第一章矿山供电系统1、矿山供电——矿山所需电能的供应和分配问题。

任务?为什么要用电能作为主要动力？）2、电力系统——电能由各种形式的发电厂产生，经过输送、变换和分配，到达分散的电能用户，这些生产——变换——传输——分配——消费的环节,组成的一个有机整体，叫做电力系统4）、变、配电所：变电所是汇集电能、变换电压、分配电能的中间环节，它由各种电力变压器和配电设备组成。

不含电力变压器的变电所称为配电所。

(作用、区别、分类)5）、电力网：是指将输电线路，变、配电所和电力用户联起来的这一整体。

是电力系统的重要组成部分，担负着输送、变换和分配电能的任务2）、设备的额定电压：能使供电、用电设备正常运行并获得最佳经济效果的电压。

3）电力负荷：是指设备或线路正常运行时消耗和损耗的功率之和。

是供电系统规化、设计、设备选型以及发电、输电、变电布局的主要依据。

2）、电力负荷的分级：⑴一级负荷：当中断供电时，将造成人身伤亡者，或在政治、经济上造成重大损失者，为一级负荷。

⑵二级负荷：当中断供电时，将在政治、经济上造成较大损失者，为二级负荷。

⑶三级负荷：除一、二级负荷外，均为三级负荷。

3）、对电力负荷的供电要求：⑴一级：双电源双回路；⑵二级：双回路或专用，⑶三级：无要求。

4）一、对供电系统的基本要求；安全性，可靠性，优质性，经济性5）所谓基本路径是指电能从发电机到电动机(用户)所经过的最少环节和最少设备19）电系统结线：指由各种电气设备及其联结线根据一定的方法所构成的供电线路，其功能是汇集和分配电能。

7）母线：又称汇流排，是电路中的一个节点，是解决一个电源与多个负荷之间供电矛盾的好办法8）供电系统的基本结线方式 ：放射式三种 * 干线式两种 （树干式）* 环状式 9）各级变电所常用结线方式：母线式三种 * 桥式三种 * 线路-变压器组式 10）矿山供电系统图分析：（深井200米以上、浅井100—200米、平峒三种100一下11）矿井地面变电所：⑴ 靠近负荷中心（电能损失少）； ⑵ 进出线方便（四周有开阔地，施工方便）；⑶ 避开污染源；（环境方面）⑷ 适宜的地质条件（顶底极条件、通风条件、滑坡、采空区、交通方便）；⑸ 避开危险区（炸药库、爆破区、多雷区）；(6)应有发展的余地（矿山的发展）。

12）井下中央变（配）电所：⑴ 靠近负荷中心；（电能损耗小）⑵ 供电电缆便于引入；（施工方面）⑶ 通风要好；（防火）⑷ 顶底板条件要好；（环境方面） ⑸ 考虑电机的供电距离;（电压损耗）(6)满足布置原则；（安全距离） (7)发展余地。

（满足扩容）13）采区变电所：⑴ 位于负荷中心；⑵ 采区变电所的位置一般不变； ⑶ 设在地质条件好的地点(顶底板、淋水)；⑷ 通风、运输方便； ⑸ 考虑大容量电机的最大供电距离。

14）单台设备计算负荷： Sca ——该用电设备视在计算负荷cos ϕ——功率因数（表1-8）P30 PN ——该用电设备额定功率KW15）同类型用电设备组的计算负荷式中：Pca 、Qca 、Sca ——该用电设备组的有功、无功，视在功率计算负荷。

Kd ——需用系数，表查得∑PN ——该用电设备组的设备总额定容 VN ——额定电压Vϕcos Nd caP K S =wm ca ca Nd ca P Q P K P =∑=ϕtantan ϕwm ——功率因数角的正切值，可查表得 Ica ——该用电设备组的计算负荷电流A （） Kd ——需用系数，由表查得（表1-8 ）16）例题：某机修车间380V 线路上，有车床电机20台共计50kW ；通风机2台共计3kW ；电炉1台2kW 。

求该车间的计算负荷。

知：车床Kd=0.2，cos φ=0.5，tan φ=1.73；通风机Kd=0.8，cos φ=0.8，tan φ=0.75；电炉Kd=0.7，cos φ=1，tan φ=0解：各组计算负荷 车床组 风机组电炉组 总计算负荷17）人工补偿提高功率因：⑴并联移相电容器组：var3.1773.110tan 10502.0k P Q kW P K P ca ca N d ca =⨯=Φ⨯==⨯=⨯=∑var8.175.04.2tan 4.238.0k P Q kW P K P ca ca N d ca =⨯=Φ⨯==⨯=⨯=∑var004.1tan 4.127.0k P Q kWP K P ca ca N d ca =⨯=Φ⨯==⨯=⨯=∑()()A V S I kVAQ P S k Q K Q kW P K P N ca ca ca ca ca ca sq ca ca sp ca 5.3438.037.2237.225.181.13var5.1808.13.1797.01.134.14.21095.02222=⨯=⨯==+=+==++⨯=⨯==++⨯=⨯=∑∑18）z 补偿电容器组常按三角形接线19）⑴确定母线上的自然功率因数：cos φ1=Pca/Sca ，a ——计算有功功率 （ Pca=∑PN ） ，Sca ——计算视在功率，ca ——计算无功功率Sca=生产矿井：cos φ1=Wwa ——电度表上的有功电耗量Wre ——电度表上的无功电耗量使cos φ1提高到cos φ2所需的补偿容量Qc ：Qc=KLo.arPca(tg φ1- tg φ2)第二章 供电系统短路电流计算1）供电系统中电位不同或相位不同的导体相互接触，并形成较大的电流，称之为短路2）短路的原因：1、短路电流比正常电流大几十倍甚至几百倍；2、短路时会产生很大的电动力和很高的温度；3、使电压突然下降（影响设备正常运行）；4、造成停电（越靠近电源，停电范围越大）； 5、影响系统运行的稳定性 6、对通信线路产生严重干扰，7电雷管超前引爆3）短路的形式：1、三相短路；2、两相短路；3、两相接地短路；4、单相接地短路。

4）计算短路电流的目的：1、校验电气设备2、继电保护整3、确定限流措4、确定系统运行方式5）各短路参数之间的关系：高压电网：（3KV 以上）iim=2.55Ipe ，im=1.51 Ipe低压电网：（1140V 以下）iim=1.84 Ipe ，Iim=1.09 Ipe 当短路电流达到稳态区后: Ipe=Is=Iss 短路容量：6高压电网短路电流计算：基本公式：系统电抗Xsy ：①或②电力线路的电抗Xw:Xw = Xo ×L （换算） 式中：Xo —导线或电缆单位长度的电抗 （高压6kv 以上）架空线Xo=0.4Ω/km ， 电缆Xo=0.081Ω/km L —线路长度 m③电力变压器的电抗XT ：式中：Var —平均电压1.05VN （短路点处的）kv ST —变压器的额定容量MVAνs---变压器的短路电压百分数（阻抗电压），由变压器技术参数查得P55()()()()()()33323232.551.520.866im Is i Is Iim Is Var Ss X Is Is ∑∑======2Var Xsy Ss=2Var Xsy Sbr =2T sTVar X S ν=④元件电抗的换算：7) 变压器： 阻抗电阻 电抗式中：VNT — 变压器二次额定电压kv 。

△PNT --- 变压器的短路损耗（铜损），由变压器技术参数查得P37-38 4、求出总阻抗：【电阻、电抗分别计算（注意换算），再通过下式求得】5、求出短路电流：'221()ar ar V X w Xw V =2NT T sTV Z S ν=22NT T NTT V R S =∆P T X =Z ∑=()()()()()()33323231.841.090.866im Is i Is Iim Is Var Ss Z IsIs∑∑======短路的原因：绝缘损坏、误操作、鸟兽跨越、自然灾害。

8)9）③校验公式：（两种情况） 一般电气设备：式中： --设备在t 秒内能承受的电流值，厂家提供。

--与Its 所对应的试验时间，厂家提供。

--短路稳态电流 --短路电流持续的实际时间（假想时间），--保护动作时间（一般为0.5S ） --开关动作时间(快速开关为0.11-0.16S ； 慢速开关为0.18- 0.25S)。

母线与电缆：当时热稳定为合格。

第三章 矿山供电设备（一）什么是电弧？介质被击穿导电而形成的亮度强、温度高的弧光，这一弧光称电弧。

（二）电弧的产生与维持：触头分离→温度↑（热游离）→强电场发射ts ssI I ≥ts ss I min ssA I AC=≤minA A ≥(3)al imF F ≥→ ↑（运动）碰撞游离→发弧→温度→热游离→电弧维持（三）电弧的熄灭条件：电弧熄灭的条件是：去游离率＞游离率2）（四）电弧的危害：1、伤人；2、损坏设备；3、延长故障时间。

3）灭弧方法：(目前常用)1、速拉灭弧法： 2、冷却灭弧法：3、吹弧灭弧法（图）：4、长弧切短灭弧法（图）：5、粗弧分细灭弧法：6、狭沟灭弧法：7、真空灭弧法：8、惰性气体灭弧法等。

4）矿用电气设备的要求:1要求电气设备体积小、重量轻；2.要求电气设备有坚固的外壳、内部元件有较强的抗震能力。

3.要求电气设备防潮性能和绝缘水平要高。

4.要求电气设备具有防爆性能。

5.。

要求电气设备有较强的过负荷能力和起动力矩。

5）爆炸条件和预防措施:1、爆炸条件：①瓦斯浓度：5-16% ②温度：650-750℃火源2、预防措施：①将沼气和煤气的含量严格控制在非爆炸的范围之下（通风）；②控制井下各种可能引爆的热源、火源、电源；③完善井下供电系统的保护装置（及时切断电源）；④建立各种有效的安全和操作制度（管理手段）。

6）防暴原理：隔爆性：外壳内爆炸后，高温和火焰通过接合面喷出时，受到足够的冷却耐爆性：外壳内爆炸后，外壳不至于破坏隔爆面三要素间隙（P72表3-3）、宽度（P72表3-3）、粗糙度（6.3）第三节高压开关电器一、高压熔断器:(符号含义图）是一种当电流超过规定值时（故障电流），使其熔体发热熔化,从而断开电路的保护电器，并对电路及电路中的设备进行保护，该元件称为熔断器。

按其结构和动作原理分：限流式和跌落式两种。

2）限流式熔断器（户内）工作原理：该熔断器同时采用几种灭弧方式（粗分细、长切短、狭沟），故是一种灭弧能力很强的熔断器，能在短路电流未达冲击值（即短路后不到半个周期0.01秒）即能完全熄灭电弧，使线路和设备不受冲击电流的影响，因此，称为“限流”式熔断器。

3）RW4系列跌落式熔断器工作原理：逐级排放”，没有限流作用。

4）高压隔离开关：（符号含义）高压隔离开关主要用来隔离高压电源，有明显可见的断电间隙，以保证其它电器设备的安全检修。

它没有专门的灭弧装置，所以不能带负荷操作,更不能故障时跳闸。