礦山供電系統(tǒng).ppt
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礦山電工學(xué),李國(guó)欣,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,2,主要學(xué)習(xí)內(nèi)容,CH1 礦山供電系統(tǒng)及設(shè)備 CH2 安全用電及保護(hù) CH3 煤礦機(jī)械設(shè)備的電氣控制 CH5 節(jié)電及電氣化指標(biāo) CH6 井下供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算,,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,3,主要參考書,1. 礦山電工學(xué) / 賴昌干等編 煤炭工業(yè)出版社 2006 2.礦山電工學(xué) / 賴昌干等編 煤炭工業(yè)出版社 1991 3.礦山電工學(xué)(采礦工程專業(yè)) / 郭玉等編 煤炭工業(yè)出版社 1984 4. 供電技術(shù) / 王崇林等編 煤炭工業(yè)出版社 1997,,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,4,CH1 礦山供電系統(tǒng)及設(shè)備,學(xué)習(xí)要求 1. 一般掌握:典型電力系統(tǒng)的組成及有關(guān)的基本概念、電力負(fù)荷分級(jí)及對(duì)供電系統(tǒng)的要求、供電系統(tǒng)的連接方式、礦山供電系統(tǒng)、礦用變壓器、礦用電纜。 2. 熟練掌握:礦山供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備額定電壓的確定、礦山供電系統(tǒng)中常用的高、低壓開關(guān)電氣設(shè)備。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,5,第一節(jié) 概述,一 電力系統(tǒng) 二 電力系統(tǒng)的額定電壓 三 電力負(fù)荷分級(jí)及其對(duì)供電的要求,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,6,一、電力系統(tǒng),電力系統(tǒng)的概念:是指進(jìn)行生產(chǎn)、傳輸、分配、消費(fèi)電能的各個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的一個(gè)整體。,圖1 一個(gè)簡(jiǎn)單的電力系統(tǒng),2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,7,主要電氣設(shè)備符號(hào)(1),交流發(fā)電機(jī)(G) 電力變壓器(T) 斷路器(QF) 隔離開關(guān)(QS) 熔斷器(FU) 刀開關(guān)(QK) 熔斷器式開關(guān)(Q),2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,8,主要電氣設(shè)備符號(hào)(2),負(fù)荷開關(guān)(Q) 線路、母線(W) 電流互感器(TA) 電壓互感器(TV) 閥型避雷器(F) 電抗器(L) 電容器( C ) 電纜及終端(X),提示:課本中此處有小錯(cuò)誤!,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,9,2. 電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)(1),(1)發(fā)電廠(站): 指將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的場(chǎng)所。 一般根據(jù)所使用的能源的不同,將電廠分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電站、核電站、潮汐電站、風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)、太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)、地?zé)岚l(fā)電廠等。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,10,2. 電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)(2),(2)變電所:指進(jìn)行電壓變換和匯集、分配電能的場(chǎng)所。 按用途分: 升(降)壓變電所、聯(lián)絡(luò)變電所、工礦企業(yè)變電所、農(nóng)村變電所、整流變電所等。 按地位分:樞紐變電所、穿越變電所、終端變電所。 按供電范圍分:區(qū)域(一次)變電所、地區(qū)(二次)變電所。 礦區(qū)變電所屬于???,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,11,2.電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)(3),(3) 電力網(wǎng):將輸送、變換、分配電能的各種變電所和各電壓等級(jí)的電力線路構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)稱為電力網(wǎng)。 根據(jù)電壓等級(jí)的不同,電力網(wǎng)可分為: 低 壓 電 網(wǎng):1kV及以下 高 壓 電 網(wǎng):3kV~330kV 超高壓電網(wǎng):330kV~1000kV 特高壓電網(wǎng):1000kV以上,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,12,中國(guó)電力市場(chǎng)化改革 2002年11月,國(guó)家電力監(jiān)管委員會(huì) 2家電網(wǎng)公司 國(guó)家電網(wǎng)公司 中國(guó)南方電網(wǎng)有限公司 5家發(fā)電公司 中國(guó)華能集團(tuán)公司 中國(guó)大唐集團(tuán)公司 中國(guó)華電集團(tuán)公司 中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司 中國(guó)電力投資集團(tuán)公司,4家輔業(yè)公司 中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)公司 中國(guó)水電工程顧問集團(tuán)公司 中國(guó)水利水電建設(shè)集團(tuán)公司 中國(guó)葛洲壩集團(tuán)公司,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,13,二、電力系統(tǒng)的額定電壓(1),1. 額定電壓:能使各種電氣設(shè)備、電器等正常工作的電壓,此時(shí)其技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果最好。 2. 額定電壓等級(jí):由國(guó)家規(guī)定的各種標(biāo)準(zhǔn)額定電壓。 作用:便于各種電力設(shè)備生產(chǎn)制造標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。,3kV及以上額定電壓(線電壓,kV),2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,16,二、電力系統(tǒng)的額定電壓(2),電氣設(shè)備額定電壓的確定 我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:一般供電設(shè)備的額定電壓應(yīng)高出系統(tǒng)和用電設(shè)備的額定電壓的5%,用以補(bǔ)償正常負(fù)荷時(shí)線路上的電壓損失,使設(shè)備獲得近似額定的電壓.受電設(shè)備的額定電壓與系統(tǒng)額定電壓相對(duì)應(yīng).,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,17,電壓等級(jí)、輸送功率及輸送距離范圍,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,18,二、電力系統(tǒng)的額定電壓(2),注:按線路允許電壓損失10%,負(fù)荷允許電壓波動(dòng)±5%,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,19,3.電氣設(shè)備額定電壓的確定(1),確定電氣設(shè)備額定電壓的一般規(guī)律: A. 發(fā)電機(jī): 額定電壓 VGN=1.05×系統(tǒng)額定電壓(VN) B. 變壓器: 受電側(cè)額定電壓VTN1 ① 與發(fā)電機(jī)相連時(shí),VTN1=VGN=1.05VN ② 與線路(系統(tǒng))相連時(shí),VTN1=VN,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,20,3.電氣設(shè)備額定電壓的確定(2),B. 變壓器 輸出側(cè)額定電壓VTN2 ① 與≥35kV線路相連 VTN2=1.1× VN ②與≤10kV線路相連 VTN2=1.05 × VN ③與≤10kV線路相連,但變壓器的短路電 壓百分比 VS%7.5%,或連接長(zhǎng)線路時(shí) VTN2=1.1 × VN,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,21,3.電氣設(shè)備額定電壓的確定(3),C. 系統(tǒng)額定電壓與設(shè)備額定電壓 系統(tǒng)VN=用電設(shè)備VN 系統(tǒng)額定電壓和設(shè)備額定電壓值根據(jù) 表1---2、1---3確定. 下面舉例說明電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備額定電壓的確定方法.,請(qǐng)根據(jù)下面系統(tǒng)圖已知參數(shù)確定各電氣元件的額定電壓.,6.3kV,6.3/363/121kV,110/10.5kV,330/38.5kV,6/0.4kV,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,23,二、電力系統(tǒng)的額定電壓(4),4. 煤礦常用電壓等級(jí)及應(yīng)用范圍 36V及以下:井下電氣設(shè)備控制及局部照明 127V:井下照明及手持式電鉆 220V:礦井地面照明 250V(DC):電機(jī)車 380V:小型礦井井下使用 500V(DC):井下電機(jī)車,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,24,4. 煤礦常用電壓等級(jí)及應(yīng)用范圍,660V:井下低壓動(dòng)力 750V(DC):露天煤礦工業(yè)電機(jī)車 1140V:井下綜采動(dòng)力 1500V(DC):露天煤礦工業(yè)電機(jī)車 6kV: 井上、下高壓電機(jī)及配電電壓 10kV:特大型礦井井上、下高壓電機(jī)及 配電電壓 35、60、110kV:礦區(qū)受電電壓或配電電壓,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,25,三、電力負(fù)荷的分級(jí)及對(duì)供電的要求,電力負(fù)荷的等級(jí):根據(jù)不同負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求不同分級(jí)。 一級(jí)負(fù)荷:采用兩個(gè)獨(dú)立電源供電。 二級(jí)負(fù)荷:采用兩回線路供電。 三級(jí)負(fù)荷:不屬于一、二級(jí)負(fù)荷的所有用電設(shè)備,對(duì)供電無(wú)特殊要求,一般采用單一回路供電。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,26,一級(jí)負(fù)荷,對(duì)突然中斷供電將造成生命危害、導(dǎo)致重大設(shè)備破壞且難以修復(fù)、打亂復(fù)雜生產(chǎn)過程并使大量產(chǎn)品報(bào)廢,給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成重大損失的負(fù)荷為一級(jí)負(fù)荷。 如礦井的通風(fēng)、排水、提升等負(fù)荷。 獨(dú)立電源:指若干電源中的任一個(gè)在突然發(fā)生停止供電時(shí),不會(huì)影響其他電源的供電。 如分段母線的電源來(lái)自不同發(fā)電機(jī),且其輸變配各環(huán)節(jié)為分列運(yùn)行的。 或母線之間無(wú)聯(lián)系,或有聯(lián)系,但當(dāng)其中一個(gè)故障時(shí)其聯(lián)系會(huì)自動(dòng)斷開,不影響其他供電的。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,27,二級(jí)負(fù)荷,突然中斷供電時(shí)將造成大量減產(chǎn),產(chǎn)生大量廢品,大量原材料報(bào)廢,使工業(yè)企業(yè)內(nèi)部交通生產(chǎn)停頓的負(fù)荷為二級(jí)負(fù)荷。 如礦井的地面空壓機(jī)、提運(yùn)設(shè)備、井底車場(chǎng)的整流設(shè)備等。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,28,三、電力負(fù)荷的分級(jí)及對(duì)供電的要求,2. 電力負(fù)荷對(duì)供電的基本要求 1)保證供電的安全可靠性; 2)保證電能的良好質(zhì)量; 3)保證供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,29,1)供電的安全可靠性,首先要保證系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備、元器件的運(yùn)行可靠??刹扇∵M(jìn)行監(jiān)視、維護(hù),定期試驗(yàn)檢修等方法,確保設(shè)備工作可靠。同時(shí)在系統(tǒng)中有備用容量,以備急需。 對(duì)煤礦生產(chǎn)的含煤塵、瓦斯、高濕度等特殊環(huán)境,為確保供電安全,還必須采取防觸電、防潮、防爆、抗磨損等措施,正確選擇設(shè)備、確定供電系統(tǒng)方案,并加強(qiáng)保護(hù)措施,經(jīng)常進(jìn)行檢修。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,30,2)保證電能的良好質(zhì)量,使電壓幅值和頻率保持在一定允許范圍內(nèi),并使波形畸變不超過允許值。 電壓幅值允許變化范圍:,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,31,2)保證良好的電能質(zhì)量,頻率變化范圍一般為50±0.2Hz 電壓和頻率超出允許范圍的危害:影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,設(shè)備運(yùn)行及出力惡化,生產(chǎn)質(zhì)量受到較大影響。 波形畸變:交流電壓波形畸變,表示電網(wǎng)含有高次諧波,諧波含量過高,會(huì)使繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、計(jì)算機(jī)等不能正常工作,所以一般波形畸變不允許超過5%,礦山6~10kV母線上不允許超過10%。,,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,32,3)保證供電系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,經(jīng)濟(jì)性包括使供電系統(tǒng)建設(shè)成本降低、提高設(shè)備運(yùn)行效率,降低損耗,使系統(tǒng)有較好的運(yùn)行效益。 在保證供電安全可靠前提下,使用戶獲得優(yōu)質(zhì)的供電,在此基礎(chǔ)上考慮使系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,33,第二節(jié) 礦山供電系統(tǒng),一、供電系統(tǒng)的接線方式 二、供電系統(tǒng) 三、礦井各級(jí)變電所及配電點(diǎn),2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,34,一、供電系統(tǒng)結(jié)線方式(1),基本概念 供電系統(tǒng)結(jié)線:各電氣設(shè)備及其聯(lián)結(jié)線構(gòu)成的電路,進(jìn)行匯集和分配電能。 結(jié)線方式按布置方式分:放射式、干線式、環(huán)式、兩端供電式 按運(yùn)行方式分:開式網(wǎng)絡(luò)、閉式網(wǎng)絡(luò) 按可靠性分:無(wú)備用網(wǎng)絡(luò)、有備用網(wǎng)絡(luò),2. 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),1)放射式 (1)單回放射式:適用三級(jí)負(fù)荷、二級(jí)小負(fù)荷或某些專用設(shè)備的供電。系統(tǒng)簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便;缺點(diǎn)是使用的開關(guān)、線路多,供電可靠性差。,放射式結(jié)線 ----- 單電源單回路,,(2)雙回路放射式,單電源雙回路:從一段母線上并列引出兩回線路,每回線路有單獨(dú)的開關(guān)控制。適用二級(jí)負(fù)荷。供電可靠性高,運(yùn)行可采用并列運(yùn)行,也可一路運(yùn)行,一路備用,運(yùn)行靈活。,,,,,,,,,,雙電源雙回路:從兩段母線上各引出一回線路對(duì)用戶供電。適用較大容量或一級(jí)負(fù)荷的供電。供電可靠性相對(duì)更高。缺點(diǎn)是設(shè)備投資相對(duì)較大,繼電保護(hù)保護(hù)設(shè)置相對(duì)難。,(2)雙回路放射式,2)干線式供電,直接聯(lián)絡(luò)式:從一路高壓配電干線上直接引出分支線向用戶供電,分支線一般不超過5,且配電變壓器容量不超過3000kVA。 一般適用于架空線上對(duì)三級(jí)負(fù)荷分散用戶供電,也可用于井下電纜線路對(duì)多臺(tái)順槽輸送機(jī)供電。 優(yōu)點(diǎn):回路少,高壓配電裝置數(shù)量減少、造價(jià)低。 缺點(diǎn):當(dāng)公用干線故障全部斷電,可靠性較差。,2)直接聯(lián)絡(luò)式干線式供電結(jié)線圖,,貫穿聯(lián)絡(luò)式:各用戶為串聯(lián)方式,聯(lián)結(jié)各用戶的干線的進(jìn)出兩端均采用隔離開關(guān),可減少某段干線故障而引起的停電范圍,設(shè)備投入增加。,3)環(huán)式:線路將電能從兩段母線或同一電源引出,經(jīng)過不同線路接入變電所或負(fù)荷點(diǎn)。適用于電源對(duì)礦區(qū)用戶相對(duì)位置居中或較遠(yuǎn),而用戶間距較近,且負(fù)荷相差不太懸殊的供電。供電可靠性高,運(yùn)行、保護(hù)整定困難。,,,,,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,42,一、供電系統(tǒng)結(jié)線方式(3),3. 礦山各級(jí)變電所常用結(jié)線方式: 變電所主接線分為:?jiǎn)文妇€、橋式、雙母線、線路-變壓器式 1)單母線:進(jìn)出線均有斷路器(可切斷負(fù)荷與故障電流),以及與母線相連的“母線隔離開關(guān)”,與負(fù)荷線路相連的“線路隔離開關(guān)”。 一般有單母線不分段和單母線分段兩種典型結(jié)線。,(1)單母線不分段,單母線不分段 特點(diǎn):母線系統(tǒng)故障或檢修須全線路斷電。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低,運(yùn)行不夠靈活可靠。適于小容量用戶。,(2)單母線分段,A. 隔離開關(guān)分段(QS分段)--適用由雙回路供電、允許短時(shí)間停電的二級(jí)負(fù)荷 B. 斷路器分段(QF分段)--適用一級(jí)負(fù)荷較多情況,可切斷負(fù)荷和故障電流。 在采用斷路器分段時(shí),除能實(shí)現(xiàn)切斷負(fù)荷或故障電流外,也可在繼電保護(hù)下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分合閘。在其中一條線路故障或需要檢修時(shí),可以將負(fù)荷轉(zhuǎn)到另外一條線路,避免全部停電。 在檢修母線或電源故障時(shí),不能避免故障母線用戶的停電。為避免長(zhǎng)時(shí)間停電,可以采用加裝旁路母線或采用雙母線解決。,單母線分段結(jié)線圖,,,,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,46,2)橋式結(jié)線,對(duì)具有兩回電源進(jìn)線、兩臺(tái)變壓器的變電所,可采用橋式結(jié)線。 “橋”為一條由斷路器和隔離開關(guān)組成的用以進(jìn)行線路的橫聯(lián)和跨接。 根據(jù)跨接橋橫聯(lián)位置的不同,橋式結(jié)線可分為“內(nèi)橋式”、“外橋式”和“全橋式”。,2)橋式結(jié)線(外橋),跨接橋在變壓器斷路器QF1和QF2的外線路側(cè),進(jìn)線回路只有隔離開關(guān)。 對(duì)變壓器的切換操作方便,對(duì)電源進(jìn)線操作不便。 適用變電所:A.供電線路短、切換線路少的;B. 要經(jīng)常切換變壓器的;C. 有穩(wěn)定的穿越功率的;D. 處于環(huán)網(wǎng)中;E. 向一、二級(jí)負(fù)荷供電的。,2)橋式結(jié)線(內(nèi)橋),跨接橋在變壓器斷路器QF1和QF2的靠變壓器側(cè),變壓器電源端只有隔離開關(guān)。 提高對(duì)電源線路運(yùn)行的可靠性和倒閘操作的靈活方便性。 適用變電所:A.供電線路長(zhǎng)(線路故障幾率大);B.不需要經(jīng)常切換變壓器的且負(fù)荷穩(wěn)定的;C. 沒有穩(wěn)定的穿越功率的;D. 處于電網(wǎng)終端;E. 向一、二級(jí)負(fù)荷供電的。,2)橋式結(jié)線(全橋),全橋結(jié)線克服了外橋和內(nèi)橋結(jié)線的不足,操作方便、運(yùn)行靈活,但其相應(yīng)占地面積大,投資增加。 對(duì)于電壓在35kV、容量在7500kVA以上,或電壓為110kV、容量在31500kVA以上的變壓器,當(dāng)隔離開關(guān)切斷空載電流能力不足時(shí)采用。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,50,二、礦山供電系統(tǒng),礦井供電方式取決于礦區(qū)范圍、機(jī)械化方式、礦層結(jié)構(gòu)、采煤方法、礦層埋藏深度、礦井涌水量大小等因素。 典型的供電方式: 深井供電系統(tǒng) 淺井供電系統(tǒng) 平硐供電系統(tǒng),2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,51,深井供電系統(tǒng),適用礦層埋藏深、傾角小,采用立井和斜井開拓,生產(chǎn)能力大的礦井。 如下頁(yè)圖6kV高壓電能從礦井地面變電所母線引出,先由沿井筒敷設(shè)的鎧裝電纜送至井下主變電所,再送到采區(qū)變電所或移動(dòng)變電站降壓,得到660V或1140V低壓電,然后經(jīng)過采掘工作面配電點(diǎn),向采掘機(jī)械等設(shè)備供電。,地面部分,井下部分,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,54,淺井供電系統(tǒng),對(duì)礦層埋藏不深(距地表100~200m內(nèi))的情況,處于經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行方便的考慮,一般采用淺井供電系統(tǒng)。 (1)對(duì)于采區(qū)距井底車場(chǎng)較遠(yuǎn)(2km)、井下負(fù)荷小、涌水量不大的礦井,可經(jīng)架空線路,將6~10kV高壓電由地面變電所送至與采區(qū)位置相應(yīng)的地面變電亭,再降壓至380或660V,再沿鉆眼送至井下采區(qū)變電所。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,55,淺井供電系統(tǒng),(2)當(dāng)采區(qū)負(fù)荷小而井底車場(chǎng)負(fù)荷大時(shí),對(duì)井底車場(chǎng)的供電,可沿井筒敷設(shè)高壓下井電纜供電;對(duì)采區(qū)的供電,可沿鉆眼敷設(shè)低壓電纜提供。 (3)對(duì)采區(qū)巷道很長(zhǎng)、負(fù)荷又大,為保證正常電壓,可經(jīng)高壓架空線路,將電能送至與采區(qū)對(duì)應(yīng)位置的配電點(diǎn),沿鉆眼敷設(shè)高壓電纜,向井下采區(qū)變電所供電,再由該變電所降壓,向工作面提供低壓電力。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,56,淺井供電系統(tǒng),深井與淺井供電系統(tǒng)的不同:在于淺井井底車場(chǎng)的配電所代替了深井系統(tǒng)中的井下變電所,以及采用鉆眼向采區(qū)供電的方式。 鉆眼供電的優(yōu)點(diǎn) (1)將由礦井地面變電所至采區(qū)變電所的電纜線路換成可靠的架空線路,節(jié)約有色金屬和投資; (2)井下巷道中沒有高壓電纜,人員設(shè)備更安全。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,57,淺井供電系統(tǒng),鉆眼供電的優(yōu)點(diǎn) (3)減少井下變電所硐室的開拓; (4)再由沼氣煤塵突出的采區(qū),由于使用變電亭,使防爆高壓配電箱和礦用變壓器的使用大大降低; 缺點(diǎn) (1)需要進(jìn)行鉆孔、下套管,且套管不能回收; (2)需要加設(shè)架空線路、修建變電亭; (3)冬季施工維護(hù)困難。,淺井供電系統(tǒng)地面變電所,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,59,平硐供電系統(tǒng),對(duì)礦層埋藏較淺(低于100m)、分布范圍廣的礦井一般采用平硐開采的供電系統(tǒng)。 對(duì)深部的用電設(shè)備,可利用小風(fēng)井、斜井或鉆孔附近設(shè)置的地面變電亭提供低壓電力。當(dāng)需要向平硐提供直流電時(shí),可先經(jīng)地面變電所整流,再用電纜下送。對(duì)平硐開拓且井深在150m的用電設(shè)備供電,其系統(tǒng)與深井供電相同。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,60,三、礦井各級(jí)變電所及配電點(diǎn),1. 礦井地面變電所 1)位置選擇原則 (1)靠近主要負(fù)荷和入井電纜井筒,減少金屬導(dǎo)線消耗,降低電能損耗。 (2)架空線與所址同時(shí)確定,一邊為各級(jí)電壓線路進(jìn)出變電所留出走廊。 (3)設(shè)在常年主導(dǎo)風(fēng)向上風(fēng)側(cè),避開污染源。 (4)具有適宜的地形和地質(zhì)條件。 (5)避開危險(xiǎn)區(qū)和排廢場(chǎng),與鐵路距離40m。 (6)交通方便,有擴(kuò)展空間。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,61,1. 礦井地面變電所(2),2)地面變電所的布置 一般10kV及以下電壓等級(jí)的配電裝置采用戶內(nèi)式成套配電裝置;35kV及以上電壓的采用戶外架構(gòu)式配電裝置。對(duì)特殊地區(qū)或場(chǎng)合應(yīng)用時(shí)35kV~110kV變電所也采用戶內(nèi)式配電裝置。 為保證運(yùn)行時(shí)電氣設(shè)備和人員的安全以及檢修維護(hù)和搬運(yùn)的方便,對(duì)室內(nèi)外的配電裝置的各個(gè)部件,規(guī)定了最小的電氣絕緣間距。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,62,2. 井下主變電所(3),1)位置選擇原則 應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心,并根據(jù)通風(fēng)良好、交通方便、進(jìn)出線易于敷設(shè)、頂?shù)装鍡l件及保安煤柱的位置等因素,綜合加以考慮。 一般設(shè)在靠近副井的井底車場(chǎng)范圍內(nèi)。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,63,2. 井下主變電所(4),井下主變電所的位置示意圖。 1-副井井筒;2-主井井筒; 3-井下主(配)變電所;4-主水泵房; 5-井底車場(chǎng)巷道,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,64,2. 井下主變電所(5),2)硐室要求 A. 硐室用非燃性材料支護(hù),尺寸取決于硐室內(nèi)的電氣設(shè)備的數(shù)量、大小及它們之間的通道,并考慮留有20%的余地。 B. 硐室長(zhǎng)度超過6m時(shí),應(yīng)在兩端各設(shè)一出口,一個(gè)與井底車場(chǎng)大巷相通,并安有柵欄、防火兩用門。另一個(gè)與水泵房相連,彼此間應(yīng)有裝柵欄、防火兩用門的隔墻。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,65,2. 井下主變電所(6),2)硐室要求 C. 泵房應(yīng)有單獨(dú)通至巷道的通路,在通道設(shè)向外開的柵欄防火兩用門。硐室長(zhǎng)超過30m時(shí),應(yīng)在中間增設(shè)一個(gè)出口。硐室內(nèi)溫度不應(yīng)超過35℃。硐室地面應(yīng)高出其出口大巷的底板標(biāo)高0.5m。從硐室出口的防火門起,5m內(nèi)的巷道采用非可燃性材料支護(hù)。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,66,2. 井下主變電所(7),3)設(shè)備布置 (1)布置原則 A. 井下主變(配)電所內(nèi)設(shè)備間的電氣連接,除在開關(guān)柜內(nèi)可以采用硬母線外,均需要采用電纜。高壓電纜一般應(yīng)敷設(shè)在電纜溝中,低壓電纜可懸掛在墻上。 B. 為縮短硐室長(zhǎng)度,一般采用雙列布置,但當(dāng)設(shè)備臺(tái)數(shù)較少、低壓開關(guān)采用配電盤時(shí),也可采用單列布置。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,67,井下主變電所設(shè)備布置原則(2),C. 硐室內(nèi)分成變壓器室、配電室兩間,以防火門相隔;配電室的高低壓設(shè)備應(yīng)分開布置。 D. 硐室尺寸按設(shè)備最大數(shù)量及布置方式確定,并滿足如下條件: 高壓配電設(shè)備備用位置按設(shè)計(jì)最大數(shù)量的20%考慮,且不少于兩臺(tái); 低壓設(shè)備的備用回路,按最多饋出線路數(shù)的20%考慮; 主變壓器為兩臺(tái)以上時(shí),不需留備用位置。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,68,E. 高壓開關(guān)柜在布置時(shí),操作走廊寬度不小于1.5m(單列布置)或2.0m(雙列布置);維護(hù)走廊不小于0.8m;靠墻布置時(shí)離墻距離不小于0.05m(背面)和0.2m(側(cè)面),對(duì)于隔爆配電箱為0.5~0.8m、0.8~1m。 F. 所有電氣設(shè)備外殼必須接地。接地母線距地0.3~0.5m,且沿硐室內(nèi)壁敷設(shè)。由于井下主接地極距井下主變電所很近,故除檢漏繼電器的輔助接地極外,一般不再另設(shè)局部接地極。,井下主變電所設(shè)備布置原則(2),2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,69,井下主變電所的布置方式,由井下條件和所采用的高低壓配電裝置的類型來(lái)決定。 ①對(duì)于低沼氣礦井,高壓開關(guān)柜臺(tái)數(shù)不太多,且采用礦用一般型手車式(GKFC-1型)、低壓開關(guān)采用礦用低壓配電屏設(shè)備時(shí),井下主變電所的布置,采用圖1-14所示的單列布置形式。當(dāng)用電負(fù)荷較大、高壓開關(guān)柜臺(tái)數(shù)較多時(shí),高壓開關(guān)柜也可用雙列布置。,(2)井下主變電所設(shè)備布置方式,低沼氣礦井接線示意圖,低沼氣礦井井下主變電所設(shè)備示意圖,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,72,②對(duì)于高沼氣、煤與沼氣突出的礦井,其井下主變電所采用1-15所示的布置方式。硐室的長(zhǎng)度L由下井電纜的條數(shù)以及高壓隔爆配電箱的型號(hào)與臺(tái)數(shù)決定。 圖中變電所高壓開關(guān)柜采用PB2-6或PB2-6GA型隔爆配電箱,低壓開關(guān)柜采用DW80型隔爆自動(dòng)饋電開關(guān),高低壓設(shè)備均為雙列布置。,(2)井下主變電所設(shè)備布置方式,高沼氣礦井接線示意圖,高沼氣礦井井下主變電所電氣設(shè)備設(shè)置示意圖,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,75,3. 采區(qū)變電所,1)供電方式 傳統(tǒng)方式——采區(qū)變電所?工作面配電點(diǎn)方式 這種供電方式以低壓向全采區(qū)負(fù)荷供電,較安全。但由于所用電纜、開關(guān)較多,供電系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜,且電能和電壓損失較大。同時(shí)低壓電纜長(zhǎng),供電容量受限制。一般用于炮采和普通機(jī)械化采煤。,DB:高壓配電箱 QA:自動(dòng)饋電開關(guān) SM:磁力起動(dòng)器 SH:手動(dòng)起動(dòng)器,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,77,3.采區(qū)變電所(供電方式),綜采礦井常用方式:6kV?采區(qū)變電所?移動(dòng)變電站?工作面配電點(diǎn)方式 優(yōu)點(diǎn): (1)與傳統(tǒng)方式相比,由高壓直接深入工作面,簡(jiǎn)化了低壓供電系統(tǒng),縮短了低壓供電距離,減少了電能損耗,保證了電壓質(zhì)量,可滿足正常運(yùn)轉(zhuǎn)和啟動(dòng)的需要。系統(tǒng)簡(jiǎn)單,電網(wǎng)安全可靠程度增加,同時(shí)減少了電纜截面和低壓開關(guān)數(shù)量。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,78,3.采區(qū)變電所(供電方式),(2)采用了干式變壓器,提高了采區(qū)供電的防爆性能,利于安全,便于檢修。 (3)移動(dòng)變電站可根據(jù)需要移動(dòng)或固定,不需建造變電所硐室。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,80,缺點(diǎn): (1)6kV高壓直接送入采區(qū)動(dòng)作面附近,且低壓側(cè)電壓為1140V,對(duì)安全不利。 (2)采用了移動(dòng)變電站,需要拓寬巷道,鋪設(shè)軌道。同時(shí)因地質(zhì)條件的不同,使移動(dòng)變電站的安裝、運(yùn)輸和維護(hù)受到空間的限制。,3.采區(qū)變電所(供電方式),2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,81,3. 采區(qū)變電所,2)位置確定原則 (1)位于負(fù)荷中心,并保證向采區(qū)內(nèi)最遠(yuǎn)距離、最大容量負(fù)荷供電; (2)一個(gè)采區(qū)盡量采用一個(gè)采區(qū)變電所; (3)盡量設(shè)在頂?shù)装宸€(wěn)定,無(wú)淋水地點(diǎn); (4)通風(fēng)、運(yùn)輸方便。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,82,3. 采區(qū)變電所,3)采區(qū)變電所硐室 工作兩年以上的采區(qū)變電所硐室,視為永久性建筑,應(yīng)采用不燃性材料支護(hù);工作時(shí)間較短時(shí),可不設(shè)硐室,利用上山間或順槽間聯(lián)絡(luò)巷,應(yīng)用不燃性材料支護(hù)。 硐室的面積取決于設(shè)備的數(shù)量和布置形式,防火門、通風(fēng)口、設(shè)備布置等于井下主變電所相同。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,83,3. 采區(qū)變電所,4)采區(qū)變電所的布置方式及設(shè)備 采區(qū)變電所設(shè)備的布置:一般高壓設(shè)備與低壓設(shè)備分開,變電設(shè)備、配電設(shè)備分開的原則。各設(shè)備布置的尺寸需滿足規(guī)程要求。硐室內(nèi)不設(shè)電纜溝,高低壓電纜沿墻敷設(shè),硐室門的兩側(cè)及頂端,預(yù)埋內(nèi)徑為電纜外徑1.5倍的電纜套管,且離地面0.3~0.5m敷設(shè)。,采區(qū)變電所設(shè)備布置圖,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,85,1)工作面配電點(diǎn)的設(shè)置 工作面配電點(diǎn)接受由采區(qū)變電所或移動(dòng)變電站送來(lái)的低壓電能,通過控制開關(guān)、磁力啟動(dòng)器,用軟電纜向回采或掘進(jìn)工作面的設(shè)備供電。并利用干式變壓器或煤電鉆變壓器綜合裝置,將電壓降為127V,向電鉆、照明和通信設(shè)備供電。 由于經(jīng)常需要隨工作面移動(dòng)搬遷,一般不設(shè)專用硐室?;夭晒ぷ髅媾潆婞c(diǎn)常設(shè)在鄰近的運(yùn)輸平巷內(nèi),距工作面50~70m。非沼氣煤塵突出礦井,機(jī)采工作面配電點(diǎn)可設(shè)在回風(fēng)巷內(nèi),掘進(jìn)工作面配電點(diǎn)多設(shè)在掘進(jìn)巷的一側(cè),距掘進(jìn)工作面80~100m。配電點(diǎn)附近應(yīng)用非燃性材料支護(hù)。,4. 工作面配電點(diǎn),2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,86,2)配電點(diǎn)控制開關(guān)的設(shè)置 對(duì)由工作面配電點(diǎn)直接控制的工作面上的各種電氣設(shè)備,應(yīng)用經(jīng)直接接在該配電點(diǎn)母線上的專用磁力啟動(dòng)器控制。 由于工作面配電點(diǎn)距采區(qū)變電所較遠(yuǎn),并因采掘工作面電氣設(shè)備經(jīng)常移動(dòng)、負(fù)荷重、啟動(dòng)頻繁、工作條件差、維護(hù)量大,一般應(yīng)在每個(gè)配電點(diǎn)加設(shè)一臺(tái)電源進(jìn)線自動(dòng)饋電開關(guān)。該開關(guān)與配電點(diǎn)的其他磁力啟動(dòng)器設(shè)在一起,以便于停送電操作和管理、維護(hù)。且磁力啟動(dòng)器出現(xiàn)機(jī)構(gòu)失靈或節(jié)點(diǎn)粘連時(shí),可借其切斷電源。另外,還能增加過流保護(hù)系統(tǒng)的可靠性和選擇性。,4. 工作面配電點(diǎn),2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,87,4. 工作面配電點(diǎn),3)對(duì)順槽和工作面輸送機(jī)的供電方式 根據(jù)具體情況,可選擇: (1)順槽輸送機(jī)線的供電方式。如圖所示的干線供電方式,一般適用于順槽輸送機(jī)巷道較長(zhǎng)、輸送機(jī)臺(tái)數(shù)較多、工作面只有一臺(tái)輸送機(jī)的情況。 (2)高沼氣礦井煤層、急傾斜V型長(zhǎng)壁采區(qū)順槽工作面輸送機(jī)供電方式。,干線式膠帶輸送機(jī)供電方式,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,90,第三節(jié) 高壓供電設(shè)備,一、高壓開關(guān)電器 分立使用的高壓開關(guān)電器主要有:熔斷器、斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)。 熔斷器:當(dāng)有過電流流過時(shí),元件會(huì)由于本身發(fā)熱而熔斷,并借助滅弧介質(zhì)的作用,使其連接的電路斷開,從而保護(hù)電力線路和電氣設(shè)備。 按結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理分為: 限流式熔斷器和跌落式熔斷器。,1. 熔斷器,1)限流式 熔斷器 組成:熔絲 磁管、石英 砂及聯(lián)結(jié)附 件等。 結(jié)構(gòu)圖:,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,92,1.熔斷器,1)限流式熔斷器 (1)熄弧能力強(qiáng),可在短路電流達(dá)到最大峰值前約0.01s內(nèi)使其減至零,使電弧熄滅。因此可限制短路電流,降低對(duì)電氣設(shè)備的動(dòng)、熱穩(wěn)定性的要求。 (2)由于電弧電流被強(qiáng)迫過零,容易產(chǎn)生過電壓。需要將過電壓限制在2.5倍額定電壓下。?采用變截面熔體,使各段熔體的熔化時(shí)間錯(cuò)開,達(dá)到適當(dāng)延長(zhǎng)熔化時(shí)間并限制過電壓的目的。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,93,1)限流式熔斷器,(3)開斷電路時(shí)無(wú)游離氣體排出,廣泛用于室內(nèi)配電裝置中。 RN1系列的IN20~200A型,供高壓線路和設(shè)備的短路過載保護(hù)用。 RN2系列專門作為TV的短路保護(hù)用。 (4)選擇: A. 熔斷器的上限容量不大于最大短路電流,下限容量不小于最小短路電流。 B. 保護(hù)電機(jī)的熔絲安-秒特性曲線,應(yīng)高于電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的安-秒特性,且同一電流及最大電流下兩者時(shí)差不應(yīng)大于0.5s。,RN1、RN2、RW10-35型、RNZ型系列戶內(nèi)、戶外、直流熔斷器,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,96,2)RW1系列戶外跌落式熔斷器,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,97,2)RW1系列戶外跌落式熔斷器,正常情況下,其利用熔絲將由動(dòng)觸頭組成的熔絲管上的活動(dòng)關(guān)節(jié)拉緊,使熔斷器保持在通路狀態(tài)。故障使熔絲產(chǎn)生高溫電弧使熔絲管內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體,引起管內(nèi)壓力升高,氣體高速向外噴出產(chǎn)生強(qiáng)烈的去游離作用,使電流過零時(shí)將電弧熄滅?;顒?dòng)關(guān)節(jié)因熔絲熔斷而釋放,熔絲管跌落。 由于其在滅弧時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的游離氣體,并伴隨巨大響聲,一般只在戶外適用。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,98,2. 斷路器,★作用:切斷正常負(fù)荷電流和短路故障電流,既作控制又兼作保護(hù)用。 ★符號(hào)含義:例SN1-35G-3000-30 S-滅弧方式(K-空氣;S-少油;D-多油; Z-真空;C-磁吹;L-六氟化硫); N-安裝方式(N-戶內(nèi);W-戶外); 1-設(shè)計(jì)序號(hào); 35-額定電壓(kV); G-代表改進(jìn)型; 3000-額定電流(A); 30-額定容量(MVA),2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,99,(1)多油斷路器,使用油作為滅弧和絕緣介質(zhì),箱內(nèi)充油較多。 礦用主要有DN1-10和DN1-10G型。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,100,(2)少油斷路器,少油斷路器充油較少,油僅作為滅弧介質(zhì)用,絕緣靠空氣和磁絕緣子實(shí)現(xiàn)。相比多油型其油量少,油箱結(jié)果堅(jiān)固,使用安全、安裝簡(jiǎn)單。 運(yùn)行時(shí)油箱帶電,必須安裝在支持絕緣子上。,,,,,,,,,,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,101,(3)真空斷路器,真空斷路器采用高真空作為滅弧介質(zhì),其核心部件為真空滅弧室。 真空滅弧室內(nèi)空氣非常稀薄,其內(nèi)氣體幾乎沒有游離作用。觸頭在分離過程中能迅速滅弧,不會(huì)產(chǎn)生大的電弧。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,102,(3)真空斷路器,真空斷路器滅弧室如圖所示,觸頭密封在真空滅弧室內(nèi),動(dòng)、靜觸頭分別焊接在動(dòng)、靜導(dǎo)電桿上,動(dòng)觸頭借助波紋管實(shí)現(xiàn)密封。在機(jī)械機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)作用下,動(dòng)觸頭可在滅弧室內(nèi)沿軸向移動(dòng),實(shí)現(xiàn)分合電路的作用。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,104,(4)SF6 斷路器,采用六氟化硫氣體作為滅弧介質(zhì)的斷路器。SF6 是一種化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的惰性氣體,正常狀態(tài)下無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、不燃、無(wú)老化現(xiàn)象。具有良好的絕緣和滅弧性能。 SF6 斷路器具有開斷能力強(qiáng)、斷口電壓高、噪音小、無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)等優(yōu)點(diǎn)。但SF6 在高溫電弧的作用下分解的低氟化物劇毒,對(duì)斷路器的加工工藝要求非常嚴(yán)格。最近幾年在國(guó)內(nèi)使用正在增多。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,105,SF6斷路器,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,106,3. 隔離開關(guān),(1)作用 將高壓配電裝置元件與電源隔離。 (2)用途 A. 隔離電源 B. 電路轉(zhuǎn)換 C. 閉合或分?jǐn)嘈‰娏麟娐?2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,107,3. 隔離開關(guān),(3)操作與選用 由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置,只能切除相當(dāng)小的電流,所以嚴(yán)禁帶負(fù)荷進(jìn)行分合閘操作。須嚴(yán)格遵守“倒閘操作”的規(guī)定,即:分閘時(shí),先斷QF,后斷QS;合閘時(shí),先合QS,后合QF。 選擇時(shí)一般根據(jù)額定電壓、電流等進(jìn)行考慮,作短路時(shí)的動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,108,4. 負(fù)荷開關(guān),(1)負(fù)荷開關(guān)有簡(jiǎn)單的滅弧裝置,其他部分結(jié)構(gòu)與隔離開關(guān)類似。可以用來(lái)切斷負(fù)荷電流,但不能用來(lái)切斷短路電流。 (2)用途:容量不大或不太重要的10kV及以下配電線路上作電源開關(guān)用 (3)加裝熔斷器的負(fù)荷開關(guān)可代替QF用,即可切除正常負(fù)荷電流,又可切斷短路電流(一次性使用)。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,109,4. 負(fù)荷開關(guān),如圖為FN5—10RD型帶有高分?jǐn)嗄芰θ蹟嗥鞯母邏贺?fù)荷開關(guān),適用于交流50Hz,10kV電網(wǎng)中,作為開斷負(fù)荷電流及關(guān)合短路電流之用。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,110,戶內(nèi)高壓真空負(fù)荷開關(guān)一熔斷器組合電器,,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,111,四種高壓開關(guān)的特性總結(jié),2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,112,二、高壓開關(guān)柜,高壓開關(guān)柜以高壓開關(guān)為主,按照一定的接線,針對(duì)使用場(chǎng)合、控制對(duì)象及主要元器件的特點(diǎn),將有關(guān)的一、二次設(shè)備組合起來(lái),裝于封閉式或敞開式金屬柜內(nèi)的一種高壓成套配電裝置。 主要用于配電系統(tǒng),作為接受與分配電能或直接啟動(dòng)大型電機(jī)用。 組成:母線、高壓開關(guān)、TA、TV、計(jì)量?jī)x表、保護(hù)裝置、信號(hào)及操動(dòng)機(jī)構(gòu)等。 根據(jù)結(jié)構(gòu)不同,分為普通型、礦用一般型和隔爆型。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,113,二、高壓開關(guān)柜,普通型 適用于一般環(huán)境的高壓開關(guān)柜,在礦井地面變、配電所或礦區(qū)變電所的高壓配電系統(tǒng)廣泛使用GG(固定型)、GBC(帶保護(hù)型)高壓開關(guān)柜。,,,,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,114,,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,115,二、高壓開關(guān)柜,2. 礦用一般型 特別要求:(1)全封閉外殼,具有防機(jī)械損傷,防潮結(jié)構(gòu)。(2)在溫度35℃ 、相對(duì)濕度97%的空氣中運(yùn)行絕緣良好,絕緣材料又耐油性和耐弧性。(3)引入電纜接線端子有一定的漏電距離和氣隙。(4)高壓油斷路器的使用額定斷流容量應(yīng)為實(shí)際最大值的一半。(5)應(yīng)有防誤操作的機(jī)械閉鎖裝置。(6)電纜引出線應(yīng)有接線盒或用插銷聯(lián)結(jié)電纜。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,116,2. 礦用一般型,我國(guó)煤礦常用型號(hào):KYGG、GKW、GKFC、GFW型等。 G-開關(guān)柜 K-礦用型 W-室外 F-負(fù)荷開關(guān) C-手車式,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,117,手車式開關(guān)柜,結(jié)構(gòu):柜體和手車兩部分 柜體內(nèi)有匯流母線、電纜頭、一次靜觸頭座,兩側(cè)柜上有手車接地靜觸座,正面兩側(cè)各設(shè)觸頭6組。柜底設(shè)供手車用的軌道。 手車上有隔離開關(guān),一、二次動(dòng)觸頭,電流電壓互感器,高壓熔斷器,多油斷路器,電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)、照明燈等。手車上部為儀表屏,下部為繼電器屏。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,118,二、高壓開關(guān)柜,3. 礦用隔爆型,PBG系列礦用隔爆兼本質(zhì)安全型 高壓真空配電裝置,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,120,第四節(jié) 低壓配電開關(guān),隔爆自動(dòng)饋電開關(guān):容量較大,作為低壓總開關(guān)和分路總開關(guān)。 隔爆手動(dòng)起動(dòng)器:容量較小,用于小負(fù)荷線路、照明變壓器的控制保護(hù)及相應(yīng)容量的鼠籠式電動(dòng)機(jī)。 一、DW80系列隔爆自動(dòng)饋電開關(guān) 適用于380V和660V網(wǎng)絡(luò),2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,121,一、DW80系列隔爆自動(dòng)饋電開關(guān),1. 型號(hào)及數(shù)據(jù) 如DW80-120F型 D--自動(dòng)空氣斷路器 W--萬(wàn)能式 8--隔爆型 0--設(shè)計(jì)序號(hào) 120--額定電流(A) F --帶分勵(lì)脫扣器,,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,122,一、DW80系列隔爆自動(dòng)饋電開關(guān),DW80系列礦用隔爆型饋電開關(guān)適用于含有爆炸性危險(xiǎn)氣體(如甲烷混合物)和煤塵的礦井下及其它工業(yè)廠礦中,在交流50Hz、電壓380V、660V的線路中作為供電系統(tǒng)的總開關(guān),分支開關(guān)用,也可以作為大容量電動(dòng)機(jī)不頻繁啟動(dòng)用,當(dāng)線路發(fā)生過或短路時(shí)能自動(dòng)切斷電源。對(duì)電器產(chǎn)品有過載、短路、失壓、欠壓保護(hù)的功能。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,123,一、DW80系列隔爆自動(dòng)饋電開關(guān)(外形),,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,124,一、DW80系列隔爆自動(dòng)饋電開關(guān),DW80系列外殼前后部分呈圓柱型空腔,前面裝有斷路器的操作手柄。該手柄借助聯(lián)鎖桿的作用實(shí)現(xiàn)蓋子與自動(dòng)開關(guān)的分合聯(lián)鎖。即自動(dòng)開關(guān)閉合狀態(tài)時(shí),蓋子打不開;在蓋子開啟狀態(tài)時(shí),手柄被聯(lián)鎖桿固定在斷開位置,自動(dòng)開關(guān)不能合閘,保證檢修安全。即強(qiáng)制實(shí)現(xiàn)“斷電源后開蓋”。外殼與蓋子連接采用轉(zhuǎn)蓋式,將蓋子旋轉(zhuǎn)一定角度,即可與外殼卡牢。,DW80系列饋電開關(guān)電路圖,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,126,一、DW80系列隔爆自動(dòng)饋電開關(guān),三極萬(wàn)能自動(dòng)空氣斷路器(手動(dòng)三極接觸器KM,過流脫扣器YA1,YA2和分勵(lì)脫扣器YA3)均安裝在絕緣板上。手動(dòng)三極接觸器由手柄直接控制,用于正常情況下分合電源。YA1,YA2在線路故障或過流時(shí)動(dòng)作,用于自動(dòng)跳閘和切斷電源,起保護(hù)作用。YA3為一只有壓釋放器,與檢漏繼電器配合,一端連接L2相,另一端接于檢漏繼電器常開節(jié)點(diǎn)。當(dāng)線路有漏電故障時(shí),檢漏繼電器常開節(jié)點(diǎn)閉合,YA3線圈有電流通過,使自動(dòng)開關(guān)跳閘。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,127,二、DWKB30系列礦用隔爆自動(dòng)饋電開關(guān),DWKB系列自動(dòng)饋電開關(guān)用在1140V電壓下的一般為方形,380V和660V電壓的一般外形與DW80系列相識(shí)。一般用在200A~400A供電系統(tǒng)中,作為饋電總開關(guān)、分支開關(guān)或大容量電機(jī)的控制開關(guān)。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,128,二、DWKB30系列礦用隔爆自動(dòng)饋電開關(guān),型號(hào)含義: 如DWKB30-400/1140Z D-斷路器 W-萬(wàn)能式 K-礦用 B-隔爆型 30-設(shè)計(jì)序號(hào) 400-額定電流(A) 1140-額定電壓(V) Z-真空斷路器,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,129,饋電開關(guān)外形圖 1-聯(lián)鎖機(jī)構(gòu) 2-試驗(yàn)開關(guān) 3-觀察窗 4-提升手柄 5-隔離開關(guān)手柄 6-合閘、分?jǐn)嚅_關(guān)手柄 7-外接地端子,二、DWKB30系列礦用隔爆自動(dòng)饋電開關(guān),2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,130,二、DWKB30系列礦用隔爆自動(dòng)饋電開關(guān),2. 結(jié)構(gòu)特征及系統(tǒng)框圖 (1)饋電開關(guān)主要由隔爆外殼、(真空)斷路器、隔離開關(guān)以及控制單元組成。真空斷路器、隔離開關(guān)安裝在主腔內(nèi),控制單元安裝在門蓋上。 (2)隔爆外殼由主腔、門蓋和接線箱三部分組成。主腔為方形,右側(cè)設(shè)有操作隔離開關(guān)的手柄、門蓋和隔離開關(guān)間設(shè)有可靠的機(jī)械聯(lián)鎖裝置,保證在控制回路有電時(shí),不能打開門蓋,門蓋打開后,控制回路斷電。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,131,二、DWKB30系列礦用隔爆自動(dòng)饋電開關(guān),(3)饋電開關(guān)蓋左上側(cè)設(shè)有電源、工作、絕緣、短路、漏電顯示及其視察窗。門蓋的右上側(cè)設(shè)有試驗(yàn)開關(guān)可供饋電開關(guān)進(jìn)行過載、短路、漏電模擬試驗(yàn)。門蓋的右下側(cè)是合閘與分?jǐn)嚅_關(guān)。 (4)主腔與門蓋隔爆面的連接采用提升式勾掛結(jié)構(gòu)。外殼左側(cè)有一提升機(jī)構(gòu),通過操縱手柄將門蓋提起,繞其轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)便可將門蓋打開。 (5)主電路和控制電路電纜通過接線箱上的引入裝置引入、引出。 (6)接線箱內(nèi)和外殼下部設(shè)有接地螺釘,安裝使用時(shí)應(yīng)可靠接地。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,132,二、DWKB30系列礦用隔爆自動(dòng)饋電開關(guān),3. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,133,電氣部分主要由DW型自動(dòng)開關(guān)QA觸頭、失壓脫扣線圈YA1、分勵(lì)脫扣線圈YA2、半導(dǎo)體脫扣器A1和信號(hào)顯示裝置HL及其輔助裝置、信號(hào)檢測(cè)環(huán)節(jié)等組成。 QA開關(guān)由操作手柄控制,用于通斷主回路。自由脫扣機(jī)構(gòu)受相關(guān)繼電器控制,使QA開關(guān)在過載、短路、欠壓、漏電(配合檢漏繼電器)等故障下跳閘,實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)。 自由脫扣機(jī)構(gòu)電源由QA開關(guān)電源側(cè)引出,保證任何(帶電)情況保證開關(guān)保護(hù)動(dòng)作。 欠壓保護(hù)在低于70%額定電壓時(shí)動(dòng)作。,二、DWKB30系列礦用隔爆自動(dòng)饋電開關(guān),2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,134,三、QS81系列隔爆手動(dòng)開關(guān),QS81系列隔爆手動(dòng)開關(guān)又稱手動(dòng)起動(dòng)器,主要用來(lái)控制井下小型輸送機(jī)、水泵、局部風(fēng)機(jī)和照明設(shè)備等。適用于具有爆炸性氣體混合物(甲烷類)和煤塵的煤礦井下,在交流50Hz、電壓380V至660V的線路中。主要型號(hào)有QS81及QSS81等。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,135,三、QS81系列隔爆手動(dòng)開關(guān),1. 型號(hào)及含義 2. 結(jié)構(gòu)概述 起動(dòng)器由隔爆外殼和裝于殼內(nèi)的本體組成。外殼為圓柱形,有凸出的底和蓋。外殼上部焊有用于引入、引出電纜的隔爆型接線箱,殼蓋與殼身采用轉(zhuǎn)蓋式結(jié)構(gòu)連接,殼蓋與操作手柄間設(shè)有可靠的機(jī)械聯(lián)鎖。本體含操作機(jī)構(gòu)、觸頭、滅弧系統(tǒng)和熔斷器等部分。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,136,,,三、QS81系列隔爆手動(dòng)開關(guān),2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,137,三、QS81系列隔爆手動(dòng)開關(guān),3. 電氣系統(tǒng)圖 電氣圖包括一個(gè)三極手動(dòng)接觸器、引線端子,動(dòng)觸頭的兩相引出線帶RM10型無(wú)填料管式熔斷器。將操作手柄扳至“開”或“關(guān)”位置可以實(shí)現(xiàn)供電和斷電操作。,,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,138,RM10型熔斷器,RM10型熔斷器用于切斷負(fù)載電路的短路故障。熔片一般為變截面結(jié)構(gòu),用以提高熔件的斷流能力。變截面在發(fā)生短路故障時(shí)窄截面處發(fā)熱比寬截面處發(fā)熱高的多,故先行熔斷,從而使熔體分?jǐn)酁閹捉亍?在斷口處產(chǎn)生的單個(gè)電弧電壓在150V~250V,電弧串連在一起,當(dāng)電弧數(shù)量越多則產(chǎn)生的總電壓降就越高,為了使電弧自行熄滅,應(yīng)適當(dāng)選擇窄截面?zhèn)€數(shù),使電網(wǎng)電壓不足以維持電弧的燃弧電壓。如500V或380V選4個(gè)窄截面。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,139,變截面熔斷器結(jié)構(gòu)示意圖,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,140,四、隔爆插銷開關(guān),由插座及插頭兩部分組成,外殼合金制成,轉(zhuǎn)動(dòng)“分”、“合”開關(guān)的轉(zhuǎn)套,內(nèi)部切換好開關(guān)就隨之處于斷開、接通狀態(tài),開關(guān)設(shè)有聯(lián)鎖機(jī)構(gòu),只有處于“分”位置時(shí)才能插拔。 適用范圍:適用在含有爆炸性混合物的危險(xiǎn)場(chǎng)所,在交流50Hz、額定電壓100至380V的電路中,作為連接手持電動(dòng)工具或照明燈電源之用。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,141,隔爆插銷開關(guān),2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,142,第五節(jié) 電力變壓器和移動(dòng)變電站,一、電力變壓器 低損耗電力變壓器 礦井地面使用的電力變壓器有SJL1型等傳統(tǒng)變壓器和S7、S9系列的低損耗變壓器。低損耗變壓器節(jié)能效果好,適合推廣使用。 變壓器是電力生產(chǎn)、使用過程中的主要耗能設(shè)備。S7、S9 系列低損耗變壓器即低損耗非晶合金配電變壓器是二十世紀(jì)八十年代初期在美國(guó)發(fā)展起來(lái)的一種新型節(jié)能型變壓器。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,143,低損耗變壓器,非晶合金是一種與傳統(tǒng)硅鋼片結(jié)構(gòu)完全不同的材料,具有低鐵損、高導(dǎo)磁率、高電阻率等特性。當(dāng)磁密度相同時(shí),低損變壓器鐵芯損耗只有傳統(tǒng)硅鋼片變壓器損耗的25~35%。 低損耗變壓器與傳統(tǒng)變壓器的結(jié)構(gòu)基本相同,但有如下特點(diǎn): (1)改進(jìn)鐵心結(jié)構(gòu),降低空載損耗; (2)改進(jìn)絕緣結(jié)構(gòu),降低負(fù)載損耗; (3)改進(jìn)整體結(jié)構(gòu),降低附加損耗。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,144,630kVA、10kV低損耗變壓器與傳統(tǒng)變壓器標(biāo)準(zhǔn)損耗值對(duì)比,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,145,2. 礦用動(dòng)力變壓器,1)型號(hào)及含義,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,146,1)型號(hào)及含義 如KSJ3-320/6即礦用三相舊系列油浸銅芯線變壓器 K —— 礦用; S —— 三相; J —— 舊系列; S7或S9 —— 低損耗; 320 —— 額定容量(kVA); 6 —— 一次側(cè)額定電壓(kV),2. 礦用動(dòng)力變壓器,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,147,2. 礦用動(dòng)力變壓器,2)KS7系列礦用低損耗動(dòng)力變壓器 KS7系列變壓器應(yīng)用于無(wú)沼氣、煤塵突出的煤礦井底車場(chǎng)及主要進(jìn)風(fēng)巷道。為適合礦井特殊工作場(chǎng)合,其結(jié)構(gòu)與普通變壓器不同點(diǎn)包括: (1)油箱采用低碳鋼板,構(gòu)造堅(jiān)固,可承受0.1MPa內(nèi)壓力。 (2)不設(shè)貯油柜,以防在礦井下碰撞發(fā)生事故。 (3)油箱兩側(cè)有密封式高低壓電纜接線盒磁套盒,盒下設(shè)有供電纜進(jìn)出線的喇叭扣,低壓出線盒旁裝無(wú)載分接開關(guān),供高壓線圈分接頭調(diào)整電壓用。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,148,2. 礦用動(dòng)力變壓器,(4)油箱上設(shè)有注油用的注油塞,塞上設(shè)有通氣孔以排出熱空氣及油中分解的甲烷產(chǎn)物用。 (5)油箱下有拖撬及帶邊緣的鋼輪,可在35o以下斜角的傾斜巷道內(nèi)運(yùn)輸。,通用電力變壓器,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,150,3. 礦用隔爆干式變壓器,與油浸式變壓器相比其優(yōu)點(diǎn)在于: (1)沒有火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)。 (2)不存在變壓器油老化問題,維護(hù)檢修工作量大大減小。 (3)附屬部件簡(jiǎn)單,體積小,重量輕。,,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,151,1) KSG-2.5、4.0/0.66型礦用隔爆型干式變壓器 KSG-2.5、4.0/0.66型礦用隔爆型干式變壓器適用于煤礦井下有沼氣和煤塵的爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所,在交流50Hz,電壓380V或660V的供電線路中為礦用煤電鉆、井下照明或信號(hào)提供127(或133V)電源。,3. 礦用隔爆干式變壓器,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,152,3. 礦用隔爆干式變壓器,2)KSGB型礦用隔爆干式變壓器,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,153,本系列產(chǎn)品用于有甲烷混合氣體,煤塵等有爆炸危險(xiǎn)的礦井中,將6、10KV電源轉(zhuǎn)換成400(380)、693(660)、1200(1140)、3450(3300)V煤礦井下所需的低壓電壓。 KSGB型產(chǎn)品外殼為長(zhǎng)方形,箱體兩側(cè)為瓦楞型,上部為圓弧形,有上開蓋式和兩邊開蓋式兩種結(jié)構(gòu),具有強(qiáng)度高,溫升低,散熱性好,易于維修等優(yōu)點(diǎn)。 變壓器兩端設(shè)有兩個(gè)獨(dú)立的高、低壓隔爆接線腔,腔內(nèi)裝有高低壓套管,供相應(yīng)的電纜引線用,接線腔分別通過隔爆法蘭面與高低壓開關(guān)相連。,2)KSGB型礦用隔爆干式變壓器,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,154,該系列產(chǎn)品具有下列優(yōu)點(diǎn): ·鐵心選用優(yōu)質(zhì)低損耗硅鋼片,空載損耗低,空載電流小,噪音低。 ·采用H級(jí)絕緣材料及先進(jìn)的絕緣結(jié)構(gòu),熱穩(wěn)定性好,可在高溫180度下持續(xù)滿負(fù)荷運(yùn)行。 ·器身經(jīng)過多次特殊絕緣處理,具有良好的防潮性能。,2)KSGB型礦用隔爆干式變壓器,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,155,2)KSGB型礦用隔爆干式變壓器,變壓器高壓側(cè)繞組設(shè)有額定電壓的-4%、 -8%或±5%的調(diào)壓分接抽頭,便于將低壓側(cè)的電壓調(diào)節(jié)為適當(dāng)值。斷開高壓電源后,改變分接盒中連接片的位置,即可進(jìn)行電壓調(diào)整。另外通過改變低壓側(cè)的接線方式Y(jié)?Δ接線時(shí),電壓相應(yīng)下降為原電壓的 。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,156,變壓器分抽頭的調(diào)整,由于供電網(wǎng)絡(luò)的線路傳輸中的電壓存在損失等因素,使得電能在到達(dá)負(fù)荷端的時(shí)候,電壓常常滿足不了要求,這時(shí)候,如果是帶有分抽頭的變壓器,就可以通過調(diào)節(jié)變壓器的分抽頭來(lái)調(diào)節(jié)電壓,使電壓達(dá)到用戶的使用要求。 要弄清楚變壓器的分抽頭的調(diào)整方式,首先應(yīng)了解帶有分抽頭的變壓器的結(jié)構(gòu)。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,157,變壓器分抽頭的調(diào)整,如左圖為一帶有分抽頭的變壓器結(jié)構(gòu)圖??梢钥闯觯殖轭^是位于高壓側(cè)。對(duì)于升壓變壓器,分抽頭側(cè)在輸出側(cè);對(duì)降壓變壓器,分抽頭側(cè)在受電側(cè)。一般說的變壓器的一次側(cè)、二次側(cè)額定電壓,是對(duì)應(yīng)額定變比的電壓值。當(dāng)改變分抽頭時(shí),變壓器的實(shí)際變比發(fā)生變化,則輸入輸出電壓的關(guān)系也發(fā)生變化。,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,158,變壓器分抽頭的調(diào)整,變壓器的分抽頭的標(biāo)識(shí)值+5%或-5%,意思即在高壓額定電壓(也即額定變比值)上增加5%或減小5%。 對(duì)升壓變壓器,分抽頭在+5%,則輸出電壓增加5%。 對(duì)降壓變壓器分抽頭在+5%,則輸出電壓是增加5%還是降低5%? 答案:降低5% 作業(yè):P72習(xí)題28,2019/10/13,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系,159,變壓器分抽頭調(diào)整,例:一變壓器,35/6.3kV額定變比,抽頭每級(jí)差2.5%,共7級(jí)。如果變壓器額定變比下輸出電壓為6kV,欲使其輸出6.3kV則應(yīng)選擇分抽頭為: 1. 輸出電壓需要由6kV增加至6.3kV,則此時(shí)變壓器輸出電壓變化為: (6 .3? 6)/6= 0.05 即輸出電壓要增加5% 2.降壓變壓器要增加輸出電壓,應(yīng)減少變比,則高壓側(cè)應(yīng)相應(yīng)減少5%,所以 3.選擇分抽頭為-5%,2019/10/13,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問題本站不予受理。
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