矿山电工学考试复习题3

矿山电工学考试复习题 3 一 填空题 1 典型的矿山供电系统主要有 和三种 2 矿用隔爆设备的外壳必须具有性和 3 煤矿电网进行无功补偿 按照补偿装置的装设地点 有 方式补偿区最大 4 根据触电对人身的危害 大致将触电分为 5 桥式接线有三种方式 6 引起瓦斯煤尘爆炸要同时具备的两个必要条件是 7 煤矿井下三大保护是 8 煤矿井下短路故障有和两种 9 深井供电系统中高压供电系统一般由 10 电力系统是由 电能的四个环节组成 11 要求供电必须采用两个独立电源供电的负荷属于级负荷 12 电网过电压按其来源的不同主要分为两种 13 井下沼气 煤尘的最小点燃能量为 mJ 14 矿山常用的控制电器有 和等 15 煤矿安全规程规定 井下接地网上任一点测得的接地电阻不得超过欧 16 断开带电线路时断路器与隔离开关的动作顺序为先断开后断开 17 常用 18 工矿企业的电费由 力率调整电费 19 根据有关规定 井下接地网上任一保护接地点测得的接地电阻值不得 超过 二 简答题 1 煤矿电网节电的一般措施 答 1 加强技术管理 实行计划用电 具体的措施有以下几条 1 建立日 用电量分析制度 2 实行负荷调整 降低负荷高峰 3 实行经济运行方式 4 加强运行维护和检修 5 提高职工的技术素质 养成节约用电的良好习 惯 形成人人重视节电 处处注意节电的风气 2 积极推广节电新技术 1 采用高效低耗的节能型供用电设备 2 改造现 有电耗大的生产工艺与设备 3 改造供电系统 降低线路损耗 4 合理使用 现有设备 人工提高功率因数 3 设置无功功率补偿装置 人工提高功率因数 一种是使同步电动机过 励磁运行 另一种方法是在电网中并联电力电容器 2 三个等级的电力用户对供电的要求 答 1 一级负荷 采用两个独立电源供电 当任一回路发生故障停止供 电时 另一回路应能担负矿井全部负荷 矿井的两回电源线路 应分别来 自电力网中的两个区域变电所或发电厂 如实现这一要求确有困难时 则 必须引自同一区域变电所或发电厂的不同母线段 2 对属于二级负荷的设备 应由两回线路供电 但若在取得两回线路有 困难时 亦可由一回专用线路供电 对并下普采或高档普采工作面供电的 采区变电所电源线 也可采用一回专用电缆 3 三级负荷 此类负荷一般对供电无特殊要求 可设单一回路供电 3 提高功率因数会带来哪些好处 1 可以提高发电 供电设备的能力 使设备可以得到充分的利用 2 可以提高用户设备 如变压器等 的利用率 节省供用电设备投资 挖 掘原有设备的潜力 3 可以降低电力系统的电压损失 减少电压波动 改善电压质量 4 可减少输 变 配电设备中的电流 因而降低了电能输送过程的电能损 耗 5 可减少煤矿企业电费开支 降低生产成本 4 矿用防爆电器设备按照防爆结构不同有哪些类型 答 增安型 隔爆型 油浸型 本质安全型 正压型 特殊型 5 说明 QC83 80N 可逆磁力启动器 内各个符号含义 答 Q 一起动器 c 一磁力 8 一隔爆 3 一设计序号 80 一额定电流 A N 一可逆 6 简述矿用动力电缆类型及其应用范围 答 煤矿井下常用的动力电缆主要有铠装电缆 油浸纸绝缘 聚氯乙烯绝缘 交联聚乙烯绝缘 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 矿用橡尝电缆既是并下固定设备 运输设备 采掘设备的供电电缆 又是 从采区变电所向采掘工作面配电用的动力电缆 同时还有供井下移动变电 站用的高压 6 10kv 监视型屏蔽橡套电缆和地面大型采掘机用的高压 6 10kv 橡套电缆 7 矿井采取的供电方式主要取决于哪些因素 答 矿井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 机械化程度等因素 典型的矿井供电系统主要有深井 浅井 平硐三种 8 简述井下保护接地系统由哪几部分组成 为何采用井下保护接地系统 答 井下保护接地系统由主接地极 局部接地极 接地母线 辅助接地母 线 接地导线和连接导线等组成 井下各种电气设备装设了单独的保护接地装置 并不能完全消除触电的危 险 接地系统不仅降低了接地电阻 而且也防止了不同电气设备的不同相 同时碰壳 接地 所带来的危险 因为这时两相短路电流主要通过接地网流 通 因而提高了两相短路电流的数值 保证过流保护装置可靠动作 9 井下常用的漏电保护原理主要有哪几种 答 1 附加电源直流检测式漏电保护 2 利用三个整流管的漏电保护 3 零 序电压式漏电保护 4 零序电流式漏电保护 5 零序功率方向式漏电保护 6 旁路接地式漏电保护 三 计算题 1 漏电电流计算 Ima Rma 1 交流电的角频率 2 314 交流电的频率 50 z 设电网每相对地电容 C 0 5 F 每相对地电阻 r 35K 人体电阻 Rma 1000 电网线电压 Vc1 660V 根据上式可以算出此时的人身触电电 流 Ima 1000 1 9 1000 1 314 0 5 10 35000 r r 6R ma 2 短路电流计算 详见 P142 144 高压电网短路计算的基本公式如下 I IS Var 3X iim 2 55IS Iim 1 52IS SS 3VarIS Var2 X IS 0 866IS3 IS3 稳态三相短路电流 KA X 短路回路的总电抗 IS 稳态两相短路电流 KA 1 绘制计算电路图 选定短路计算点 要计算短路电流 首先必须绘出计算电路固 如图 2 36 所示 在计算电 路图上 将 计算短路电流时所需要的各元件的额定参数都表示出来 并将各元件依次 编号 然后 选 定并标出短路计算点 短路计算点要选择得使需进行短路校验的电气设备 有最大可能的短 路电流通过 2 绘制计算用的等效电路图 按照所选择的短路计算点 用电抗符号表示电路中的各电气设备 元件 如图 2 37 所示 在等效电路图上 只需将被计算的短路电流所经过的一些元件绘出 并标明其编号 和电抗值 其中分数的分子标编号 分母标计算出的元件电抗值 根据等 效电路就可以计 算短路回路的总电抗和各短路参数 2 2 3 3 3 3 3 元件电抗的计算 1 系统电抗 XSY 有两种计算方法 如果上级供电部门提供了电源母线上的短路容量 SS 则系统电抗可由下式求得 Xsy 3ISVar V2 ar Ss V2 ar Sbr 2 电力线路电抗 Xw 电力线路的电抗 可由给定截面和线距的架空线或给定截面积或电压的电 缆线单位长 度电抗的值求得 Xw x0L 式中 X0 表示导线或电缆单位长度的电抗 因为同类线路的电抗值一般变 动范围不大 故可采用以下每相平均单位电抗值 6kv 及以上高压架空线 x0 0 4 km 6 10kv 电缆 x0 0 08 km 3 电力变压器的电抗 XT 电力变压器的电抗 可由变压器的短路电压百分数 即阻抗电压 vs 来近似 计算 由 vs 的定义可知 XT vs 式中 2 厂变压器等效阻抗 nl ST 变压器额定容量 Mv A 2 V 短路点所在处线路的平均电压 kv ar V2 ar ST 用 Var 的原因是因为变压器的电抗应折算到短路点所在的线路电压等级 以便计算短 路电流 4 元件电抗的折算 在计算短路回路中的电抗时 假如回路中含有变压器 则回路内各元件的 电抗都应该 统一换算 折算 到短路点所在线路的平均电压上去 电抗等效换算的条件 是元件的功率 损耗不变 因此由无功功率损耗公式 Q V2 X 万可知 元件的电抗是与电 压的平方成正 比的 所以电抗折算的公式为 带 者为折算后的参数 X X V ar V ar 2 就短路计算中的几个主要元件来说 只有电力线路的电抗有时需要折算 例如在图 2 33 中计算 S2 点的短路参数时 架空线 2 的电抗就需要折算到 6 3kv 级 对于系统电 2 抗和电力变压器电抗 由于它们的计算公式中均含有 V 因此在实际 计算时只需代入短 ar 路点所在线路的平均电压 就相当于其电抗已经折算到短路点所在线路的 电压级了 在考虑电阻的短路计算中 折算的原则 方法与电抗相同 4 接串 并联法计算各短路点短路回路总电抗 X 并代入式 2 65 计算 各短路参数 4 额定电压确定 详见 P6 及 78 页习题 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 对于变压器 当一 次侧与电网相连时 其额定电压与系统的网络电压相同 与发电机相连时 其额定电压与发电机额定电压相同 对于变压器二次侧 规定其额定电压 比系统电网的电压高 5 10 一般情况 设系统额定电压为 VN 即母线电压 发电机电压 VGN 1 05 VN 对于变压器 一次侧 VTN1 与发电机相连时 相当于用电设备 VTN1 VGN 1 05VGN 2 与线路 系统 相连时 VTN1 VN 1 与 35KV 和 35KV 而短路点呀为 7 5 以上的变压器线 2 与 10KV 相连时 VTN2 1 05VN QC83 80 控制电路分析 1 就地控制 将起动器上部接线盒中的 9 PE 左侧接线盒中的 2 PE 起动器中绝缘 板上的 2 5 端子连接起来 图 3 13 中的 2ST 2STP 按钮不连接 接通隔离开关 QS 按启动按钮 1ST 接通控制回路 T 4 一 1STP 一一 1ST 5 一 2 一 T 9 接触器线圈 KM2 KM 有电 主接点 KM1 接通 电动机启动 同时 KM2 接通自保 此时 可松开 1ST 如需停止电动机 只要按下停止按钮 1STP 使 KM 断电 KM1 断开 电动机即停车 当电源电压消失 电动机停车 同时接触器 KM 失电返回 KM2 接点断开 此时即使电源电压自动恢复也不会自动启动电 动机 这种作用叫零电压保护 2 远方控制 将就地控制时的 2 5 2 PE 连接片断开 端子 1 2 间接远方启动按钮 2ST 端子 2 PE 间接远方停止按钮 2STP 此时只能用远方启动按钮 2ST 启动 而用 1STP 或 2STP 停止按钮均能停车 保证一处启动 多处停车 这样有利于安全 3 连锁控制 由图看出 2QC 的启动受控于 1QC 接触器辅助接点 1KM3 即只有 1KM3 闭合后 2QC 才能启动 一旦 1KM3 断开 此时局部通风机停 车 工作面电源立即断开 两起动器间实现了连锁控制 煤矿井下输送机 线也采用连锁控制 2 OC83 80N 型可逆磁力起动器 这种起动器是用来控制需要经常正 反转的机械 如井下小绞车等 它相 当于两个 Qc83 型起动器组合在一个隔爆外壳内 外壳的前后备有一个转 盖 起动器本身只有一个停止按钮 STP 必须外接一个向前 FW 向后 Bw 停止 1STP 三联按钮 图中 1 则为正转接触器 2KM 为反转接触器 下面 说明它的控制过程 1 正转控制 首先接通隔离开关 QS 起动器接通电源 司机按向前按钮 FW 接通如 下回路 T 下一 STP