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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 2KM3一 1KM一 FW(左 )一 BW(右 )一 1STP PE， T上。正转接触器线圈 1KM有电，闭合其主接点 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，完成电气上的闭锁。司机按下停止按钮 1STP 或 STP， 1KM断电，电动机停车。 2)反转控制 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 STP或 1STP完成。