏耗妇€采用單母線分段結(jié)線方式,母線段數(shù)與下井電纜根數(shù)對應(yīng),各段母線通過高壓開關(guān)聯(lián)絡(luò)。正常時聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開,母線采用分列運行方式;當(dāng)某條下井電纜故障退出運行時,合上母線聯(lián)絡(luò)開關(guān),恢復(fù)對該段母線負(fù)荷的供電。主水泵是井下中央變電所的一級負(fù)荷,但由于水泵總數(shù)中已包括備用水泵和檢修水泵,因此每臺水泵可用一條專用電纜供電,但所有水泵必須平均分配在各段母線上。當(dāng)主水泵為低壓時,配電變壓器最少應(yīng)有兩臺,變壓器低壓側(cè)亦采用單母線分段結(jié)線,每臺變壓器的容量均應(yīng)滿足最大涌水期時需開動的全部負(fù)荷的供電要求。下井一路6(10)kV母聯(lián)6(10)kV下井口二路T1西O翼低井采口下井一路6(10)kV母聯(lián)口6(10)kV下井二路T1西口。翼口低井采壓底區(qū)負(fù)車一荷場路UH東翼采區(qū)一路口—■備用■主排水泵主排水泵B■西翼采區(qū)二路口主排水泵東T2660V圖1-17中央變電所主結(jié)線圖井底車場低壓負(fù)荷2)井下中央變電所的位置和硐室布置通常井下中央變電所設(shè)置在井底車場副井井底附近,與中央水泵房相鄰。有條件時還應(yīng)與電機(jī)車用的變流所聯(lián)合建筑。井下中央變電所應(yīng)特別注意防水、通風(fēng)及防火問題。為了防水,變電所地面應(yīng)比其出口與井底車場或大巷連接處的底板標(biāo)高高出0.5m。為了使變電所有良好的通風(fēng)條件,當(dāng)硐室長度超過6m時,必須在硐室的兩端各設(shè)一個出口。硐室用砌碹或其他可靠方式支護(hù),硐室必須裝設(shè)向外開的防火鐵門,鐵門上應(yīng)裝設(shè)便于關(guān)嚴(yán)的通風(fēng)孔,鐵門內(nèi)可加設(shè)向外開的鐵柵欄門,平時鐵柵欄門關(guān)閉,防火鐵門打開,以利于通風(fēng),在發(fā)生火災(zāi)時,將防火鐵門關(guān)閉,便于滅火和防止火災(zāi)蔓延;從硐室出口防火鐵門起5m以口內(nèi)巷道應(yīng)用砌碹或其他不燃性材料支護(hù);硐室內(nèi)還必須設(shè)置足夠數(shù)量撲滅電氣火災(zāi)的滅火器材。應(yīng)將變壓器與配電裝置分開布置,高、低壓配電裝置分開布置。設(shè)備與墻壁之間,各設(shè)備之間應(yīng)留有足夠的維護(hù)與檢修通道,完全不需要從兩側(cè)或后面維護(hù)檢修的設(shè)備,可互相靠緊或靠墻放置??紤]發(fā)展余地,變電所的高壓配電設(shè)備的備用位置應(yīng)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,也按最多饋出回路數(shù)的20%考慮。采區(qū)變電所主結(jié)線與硐室布置采區(qū)變電所是采區(qū)供電的中心,由井下中央變電所送來的高壓電力,經(jīng)采區(qū)變電所直接配送或降壓后配送至采掘工作面及采區(qū)其他用電設(shè)備。絞車房;IT米區(qū)回風(fēng)石門7L20~30m采區(qū)斜長回風(fēng)大巷掘進(jìn)工作面-軌道上山川區(qū)段fF--■-2030mr~y)f運輸大巷口JY奄—「采區(qū)煤倉!采區(qū)走向長1)采區(qū)變電所的結(jié)線根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定,采區(qū)變(配)電所的供電線路,不得少于兩回路。當(dāng)任一回路停止供電時,其余回路應(yīng)能承擔(dān)全部負(fù)荷的供電。供電線路應(yīng)來自各自的變壓器和母線段,線路上不應(yīng)分接任何負(fù)荷。向局部通風(fēng)機(jī)供電的井下變(配)電所應(yīng)采用分列運行方式。高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井、低瓦斯礦井中高瓦斯區(qū)的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進(jìn)工作面正常工作的局部通風(fēng)機(jī)必須配備安裝同等能力的備用局部通風(fēng)機(jī),并能自動切換。正常工作的局部通風(fēng)機(jī)必須采用三專(專用開關(guān)、專用電纜、專用變壓器)供電,備用局部通風(fēng)機(jī)電源必須取自同時帶電的另一電源,當(dāng)正常工作的局部通風(fēng)機(jī)故障時,備用局部通風(fēng)機(jī)能自動啟動。其他掘進(jìn)工作面和通風(fēng)地點正常工作的局部通風(fēng)機(jī)可不配備備用局部通風(fēng)機(jī),但必須采用三專供電。圖1-18是為采區(qū)變電所主結(jié)線圖。雙回路電源、單母線分段結(jié)線,采用分列運行方式。下山采區(qū)且主排水泵為低壓電動機(jī)的變電所,為水泵供電的變壓器低壓側(cè)也應(yīng)采用單母線分段結(jié)線,參見圖1-13。東翼米區(qū)一路6(10)kV綜采工作面?zhèn)溆肐O-水泵8其他負(fù)荷局扇專用變壓器水泵水泵綜掘工作面東翼米區(qū)二路圖1-18米區(qū)變電所王結(jié)線東翼米區(qū)一路6(10)kV綜采工作面?zhèn)溆肐O-水泵口8其他負(fù)荷局扇專用變壓器水泵水泵綜掘工作面東翼米區(qū)二路圖1-18米區(qū)變電所王結(jié)線圖#3.掘進(jìn)工作面配電掘進(jìn)工作面分為綜合機(jī)械化掘進(jìn)工作面和鉆爆法掘進(jìn)工作面兩種。綜合機(jī)械化掘進(jìn)工作面的配電方式同綜合機(jī)械化采煤工作面,用移動變電站供電。鉆爆法掘進(jìn)工作面的配電方式同炮采工作面,由采區(qū)變電所用660V低口壓供電。掘進(jìn)工作面配電點,一般距掘進(jìn)工作面80山~100山??诿旱V供電系統(tǒng)的監(jiān)察.礦井地面供電線路監(jiān)察應(yīng)按表7-2進(jìn)行。7-2礦井地面線路檢查表單位:檢查地點年月日序號檢查項目及內(nèi)容檢查情況備注應(yīng)有兩回電源線路2兩回電源線路分別來自區(qū)域變電所或發(fā)電廠3任一回路均能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷電源線路上均不得接任何負(fù)荷5嚴(yán)禁裝負(fù)荷定量器6兩回路架空電源線不能共桿架設(shè)7防斷線檢查巡線記錄8防倒桿事故檢查巡視記錄.礦井供電必須符合下列要求:(1)礦井應(yīng)有兩回路電源。在正常情況下應(yīng)在運行狀態(tài)下互為備用。當(dāng)任一回電源發(fā)生故障時,不影響礦井供電。當(dāng)由于電源系統(tǒng)或繼電保護(hù)等原因不能長期并聯(lián)運行時,必須采用帶電熱備用方式。地面供電線路發(fā)生任何故障,至少應(yīng)有一路電源不中斷供電,即兩路電源和線路不得同時受到損害,并且任一回路都能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。采用一個回路運行時,另一回路應(yīng)帶電熱備用,保證已運行回路停電時,能迅速查明停電原因并進(jìn)行必要的倒閘操作。在發(fā)生任何故障時,應(yīng)由值班人員進(jìn)行必要的操作,迅速恢復(fù)一個電源供電,并能擔(dān)負(fù)礦井的全部負(fù)荷。機(jī)電設(shè)備硐室是設(shè)置供電設(shè)備的重要場所。機(jī)電設(shè)備硐室應(yīng)滿足下列要求:機(jī)電設(shè)備硐室是設(shè)置供電設(shè)備的重要場所。機(jī)電設(shè)備硐室應(yīng)滿足下列要求:(5)礦井地面變電所的電能應(yīng)分別來自電力網(wǎng)中的兩個區(qū)域變電所和發(fā)電廠。(6)礦井的兩回路電源線路上,不得分接其他負(fù)荷。但經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn)后,其中一個回路可不受分接負(fù)荷的限制。(7)礦井電源線路上嚴(yán)禁裝有負(fù)荷定量器。(8)小型礦井采用10kV以下電壓作為礦井架空電源進(jìn)線時,兩回路電源線路不得共桿架設(shè)。(9)礦井多回路(多于2路)電源供電,部分線路可共桿架設(shè),但應(yīng)報局總工程師批準(zhǔn),并遵守下列規(guī)定:①線路不得通過塌陷區(qū);②共桿架設(shè)部分,在任一回路正常運行情況下,另一回路必須具有正常維護(hù)和檢修條件;③共桿架設(shè)的線路發(fā)生故障停止供電時,其他電源線路仍能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。(10)(2022年新規(guī)程)井下各水平中央變(配)電所、采區(qū)變(配)電所、主排水泵房和下山開采的采區(qū)排水泵房的供電線路,不得少于兩回路。當(dāng)任一回路停止供電時,其余回路應(yīng)能承擔(dān)全部負(fù)荷的供電。向局部通風(fēng)機(jī)供電的井下變(配)電所應(yīng)采用分列運行方式。主通風(fēng)機(jī)、提升人員的立井絞車、抽放瓦斯泵房等主要設(shè)備機(jī)房,應(yīng)各有兩回路直接由變(配)電所饋出的供電線路;受條件限制時,其中的一回路可引自上述同種設(shè)備房的配電裝置。向煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井自救系統(tǒng)供風(fēng)的壓風(fēng)機(jī)、井下移動瓦斯抽放泵應(yīng)各有兩回路直接由變(配)電所饋出的供電線路。上述供電線路應(yīng)來自各自的變壓器和母線段,線路上不應(yīng)分接任何負(fù)荷。上述設(shè)備的控制回路和輔助設(shè)備,必須有與主要設(shè)備同等可靠的備用電源。(2022年新規(guī)程)高瓦斯礦井、
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