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煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計——08級??飘厴I(yè)生設(shè)計(論文)答辯
答辯人:XXX
指導(dǎo)教師:XXX2023/5/151電氣自動化采區(qū)變電所及配電點位置的確定
一、采區(qū)變電所位置的確定
(1)盡量位于負荷中心,以減少低壓線路長度和電壓損失,保證采區(qū)設(shè)備的供電質(zhì)量。
(2)每個采區(qū)最好只設(shè)一個變電所,對整個采區(qū)和掘進工作面供電,并且盡量不遷移或少遷移變電所,減少變電所硐室的開拓費用。如一個變電所不能滿足要求時,可在下一區(qū)段增設(shè)變電所,初期向掘進供電,后期向回采供電。
(3)變電所內(nèi)要求通風(fēng)良好,溫度不得超過附近巷道溫度5℃。
(4)設(shè)備運輸要方便,便于電纜進出,地質(zhì)條件好,頂?shù)装宸€(wěn)定,無淋水。2023/5/152電氣自動化分析上述四項要求可見,后兩個要求容易滿足,但前兩個要求相互矛盾因此,在確定采區(qū)變電所的位置時,應(yīng)全面分析,綜合考慮。一般先根據(jù)后兩個要求確定變電所的位置范圍,然后再根據(jù)前兩個要求確定變電所的位置。在確定變電所的位置時,一般要列出幾種可行方案,進行技術(shù)經(jīng)濟比較后擇優(yōu)選用。方案比較應(yīng)列表表示。按后兩個要求確定采區(qū)變電所的位置時,可根據(jù)下列原則確定:
(1)采區(qū)變電所的位置一般設(shè)在上(下)山的運輸斜巷和軌道斜巷的橫貫內(nèi),或在甩車場附近的巷道內(nèi)。當(dāng)采用礦用一般型變壓器時,不得設(shè)在回風(fēng)巷或工作面進風(fēng)順槽內(nèi)。
2023/5/153電氣自動化(2)在多煤層的采區(qū)中,各分層是否分別設(shè)置或集中設(shè)置變電所,應(yīng)經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后決定。
(3)當(dāng)附近變電所不能滿足大巷掘進供電要求時,可利用大巷橫貫巷道設(shè)置掘進變電所。如大巷為單巷而無橫貫巷道利用時,可采用移動變電站。2023/5/154電氣自動化
二、移動變電站位置的確定
1、采用移動變電站供電的條件隨著采掘機械化的發(fā)展,工作面的電氣設(shè)備多、容量大,工作面走向長,如仍采用固定的采區(qū)變電所供電,既不經(jīng)濟,又滿足不了電壓質(zhì)量的要求。因此,屬下列情況的采區(qū)供電宜采用移動變電站:
(1)綜采工作面的供電。
(2)普采工作面由采區(qū)固定變電所供電困難或不經(jīng)濟時。
(3)大巷單巷掘進附近無變電所可利用時。2023/5/155電氣自動化2、移動變電站位置的確定移動變電站的位置一般按下列原則確定:
(1)向回采工作面供電的移動變電站位置,一般設(shè)在距工作面100m~150m的巷道中。
(2)當(dāng)下一個工作面尚未開采,而其回風(fēng)巷已經(jīng)掘進完畢,可將上工作面的移動變電站設(shè)置在下一個工作面的回風(fēng)巷內(nèi),經(jīng)過聯(lián)絡(luò)巷、運輸巷向上工作面供電。
(3)低瓦斯礦井的回采工作面移動變電站,可設(shè)置在該回采工作面的回風(fēng)巷內(nèi)。
2023/5/156電氣自動化
三、工作面配電點位置的確定
(1)回采工作面配電點一般設(shè)在距工作面50m-70m處的巷道中。
(2)掘進工作面配電點距掘進頭80m-100m,一般配電點至掘進設(shè)備的電纜長度以不超過100m為宜。
(3)在電纜分叉點應(yīng)設(shè)有配電點,此配電點在巷道交匯處附近。(4)壓入式局部扇風(fēng)機和啟動裝置必須安裝在進風(fēng)巷道中,距回風(fēng)口不得小于10m。
2023/5/157電氣自動化采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定一、井下電壓等級的確定
井下各級配電電壓和各種電氣設(shè)備的額定屯壓等級應(yīng)符合下列要求:
(1)高壓不應(yīng)超過10kV,一般為6kV。(2)低壓不應(yīng)超過1140V。炮采工作面一般采用660V,高檔普采和綜采根據(jù)具體情況和采用的機械設(shè)備可采用660V或1140V。井低車場一般采用660V。手持電氣設(shè)備、固定照明采用127V,亦可采用220V
2023/5/158電氣自動化二、采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定1.高壓供電系統(tǒng)的擬定1)電源回路數(shù)的確定供綜合機械化采煤的采區(qū)變電所及有下山排水設(shè)備的采區(qū)變電所,應(yīng)采用雙電源進線。一般的采區(qū)變電所,應(yīng)采用單電源進線。
2)高壓開關(guān)的配置
(1)單電源進線的采區(qū)變電所,當(dāng)變壓器不超過兩臺且無高壓出線時,可不設(shè)電源進線開關(guān);當(dāng)變壓器超過兩臺或有高壓出線時,應(yīng)設(shè)置進線開關(guān)。(2)雙電源進線的采區(qū)變電所,應(yīng)設(shè)置電源進線開關(guān)。當(dāng)其經(jīng)常為一回路供電,一回路備用時,母線可不分段;當(dāng)兩回路電源同時供電時,母線應(yīng)分段并設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān),正常分列運行。
(3)采區(qū)變電所的高壓饋出線,宜用專用的開關(guān)柜。2023/5/159電氣自動化
2.低壓供電系統(tǒng)的擬定在擬定供電系統(tǒng)時,應(yīng)將采區(qū)內(nèi)的用電設(shè)備按電壓等級、生產(chǎn)環(huán)節(jié)和安裝地點分組,各組盡量分開供電。在用電設(shè)備分組時,還應(yīng)考慮到各組用電負荷的大小、巷道布置情況和電纜敷設(shè)的路線。各組用電負荷不能過大,以保證受電端的電壓質(zhì)量。巷道有分叉點時,應(yīng)裝有開關(guān)或電纜接線盒。確定電纜的敷設(shè)路線時,應(yīng)注意回采工作面(機采除外)、軌道上下山等處不應(yīng)敷設(shè)電纜,溜放煤、矸、材料的溜道中嚴禁敷設(shè)電纜。
2023/5/1510電氣自動化在具體擬定供電系統(tǒng)時還應(yīng)考慮以下原則:
(1)在保證供電安全可靠的前提下,力求所用的開關(guān)、啟動器和電纜等設(shè)備最少。
(2)原則上一臺啟動器只控制一臺設(shè)備。
(3)當(dāng)采區(qū)變電所的動力變壓器多于一臺時,應(yīng)合理分配變壓器的負荷,原則上一臺變壓器負擔(dān)一個工作面的用電設(shè)備。
(4)變壓器最好不并聯(lián)運行。
(5)由工作面配電點到各用電設(shè)備宜采用輻射式供電,上山及順槽的輸送機宜采用干線式供電。
(6)供電線路應(yīng)走最短的路線,并盡量避免回頭供電。
(7)如配電點距電源供電點較近或啟動器數(shù)量少于三臺時,一般不設(shè)配電點進線自動饋電開關(guān)。2023/5/1511電氣自動化
(8)大容量設(shè)備的啟動器應(yīng)靠近配電點的進線端,以減小啟動器間電纜的截面。
(9)低瓦斯礦井掘進工作面的局部通風(fēng)機,可采用裝有選擇性漏電保護裝置的供電線路供電,或采用掘進與采煤工作面分開供電。
(10)瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中,掘進工作面的局部通風(fēng)機都應(yīng)實行三專(專用變壓器、專用開關(guān)、專用線路)供電。
(11)局部通風(fēng)機與掘進工作面的電氣設(shè)備,必須裝有風(fēng)電閉鎖裝置。瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中的所有掘進工作面應(yīng)裝設(shè)兩閉鎖(風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖)設(shè)施。因此,為了實現(xiàn)風(fēng)電閉鎖,在掘進工作面的供電線路上應(yīng)設(shè)一臺閉鎖用的磁力啟動器。2023/5/1512電氣自動化
(12)局部通風(fēng)機無論在工作面或交接班時,都不準停風(fēng)。因此要在專用變壓器與采區(qū)變電所內(nèi)其他任意一臺變壓器之間加設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)。平時斷開,在試驗局部通風(fēng)機線路的漏電保護時,合上聯(lián)絡(luò)開關(guān),以防局部通風(fēng)機停電。
(13)采區(qū)變電所、上山絞車房、裝車站及綜采工作面應(yīng)設(shè)照明燈。井下中央變電所、采區(qū)變屯所的電源進線以及變電所的供配電系統(tǒng),當(dāng)有多種可行方案時,應(yīng)經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后擇優(yōu)選擇。供電方案確定后,應(yīng)畫出供電系統(tǒng)草圖,并在圖上標出開關(guān)、啟動器、變壓器的設(shè)置情和電纜所帶設(shè)備的名稱、功率和電纜的長度等。2023/5/1513電氣自動化負荷計算負荷計算是為電氣設(shè)備、輸電導(dǎo)線選擇,繼電保護裝置整定提供重要的計算依據(jù)。一、用電設(shè)備功率的確定1、長時連續(xù)工作制用電設(shè)備:(補:①解釋:熱平衡、30分鐘、導(dǎo)體通過電流達到穩(wěn)定溫升的時間大約為(3~4)τ,τ為發(fā)熱時間常數(shù)。τ≥10min。(3~4)τ大約就是30min。)銘牌值。②舉例:礦山通風(fēng)機、壓風(fēng)機、照明燈③負荷功率:等于銘牌下的額定功率2、短時工作制用電設(shè)備:(補:①解釋:運行時間短,停歇時間長。)容量小可不考慮;容量大的適當(dāng)考慮。②舉例:絞車、電動車③負荷性質(zhì)2023/5/1514電氣自動化3、斷續(xù)周期工作制用電設(shè)備:*(1)斷續(xù)周期工作制:周期性地時而工作,時而停歇,如此反復(fù)運行,工作周期一般不超過10分鐘。(2)舉例:吊車、電焊機。*(3)負荷持續(xù)率:為一個工作周期內(nèi)時間與工作周期的百分比,用“∑”,即*(4)斷續(xù)周期工作制設(shè)備的額定容量(銘牌功率)PN,是對應(yīng)于某一標準負荷持續(xù)率εn
即電焊機:2023/5/1515電氣自動化二、需用系數(shù)法計算負荷需用系數(shù):用電設(shè)備的實際負荷總?cè)萘颗c其額定總?cè)萘康陌俜直戎?。同時系數(shù)、負荷系數(shù)、線路效率、設(shè)備效率。1、單臺用電設(shè)備的需用系數(shù):
2、成組用電設(shè)備的需用系數(shù):加權(quán)平均效率
2023/5/1516電氣自動化3、單臺用電設(shè)備的計算負荷
4、成組用電設(shè)備的計算負荷
2023/5/1517電氣自動化三、單相用電設(shè)備的計算負荷負荷盡量對稱;單相設(shè)備總?cè)萘俊?5%—按三相平衡負荷。1、如果單相設(shè)備容量超過三相設(shè)備容量15%時,則應(yīng)將單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量,再與三相設(shè)備容量相加。2、確定計算負荷的目的:選擇設(shè)備和線路。3、計算負荷:最大負荷相有功負荷的3倍作為等效三相有功負荷,以滿足安全運行的要求。1、單相設(shè)備接于相電壓時的負荷計算計算負荷:最大負荷相的計算負荷的3倍作為等效三相計算負荷,以滿足安全運行的要求。2023/5/1518電氣自動化1、單相設(shè)備接于相電壓時的負荷計算計算負荷:最大負荷相的計算負荷的3倍作為等效三相計算負荷,以滿足安全運行的要求。2、單相設(shè)備接于線電壓時的負荷計算計算負荷:最大負荷線的計算負荷的倍作為等效三相計算負荷,以滿足安全運行的要求。2023/5/1519電氣自動化
四、變電所總負荷的計算計算原則:1、按逐級計算法確定計算負荷:末首??紤]同時系數(shù)、線路損耗、變壓器損耗。2、分組原則:按生產(chǎn)環(huán)節(jié)、設(shè)置地點分。3、分組計算:負荷系數(shù)原則按需用系數(shù)法確定計算負荷總?cè)萘?、需用系?shù)
2023/5/1520電氣自動化變壓器的選擇一、變電所主變壓器的選擇1、主變壓器臺數(shù)的確定1)具有一類負荷的變電所:兩臺:礦山負荷的80%2)只有二、三類負荷的變電所:兩臺或1臺(備用電源)。3)變電所主變壓器容量的確定兩臺變壓器同時工作:兩臺,一臺工作,一臺備用。
2023/5/1521電氣自動化1.變壓器型號的確定在確定變壓器型號時,應(yīng)考慮變壓器的使用場所、電壓等級和容量等級,還應(yīng)考慮巷道斷面、運輸條件、備品配件來源等因素。一般在變電硐室內(nèi)的動力變壓器,選擇礦用一般型油浸變壓器;在采煤工作面順槽及掘進巷道內(nèi),應(yīng)選擇隔爆型干式動力變壓器或移動變電站。為了供電的經(jīng)濟性,應(yīng)盡量選用低損耗變壓器。常用低損耗礦用變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)見教材2023/5/1522電氣自動化
2.變壓器臺數(shù)的確定在確定變壓器的臺數(shù)時,應(yīng)根據(jù)巷道斷面、運輸條件和低壓總饋電開關(guān)的額定電流綜合考慮。
1)采區(qū)變電所變壓器臺數(shù)的確定對采區(qū)變電所一臺變壓器滿足要求時盡量選一臺。如需采用多臺變壓器時,最好不采用幾個工作面共用一臺變壓器的供電方式。如采區(qū)變電所的供電負荷中有一類負荷,變壓器的臺數(shù)不得少于兩臺,當(dāng)一臺停止運行時,其余變壓器應(yīng)保證低壓一類負荷用電。此外,在確定變壓器的臺數(shù)時,還應(yīng)考慮變壓器的電壓等級、局部通風(fēng)機使用專用變壓器,掘進工作面和采煤工作面盡量分開供電等問題(在擬定供電系統(tǒng)時統(tǒng)籌考慮)。2023/5/1523電氣自動化
3。變壓器容量的選擇當(dāng)在變壓器低壓側(cè)進行了無功功率補償后,變壓器的容量應(yīng)按補償后的視在容量選擇。
1)采區(qū)變電所變壓器容量的選擇根據(jù)已擬定的供電系統(tǒng),將補償后變壓器二次負荷的總計算容量計算出來以后,可按下式選擇變壓器的容量。SN.T≥Sa.c式中SN.T——變SN.T≥S壓器的額定容量,kVA;.
Sa.c——補償后變壓器二次負荷的計算容量,kVA。當(dāng)未在變壓器低壓側(cè)進行無功功率補償時,變壓器的計算容量可按下式計算:
2023/5/1524電氣自動化二、變壓器的損耗計算包括;有功功率損耗、無功功率損耗。1、變壓器的有功功率損耗(1)空載損耗(鐵損ΔPt):與變壓器的負荷無關(guān)。可由空載實驗測定。(2)銅損ΔPcu:與負荷電流(或功率)的平方成正比。由短路實驗測得。有功損耗:2、變壓器的無功功率損耗(1)產(chǎn)生主磁通(產(chǎn)生勵磁電流)ΔQU:與負荷無關(guān)。與勵磁電流(或近似地與空載電流)成正比。(2)消耗在一、二次繞組電抗上的無功功率ΔQN:與負荷電流(或功率)的平方成正比。如果缺少參數(shù),變壓器的功率損耗可估算如下:ΔPT=0.02PTΔQT=0.1QT2023/5/1525電氣自動化電纜的選擇
一、低壓電纜的選擇1.低壓電纜型號、芯數(shù)和長度的確定1)低壓電纜型號的選擇電纜的型號主要依據(jù)其電壓等級、用途和敷設(shè)場所等條件來決定。煤礦井下所選電纜,的型號必須符合<煤礦安全規(guī)程)的有關(guān)規(guī)定。礦用低壓電纜的型號,一般按下列原則確定:(1)從啟動器到電動機的電纜一律采用不延燃橡套電纜。1140V設(shè)備及采掘工作面的660V和380V設(shè)備,必須用分相屏蔽不延燃橡套電纜;移動式和手持式電氣設(shè)備,都應(yīng)使用專用的分相屏蔽不延燃橡套電纜。2023/5/1526電氣自動化(2)固定敷設(shè)的應(yīng)采用鎧裝鉛包紙絕緣電纜或鎧裝聚氯乙烯絕緣電纜,也可采用不延燃橡套電纜;對于半固定敷設(shè)的電纜,為了移動方便一般選用不延燃橡套電纜,也可選用上述鎧裝電纜。(3)低壓電纜不應(yīng)采用鋁芯,采區(qū)低壓電纜嚴禁采用鋁芯。(4)電纜應(yīng)帶有供保護接地用的足夠截面的導(dǎo)體。(5)固定敷設(shè)的照明、通信和控制用電纜,應(yīng)采用鎧裝電纜、不延燃橡套電纜或礦用塑料電纜;非固定敷設(shè)的電纜,應(yīng)采用不延燃橡套電纜。
2023/5/1527電氣自動化確定電纜的芯線數(shù)目2)
(1)動力用的紙絕緣鎧裝電纜選三芯電纜。(2)動力用的橡套電纜,當(dāng)控制按鈕不在工作機械上時,一般采用四芯電纜;對控制按鈕在工作機械上的,應(yīng)根據(jù)控制要求增加控制芯線的根數(shù)。(3)信號電纜芯線根數(shù)要按控制、信號、通訊系統(tǒng)的需要決定,并留有備用芯線。(4)電纜中的接地芯線,除用作監(jiān)測接地回路外,不得兼作其他用途。3)確定電纜長度電纜有一定柔性,敷設(shè)時會出現(xiàn)彎曲,所以電纜的實際長度L應(yīng)按下式計算。即.L=KinLto式中Lto——電纜敷設(shè)路徑的長度,m;
Kin——電纜增長系數(shù),橡套電纜取1.1,鎧裝電纜取1.05。2023/5/1528電氣自動化為了便于安裝維護和便于設(shè)備移動,確定電纜長度時還應(yīng)考慮以下幾點:(1)移動設(shè)備的電纜,須增加機頭部分活動長度3m-5m。(2)當(dāng)電纜有中間接頭時,應(yīng)在電纜兩端頭處各增加3m。(3)半固定設(shè)備的電動機至就地控制器的電纜長度,一般取5m-10m。(4)掘進配電點的電源電纜長度,一般按設(shè)計礦井投產(chǎn)時的標準再加100m配備。(5)掘進配電點至掘進設(shè)備的電纜長度,按配電點移動距離考慮,但電纜長度以不超過100m為宜。2023/5/1529電氣自動化2.低壓電纜主芯線截面的選擇電纜主芯線截面必須滿足以下幾個條件:(1)正常工作時,電纜芯線的實際溫度應(yīng)不超過電纜的長時允許溫度,所以應(yīng)保證流過電纜的最大長時工作電流不得超過其允許持續(xù)電流。(2)正常工作時,應(yīng)保證供電網(wǎng)所有電動機的端電壓在95%一105%的額定電壓范圍內(nèi),個別特別遠的電動機端電壓允許偏移—8%~—10%。(3)距離遠、功率大的電動機時,在重載情況下應(yīng)保證能正常啟動,并保證其啟動器有足夠的吸持電壓。(4)電纜短路時,應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定截面。(5)所選電纜截面必須滿足機械強度的要求。2023/5/1530電氣自動化在按上述條件選擇低壓電纜主芯線的截面時,從啟動器到采掘運設(shè)備的支線電纜,一般按機械強度初選,按允許持續(xù)電流校驗后,即可確定下來。選擇干線電纜主芯線截面時,如干線電纜不長,應(yīng)先按電纜的允許持續(xù)電流初選;當(dāng)干線電纜較長時,應(yīng)先按正常時的允許電壓損失初選;然后再按其他條件校驗。具體計算方法參考教材2023/5/1531電氣自動化二、高壓電纜的選擇
1.高壓電纜型號、芯數(shù)、長度的確定1)高壓電纜型號的確定高壓電纜的型號應(yīng)按下述原則確定:(1)固定敷設(shè)的高壓電纜應(yīng)選用鎧裝電纜。立井井筒或傾角450及其以上的井巷內(nèi),應(yīng)采用鋼絲鎧裝電纜;水平或傾角450以下的井巷內(nèi),應(yīng)采用鋼帶鎧裝電纜。
(2)在進風(fēng)斜井、井底車場及附近、中央變電所至采區(qū)變電所的電纜可采用鋁芯電纜,其他地點必須采用銅芯電纜。2023/5/1532電氣自動化(3)移動變電站必須采用監(jiān)視型屏蔽橡套電纜。
(4)井下嚴禁使用鋁包電纜。
(5)電纜應(yīng)帶有供保護接地用的足夠的截面的導(dǎo)體。
(6)硐室內(nèi)和木支架的井巷中敷設(shè)的電纜,不得使用麻外被層電纜。
(7)電纜敷設(shè)水平差應(yīng)符合教材《工礦企業(yè)供電》表6—8的規(guī)定,對橡套電纜、塑料電纜和紙絕緣不滴流電纜敷設(shè)高差不受限制。
2023/5/1533電氣自動化2)高壓電纜芯數(shù)的確定鉛包鎧裝電力電纜可采用三芯,沒有鉛包及鎧裝層的電力電纜最少應(yīng)為四芯電纜。3)確定高壓電纜的長度(1)高壓橡套電纜和鎧裝電纜,其長度按式L=KinLto計算。(2)敷設(shè)在立井井筒中的電纜的長度按所經(jīng)井筒深度的1.02倍計算。(3)入井電纜應(yīng)在地面和井下兩端各留8m~10m的裕量。(4)電纜中間有接頭時,應(yīng)在電纜的兩端頭處各增加3m。2023/5/1534電氣自動化2.高壓電纜主芯線截面的選擇.高壓電纜主芯線截面應(yīng)按下述條件進行選擇:(1)按正常工作時的經(jīng)濟電流密度選擇。(2)按允許持續(xù)電流選擇。(3)按電纜首端的最大三相短路電流校驗其熱穩(wěn)定。(4)按正常和故障狀態(tài)時,分別校驗電壓損失。2023/5/1535電氣自動化
短路電流
一、概述短路故障是電氣設(shè)備最嚴重的故障,對電氣設(shè)備的危害性最大。所以我們要研究其種類、產(chǎn)生的原因。并采取相應(yīng)的措施來預(yù)防或減輕其危害程度。一、短路的種類及產(chǎn)生短路的原因1、短路:供電系統(tǒng)中不等電位的點沒有經(jīng)過用電器而直接相連通。2、類型:三相、兩相、兩相接地、單相、單相接地。*分對稱性短路和非對稱性短路。對稱短路:Za=Zb=Zc、Ua=Ub=Uc、Ia=Ib=Ic*最關(guān)鍵的兩個短路電流:最大短路電流---選擇設(shè)備、導(dǎo)線,最小短路電流---繼電保護裝置校驗短路的電壓與電流的相位差較正常時增大,接近于90度。
單相短路只發(fā)生在中性點直接接地系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)中。其他:層間、層間短路。主要指電動機、變壓器和線圈等。3、造成短路原因:絕緣損壞、設(shè)備老化、使用不當(dāng)、外力作用、誤操作、鳥獸觸及等。2023/5/1536電氣自動化二、短路的危害1、特點:(1)電流劇增至正常電流的幾十甚至幾百倍(電流大)。(2)系統(tǒng)電壓驟降。2、后果:(1)損害設(shè)備和線路。(2)設(shè)備不能正常工作。(3)影響電力系統(tǒng)運行。(4)通信線路、電子設(shè)備干擾、產(chǎn)生誤動作。*3、保護措施:限制、裝設(shè)熔斷器、繼電保護裝置等。2023/5/1537電氣自動化三、計算短路電流的目的和任務(wù)1、選擇導(dǎo)線和設(shè)備。2、選擇和整定繼電保護裝置。3、確定接線和運行方式。4、選擇限流電抗器。供電系統(tǒng)中短路電流的兩種計算方法:有名值法和相對值法。一、有名值法(絕對值法、歐姆法)1、低壓電網(wǎng)短路電流的計算:*計算電壓取比線電壓高5%。*對于高壓電路,一般只計電抗,不計電阻。*對于低壓短路時,當(dāng)時才需計算電阻。2023/5/1538電氣自動化2、短路電流計算步驟:1)求短路回路中各元件阻抗。(1)電源系統(tǒng)的阻抗(①一般可不考慮電阻。②可由高壓饋電線出口斷路器的斷流容量(極限短路容量)來估算,。③由開斷電流Ioc來計算其斷流:(2)變壓器的阻抗:
2023/5/1539電氣自動化(3)輸電線路的阻抗:(*1、線路的電阻Rwl??捎蓪?dǎo)線電纜的單位長度電阻R0值求得。Rwl=R0L。2、線路的電抗Xwl。可由導(dǎo)線電纜的單位長度電抗Xwl值求得。Xw=X0L。)(4)限流電抗器的電抗:2)短路回路總阻抗的計算、折算。(注意:等效阻抗的換算)。
2023/5/1540電氣自動化3)短路電流的計算:(1)繪制短路計算電路圖:標參數(shù)、找短路點。(2)繪制等效電路圖,標出各元件阻抗值。(3)計算短路回路的阻抗。(4)計算短路電流。2023/5/1541電氣自動化
電氣設(shè)備的選擇一、按使用場所選擇電氣設(shè)備的類型
井下電氣設(shè)備類型的選擇應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》)的規(guī)定,各類礦用電氣設(shè)備的使用場所見教材《工礦企業(yè)供電》二、高壓配電箱的選擇1.高壓配電箱型號的選擇礦用高壓配電箱的型號應(yīng)根據(jù)下述情況,并結(jié)合礦井的實際條件選擇。(1)礦用高壓配電箱有油斷路器、六氟化硫斷路器和真空斷路器三種。根據(jù)礦井設(shè)備真空化的要求,應(yīng)優(yōu)先選用真空斷路器的高壓配電箱。2023/5/1542電氣自動化(2)礦用一般型高壓配電箱(又稱高壓開關(guān)柜)有固定式和手車式兩種。固定式價格較低,但維護檢修不如手車式方便;手車式維護檢修方便,故障時可更換備用手車迅速恢復(fù)供電,但價格較固定式高。設(shè)計時,應(yīng)根據(jù)礦井的具體條件進行選擇。(3)考慮到設(shè)備對保護的要求,根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定,所選高壓配電箱應(yīng)具有下述保護:①井下高壓電動機、動力變壓器的高壓側(cè),應(yīng)有短路、過負荷和欠電壓釋放保護。②供移動變電站的高壓饋電線,應(yīng)有短路、過負荷、欠電壓釋放和高壓電纜監(jiān)視保護,此外,還必須裝設(shè)有選擇性的動作于跳閘的單相接地保護。2023/5/1543電氣自動化選擇方案時,應(yīng)首先根據(jù)其用途確定選擇哪種形式的開關(guān)柜,然后根據(jù)負荷的種類、負荷的重要性和饋出線的數(shù)量等,本著安全、可靠、操作方便、經(jīng)濟的原則,根據(jù)變電所接線的需要進行合理地組合,選擇出合適的一次接線方案。具體選擇時一般應(yīng)遵循以下幾點原則:(1)井下變電所的饋出線必須選擇裝有斷路器的開關(guān)柜。對雙回路供電的重要負荷,斷路器兩側(cè)均應(yīng)裝有隔離開關(guān)。(2)當(dāng)開關(guān)柜直接控制高壓電動機時,可根據(jù)其啟動的頻繁程度選擇帶真空接觸器的開關(guān)柜或帶有斷路器的開關(guān)柜。當(dāng)高壓電動機需串電抗器啟動時,還應(yīng)選擇啟動電抗器柜;當(dāng)電動機容量不大時,啟動電抗器可與其控制開關(guān)安裝在一個柜子中。2023/5/1544電氣自動化(3)對進線開關(guān)柜一般應(yīng)裝有斷路器。對饋出線少(一般不超過8條)、進線總數(shù)不超過二回路的中央變電所,且上一級變電所屬本企業(yè)管理時,亦可只用隔離開關(guān)。(4)母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)一般也采用斷路器,對中央變電所當(dāng)饋出回路數(shù)不超過8條時,也只用隔離開關(guān)聯(lián)絡(luò)。(5)當(dāng)變電所采用電動操作時,為了保證有足夠的所用電能,應(yīng)選擇所用變壓器柜。(6)為了測量和保護的需要,開關(guān)柜中還應(yīng)有足夠的電流互感器;變電所每段母線上還應(yīng)裝有電壓互感器。2023/5/1545電氣自動化
2)二次接線方案的確定開關(guān)柜的二次接線方案可根據(jù)保護和測量的要求及所選一次接線方案來選擇。(1)對需要裝設(shè)過負荷保護或具有動作時限的過電流保護的線路,應(yīng)選擇具有反時限過流保護裝置的二次接線方案。對只裝設(shè)瞬時過電流保護的線路,可選用只有瞬時過電流脫扣器的二次接線。需進行失壓保護的,還應(yīng)裝有失壓脫扣線圈。(2)進線開關(guān)柜中一般應(yīng)裝設(shè)電流表和有功、無功電度表。對饋出線一般應(yīng)裝設(shè)電流表;對用電負荷較大的線路一般還應(yīng)苯設(shè)有功電度表;需要了解其功率因數(shù)等情況時,還應(yīng)裝設(shè)無功電度表。變電所的每段母線上均應(yīng)裝設(shè)電壓表。2023/5/1546電氣自動化三、低壓電氣設(shè)備的選擇
1.低壓電氣設(shè)備型號的選擇低壓電氣設(shè)備的型號除按使用場所選擇外,還應(yīng)考慮以下幾點:1)按工作機械對控制的要求選擇1)供電線路用總開關(guān)、分路開關(guān)和配電點進線開關(guān),應(yīng)選用隔爆型真空譚電開關(guān)。(2)不需要進行遠方控制及不經(jīng)常啟動的小型機械,一般選用手動啟動器或插銷式開關(guān)(3)需要進行
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