矿山电工的基本知识

1断路器QF,隔离开关QS,负荷开关Q,熔断器FU求额定电压电力负荷分三级：一级负荷、二级负荷、三级负荷。矿山各级变电所主结线分单母线、桥式、双母线、线路-变压组4种。单母线结线：单母线不分段、单母线分段。桥式结线：外桥结线、内桥结线、全桥结线。内桥结线适用的范围：A电源线路较长（线路故障率较大）的变电所。B不需经常切换变压器且负荷稳定的变电所。C没有穿越功率的变电所。D处于电网终端的变电所。E向一、二级负荷供电的情况。外桥结线的适用范围：A供电路线较短,线路切换少得变电所。B由于某种原因（如负荷变化）要经常切换变压器的变电所。C有稳定穿越功率的变电所。D处于环网中的变电所。E向一、二级负荷供电的情况。深井供电系统：A组成：地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、工作面配电。B特征：高压电能从矿山的地面变电所的母线引出,先由沿井筒敷设的铠装电缆传送至井下中央变电所,再送到采区变电所或移动变电站降压,所得的低压电能,再经采掘工作面配电点,向采掘机等设备供电。采区变电所供电方式：a采区变电所-工作面配电点方式，b采区变电所-移动变电站-工作面配电点方式。熔断器：高压熔断器是在电网中人为设置的一种最薄弱的元件,当有过流电流通过时,元件本身会因发热而熔断,并借助灭弧介质的作用,使所连接的电路断开,达到保护电力线路和电气设备的作用。熔断器按动作原理分有限流式和跌落式。限流式熔断器由熔丝、瓷管、石英砂和其他附件组成。断路器：带灭弧,有明显断口。断路器的作用：既可切换正常负载电流,又可切换短路故障电流,即同时承担着控制和保护的双重任务。断路器按灭弧介质划分有多油、少油、真空和六氟化硫等断路器。隔离开关：无灭弧,有明显断口。用来将高压配电装置的元件与电源隔离的一种开关电器。特点：它在分断状态有明显可见的断口,在合闸状态可通过正常的工作电流或短路电流,无灭弧,一般装在配电装置元件的前后两侧。隔离开关的用途：a隔离电源b电路转换c闭合与分段小电流的电路。隔离开关QS与断路器QF在电路中的接线方式31页图（1-23）。操作顺序：合闸时先合QS，后合QF；分闸时先分QF,后分QS。型号含义：a矿用隔爆型：井下常用的隔爆高压配电箱有：BGP5-6、BPZ1-6、BGP-6型。其中：B-隔爆、G-高压、P-配电箱（装置）、Z-真空断路器、5（1）-设计序号、6-额定电压6kvbDW80-@F系列隔爆自动馈电开关，D-自动空气断路器、W-万能式、8-隔爆、0-设计序号、@额定电流（A）、F-带分励脱扣器cBLZ@系列矿用隔爆型真空馈电开关：BL-矿用隔爆型、Z-真空馈电开关、@-设计序号、630-额定工作电流（A）、E（D）-与移动变电站配用（独立使用）dKSGB型矿用隔爆干式电力变压器：K-矿用、S-三相、G-干式、B-隔爆、31.5（50100）-额定容量（KV・A）、6-—次额定电压（kv）e移动变电站：综采、综掘的电源，有KSGZY-@/6.KBGZY-@/6>KBGZY-T-@/6KSGJY-@/6K（KB）-矿用隔爆、S-三相、G-干式、Z-组合、J-掘进专用、Y-移动式、@-额定容量（kv・A）、6-额定电压（kv）矿用动力变压器：序号分类含义代号1用途“矿”用K2相数“单”相“三”相DS3线圈外绝缘变压器轴“干”式“成”型固体GC4线圈材料“铜线”“铝”线L5结构特征单台“组”合式Z6装置种类固定式“移”动式Y例如：KS7-630/6型动力变压器表示：矿用、三相、油浸冷铜线、更新序号为7（低损耗型）、容量为630KV・A、额定电压为6kv的动力变压器。井下主要使用KS和KS7两种，KS7低损耗变压器。矿用变压器与普通变压器的不同点：A油箱采用低碳钢板，构造坚固，能承受0.1MPa的内压力。B不设贮油柜（油枕），以防在矿井内碰撞而发生事故。C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。D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。E油箱下面有托撬及带边缘的滚轮，允许在与垂直面成35度角的倾斜巷道内运输。铠装电缆型号：例如ZQ22-3x95-6-250说明电缆是三芯的黏性油浸低绝缘铜芯铝套钢带铠装聚氯乙烯套电缆，截面95mm2,工作压力6KV，长度250m。使用场所：水平巷道，不能承受大的拉力。13井下三大保护：煤矿井下最重要的电气保护是漏电保护、保护接地、过流保护。14矿井瓦斯爆炸必须同时具备两个条件：瓦斯浓度达到5%〜16%；存在温度达650〜750C的点火源。最容易引爆的瓦斯浓度是8.5%，爆炸压力最大瓦斯浓度是9.5%，当瓦斯浓度低于5%时可以被点燃，但不会爆炸。15井下煤尘也是具有爆炸性。当煤尘粒度在1微米到1毫米范围内，挥发分指数超过10%，其在空气中的悬浮含量达到30~2000g/m3时，便具有爆炸性。煤尘的引爆温度为700〜800C16防止瓦斯、煤尘爆炸可采取的措施：A将瓦斯和煤尘含量严格控制在非爆炸范围内。B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。C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。D建立和健全各种有效地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。矿用防爆电气设备的类型及标志：A矿用增安型电气设备（ExeI）B矿用隔爆型电气设备（ExdI）外壳必须采用钢板或铸钢制成。隔爆外壳是利用间隙防爆原理设计制造的，必须具有耐爆和隔爆性能。C本质安全型电气设备（ExidI）在规定的试验条件下，正常工作或规定的故障条件下，所产生的电火花和热效应，均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路叫本质安全电路，全部电路为本质安全电路的电气设备叫本质安全型电气设备。D油浸型（ExoI）E正压型（ExpI）F特殊型（ExsI）隔爆三要素：隔爆外壳的隔爆性能主要靠隔爆面长度、间隙厚度和隔爆面光洁度等参数来保证，这三个参数为隔爆三要素。漏电故障的基本概念：当带电导体对大地的绝缘阻抗降低到一定程度，使经该阻抗流入大地的电流增大到一定程度，我们就说该带电导体发生了漏电故障，或者说该供电系统发生了漏电故障。中性点接地与绝缘时，发生单相接地时电流大小（简答）A在中性点直接接地的低压供电系统中，如果一相带电导线直接接地，这时流入地中的电流通过大地，接地极，供电变压器绕组及导线构成回路，由于各元件的阻抗都很小，因而回路中将产生很大的电流，可达数百数千A。这时有关的过流保护装置将动作，切断故障线路的电源。这种故障不属于漏电故障，称为单向接地短路。但是系统中若发生一相带电导体经一定数值的过渡阻抗（如人体阻抗）接地，入地电流小，不足1A,此时过流保护装置不会动作，而漏电保护装置动作，属于漏电范围。B在中性点绝缘（不接地）的低压供电系统中，若发生一相带电导线直接接地或经过一定的过渡阻抗接地，则流入地中的电流只能通过电网三相对地电容和对地绝缘电阻与变压器中性点构成回路。由于电网对地绝缘阻抗很大，故入地电流常不足1A,属于漏电故障范围。触电：原因是人成为电路通路的一部分。危害：电击（内伤）、电伤（外部烧伤）单纯提高电网对地绝缘电阻并不能减小人身触电电流，当对地电阻大到一定程度后，反而会使触电电流增加。由Ima=VL1/（Rma+r/3）可知，减少电网对地电容对降低人身触电电流有重要意义。安全电流与人体电阻的乘积为安全电压。在我国，对于人员可能经常接触的电气设备：A在没有高度危险的条件下（干燥洁净场所）安全电压采用65vB在有高度危险的条件下（潮湿场所）采用36vC在特别危险的条件下（潮湿酸性场所）采用12v井下低压供电系统的基本特点是：A采用变压器中性点绝缘（不接地）或中性点经高电阻接地的运行方式。B以一台动力变压器为一个相对独立地供电单元。C动力电压等级380、660、1140v三种D低压线路全部由电缆组成。对漏电故障进行理论参数分析的基本要求是：求出发生漏电后各相对地电压，入地电流。零序电流和中性点的对地电压（零序电压）的数学表达式，并讨论这些参数随电网参数、漏电程度的变化规律。26P109图2-12直流检测式漏电保护原理图——各元件的作用27附加电源直流检测式漏电保护原理：电网若发生漏电故障，最容易检测到的是电网各相对地绝缘电阻的下降。可以设想在三相电网中附加一独立地直流电源，使之作用于三相电网与大地之间。这样，在三相对地的绝缘电阻上将有一直流电流流通，该电流大小的变化就直接地反应了电网对地绝缘电阻的变化。有效地检测和利用该电流，就构成附加电源直流检测式漏电保护。28保护接零：就是把电气设备正常情况下不带电的金属部分与电网的零线作电气连接的保护措施。（131页保护接零电气示意图）29P143例题2-130P146例题2-2给表查电缆。31需要进行热稳定校验的设备有：开关电器、电抗器、母线、套管绝缘子、电流互感器、电缆等。（152页公式）32电气设备的动稳定校验：需要进行此项校验的电气设备有：断路器、负荷开关、隔离开关、电抗器、电流互感器、母线、支柱绝缘子、套管绝缘子等。33电气设备动稳定校验必须满足的条件：imax>=iim或Imax>=Iim对过流保护的要求：A动作迅速B动作有选择性C可靠性D动作灵敏：指保护装置对故障的反应能力要强，对与短路保护即使在保护范围末端发生最小两相短路，它也能可靠动作。灵敏度（灵敏系数）：衡量短路保护装置这一能力的参数Kr P154公式。对于煤矿井下电网的过流保护的要求：一是确保可靠性和快速性，兼顾选择性。二是各级保护应有一级后备保护。三是采用熔断器保护时，熔体必须与所保护的电缆截面相配合。36井下过流保护整定：额定值<整定值<短路电流值，同时校验灵敏度KrP17318题图2-47；P183图3-13QC83-80型磁力起动器的原理展开图原理适用：这种启动器可以用来控制40kw（电网电压660v时）或30kw（电网电压380v）以下的鼠笼型电动机（小型输送机，局部通风和小水泵等）控制类型：A就地控制：利用启动器本身的启动（1SD，停止（1STP）按钮进行控制。B远方控制：离开启动器一段距离另加一组启动（2ST）,停止（2STP）按钮进行控制。QC83-80N型可逆磁力启动器（控制过程）A正转控制：首先接通隔离开关QS,启动器接通电源。司机按向前按钮FW）接通如下回路T下-STP-2KM3-1KW-FW（左）-BW（右）-1STP-PE-T上，正转接触器线圈1KM有电，闭合其接点1KM1,电动机启动；同时自保接点1KM2接通，可松开向前按钮FW；闭锁接点1KM3断开，防止反转接触器2KM回路接通，完成电电气上的闭锁。司机按下停止按钮1STP或STP，1KM断电，电动机停车。B反向控制：利用向后按钮BW启动反转接触器2KM,其电路与启动过程与正转时相同。反转停车也是利用1STP或STP完成。P184对掘进工作面风电闭锁装置的要求：A正常情况下，应先停掘进巷道中电源，再停止局部通风机运转；事故情况下，局部通风机停止运转，掘进工作面电源也同时被切断。B掘进工作面必须先送风，后送电。C启动、停止掘进工作面电气设备，不影响局部通风机正常运转。风电闭锁系统组成、接线操作简单。41设计灯泡P248功率因数过低对电力部门和用户的危害：首先，它使电气设备的容量不能充分利用。其次，COS0过低将增加电源线路和矿内配电线路的功率损失。人工补偿提高功率因数A并联移相电容器组B采用同步调相机C采用可控硅静止无功补偿器D采用进相机改善功率因数对于煤矿企业的供电系统，电力电容器组的设置有高压集中补