第一章-工礦企業(yè)供電系統(tǒng)課件

2023年7月29日工礦企業(yè)供電山西大同大學(xué)張學(xué)成2023年7月29日2第一章工礦企業(yè)供電系統(tǒng)本章知識要點(diǎn)工礦企業(yè)對供電的要求；電力負(fù)荷的分類及各類負(fù)荷對供電可靠性的要求；電力系統(tǒng)與電力網(wǎng)的概念；企業(yè)供電電壓的確定；供電系統(tǒng)的結(jié)線方式及確定原則；變電所位置的確定原則和礦井井下變電所的防火、防水和通風(fēng)問題等知識。本章培養(yǎng)的能力與技能能夠根據(jù)電源的原始資料合理確定企業(yè)供電電源；能夠根據(jù)負(fù)荷的分布情況、地理交通、水文地質(zhì)等資料確定變電所位置；能夠根據(jù)電源、負(fù)荷資料確定企業(yè)的供電電壓、確定主結(jié)線方案和整個(gè)企業(yè)的供電方案。2023年7月29日3第一節(jié)概述一、供電的重要性及基本要求二、電力系統(tǒng)三、工礦企業(yè)電源四、供電電壓等級2023年7月29日4一、供電的重要性及基本要求_11.供電可靠不間斷供電。負(fù)荷分三類：1）一類負(fù)荷（一級負(fù)荷）應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立電源。2）二類負(fù)荷（二級負(fù)荷）應(yīng)有兩個(gè)電源。中小企業(yè)可一個(gè)電源。3）三類負(fù)荷（三級負(fù)荷）不考慮備用電源2023年7月29日5一、供電的重要性及基本要求_22.供電安全人身和設(shè)備安全。防爆、防火、防觸電。3.供電質(zhì)量頻率穩(wěn)定：允許偏差±0.5Hz，±1％。電壓穩(wěn)定：一般允許偏移±5%。電壓偏移：用電設(shè)備端電壓與其額定值的偏差值。4.供電經(jīng)濟(jì)降低基建投資、設(shè)備材料消耗、年運(yùn)行費(fèi)用。2023年7月29日6二、供電系統(tǒng)電力系統(tǒng)：由發(fā)電機(jī)、各種輸電線路和升降壓變電所以及電力用戶組成的整體。電力網(wǎng)：發(fā)電廠址：高壓輸電：并網(wǎng)發(fā)電：2023年7月29日7三、工礦企業(yè)電源電源多來自電力網(wǎng)，只有在尚未建成電力網(wǎng)的地區(qū)，才由地方發(fā)電廠或自備發(fā)電廠供電。企業(yè)總變電所，6kV～35kV。具有一類負(fù)荷的企業(yè)總變電所應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立電源。采用平行雙回路或環(huán)形供電。2023年7月29日8四、供電電壓等級標(biāo)準(zhǔn)額定電壓等級，見表l-l。2023年7月29日9

2023年7月29日10四、供電電壓等級標(biāo)準(zhǔn)額定電壓等級，見表l-l。發(fā)電機(jī)高5％。變壓器一次側(cè)等于UN或1.05UN；二次側(cè)等于1.05UN或1.1UN。企業(yè)供電電壓的選擇：取決于電源電壓，用電設(shè)備電壓、容量及供電距離。2023年7月29日11第二節(jié)電網(wǎng)一、電網(wǎng)的分類二、電力網(wǎng)的結(jié)線方式三、電網(wǎng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式2023年7月29日12一、電網(wǎng)的分類電力網(wǎng)：任務(wù)：輸送、分配電能。電力網(wǎng)分類：電流種類：交流、直流電網(wǎng)；電壓高低：低壓（≤1200V）和高壓（≥3kV）電網(wǎng)；負(fù)荷性質(zhì)：照明、動力電網(wǎng)；線路結(jié)構(gòu)：架空、電纜線路；中性點(diǎn)運(yùn)行方式：中性點(diǎn)接地、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。2023年7月29日13二、電力網(wǎng)的結(jié)線方式1．放射式電網(wǎng)2．干線式電網(wǎng)3．環(huán)式電網(wǎng)2023年7月29日141．放射式電網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：供電線路獨(dú)立，故障互不影響，可靠性高；保護(hù)簡單，易整定，動作時(shí)間短。缺點(diǎn)：線路多，負(fù)荷不大時(shí)，造成有色金屬浪費(fèi)。雙回路：比單回路可靠性高，但所用設(shè)備多1倍，投資大，用于一類負(fù)荷或重要的二類負(fù)荷。單回路：用于三類負(fù)荷或只有一個(gè)電源的二類負(fù)荷。圖1-22023年7月29日152．干線式電網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：線路短，造價(jià)低，節(jié)省有色金屬；出線少，節(jié)省設(shè)備，降低投資。缺點(diǎn)：前段線路共用，故障時(shí)相互影響，可靠性低；保護(hù)動作時(shí)限長。雙回路：比雙回路放射式電網(wǎng)所用設(shè)備少，但繼電保護(hù)復(fù)雜，供電可靠性略低。單回路干線式一般用于三類負(fù)荷供電，雙回路干線式一般用于供電給二、三類負(fù)荷。圖1-32023年7月29日163．環(huán)式電網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：比雙回路放射式所用設(shè)備少，投資少；對每一負(fù)荷，可從兩個(gè)方向供電，線路路徑不同，故供電可靠性較高。缺點(diǎn)：負(fù)荷容量相差懸殊時(shí)，有色金屬消耗量大。工礦企業(yè)均采用開環(huán)運(yùn)行方式。環(huán)式電網(wǎng)用于：負(fù)荷容量相差不太大，彼此之間相距較近，而離電源都較遠(yuǎn)，對供電可靠性要求較高的重要用戶的供電。圖1-42023年7月29日17三、電網(wǎng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式1．中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)2．中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)3．中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)2023年7月29日181．中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)_1正常時(shí)：三相對地電容相等，中性點(diǎn)與地等電位；各相對地電壓等于各相的相電壓，且三相對稱。各相對地電容電流也對稱，且超前對應(yīng)相電壓90o；地中無容性電流流過，。2023年7月29日191．中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)_2一相接地時(shí)：接地相對地電壓為零，其它兩相為線電壓。非故障相對地流為正常時(shí)的倍，相位超前線電壓90°，接地點(diǎn)的接地電流為正常時(shí)的3倍，超前接地相電壓90°。優(yōu)點(diǎn)：單相接地時(shí)，線電壓對稱，不影響設(shè)備運(yùn)行，可靠性高。用于：35kV及以下的高壓電網(wǎng)。2023年7月29日20單相接地電容電流計(jì)算架空線路電纜線路

式中——接地點(diǎn)的接地電容電流，A；

——電網(wǎng)的線電壓，kV；

——線路總長度，km。2023年7月29日212.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)正常時(shí)：系統(tǒng)對稱，中性點(diǎn)與地等電位，消弧線圈中無電流。一相接地時(shí)：中性點(diǎn)對地電壓，相位相反。消弧線圈中有電流，相位滯后90°，與（）反相，使接地電流減小。達(dá)不起弧程度。優(yōu)點(diǎn)：稱為小接地電流系統(tǒng)。2023年7月29日223.中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)單相接地時(shí)：其它兩相對地電壓不升高，設(shè)備對地絕緣按相電壓設(shè)計(jì)。110kV及以上超高壓系統(tǒng)用。單相接地時(shí)，為單相接地短路，稱大接地電流系統(tǒng)。采用自動重合閘裝置，減少停電次數(shù)，提高可靠性。380／220V系統(tǒng)，當(dāng)高電壓竄入低壓系統(tǒng)時(shí)，避免人體觸及高電壓，是降低人身接觸電壓的一項(xiàng)安全措施。2023年7月29日23第三節(jié)工礦企業(yè)變電所企業(yè)變電所的任務(wù)：接受電能、變換電壓和分配電能。是工礦企業(yè)供電的樞紐。*********************************************一、工礦企業(yè)變電所的主結(jié)線二、工礦企業(yè)變電所結(jié)線實(shí)例三、企業(yè)變電所的位置確定2023年7月29日24一、工礦企業(yè)變電所的主結(jié)線主結(jié)線：擔(dān)負(fù)接受、變換、分配電能任務(wù)的各種電氣設(shè)備之間的連接方式。*********************************************1．線路變壓器組結(jié)線2．單母線結(jié)線3．單斷路器雙母線結(jié)線4．單母線分段結(jié)線5．橋式結(jié)線6．變電所配出線的結(jié)線2023年7月29日25高壓開關(guān)性能與用途隔離開關(guān)無滅弧裝置，但有明顯斷點(diǎn)。不能通斷有負(fù)荷的電路，只用來在檢修時(shí)隔離電源。斷路器滅弧能力強(qiáng)，但無明顯斷點(diǎn)。不僅可通斷負(fù)荷電路，還可切斷短路電流。用于電路的通斷控制。負(fù)荷開關(guān)有滅弧能力，但不強(qiáng)。有明顯斷點(diǎn)。只能通斷負(fù)荷電路，不能切斷短路電流。檢修時(shí)可隔離電源。2023年7月29日26高壓開關(guān)的使用隔離開關(guān)與斷路器必須配合使用。隔離開關(guān)裝于電源一側(cè)。分合閘順序合閘：先QS，后QF。分閘：先QF，后QS。負(fù)荷開關(guān)與熔斷器配合使用。2023年7月29日271．線路變壓器組結(jié)線三種形式：隔離開關(guān)進(jìn)線：電源側(cè)保護(hù)能保護(hù)變壓器低壓側(cè)短路時(shí)用，應(yīng)能切斷空載變壓器。跌落式熔斷器進(jìn)線：短路電流小，熔斷器能切斷時(shí)用。斷路器進(jìn)線：切斷能力大，操作方便。優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備少、投資省‘供電可靠性差。用于：三類負(fù)荷的中、小變電所。若能取得低壓備用電源時(shí)，也可對小容量的二類負(fù)荷供電。2023年7月29日282．單母線結(jié)線優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)線簡單，設(shè)備少，投資小。供電可靠性差，母線和進(jìn)線故障，用戶全停電。用于：容量小、供電可靠性要求不高的變電所。2023年7月29日293．單斷路器雙母線結(jié)線特點(diǎn)：進(jìn)、出線，通過隔離開關(guān)分別接到兩條母線上，母線間用開關(guān)相連。兩母線互為備用。優(yōu)缺點(diǎn)：供電可靠性高、操作靈活。設(shè)備多，投資大，結(jié)線復(fù)雜。用于：可靠性要求高的大型變電所和區(qū)域變電所。2023年7月29日304．單母線分段結(jié)線特點(diǎn)：進(jìn)線分別接不同的母線段。各段母線用聯(lián)絡(luò)開關(guān)連接。出線多時(shí)，用斷路器作聯(lián)絡(luò)開關(guān)。重要負(fù)荷分別接兩段母線，其它負(fù)荷，分散接在各段母線上。優(yōu)缺點(diǎn)：能保證重要負(fù)荷的供電可靠性，用于：出線不太多、母線故障少的變電所。大中型企業(yè)變電所多用。2023年7月29日315．橋式結(jié)線兩個(gè)及以上進(jìn)線，出線數(shù)與進(jìn)線數(shù)相同。企業(yè)多用兩進(jìn)線和兩臺變壓器的橋式結(jié)線。根據(jù)聯(lián)絡(luò)開關(guān)橋的位置不同，可分為全橋、外橋、內(nèi)橋三種。2023年7月29日32全橋結(jié)線特點(diǎn)：線路側(cè)、變壓器側(cè)和母線橋上都裝斷路器。優(yōu)缺點(diǎn)：操作運(yùn)行靈活、適應(yīng)性強(qiáng)，切換變壓器和線路都方便，易發(fā)展成單母線分段結(jié)線。設(shè)備多，投資大，占地面積大。2023年7月29日33內(nèi)橋結(jié)線特點(diǎn)：母線與變壓器之間無斷路器。優(yōu)缺點(diǎn)：投資、占地比全橋少，切換線路方便。切換變壓器不方便。用于：電源線長，故障可能性大，變壓器負(fù)荷較平穩(wěn)切換次數(shù)少的變電所。2023年7月29日34外僑結(jié)線特點(diǎn)：進(jìn)線端無斷路器。優(yōu)缺點(diǎn)：比內(nèi)橋少兩隔離開關(guān)，投資、占地更少，切換變壓器方便，易過渡到全橋結(jié)線。切換線路不方便。用于：電源線短，故障與檢修機(jī)會少，變壓器負(fù)荷變化大且需經(jīng)常切換的變電所。2023年7月29日356．變電所配出線的結(jié)線⑴配電開關(guān)的種類容量較小、不重要的負(fù)荷，可采用負(fù)荷開關(guān)配合熔斷器進(jìn)行控制和保護(hù)；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。⑵隔離開關(guān)的配置為保證檢修安全，斷路器電源側(cè)須裝隔離開關(guān)。雙電源的配出線，為防止發(fā)生反送電，斷路器兩側(cè)都裝隔離開關(guān)。2023年7月29日36開關(guān)操作順序送電時(shí)，依次合上：1QS、2QS、QF停電時(shí)，依次斷開：QF、2QS、1QS2023年7月29日37二、工礦企業(yè)變電所結(jié)線實(shí)例2023年7月29日38三、企業(yè)變電所的位置確定2023年7月29日39三、企業(yè)變電所的位置確定1．企業(yè)總變電所的位置確定2．車間變電所的位置確定2023年7月29日401．企業(yè)總變電所的位置確定位置確定原則⑴盡量靠近負(fù)荷中心；⑵不占或少占農(nóng)田；⑶進(jìn)出線要方便，盡量避免線路相互交叉和跨越；⑷交通運(yùn)輸要方便；⑸有適宜的地質(zhì)條件，有防止地下水、雨水和洪水浸淹措施；⑹考慮與鄰近設(shè)施的相互影響，遠(yuǎn)離震動、易燃、易爆的場所，避開污染源，否則采取防污措施；⑺與其它工業(yè)建筑物保持足夠的防火間距；⑻留有擴(kuò)建的余地，不妨礙工廠或車間的發(fā)展。礦井地面變電所，所址選選在工業(yè)廣場的邊緣。2023年7月29日412．車間變電所的位置確定1）車間附設(shè)變電所墻與車間共用，圖中l(wèi)、2、3所示。用于一般車間。2）車間內(nèi)變電所位于車間內(nèi)，并盡量靠近負(fù)荷中心，用于負(fù)荷大而集中且布置較穩(wěn)定的大型車間廠房。3）獨(dú)立變電所在車間外單獨(dú)建立，圖中5、6所示。用于負(fù)荷小而分散的中小型工廠或生活區(qū)，或?yàn)榱诉h(yuǎn)離易燃、易爆及腐蝕性場所。2023年7月29日42第四節(jié)礦山供電系統(tǒng)一、礦井供電系統(tǒng)二、露天礦供電系統(tǒng)2023年7月29日43一、礦井供電系統(tǒng)1．礦井供電的類型1）深井供電系統(tǒng)2）淺井供電系統(tǒng)2．井下中央變電所3．采區(qū)變電所4．綜采工作面供電與工作面配電點(diǎn)2023年7月29日441）深井供電系統(tǒng)所適用場合煤層埋藏深，用電負(fù)荷大，涌水大的礦井。供電特點(diǎn)6kV高壓下井，設(shè)三級變電所。2023年7月29日452）淺井供電系統(tǒng)適用場合煤層埋藏淺，用電負(fù)荷小的礦井。供電特點(diǎn)低壓或高壓兩級變電所供電。2023年7月29日46淺井供電優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)節(jié)省井下高壓電纜和高壓電氣設(shè)備，硐室開拓量少。比較經(jīng)濟(jì)、安全。缺點(diǎn)變電亭安裝、維護(hù)、檢修困難。低壓供電范圍小，可供負(fù)荷小。2023年7月29日472．井下中央變電所井下中央變電所是井下供電的樞紐，它擔(dān)負(fù)著向井下供電的重要任務(wù)。***************************************1）井下中央變電所的結(jié)線2）井下中央變電所的位置3）井下中央變電所的硐室布置4）井下中央變電所的設(shè)備布置2023年7月29日481）井下中央變電所的結(jié)線下井電纜最少兩根，一根故障其余擔(dān)負(fù)井下全部負(fù)荷。分段單母線，段數(shù)與下井電纜數(shù)對應(yīng)，母線間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，正常時(shí)母線分列運(yùn)行。各類負(fù)荷均勻分配在各段母線上。2023年7月29日492）井下中央變電所的位置確定原則：

盡量位于負(fù)荷中心；進(jìn)出線和運(yùn)輸方便；通風(fēng)良好；頂、底板堅(jiān)固，無淋水。一般設(shè)在：井底車場附近，與中央水泵房相鄰。有條件時(shí)應(yīng)與變流所聯(lián)合建筑。2023年7月29日503）井下中央變電所的硐室布置1）防火鐵板門和鐵柵欄門；所內(nèi)及出口5m以內(nèi)巷道耐火材料建筑；硐室內(nèi)設(shè)砂箱及滅火器材。2）通風(fēng)硐室長度超過6m時(shí)，兩端各設(shè)一個(gè)出口，保證溫度不超過附近巷道5℃。3）防水地面比井底車場或大巷連接處底板標(biāo)高高出0.5m。2023年7月29日514）井下中央變電所的設(shè)備布置變、配電分開；高、低壓分開。設(shè)備與墻，設(shè)備之間留維護(hù)與檢修通道。不需維護(hù)檢修一側(cè)，設(shè)備可互相靠緊或靠墻放置?？紤]發(fā)展，高壓20％，且不少于兩臺。低壓備用回路，按總回路數(shù)的20％考慮。2023年7月29日523．采區(qū)變電所采區(qū)變電所是采區(qū)供電的中心，將高壓變?yōu)榈蛪海渌椭敛删蚬ぷ髅婕案浇秒娫O(shè)備。***************************************1）采區(qū)變電所變電所的結(jié)線2）采區(qū)變電所的位置3）采區(qū)變電所的硐室布置2023年7月29日531）采區(qū)變電所變電所的結(jié)線單電源進(jìn)線兩臺變壓器，無高壓出線，可不設(shè)電源進(jìn)線開關(guān)。變壓器超過兩臺或有高壓出線，設(shè)電源進(jìn)線開關(guān)。雙電源進(jìn)線兩電源一路工作，一路備用。不設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)。兩電源同時(shí)工作。母線設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，正常分列運(yùn)行。

低壓接線低壓設(shè)總自動饋電開關(guān)，并配漏電保護(hù)；配出線設(shè)自動饋電開關(guān)。每臺變壓器用一臺高壓配電箱。2023年7月29日542）采區(qū)變電所的位置確定原則：最好只設(shè)一個(gè)變電所，如不可能，也應(yīng)盡量少少建、少遷移變電所，其他同中央變電所。一般設(shè)在：設(shè)在采區(qū)裝車站附近，或在上（下）山與運(yùn)輸平巷交叉處，或兩個(gè)上（下）山之間的聯(lián)絡(luò)巷中。2023年7月29日553）采區(qū)變電所的硐室布置防水、防火、通風(fēng)除底板標(biāo)高沒有嚴(yán)格規(guī)定外，其它與中央變電所相同。設(shè)備布置變、配電可在同一硐室內(nèi)；高、低壓應(yīng)分開布置；檢漏繼電器固定于墻上。設(shè)備與墻壁，設(shè)備之間留維護(hù)與檢修通道。不從側(cè)面和背后檢修的設(shè)備不留通道。2023年7月29日564.1）綜采工作面供電供電特點(diǎn)采用移變供電，使高壓深入負(fù)荷中心。供電電壓采用1140V，利于保證供電的經(jīng)濟(jì)性和供電質(zhì)量。高產(chǎn)高效工作面額定電壓已達(dá)3300V。位置與設(shè)備布置移變設(shè)在距工作面150m～300m的順槽中，工作面每推進(jìn)100m～200m，變電站向前移動一次。2023年7月29日574.2）工作面配電點(diǎn)工作面配電點(diǎn)分配電能給工作面各用電設(shè)備。不設(shè)專用硐室，設(shè)在工作面附近巷道一側(cè)。位置與及設(shè)備布置采煤：距工作面50～100m；掘進(jìn)：距工作面80～100m，電纜長度不超過100m。2023年7月29日58二、露天礦供電系統(tǒng)地面供電一般與前述礦山地面變電所相似。礦坑內(nèi)配電主要考慮：容易架設(shè)；移動方便；受爆破作業(yè)影響小等***************************************1．橫式配電系統(tǒng)2．縱式配電系統(tǒng)3．邊緣式配電系統(tǒng)4．放射式配電系統(tǒng)2023年7月29日