1第1章 煤矿供电系统.doc

第一章 煤矿供电系统 目前，电力已成为煤矿生产的主要甚至是唯一的能源。可靠、安全、高质量和经济地供电，对保证安全生产、提高产品质量及提高经济效益具有十分重要的意义。 第一节 概述 一、电力系统 电力系统是指由发电机、电力网和电力用户组成的统一整体。电力网是由输电线路和升（降）压变电站（所）组成，担负电力输送、分配和变换任务的网络。图1-1是电力系统示意图。 问题：为什么要用高压、超高压输送电能？ 发电机的输出电压较低（3.15～20kV），为能够大容量、远距离输电，必须将发电机生产的电能经升压变压器升压后输送到负荷中心。在负荷中心附近需设置降压变电站（所），将电压降低后再输送至用户。电力系统中各发电厂之间以输电线路相连，称为并网发电。并网发电可以提高供电的可靠性，同时还可以提高发电厂和电力网的经济效益。 煤矿是电力系统的用户，是电能的消费者，处于电力网的终端。 全国电网分布图 GIS变电所 二、煤矿电源 煤矿企业的电源一般来自电力网。煤矿企业设有企业总变电所来接受电能，其受电电压为6～110kV。企业总变电所必须至少有两个独立电源，通常两个电源来自电网的两个区域变电所或发电厂。放射式 如图-2所示。由一个变电站（所）供电，可靠性较高；由电网的两个变电站（所）供电，可靠性高。放射式的特点是：每个用户两条专用输电线路，输电线路中间没有分支，供电可靠性高但建设和运行费用大。2）环式 如图-3所示。环式适用于向两个彼此之间相距较近，而离电源都较远，负荷容量相差不太大。kV） 类型 电网和用电设备的额定电压 用途 供电设备的额定电压 变压器的额定电压 原绕组 副绕组 交 流 （0.127） 0.22 0.38 （0.66） （1.14） （3.3） 6 10 35 110 中短距离输电 中远距离输电 （0.133） 0.23 0.40 （0.693） （1.2） （3.45） 6.3 10.5 （0.127） 0.22 0.38 （0.66） （1.14） （3.3） 610， 35 110 （0.133） 0.23 0.4 （0.693） （1.2） （3.45） 6.3，6.6 10.5，11 38.5 121 一级负荷（一类负荷） 凡因突然中断供电，可能造成人身伤亡事故或重大设备损坏，给国民经济造成重大损失或在政治上产生不良影响的负荷，均属一级负荷。如矿井的主通风设备一旦停电，可能导致井下瓦斯爆炸及人身伤亡重大事故；矿井主排水设备停电，会发生淹井事故。对一级负荷必须两供电对有特殊要求的一级负荷，还应设置备用电源自动投切装置，以保证供电的绝对可靠。高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井、低瓦斯矿井中高瓦斯区的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面的局部通风机向煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井自救系统供风的压风机、井下移动瓦斯抽放泵。控制和辅助设备，必须有与主要设备同等可靠的备用电源。 凡因停电，会造成大量减产或生产大量废品的负荷，属于二级负荷。如矿井集中提煤设备、综采工作面等。对中、小型煤矿的二级负荷一般由专用线路供电。为了减少长时间停电的影响，供电设备应有一定数量的库存，以备及时更换，如图1-2中的用户1。对大型煤矿的二级负荷，也应有两个电源，两回路电源应引自变电所不同的母线段，如图1-2中的用户3。 3）三级负荷（三类负荷） 三级负荷是指除一级、二级负荷外的其它负荷。如煤矿的附属车间及生活设施等，对三级负荷供电一般采用单回路供电方式，多个三级负荷还可共用一条输电线路，如图1-4所示。 在供电系统的结线设计、设备选择和运行中，要不惜代价确保一级负荷的供电不间断；而对三级负荷则更多地考虑供电的经济性。当电力系统因故障必须拉闸限电时，首先停三级负荷，必要时再停二级负荷，但必须保证一级负荷的用电。 2．安全供电 安全供电就是在供电过程中，不发生人身触电、电气火灾和由电气设备引发的瓦斯与煤尘爆炸事故。煤矿安全供电的三大任务是：电气防爆、电气防火、防触电。一般工业企业也应特别注意防火和防触电。 3．高质量供电 电压和频率是衡量电能质量的主要指标。 我国电网的额定频率为50Hz，其频率偏差不允许超过±0.2Hz。电网频率由发电厂控制，用电企业无法改变，但用电企业有义务根据电网调度的指令调整本企业的负荷，配合电力系统调节频率。 供电系统在运行中，送到用电设备的实际电压与额定电压总有一些偏差，此偏差值称为电压偏移。如果电压偏移超过允许的范围，电气设备的运行状态将显著恶化，甚至损坏电气设备。例如交流电动机，当电压过低时，电动机转矩急剧下降，起动困难，电流增大，运行温度升高，加速绝缘的老化，甚至烧毁电动机；电压过高时，会造成电动机空载电流和铁损的增大，温度升高，过高的电压甚至会造成绝缘击穿，引起短路。一般电动机和照明