礦山電工學
第一章礦山供電系統與電氣裝置
1、 概述
一、基本概念：
1、礦山供電——礦山所需電能的**和分配問題。 任務：如何安全可靠的將電能運送到使用者手中。為什麼要用電能作為主要力：易轉換、運輸和分配方便、控制和測量簡單、成本低
2、電力系統——電能由各種形式的發電廠產生，經過輸送、變換和分配，到達分散的電能使用者，這些生產——變換——傳輸——分配——消費的環節,組成的乙個有機整體，叫做電力系統。 （為什麼建立大型電力系統？有利於一次能源（煤油）的利用、減小電能損耗，降低發電成本、保證了供電質量（電壓、頻率）、提高了供電的可靠性、有利於今後的發展
3、發電廠：是將一次能源轉換為電能的工廠。
4、變、配電所：變電所是《匯集電能、變換電壓、分配電能》的中間環節，它由各種電力變壓器和配電裝置組成。《不含電力變壓器》的變電所稱為配電所。(作用、區別、分類)
二、電力系統的額定電壓：
1、用電裝置額定電壓：能使用電裝置正常執行並獲得最佳經濟效果的電壓。 2、具體規定：見下圖
1、用電裝置（受電裝置）與同級電網的額定電壓相同； 2、發電機（供電裝置）高於同級電網的額定電壓5%； 3、電力變壓器（有幾種）： ⑴ 一次線圈（有兩種情況） a、當變壓器一次直接與發電機相連時，如圖所示，t1，其額定電壓與發電機相同，即高於同級電網額定電壓的 5%。 b、當變壓器一次與線路相連時，如圖所示t2，其額定電壓與同級電網的額定電壓相同。
⑵ 二次線路（也有兩種情況） a、當二次與輸電線路相連時（一般為高壓6kv以上），一要考慮變壓器內部損耗 5%，同時又要考慮線路上損耗5%，所以其電壓要比同級電網的額定電壓高10%，如圖t1所示。 b、當二次與用電裝置相連時（一般為低壓），則其電壓高出同級電網的額定電壓5%，如圖t2所示。例題:
p79 30
三、電力負荷及對供電的要求： 1、電力負荷： 是指裝置或線路正常執行時消耗和損耗的功率之和。
2、電力負荷的分級： ⑴ 一級負荷：當中斷供電時，將造**身**者，或在政治、經濟上造成重大損失者，為一級負荷。
⑵ 二級負荷：當中斷供電時，將在政治、經濟上造成較大損失者，為二級負荷。 ⑶ **負荷：
除一、二級負荷外，均為**負荷。 3、對電力負荷的供電要求： ⑴ 一級：
雙電源雙迴路； ⑵ 二級：雙迴路或專用線； ⑶ **：無要求。
4、電力負荷的計算(補充) 式中： pca、qca、sca——該用電裝置組的有功、無功，視在功率計算負荷。 ∑pn——該用電裝置組的裝置總額定容量kw vn ——額定電壓v tan——功率因數角的正切值，可查表得（表6-2 ）p263 ica——該用電裝置組的計算負荷電流a（工作電流） kd——需用係數，由表查得（表6-2 ）p263
5、例題：某機修車間380v線路上，有車床電機20臺共計50kw；通風機 2臺共計3kw；電爐1臺2kw。求該車間的計算負荷。
（已知：車床kd=0.2，cosφ=0.
5，tanφ=1.73；
通風機kd=0.8，cosφ=0.8，tanφ=0.75；
電爐kd=0.7，cosφ=1，tanφ=0
解：各組計算負荷：
車床組風機組電爐組總計算負荷：
sca用來選擇變壓器 ica選擇開關、電纜
對供電系統的基本要求1安全性2可靠性3、優質性 4、經濟性
2礦山供電系統
一、供電的基本路徑: 所謂基本路徑是指電能從發電機到電動機(使用者)所經過的最少環節和最少裝置。
二、供電系統結線方式: 1、供電系統結線： 指由各種電氣裝置及其聯結線根據一定的方法所構成的供電線路，其功能是匯集和分配電能。
2、母線 3、供電系統的基本結線方式有：* 放射式三種（單回放射式、單電源雙迴路放射式、雙電源雙迴路放射式）* 幹線式兩種（直接連線、貫穿連線）* 環狀式(特點和用途：樞紐變電站) 4、各級變電所常用結線方式：
有：* 母線式（單母線不分段、單母線分段、雙母線） * 橋式（內橋式、外橋式、全橋式）* 線路-變壓器組式(特點和用途)
三、礦山供電系統圖分析：（深井、淺井、平峒三種） 1、深井供電系統： 對於礦層埋藏深（200m以上）、生產能力大的礦井，多採用2、淺井供電系統：
對於礦層埋藏不深（100-200m），多採用鑽孔將電能送至井下3、平峒開採的供電系統： 礦層淺（＜100m），往往採用該供電系統，其他方面同淺井供電。特點：
所有的變（配）電所都在地面，無高壓下井。
四、礦井各級變電所及配電點位置選擇 ： ※1、礦井地面變電所： ⑴ 靠近負荷中心（電壓損失少）；⑵ 進出線方便（四周有開闊地）；⑶ 避開汙染源； ⑷ 適宜的地質條件（頂底極條件、通風條件、滑坡、採空區、交通方便） ⑸ 避開危險區（炸藥庫、爆破區、多雷區）； (6)應有發展的餘地（礦山的發展）。
※2、井下**變（配）電所 ⑴ 靠近負荷中心；⑵ 供電電纜便於引入； ⑶ 通風要好（防火）⑷ 頂底板條件要好 ⑸ 考慮電機的供電距離（採煤機表 1-6 )p25； (6) 發展餘地。※ 3、採區變電所：（有兩種方式） 即：
採區變電所→工作面配電點。隨著機械化大量出現，供電容量大大增加，通常採用：採區配電所→移動變電站→工作面配電點供電方式。
⑴ 位於負荷中心；⑵ 採區變電所的位置一般不變； ⑶ 設在地質條件好的地點(頂底板、淋水)；⑷ 通風、運輸方便； ⑸ 考慮大容量電機的最大供電距離（採煤機表1-6 ）。
3 高壓開關與裝置：
一、電弧:（增補內容） （一）什麼是電弧？ 介質被擊穿導電而形成的亮度強、溫度高的弧光，這一弧光稱電弧。
（二）電弧的產生與維持： 觸頭分離→溫度↑（熱游離）→強電場發射 →↑（運動）碰撞游離→發弧→溫度→熱游離→電弧維持 （三）電弧的熄滅條件： 電弧熄滅的條件是：
去游離率＞游離率 （四）電弧的危害： 1、傷人； 2、損壞裝置； 3、延長故障時間。 （五）滅弧方法：
(目前常用) 1、速拉滅弧法： 2、冷卻滅弧法：3、吹弧滅弧法：
4、長弧切短滅弧法： 5、粗弧分細滅弧法： 6、狹溝滅弧法：
7、真空滅弧法：8、惰性氣體滅弧法等。
二、高壓熔斷器: 是一種當電流超過規定值時（故障電流），使其熔體發熱熔化,從而斷開電路的保護電器，並對電路及電路中的裝置進行保護，該元件稱為熔斷器。按其結構和動作原理分：
限流式和跌落式兩種。 （一）限流式熔斷器（戶內）： 1、結構：
主要由熔體（絲）、磁管、石英砂和附件組成。rn1的熔體上焊有小錫球 ，rn3的熔體採用的是變截面熔片。 2、工作原理：
該熔斷器同時採用幾種滅弧方式（粗分細、長切短、狹溝），故是一種滅弧能力很強的熔斷器，能在短路電流未達衝擊值（即短路後不到半個週期0.01秒）即能完全熄滅電弧，使線路和裝置不受衝擊電流的影響，因此，稱為「限流」式熔斷器。（二）rw4系列跌落式熔斷器
三、高壓隔離開關： 高壓隔離開關主要用來隔離高壓電源，有明顯可見的斷電間隙，以保證其它電器裝置的安全檢修。它沒有專門的滅弧裝置，所以不能帶負荷操作,更不能故障時跳閘。
按安裝地點分為戶內或戶外式兩種 。
四、高壓負荷開關： 高壓負荷開關就是在隔離開關上加裝乙個簡單的滅弧裝置。用在高壓電路中通斷負荷電流，也能在過負荷時，自動跳閘，但不能開斷短路電流，這時只能借助高壓熔斷器來斷開短路電流。
五、高壓斷路器1、用途： 用在高壓電路中通斷負荷電流，並在嚴重過負荷和短路時自動跳閘，故能切斷過負荷電流和短路電流。2、分類：
按採用的滅弧介質分：多油、少油、六氟化硫、真空。目前使用最廣的是真空斷路器。
⑴ 多油：這是一種用油兼作滅弧、絕緣介質的斷路器。特點是箱內充油較多。
⑵ 少油：少油斷路器充油較少，油只作熄弧介質用，載流部分的絕緣是靠空氣和瓷瓶實現的，是櫃架、傳動部分、油箱三個主要部分組成，油箱內裝有滅弧裝置。 ⑶ 真空：
是採用高真空作滅弧介質的一種新型的開斷交流電路的斷電器，其核心部件是真空滅弧室。特點：動作快、滅弧時間短，適於頻繁操作，但造價高，能引起過電壓。
⑷ sf6：是利用六氟化硫氣體作滅弧介質的一種斷路器。六氟化硫是一種化學效能非常穩定的惰性氣體，具有良好的絕緣、滅弧效能。
六、高壓開關櫃： 1、定義： 是將高壓開關及二次裝置，按一定的接線方案組合起來，並封裝到某種金屬櫃體內的一種高壓成套配電裝置 2、組成：
母線、高壓開關（斷路器、隔離開關）、互感器、計量儀表、保護裝置、訊號系統、操作機構等組成。 3、分類： 按櫃體不同可分為：
普通型、一般礦用型、隔爆型三種。對於任何一種高壓開關櫃應具有「五防」功能：* 防止誤分、合斷路器；* 防止帶負荷分、合隔離開關* 防止帶電掛接地線 * 防止帶地接線合隔離開關* 防止人員誤入帶電間隔。
4 低壓配電開關
1.幾種隔爆型自動饋電開關： dw80系列 、bkd1-400z/660z（f）型 、blz□-630e（d）系列 ；2.
幾種小型隔爆型手動開關： qss81系列 、ch-15（16）型 ；
一、簡單介紹幾種低壓饋電開關： （一）dw80系列 1、用途：井下，總開關、分支總開關； 2、型號：
d-斷、 w-萬 、 8-防爆 、 0-設計序號、 200-額定電壓、 f-分勵器； 3、結構：隔爆外殼 、三極自動空氣斷路器，這種開關在結構上的幾個特點：⑴ 機械閉鎖：
外蓋和手柄上有圓孔，通過閉鎖螺絲來實現； ⑵ 主觸點的分層：份上、下兩層，為保護主觸頭； ⑶ 滅弧是採用滅弧柵。 （目前以真空化） （二）bkd1-400z/660z（f）型礦用隔爆真空饋電開關 1、用途：
井下，總開關、分支開關。 2、型號： bkd--隔爆礦用低壓開關， z--真空， 400a—額定電流， 660v—額定電壓， z--總開關， f--分支開關，1—設計序號。
3、結構：如圖所示p42 ，隔爆外殼、真空低壓開關qf 4、保護：三段保護（速斷保護、定時速斷保護、過負荷速斷保護）、（過載、過流、短路）均有反時限特性、漏電保護、漏電閉鎖、失壓保護、 5、滅弧：
真空滅弧法。（ 三）blz□-630e（d）系列礦用隔爆真空饋電開關： 1、用途：
井下，總開關、分支開關、移動變電站低壓側 2、型號：bl--礦用隔爆型，z--真空開關，□--設計序號， 660v/1140v--額定電壓，e（d）--移動變電站用或（單獨用） 3、結構：如圖所示p45 ，隔爆外殼、真空低壓開關qf、 4、保護：
三段保護（過載、過流、短路）、漏電保護、漏電閉鎖、失壓保護。 5、滅弧：真空滅弧法。
（ 四）qss81系列隔爆手動開關： 如圖1-36a、b所示p47，這種開關主要用於控制小負荷，其結構特點同老式的dw80基本相同，不同點如下： 1、過流線圈換成熔斷器；2、無跳閘線圈； 3、不能自動跳閘；4、體積小。
（五）ch-15（16）型隔爆插銷開關： 如圖1-38所示p48，這種開關主要用於控制照明和電鑽等小負荷，僅具有機械閉鎖，無任何電氣方面的保護。
礦山電工複習
1 電力系統 電力由各種形式的發電廠生產，經過輸送 變換和分配，到達分散的電能使用者。這些由發 輸 配 用組成的有機的整體叫做電力系統。2一級負荷 1 定義 凡因突然中斷供電可能造 身 或重大裝置損壞 造成重大經濟損失或在政治上產生不良影響的負荷。2 舉例 主排水幫浦 通風機 瓦斯幫浦 壓風機 立井...
礦山電工實驗指導書
礦業學院 礦山電工 實驗指導書 吳姜編寫 適用專業 採礦工程 安全工程 貴州大學 二oo 七年八月 前言 礦山電工 實驗是課程教學的必須實驗環節，其目的是加深學生對本課程所涉及的重要基本原理 基本器件和常用儀器裝置的結構 特點 工作原理的理解，通過實驗鍛鍊學生的動手實踐能力，使學生在後面的學習和工作...
電工複習 電工基礎
一 填空題 1.直流電路中的三個基本的物理量是電流 電壓和電阻。2.在直流電路中通過電阻元件的電流與電阻兩端的電壓成正比，而與電阻成反比 3.正弦交流電常用的三種表示法為解析法 曲線法和旋轉向量法 4.晶體二極體具有單向導電性的特性，常用於整流檢波，在電子線路中應用廣泛。5.晶體三極體的三個電極分別...