《矿井供电系统及采区供电安全》n课程授课教案n.docx
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《矿井供电系统及采区供电安全》n课程授课教案n
《矿井供电系统及采区供电安全》课程授课教案n
备课日期:
年月日第页
班级
课时
教具
上课日期
课题
矿井供电系统及采区供电安全
目的要求
知识目标:
掌握矿井供电系统、采区供电系统、三专两闭锁的构成与工作原理等知识。
能力目标:
巩固基本知识,强化学员在实践中充分运用科学理论知识,确保安全生产的能力。
思想目标:
培养学员做有知识、有技术的现代新型技术工人的信心和主人翁责任感。
重点
矿井及采区供电系统及《煤矿安全规程》对其的要求和三专两闭锁的原理等。
难点
变压器的中性点运行方式;触电的危害及防治措施;三专两闭锁的使用。
课型
理论课(新授)
教法
讲授法、板书演示法、多媒体教学
教学环节
课堂主要教学内容
时间分配
一、组织教学
目视全员,自我介绍;点名,讲明课堂纪律并宣布上课。
二、导入新课
介绍学习本课程的目的和意义,并提出一些简单问题,激发学员的兴趣。
电工基础知识
第一节直流电路
一、电路和电路图
1、电路:
由直流电源、用电器、导线和辅助设备等所组成的闭合回路。
2、电路图:
将电路中的实际元器件用理想的电路元件代替后的电路的图。
三、讲授新课
二、电功和电功率
1、电功:
在导体两端加上电压U,导体内就建立电场。
电场力在推动自由电子通过导体横截面的电量为q,则电场力做功W。
W=qU=UIt
上式中W、U、I、t的单位分别为焦耳(j)、伏特(V)、安培(A)、秒(s)
2、电功率:
电流所做的功和完成这些功所用的时间的比值。
用P表示电功率,则
P=W/t或P=UI
上式中P、U、I的单位分别为瓦特(W)、伏特(V)、安培(A)。
三、欧姆定律
1、部分欧姆定律:
电阻中的电流与加在电阻两端的电压成正比,与电阻成反比。
用公式表示为:
I=U/R或U=RI
上式中,电压U的单位是V,电流I的单位是A,电阻值R的单位是R。
2、全电路欧姆定律
全电路由电源、用电器(电阻)、开关和导线组成。
用公式表示为
I=U/(R+R0)
其中,U为电源电压,R为外电阻,R0为电源的内电阻。
注意:
开路状态和短路状态全电路欧姆定律的使用情况。
第二节磁与磁路
一、磁场的基本概念
1、磁场与磁力线
当两个互不接触的磁铁靠近时,会产生相斥或相吸的现象,是因为磁铁周围存在着一个作用力的空间,即磁场。
课
程
要
点
磁铁周围的磁场可以用磁力线来形象地描述。
磁力线的特点有:
(1)磁力线在磁铁外部总是N极出,S极入;而在磁铁内部则从S极到N极。
(2)磁力线的疏密程度反映了磁场的强弱。
(3)磁力线是一些互不相交的封闭曲线。
2、电流的磁效应
(1)通电导线的磁场:
在通电导线的周围有磁场产生,这一现象称为电流的磁效应。
(2)右手螺旋定则:
右手伸直大拇指顺着直导线中电流的方向,则弯曲的四指就表示导线周围磁场的方向。
通电螺线管的磁场方向的判定仍符合右手螺旋定则。
3、磁场的基本物理量
(1)磁感应强度:
用来表示磁场中各点磁场强弱和方向的物理量,用符号B表示。
磁场中某点的磁感应强度在数值上等于与磁场方向相垂直的单位长度的导体,通过单位电流时所受到的作用力。
在均匀磁场中,如果一通电导体与磁场方向相垂直,则通电导体将受到磁场的作用力称为电磁力,用公式表示:
F=BLI
其中,磁感应强度B的单位是T,导线的有效长度L的单位是m,电流I的单位是A,电磁力F的单位是N。
电磁力的方向可用左手定则来判定。
(2)磁通:
在均匀磁场中,磁感应强度B和垂直于磁场方向的面积S的乘积,用公式表示为:
φ=BS
其中磁通φ的单位为韦(Wb)。
课
程
要
点
(3)磁导率:
磁场中各种介质的导磁性能,用μ表示。
由实验测定,真空中的磁导率μ0=4π*10-7H/m
(4)磁场强度:
磁场中某点的磁感应强度B与媒介质磁导率μ的比值,用H表示,即
H=B/μ
二、电磁感应定律
感应电动势的大小与磁通的变化率成正比,方向符合楞次定律。
E=-N△φ/△t
第三节正弦交流电路
一、正弦交流电的基本概念
1、正弦交流电:
指其大小和方向随时间作周期性变化的电流和电压。
2、正弦交流电的三要素
(1)振幅:
正弦量所能达到的最大值。
(2)角频率:
相位角变化的快慢的物理量。
单位是rad/s。
(3)初相角:
当t=0时的相角。
单位是rad
二、正弦交流电的相量表示:
用有效值和初相角表示的一种极坐标形式。
三、RLC串联电路
由电阻、电感和电容串联组成的电路成为RLC串联电路。
1、复阻抗Z=R+jωL-j*(1/(ωc))
2、阻抗的大小Z
3、阻抗角
四、正弦交流电的功率
1、有功功率:
瞬时功率在一个周期内的平均值,用符号P表示。
P=UIcosφ
课
程
要
点
2、无功功率
无功功率用Q表示,Q=UIsinφ
3、视在功率:
用S表示,S=UI
注意:
阻抗符合阻抗三角形,功率关系符合功率三角形。
第四节三相交流电路
一、三相交流电源:
指三个大小相等,频率相同,相位互差1200的三个电源构成的电源。
以顺序A、B、C表示。
其瞬时表达式为:
eA=Emsinωt
eB=Emsin(ωt-1200)
eC=Emsin(ωt+1200)
二、三相电源的连接及三相负载的连接
其连接方式分为星型接线和三角形接线。
三、三相对称电路的计算
计算方法:
使用单相计算法
煤矿井下供电的三大保护
煤矿井下环境条件差,容易发生各种电气故障,保证供电安全是保证矿井安全生产的重要环节之一,井下供电的三大保护:
过流保护、漏电保护和保护接地。
一、过流保护
1、过流
2、危害
(1)强大的短路电流会损坏电气设备;
(2)短路电的电弧会烧毁电气设备甚至引起瓦斯煤尘爆炸;
(3)长期过负荷会使设备或线路的绝缘老化,缩短设备的使用寿命。
课
程
要
点
3、原因
(1)绝缘老化
(2)机械损伤
4、过流保护的措施
(1)采用熔断器进行保护
(2)采用过流继电器进行保护
5、过流保护的设置
变压器的高压侧和高压电机应设置过流保护,变压器的低压侧或低压馈电开关应设置过流保护、漏电保护。
二、漏电保护
1、漏电
2、危害
(1)接地电的电火花可能引起可燃性气体着火或爆炸;
(2)导致人身触电;
(3)漏电流的长期存在,使绝缘进一步恶化,甚至引起两相短路;(4)使电雷管超前引爆。
3、原因
(1)设备绝缘自然老化;
(2)施工方面的原因:
橡套电缆悬挂时,没有使用电缆挂钩而使用铜丝或铁丝悬挂,长时间会导致漏电;
(3)管理方面的原因:
电气设备和电缆遭受水淹或潮湿,未经干燥而送电引发漏电;
(4)维修不当引起的漏电。
4、漏电保护
(1)非选择性漏电保护:
在采区变电所使用检漏继电器。
(2)选择性漏电保护:
使用电流方向继电器和功率方向继电器。
课
程
要
点
三、保护接地
1、组成:
由主接地极,接地母线,辅助接地母线,局部接地极,连接导线,接地引线组成。
2、设置
(1)主接地极:
采用规格符合规程要求的钢板做成。
设置在井下中央水仓。
(2)接地母线:
采用符合规程要求的镀锌钢板或裸钢板做成。
设置在井下中央变电所,与主接地极的连接采用焊接。
(
(3)辅助接地母线:
采用符合规程要求的镀锌钢板或裸钢板做成。
设置在采区变电所及各个配电点。
(4)局部接地极:
采用符合规程要求的镀锌钢管做成。
设置在采区变电所、各个配电点和电缆接线盒等处。
(5)连接导线和接地引线:
采用符合规程要求的镀锌钢绞线或裸铜线做成。
连接电气设备的金属外壳的导线称为连接导线。
由局部接地极引出的导线称为接地引线。
3、要求:
井下接地网总的接地电阻不能超过2欧姆。
矿井安全供、用电及专业化管理
1、为保证安全用电,制定了哪些安全作业制度?
严格执行这些制度有什么重要意义?
安全作业制度主要有:
工作票制度;工作许可制度;倒闸、试验操作票制度和工作监护制度;停、送电制度等。
2、工作票制度的具体内容是什么?
工作票由谁签发?
工作负责人、操作人员和工作许可人的安全责任是什么?
课
程
要
点
在地面电气设备和线路上作业时,以及对井下高压电气设备进行检修及对重要线路和重要工作场所进行停、送电时,都必须使用工作票,并按工作票规定的内容进行工作。
工作票的主要内容有:
工作地点和工作内容;工作起、止时间;工作负责人(监护人)、工作许可人和工作人员的姓名,以及注意事项和安全措施。
工作票应由局、矿熟悉设备情况,熟悉《电业安全工作规程》和《煤矿安全规程》的局、矿主管供电负责人签发。
其中一份留存在工作地点,由工作负责人执存,另一份由值班员收执,按值移交。
值班员应将工作票号码、工作任务、许可工作时间及完成工作时间记入操作记录簿中。
工作票应在工作前一天交给值班员、临时工作可在工作开始以前直接交给值班员。
若工作内容、工作人员或工作时间有变更,应提前修改或重新填写工作票。
工作票中所列人员的安全责任:
工作票签发人:
工作必要性;工作是否安全;工作票上所填安全措施是否正确完备;所派工作负责人和工作班人员是否适当和足够;精神状态是否良好。
工作负责人(监护人):
正确安全地组织工作;结合实际进行安全思想教育;督促、监护工作人员遵守有关规程的规定;负责检查工作票所载安全措施是否正确完备,值班员所做的安全措施是否符合现场实际条件;工作前对工作人员交待安全事项;工作班人员变动是否合适。
课
程
要
点
工作许可人(值班调度员、工区值班员、变电所值班员均为工作许可人):
负责审查工作票所列安全措施是否正确完备;是否符合现场条件;工作现场布置的安全措施是否完善;负责检查停电设备有无突然来电的危险;对工作票中所列内容即使发现很小疑问,也必须向工作票签发人询问清楚,必要时应要求作详细补充。
工作人员:
认真执行有关规程规定和现场安全措施,互相关心,监督讯息工期安全和各项安全措施的实施。
3、高压操作工作许可制度的内容是什么?
对地面变电所的电源进线及与进线有关的电气设备进行操作、检修时,都必须得到系统主管部门调度(局电力调度或电力系统调度)的批准。
对地面和井下高压电气设备(包括采区变电所内的高压设备),必须经矿生产调度的许可,方能进行检修操作。
对采区(工区)内的机电设备进行检修时,一般由采区(工区)自行决定,但影响较大的,可对采区变电所内高压电气设备进行停、送电操作,但不得擅自打开电气设备进行修理。
经维修单位机电主管人员授权者,不受此限。
在井下搬迁或增减电气设备,必须经过电气管理部门审查批准。
在具体进行各项检修、操作时,还必须得到现场值班人员的许可。
工作许可人(工作现场值班人员)在完成施工期现场的安全措施后(切断被检修设备的电源、用同电源电压相符的验电笔验电,确认无电后,检查工作地点的瓦斯浓度在1%以下时,进行对地放电),还应会同工作负责人到现场两次检查所做的安全措施,以手触
课
程
要
点
试,证明被检修设备确无电压,并对工作负责人指明带电设备的位置和注意事项。
然后双方在工作票上分别签名,工作班方能开始工作。
工作负责人和工作许可人(值班员)任何一方不得擅自变更安全措施,值班员不得变更被检修设备的运行结线方式。
工作中如有特殊情况需要变更时,应事先取得对方的同意。
4、高压倒闸、试验操作票制度和工作监护制度的内容是什么?
为了保证人身安全,防止因误操作而引起的设备损坏编号(未编号的操作票不准使用
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- 矿井供电系统及采区供电安全 矿井 供电系统 采区 供电 安全 课程 授课 教案