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第1章 矿山供电系统及设备第五章第五章节电及电气化指节电及电气化指标标矿山电工学矿山电工学第二章第二章安全用电及保护安全用电及保护第一章第一章矿山供电系统矿山供电系统第四章第四章矿井照明矿井照明第三章第三章采掘设备的电气采掘设备的电气控制控制第六章第六章采区供电设计采区供电设计6学时6学时4学时2学时4学时2学时第一章 矿山供电系统内容二内容二 矿山供电系统的矿山供电系统的主要设备主要设备 内容一内容一 分析矿山供电系分析矿山供电系统的组成统的组成及基本及基本概念概念矿山供电系统矿山供电系统一、电力系统的基本概念一、电力系统的基本概念以及负荷的分类以及负荷的分类二、电力系统二、电力系统额定电压等级额定电压等级三、供电系统的三、供电系统的结线方式分类结线方式分类 分析供电系统结构，了解电力系统的基本概念，分析供电系统结构，了解电力系统的基本概念，重点掌握电力系统的额定电压的概念，熟悉电力重点掌握电力系统的额定电压的概念，熟悉电力负荷的分类方法。负荷的分类方法。一、电力系统的基本概念一、电力系统的基本概念 电力系统：由各种不同电压等级的电力线路将电力系统：由各种不同电压等级的电力线路将发发电厂电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、配电和用电的整体，叫做电力系统。输电、配电和用电的整体，叫做电力系统。变电所：变电所是汇集电能、变换电压的中间环变电所：变电所是汇集电能、变换电压的中间环节，它由各种电力变压器和配电设备组成。节，它由各种电力变压器和配电设备组成。电力网：在电力系统中，变电所与各种不同电压电力网：在电力系统中，变电所与各种不同电压等级的电力线路组成的网，叫做电力网。等级的电力线路组成的网，叫做电力网。大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流8电力网分类低压电网：1KV以下高压电网：3-330KV超高压电网：330-1000KV特高压电网：1000KV以上二、电力系统的额定电压二、电力系统的额定电压 额定电压：能使受电器、发电机、变压器等正常额定电压：能使受电器、发电机、变压器等正常工作的电压，称为它们的额定电压。工作的电压，称为它们的额定电压。1、一般规定：在同一电压等级中，受电器和系统的额定电压与等级电压相同，发电机额定电压比同级受电器额定电压高5%。变压器一次侧与电网直接相连时，规定其额定电压与系统电网的电压相同。变压器二次侧，规定其额定电压比系统电网的电压高5%-10%。电气设备额定电压表电气设备额定电压表1）电力线路和用电设备的额定电压相等2）发电机的额定电压（高5%）3）变压器的额定电压（注意分高压侧和低压侧）高压侧和电力线路相等，低压侧高10%例题自耦变压器三、电力负荷分级及对供电的要求三、电力负荷分级及对供电的要求1 1）定义：当突然中断供电可能造成人身）定义：当突然中断供电可能造成人身伤亡或重大设备损坏、造成重大经济损失伤亡或重大设备损坏、造成重大经济损失的负荷。例：矿井通风机、主排水泵及立的负荷。例：矿井通风机、主排水泵及立井提升设备等。井提升设备等。2 2）供电要求：两个）供电要求：两个独立独立电源供电。电源供电。1 1）定义：凡因突然停电造成大量减产或）定义：凡因突然停电造成大量减产或大量废品的负荷。例：主要提升和运输设大量废品的负荷。例：主要提升和运输设备、地面空气压缩机、抽放瓦斯设备、综备、地面空气压缩机、抽放瓦斯设备、综采面采区变电站。采面采区变电站。2 2）供电）供电要求要求：两个：两个独立独立电源供电。电源供电。1 1）定义：指除一、二类负荷以外的其它）定义：指除一、二类负荷以外的其它负荷。停电不影响生产，例：学校宿舍、负荷。停电不影响生产，例：学校宿舍、地面附属车间及矿井机修厂等。地面附属车间及矿井机修厂等。2 2）供电）供电要求要求：单回路供电、多负荷共用：单回路供电、多负荷共用一条输电线路。一条输电线路。1 1、一级负荷、一级负荷2 2、二级负荷、二级负荷3 3、三级负荷、三级负荷1 1、电力负荷的分级、电力负荷的分级井下特井下特 殊的环境殊的环境2、井下特殊的环境、井下特殊的环境顶板失控而自行冒落的现象。指矿井作业面、巷道侧壁在矿山压力作用下变形，破坏而脱落的现象。4.4.冒顶和片帮冒顶和片帮事故，易使电气设事故，易使电气设备受到外力的损坏。备受到外力的损坏。11.1.保证供电的安全可保证供电的安全可靠性靠性 1 1）要求供电不间断；）要求供电不间断；2 2）对重要负荷供电）对重要负荷供电应绝对可靠：如主排应绝对可靠：如主排水泵、副井提升机等；水泵、副井提升机等；3 3）供电安全包括人）供电安全包括人身和设备安全；防潮、身和设备安全；防潮、防爆防爆；22 2、保证良好的电、保证良好的电能质量能质量电能质量要求两个电能质量要求两个主要指标：主要指标：1 1）频率和电压。）频率和电压。频率频率50Hz50Hz，偏差小，偏差小于于0.5Hz0.5Hz。2 2）电压偏差。允）电压偏差。允许电压偏差许电压偏差5%5%。3、电力负荷对供电的基本要求、电力负荷对供电的基本要求 33.3.保证供电系统运保证供电系统运行的经济性行的经济性 ）供电网络接线）供电网络接线简单简单;）尽可能降低设）尽可能降低设备、材料、有色金备、材料、有色金属的消耗属的消耗;）降低电能消耗）降低电能消耗和维修费用等。和维修费用等。了解供电系统对接线方式的基本要求，熟悉配电网了解供电系统对接线方式的基本要求，熟悉配电网和变电所的接线方式。和变电所的接线方式。供电系统接线是指由各种电器设备及其接线构成的电路，其功能是汇集和分配电能。接线中的母线又称为汇流排，起集中和分配电能的作用。一、供电系统结线方式一、供电系统结线方式1、系统或网络结构的基本方式、系统或网络结构的基本方式3环状式接线环状式接线1放射式接线放射式接线2干线式接线干线式接线1）放射式电网）放射式电网适用于向三级或二级小负荷设备供电。适用于向三级或二级小负荷设备供电。a)单电源单回路 b)单电源双回路（1）单回路放射式（2）双回路放射式优点：供电线路独立，故障互不影响。优点：供电线路独立，故障互不影响。适用：负荷容量大或孤立的用户适用：负荷容量大或孤立的用户）干线式电网）干线式电网适用：单回路干线式一般适用三类负荷供电，双回路干线适用：单回路干线式一般适用三类负荷供电，双回路干线式一般适用二、三类负荷供电。式一般适用二、三类负荷供电。直接连接干线式串联型干线式矿山供电系统中的结线一般采用双回放射式或环式结线。适用：负荷容量大或孤立的用户适用：负荷容量大或孤立的用户）环式电网）环式电网适用：负荷容量相差不太大，彼此之间相距较近，而离电适用：负荷容量相差不太大，彼此之间相距较近，而离电源都较近，且对供电可靠性要求较高的重要用户。源都较近，且对供电可靠性要求较高的重要用户。优点：线路长度小，造价低缺点：前段下路共用，增加了故障停电的可能性2、矿山各级变电所的常用结线方式、矿山各级变电所的常用结线方式矿山各级变电所主结线主要是由各种电气设备（变压器、断路器、隔离开关等）及其连接线组成，用以接受和分配电能。主接线分为单母线、桥式、双母线、线路-变压器组4种。1、单母线结线、单母线结线适用于具有一、二级负荷，进出线较多的变电所。2、桥式结线（外桥、内桥、全桥）、桥式结线（外桥、内桥、全桥）操作性能要求高线路较长，不需要经常切换变压器负荷变化大，倒闸次数少，具有一、二级负荷的变电所。线路切换少，变压器切换较多3、双母线结线、双母线结线用于负荷容量大，可靠性要求高，进出线户回路多的重要变电所。4、线路、线路-变压器组结线变压器组结线单侧电源和单回线路单侧电源和单回线路矿井供电系统的组成二、供电系统二、供电系统矿井供电方式的确定主要取决于井田的范围、煤层埋藏矿井供电方式的确定主要取决于井田的范围、煤层埋藏的深度、开采方式、矿井年产量、涌水量和井下负荷的的深度、开采方式、矿井年产量、涌水量和井下负荷的大小等因素。分为深井供电系统、浅井供电系统。大小等因素。分为深井供电系统、浅井供电系统。深井供电系统：深井供电系统：A、特点：设立中央、特点：设立中央变电所。变电所。B、决定因素：煤层、决定因素：煤层深，井下负荷大、涌深，井下负荷大、涌水量大等。水量大等。C、组成：地面变电、组成：地面变电所、井下中央变电所所、井下中央变电所和采区变电所。和采区变电所。D、供电回路数：两、供电回路数：两路或两路以上。如下路或两路以上。如下图所示。图所示。浅井供电系统：浅井供电系统：A、特点：井下不、特点：井下不设立中央变电所。设立中央变电所。B、决定因素：煤、决定因素：煤层埋藏不深层埋藏不深(一般一般离地表离地表100200 m)、井田范围大、井田范围大、井下负荷不大、涌井下负荷不大、涌水量小的矿井。可水量小的矿井。可采用浅井供电系统，采用浅井供电系统，如下图所示。如下图所示。1、深井供电系统示意图、深井供电系统示意图2、浅井供电系统、浅井供电系统a、井底车场及其附近巷道的低压用电设备，可、井底车场及其附近巷道的低压用电设备，可由设在地面变电所的配电变压器降压后，用低由设在地面变电所的配电变压器降压后，用低压电缆通过井筒送到井底车场配电所，再由井压电缆通过井筒送到井底车场配电所，再由井底车场配电所将低压电能送至各低压用电设备。底车场配电所将低压电能送至各低压用电设备。b、当采区负荷不大或无高压用电设备时，采区、当采区负荷不大或无高压用电设备时，采区用电由地面变电所用高压架空线路，将电能送用电由地面变电所用高压架空线路，将电能送到设在采区地面上的变电室或变电亭，然后把到设在采区地面上的变电室或变电亭，然后把电压降为电压降为380V或或660V后，用低压电缆经钻孔送后，用低压电缆经钻孔送到井下采区配电所，再送给工作面配电点和低到井下采区配电所，再送给工作面配电点和低压用电设备。压用电设备。c、当采区负荷较大或有高压用电设备时，用高、当采区负荷较大或有高压用电设备时，用高压电缆经钻孔将高压电能送到井下采区变电所，压电缆经钻孔将高压电能送到井下采区变电所，然后降压向采区低压负荷供电。为防止钻孔孔然后降压向采区低压负荷供电。为防止钻孔孔壁塌落挤压电缆，钻孔中敷设有钢管，电缆穿壁塌落挤压电缆，钻孔中敷设有钢管，电缆穿过钢管送至井下采区。过钢管送至井下采区。浅浅井井供供电电主主要要方方式式3、平硐开采供电系统、平硐开采供电系统矿层埋藏较浅（低于100m）、分布范围较广时采用，利用在小风井、斜井或钻孔附近设置的地面变电亭提供低压电能。说明：由地表倔进水平巷道（平硐）直接通到矿化体进行开采，以平硐作为主要开拓巷道的开拓方法叫平硐开拓。巷道约有千分之三到七的坡度。平硐开拓是一种最经济、基建时间短和安全可靠的方法。一般适用于山区地形，空车上坡重车下坡，水自由流出。三、矿井各级变电所及配电点三、矿井各级变电所及配电点1、矿井地面变电所（矿山供电的枢纽）、矿井地面变电所（矿山供电的枢纽）2、井下中央变电所、井下中央变电所尽量靠近负荷中心，主要进行电能变换、集中和分配，包括主变电所、采取变电所、移动变电站、工作面配电点。一般设在靠副井的井底车场范围内。井下中央变电所设备图井下中央变电所设备图3、采区变电所、采区变电所是采区的供电枢纽，接受井下中央变电所送来的高压电能，分配或直配给采掘工作面配电点或用电设备，是采区变电所-工作面配电点方式。采区变电所的位置和硐室布置图采区变电所的位置和硐室布置图采区变电所硐室布置图采区变电所硐室布置图4、工作面配电点、工作面配电点接受采区变电所或移动变电站送来的低压电能，通过控制开关、磁力启动器向回采或掘进工作面的机电设备供电。1、供电系统的基本概念：电力系统、电力网、变、供电系统的基本概念：电力系统、电力网、变电所、额定电压、电力负荷的分类。电所、额定电压、电力负荷的分类。2、供电系统的接线方式、供电系统的接线方式3、矿井变电所的结线方式有：线路变压器组结、矿井变电所的结线方式有：线路变压器组结线、单母线结线、单母线分段结线、桥式结线等几线、单母线结线、单母线分段结线、桥式结线等几种。种。4、矿井供电方式：高压供电系统：由地面变电所、矿井供电方式：高压供电系统：由地面变电所井下中央变电所井下中央变电所采区变电所构成三级高压供电采区变电所构成三级高压供电系统。系统。低压电气设备供电分别由井下中央变电所、低压电气设备供电分别由井下中央变电所、采区变电所及移动变电站降压供给。采区变电所及移动变电站降压供给。采区变电所：采区变电所：有综采时一般由两回线路供电，采用有综采时一般由两回线路供电，采用单母线结线或单母线分段结线。单母线结线或单母线分段结线。变压器通常采用分变压器通常采用分列运行方式。列运行方式。5、矿井井下变电所：、矿井井下变电所：中央变电所：中央变电所：进线电缆至少两条。进线电缆至少两条。单母线分段结单母线分段结 线，分段数与进线电缆数相适应。各负荷出线均匀线，分段数与进线电缆数相适应。各负荷出线均匀分布在各段母线上。各分段母线分列运行。分布在各段母线上。各分段母线分列运行。p78:p78:1 1、2 2、5 5、6 6、3030。地面变电所设备布置图地面变电所设备布置图地面变电所设备布置图地面变电所设备布置图地面变电所一次系统模拟图地面降压站设备巡回检查图四、综采工作面供电与工作面配电点四、综采工作面供电与工作面配电点（1 1）高压深入负荷中心。）高压深入负荷中心。（2 2）组成：采区配电所）组成：采区配电所移动变移动变电站电站工作面。工作面。（3 3）综采工作机电设备布置：移动变）综采工作机电设备布置：移动变电站通常设置在距工作面电站通常设置在距工作面150150300m300m的顺槽中，工作面每推进的顺槽中，工作面每推进100100200m200m，变电站向前移动一次。，变电站向前移动一次。综综采采工工作作面面机机电电设设备备布布置置1 1、综采工作面供电、综采工作面供电综采工作面机电设备布置图综采工作面机电设备布置图综采工作面主要设备综采工作面主要设备高压供电设备开关电器高压开关柜熔断器断路器隔离开关负荷开关普通型矿用一般型隔爆型户外式户内式多油少油真空SF61、高压一次设备、高压一次设备 变电所中承担输送和分配电能任务的电路称为一次电路。按功能分：变换设备（电力变压器、互感器）控制设备（高低压开关设备）保护设备（熔断器、避雷器）补偿设备（电容器）成套设备（高压开关柜、低压配电屏、动力箱）2、高压隔离开关、高压隔离开关(刀闸刀闸)高压隔离开关高压隔离开关 2、高压隔离开关的分类、高压隔离开关的分类 隔离开关主要作用：1）隔离高压电源，保证其他设备和电路的安全检修。2）提供明显的线路断点。分为户内式和户外式。对于户外式隔离开关常安装有接地刀闸，用于将回路内的电容电流、漏泄电流泄放入地。隔离开关没有灭弧装置，不能用于分、合负荷电流。1）结构：动静触头）结构：动静触头 2 2）作用）作用:（1 1）隔离电）隔离电源。（源。（2 2）切断小电流。）切断小电流。3 3）特点）特点:没有灭弧装置。触没有灭弧装置。触头通、断状态明显可见。头通、断状态明显可见。4 4）在成套设备装置中，隔）在成套设备装置中，隔离开关与断路器之间设有闭离开关与断路器之间设有闭锁装置。锁装置。2、高压隔离开关、高压隔离开关(刀闸刀闸)图图2.5 GN19-10/6002.5 GN19-10/600型高压隔离开关型高压隔离开关1连接板；2静触头；3接触条；4夹紧弹簧；5支持瓷瓶；6镀锌钢片；7拉杠绝缘子；8支持瓷瓶；9传动主轴；10底架 （1 1）作用：通断负荷电流和一定的过作用：通断负荷电流和一定的过载电流，不能切断短路电流。载电流，不能切断短路电流。（2 2）特点：灭弧装置简单，开断时有特点：灭弧装置简单，开断时有明显断口也起到隔离开关的作用明显断口也起到隔离开关的作用 （3 3）应用：负荷容量不大、对继电应用：负荷容量不大、对继电保护要求不高、不太重要的电保护要求不高、不太重要的电路中。路中。3、高压负荷开关、高压负荷开关 负荷开关就相当于在隔离开关的基础上加上一个简单的灭弧装置。灭弧罩上内在高温下产生气体纵吹电弧和熔断器配合替代断路器图图3-7 FN3-10RT3-7 FN3-10RT型户内压气式高压负荷开关型户内压气式高压负荷开关1主轴；2上绝缘子兼气缸；3连杆；4下绝缘子；5框架；6高压熔断器；7下触座；8闸刀；9弧动触头；10灭弧喷嘴；11主静触头；12上触座；13断路弹簧；14绝缘拉杆；15热脱扣器4、高压断路器、高压断路器油断路器按照用油多少分为多油断路器和少油断路器。1）作用：控）作用：控制设备，切断制设备，切断短路电流。短路电流。3）矿用断路）矿用断路器按照灭弧介器按照灭弧介质分为：油断质分为：油断路器、六氟化路器、六氟化硫断路器、真硫断路器、真空断路器等。空断路器等。2）特点）特点:具具有较强的灭弧有较强的灭弧装置。装置。多油断路器 多油断路器主要作用10KV以下线路，绝缘油的主要作用是熄灭电弧。分为平开式和机械油吹式1）平开式多油断路器开断电路时，电弧高温使变压器油蒸发和分解成气体。这些气体吸收大量的热能使电弧冷却；同时油分解出大量的氢气，迅速流向油箱上部，对电弧产生纵吹效果。2）机械油吹式多油断路器 开断电路时，动触头带动活塞向上移动，灭弧室上部的绝缘油受到机械压力，使油流从唧简口射向电弧形成纵吹，迫使电弧熄灭。机械油吹弧不易熄灭大电流电弧。少油断路器 少油断路器中的绝缘油主要作为触头间的绝缘和灭弧介质。图图 SNSN1010-10-10型高压少油断路器型高压少油断路器1上帽；2上出线座；3油标；4绝缘筒；5下出线座；6基座；7主轴；8框架；9断路弹簧 当触头分断产生电弧时，油被气化和分解，灭弧室内腔压力增大，使静触头座内的钢球上升，将球阀关闭，电弧在密闭的空间燃烧，压力急剧增大，当导电杆向下运动，依次打开上、中、下三个横吹口时，油气混合物高速横吹电弧，使其熄灭。在开断小电流时，电弧能量小，横收效果不佳。导电杆继续向下打开纵吹油道，电弧受到纵吹。在导电杆向下运动时，将一部分油压入附加油流道横吹电弧，起到机械油吹作用，从而促使小电流电弧很快熄灭。由于断路器的静触头装在上部，不但能产生机械油吹的效果，更因为导电杆向下运动，使导电杆处的电弧不断与冷却油接触，既降低了触头温度，又使电弧受到良好的冷却，加强了灭弧效果。真空断路器的圆盘形触头可分为两种：一种是只有导电部分而无旋弧部分，它的断流容量较小，另一种是带有旋弧部分的，这种触头上的电弧在电磁力的作用下迅速旋转运动，防止触头上出现局部高温区，从而提高了断路器的断流容量。目前使用最多的是具有外螺旋槽或内螺旋槽的旋弧触头。5、高压开关柜高压开关柜是以开关为主，按一定的接线方案，针对使用场合、控制对象及主要电气元件的特点，将有关的一、二次设备组合起来，装于封闭式或敞开式金属柜内的一种高压成套配电装置。高压开关柜每个柜构成一个电气回路。高压开关柜主要由以下几部分组成：母线、高压开关、电流及电压互感器、计量仪表和保护装置、信号及操作机构。高压开关柜分为普通型、矿用一般型、隔爆型。高压开关柜作用：受电、配电、控制、保护及监测高压电能。定义：将各类开关电器、测量仪表、保护装置及相应的辅助设备按照一定方式组装在统一规格的箱体内，自成一套完整的配电设备。GG-1A-07SGG-1A-07S型高压开关柜型高压开关柜1汇流排；2高压隔离开关；3高压断路器；4电流互感器；5高压隔离开关；6电缆头；7检修门；8观察窗；9操作面板；10高压断路器操作机构；11高压隔离开关操作机构；12仪表、继电器板（兼检修门）KYN1-10型高压开关柜 KYN1-10型高压开关柜 1）移开式（手车式）移开式（手车式）2）结构：封闭闭锁安全）结构：封闭闭锁安全 保护功能；联锁装置。操保护功能；联锁装置。操 作结构有弹簧和电磁。作结构有弹簧和电磁。3）适用：发电厂、变）适用：发电厂、变电电 站、煤矿企业。站、煤矿企业。高压开关柜高压开关柜高压开关柜的高压开关柜的“五防五防”功能功能 1.1.高压开关柜的分类高压开关柜的分类高压开关柜的分类高压开关柜的分类 高压开关柜是指335KV的成套配电装置。发电厂和变电站中常用的高压开关柜有移开式移开式移开式移开式和固定式固定式固定式固定式两种。2.2.高压开关柜具有的高压开关柜具有的高压开关柜具有的高压开关柜具有的“五防五防五防五防”功能功能功能功能 高压开关柜应具有“五防”功能，即：1）防止误分、合断路器；2）防止带负荷分、合隔离开关；3）防止带电挂接地线；4）防止带接地线合隔离开关；5）防止误入带电间隔。高压开关柜高压开关柜移开式高压开关柜移开式高压开关柜 移开式高压开关柜又称为手车式高压开关柜。开关柜由固定的壳体（简称外壳）和装有滚轮的可移开部件（简称手车）两部分组成。一般情况，外壳用钢板或绝缘板分隔成手车室、母线室、电缆室和继电器仪表室四部分。高压开关柜高压开关柜移开式高压开关柜移开式高压开关柜高压开关柜的停送电操作隔爆手动开关：用以控制不需要频繁启停的交流380V、660V的三相鼠笼型异步电动机。隔爆插销开关：用以井下控制照明设备和电钻。隔爆真空馈电开关：可作为供电总开关或分路开关。井下使用低压配电开关包括隔爆自动馈电开关和隔爆手动起动器两大类。馈电开关可作为线路中的配电总开关和分路开关使用。当电网中出现过载、短路、欠压和漏电故障时，馈电开关可自动跳闸。1、馈电开关隔爆手动开关（又称为手动启动器），用以控制不需要频繁启动和停止的交流380V、660V的三相笼式电动机。2、隔爆手动开关隔爆插销开关（又称为插销开关），用以控制井下照明设备和电钻，由接触式开关和插销组成，具有机械连锁装置。3、隔爆插销开关主要用于将某一电压等级的交流电变换成同频率的另一种电压等级的交流电能。变压器是一种变电压和变电流的静止设备，通过磁路耦合作用将原边绕组的电压和电流从某种数量等级变为副边绕组的另一种等级。本节主要介绍低损耗电力变压器和矿用动力变压器。1 1）电力变压器的分类及特点）电力变压器的分类及特点 1.1.按功能分升压变压器和降压变压器；按功能分升压变压器和降压变压器；2 2按相数分单相变压器和三相变压器；按相数分单相变压器和三相变压器；3 3按绕组导体的材质分铜绕组变压器和铝绕组变按绕组导体的材质分铜绕组变压器和铝绕组变压器；压器；4 4按绕组型式分双绕组变压器、三绕组变压器和按绕组型式分双绕组变压器、三绕组变压器和自耦式变压器自耦式变压器 ；5 5按电压调节方式分无载调压变压器和有载调压按电压调节方式分无载调压变压器和有载调压变压器；变压器；（一）变压器概述（一）变压器概述7 7 按容量系列分：按容量系列分：（1 1）小型变压器：容量在）小型变压器：容量在500KV500KVA A以下的变压器；以下的变压器；（2 2）中型变压器：容量在）中型变压器：容量在6306306300KV6300KVA A之间的之间的变压器；变压器；（3 3）大型变压器：容量在）大型变压器：容量在8000 KV8000 KVA A以上的的变以上的的变压器；压器；8 8按冷却方式和绕组绝缘分油浸式、干式和充气按冷却方式和绕组绝缘分油浸式、干式和充气式（式（SFSF6 6）。三相油浸式电力变压器三相油浸式电力变压器油浸式变压器 环氧树脂浇注绝缘的三相干式电力变压器环氧树脂浇注绝缘的三相干式电力变压器干式变压器（二）变压器的结构变压器主要由铁心、绕组、油箱、绝缘套管等组成。2）额定电压 （对于三相变压器指的是线电压）3）额定电流 （对于三相变压器指的是线电流）单相变压器：三相变压器：4）额定频率：50Hz三相变压器指的是三相总容量。双绕组变压器的原、副边容量相同。1）额定容量（额定视在功率）单位：（三）变压器的技术参数6）短路电流7）额定温升：40-955）短路电压（三）变压器的技术参数8）连接组别解：1）【例】有一台三相变压器，额定容量 额定电压 ，联结，试求：1）一、二次侧的额定电流？2）一次、二次侧的额定相电压和相电流？2）（四）电力变压器通过改善铁心和绝缘结构降低空载损耗和负载损耗。（1）低损耗电力变压器（S7、S9系列）S7和S9系列变压器性能对比（2）矿用电力变压器（S7、S9系列）目前煤矿井下实用的矿用动力变压器主要是KS及KS7两种KS7系列变压器应用于无瓦斯、煤尘突出的煤矿井底车场及主要进风巷道。主要特点：2）不设油枕，不能注满油1）耐压能力强3）两侧有高低压接线磁套盒，设有电缆进出线喇叭口4）有托撬及滚轮（3）矿用隔爆干式变压器矿用隔爆干式变压器有照明、电钻用和动力用两种。1）KSG型矿用隔爆干式照明、电钻变压器用于易燃或有爆炸危险的矿井中，将高压降为127V，作为照明、信号或手电钻使用。2）KSGB型矿用隔爆干式电力变压器专供矿井下作为局部通风机或其他设备的供电电源。3）KBSG型矿用隔爆干式电力变压器作为千伏级移动变电站的主变压器，使用语有瓦斯煤尘爆炸危险的矿井，作为综合机械化采掘设备的供电电源。4）KBSG-T型矿用隔爆干式电力变压器耐高温、降低了空载损耗。（五）移动变电站移动变电站通常包含隔爆高压负荷开关箱、隔爆干式变压器和隔爆低压馈电开关箱等组成。移动变电站用于有瓦斯、煤尘等有爆炸危险的矿井中，将6KV高压变为1200V或690V电压，向采掘工作面电气设备供电。具有电动机综合保护功能、风、电、瓦斯闭锁功能。高压电流互感器高压电流互感器 补充：LMZJl-0.5LMZJl-0.5型电流互感器的外形图，穿过其铁心的母型电流互感器的外形图，穿过其铁心的母线就是其一次绕组。线就是其一次绕组。LMZJ1-0.5LMZJ1-0.5型电流互感器型电流互感器1铭牌 2二次母线穿孔 3铁心 4安装板 5二次接线端 LMZJ1-0.5电流互感器电流互感器 一相式结线一相式结线1 1）互感器通常接在）互感器通常接在B B相，相，电流互感器二次线圈电流互感器二次线圈中流过的是对应相一中流过的是对应相一次电流的二次电流值，次电流的二次电流值，反应的是该相的电流。反应的是该相的电流。2 2）通常用于三相负荷平）通常用于三相负荷平衡的系统中，供测量衡的系统中，供测量电流或过负荷保护装电流或过负荷保护装置用。置用。两相两相V形结线形结线 这种结线也叫两相不完全星形结线，电流互感器通常接在这种结线也叫两相不完全星形结线，电流互感器通常接在A A、C C相上，公共线上反应的正是未接互感器的那一相的电流。相上，公共线上反应的正是未接互感器的那一相的电流。A、主要参数：额定电压（二次侧为、主要参数：额定电压（二次侧为100V）、）、准确度等级、额定容量。准确度等级、额定容量。（2）电压互感器）电压互感器 B、使用注意事项：、使用注意事项：二次侧不能短路二次侧不能短路二次绕组及外壳均要接地二次绕组及外壳均要接地连接时要注意极性。连接时要注意极性。电压互感器的结线方案：电压互感器的结线方案：a)一个单相电压互感器一个单相电压互感器b)两个单相电压互感器两个单相电压互感器接成接成V/V c)三个单相电压互感器三个单相电压互感器接成接成Y0/Y0形形d)三个单相三绕组电压三个单相三绕组电压互感器或一个三相五互感器或一个三相五心柱式三绕组电压互心柱式三绕组电压互感器接成感器接成 Y0/Y0/1、电缆的组成、电缆的组成2、电缆的分类、电缆的分类1（1）分类：油）分类：油浸式纸绝缘、聚浸式纸绝缘、聚氯乙烯绝缘、交氯乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘。联聚乙烯绝缘。2（2）注意：井下）注意：井下禁用铅包电缆。禁用铅包电缆。无铠装电缆、铠无铠装电缆、铠装电缆。在有火装电缆。在有火灾爆炸危险的场灾爆炸危险的场所严禁用铝芯电所严禁用铝芯电缆和铅包电缆。缆和铅包电缆。油浸纸绝缘电缆铠装电缆1（1）普通橡套）普通橡套胶电缆。结构、胶电缆。结构、芯数、适用场所。芯数、适用场所。3（3）屏蔽橡套）屏蔽橡套电缆：各屏蔽层电缆：各屏蔽层均接地。避免接均接地。避免接地故障地故障2（2）阻燃橡套）阻燃橡套电缆：结构、芯电缆：结构、芯数、适用场所。数、适用场所。既是井下固定设备、运输设备、采掘设备的供电电缆，又是从采区变电所向采掘工作面配电用的动力电缆。（2 2）型号：）型号：ZRZR为为阻燃型；阻燃型；V V为聚氯为聚氯乙烯；乙烯；Y Y为聚乙烯；为聚乙烯；YJYJ为交联聚乙烯。为交联聚乙烯。（1 1）特点：绝缘）特点：绝缘电阻、介质损耗电阻、介质损耗等电气性能较好，等电气性能较好，并有耐水、抗腐、并有耐水、抗腐、不延燃等优点。不延燃等优点。3 3、电缆的敷设、电缆的敷设1）电缆敷设）电缆敷设 的一般要求的一般要求 2）电缆的敷设方式）电缆的敷设方式 3）煤矿井下）煤矿井下 电缆的敷设电缆的敷设（1）选择合适）选择合适的敷设地点、的敷设地点、路径；路径；（2）电缆敷设）电缆敷设时应注意的问时应注意的问题题（1）直接接地敷）直接接地敷设；设；2）在电缆沟内敷）在电缆沟内敷设设（3）架空与沿墙）架空与沿墙敷设。敷设。煤矿井下电煤矿井下电缆的敷设缆的敷设1）原则敷设要求：地面电缆敷设时要求敷设路径要短，减少弯曲，避免阳光直晒，利于散热，避开穿越铁路，公路、河流、建筑群以及其他管线。包括：1）电缆架敷设；2）直埋敷设；3）电缆沟道敷设；4）电缆隧道敷设700700B B100+d100+d50505050保护板保护板沙或软土沙或软土10KV10KV及以下电缆及以下电缆B+200B+200100100100100 电缆直接埋地敷设电缆直接埋地敷设散热性好，敷设方便，适用于10KV以下线路。直埋敷设电缆沟敷设排水和防风措施良好，多用于大型企业变电所或发电厂的电缆线路引出段。电缆隧道敷设10010015015045455 5R R3030145145606015015030305 5(a(a)(b(b)(c(c)电缆在矿井井下敷设(a)电缆吊钩；(b)沿柱子悬挂；(c)用夹子、卡箍夹持5、按短路时的热稳定、按短路时的热稳定条件选择导线截面条件选择导线截面 2）电缆的选择 3、按长时允许电流、按长时允许电流选择导线截面选择导线截面2、按允许电压损失、按允许电压损失选择导线截面选择导线截面4、按机械强度、按机械强度选择导线截面选择导线截面 1、按经济电流密度、按经济电流密度选择导线截面选择导线截面常被忽略1 1）实际流过电缆的长时工作电流必须小于与或等于电）实际流过电缆的长时工作电流必须小于与或等于电缆允许的负荷电流；缆允许的负荷电流；2 2）电气设备正常运行时，电缆的实际电压损失必须小）电气设备正常运行时，电缆的实际电压损失必须小于电路的允许电压损失；于电路的允许电压损失；3 3）电动机起动时，电缆保证电动机的端电压不低于额）电动机起动时，电缆保证电动机的端电压不低于额定电压的定电压的75%75%；4 4）电缆的机械强度必须满足要求；）电缆的机械强度必须满足要求；5 5）当线路发生短路时，电缆必须经得起短路电流的冲）当线路发生短路时，电缆必须经得起短路电流的冲击击 1、选择电缆截面的条件、选择电缆截面的条件2、按长时允许负荷电流选择电缆截面、按长时允许负荷电流选择电缆截面导线的长时允许电流不应小于流过导线的最大长时导线的长时允许电流不应小于流过导线的最大长时工作电流。即：工作电流。即：向单台或两台电动机供电的导线，可取电动机的额向单台或两台电动机供电的导线，可取电动机的额定电流或两台之和。向三台及以上电动机供电的干定电流或两台之和。向三台及以上电动机供电的干线，其最大长时工作电流可按下式计算：线，其最大长时工作电流可按下式计算：3、按电压损失选择导线截面、按电压损失选择导线截面井下供电系统的总损失变压器干线支线1）支线电压损失井下忽略电抗参数有：2）干线电压损失井下忽略电抗参数有：3）变压器电压损失用二次额定电压百分数表示：第七节 电缆故障探测一、电缆故障的种类及其产生原因1、电缆故障的种类1）漏电：电缆线芯相间、对地绝缘水平降低2）接地：完全接地、低阻接地、高阻接地3）短路：完全短路、低电阻或高电阻接地、两相、三相接地短路4）断线：一相或多相断线、一相线芯不完全断开5）闪络性故障：2、电缆故障的原因机械性损伤、绝缘老化、施工不当二、电缆故障的性质与诊断1、故障性质：开路、低阻、高阻、闪络2、故障性质的诊断第一步：诊断电缆故障的性质，指确定故障点电阻是高阻还是低阻；是闪络还是封闭性故障；是接地、短路、断线还是混合故障，是单相、两相还是三相故障。第二步：通过测量绝缘电阻、进行“导通”试验，确定具体故障。三、电缆故障探测方法1、电桥法优点：简单、方便；缺点：精度低，不能检测电缆的短路和断线故障。2、低压脉冲反射法（雷达法）优点：简单、直观；缺点：不能检测高阻和闪络故障。3、脉冲电压法（闪测法）优点：简单、直观便；缺点：安全性差，接线复杂。使电缆故障点在直流高压或脉冲高压下击穿，通过测量放电脉冲在测量点与故障点往返一次的时间来测距。4、脉冲电流法将故障点放电电流脉冲（行波）通过线性电流耦合器变换到测距仪，进行测距。总结：目前国内外，普遍采用行波法原理测量故障点的距离；用低压脉冲反射法测量电缆断线和低阻故障；用脉冲电流法测量电缆的高阻或闪络性故障。