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1、煤矿机电电设备（讲义）职教中心心谢万安20088.9.4本课程的的特点：煤矿采采煤专业业具有所所学课程程种类多，覆盖盖面大的的特点，机机电内容容更是包包含到煤煤矿生产产的方方方面面。设备种类繁多工作原理牵连到许多相关学科，学习上有一定难度，但大家来自现场、对生产设备有一定了解可帮助大家学习。由于课时少内容多对一些内容只能作介绍性简介。希望大家加强预习，一加快学习和理解。本课程的的内容包包括：煤煤矿电器器设备和和煤矿机机械设备备两大部部分。第一章矿矿山供电电与矿用用电气设设备概述述第一节煤煤矿企业业对供电电的要求求一、煤矿矿生产的的环境煤矿生产产主要是是地下开开采,矿井的的一些主主要用电电设备,
2、如煤矿矿副井的的提升机机、向井井下供风风的主通通风机、井井下的主主排水泵泵等,它们不不但用电电量大,而且不不允许中中断供电电。因为为一旦中中断供电电,不仅会会造成减减产,还可能能引起人人身伤亡亡和设备备损坏的的重大事事故,严重时时可能会会毁坏整整个矿井井。煤矿井下下生产场场地狭小小,而且又又有顶板板压力的的作用,常有冒冒顶、片片帮等现现象发生生,容易砸砸坏设备备;有淋水水、滴水水现象,空气潮潮湿,使电气气设备受受潮,侵蚀电电气设备备的金属属部件和和绝缘材材料。随随着采掘掘工作面面的向前前推进,电网和和电气设设备也需需经常移移动,使电缆缆和电气气设备容容易受到到机械损损伤。煤矿井下下空气中中有瓦
3、斯斯、煤尘尘等可燃燃、易爆爆性混合合物。当当遇到地地质条件件的变化化(如煤岩)层硬度度不均匀匀、有夹夹矸等,采掘机机械经常常有冲击击负荷,所以负负荷变化化大,易引起起设备过过载。二、煤矿矿企业对对供电有有如下要要求。由于煤矿矿生产环环境的特特殊性,对供电电有如下下要求。（一）、供供电可靠靠(二)、供电安安全（三)、供电质质量(四)、供电经经济三、电力力负荷的的分类电力负荷荷是决定定电力系系统规划划、设计计、运行行以及发发电、送送电、变变电布局局的主要要依据。根根据对供供电可靠靠性要求求的不同同 , 矿山电电力负荷荷可分成成以下三三类。(一) 一类负负荷 (一级负负荷)凡因突然然中断供供电可能能
4、造成人人身伤亡亡或重大大设备损损坏,给国民民经济造造成重大大损失的的或在政政治上产产生不良良影响的的负荷,均属一一类负荷荷。例如如,煤矿主主通风机机、主副副井提升升机、主主水泵、井井上及井井下中央央变电所所、矿区区医院的的手术室室等用户户。对这这类负荷荷应有两两个独立立电源供供电,对有特特殊要求求的一类类负荷,两个独独立电源源应来自自不同地地点,以保证证供电的的绝对可可靠。(二) 二类负负荷 (二级负负荷)凡因突然然停电造造成大量量减产和和较大经经济损失失的负荷荷,为二类类负荷。例例如压风风机、采采区变电电所、露露天矿变变电所等等都属于于这类负负荷。对对二类负负荷供电电,是否需需要备用用电源,
5、应根据据企业规规模和技技术经济济指标决决定。对对于中小小型煤矿矿的二类类负荷一一般由专专用线路路供电, 但需需在仓库库里储备备一套设设备,以备故故障时临临时更换换; 对于于大型煤煤矿则需需要备用用电源。(三) 三类负负荷 (三级负负荷)三类负荷荷是指除除一类、二二类负荷荷外的其其他负荷荷。例如如辅助车车间的用用电及公公用事业业用电设设备等都都属于这这类负荷荷。对三三类负荷荷一般采采用单一一回路供供电方式式, 对这这类负荷荷不需要要备用电电源。四、供电电电压等等级电气设备备都是按按照一定定的标准准电压设设计和制制造的,这个标标准电压压称为电电气设备备的额定定电压。为了便于于批量生生产和统统一供电
6、电,国家规规定了标标准的额额定电压压等级。煤矿企业业供电电电压的选选择,取决于于企业附附近电源源电压、用用电设备备容量、电电压及供供电距离离,应通过过技术经经济比较较确定。我我国煤矿矿企业通通常使用用的电压压等级及及用途见见表 11-1 。第二节矿矿山供电电系统一、矿山山供电电电源煤矿用电电来自电电力系统统或矿区区发电厂厂。所谓电力力系统,是指由由发电厂厂发电机机、输电电线路及及升压或或降压变变压器所所组成的的整体。图l-11所示是是一个用用于煤矿矿供电的的典型电电力系统统。发电厂是是把其他他形式能能量转换换成电能能的场所所。常根根据所用用能源的的不同,将发电电厂加以以分类。例例如:使用热热力
7、作动动力的,称为火火力发电电厂;使用水水力作动动力的, 称为为水力发发电厂等等等。在发电厂厂中,由发电电机产生生的电能能电压较较低 (1O kV或或2OKVV),它它除供给给附近用用户直接接使用外外,必须先先经升压压变压器器转换成成高压,才能送送至外界界的高压压电力网网。变电所是是汇集电电能、变变换电压压的中间间环节，它由各各种电力力变压器器和配电电设备组组成。不不含电力力变压器器的变电电所称为为配电所所。矿山供、配配电系统统中的矿矿区变电电所属于于地区变变电所,它接受受枢纽(或区域域)变电所所送来的的1100kV电电能, 将之降降为355kV后后送至矿矿山地面面变电所所。矿山山地面变变电所多
8、多属终端端或穿越越变电所所,它将电电压降为为610kVV后, 向额额定电压压为6l0kV及以以下的用用电设备备供电。电力网主主要由各各种变电电所及各各种等级级的电力力线路组组成,是电力力系统的的重要组组成部分分,担负着着送电、变变换和分分配电能的的任务。一般根据据电压等等级的高高低,将电力力网分成成低压、高高压、超超高压和和特高压压几种。电电压在11kV以以下的电电力网为为低压电电网;33kV3300kV的的电力网网为高压压电网;3330kVV1000OkVV的电力力网为超超高压电电网;110000kV 以上的的为特高高压电网网。二、矿山山供电系系统矿山供电电系统是是由煤矿矿内各级级变电所所的
9、变压压器、配配电装置置、电力力线路以以及用户户按照一一定的方方式互相相连接起起来的一一个整体体。矿井井供电方方式取决决于矿区区范围、采采用的机机械化方方式、矿矿层结构构、采煤煤方法、矿矿层埋藏藏深浅、井井下涌水水量大小小等因素素。目前前主要有有深井、浅浅井、平平硐三种典典型供电电方式,下面分分述它们们的构成成和特点点。(一) 深井供供电系统统对于矿层层埋藏深深、倾角角小、采采用立井井和斜井井开拓、生生产能力力大的矿矿井,多采用用如图 1-22 所示示的供电电系统 , 它它属于深深井供电电系统。(二) 浅井供供电系统统对矿井煤煤层埋藏藏不深 (距地地表1000220Omm), 且涌水水量不大大,
10、而采区区又离井井底车场场较远时时,出于经经济和运运行方便便的考虑虑,井下电电力设备备多用低低压供电电,此时多多采用借借助钻孔孔或辅助助风井将将电能送送至井下下的浅井井供电系系统,如图 11-3 所示。(三) 平硐开采的的供电系系统当矿层埋埋藏较浅浅(1000m 以内)、分布范范围较广广时, 往往采采用平硐硐开采的的供电系系统。此此时，对于其深深部的用用电设备备,可利用用在小风风井、斜斜井或钻钻孔附近近设置的的地面变变电亭提提供低压压电能。当当需要向向平硐提供直直流电时时,可先经经地面变变电所整整流,再用电电缆下送送。至于于对平硐硐开拓且且井深在1550m的的用电设设备供电电,其系统统则与深深井
11、供电电系统相相同,此时往往往在盲盲井口附附近没立立一个地地面主变变(配)电所,其各道道(段)是否设设置井下下变 (配)电所,需视具具体情况况而定。矿山供电电究竟采采用哪种种供电方方式,应根据据矿井的的具体情情况经技技术、经经济比较较后确定定。三、矿井井各级变变电所及及配电点点(一) 煤矿地地面变电电所矿山地面面变电所所是全矿矿供电的的枢纽,担负着着受电、变变电、配配电以及及测量、保保护和对对主要电电气设备备工作状状态监视视等任务务。图113中的的上面一一部分是是一个典典型的矿矿山地面面供电系系统图。矿山企业业属于一一类用户户,为了保保证供电电的可靠靠性,每个矿矿山必须须具有两两个独立立的电源源
12、。根据据具体情情况,两个独独立电源源可采用用平行双双回路供供电或环环形供电电, 也可可采用其其他具有有备用电电源的专专用线供供电方式式。矿山地面面变电所所一般设设有两台台主变压压器,分别经经高压开开关与相相应的一一次母线线段相连连接,以保证证矿山重重要用电电负荷的的双电源源供电。主主变压器器将电压压降为66（10）kkV后,分别经经高压开开关与变变电所相相应的二二次母线线段相连连接,然后通通过接于于各个母母线段上上的成套套高压开开关设备备将电能能分配到到地面各各高压用用户和井井下中央央变电所所。此外,为为了防止止雷电入入侵对电电气设备备的危害害,各段母母线均装装有避雷雷器;为了提提高功率率因数
13、,在两段段6（100）kVV母线上上分别装装有并联联电容器器组;为了测测量、保保护和监监视电力力系统运运行情况况,在变压压器的两两段母线线上均装装有电压压互感器器;为了限限制井下下短路电电流,下井电电缆应串串接电抗抗器。(二) 井下变变(配)电所井下中央央变电所所是井下下供电的的枢纽 , 它它担负着着向井下下供电的的重要任任务 , 其主主结构如如图1-4 所所示。井下变 (配) 电所所的位置置应尽量量靠近负负荷中心心 , 并根据据通风良良好、交交通方便便、进出出线易于于敷设、顶顶底板条条件及保保安煤柱柱的位置置等因素素综合考考虑。根根据现行行开采方方法 , 一般般设在靠靠副井的的井底车车场范围
14、围内。根据煤煤矿安全全规程的的规定 , 对对井下中中央变电电所和主主排水泵泵房的供供电线路路 , 不得少少于两个个回路 , 当当任一回回路停止止供电时时 , 另一回回路应能能担负矿矿井全部部负荷。所所以 , 为了了保证井井下供电电的可靠靠性 , 由地地面变电电所引自自中央变变电所的的电缆数数目至少少应有两两条 , 并分分别引自自地面变变电所的的两段66(100)kVV 母线线上。水泵是井井下中央央变电所所的重要要负荷 , 应应保证其其供电绝绝对可靠靠 , 由于水水泵总数数中已包包括备用用水泵 , 因因此每台台水泵可可用一条条专用电电缆供电电。水泵、采采区用电电、向电电机车供供电的硅硅整流装装置
15、的整整流变压压器、低低压动力力和照明明用的配配电变压压器 , 应分分散接在在各段母母线上 , 防防止由于于母线故故障降低低供电的的可靠性性和造成成大范围围停电 , 影影响安全全和生产产。(三) 采区变变电所采区变电电所是采采区供电电的中心心,其任务务是将井井下中央央变电所所送来的的高压 6(110)kkV 经经高压防防爆配电电箱, 由矿用用变压器器变为 6600V(或或3800V) 后 , 分配或或直接配配给采掘掘工作面面配电点点或用电电设备,这是一一种传统统的采区区供电方方式,即采区区变电所所工作面面配电点点方式, 如图图1-55所示。另外,随随着综合合机械化化采煤工工作面的的大量出出现单机
16、机容量和和设备的的总容量量都很大大,其回采速速度又快快 , 若仍采采用传统统的采区区供电方方式,既不经经济,又不易易保证供供电质量量。因此此必须采采用移动动变电站站供电,以缩短短低压供供电距离离,使高压压深入负负荷中心心,将综采采工作面面供电电电压提高高到11140VV,以利利于保证证供电的的经济性性和供电电质量。目目前我国国高产高高效工作作面使用用的设备备,其额定定电压已已达33300VV。这种种采区供供电方式式为:采区变变电所移动变变电站工作面面配电点点。第三节矿矿用电气气设备概概述矿用电气气设备是是指煤矿矿井下所所使用的的电气设设备。由由于煤矿矿井下的的工作条条件与地地面有很很大差别别,
17、因而对对矿用电电气设备备的结构构有特殊殊要求。根根据其结结构与使使用场所所的不同同,对矿用用电气设设备进行行分类。一、对矿矿用电气气设备的的结构要要求 (1) 由于煤煤矿井下下的空气气中含有有瓦斯气气体和煤煤尘,在一定定条件下下有爆炸炸的危险险,所以矿矿用电气气设备必必须具有有防爆性性能。(2) 井下下巷道、硐室和工作面空间狭小,为节省硐室建筑费用且搬迁设备方便,要求矿用电气设备体积小, 重量轻。(3) 井下下存在冒冒顶、片片帮、滴滴水及淋淋水等现现象,所以矿矿用电气气设备的的外壳要要有足够够的机械械强度和和较好的的防潮、防防锈性能能。(4) 井下下电气设设备工作作任务繁繁重,起动频频繁,负载
18、变变化较大大,设备易易过载,因此要要求矿用用电气设设备应有有较大的的过载能能力。(5) 井下空空气潮湿湿,易触电电,故矿用用电气设设备外壳壳应封闭闭良好,有机械械、电气气闭锁及及专用接接地螺丝丝;对煤电电钻、照照明信号号及控制制电器采采用1227V及及36VV低压,以防触触电。二、防爆爆原理为了满足足矿用电电气设备备的防爆爆性能,常采用用如下三三种措施施。(一) 隔爆外外壳隔爆型电电气设备备必须具具有隔爆爆外壳,即当壳壳内发生生爆炸时时,绝不会会引起壳壳外的可可燃性混混合物燃烧烧和爆炸炸,同时外外壳也不不会破裂裂或变形形,即外壳壳必须具具有耐爆爆和隔爆爆性能。( 二 ) 本本质安全全型电路路本
19、质安全全型电路路简称本本安型电电路 (亦称安安全火花花型电路路)。它是指指电路系系统或设设备在正正常工作作或在规规定的故故障状态态下,产生的的火花和和火花效效应均不不能点燃燃瓦斯和和煤尘。实实验证明明,当瓦斯斯在空气气中的浓浓度为 8.22%88.5%时,最容易易发生爆爆炸,其所需需要的最最小能量量为0.28 mJ以下。因因此恰当当选择电电路参数数或采取取一定的的保护措措施,把火花花能量限限制在00.288mJ以以下,它就不不会引起起瓦斯爆爆炸。电火花分分为电阻阻性、电电容性和和电感性性三种。电电路开关关在开、合合过程中中或发生生短路时时,均能产产生电火火花, 其能量量大小取取决于电电源电压压
20、和回路路阻抗。对对纯电阻阻电路,火花的的能量取取决于电电压和电电流;对电感感电路主主要取决决于电流流和电感感;对电容容电路主主要取决决于电压压和电容容。电火火花能量量是决定定能否点点燃瓦斯斯的主要要参数,因此在在设计本本质安全全型电路路时,必须限限制电火火花能量量。其方方法主要要有:(1) 合理选选择电气气元件,尽量降降低电源源电压;(2) 增大电电路中的的电阻或或利用导导线电阻阻来限制制电路中中的故障障电流;(3) 采取消消能措施施,消耗或或衰减电电感元件件或电容容元件中中的能量量。(三) 超前切切断电源源和采用用快速断断电系统统当电气设设备出现现故障时时,在可能能点燃瓦瓦斯之前前, 利用用
21、自动断断电装置置将电源源切断。这这种方法法已用于于矿用照照明灯、矿矿用屏蔽蔽电缆和和放炮器器。现以以屏蔽电电缆为例例说明其其工作原原理。矿矿用屏蔽蔽电缆与与检漏继继电器配配合使用用,可做到到超前切切断电源源。当屏屏蔽电缆缆受到机机械损伤伤时,相间绝绝缘被破破坏,电缆芯芯线首先先与屏蔽蔽层接触触造成漏漏电,检漏继继电器动动作使馈馈电开关关跳闸。这这样,在电缆缆内部还还未形成成短路故故障之前前即可切切断电源源。快速断电电系统的的工作原原理是,电火花花点燃瓦瓦斯和煤煤尘需要要一定的的时间,其时间间的长短短因电路路参数和和故障原原因不同同而异,但最短短不少于于5mss 。如如果故障障切断时时间少于于5
22、mss,则无无论电缆缆受何损损伤,其电火火花均不不能点燃燃瓦斯和和煤尘。一一般快速速断电系系统的切切断时间间为 22.53s。三、矿用用电气设设备的类类型防爆电气气设备分分为两类类。I类:煤矿井井下用电电气设备备,即矿用用防爆型型;类:除矿井井以外的的场合使使用的电电气设备备,即矿用用一般型型。(一) 矿用一一般型矿用一般般型电气气设备的的标志符符号为“KY”,它与普普通的设设备相比比有以下下特点:(1) 外壳机机械强度度较高,防滴防防溅;(2) 绝缘材材料耐潮潮性好;(3) 引人电电缆的接接线端子子有一定定的空气气间隙和和漏电距距离的要要求;(4) 接线盒盒的内壁壁和可能能产生火火花的金金属
23、外壳壳内壁应应均匀地地涂上一一层耐弧弧漆。矿矿用一般般型电气气设备是是非防爆爆设备,只能用用于无瓦瓦斯和煤煤尘爆炸炸危险的的场所。(二) 矿用防防爆型矿用防爆爆型电气气设备的的外壳上上和铭牌牌上都标标有“Ex”标志。它它分以下下几种 :(1) 增安型型电气设设备(EExeII)。增增安型设设备在正正常运行行时不会会产生电电弧、火火花或可可能点吁吁爆炸性性混合物物的高温温,它不采采用隔爆爆外壳,只是采采取适当当措施(包括加加强绝缘缘、增大大电气间间隙和漏电电距离),以提提高安全全程度。其其标志符符号为“e”。(2) 防爆型型电气设设备(EExd I)。防防爆型电电气设备备是具有有防爆外外壳的电电
24、气设备备,标志符符号为“d”。这种种设备将将可能产产生电火火花和电电弧的元元件放在在外壳中中,使其与与外界环环境隔离离。(3) 本质安安全型电电气设备备(ExxiaII或ExiibI)。本质质安全型型电气设设备的全全部电路路均为本本质安全全电路,即在规规定的试试验条件件下,正常工工作或在在规定的的故障条条件下,所产生生的电火火花和热热效应均均不能点点燃规定定的爆炸炸性混合合物的电电路。其其标志符符号为“i”(本安型型又分aa和 b 两个等等级,aa等级的的安全程程度高于于b级)。(4) 隔爆兼兼本质安安全型电电气设备备(ExxdiaaI或xdiibI)。这种种设备是是隔爆型型与本安安型的组组合
25、,它的非非本安电电路部分分置于隔隔爆外壳壳中。其其标志符符号为“di”。(5) 充砂型型电气设设备(EExqII)。充充砂型电电气设备备的外壳壳内充填填砂粒材材料,使其在在规定的的使用条条件下,壳内产产生的电电弧使外外壳壁或或砂粒材材料的表表面过热热,但均不不能点燃燃周围的的爆炸性性混合物物,其标志志符号为为“q”。(6) 正压型型电气设设备(EExpII)。这这是一种种具有正正压外壳壳的电气气设备,即将新新鲜的空空气或惰惰性气体体充入密密封的电电气设备备的外壳壳内部,保持一一定的正正压力,以阻止止电气设设备外部部爆炸性性混合物物侵入外外壳内部部,使点火火源与周周围的爆爆炸性混混合物相相隔离,
26、以达到到防爆的的目的。其其标志符符号为“p”。此外,矿矿用防爆爆设备的的类型还还包括矿矿用充油油型电气气设备(ExooI)、矿矿用无火火花型电电气设备备(ExxnI)、矿用用浇封型型电气设设备(EExmII)等。四、矿用用电器设设备的选选用 在井下下选用电电气设备备的类型型时，应严严格按照照煤矿矿安全规规程的的有关规规定选择择，各类类矿用电电气设备备的使用用场所见见表1-5。第二章 变压器变压器是是电力系系统中的的一种静静止电器器,它可以以将一种种等级电电压变换换为同频频率的另另一种等等级电压压,此外,它还具具有耦合合电路、传传递信号号、实现现阻抗匹匹配等作作用,它是电电力系统统中的重重要设备
27、备。第一节变变压器的的分类和和型号编编制一、变压压器的分分类及用用途变压器应应用广泛泛,种类繁繁多,从技术术管理和和物资管管理的角角度,一般可可将变压压器分为为电力变变压器和和特种变变压器两两大类。(一) 电力变变压器1. 电电力变压压器的用用途电力变压压器有升升压和降降压两种种,在电力力系统中中 , 它的主主要用途途如下:(1) 在电力力系统远远距离输输电时,当输送送的功率率和负载载的功率率因数一一定时,电压越越高,线路的的电流越越小,这不但但可以减减小输电电线的截截面积,节省材材料,而且还还可以减减少线路路上的功功率损耗耗。因此此,在远距距离输电电时必须须利用变变压器将将电压升升高。(2)
28、 当电能能输送到到用电区区后,为了合合理地分分配及安安全地使使用电能能,又必须须用降压压变压器器将电压压降低后后分配给给各用户户,使用户户得到他他们所需需要的额额定电压压。(3) 电力变变压器还还可以作作为联络络变压器器用,即将两两个或多多个电压压不同的的电网连连接在一一起。2. 电电力变压压器的分分类(1) 按变压压器的用用途分,有升压压变压器器、降压压变压器器、配电电变压器器、联络络变压器器、发电电厂自用用变压器器等。(2) 按变压压器的结结构分,有自藕藕变压器器、双绕绕组变压压器和三三绕组变变压器。(3) 按变变压器额额定容量量的大小小分,有额定定容量小小于或等等于6330kVVA的小小
29、型变压压器,额定容容量在 80OOKVAA63300kkVA的的中型变变压器,额定容容量在 8000OKVVA663000OKVVA的大大型变压压器,额定容容量在 90000OKKVA以以上的特特大型变变压器。此外,变变压器还还可以按按其相数数、冷却却方式、绕绕组使用用的导线线材料及及变压器器的调压压方式等等进行分分类。(二) 特种变变压器特种变压压器是具具有专门门用途、用用于特殊殊场合或或与其他他产品配配套的变变压器。其产品有矿用变压器、整流变压器、试验变压器、电炉变压器、船用变压器、中频变压器和大电流变压器等。煤矿常用的特种变压器主要有矿用变压器和整流变压器两种。矿用变压压器是专专供矿井井
30、降压用用的变压压器。我我国生产产的矿用用变压器器分为矿矿用一般般型和矿矿用隔爆爆型两种种。矿用用一般型型变压器器主要用用于矿井井低压动动力供电电,所以也也称为矿矿用动力力变压器器;矿用隔隔爆型变变压器专专供综采采、综掘掘、井下下照明、信信号及工工作面电电钻用电电。二、变压压器的型型号编制制根据国家家标准GGB10094-85规规定 ,变压器器型号的的基本组组成分为为四部分分。第二节变变压器的的额定技技术参数数及煤矿常用用变压器器一、变压压器的铭铭牌数据据为使变压压器能正正常安全全地运行行,制造厂厂家将它它的额定定值标明明在铭牌牌上。用用户必须须清楚地地了解铭铭牌上各各项内容容的含义义,才能正正
31、确地选选择和使使用变压压器。(一) 额定电电压(UU1N/U2NN)变压器在在额定运运行情况况下,根据变变压器的的绝缘强强度和允允许温升升所规定定的原绕绕组上应应加电源源电压值值叫原边边的额定定电压,用UlN表示示。当原原边加额额定电压压而副边边开路时时的副边边电压叫叫做副边边的额定定电压,用U2N表示示。对于于三相变变压器UU1N、U2N是指指线电压压,单位为为伏(VV) 。(二) 额定电电流(IIlN/II2N)变压器在在额定运运行条件件下,原、副副绕组允允许长时时间通过过的工作作电流叫叫做额定定电流。对对于三相相变压器器指的是是线电流流,分别用用I1N 、I2N 表示,单位为为安(AA)
32、 。(三) 额定容容量(SSN)因为变压压器运行行时,功率因因数由负负载决定定,因此变变压器用用额定视视在功率率表示其其额定容容量,单位为为kVAA 。SN单= U1NI1N/10000(kVAA)SN三=3U1N I1N/10000(kVAA)(四) 阻抗电电压(UU15)阻抗电压压又称短短路电压压,它是反反映变压压器内部部阻抗大大小的一一个量。将将变压器器的副绕绕组短接接后,在变压压器的原原绕组加加电压,当原绕绕组中的的电流达达到额定定电流时时,在原绕绕组上所所加的电电压值称称为短路路电压,用Uls表示,一般都都用它与与额定电电压U1N之比的的百分数数表示,U1S= Uls/U1N1000
33、。(五) 变压器器的连接接组变压器连连接组是是表示变变压器各各相绕组组的连接接方法和和电动势势相量关关系的符符号。根根据国标标GB10094-85电电力变压压器规规定,当三相相绕组或或三个相相同电压压单相变变压器的的绕组可可连接成成星形、三三角形、曲曲折形时时 , 高压绕绕组分别别用大写写字母YY、D、Z表示,低压绕绕组分别别用y、d、z表示，有中中性点引引出时则则用YNN、ZN和y及zn表示示。自藕藕变压器器有公共共部分的的两绕组组中额定定电压较低的的一个用用a表示。不同侧绕绕组间线线电压相相量有相相位差,用时钟钟序数表表示。高高压绕组组的线电电压相量量应取指指定分针针零点位置置,中、低低压
34、绕组组对应线线电压相相量所指指的小时时数就是是连接组组标号。连连接组标标号乘以以30就是高压压绕组线线电压相相量超前前低压绕绕组线电电压相量量的相位位。对于于单相变变压器,其连接接组标号号只有两两种:(I,II O),O为为其时钟钟序数,即一次次、二次次电压同同相;(I,II6),6为其其时钟序序数,即一次次、二次次电压相相量反向向。(六) 温升变压器在在额定状状态下运运行时,指定部部位的温温度与周周围环境境温度之之差叫做做温升。我我国规定定标准环环境温度度为400。温升由由绝缘材材料的绝绝缘等级级决定。三、煤矿矿常用变变压器(一) 电力变变压器目前煤矿矿地面使使用的电电力变压压器均为为低损耗
35、耗电力变变压器,型号有有S7、SL77、S8、S9、S111。这类类变压器器的绕组组有铜线线和铝线线两种,由于其其节能效效果好,故得到到了普遍遍使用。S 系列列低损耗耗电力变变压器,是全国国统一设设计的新新型低损损耗节能能产品。其其结构与与传统的的电力变变压器基基本相同同,但有如如下特点点:(1) 铁心：铁心选选用高导导磁晶粒粒取向冷冷轧硅钢钢片。铁铁心为心心式铁心心,且为全全斜接缝缝叠积式式,其铁心心柱为多多级阶梯梯的圆截截面,铁轭与铁心心为等截截面。(2) 绕组：采用瓦瓦楞油道道,不浸漆漆工艺,环氧带带绑扎;绕组均均为同心心式线圈圈。根据据容量结结构的需需要,高、低低压绕组组可用圆圆筒式线
36、线圈、螺螺旋式线线圈或连连续式线线圈结构构。高压压绕组具具有对应应分接电电压要求求的抽头头引至分分接开关关上,开关安安装在箱箱盖上,且需切切断电源源后方可可变换分分接电压压。(3) 安全保保护装置置。根据据变压器器容量的的不同装装有气体体继电器器（防爆爆口）或或压力释释放装置置。(4) 油保护护装置。变变压器均均装有储储油柜,其一端端装有油油位计,表示变变压器投投入运行行时,相当于于油温为为-300、20、40三个油油面标志志;变压器器(带充氮氮保护的的除外)储油柜柜上应加加装带油油封的吸吸湿器。(5) 油温测测量装置置。变压压器装有有玻璃温温度计的的管座 , 管管座设在在油箱的的顶部,伸入油
37、油内1220l0mm;一千到到一千六六KVAA的变压压器装有有户外式式信号温温度计。(6) 变压器器油箱及及附件。变变压器一一般不供供给小车车;油箱的的下部壁壁上装有有油样活活门,变压器器油箱底底部应有有排油装装置;套管接接线端子子连接处处,在空气气中对空空气的温温升不大大于500,在油中中对油的的温升不不大于115;变压器器油箱下下部装有有足够大大的放油油阀。( 二) 矿用用隔爆型型千式变变压器干式变压压器具有有下述明明显特点点:没有火火灾和爆爆炸危险险;不存在在变压器器油老化化的问题题,因而维维护检修修工作量量大为减减少;附属部部件简单单,没有储储油柜、安安全气道道和油门门等部件件及密封封
38、问题,且体积积小、重重量轻。常用的矿矿用隔爆爆干式变变压器有有照明、电电钻用和和动力用用三种,其技术术数据见见表 22-7和和表2-8。1、KSSG 型型矿用隔隔爆干式式照明变变压器这种变压压器用于于易燃或或有爆炸炸危险的的矿井中中, 使用用B级绝缘缘,可长期期在各部部分温升升为800以下的的条件下下运行。它它可将3380VV或6600V电压压降为1127VV,作为为井下照照明、信信号或手手持电钻的的电源变变压器。2、 KKBSGG型矿用用防爆干干式变压压器KBSGG-30012250/6型变变压器用用于有瓦瓦斯、煤煤尘爆炸炸危险的的矿井中中,作为煤煤矿井下下综合机机械化采采掘设备备的变配配电
39、设备备。3、KBBSGZZY型矿矿用防爆爆干式移移动变电电站KBSSGZYY-88012550/66型变电电站,用于有有瓦斯和和煤尘并并有爆炸炸危险的的矿井中中,作为矿矿井综合合机械化化采掘设设备的配配电装置置。其型型号含义义为 :K -矿用用;B-防爆;SS-三相相;G-干式式;Z-组合;YY -移动。移动变电电站由三三部分组组成:(1) 隔爆型型高压负负荷开关关箱。此此部分设设有观察察孔、急急停按钮钮和安全全联锁按按钮组成成的联锁锁保护装装置。(2) 隔爆型型低压馈馈电开关关箱。此此部分设设有空气气、真空空管式两两种断路路器,它们均均有检漏漏、过载载、短路路、欠电电压、延延时等保保护性能能
40、,另外还还具有电电压、电电流、漏漏电指示示及变压压器温度度保护装装置。(3) 隔爆型型干式变变压器。其其绝缘材材料耐温温等级为为B级或H级,冷却方方式为空空气自冷冷。2、3两两种矿用用干式变变压器可可跟据需需要接成成星型或或三角型型以适应应两种电电压。第三节 变变压器的的选择变压器选选择包括括变压器器的容量量、台数数、型号号、相数数、电压压比、冷冷却方式式和使用用环境等等内容。在选择变压器容量之前,必须首先统计出变压器总的供电功率;计算出变电所内变压器所需供电的总容量(计算容量),然后再根据变压器容量和台数的选择原则及变压器的使用环境等其他条件,选择所需变压器。一、变电电所变压压器容量量的计算
41、算(一)、地面变变电所主主要变压压器容量量的计算算 SST=KC（KdC1PN1/cossWm1+KdC2PN2/coosWm2+KdCCiPNi/coosWmi）KVAAKC-重和系系数，一一般取00.90.995KdCiiPNi/coosWmi-一组组用电设设备的计计算容量量PN-一组组用电设设备额定定功率之之和（不不算备用用）KdC-各各组用电电设备的的需用系系数变压器的的计算容容量也可可根据下下式近似似估算 :（二）、采采区变电电所变压压器的计计算ST=（kckkdePN）/coosWm KVVA或 ：SST=1.333kcckdee PNKVA（cossWm0.775）二、变压压器的
42、选选择(一) 变压器器额定容容量和台台数选择择的原则则(1) 变压器器额定容容量选择择。根据据变电所所变压器器的计算算容量及及电网的的电压等等级,由变压压器技术术数据查查选,使所选选的变压压器额定定容量满满足全部部用电负负荷的需需要,即向SNST。SN为变压压器的额额定容量量,ST为变电电所变压压器的计计算容量量。(2) 变压器器的经常常负荷。对对小型地地面变电电所,应大于于变压器器额定容容量的660%; 对于于矿区或或大中型型矿井的的地面变变电所 , 应应大于变变压器额额定容量量的 775% 。(3) 地面变变电所一一般选取取两台变变压器。在在井下中中央变电电所,当有一一类负荷荷时,至少选选
43、两台;采区变变电所通通常选用用一台变变压器,若总容容量较大大时,可选用用两台或或多台变变压器。(二) 变压器器类型的的选择变压器类类型的选选择,应根据据使用环环境、冷冷却方式式、经济济合理性性等要求求综合考考虑。对对地面供供、配电电用的电电力变压压器,由于均均安置在在室外,一般选选取油浸浸式变压压器,油浸式式变压器器规格齐齐全、适适用面广广、价格格低廉、冷冷却与绝绝缘性能能好,可选用用SL77、SFLL7、S7、S9型等等低损耗耗电力变变压器。在在煤矿井井下供低低压动力力用的必必须用矿矿用一般般型变压压器 ; 供采采区照明明和煤电电钻用的的必须选选用隔爆爆干式变变压器 , 如如 KBBSG型型
44、。(三) 变压器器的相数数和电压压比的选选择由于动力力供电采采用三相相制,所以一一般中、小小容量的的变压器器以选用用三相变变压器为为宜;特大容容量的变变压器, 宜选选用三台台单相变变压器组组成三相相变压器器组来供供电。电压比选选择要根根据使用用场所的的高压、低低压电网网额定电电压确定定。三、采区区变压器器选择举举例某采区变变电所供供电负荷荷见统计计表 22-111 。试试问该采采区变电电所应选选用哪种种型号变变压器及及所需主压器器的台数数 ?变压器的的计算容容量为:ST=（kckkdePN）/coosWm查表 22-4 取 kdde=00.7;cossWm=0.65;kc=1 。矿用变变压器的
45、的型号可可查产品品样本。根据以上计算,该采区总的供电容量不大,故选取一台额定容量为315kVA, 电压比为6/0.69kV,型号为 KS7-315/6型的动力变压器。第四节 变变压器的的订货、验验收与管管理一、订货货订购变压压器除需需提出型型号外,还需写写明额定定容量、高高低压侧侧的额定定电压、高高低压绕绕组接线线方式、阻阻抗电压压百分比比、使用用环境 (户内内或户外外)、是否否要小车车及其轮轮距是多多少等。对对于18800kkVA以以上的变变压器还还要提出出高压抽抽头百分分比。电电力变压压器的计计量单位位是 kkVA/台。二、验收收与保管管保养(一) 入库库验收变压器在在人库时时,物资管管理
46、人员员一般应应检查产产品的外外观,有技术术力量的的对其性性能也应应进行测测定。目目前物资资部门的的验收有有以下几几方面 :(1) 按装箱箱清单进进行核点点验收,不得短短缺。(2) 每台变变压器应应附有全全套的 (包括括标准组组件) 安装使使用说明明书、产产品合格格证明书书、出厂厂试验记记录、产产品外形形尺寸图图 (根据据情况供供给) 、产品品拆卸零零件一览览表、备备件一览览表和装装箱清单单。(3) 变压器器不应有有机械损损伤,箱盖螺螺栓应完完整无缺缺, 密封封衬垫要要良好,无渗油油现象,油管不不应有压压扁迹象象。(4) 变压器器外表漆漆层应光光洁,色调均均匀一致致。不应应存在油油漆流痕痕、气泡泡、脱皮皮、锈蚀蚀等现象象。(5) 瓷套管管不应有有破裂或或有超出出规定范范围的缺缺陷。(6) 对变压压器的绝绝缘性能能检查,可用兆兆欧表测测量高低低压线圈圈之间及及线圈与与外壳之之间的绝绝缘电阻阻,绝缘电电阻一般般不作具具体规定定,可和出出厂时测测定的数数据相比比较, 如有明明显下降降时,就需要要对其他他试验项项目进行行全部检检查,最后方方能判断断绝缘的的好坏。(二) 保管保保养(1) 户外使使用的大大型变压压器,若因库库房面积积所限,不能进进库