矿山电工 复习资料

矿山电工学

第一章矿山供电系统与电气设备

1、概述

一、基本概念：

1、矿山供电——矿山所需电能的供应和分配问题。任务：如何安全可靠的将电能运送到用户手中。为什么要用电能作为主要力：易转换、运输和分配方便、控制和测量简单、成本低

2、电力系统——电能由各种形式的发电厂产生，经过输送、变换和分配，到达分散的电能用户，这些生产——变换——传输——分配——消费的环节,组成的一个有机整体，叫做电力系统。（为什么建立大型电力系统？有利于一次能源（煤油）的利用、减小电能损耗，降低发电成本、保证了供电质量（电压、频率）、提高了供电的可靠性、有利于今后的发展）

3、发电厂：是将一次能源转换为电能的工厂。

4、变、配电所：变电所是<汇集电能、变换电压、分配电能>的中间环节，它由各种电力变压器和配电设备组成。<不含电力变压器>的变电所称为配电所。(作用、区别、分类)

二、电力系统的额定电压：

1、用电设备额定电压：能使用电设备正常运行并获得最佳经济效果的电压。

2、具体规定：见下图

1、用电设备（受电设备）与同级电网的额定电压相同；

2、发电机（供电设备）高于同级电网的额定电压5%；

3、电力变压器（有几种）：⑴一次线圈（有两种情况） a、当变压器一次直接与发电机相连时，如图所示，T1，其额定电压与发电机相同，即高于同级电网额定电压的 5%。 b、当变压器一次与线路相连时，如图所示T2，其额定电压与同级电网的额定电压相同。⑵二次线路（也有两种情况） a、当二次与输电线路相连时（一般为高压6KV以上），一要考虑变压器内部损耗 5%，同时又要考虑线路上损耗5%，所以其电压要比同级电网的额定电压高10%，如图T1所示。 b、当二次与用电设备相连时（一般为低压），则其电压高出同级电网的额定电压5%，如图T2所示。例题:P79 30

三、电力负荷及对供电的要求： 1、电力负荷： 是指设备或线路正常运行时消耗和损耗的功率之和。 2、电力负荷的分级： ⑴ 一级负荷：当中断供电时，将造成人身伤亡者，或在政治、经济上造成重大损失者，为一级负荷。 ⑵ 二级负荷：当中断供电时，将在政治、经济上造成较大损失者，为二级负荷。 ⑶ 三级负荷：除

一、二级负荷外，均为三级负荷。 3、对电力负荷的供电要求： ⑴ 一级：双电源双回路； ⑵ 二级：双回路或专用线； ⑶ 三级：无要求。 4、电力负荷的计算(补充) 式中： Pca 、Qca 、Sca ——该用电设备组的有功、无功，视在功率计算负荷。 ∑PN ——该用电设备组的设备总额定容量KW VN ——额定电压V tanj ——功率因数角的正切值，可查表得（表6-2 ）p263 Ica ——该用电设备组的计算负荷电流A （工作电流） Kd ——需用系数，由表查得（表6-2 ）p263

5、例题：某机修车间380V 线路上，有车床电机20台共计50kW ；通风机 2台共计3kW ；电炉1台2kW

知：车床Kd=0.2，cos φ=0.5，tan φ=1.73通风机Kd=0.8，cos φ=0.8，tan φ=0.75； 电炉Kd=0.7，cos φ=1，tan φ=0； 解：各组计算负荷：

车床组 风机组 电炉组 总计算负荷：

Sca 用来选择变压器 Ica 选择开关、电缆

对供电系统的基本要求1安全性2可靠性3、优质性 4、经济性

97.0K 95.0K q =∑=∑，p var 3.1773.110tan 10502.0k P Q kW

P K P ca ca N d ca =⨯=Φ⨯==⨯=⨯=∑var

8.175.04.2tan 4.238.0k P Q kW P K P ca ca N d ca =⨯=Φ⨯==⨯=⨯=∑var

004.1tan 4.127.0k P Q kW P K P ca ca N d ca =⨯=Φ⨯==⨯=⨯=∑()()A V S I kVA Q P S k Q K Q kW P K

P N ca ca ca ca ca ca q ca ca p ca 5.3438

.037.2237.225.181.13var 5.1808.13.1797.01.134.14.21095.02222=⨯=⨯==+=+==++⨯=⨯∑==++⨯=⨯∑=∑∑

2矿山供电系统

一、供电的基本路径: 所谓基本路径是指电能从发电机到电动机(用户)所经过的最少环节和最少设备。二、供电系统结线方式: 1、供电系统结线：指由各种电气设备及其联结线根据一定的方法所构成的供电线路，其功能是汇集和分配电能。2、母线 3、供电系统的基本结线方式有：* 放射式三种（单回放射式、单电源双回路放射式、双电源双回路放射式）* 干线式两种（直接连接、贯穿连接）* 环状式(特点和用途：枢纽变电站) 4、各级变电所常用结线方式：有：* 母线式（单母线不分段、单母线分段、双母线） * 桥式（内桥式、外桥式、全桥式）* 线路-变压器组式(特点和用途)

三、矿山供电系统图分析：（深井、浅井、平峒三种） 1、深井供电系统：对于矿层埋藏深（200m以上）、生产能力大的矿

井，多采用2、浅井供电系统：对于矿层埋藏不深（100-200m），多采用钻孔将电能送至井下3、平峒开采的供电系统：矿层浅（＜100m），往往采用该供电系统，其他方面同浅井供电。特点：所有的变（配）电所都在地面，无高压下井。

四、矿井各级变电所及配电点位置选择：※1、矿井地面变电所：⑴靠近负荷中心（电压损失少）；⑵进出线方便（四周有开阔地）；⑶避开污染源；⑷适宜的地质条件（顶底极条件、通风条件、滑坡、采空区、交通方便）

⑸避开危险区（炸药库、爆破区、多雷区）； (6)应有发展的余地（矿山的发展）。※2、井下中央变（配）电所⑴靠近负荷中心；

⑵供电电缆便于引入；⑶通风要好（防火）⑷顶底板条件要好

⑸考虑电机的供电距离（采煤机表 1-6 )P25； (6) 发展余地。※

3、采区变电所：（有两种方式）即：采区变电所→工作面配电点。随着机械化大量出现，供电容量大大增加，通常采用：采区配电所→移动变电站→工作面配电点供电方式。⑴位于负荷中心；

⑵采区变电所的位置一般不变；⑶设在地质条件好的地点(顶底板、淋水)；⑷通风、运输方便；⑸考虑大容量电机的最大供电距离（采煤机表1-6 ）。

3 高压开关与设备：一、电弧:（增补内容）（一）什么是电弧？介质被击穿导电而形成的亮度强、温度高的弧光，这一弧光称电弧。（二）电弧的产生与维持：触头分离→温度↑（热游离）→强电场发射→e↑（运动）碰撞游离→发弧→温度→热游离→电弧维持（三）电弧的熄灭条件：电弧熄灭的条件是：去游离率＞游离率（四）电弧的危害： 1、伤人； 2、损坏设备； 3、延长故障时间。（五）灭弧方法：(目前常用) 1、速拉灭弧法： 2、冷却灭弧法：3、吹弧灭弧法： 4、长弧切短灭弧法： 5、粗弧分细灭弧法： 6、狭沟灭弧法： 7、真空灭弧法：8、惰性气体灭弧法等。

二、高压熔断器: 是一种当电流超过规定值时（故障电流），使其熔体发热熔化,从而断开电路的保护电器，并对电路及电路中的设备进行保护，该元件称为熔断器。按其结构和动作原理分：限流式和跌落式两种。（一）限流式熔断器（户内）： 1、结构：主要由熔体（丝）、磁管、石英砂和附件组成。RN1的熔体上焊有小锡球，RN3的熔体采用的是变截面熔片。 2、工作原理：该熔断器同时采用几种灭弧方式（粗分细、长切短、狭沟），故是一种灭弧能力很强的熔断器，能在短路电流未达冲击值（即短路后不到半个周期0.01秒）即能完全熄灭电弧，使线路和设备不受冲击电流的影响，因此，称为“限流”式熔断器。（二）RW4系列跌落式熔断器

三、高压隔离开关：高压隔离开关主要用来隔离高压电源，有明显可见的断电间隙，以保证其它电器设备的安全检修。它没有专门的灭弧装置，所以不能带负荷操作,更不能故障时跳闸。按安装地点分为户内或户外式两种。