供電系統(tǒng)基礎知識

1、供電系統(tǒng)基礎知識,,一、礦山企業(yè)對供電的要求：1、可靠性：礦井如果供電中斷，不僅會影響生產，而且可能發(fā)生人身事故和設備損壞，嚴重時造成礦井的毀壞，為保證供電的可靠性，供電電源應采用兩回路獨立電源線路，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、保護接地等一系列的技術措施，以確保供電的安全性。3、技術合理性：在滿足可靠性和安全性的前提

2、下，還應保證供電系統(tǒng)的裝備要求及技術合理，系統(tǒng)的結構及滿足礦山供電要求，又無冗余。4、經濟性：應力求供電系統(tǒng)簡單，安裝、運行、操作方便，建設投資少，運行費用低。,電力用戶分級,二、電力用戶的分級1、一級用戶：凡突然停電會造成人身傷亡或系統(tǒng)重要設備損壞，對企業(yè)和國家造成重大損失即為一級用戶。這類用戶必須有兩個獨立電源供電，即使在停電狀態(tài)，電源也不得中斷。煤礦企業(yè)都屬于一級電力用戶。2、二級用戶：凡突然停電會造成大量廢品、產量顯著下降

3、或生產停頓，在經濟上造成較大損失者，一般采用雙回路供電。3、三級用戶：凡不屬于一級二級用戶者，這類用戶停電不會直接影響生產，這類用戶只設單一回路供電，因某種原因需要停電時，三級用戶首先是限電的對象。,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，由發(fā)電機、變壓器、各種電壓等級的輸變電線路組成的整體。變電站于各種不同電壓的線路組成的部分叫電力網。2、變電站有升壓和降壓之分，根據電力系統(tǒng)所處的地位不同可以分

4、為區(qū)域變電站和企業(yè)變電站，主要由電力變壓器和開關控制設備組成。只有受點和配電開關燈控制設備無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?。變電所中的主要設備有變壓器、母線（匯流排）、斷路器、隔離開關等，輔助設備包括保護和測量裝置、所用電操作電源。斷路器主要切合正常及事故電流的設備，隔離開關沒有滅弧裝置，不能切斷負荷電流，主要起隔離作用，在檢修等情況下隔離電源，有明顯的斷開點，以保證工作安全。,,,四、電力系統(tǒng)的電壓等級,1、

5、0.036KV及以下井下電氣設備的控制及局部照2、0.127KV井下照明及手持式電鉆3、0.22KV礦井地面照明4、0.25KV電機車(直流)5、0.38KV地面低壓動力及井下低壓動力現有小煤礦井下使用6、0.5KV電機車(直流)7、0.66KV井下低壓動力8、0.75KV露天煤礦工業(yè)電機車(直流)9、1.14KV井下綜合機械化采區(qū)動力10、1.5KV露天煤礦工業(yè)電機車(直流)11、3及6KV井上、井下高壓電機及配電

6、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、無備用系統(tǒng)接線方式:主要有單回路放射式、直接連接的干線式和串聯(lián)型干線式。(1)該方式簡單，運行方便，易于發(fā)現故障，缺點是供電可靠性差，主要用于對三級負荷和部分二級負荷供電。(2)放射式的主要優(yōu)點是供電線路獨立，線路故障互不影響，易于實

7、現自動化，停電機會少，繼電保護簡單，易于整定，保護動作時間短，電源出線回路多和設備投資較多。(3)干線式主要優(yōu)點是線路總長度短，造價較低，最大負荷一般不同時出現，系統(tǒng)中的電壓波動和電能損失較少，電源出線回路數少，節(jié)省設備，缺點是前段線路公用，增加了停電的可能性。串聯(lián)型干線式因干線的進出線側均安裝隔離開關，事故發(fā)生時可在找到故障點后，拉開相應的隔離開關，繼續(xù)供電，從而縮小停電范圍。為有選擇地切斷線路故障，干線式結線各段均需設斷路器和保護

8、裝置，使投資增加，保護整定時間增長，延長了故障存在時間，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)點是供電可靠性高，正常是供電質量好，但設備多，投資大。（1）雙回路放射式：各用戶均為雙回路供電，線路總長度較長，電源出線回路數和所用開關設備多，投資大，當雙回路同時工作時，可減少線路上的功率損失和電壓損失，適用于負荷大或孤立的重要用戶，對于容量大，而且重要的用戶，可采用母線分段接線方式，實現自動切換，提高供電的可靠性。

9、（2）環(huán)式：所用設備少，各線路路徑不同，不易同時發(fā)生故障，可靠性高且運行靈活，負荷兩條線路分擔，負荷波動時電壓比較穩(wěn)定，缺點是故障線路較長，電壓損失較大。（3）雙回路干線式：較雙回路放射式線路短，比環(huán)式長，所需設備較放射式少，但繼電保護較放射式經濟。一般多采用雙回路放射式或環(huán)式結線。,六、供電系統(tǒng)中性點接地方式,1、不直接接地方式：又稱中性點絕緣系統(tǒng)，煤礦供電即采用此種方式。2、直接接地方式：中性點直接與接地裝置連接。3、電阻接

10、地方式：中性點經過不同數值的電阻與接地裝置連接，接入電阻在數十歐姆時，稱為低電阻接地，在數百歐姆時稱為高電阻接地。4、消弧線圈接地方式：中性點經過電抗線圈與接地裝置連接。電抗線圈有分接頭，可用以調節(jié)電抗值，以便系統(tǒng)單相接地時，電抗電流補償輸電線路的對地分布電容，使接地點的電流減少，電弧易于熄滅，煤礦高壓單相接地電容電流超過20A，應采取此方式。,七、接地與接零,1、保護接地：電氣設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

11、身安全，將金屬外殼通過接地裝置與大地相連即為保護接地，一般用于中性點不接地系統(tǒng)。2、保護接零：當電氣設備外殼與接地的零線連接時稱為接零。作用是當發(fā)生設備絕緣擊穿或其他碰殼事故時，形成單相金屬性短路，保護裝置迅速切斷電源，使故障存在時間縮短，減少觸電幾率。3、重復接地：在沿零線上把一點或多點再引入接地，作用是發(fā)生接地短路時，進一步降低人體的接觸電壓或減少零線斷線時的接觸電壓。4、煤礦井下接地網：煤礦井下的保護接地網，是由主接地極及接

12、地母線、局部接地極及輔助接地母線等組成的一個網絡。,八、漏電保護,1、漏電原因：（1）運行中電氣設備絕緣受潮或進水，造成相地之間的絕緣惡化或擊穿；（2）電纜在運行中受機械或其他外力的擠壓、砍砸或過度彎曲等，而產生裂口或縫隙，長期受潮氣和水分侵蝕，致使絕緣惡化，造成漏電。（3）電纜與電氣設備連接時，由于芯線接頭不牢、喇叭口封堵不嚴，以及接線嘴壓板不緊等原因，使之在運行中產生松動脫落，與外殼相連或接頭發(fā)熱，燒壞絕緣。（4）檢修電器設

13、備時，將金屬工具、材料等金屬物件遺留在設備內部，造成接地故障。（5）電氣設備接線錯誤或內部導線絕緣破損造成與外殼相連。（6）電氣設備或電纜長期超負荷運行，使絕緣降低或損壞。2、漏電保護作用（1）能夠防止人身觸電；（2）能夠不間斷監(jiān)視電網的絕緣狀態(tài)，以便采取措施，防止其絕緣進一步惡化；（3）減少漏電電流引起礦井瓦斯、煤塵爆炸危險；（4）預防電纜和電氣設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

14、開始，漏電后保護裝置首先動作，將故障排除。3、預防漏電事故的措施：（1）使用屏蔽想套電纜，并與檢漏裝置配合，提高漏電保護的可靠性。（2）采取保護接地。（3）對電網對地電容電流進行有效的動作補償，以減少漏電電流對人體的傷害程度。（4）提高漏電保護裝置和自動饋電開關的動作速度，以及采用超前切斷電源裝置。4、對漏電保護裝置要求（1）能不間斷監(jiān)視電網的絕緣狀態(tài)。當絕緣電阻降低到漏電保護裝置的動作值時，必須能及時切斷其供電電源。（2）動作

15、迅速：檢漏繼電器的動作時間不應超過0.1s，總的分斷時間不應超過0.2S。（2）電網的絕緣電阻值在對稱下降和不對稱下降時，動作電阻值不變。（4）檢漏繼電器本身的內部阻抗足夠大，以不降低電網對地的阻抗和不增加人身觸電危險為原則。（5）檢漏繼電器動作必須靈敏可靠，不能拒動也不能誤動，最好具備自檢功能。（6）對電網對地的電容電流，進行有效補償。（7）漏電保護具有選擇性，縮小故障時的停電范圍。還可在磁力啟動器中裝設漏電閉鎖裝置，不僅可以縮小漏電

16、故障范圍，還可防止向故障之路送電。5、漏電閉鎖：主要用以低壓網絡，對電動機及供電支路的絕緣水平進行合閘前的監(jiān)視，當絕緣電阻降低到規(guī)定值以下時，漏電閉鎖保護裝置動作，將控制開關或磁力啟動器閉鎖，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，當主回路帶電工作時，他便退出工作，由于漏電閉鎖保護能使有故障的供電回路不投入工作，減少外露火花的機會，提高了安全性。6、附加直流電源方式的漏電保護電路由整流橋、靈敏繼電器、零序電抗器、三相

17、電抗器及千歐表組成。檢測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，整流電源的負極經靈敏繼電器、零序電抗器、三相電抗器接至三相電網。電源的正極經千歐表接地。檢測直流通過對地電阻構成回路，接地電容為隔直作用，其電容量一般選得足夠大，對交流阻抗近似為零。其作用一是連續(xù)監(jiān)視電網的絕緣水平，通過歐姆表顯示，當電網絕緣降低到某一最小允許值時，繼電器動作使低壓電源總開關跳閘，另一方面當電網發(fā)生人身觸電或一相接地故障時，繼電器動作，切斷電源，

18、并利用零序電抗器提供的感性電流補償流過人體或接地點的電容電流。檢漏繼電器的作用是根據保證人身觸電時的安全確定的。,九、過流保護,1、分類：包括短路保護、過載保護、斷相保護。實現手段上分為熔斷器、過流繼電器、數字保護等多種形式。2、常用熔斷器：RM1、RM10、RTO、RL1、RLS等多種系列，用作電氣線路和設備的短路保護。RM1和RM10系列為無填料封閉管式熔斷器，內裝變截面芯片熔體，以提高熔斷器的保護性能，其中RM1系列熔斷器為RM

19、10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狀多跟并聯(lián)形式，具有提高斷流能力的變截面和增加實現的錫橋，使之獲得良好的短路保護性能，管內充填石英砂，用以分斷和冷卻電弧，使其迅速熄滅，可獲得限流效果。RL1系列為螺旋式熔斷器，內部裝有一組熔體和石英砂，常用于小容量低壓開關設備中和控制回路中，并有熔斷指示信號。3、熱繼電器：利用電流的熱效應工作的過載繼電器，用于保護電動機過載而損壞。由熱元件（由雙金屬片及繞在外面的電阻絲組

20、成）、常閉觸頭（動靜觸頭組成）、傳動機構（將雙金屬片的動作傳到動觸頭）、復位按鈕（用以使動作后的動觸頭復位）、調整電流裝置（調整過載保護電流的大?。?。常閉觸頭串聯(lián)在具有接觸器線圈的控制電路中，電動機過載時，主電路流過電流超過額定值，使雙金屬片過熱，兩金屬片的熱膨脹系數不同，通過雙金屬片的電流大于熱繼電器的整定電流時，雙金屬片彎曲推動頂桿，使動觸頭動作，切斷控制電路。電動機斷電后，雙金屬片散熱冷卻，經過一段時間，在彈簧的拉力下動觸頭復位