矿山电工复习要点终极版(精品资料).doc

【最新整理，下载后即可编辑】电力系统：电力由各种形式的发电厂生产，经过输送、变换和分配，到达分散的电能用户，这些生产—传输—分配—消费的环节，组成了一个有机的整体，叫做电力系统。

电力系统组成：发电机，电力线路，变压器，负荷。

发电厂:把其他形式的能量转换成电能的场所。

变电所：汇集电能、变换电压的中间环节，由各种变压器和配电设备组成。

不含电力变压器的变电所成为配电所。

变电所分类——按用途：升压或降压变电所、联络变电所、工矿企业变电所、农村变电所、整流变电所和电车变电所；按在电力系统中的地位：枢纽变电所、穿越变电所、终端变电所；按供电范围：区域变电所、地区变电所。

电力网：主要由各种变电所及各种电压等级的电力线路组成，是电力系统的重要组成部分，担负着输送、变换和分配电能的任务。

电力网根据电压等级的高低分为：低压电网——电压在1kV 以下的电力网；高压电网——电压为3~330kV ；超高压电网——电压为330~1000kV ；特高压电网——电压在1000kV 以上。

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。

额定电压等级：国家统一规定电压等级，（作用）使电力设备的生产实现标准化和系列化，有利于电网的建设和运行。

电气设备额定电压的一般规律——发电机：额定电压V GN =1.05*系统额定电压V N ；变压器：受电侧额定电压V TN1（1.与发电机相连时，V TN1=V GN ;2.与线路相连时，V TN1=V N ）输出侧额定电压V TN2（1.与35kV 及以上线路相连V TN2=1.1*V N ;2.与35kV 以下线路相连，但变压器的短路电压百分比VS%>7.5%,或连接长线路时V TN2=1.1*V N ;3.其他情况V TN2=1.05*V N ）系统额定电压与设备额定电压：系统V N =通电设备V N 。

一般规定，在同一电压等级中，受电器和系统的额定电压正好与等级电压相同，发电机额定电压比同级受电器额定电压高5%；变电器二次侧，规定其额定电压比系统电网的电压高5%—10%。

为使变压器二次侧实际电压比电力网额定电压高出5%，其二次侧额定电压应较受电器和电力网额定电压高20%。

电力负荷分级：一级负荷（为使其可靠运行，采用两个独立电源供电，双回路供电，且不会同时丢失）、二级负荷（应由两回线路供电，但若在取得两回线路困难时，亦可由一回专用线路供电）、三级负荷（对供电无特殊要求，可设单一回路供电）电力负荷对供电的基本要求：保证供电的安全可靠；保证电能的良好质量；保证供电系统运行的经济性；安全性。

煤矿常用电压等级及应用范围：36V:井下电气设备的控制及局部照明；127V:井下照明及手持式电钻；220V:矿井地面照明；250V:电机车；380V:地面及井下低压动力；500V:电机车；660V:井下低压动力；1140V:井下综合机械化采取动力。

系统或网络结构的基本方式：放射式（单回放射式、双回路放射式）、干线式（直接连接、贯穿连接）、环状式。

矿山各级变电所常用的接线方式：单母线、桥式、双母线、线路—变压器组、3/2个断路器结线。

矿山供电方式取决于矿区范围、矿层埋藏深浅、井下涌水量大小、井型大小、采煤方法、机械化程度典型的矿井供电系统主要有深井、浅井、平硐三种。

深井供电系统：高压电能用电缆送到井下，并直接送到采区。

在井下，由于一、二级负荷一般占大部分，故依《煤矿安全规定》，井下中央变电所的电源引入线至少要用两条电缆，它们应分接于地面变电所的不同母线段上；为便于在井筒中安装和敷设，一般要求下井电缆的截面直径不超过120mm。

浅井和深井的主要区别：前者中的井底车场配电所代替后者的井下中央变电所，并由井底车场变电所直接向附近的用电设备供电。

采用钻孔敷设电缆的优点是：将由矿井地面变电所至采区变电所的电缆线路换成可靠的架空线路，节约了有色金属和投资；井下巷道中没有高压电缆，使人员和设备更加安全；减少了井下变电所硐室的开拓量；在有瓦斯、煤尘爆炸危险的采区中，由于将变电亭设在地面，就是防爆高压配电箱和矿用变压器的用量达到了最低限度。

缺点：需要进行钻孔、下套管工作，且套管不能回收；需要架设高压架空线、修建变电亭；冬季施工和维护困难。

井下中央变电所—位置选择原则：应尽量靠近负荷中心，并根据通风良好、交通方便、进出线易于敷设、顶底板条件及保安煤柱的位置等因素，综合加以考虑。

一般设在靠近副井的井底车场范围内。

硐室要求：硐室用非燃性材料支护，尺寸取决于硐室内的电气设备的数量、大小及它们之间的通道，并考虑留有20％的余地。

（采区变电所硐室不考虑扩充余地）井下中央变电所可与主排水泵房、牵引变流所组成联合硐室，也可单独建立硐室。

为联合硐室时，应有单独的通道通向井底车场或大巷，井下中央变电所的硐室不应与空气压缩机站硐室连用或毗邻。

采区变电所位置确定原则：位于负荷中心，并保证向采区内最远距离、最大容量负荷供电；一个采区尽量采用一个采区变电所；尽量设在顶底板稳定，无淋水地点；通风、运输方便。

高压开关电器：在电力系统中，将能接通、断开或转换高压电路的电器统称为高压开关电器。

分立使用的高压开关电器有熔断器、隔离开关、负荷开关、和断路器四类。

熔断器按结构和动作原理分限流式、跌落式。

）断路器按灭弧介质划分：多油、少油、真空和六氟化硫（SF6等断路器。

隔离开关用途：隔离电源；电路转换；闭合与分断小电流的电路。

高压开关柜的组成：母线、高压开关、电流及电压互感器、计量仪表和保护装置、信号及操动机构等。

根据结构不同分为：普通型、矿用一般型、隔爆型。

普通型高压开关柜“五防”措施：防止误分、合断路器；防止带负荷分、合隔离开关；防止带点挂接底线；防止带接地线合隔离开关；防止人员误入带点间隔。

矿用一般型电气设备结构要求：全封闭外壳，具有防机械损伤，防潮构造；能在温度35°C、相对湿度97%的空气中有良好的绝缘，绝缘材料具有耐油性和耐弧性；引入电缆接线端子有一定的漏电距离和气隙；高压油断路器的使用额定断流容量应为实际最大值的一半；应有防误操作的机械连锁装置；电缆引出线应由接线盒，或用插销连接电缆。

种类：我国露天煤矿及无瓦斯、煤尘突出的矿井井底车场、进风大巷或井下中央变电所常用的有GKW-1型、GKFC-1型、GFW-1型。

矿用隔爆型用途：适用于有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿井井下忠言变电所、采取变电所和其他场所向变压器、高压电动机和高压分支线路供电。

GKFC-1型手车开关柜可在煤矿井底车场或井下大巷，通风良好且无瓦斯、煤尘突出的井下中央变电所作配电用。

井下使用的低压配电开关包括隔爆自动馈电开关和隔爆手动启动两大类。

前者容量较大，主要用来作低压总开关和分路总开关；后者容量较小，主要用于小负荷线路、照明变压器的控制保护。

配电开关当然也可用来控制保护相应容量的鼠笼式电动机。

低压隔爆手动开关（QS81系列隔爆手动开关）用途：主要用于有瓦斯煤尘爆炸危险的矿井中，用以控制不需要频繁启动和停止交流380V、660V的三相鼠笼型异步电动机。

低耗电力变压器特点：改进了铁心结构，降低了空载损耗；改进了绝缘结构，降低了负载损耗；改进了其他方面结构，以降低另外一些损耗。

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，其外形结构上与普通变压器不同点为：①油箱采用低碳钢板，构造坚固，能承受0.1MPa的内压力；②不设贮油柜，以防在矿井内碰撞而发生事故；③油箱两侧装有密封式高、低压电缆接线瓷套盒，盒下设有供电缆进出线用的喇叭口；④油箱盖上设有注油用的注油塞，塞上有通气孔排出热空气及油中分解的甲烷产物用；⑤油箱下有托撬及带边缘的滚轮，允许在与垂直面成35º角的倾斜巷道内运输。

矿用隔爆干式变压器与油浸变压器相比具有的优点：没有火灾和爆炸危险；不存在变压器油的老化问题，因而维护检修工作量大为减少；附属部件简单，没有贮油柜、安全气道和油门等部件及密封问题，且体积小、质量轻。

用于易燃或有爆炸危险的矿井中。

移动变电站的组成结构：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。

煤矿井下常用的动力电缆主要有铠装电缆和橡套电缆等类。

铠装电缆主要在井筒和巷道中作井下输电干线向固定设备供电用；橡套电缆主要在采掘工作面供移动机械使用。

电缆敷设地点的限制——在采用机械提升的进风井的倾斜井巷（不包括输送机上、下山）和使用木支架的立井井筒中，不应敷设电缆；在溜放煤矸、材料的溜道中，由于电缆易受损伤，规定不应敷设。

电缆故障的种类：漏电、接地、短路、断线、闪络性故障。

电缆故障的原因：机械损伤、绝缘老化、施工不当。

故障的性质：开路，低阻，高阻，闪络等四类。

电缆故障探测方法：电桥法、低压脉冲反射法、脉冲电压法、脉冲电流法（行波法）。

煤矿井下三大保护：漏电保护、保护接地、过流保护。

瓦斯：通常是指沼气，沼气是一种无色、无臭、无味、无毒的气体，比空气轻，当其含量达到一定值时，遇到火源就会燃烧或发生爆炸。

矿井瓦斯爆炸的必须同时具备的两个条件：瓦斯浓度达到5%～16%；存在温度达650～750℃的点火源。

最容易引爆的瓦斯浓度是8.5%，爆炸压力最大的瓦斯浓度是9.5%，当瓦斯浓度低于5%时可以被点燃，但不会爆炸。

煤尘在空气中的悬浮含量达到60～2000g/m3时，便具有爆炸性。

煤尘的引爆温度为700～800℃。

当瓦斯中含有煤尘时，会使爆炸浓度的下限降低。

当矿井空气中同时存在瓦斯和煤尘时，危险程度将显著增加。

防止瓦斯、煤尘爆炸的预防措施：将瓦斯和煤尘的含量严格控制在非爆炸的范围内；控制井下各种可能引爆的热源、火源和电源，使之不能外露或低于引爆温度；完善井下供电系统的保护装置，当供电系统或设备发生可能引爆瓦斯、煤尘的故障时，及时地切断电源；建立和健全各种有效的安全制度和操作制度，保证井下供电系统与设备的正常运行。

对矿用一般型电气设备的基本要求是：外壳有一定的防水、防外物的要求；引入电缆的接线端子有一定的空气间隙和漏电距离的要求；有良好的耐潮性能；进线装置应符合国家标准GB 3836--2000（爆炸性环境用防爆电气设备）的要求；应有内、外接地螺栓；接线盒的内壁和可能产生火花的金属外壳内壁应均匀地涂上一层耐弧漆。

防爆型电气设备按结构的不同分为：矿用防爆型电气设备（增安型、隔爆型、油浸型、本质安全型、正压型、特殊型）、充砂型、气密型、浇封型、无火花型等。

矿用增安型电气设备：对于正常运行时不产生电弧、火花或危险高温的电器设备或部件，采取适当措施，以进一步提高安全程度，防止内部发生短路及接地故障，并严格控制外壳的表面温度，以达到防爆的目的。

隔爆型：隔爆外壳具有足够的机械强度，能耐受内部爆炸性混合物可能产生的最大压力，并严格控制接合面的间隙、宽度及加工光洁度，使电气设备外壳内部发生的电火花及爆炸不致引燃外部爆炸性混合物。