矿山电工学考试重点

一 填空题 1 电力系统是由各种不同电压等级的电力线路将发电厂 变电所和电力用户联系起来的 一个发电 输电 变电 配电和用电的整体 2 电力网是指电力系统中变电所与各不同电压的电力线路组成的网 是电力系统的重要 组成部分 担负着输电 变电和分配电能的任务 3 额定电压是指发电机 变压器和电器设备等在正常运行时具有最大的经济效益时电压 4 用电设备与系统额定电压有 3 6 10 35 60 110 220 330 500 750 几种固定 电压 5 供电电源系统极限按电路拓扑结构可分为三种 放射式 干线式 环式 6 对属于一级负荷的设备 为使其运行可靠 必须采用完全备用系统供电 即采用两个 独立电源的双回路供电 7 我国一直沿用的 30mA 极限安全电流 8 继电保护的基本要求为 快速 可靠 选择 灵敏 9 煤矿企业总变配电所 6 10kv 母线上的功率因数一般要求在 0 95 以上 10 互感器的功能之一是将一次回路的高电压和大电流变为二次回路的标准值 通常额定 二次电压为 100v 额定二次电流为 5 A 11 对于直流回路 三项电网对地的绝缘电阻是并联的 因此低压电网的单项 两项 三 项漏电的动作电阻值比例关系为 1 2 3 12 通常所说的电器上的地 电流通过电阻要产生压降 因此 距接地极越近的地方 在 土壤中单位长度的电压降越大 距接地极越远的地方 单位长度上的电压降越小 在 20m 以外的土壤中 几乎没有电压降 因此认为该处的电位为零 这就是通常多说的 电器上的地 13 煤矿安全规程 上规定 接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过 2 欧 每 一移动式和手持式电气设备至局部接地极只见的保护接地用的电缆芯线盒接地连接导 线的电阻值 不得超过 1 欧 14 矿井瓦斯爆炸必须同时具备两个条件 瓦斯 煤尘浓度在爆炸浓度范围之内 以及存 在足够高温的点火源 15 隔爆外壳要有耐爆性和隔爆性 16 控制电器是用来实现电动机的启动 停止 反转和调速等控制过程的电器 17 在电流交变过程中 衔铁将出现震动和噪声 其克服方法是在铁芯 2 3 截面处嵌入一 短路环 18 由于补偿电感的作用 故障馈出线的零序电流可能有三种结果 过补偿 全部偿 欠 补偿 19 30mAs 是人体触电的极限电器安全参量 20 桥为一条由断路器和隔离开关自称的用已进行线路的恒联和跨接 21 根据电压等级的不同 电力网可分为 低压电网 高压电网 超高压电网 特高压电 网 其中低压电网是电压在 1 2KV 以下 22 我们把井下工作人员的人体电阻取 1000 欧为计算参考值 23 9mA 摆脱电流时绝对安全电流 是为保险的 24 触电电流对人身的生理反应大约可分为四个阶段 感知 反应 摆脱 心室颤动 25 根据跨接恒联位置的不同 桥式结线可分为内桥 外桥和全桥 26 矿山常用的控制电器有控制器 主令电器 继电器和接触器 27 功率因数 有功功率与视在功率的比值 用 cos表示 28 一般电器设备在其外壳的明显处 均标有清晰的永久性金属凸纹红色标志 KY 防爆 电器的总标为 EX 二 简答题 1 电力负荷对供电的基本要求 1 保证供电的安全性 2 保证供电可靠性 3 保证电能的良好质量 4 保证供电系统的技术 经济合理 2 深井供电系统的特点 典型供电模式 特点 高压电能用电缆送到井下 并直接送到采区 适用于矿层埋藏不深 倾角小 采用立井和斜井开拓 生产能力大的矿井 供电模式 地面变电所 井下中央变电所 采区变电所 工作面配电点 3 电力负荷分级及其对供电的要求 电力负荷的分级 根据不同负荷对供电可靠性的要求分三级 一级负荷 采取两个独立电源的双回路供电 二级负荷 采用双回路供电 三级负荷 不属于一 二级负荷的所有用电设备 对供电无特殊要求 一般采用单一 回路供电 4 负荷统计的计算方法 需用系数法 二项系数法 利用系数法 单位电耗法 单位面积功率法 5 为什么功率因数越接近 1 越好 提高功率因数的方法有那些 当时 表示电源发出的视在功率全为有功功率 当时 表示电源cos1 cos0 发出的功率全为无功功率 所以负荷的功率因数越接近 1 越好 提高功率因数的方法 1 提高设备本身的功率因数 尽量采用鼠笼式异步电动机 避免电 动机与变压器的轻载运行 对不需要调速的大型设备 尽量采用同步电动机 绕线式异步 电动机同步化运行 尽量采用高压电动机 2 人工补偿提高功率因数 并联移项电容器组 采用同步电动机 采用可控硅静止无功补偿器 采用进项改善功率因数 6 漏电故障的原因 故障形式及危害 漏电故障 电网对地绝缘阻抗下降 漏电电流增加到危及人身和电气设备安全的故障 形式 包括单项接地 两项及三项对地绝缘下降 人身触电等 漏电电流的危害 1 引起人身触电伤亡 2 引起瓦斯和煤尘爆炸 3 不及时切除可能引起 短路 烧损电器设备 4 引起电气雷管的无准备引爆 7 影响人体触电危害的因素 1 通过人体的触电电流的大小 越大越危险 2 人体触电的持续时间 时间越长越危险 8 井下供电变压器中性点的接地方式 原因 变压器中性点直接接地方式比中性点不接地和电感接地方式的人身触电电流或单项接 地故障电流要大得多 因此 煤矿安全规程 规定 严禁井下配电变压器中性点直接接 地 当电网供电距离比较长 供电容量比较大 人身触电电流比较大时 可采用变压器中性点 电感接地方式 9 煤矿井下电网减少人身触电电流的有效方式 电感接地方式对减小单项接地故障电流效果明显 10 井下电网单项漏电故障时零序电流的分布特点 一 当变压器中性点不接地电网发生漏电故障或接地故障时 1 所有非故障馈出线的零序电流的大小与该馈出线的每项对地导纳成正比 方向为由 母线流向馈出线 2 故障馈出线的零序电流的大小是所有非故障馈出线的零序电流大小的总和 方向为 由该馈出线流向母线 二 当变压器中性点经电感接地电网发生漏电故障或接地故障时 1 所有非故障馈出线的零序电流的大小与该馈出线的每项对地导纳成正比 方向为由 母线流向馈出线 2 故障馈出线的零序电流的大小和方向不仅与多有非故障馈出线的每项对地导纳大小 有关 而且还与变压器中性点补偿电感的补偿度有关 3 故障馈出线的零序电流有功分量的大小是所有非故障馈出线和变压器中性点补偿电 流有功分量的总和 其方向与多有非故障馈出线零序电流有功分量的方向相反 11 短路的危害 短路计算的目的 何为无限大电源容量系统 1 对供电系统及电器设备造成危害 2 不对称接地短路所造成的零序电流 会在附近的 通讯线路中产生感应电动势 干扰通讯 3 在井下 短路也是引起沼气煤尘和电气会在的 照耀原因之一 计算短路电流的目的 选择校验电气设备 算则 整定 校验继电保护装置 选择供 电系统的运行方式 无限大电源容量是一个相对的概念 它是指电源距短路点的 电气距离 较远 电源 额定容量远大于系统供给短路点的短路容量的电源 12 进行高压电网短路计算的注意事项 1 计算应采用短路点的平均电压 2 各参数的单位 3 阻抗的折算问题 13 井下的三大保护 煤矿安全规程对保护接地的电阻要求 过流保护 漏电保护 保护接地 接地电阻越小 流经人体的电流就越小 电流大部 分由接地极入地 14 继电保护的任务 对继电保护装置的要求 任务 1 发生故障时应自动地 迅速地借助断路器将故障部分从供电系统中切除 以 减轻故障的危害 防止事故蔓延 2 当设备出现不正常运行状态时 根据运行维护条件确定保护是作用于信号还 是跳闸 要求 可靠性 灵敏性 快速性 选择性 15 电流 电压互感器的作用 特点 注意事项 结线方式 电流互感器特点 一次绕组很少 导体相当粗 有的电流互感器没有一次绕组 而是 利用其铁芯的一次电路作为一次绕组 二次绕组匝数很多 导体较细 接线特点 一次绕组串联在被测的一次电路中 二二次绕组则与仪表 继电器等的电 流线圈串联 形成一个闭合回路 注意事项 1 电流互感器在工作时 其二次侧不得开路 2 电流互感器的二次侧有一端 必须接地 3 电流互感器在连接时 要注意端子的极性 4 电流互感器套管应清洁 没有碎 裂 闪络痕迹 内部没有放点和其他噪声 电压互感器的结构特点 一次绕组很多 二次绕组匝数较少 相当于降压变压器 接线特点 一次绕组并联在一次电路中 而二次绕组则并联仪表 继电器的电压线圈 注意事项 1 电压互感器工作时 其二次侧不得短路 电压互感器的一 二次曾侧都 必须装设熔断器进行短路保护 2 电压互感器的二次侧有一端必须接地 3 电压互感器在连 接时 也应注意其端子极性 4 电压互感器套管应清洁 没有碎裂或闪络痕迹 游标指示应 正常 没有渗 漏油现象 内部无异常声响 如有不正常现象 应立即退出 进行检修 16 附加电源直流检测式漏电保护 原理 电网发生漏电故障 最容易检测到电网各相对地绝缘电阻的下降 通过在电网 上附加一直流电源的方式 检测电网对地的绝缘阻抗 判断是否发生漏电事故 17 保护接地 电气地 跨步电压的概念 保护接地 就是用导体吧电气设备中所有正常不带电 当绝缘损坏时可能带电的外露 金属部分和埋在地下的电极连接起来 是预防人身触电的一项极其重要的措施 跨步电压 当接地电极有电流流过时 在离地极 20m 的园内 地面上有不同的电位分 布 当人的两脚站在这种带有不同电位的地面时 两脚间的电位差叫做跨步电压 在计算 时 一般取步距为 0 8m 即 0 8m 间的电位差为跨步电压 18 漏电保护的目的 通过切断电源的操作来防止人身触电和漏电电流引爆煤尘瓦斯 漏电 保护也满足 快速性 可靠性 选择性 灵敏性 19 保护接地 原理 当电器设备内部绝缘损坏而使一项带电体碰壳时 若人体接触外壳 电流将通 过人体电阻与接地电阻多构成的并联之路入地 在通过其他两项对地绝缘阻抗流回电源 由于接地装置的分流作用 通过人身的电流便大大减小 井下保护装置的不同 为提高保护接地的安全性和可靠性 通常利用供电的高 低压 铠装电缆的金属外皮和橡胶电缆的接地芯线或屏蔽护套 把分布在井底车场 运输大巷 采区变电所以及工作面配电点的电气设备的金属外壳在电气上连接起来 这样就使各处埋 设的接地极也并联起来 形成一个井下保护系统 这样不仅仅降低了接地电阻 而且也防 止了不同电气设备和不同相同时碰壳所带来的危险 20 控制电器的概念 常用的控制电器有哪些 控制电器 用来实现电动机的启动 停止 反转 调速等控制过程的电器 矿上常用 的控制电器有 继电器 接触器 控制器 主令电器等 21 继电器 直流接触器和交流接触器的异同 短路环 消弧罩的作用 继电器是一种小型自动控制电器 他能反应某些机电参数的变化 并用其接点断开或 接通电气回路 达到控制目的 为了控制衔铁产生的噪声 在铁芯 2 3 截面处嵌入一短路 环 交流接触器普遍采用消弧罩来加速熄火电弧 直接接触器一般为单极型 交流接触器 一般为三级型 22 井下中央变电所位置确定原则 1 位于负荷中心 并保证向采区内最远距离 最大容量设备供电 2 一个采区尽量采用一个采区变电所位置 3 尽量设在顶底板稳定 无淋水的地点 4 通风 运输方便 三 计算题 1 求出各元件的额定电压 计算过程 G 1 05 10 10 5KV T1 1 1 110 121KV T2 1 05 10 10 5KV 1 1 35 38 5KV T3 1 1 6 6 6KV T4 1 05 380 0 4KV 答案 G 10 5KV T1 10 5 121KV T2 110 38 5 10 5KV T3 35 6 6KV T4 10 0 4KV 2 对额定电压为 660V 的供电系统 若取人身电阻 R 1000 欧 并去电网对地分布电容为每 相 0 5uF 分布绝缘电阻分别为每相 r 35000 欧 求当人触及电网一相带电导线时 通过人 身的触电电流 解 ph R 2222622 U3 660 3 I 6 35000 350006 1000 1000 11 9 1 9 1000 1 314 0 5 10 35000 154 r r r r rR R Rw c r mA 3 某供电系统的连接线如图所示 各元件参数也如图所示 求在 k1 K2 点发生三相短路的 各短路参数 注 等效电路图应自己画 解 1 求 k1 点的短路参数 绘制等效电路图 系统电抗 2326 1 37 10 600 10 2 2817 sav XUS 架空线电抗 1011 0 4 104 wL Xx L K1 点短路回路的总电抗 11 2 281746 2817 swl XXX K1 点的短路参数 1 3 11 3 11 3 1 3 11 2 3 11 3 37 3 6 2817 3 4kA 2 558 7 1 525 17 3218 0 8662 94k sh kav shk k kavk kk IUX iIKA IIKA SU IMVA IIA 2 求 k2 点的短路参数 绘制等效电路图 系统电抗 2326 2 6 3 10 600 10 0 0662 sav XUS 架空线电抗 1 22 2 1 22 1 6 3 40 116 37 wl av wl av U XX U 变压器电抗 22 6 3 0 070