学分：3

总学时：126 面授：24 自学：100 复习：2

视频讲课：20

一、课程的性质、目的及任务

   《矿山供电及保护》课程着重讲授工矿业企业供配电系统的基本知识、基本理论以及工程实用的设计计算方法。通过本课程的学习，使学生对工矿企业供配电系统有一个较为全面的认识，掌握一定的运行维护知识，具有一定的工程设计能力和分析解决供配电技术问题的能力。达到如下要求：

1.了解工矿供配电系统的组成，初步掌握工矿变配电所设计的基本原则和方法，了解变配电所的接线方式；2. 熟悉工矿变配电所设备、器材的选择基本原则，能正确选择变电所的设备、导线、电缆、母线等电器元件；3.熟悉工矿供配电系统继电保护的基本原理、保护方式，具备拟定工矿供配电系统继电保护方案及参数计算的能力；4．熟悉井下供电方式、电气设备的选型、采区供电的设计；5.了解工矿供配电系统防雷和接地的必要性，掌握防雷的基本方法和接地保护的基本方法。

二、适用专业

函授专升本机械电子工程专业。

三、先修课程

电路，电机与拖动。

四、课堂讲授的内容与基本要求

第一章 工矿供电系统

1.工矿企业对供电的要求、电力负荷的分类、不同类型类负荷对供电的要求、供电电源的来源；

2.工矿企业供电系统的结线方式：辐射式、干线式、环式，中性点运行方式；

3．总变电、配电所的主结线方式；

4．矿井供电方式：深井供电方式、浅井供电方式；

5．矿井井下变电所：中央变电所、采区变电所、移动变电站的位置确定与接线方式；

6．矿井井下配电点的位置确定与接线方式。

第二章 负荷计算及变压器选择

1.理解负荷计算的内容和目的，掌握需用系数法计算负荷的方法与步骤；

2.变压器台数、容量、型号的选择，变压器损耗计算、经济动行；

3．功率因数提高的意义、方法、电容器的选择及接线方式。

第三章 短路电流的计算

1.掌握电力系统短路的类型、发生的原因及危害；

2.理解短路冲击电流的概念及它与短路电流周期分量有效值的关系；

3.理解标么值、基准值的概念，掌握电气元件阻抗标么值的计算，掌握利用标么值计算短路电流的步骤与方法，掌握三相短路电流与两相短路电流的关系；

4.理解短路电流的热效应和电动力效应，掌握电气设备热稳定和动稳定校验的方法。

第四章 高低压电器及其选择

1.理解电弧形成的物理过程和灭弧的基本方法；

2.掌握导体和电器设备选择的基本原则：按正常工作电压和电流选择，按短路条件校验；

3.了解高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开关的构造和主要类型，掌握断路器、负荷开关、隔离开关的功能、三者功能上的差别以及各自的用途；

4.了解高压熔断器的类型、工作原理与选择，了解高压开关柜的构造；

5.理解电流互感器与电压互感器的结构、原理、接线、选用以及运行的注意事项；

6.了解母线、架空导线和电缆截面的选择，掌握母线热稳定与动稳定的校验。

第五章 输电线路

1．了解高低压架空线路结构、敷设；

2．掌握电缆的结构、型号、使用地点、敷设方式、标准截面；

3．掌握架空线路、电缆路导线截面的选择方法；

4．了解导线截面的起动校验。

第六章 供电系统的继电保护与自动装置

1．理解继电保护的作用及要求；

2．掌握常用继电器的结构、用途（电磁式电流继电器、中间继电器、时间继电器、信号继电器，感应式继电器）；

3．掌握过电流保护装置的接线方式、定时限、反时限过电流保护原理接线图和展开图，对保护装置整定、校验；

4．掌握接地保护的原理；

5．掌握电机的保护原理；

6．了解变压器的几保护原理；

7．了解断路器的控制原理及信号回路；

8．了解操作电源。

第七章 矿山供电安全技术

1．掌握触电的危害性和预防方法；

2．了解变压器中性点接地与不接地系统对人体的危害；

3．掌握地面低电压漏电保护、井下漏电保护；

4．掌护矿用电气设备的防爆原理；

5.掌握井下接地网的形成，主接地极、局部接地极的元件要求、安放地点、连接导线的规格，总电阻的大小；

6．掌握常用检漏继电器、煤电钻组合装置、照明与信号组合装置的结构、工作原理、使用接线。

第八章 供电系统的保护接地与过电压保护

1．理解接地、接零、接地电阻、接触电压和跨步电压的概念，掌握保护接地与保护接零的工作原理、适用范围和作用，了解变电所接地装置及接地电阻的计算；

2.了解过电压的概念及分类，大气过电压与操作过电压的概念；

3.了解雷电的形成和危害，掌握大气过电压的基本形式，掌握避雷针、避雷线、避雷器各自的作用，计算避雷针的保护范围；

4.掌握变配电所和架空线路的防雷保护措施。

第九章 井下高低压供电设备及控制电器

1. 掌握矿用隔爆型高压配电箱的结构、用途和工作原理；

2. 掌握矿用变压器和移动变电站的结构、用途和工作原理；

3. 掌握矿用隔爆真空电磁起动器的结构、用途和工作原理；

4. 掌握矿用低压真空馈电开关的结构、用途和工作原理；

5. 掌握软起动器及调速装置的结构、用途和工作原理。

第十章 煤矿井下采区供电

1．掌握采区供电系统图的拟定原则；

2．掌握采区常用电气设备的结构、工作原理；

3．掌握采区电气设备、电缆的选型；

4．掌握采区保护装置的整定计算；

5．掌握采区供电的设计计算步骤。

第十一章 煤矿供电新技术

1.了解智能电网、智能变电站的含义和关键技术，掌握煤矿智能供电系统的要求。

五、录像课教学内容（略）

六、实验课教学内容（略）

七、视频讲课学时分配

八、主要参考书

1.《工矿供电技术》，刘卫国 宫绍亭，2012年，中国矿业大学出版社2

2.《供电技术》，余健明，2008年，机械工业出版社出版；

3.《供电技术》，王崇林，1997年，煤炭工业出版社出版；

4.《工业企业供电》，周瀛 李鸿儒，2002年，冶金工业出版社出版；

5.《矿山供电》，赖昌干，2009，煤炭工业出版社。

九、课程考试与成绩

课程过程考核方式：3次，大作业,建议考核占30%-35%。

课程结课考核方式：闭卷考试，笔试,课程结束考核占65-70%%。

相关要求见考试大纲。

一、考试对象

本大纲适用于中国矿业大学成人高等教育函授专升本机械电子工程专业的学生。

二、考试范围

考试内容可以为网络课程所讲授的内容。

三、考试形式与内容

考试形式为笔试、闭卷。考试时间为100分钟。满分100分。

各章考试内容：

第一章 工矿供电系统

1、目的与要求：供电系统是电力系统的一个重要环节。通过本章的学习，要求学生对供电系统有一个整体的了解。并掌握其中的一些基本概念和基本理论。

2、课程内容：电力系统，电力网，供电系统及其接线方式，电网中性点运行方式。

3、考核知识点：电力系统，电力网，电力负荷分级及对供电的要求，电力系统的电压，接线方式，中性点运行方式。

4、考核要求：理解电力系统和电力网的基本概念、电力负荷分级及对供电要求，重点掌握电力系统的电压等级及额定电压的基本概念、电压损失和电压偏移等基本概念和电压损失的计算；线路接线方式和变电所的主接线方式，重点掌握桥式接线方式和单母线分段的接线方式及其优缺点和适用范围；掌握电网中性点运行方式，其中重点掌握各种运行方式的优缺点及适用范围。

第二章 负荷计算及变压器选择

1、目的与要求：负荷计算是电气设备选择、主变选择、线路及导线选择以及继电保护整定计算中的常用的一种计算，也是供电技术最基本的计算之一，因此，要求学生必须掌握负荷计算的计算方法，其中重点掌握需用系数法，二项系数法和利用系数法要理解，其它方法只作了解。

2、课程内容：负荷曲线、负荷计算的方法、企业负荷的确定与变压器选择。

3、考核知识点，需用系数，年最大负荷、年最大负荷利用小时，计算负荷等一些基本概念，需用系数法，功率因数及其提高功率因数的意义。

4、考核要求：理解需用系数、年最大负荷、年最大负荷利用小时、计算负荷等概念，掌握需用系数的涵义，需用系数法以及提高功率系数的意义。

第三章 短路电流的计算

1、学习目的及要求：短路电流是电气设备选择、运行方式的确定以及继电保护中常用的一种计算，也是供电技术最基本的计算之一，因此，要求学生必须掌握短路电流计算。其中重点掌握有名制和标么制两种计算方法，有限容量的短路计算和不对称短路计算中的对称分量法要理解，其它方法只作了解。

2、课程内容：短路电流的基本概念，短路的暂态过程，无限大容量短路计算、有限容量的短路计算，大功率电动机对短路电流的影响，不对称短路计算以及短路电流的电动力效应及热效应。

3、考核知识点：暂态过程中的短路电流的组成、冲击电流、最大、最小运行方式、无限大电源容量、短路的种类、有名制法、标么值法，对称分量法的基本概念、短路电流的动热效应及设备的动热稳定性。

4、考核要求：掌握短路的种类、冲击电流、标么值、对称分量法的一些基本概念，掌握有名制和标么制两种短路电流计算方法，其中重点掌握标么值的计算方法，其它内容均要理解。

第四章 高低压电器及其选择

1、学习的要求：高压电器是组成电力系统的重要组成部分和必须采用的设备，其中选择计算也是供电技术中最基本的计算之一，因此，要求学生掌握设备选择计算，其中重点掌握电弧的产生与熄灭的机理，高压断路器、隔开开关以及仪用互感器的特点、功能及应用场合。

2、课程内容：开关电弧、电器选择的一般原则，高压开关设备的选择，母线及其绝缘子的选择、限流电抗器的选择，仪用互感器。

3、考核知识点：电弧产生与熄灭的机理，高压断路器的种类、功能、特点，隔离开关的功能特点，仪用互感器的使用注意事项，隔离开关不能带电操作的原因及后果。高压断器的选择计算。

4、考核要求：重点掌握电弧产生与熄灭的机理，高压断路器的功能特点，仪用互感器的使用注意事项，隔离开关不能带电操作的原理及后果。高压断路器的选择计算过程要清楚，负荷开关、熔断器的特点、功能及其选择计算要理解，限流电抗器和母线绝缘子的选择计算可作了解。

第五章 输电线路

1、学习目的与要求：架空线及电缆是电力线路必须的输电线，也是电力系统的重要的组成部分。因此，要求学生必须掌握线路截面的选择计算。

2、课程内容：电力线路概述，架空导线截面的选择，电缆的截面选择，电力电缆安装运行与维护。

3、考核知识点：电缆的种类，经济电流密度、经济截面、电压损失、线路截面的选择原则。

4、考核要求：重点掌握经济电流密度，经济截面和电压损失的基本概念，掌握高压线路截面的选择原则及步骤，分布负荷的电压损失计算要掌握。电缆线路的选择要理解，其它内容可作了解。

第六章 供电系统的继电保护与自动装置

1、学习目的与要求：继电保护的牵涉供电的安全性，要求学生必须掌握继电保护的原理，设置及整顶计算以及三段式保护的相互配合。掌握变压器的保护，对自动装置也要理解。

2、课程内容：继电保护基础，电网相间 短路保护、方向保护、差动保护、小接地电流系统的单相接地保护、变压器保护、高压电动机、电容器的保护以及自动装置。

3、考核知识点：继电保护的基本要求，电流继电器的动作电流、返回电流和返回系数数；电流保护的接线方式及接线系数，过流保护的整定原则及整定计算，速断保护和限时速断保护的整定原则，三段式保护各段保护的保护范围及选择性实现的方法，电流电压联锁速断保护的涵义，单相接地保护方法的类型，变压器保护的设置及各种保护的原理。高压电动机和高压熔断器保护的设置，自动重合闸和备用电源自动投入的涵义、功能及用途。

4、考核要求：掌握继电保护的基本要求，电流继电器的返回系数，电流保护的接线方式及线系数，重点掌握过流保护的整定原则及整定计算，重点掌握变压器保护的设置及各种保护的原理，对三段式保护的保护范围，选择性配合及实现方法要理解，其它内容可作了解。

第七章 矿山供电安全技术

1、学习目的与要求：了解井下供电设备所处的特殊环境，在技术上和管理上采取相应措施，实现安全供电。

2、课程内容：触电的危害及预防，电网中性点的不同接地方式对人身触电的影响，漏电保护，保护接地，矿用电气设备防爆原理，井下接地网的构成，煤电钻的综合保护。

3、考核知识点： 触电的危害及预防，人身触电分析，漏电保护，井下接地网，检漏继电器的原理，保护接地，煤电钻综合保护。

4、考核要求：掌握触电的危害性和预防方法，了解变压器中性点接地与不接地系统对人体的危害；掌握井下漏电保护；掌握矿用电气设备的防爆原理；掌握井下接地网的形成，主接地极、局部接地极的元件要求、安放地点、连接导线的规格，总电阻的大小；掌握常用检漏继电器、煤电钻组合装置、照明与信号组合装置的结构、工作原理、使用接线。

第八章 供电系统的保护接地与过电压保护

1、学习目的与要求：过电压及其保护直接牵涉供电的安全性和系统的绝级水平，要求学生必须掌握大气过电压的产生及其保护原理及其装置，对内部过电压也要理解。另外，保护接地的原理及其相关的基本概念要掌握。

2、课程内容：大气过电压，雷电冲击波沿导线的传播，防雷保护装置。变电所与线路的防雷，内部过电压、变电所的保护接地。

3、考核知识点：过电压的种类及其产生的原因，防雷保护措施及其保护装置，保护接地的基本概念。

4、考核要求：掌握过电压的种类及其产生的原因，重点掌握防雷保护措施及其保护装置，重点掌握避雷针、避雷线、阀型避雷器的防雷原理，重点掌握变电所的雷害来源及其相应的保护措施，重点掌握保护接地的基本概念，其它内容可作理解。内部过电压可作一般性了解。

四、试卷结构：

填空题约25%，简答题约50%，计算题约25%

五、试题难易比例

容易题约30%，中等难度题约50%，较难题约20%

（1）董海波．矿山供电技术．徐州：中国矿业大学出版社，2023．

（2）李虎伟．矿山供电技术．徐州：中国矿业大学出版社，2024．

（3）白星振等．现代供配电技术．北京：航空航天大学出版社，2020．

（4）张文荣．矿山供电技术．北京：机械工业出版社，2021．

（5）李建刚．矿山供电．北京：机械工业出版社，2017．