工礦供電設(shè)計煤礦供電課程設(shè)計

1、第一章 負(fù)荷統(tǒng)計及動力變壓器應(yīng)選擇第一節(jié) 負(fù)荷統(tǒng)計（一）概述確定了變電所的位置后，接下來就需要進(jìn)行采區(qū)用電負(fù)荷統(tǒng)計，并據(jù)此決定采區(qū)變電所變壓器的容量、型號及臺數(shù)。變壓器選擇是否合理，與采區(qū)供電的技術(shù)、經(jīng)濟性能關(guān)系極大。若其容量偏小，將會使由它所帶的電氣設(shè)備和工作機械不能正常運轉(zhuǎn)，進(jìn)而影響供電的安全、可靠；若其容量偏大，則有會導(dǎo)致變電所投資的提高和變壓器能量損耗的增加，進(jìn)而造成浪費。若正確選擇變壓器，必先準(zhǔn)確求得各用電設(shè)備的實際負(fù)荷。但是，由于各用電設(shè)備在運行中的負(fù)荷是隨時變化的，且不應(yīng)超過其額定容量（即銘牌功率），又由于各用電設(shè)備一般不會同時出現(xiàn)，所以各用電設(shè)備的實際負(fù)荷之和，總是要比它們銘牌

2、值直接相加的數(shù)值低。因此，在選擇變壓器前，必須先介紹實際負(fù)荷的求取方法。目前，有多種計算實際負(fù)荷的方法，其中需用系數(shù)法得到了廣泛的應(yīng)用。（二）需用系數(shù)法需用系數(shù)法是一種借助于一些統(tǒng)計數(shù)據(jù)，通過計算手段，依據(jù)用電設(shè)備的額定功率求取計算負(fù)荷的方法，該法所用的公式為 式中 一組用電設(shè)備的計算負(fù)荷，kv·A； 一組具有相同需用系數(shù)kde的用電設(shè)備的額定負(fù)荷之和，kw； 一組用電設(shè)備的加權(quán)平均功率因數(shù)，其取值見表10-2； 需用系數(shù)，查、其取值見表10-2。計算上述采區(qū)各用電設(shè)備容量（1） 皮膠帶輸送機： 有功功率：= 無功功率： 視在功率： 計算電流：(2) 煤電鉆 有功功率：= 無功功率：

3、 視在功率：計算電流：（3）回柱絞車 有功功率：= 無功功率： 視在功率： 計算電流：（4）轉(zhuǎn)載機有功功率：=無功功率：視在功率：計算電流：（5）輸送機有功功率：無功功率：視在功率：計算電流：（6）采煤機本組總負(fù)荷：+=40+0.6+4+12+37.5+78=169.1KW+=40.8+0.612+4.08+15.96+38.25+76.5=176.202KV·AR因為故選KBSG-315/6型固定變壓器將上述數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，如下表：負(fù)荷表：用電設(shè)備名稱臺數(shù)額定功率/(kw)額定效率需用系數(shù)K功率因數(shù)有功功率p（kw）無功功率Q（KVAR)視在功率S（KVA)計算電流I（A）皮膠帶輸送

4、機1800.920.50.74040.857.145.5煤電鉆11.20.860.50.70.60.6120.860.08回柱絞車180.890.50.741.085.710.55轉(zhuǎn)載機1300.920.40.61215.9619.971.92輸送機1750.920.50.737.538.2555.575.15采煤機11000.920.750.77576.5107.1310.31第2節(jié) 采區(qū)變壓器及移動變電站型號的確定 根據(jù)煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，在采煤工作面選用KBSG-315/6型固定變壓器型號額定容量 kv·A額定電壓/KV損耗/W阻抗壓降/%空載電流/%連接組高壓低壓空載短路KB

5、SG-315/631561.2-0.6931400220042.5Y,y/Y,d11第二章 高壓配電裝置及電纜的選擇第一節(jié) 高壓配電裝置的選擇（一） 型號、臺數(shù)的選擇根據(jù)采區(qū)供電系統(tǒng)圖，選擇高壓配電裝置的型號、臺數(shù)。（二） 選擇原則、條件高壓配電裝置的型式應(yīng)符合煤礦安全規(guī)程相關(guān)規(guī)定。高壓配電裝置的電氣參數(shù)選擇應(yīng)符合下述條件：（1） 按正常條件選擇高壓配電裝置的額定電壓和額定電流： UN=6kv；INIca（2） 高壓配電裝置的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性校驗按照下式： ImaxI1m；I2 tattsI2 sstph（3） 高壓配電裝置的斷流能力校驗按照下式要求： IN·DImax或SN

6、83;DSmax（三） 選擇過程下面先對一臺KBSGZY500/6型移動變電站及兩臺KBSG200/6型干式變壓器的高壓配電箱進(jìn)行選擇；然后，再選擇采區(qū)變電所總高壓配電箱和母聯(lián)高壓配電箱。由于這五臺配電裝置均設(shè)于采區(qū)變電所內(nèi)，按煤礦安全規(guī)程相關(guān)規(guī)定，應(yīng)選隔爆型。1 按額定參數(shù)選擇煤礦井下設(shè)計技術(shù)規(guī)范中規(guī)定：井下移動變電站、動力變壓器側(cè)應(yīng)有短路、過負(fù)荷和無壓釋放保護(hù)；供給移動變電站的高壓負(fù)荷線還應(yīng)有電纜是保護(hù)。BGP6、BGP36A、BGP56型等高壓隔爆配電箱均符合要求；考慮到設(shè)備運行、維護(hù)方便，使用安全可靠等方面，選用BGP5-6型帶真空斷路器的隔爆配電箱。（1） KBSGZY-500/6型

7、移動變壓站高壓配電箱選擇。 配電箱額定電壓：選定為6kv。 配電箱額定電流應(yīng)大于移動變壓站的最大長時工作電流。移動變壓站（變壓器）的最大長時工作電流即額定工作電流IN·T為IN·T=SN·T/（3UN·T）=500/（3×6）27.8A故選IN·T=50A。故選BGP5-6/50型高壓隔爆配電箱一臺。其主要技術(shù)參數(shù)列于表10-3中。（2） KBSG-200/6行變壓器高壓配電箱選擇。 配電箱額定電壓：選定為6KV。 配電箱額定電流應(yīng)大于變壓器的最大長時工作電流即變壓器的額定電流。變壓器的最大長時工作電流即額定工作電流IN·T

8、2為 IN·T=SN·T/（3UN·T）=200/（3×6）11.11A故選IN·T1=50A。故選BGP5-6/50型高壓隔爆配電箱兩臺。（3） 采區(qū)變電所總高壓配電箱選擇。 配電箱額定電壓：選定為6KV。 配電箱額定電流應(yīng)大于三臺變壓器的最大長時工作電流。為簡便計算，取三臺變壓器的額定工作電流之和為總的最大長時工作電流IN·T。 IN·T=SN·T/（3UN·T）=27.8+2×11.11=50.02A故選IN·T=100A。故選BGP5-6/50型高壓隔爆配電箱兩臺作為總開關(guān)（雙

9、電源供電）。其主要技術(shù)參數(shù)列于表中10-3中。 (4)采區(qū)變電所母聯(lián)高壓配電箱選擇。配電箱的額定電壓：選定為6KV。配電箱額定電流應(yīng)大于帶兩臺變壓器的最大長時工作電流。為簡便計算，取三臺變壓器的額定工作電流之和為總的最大長時工作電電流IN·T。IN·T=SN·T/（3UN·T）=2×11.11=22.22A故取IN·T=50A。故選BGP5-6/50型高壓隔爆配電箱一臺作為母聯(lián)開關(guān)（雙電源供電）。其主要技術(shù)參數(shù)列于表中10-3中。采區(qū)高壓配電箱主要技術(shù)數(shù)據(jù)如表10-3所列。表10-3 采區(qū)高壓配電箱主要技術(shù)數(shù)據(jù)控制負(fù)荷名稱型號編號額定

10、電流/A額定電壓/KV 額定斷流容量/(MV·A)KBSGZY-500/6型移動變電站BGP5-6/50（一臺）DB4506 1002×KBSG-200/6型隔爆干式變壓器BGP-6/50（兩臺）DB5DB650KBSGZY-500/6型+2×KBSG-200/6BGP-6/100（兩臺）DB1DB21002×KBSG-200/6型隔爆干式變壓器BGP-6/50（一臺）DB350 2.短路容量驗算 對所選高壓配電箱，其短路容量為100MV·A，是國內(nèi)最大容量，無疑比設(shè)備安裝處短路容量大。如果主要變電所母線上短路容量超過100MV·A，

11、則地面變壓所下井回路中 一定會加限流電抗器。我國多數(shù)中小型礦井、井下中央變電所母線上的短路容量均限制在50MV·A以下。第二節(jié) 高壓電纜的選擇（一）高壓電纜型號的選擇 采取供電系統(tǒng)中有兩端為高壓電纜，第一段是中央變電所到采區(qū)變電所；第二段是采區(qū)變電所至移動變電站KBSGZY。電纜型號分別選取為：YJV-60003×35600m；UYPJ3.6/63×35+3×16610m。（二）高壓電纜截面的選擇1.井下高壓電纜截面選擇方法按下面四個方面進(jìn)行電纜截面選擇之后，選取最大截面。 按經(jīng)濟電流密度選擇電纜截面。 按長時允許截流量選擇電纜截面。 安短路電流熱穩(wěn)定校

12、驗電纜截面。 安允許電壓損失校驗電纜截面。我國規(guī)定：電纜線路電壓損失百分?jǐn)?shù)的彼岸準(zhǔn)為對1035KV及以上的線路為±5%；對10KV及其以下的線路為±7%。同時規(guī)定：對礦井電壓線纜，在計算其電壓損失時，其長度應(yīng)從地面變電所到采區(qū)變電所。2.下井電纜截面的選擇方法對下井電纜截面的選擇過程，分如下兩種情況。 取礦井最大涌水時，井下的總額定負(fù)荷，安一路不送電情況，以允許截流量選擇電纜截面。 取礦井正常用水量時，井下的總額定負(fù)荷，按全部下井電纜送電的情況，依經(jīng)濟電流密度選擇電纜截面。 按三相短路電流熱穩(wěn)定值，選擇電纜截面。 取上述三個所選截面最大者，再按正常涌水量時，全部下井電纜送電

13、及最大涌水量時一回路不送電兩種情況，分別校驗電壓損失。（2）井下中央變變（配）電所至采區(qū)變電所高壓電纜截面的選擇過程應(yīng)按“井下高壓電纜截面選擇方法”中所述選擇、校驗方法逐步進(jìn)行。（3）。選擇過程選擇采區(qū)變電所至KBSGZY500/6型移動變電站的高壓電纜（1）型號選擇。向移動變電站的高壓電纜，應(yīng)選UYPJ3.6/6型屏蔽監(jiān)視礦用橡套電纜。礦用橡套電纜單位長度的電阻和電抗見教材表35，UYPJ3.6/6型屏蔽監(jiān)視礦用橡套電纜的規(guī)格見表56.（2）截面選擇WT1·2干線電纜最大長時工作電流為：Lca=Sca·T/(3UNKsc)=462.788/(3×6×1

14、)25.71A由表510中可知UYPJ3.6/6-3×25+3×16/3+3×2.5型屏蔽監(jiān)視礦用橡套電纜，其長時允許截流量Ip=121A，大于Ica=25.71A，滿足發(fā)熱條件。（3）長度的確定電纜實際長度應(yīng)按下式進(jìn)行計算：Lca=KinLwa式中 Lca電纜實際長度，m； Lwa電纜敷設(shè)路徑長度，m； Kin增長系數(shù)，對橡套電纜為1.1，對鎧裝電纜為1.05.本設(shè)計中在變電所內(nèi)和變電所至第一區(qū)段工作面運輸平巷電纜的長度分別為20m，75m；采區(qū)一翼走向長度為600m；移動變電站與工作面的距離150m。由于供貨長度為150m/根，故每150m應(yīng)設(shè)一個中間接頭，共

15、設(shè)3個，且中間防爆接線盒兩端有增加3m的充裕量。同時考慮到軟電纜應(yīng)比巷道長度加長10%，故可求得采區(qū)變電所至移動變電站的高壓電纜總長度為Lca為：Lca=（20+75+600-150+3×2×3）×1.1=619.3m（4） 校驗。 短路熱穩(wěn)定性校驗。滿足熱穩(wěn)定條件的最小電纜截面Amin按下式計算：AminIssti/C式中 Iss通過電纜的最大短路電流，KA； C電纜芯線的熱穩(wěn)定系數(shù)，查教材表3-20可知，銅芯橡套電纜在最高允許溫度200時的C值為145； Ti假想時間。 根據(jù)式（3-70）得 ti=tse+tbr+0.05=0.1+0.1+0.05=0.25s

16、式中 tse短路保護(hù)動作時間，井下高壓配電裝置速斷動作時間tse100ms，取tse為0.1s； Tbr開關(guān)動作時間，真空斷路器分閘時間，s。 0.05考慮短路電流非周期分量影響而增加的時間，S已知所選電纜主芯線截面為25mm2 ，該截面滿足熱穩(wěn)定條件允許通過最大短路電流Imax·s為 Imax·sti=25×145/0.25=7250A=7.25KV相應(yīng)的，滿足該截面熱穩(wěn)定要求的最大短路容量·3Uar Imax·s=1.732×6.3×7.2579.1· 一般礦井地面變電所6KV母線短路容量均限制在50MV

17、83;A以下，其短路容量小于UYPJ型3×25mm2 電纜熱穩(wěn)定要求的最大短路容量79.1KV·A，因而滿足短路熱穩(wěn)定性要求。 按允許電壓損失校驗。a. 允許電壓損失：從地面變電所6KV母線到采區(qū)移動變電站6KV高壓端子的允許電壓損失不允許超過7%。b. 電纜電壓損失計算：（a）下井電纜的電壓損失U1.本設(shè)計以告訴在故障情況下，每條下井電纜負(fù)荷功率Pca=1105KW，下井電纜長度為778m，截面為95mm2 （銅芯）。由表3-5查得Ro=0.226/Km，X0=0.060/Km;取下井負(fù)荷的功率因數(shù)cos=0.65，tan=1.17,，代入下式，得 U=PcaLca（Ro

18、tan）/10U2 N100%=1105×0.778×(0.226+0.06×1.17)/(1000×62 )=0.71%(b)中央變電所至采區(qū)變電所的電壓損失U2.從采取供電系統(tǒng)圖中可知，這段電纜為銅芯，截面為25mm2 ，長度為600嗎，總負(fù)荷為890.2kw。由表3-5查得Ro=0.858/Km，X0=0.066/Km；取下井負(fù)荷的功率因數(shù)cos=0.65，tan=1.17,，代入下式，得，U2=890.2×0.6×（0.858+0.066×1.17）/(1000×62 )（c）采區(qū)變電所至移動變電站的電壓損

19、失U3，從采區(qū)供電系統(tǒng)圖中可知，這段電纜為UYPJ型，截面為25mm2 ，長度為610m，總負(fù)荷為546.6kw；取功率因數(shù)cos=0.6，tan=1.17。由表3-5查得Ro=0.8638/Km，X0=0.088/Km，代入下式，得 U3=546.6×0.61×（0.8638+0.0088×1.33）/(1000×62 )0.91%（d）總電壓損失U=U1+U2+U3=0.71%+1.39%+0.91%=3.01%5%據(jù)此判斷，線路的電壓損失符合要求。所以，選UYPJ-3.6/6-3×25電纜作為向移動改變站的供電電纜。同理，中央變電所至采區(qū)

20、變電所的高壓電纜YJV-6000-3×35-600m也是符合要求的。第三章 采區(qū)低壓電纜選擇第一節(jié) 低壓電纜型號的確定 （一）選用原則低壓電纜的型號及電壓等級，在符合煤礦安全規(guī)程的前提下，根據(jù)實際用電設(shè)備的要求、電纜的用途和敷設(shè)場所等具體情況加以確定。（1） 在井下，采煤機組、截煤機、回柱絞車、調(diào)度絞車、電鉆、裝煤機和局部通風(fēng)機等，都是經(jīng)常移動的機械設(shè)備。對于此類機械設(shè)備，其供電電纜應(yīng)一律采用輕便、易彎的非延燃性橡套電纜，具體選擇為： 對于采煤機，刨煤機等，供電電纜應(yīng)選擇專用移動型電纜。對于電壓等級為380V或660V的采掘工作面，可選用UC0.38/0.66型采煤機橡套軟電纜或UC

21、P0.66/1.14型采煤機屏蔽橡套軟電纜；對于設(shè)備電壓等級為1140V的采掘工作面，必須采用UCP0.66/1.14型采煤機屏蔽橡套軟電纜或UCPQ1140V采煤機用屏蔽橡套軟電纜。 向煤電鉆供電應(yīng)選用UZ0.3/0.5型礦用電鉆電纜或UZP-0.3/0.5型礦用屏蔽電鉆電纜。 對無特殊要求的一般礦井，可選用UY-0.38/0.66型礦用移動橡套軟電纜或UYP-0.38/0.66、UYP-0.66/1.14型礦用移動屏蔽橡套軟電纜向工作面其他設(shè)備供電。 當(dāng)上述各種電纜用于采區(qū)和工作面時，一律應(yīng)選銅芯的電纜，嚴(yán)禁使用鋁芯的。我國現(xiàn)行礦用橡套電纜的型號、使用地點及主要規(guī)格見教材表5-5、表5-8

22、. （2）對于電壓等級為660V或380V的固定和半固定設(shè)備，入上（下）山絞車、上（下）山和平巷中的輸送機等可選用ZQ02型銅芯黏性油浸絕緣鉛套聚氯乙烯套電力電纜或ZQ22型銅芯黏性油浸絕緣鉛套鋼帶鎧裝聚氯乙烯套電力電纜，也可選用VV銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜、VV22銅芯聚氯乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜或UY-0.8/0.66型礦用移動橡套軟電纜。 （3）對于在無瓦斯的進(jìn)風(fēng)斜井和平硐，供電有新鮮風(fēng)流的井底車場，以及低瓦斯礦井的砌碹的回風(fēng)斜井中的設(shè)備，可采用鋁芯電纜供電；對于井下中央變電所的高、低壓電纜，亦可選用鋁芯電纜如ZLQ22-6型。在同時采用銅、鋁芯電纜供電的場所，必

23、須在它們的銜接處使用銅-鋁過渡接頭，并因經(jīng)常加以檢查。 （4）在采區(qū)內(nèi)，一般選用無黃麻外皮的，銅芯油浸絕緣鎧裝電纜，但有水泥支柱或砌碹通風(fēng)良好的巷道除外。（二）具體選擇 根據(jù)上述原則，結(jié)合圖10-2至圖10-5的供電系統(tǒng)分布情況，實際所選低壓電纜型號為： （1）采區(qū)變電所硐室內(nèi)低壓電纜和采區(qū)變電所低壓母線電纜均選用ZQ22-1000型。 （2）至上山絞車房的干線電纜，以及至采煤工作面回風(fēng)巷的干線電纜均選用UYP-0.38/0.66型。 （3）由移動變電站供電的干線電纜、均選用UYP-0.66/1.14型屏蔽橡套電纜；向采煤機供電的低壓電纜選用UCP-0.66/1.14型橡套電纜。 （4）其他移

24、動電器設(shè)備的供電電纜均選用UYP-0.38/0.66型屏蔽橡套電纜。 上述選擇結(jié)果均以表于圖102至圖105所示的相應(yīng)位置。第二節(jié) 低壓電纜長度的確定（一）、有關(guān)規(guī)定在確定電纜計算長度時，應(yīng)按照下述規(guī)定，在其實際敷設(shè)路徑長度上增加一定的活動裕量。（1） 固定敷設(shè)的橡套電纜的實際（計算）長度應(yīng)比其敷設(shè)枯井長度增加10%，即按=1.1來計算。（2） 固定敷設(shè)的鎧裝電纜的實際計算長度應(yīng)比其敷設(shè)路徑的長度增加5%，即按=1.05來計算。（3） 對移動設(shè)備用的橡套電纜，其實際長度應(yīng)按使用時的最大距離滿足上述（1）或（2）規(guī)定外，并另加35m的機頭活動長度。（4） 對于半固定機械（如上、下山或中間航巷道內(nèi)

25、的帶式輸送機、刮板輸送機等），若起動器在機頭附近時，則由其至電動機的一段支線電纜的長度應(yīng)以510m計算。（5） 為便于維護(hù)，當(dāng)電纜有中間接頭時，其長度應(yīng)在接線盒兩端各增加3m。 (二)、具體選擇 根據(jù)上述原則，已算得各段低壓電纜的長度，并標(biāo)于圖102至圖105的相應(yīng)位置。第三節(jié) 低壓電纜芯線數(shù)的確定 為防止觸電，井下各用電設(shè)備的外殼均應(yīng)接地，已形成良好地保護(hù)接地網(wǎng)。因此，除鎧裝電纜可利用其鉛包外皮接地外，其它電纜均因具有一條單獨的接地芯線。 各種的電纜的芯線數(shù)，隨其使用情況不同而不同，可按下述原則進(jìn)行確定： （2） 鎧裝動力電纜只有三條輸送電能的主芯線。（3） 對移動設(shè)備供電的橡套電纜，其芯線

26、數(shù)可按后述兩種情況分別予以考慮：對于一般移動設(shè)備，如輸送機、回柱絞車等，它們的控制按鈕不在工作機械設(shè)備上，故通常可另設(shè)控制電纜，此時其供電電纜可選四芯的，其中三芯作為向電動機供電的主芯線，另一芯做接地用。 對于采煤機組、裝巖機等移動設(shè)備，它們的控制按鈕在工作機械設(shè)備上，故一般選六芯電纜作動力、接地、控制用，有時也可視具體需要，選其他芯的。第四節(jié) 低壓電纜主芯線截面的確定選擇原則如下：5. 電纜的正常工作負(fù)荷電流（計算值）應(yīng)低于或小于電纜的長時允許載流量。6. 正常運行時，低壓電纜最遠(yuǎn)端的電壓不應(yīng)小于電網(wǎng)額定電壓的規(guī)定值，見表10-4.7. 電纜的機械強度應(yīng)符合用電設(shè)備適用場合的要求，因此電纜芯

27、線的截面應(yīng)滿足相應(yīng)的要求，見表10-5.8. 對于距離最遠(yuǎn)、容量最大的電動機，在重載情況下，應(yīng)保證其啟動端電壓不低于額定電壓的75%，以便確保磁力起動器有足夠的吸合電壓。9. 所選電纜截面必須與保護(hù)裝置（熔斷器、繼電器）適配，并且在短路時，應(yīng)具有足夠好的熱穩(wěn)定性。表10-5 幾種用電設(shè)備要求的電纜芯線的最小截面序號用電設(shè)備名稱要求最小截面/mm21采煤機35502截煤機及功率相近的輸送機16353小功率刮板輸送機10254安全回柱絞車10255裝巖機16256調(diào)度絞車467煤電鉆468照明設(shè)備第五節(jié) 支線電纜截面的選擇 結(jié)合圖10-2至圖10-5所示的采區(qū)供電系統(tǒng)，具體對本設(shè)計的各支線電纜截面

28、進(jìn)行選擇。1.工作面配電點至移動機械的支線電纜截面的選擇 工作面配電點至移動機械的支線電纜的都屬于采區(qū)供電系統(tǒng)電纜網(wǎng)路的支線，它們均相對較短且通過的電流均不大，故在正常運行時，網(wǎng)路種的電壓損失所占比重小。因此，電壓損失不是選擇支線電纜截面的主要依據(jù)。 但是，因為這些電纜的工作環(huán)境很差，同時所采用的橡套電纜本身的機械強度較差，加之它們在工作中又經(jīng)常需要移動，不可避免地有彎曲、打結(jié)、遭砸、碰，故選擇支線電纜截面主要考慮依滿足機械強度的要求，再按電纜的長時允許載流量加以校驗。 支線電纜截面的選擇步驟：主要按滿足機械強度進(jìn)行初選，再按電纜的長時允許載流量（溫升）加以校驗。. 向采煤機供電的支線電纜截面

29、的選擇 采煤機支線的選擇：按照表10-5初選電纜截面為3×35mm²，由表5-10查出電纜的長時允許載流量為138A。在此情況下，以采煤機的額定電流作為長時最大工作電流，需用下式計算： 式中 長時允許最大工作電流，A； 電動機負(fù)荷系數(shù)； 電動機的額定功率，kW； 電動機的額定電壓，kV； 電動機的額定效率； 電動機的功率因數(shù)。將采煤機參數(shù)代入上式，得 因其大于初選電纜的長時允許載流量138A，故不滿足溫升條件。因而改選的電纜截面，差表5-10的，滿足溫升條件。因此，最終將這段電纜型號選為UCP-0.66/1.14-3×50+1×10+3×6型。

30、. 向半固定和固定設(shè)備供電的支線電纜截面的選擇 向半固定、固定設(shè)備供電的支線電纜，如在輸送機上山、上山絞車房及其運輸平巷的供電干線上向各輸送機、絞車供電的支線（或干線）電纜，因為它們都很短，加之又不需要經(jīng)常移動、工作條件較好，故在選擇它們的截面時，不是以滿足電壓損失和機械強度為準(zhǔn)，而是按它們的允許負(fù)荷，像選擇高壓電纜一樣，按照式（10-2）進(jìn)行。當(dāng)然這時的環(huán)境溫度校正系數(shù)K和25時的電纜的允許載流量的求法，也均與高壓時相同。至于各低壓電纜主芯線截面的最大長時工作電流，則需根據(jù)各電纜所接負(fù)荷情況的不同，分別按不同方法加以計算。具體的說，當(dāng)?shù)蛪褐Ь€電纜向一臺或兩臺電動機供電時，按照式（10-2）計

31、算；當(dāng)?shù)蛪焊删€電纜向多臺電動機同時供電時，則應(yīng)按照下式（10-3）計算： （10-3） 即以需用系數(shù)法求得的電動機的計算負(fù)荷電流值作為電纜的最大工作電流，式（10-3）中各量的取法同前。 下面結(jié)合圖10-2至圖10-5所示的供電系統(tǒng)，選擇向固定、半固定設(shè)備供電支線的電纜截面。由式（10-3）得： 據(jù)此初選截面為3×10mm²的UY-0.38/0.66型電纜，從表5-10查得其在25下的長時允許載流量為64A。因為上山巷道的空氣平均溫度為20，故再查表5-11的溫度校正系數(shù)K=1.06，算出在20下的長時允許載流量。因為其已大于=41A，所以最終選用UY-0.38/0.66-

32、3×10+1×6型電纜。 對于其他支線電纜，按與上相同的方法注意進(jìn)行選擇，得到的最終結(jié)果列于表10-6中。表10-6 配電點到具體移動機械用電設(shè)別的支線電纜選擇結(jié)果表電纜用途電動機容量/kW電纜型號與規(guī)格選定的主芯線截面/mm²長時最大工作電流長時允許載流量按滿足機械強度初選按長時允許載流量加以校驗采煤機組170UCP-0.66/1.14-3×35+1×6+3×6UCP-0.66/1.14-3×70+1×10+3×670187215刮板輸送機75/75UYP-0.38/0.66-3×35+1&#

33、215;16同左35131.2138乳化液泵55UYP-0.38/0.66-3×25+1×16UYP-0.38/0.66-3×35+1×163552.3138轉(zhuǎn)載機40UYP-0.38/0.66-3×35+1×16UYP-0.38/0.66-3×25+1×163540.3138噴霧泵30UYP-0.38/0.66-3×16+1×10UYP-0.38/0.66-3×16+1×101628.885上山帶式輸送機30/17UY-0.38/0.66-3×10+1×

34、1010 45.864上山絞車75UY-0.38/0.66-3×16+1×101648.785工作面巷道帶式輸送機90/10UY-0.38/0.66-3×25+1×16UY-0.36/0.66-3×4+1×425498.679.511336液壓安全絞車13UYP-0.38/0.66-3×16+1×6同左161185采煤面調(diào)度絞車11.4UYP-0.38/0.66-3×4+1×4-10同左49.6636采煤面小水泵4UYP-0.38/0.66-3×4+1×4-10同左45.28

35、36掘進(jìn)面裝煤機17UCP-0.38/0.66-3×16+1×4+3×2.5同左161585掘進(jìn)面局部通風(fēng)機11UYP-0.38/0.66-3×4+1×447.4636掘進(jìn)面調(diào)度絞車11.4UYP-0.38/0.66-3×4+1×4同左49.6636掘進(jìn)面小水泵4UYP-0.38/0.66-3×4+1×445.2836掘進(jìn)面電鉆2.5UZP-0.3/0.5-3×4+1×4-13845采煤面電鉆1.2UZP-0.3/0.5-3×4+1×4-13845照明設(shè)備4UZP-

36、0.3/0.5-3×2.5+1×2.525從表10-6中選6個數(shù)據(jù)，如下表：電纜用途電動機容量/kW電纜型號與規(guī)格選定的主芯線截面/mm²長時最大工作電流長時允許載流量按滿足機械強度初選按長時允許載流量加以校驗采煤機組170UCP-0.66/1.14-3×35+1×6+3×6UCP-0.66/1.14-3×70+1×10+3×670187215刮板輸送機75/75UYP-0.38/0.66-3×35+1×16同左35131.2138轉(zhuǎn)載機40UYP-0.38/0.66-3×3

37、5+1×16UYP-0.38/0.66-3×25+1×163540.3138上山帶式輸送機30/17UY-0.38/0.66-3×10+1×1010 45.864上山絞車75UY-0.38/0.66-3×16+1×101648.785掘進(jìn)面電鉆2.5UZP-0.3/0.5-3×4+1×4-13845第六節(jié) 干線電纜截面的選擇 干線電纜包括中央變電所至采區(qū)變電所的干線電纜，采區(qū)變電所至個配電點的干線電纜。（一）選擇和校驗的方法與步驟 由于干線電纜的特點是向不經(jīng)常移動的設(shè)備供電，固定架設(shè)在巷道兩幫支架上，所以

38、一般采用鎧裝電纜（當(dāng)然也可以采用橡套電纜）。因干線電纜工作條件相對較好，在正常工作是其負(fù)荷電流大，供電距離長，線路電壓損失相對比較突出，故主要不依據(jù)機械強度選擇電纜截面，而因按允許電壓損失選擇電纜截面，再依電纜的長時允許載流量加以校驗。 因此，干線電纜截面的選擇的步驟為：主要按允許電壓損失進(jìn)行初選，再按電纜的長時允許載流量（溫升）加以校驗。 下面結(jié)合采區(qū)供電系統(tǒng)，介紹干線電纜截面的選擇、校驗的方法與步驟。 （1）確定變壓器至電動機間電纜網(wǎng)路的允許電壓損失 按照正常運行時電纜網(wǎng)路末端電壓不低于額定電壓95%的原則，用下式計算網(wǎng)路中的允許電壓損失： 式中-網(wǎng)路中允許電壓損失，V -變壓器二次側(cè)的額

39、定電壓，V。 -低壓電網(wǎng)的額定電壓，V。 不同電網(wǎng)下正常與允許的最大電壓損失值見表10-4.（2）確定采區(qū)低壓電網(wǎng)的電壓損失，并使其小于上述 由采區(qū)低壓電網(wǎng)的電壓損失分布圖10-6可知，通常由三部分組成，并滿足下述關(guān)系式： =+式中-變壓器的電壓損失，V； -供電干線（采區(qū)變電所至配電點）電纜的電壓損失，V； -供電支線（工作面配電點至工作機械）電纜的電壓損失，V。 由式（10-5）可知，只要求出和，就可以由下式近似求出干線電纜的允許電壓損失: - = （+）(3) 按干線鎧裝電纜的允許電壓損失選擇電纜的截面(4) 按啟動條件檢驗電纜截面。 （二）供電系統(tǒng)干線電纜截面的選擇過程 （1）向上山絞

40、車房供電的帶有集中負(fù)荷的干線電纜的主芯線截面選擇。 按正常工作時允許電壓損失確定芯線的主截面，并按電纜長時允載流量校驗及其截面。為清晰起見，將圖10-5中的變壓器T3供電的干線統(tǒng)示于圖10-7。第一步，根據(jù)式（10-6）求干線允許電壓損失。先查表10-4得至轉(zhuǎn)載機30kw皮帶運輸機 80kw6/0.693KVMMMMMMLms=150m煤電鉆 2.2kw回柱絞車8kw 8kw輸送機 75kw采煤機 100kwLgl=150mIN=119A660V電壓網(wǎng)允許電壓損失為=63V。第二步，依條件計算式（10-6）中支線電壓損失。為此，取上山支線，經(jīng)表查10-1和表10-6取得有關(guān)參數(shù)并帶入下式得：

41、= /（） =75×0.5×15.4×/（42.5×660×16×0.91）=1.93V第三步，求出變壓器T3的電壓損失=。由KBSG-200/6型變壓器參數(shù)表9-3知將這些值帶入下式，得 10×200)=0.7 從而得 變壓器的負(fù)荷率，由下式得變壓器T3的電壓損失為 其中，第四步，最終由式（10-6）求出干線電纜的電壓損失為 第五步，根據(jù)干線電纜允許電壓損失值，由式（5-16）求其截面如下 =(75+2.5)×0.5×300×/(42.5×47.21×660)8.779式中

42、；由表10-1、表10-2查的，根據(jù)以上計算,查表5-10,選擇標(biāo)準(zhǔn)界面對應(yīng)型號為ZQ22-1000-3×10-300;其長時允許載流量A，符合發(fā)熱條件要求（2)向掘進(jìn)工作面回風(fēng)巷供電的帶有分支負(fù)荷的干線電纜的主芯截面選擇。 第一步，先查表10-4，得660V電網(wǎng)允許電壓損失為=63V。 第二步，對供電距離長，容量較大的裝煤機支線，由下式求電壓損失： =17×0.75×130×/(42.5×660×16×0.88)4.2V第三步，求出變壓器T3的電壓損失，已求出=14.4V第四步，依式（10-6）邱求出干線電纜的允許電壓損失

43、為第五步，根據(jù)干線電纜的主截面，因分支負(fù)荷僅一臺局部通風(fēng)機，占總干線負(fù)荷比率不大，且支線較短，故采用“同一截面法”，由下式求出干線電纜的主芯線截面為 =(11+17+4+11.4+1.2)×245+(17+4+11.4+1.2)×550×0.4×1000/(42.5×44.4×660)9.45 根據(jù)以上計算，查表5-10，選擇準(zhǔn)界面As=10mm2 AT1.9=9.45 mm2 對應(yīng)型號為UYP-0.38/0.66-3×10+1×10-225:；知其長時允許截流量IP=64A。計算干線電纜WT1·9的最大

44、長時工作電流為Ica·=PNikde103 /（3×UN×coswin） =（11+17+4+11.4+1.2）×0.4×103 3×660(11×0.88+17×0.84+4×0.75+11.4×0.87+1.2×0.8)/(11+17+4+11.4+1.2)10.62A因Ica·小于上述IP=64A，故知所選截面滿足發(fā)熱條件要求。將有關(guān)干線電纜的截面選擇結(jié)果列于表10-7中。第四章 采區(qū)低壓電器設(shè)備的選擇一采區(qū)低壓電器設(shè)備的選擇按照煤礦安全規(guī)程規(guī)定采區(qū)巷道及采掘工作面的低

45、壓開關(guān)和電氣設(shè)備，一律應(yīng)為隔爆型，本質(zhì)安全型或隔爆兼本質(zhì)安全型。這里，低壓開關(guān)包括自動饋電開關(guān)，磁力啟動器、手動開關(guān)、組合開關(guān)等。低壓電器設(shè)備的具體選擇原則如下：1、 用電設(shè)備的電壓應(yīng)與其所在電網(wǎng)的電壓等級相符。開關(guān)的額定電流應(yīng)或等于電設(shè)備的額定電流。2、 作開關(guān)用的總開關(guān)或分路開關(guān)，應(yīng)優(yōu)先選BKZ，KBZ，BKD，等系列真空隔爆型饋電開關(guān)，也可以選用經(jīng)過真空化改造的DW80系列自動饋電開關(guān)。3、 對綜合機械化采區(qū)和高檔普采工作面，均需配備保護(hù)齊全的660V和1140V 成套電氣設(shè)備。4、 直接控制電動機或其他動力設(shè)備的開關(guān)，應(yīng)采用隔爆型磁力啟動器。其具體結(jié)構(gòu)型號應(yīng)分別根據(jù)工作機械設(shè)備及控制方

46、式，依下屬原則確定。 對需要遠(yuǎn)方控制的生產(chǎn)機械設(shè)備，如采煤機、截煤機、裝煤機、輸送機等，可選用QBZ、BQD、QJZ、DQBH、DQZBH等型號的磁力啟動器，也可以選用經(jīng)過真空改造的QC80系列自動饋電開關(guān)。 對不經(jīng)常遠(yuǎn)方控制或不經(jīng)常啟動的生產(chǎn)機械設(shè)備，如小水泵等，應(yīng)選用QSS81系列開關(guān)或CH-15型帶熔斷器的開關(guān)進(jìn)行短路保護(hù)。 對需經(jīng)常進(jìn)行遠(yuǎn)方控制正、反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機械設(shè)備，如刨煤機、回柱絞車、調(diào)度機車等，應(yīng)選用QBZ80（120）N、BQD1080NZD（K）A、DC80NZ型等可逆磁力啟動器。 對需集中聯(lián)鎖控制的生產(chǎn)機械設(shè)備，如輸送機、采煤機組與可彎曲刮板輸送機等，應(yīng)選用QBD、BQD、Q

47、JZ，DQBH、DQZBH等型號的磁力啟動器。 對向煤電鉆、照明設(shè)備供電的開關(guān)，一律采用ZBZ2.5型或ZXZ802.5型等煤電鉆、照明綜保裝置 開關(guān)電器的繼電保護(hù)裝置，應(yīng)與電網(wǎng)和生產(chǎn)機械設(shè)備的要求相符，具體選用原則為：A. 采區(qū)變電所的總低壓開關(guān)應(yīng)設(shè)由短路、過負(fù)荷和漏電保護(hù)裝置，或至少要裝設(shè)有漏電及短路保護(hù)裝置。B. 變電所內(nèi)的分路開關(guān)及配電點的總開關(guān)，除需有短路、過負(fù)荷保護(hù)外，還應(yīng)設(shè)有漏電閉鎖或選擇性漏電保護(hù)裝置（包含人工接地分流裝置）C. 向綜合機械化采煤工作面饋電的移動變電站的低壓饋電開關(guān)，除應(yīng)有短路、過負(fù)荷保護(hù)外，還應(yīng)設(shè)有漏電閉鎖和漏電保護(hù)裝置。D. 直接控制電動的各種起動器，應(yīng)設(shè)有

48、短路、過負(fù)荷、斷相、漏電閉鎖或漏電保護(hù)裝置。E. 井下低壓真空開關(guān)應(yīng)有過電壓保護(hù)裝置。F. 各類低壓開關(guān)的接線喇叭嘴的數(shù)目，不僅要滿足電網(wǎng)接線的要求，而且他們的出口內(nèi)徑要與所用電纜的外徑相適配。二低壓開關(guān)及配電點磁力啟動器的選擇 結(jié)合上訴原則，下面對圖4-3至圖4-6所示的供電系統(tǒng)中的各開關(guān)電器，根據(jù)額定電壓、額定電流進(jìn)行初選，待過電流保護(hù)整定后再最終確定。他們的編號已標(biāo)在圖上。（一）變壓器總饋電開關(guān)的選擇由于變壓器T2、T3的總開關(guān)QA1和QA2的正常十幾工作電流分別為：查表1-10，初選變壓器總饋電開關(guān)為BKD1-400/660Z型礦用隔爆型真空自動饋電開關(guān)。該開關(guān)的額定電壓為660V、額

49、定電流為400A（它既大于136A，又大于133A），由于開關(guān)本身有檢漏保護(hù)，不需要外接檢漏繼電器。（二） 分路開關(guān)及配電點饋電開關(guān)的選擇由于干線分路饋電開關(guān)QA3的正常實際工作電流分別為，故將其選為一臺BKD1-400/660F型礦用隔爆型真空自動饋電開關(guān)。移動變電站T1低壓側(cè)配電點有開關(guān)兩臺，既QA12和QA13.由于本設(shè)計屬高檔普采工作面，一般需配套保護(hù)齊全的660V成套開關(guān)設(shè)備。兩臺開關(guān)的正常實際工作電流分別為：查表1-10，將它們均選為BKD1-400Z/660F型礦用隔爆真空真空自動饋電開關(guān)。依表上述相同的方法對其余分路開關(guān)分別進(jìn)行選擇，最終各路開關(guān)選擇結(jié)果見表10-8表108 低

50、壓開關(guān)選擇結(jié)果表開關(guān)代號開關(guān)型號開關(guān)負(fù)荷開關(guān)代號開關(guān)型號開關(guān)負(fù)荷QA2BKD1-400/600ZT3低壓測總開關(guān)SM21BQD10-80NZDA掘進(jìn)工作面上、下部調(diào)度絞車QA6DW80-200F下掘進(jìn)面配電干線SM26QA7上掘進(jìn)面配電干線SM15液壓安全絞車QA8上山絞車房SM12QC810-30采煤面上、下部小水泵QA9下掘進(jìn)配電點總開關(guān)SM14QA10上掘進(jìn)配電點總開關(guān)SM22掘進(jìn)面上、下部小水泵QA11采煤面上部配電點總開關(guān)SM27AQ12BKD1-400/600F采煤機配電點總開關(guān)SM19BQD10-40ZDA掘進(jìn)面上、下部局部通風(fēng)機AQ13采煤面下部配電點總開關(guān)SM24SM1BQD

51、10-200ZDA工作面巷道帶式輸送機SM20掘進(jìn)面上部裝煤機（三）各配電點磁力啟動器的選擇（1） 采煤機組的啟動器SM3型號的選擇。SM3可從DQZBH-300/660、DQBH-300/660及KBZ-300/660三種型號中選取。但因考慮到KBZ-630/660型的保護(hù)較全面且壽命長，由已知電動機的=187A，KW，故選KBZ-630/660型隔爆真空磁力啟動器，其，所控電動機功率（2） 刮板輸送機的啟動器SM7和SM8型號的選擇，由于電動機的，故選KBZ-200/660型隔爆真空磁力啟動器，其，所控電動機功率。（3） 調(diào)度絞車的啟動器SM13、SM11、SM26、SM21型號的選擇。由

52、于電動機的，故選KBZ-220/660型隔爆真空磁力啟動器，其，所控電動機功率所選各種低壓開關(guān)及磁力啟動器見表10-9表10-9 低壓開關(guān)選擇結(jié)果續(xù)表開關(guān)代號開關(guān)型號開關(guān)負(fù)荷開關(guān)代號開關(guān)型號開關(guān)負(fù)荷SM2QC810-30工作面巷道帶式輸送機輔機SM25BQD10-40ZDA掘進(jìn)面下部裝煤機SM3DQZBH-300/660采煤機SM17BQD10-120ZDA上山帶式輸送機SM4BQD10-80ZDA轉(zhuǎn)載機SM29上山絞車SM5噴霧泵SH16ZBZ80-2.5采煤面上部煤電站SM6噴霧泵SH23掘進(jìn)面上部煤電站SM7BQD10-120ZDA工作面巷道刮板輸送機SH28掘進(jìn)面下部煤電站SM8SH1

53、8ZXZ80-2.5采煤變電所照明SM9BQD10-80ZDA乳化液泵SH30上山絞車房照明SM10SM11BQD10-80ZDA采煤面上部調(diào)度絞車SM13采煤面下部調(diào)度絞車第五章 過流保護(hù)裝置的整定計算第一節(jié) 過流保護(hù)裝置的整定計算 過流保護(hù)裝置的整定計算的具體步驟：首先，根據(jù)保護(hù)裝置整定需要，確過流保護(hù)裝置的整定計算確定各短路點位置，然后計算出各短路點的短路電流；其次，對各類開關(guān)（總開關(guān)分路總開關(guān)電動機控制開關(guān)電鉆照明控制開關(guān)等）中的不同保護(hù)裝置進(jìn)行整定即計算整定值；最后，用最小兩相短路電流來校驗保護(hù)裝置的靈敏度。井下中央變電所6kV母線的短路容量=50MV A。一、 短路電流的計算（一） KBSG200/6型隔爆干式變壓器（T1、T2）的供電系短路電流計算參考圖10-2圖10-5，以向裝煤機供電的電纜在S37處短路為例，計算通過磁力起動器SM25的最小兩相短路電流。1. 短路回路阻抗計算（1）系統(tǒng)阻抗計算。因為變壓器二次側(cè)空載電壓（即平均電壓）=690V，井下主變壓所短路容量=50MV A，所以由下式可求得系統(tǒng)阻抗為=/Ss=0.69/500.009 5（2）高壓電纜阻抗計算。查表得電纜電阻電抗值分別