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第一章矿山供电系统电力系统是由发电厂、电力网、电能用户组成的整体，其任务是生产、变换、输送、分配、消费电能。发电厂是利用发电机将各种形式的自然能转换为电能的工厂，也称发电站，是电力系统的核心。电力网：是由若干变电所及各种不同电压等级的输电线路组成的输送、变换、分配电能的网络，是联系发电厂与电能用户的中间环节变电所有升压降压之分，是由电力变压器和开关控制设备组成。母线又称汇流排，用于汇集变压器的电能并分配给各用电负荷。电能用户也称电力负荷，泛指各种场所使用的各类用电设备。电力系统的特点：1电能不能大量储存，电能的生产、传输、消费过程几乎是同时进行的2在发电量充足时，发电量由用电量决定，二者之间是严格平衡的3电流系统是一个联系紧密的集体，其中的任一环节出现故障，都会影响整个系统。4电力系统从一种运行状态到另一种运行状态的过渡非常迅速，必须配有可靠、灵敏、快速的保护、监视、测量装置，以确保电力系统的正常运行。额定电压是保证电气设备安全、可靠、正常运行。充分发挥效能，获得最佳技术经济效益的标准电压。平均电压：电力线路首端变压器的最大空载电压U1和末端用电设备的额定电压U2平均值对供电系统的基本要求1供电安全2供电可靠3供电质量4供电经济。对电力负荷进行分类的目的是为了在安全、可靠的前提下经济、合理地供电。供电系统接线方式的要求：1供电可靠2操作方便、运行灵活3经济合理4便于发展供电系统接线方式三种基本类型放射式电网、干线式电网和环式电网。放射式接线是指从变电所母线向个用户分别引出专用线路，直接向用户供电，线路上不连接其他用电设备。干线式接线是指从变电所母线引出一回供电干线，沿着干线分接一般不超过5个用户。环式接线是指两个及以上的用户，彼此联络后共同由两路电源供电。变电所的主接线是由电力变压器、开关电器等各种电气设备与母线、电缆等连接线按一定次序连接而成的，用于接受和分配电能的电路，也称变电所的一次接线主接线多种形式1线路变压器组接线2单母线分段接线3桥式接线等供电系统中性点运行方式有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地以及中性点直接接地三种形式。在380/220低电压配电系统中，我国采用中性点直接接地的运行方式电力负荷的分级为一级负荷。二级负荷，三级负荷第二章供电系统的负荷计算变压器的功率损耗包括有功功率损耗和无功功率损耗损耗两部分。需用系数：我们将用电设备组实际负荷总容量与其额定容量之和的比值成为需用系数。利用系数负荷曲线的平均负荷与用电设备总额定容量的比值最大系数用电设备总实际负荷容量与负荷曲线的平均负荷的比值负荷系数用电设备的实际负荷与用电设备额定负荷的比值提高功率因素的意义1提高电力系统供电能力2降低输电线路中的功率损耗3减少电能传输过程中的电压损失，提高供电质量4降低电能成本提高功率因素的方法1正确选择电气设备2电气设备运行合理3人工补偿无功功率电容器补偿方式有单独就地补偿、分散补偿和集中补偿方式三种第三章短路电流短路：供电系统中不等电位的点被电弧或很小的阻抗相连通。短路稳态电流当非周期分量衰减到零后，短路的暂态过程即告结束。此时进入短路的新的稳定状态，这时的短路电流有效值称为短路稳态电流。次暂态电流在短路暂态过程中，短路电流周期分量第一个周期的有效值称为次暂态电流。有名制发又称绝对值法2标幺值法3图标法计算方法布骤一短路回路各元件阻抗的计算二短路回路总阻抗的计算三短路电流的计算方法1绘制短路计算电路图2绘制等值电路图3计算短路回路的阻抗4计算短路电流三相系统中短路的基本类型有三相短路、两相短路，单相接地短路，两相接地短路。短路的原因1电气设备绝缘损坏是造成短路的主要原因。2供电系统遭受雷电侵袭或在切换电路时产生过电压。将电气装置绝缘薄弱处击穿，造成短路设备过电压，绝缘被击穿等。3工作人员误操作造成短路4鸟兽跨越不同电位的裸露导体时造成短路5恶劣的气候条件以及其他意外事故也可能造成短路研究短路的目的：为了限制短路的危害，并将短路带来的损失和影响限制在最小范围内，使供电系统可靠、安全地运行，在变电所和供电系统的设计运行中，必须进行计算，解决以下问题；：1选择电气设备和载流导体2选择和整定继电保护装置3确定限流措施4确定供电系统的主接线方案和主要运行方式短路电流的电动力效应及热效应后果使设备受到破坏或产生永久性变形另一方面强大的短路电流会产生很大的热量，这回造成设备温度的升高，使导体机械强度降低，以致变形或接触部分连接状态恶化。设备的温度升高使绝缘强度降低，并加速老化，过高的温度会使绝缘破坏第四章供电线路（导体截面选择）电力线路主要任务是输送与分配电能输电线路分类：电压高低：低压线路1KV高压线路1KV-110KV超高压线路220KV2按功用不同：配电线路35KV输电线路=35kv3按电流种类：直流线路与交流线路4按结构特征:架空线路电缆线路输电线路分架空线路和电缆线路两大类。架空线路主要由电杆、横担、绝缘子、金具、拉线、和导线等组成电缆线路主要由电缆、电缆接头与封端头、电缆支架与电缆夹等组成电杆按作用和位置不同可分直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆、分支杆、跨越杆和换位杆等。电力电缆按绝缘材料可分为纸绝缘电缆、橡胶绝缘电缆和塑料绝缘电缆三种。架空线路导体截面选择（1）按长时允许电流选择。（2）按允许电压损失选择。（3）按经济电流密度选择。（4）按机械强度选择。高压电缆导体截面的选择1按经济电流密度选择电缆截面2按长时允许电流校验所选的电缆截面3按电压损失校验所选的电缆截面4按短路电流校验电缆的热稳定性。六章供电系统的继电保护（电流保护，变压器保护）常用继电器分为电量型和非电量型(瓦斯、温度、油压、速度)对继电保护装置的要求是选择性、快速性、灵敏性以及可靠性。继电器保护装置是什么？是指能及时反应电力系统电气设备所发生的故障和不正常工作状态，在规定的时间内动作，使开关跳闸或发出信号的自助装置。供电系统发生短路故障时，其重要的特征是电流突然增大和电压下降。高压电网相间短路的电流电压保护分为定时限过电流保护、反时限过电流保护、电流速断保护以及低电压保护三段式电流保护等。低电压保护;利用发生短路故障时母线电压下降的特点，采用低电压继电器实现的对供电线路的保护。接地的类型按照接地的目的和作用不同可分为：工作接地、保护接地、防雷接地和防静电接地、重复接地等。井下三大保护指保护接地、短路保护和漏电保护。变电所的防雷保护有直接雷击过电压线路传来的感应入侵波过电压及落雷时产生的反击过电压。工作接地：为了保证电力系统中电气设备在任何情况下，都能安全、可靠地运行。要求系统中某一点必须用导体与接地体相连接。接触电压：当人体接触到带电的金属外壳时，人体接触部分与站点之间的电位称为接触电压。七章过电压及其防护（过电压，防雷）过电压：指对电气设备绝缘有危害的电压升高，是由于电力系统中的电磁场能量发生变化而引起的，有大气过电压和内部过电压两种。大气过电压：是指有雷云直接对地面地面上的电气设备放电或对设备附近的物体放电，而在电力系统引起的过电压。前者称为直击雷过电压，后者称为感应雷过电压。防雷保护装置：避雷针（是保护建筑物、电气设备等免遭直击雷危害的防雷装置，由接闪器、引下线、接地体组成）避雷线（同避雷针）避雷器变电所的防雷保护：1对直击雷的防护2对雷电入侵波的防护大气过电压分直接雷击过电压、感应过电压和反击过电压三种。目前常用的避雷器有管型避雷器、阀型避雷器和压敏电阻型避雷器等。第五章电气设备及选择（互感器，低高压开关）高压电气设备选择的一般条件和原则1按使用环境选择电气设备的类型（电气设备按装设地点分为户内式和户外式按照不同的工作环境分为普通型、防污型、湿热型、高原型、和矿用型矿用型又分为矿用一般型、矿用防爆型。）2按正常工作参数选择电气设备3按故障条件校验电气设备高压断路器是电力系统中最主要的控制设备，在正常的情况下，它能断开和接通负荷电流，而在短路故障时，它能自动而快速地将故障电路从电力系统中切除，以保证电力系统及设备正常运行高压断路器按其介质不同1油断路器2压缩空气断路器3六氟化硫断路器4真空断路器5自产气断路器及磁吹断路器高压隔离开关又称刀闸，由于它的触头敞露在空气中，其通断状态明显可见，所以其主要用途是保证检修人员的安全，将需要检修的部分与其他带电部分隔离，防止意外事故。高压断路器的特点和作用？答：（1）特点：断流能力强，工作可靠，具有足够的断流能力并具有尽可能短的开断时间。（2）作用：可在正常时接通和断开负荷电路；可在发生短路故障时切断短路电流。高压隔离开关的特点和作用？答：（1）没有专门的灭弧装置，不能用来通断负荷电路和短路电流。（2）作用：是保证检修人员的安全，将需要检修的部分与其它带电部分可靠隔离，防止意外事故的发生，同时，可增加检修人员的安全。互感器是一种特殊变压器，包括电流互感器和电压互感器。互感器的主要作用是1用来使仪表、继电器与主电路绝缘，既避免了主电路的高电压直接引入仪表、继电器，又避免了仪表、继电器的故障直接影响主电路，提高了这两个方面工作的安全性和可靠性。2用来扩大仪表、继电器的使用范围电流互感器接线方案1一相式接线2两相V形接线3两相电流差接线4三相Y（星形）接线5零序接线互感器有哪几类？各有什么作用？在使用时要注意那些事项？答：（1）互感器有两类：电流互感器和电压互感器。电流互感器也称为仪用变流器，它将大电流变成标准的小电流（5A-1A）；电压互感器也称为仪用变压器，它将高压变成标准的低压（100V）。（2）作用：A：隔离高低压电路B：扩大二次设备的使用范围C：有利于二次设备的小型化、标准化、有利于大滚规模的生产。（3）注意事项：A：电流互感器的二次侧不得开路。B：电流互感器的二次侧有一端必须接地C：电流互感器在连接时要注意一、二次侧线圈接线端子上的极性电压注意：电压互感器的一次二次侧一般都应装设熔断器作为短路保护，同时一次侧应装设隔离开关作安全检修用。。电压互感器类型接线方案1一台单相电压互感器的接线2两台单相电压互感器接成Vv形3三台单相电压互感器接成YN，yn形4三台单相三线圈电压互感器或一台三相五芯柱电压互感器接成YN，yn，d电压互感器类型1干式2油浸式自动空气开关又称自动开关或自动空气断路器。当电路发生短路、过载、欠压等故障时，它能自动切断电路。电流保护的接线方式1完全星形接线方式2不完全星形接线方式3两相电流差接线方式九章矿井供电安全（触电漏电杂散保护接地）触电：当人体触及带电导体或接近高压带电体时，人体成为电流通路的一部分的现象叫触电触电按电流对人体的伤害程度分为电击和电伤两大类。电伤主要是电弧对人体表面皮肤造成的损伤，其后果只是造成人体表皮组织的伤害电击是电流通过人体内部后，由于有热化学、电解血液等的作用，影响呼吸、心脏和神经系统，造成人体内部组织的破坏而导致残废或死亡，其后果比电伤要严重。安全参数：1安全电流（是指发生触电时，不会使人致死、致伤的通过人体的最大触电电流。30mAS2人体电阻（是指触电电流所流经人体各部分的电阻之和..1000）3安全电压（安全电流与人体电阻的乘积称为安全电压。40v）杂散电流是指分布在井下地、金属管线、铠装电缆外皮中的电流，分为直流杂散电流和交流杂散电流。杂散电流的危害1雷管先期放炮2腐蚀电缆金属外皮或金属管线3使漏电保护误动作杂散电流的防治1轨道采用焊接方式减小接缝电阻2缩短电机车与整流硐室的距离3改变直流电压的极性4提高交流电网的对地绝缘水平5采用在结构上三相对称的电缆6采用屏蔽电缆供电。漏电是指电网对地的绝缘电阻降低到一定程度，使电网对地的泄漏电流增加的现象漏电分为集中性漏电和分散性漏电集中性漏电是指在电网某一处或某一点绝缘降低，而其余部分对地的绝缘并没有降低，仍维持正常的绝缘水平的漏电分散性漏电是指整条线路或整个电网对地绝缘水平整体均匀的降低到了允许水平以下的漏电保护接地是指用导体将工作电压超过36V，正常时不带电、故障时有可能带电的电气设备的金属外壳或金属构件或铠装电缆的铠装层，与埋在地下的接地极连接起来的措施。接地电阻的概念是接地极周围的