試行高壓供電設(shè)計(jì)步驟及公式系數(shù)等參數(shù)說明

1、高壓供電設(shè)計(jì)步驟及公式、參數(shù)說明（試 行）地面供電系統(tǒng)高壓供電設(shè)計(jì)程序、步驟一、供電設(shè)計(jì)報(bào)告說明1-1礦井概述1-2礦井供電系統(tǒng)概述1-2-1礦井地面供電系統(tǒng)1-2-2礦井井下供電系統(tǒng)1-3電氣安全技術(shù)措施二、礦井負(fù)荷統(tǒng)計(jì)（每條線路）2-1地面電源線路負(fù)荷參數(shù)統(tǒng)計(jì)2-2供電線路負(fù)荷參數(shù)統(tǒng)計(jì)（供單臺變壓器可按其容量計(jì)算）三、短路電流、電壓損失計(jì)算3-1短路電流計(jì)算（繪制圖、表，供井下變電所設(shè)計(jì)、計(jì)算時采用）3-2電壓損失計(jì)算（礦井高壓供電線路最遠(yuǎn)的兩個點(diǎn)）四、礦井電源線路及高壓電氣設(shè)備選擇、校驗(yàn)4-1礦井電源線路選擇、校驗(yàn)4-2高壓電氣設(shè)備選擇、校驗(yàn)五、整定保護(hù)（整定值列表匯總并與上級整定核對、

2、防止下級整定大于上級整定。）5-1注：高壓供電設(shè)計(jì)要求有目錄，頁碼井下變電所高壓供電設(shè)計(jì)程序、步驟（建議由末級變電所向上逐級設(shè)計(jì)、計(jì)算）一、供電設(shè)計(jì)報(bào)告說明1-1變電所概述1-2變電所供電系統(tǒng)概述及高壓供電系統(tǒng)確定1-3電氣安全技術(shù)措施二、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)（列表說明）三、高壓電氣設(shè)備的選擇、校驗(yàn)四、高壓電纜的選擇、校驗(yàn)五、繼電保護(hù)整定計(jì)算（計(jì)算結(jié)果、整定情況列表標(biāo)明）采用的公式、系數(shù)等參數(shù)說明 變壓器的容量選擇及校驗(yàn)一、采區(qū)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及變電站臺確定負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表名稱設(shè)備型號臺數(shù)電 動 機(jī)備 注額定功率kW額定電壓kV額定電流A注：啟動電流、功率因數(shù)、額定效率、負(fù)荷系數(shù)等按實(shí)際情況進(jìn)行選取二、 變壓器容量、型

3、號的確定 移動變電站負(fù)荷統(tǒng)計(jì)： Sb（KVA） （煤礦電工手冊礦井供電（下）式10-3-1 ） （煤礦電工手冊礦井供電（下）式10-3-3 ）式在：S所計(jì)算的電力負(fù)荷總的視在功率，KVA； 參加計(jì)算的所有用電設(shè)備（不包括備用）額定功率之和，KW；參加計(jì)算的電力的平均功率因數(shù)；參照表10-3-1綜采工作面取0.7;需用系數(shù)；其中：Pmax最大電動機(jī)的功率，KW； 三、選用變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)表型號額定容量kVA額定電流（A）額定電壓kV損耗K阻抗電壓備注高壓低壓空載負(fù)載四、變電站電壓損失：（低壓供電設(shè)計(jì)中已經(jīng)計(jì)算，可省略）（煤礦電工手冊礦井供電（下）式10-5-7 ） （煤礦電工手冊礦井供電（下

4、）式10-5-8 ）式中：變壓器的負(fù)荷系數(shù)，Ie正常運(yùn)行時，變壓器低壓側(cè)的負(fù)荷電流，A；I2e變壓器低壓側(cè)的額定電流，A；Ur變壓器在額定負(fù)荷時變壓器中的電阻壓降百分，變壓器短路損耗，W；SNT額定容量，KVAUX在額定負(fù)荷時變壓器中的電抗壓降百分?jǐn)?shù)， Us變壓器阻抗電壓百分?jǐn)?shù) 變壓器負(fù)荷中的功率因數(shù)及相對應(yīng)的正弦值； U2e變壓器二次側(cè)額定電壓，V；電纜截面的選擇一、 高壓電纜的選擇與檢驗(yàn)1、按允許持續(xù)電流校核。向采區(qū)供電的電纜以采區(qū)最大持續(xù)負(fù)荷電流校核；向單臺設(shè)備供電的電纜可按設(shè)備的額定電流校核。1、 允許負(fù)荷電流（煤礦電工手冊-礦井供電（下）式10-3-6）式中：Ip空氣溫度為25時，電

5、纜允許載流量，A；K環(huán)境溫度不同時截流量的修正系數(shù)；Ica通過電纜的最大持續(xù)工作電流，A；2、 經(jīng)濟(jì)電流（煤礦電工手冊-礦井供電（下）式10-3-7）式中：A電纜截面，mm2; Ica正常負(fù)荷時，井下總的持續(xù)工作電流，A； N不考慮下井電纜損壞時，同時工作電纜的根數(shù)；J經(jīng)濟(jì)電流密度（A/mm2）,m3、電纜首端（即饋出變電所母線）在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時發(fā)生三相短路時，應(yīng)滿足熱穩(wěn)定要求。 （煤礦電工手冊-礦井供電（下）式10-3-8）式中：Amin電纜短路時熱穩(wěn)定要求的最小截面，mm2； Ik(3)三相最大穩(wěn)態(tài)短路電流，A； Tf短路電流作用的假想時間，S；C 熱穩(wěn)定系數(shù)，見表10-3-3，對于銅

6、芯有中間接頭的3-10KV電纜線路取93.4。4、 正常負(fù)荷及有一根電纜發(fā)生事故時，分別校驗(yàn)電壓損失 （地面配電所供電設(shè)計(jì)中已經(jīng)計(jì)算，可省略） (煤礦電工手冊礦井供電（上）式10-3-9)式中：U%電壓損失百分?jǐn)?shù)；高壓系統(tǒng)中的電壓損失按全國供用電規(guī)則的規(guī)定，在政黨情況下不得超過7%，故障狀態(tài)下不得超過10%。 Ica電纜中的負(fù)荷電流，A； L電纜線路長度，Km; Cos sin功率因數(shù)及與功率因數(shù)相對應(yīng)的正弦值； R0 X0電纜線路單位長度的電阻及電抗，/km； UN額定電壓，KV；短 路 電 流 計(jì) 算注：1、分別按系統(tǒng)在最大、最小運(yùn)行方式時進(jìn)行計(jì)算，選設(shè)備時取大值，保護(hù)整定時取小值2、取值

7、時注意配出線路在電抗器的前側(cè)還是后側(cè)電源系統(tǒng)及高壓電纜的阻抗計(jì)算，（公式選用煤礦電工手冊礦井供電（下）之短路電流的計(jì)算方法（856頁）一、有名值法計(jì)算1、系統(tǒng)電抗的計(jì)算： 式中：Xsy系統(tǒng)電抗； U2ar變壓器二次側(cè)的額定電壓，KV； Ss井下變電所高壓母線上的三相短路容量，MVA；2、 高壓電纜的阻抗計(jì)算：式中：Rg Xg折算至變壓器二次側(cè)的高壓電纜的電阻（65）、電抗值，； L高壓電纜的實(shí)際長度，km； R0 X0高壓電纜每相每公里的電阻、電抗值，/km； KT變壓比，為變壓器一次側(cè)線路的平均電壓和二次側(cè)線路平均電壓之比；二、變電站的阻抗計(jì)算（公式取自同上） 式中：Rb Xb Zb變壓器每

8、相的電阻、電抗和阻抗值； P變壓器的短路損耗，W； U2N變壓器二次側(cè)的額定電壓； SN變壓器的額定容量； Ub變壓器阻抗壓降百分值；二、 電纜的阻抗計(jì)算及短路點(diǎn)短路電流計(jì)算：（公式取自同上）式中： Id2兩相短路電流，A； U2N變壓器二次測的額定電壓，V； Rg Rb RZ Xs Xg Xb Xz高壓電纜、變壓器、低壓電纜的電阻、電抗值；二、標(biāo)幺值法計(jì)算根據(jù)井上下供電系統(tǒng)圖各短路點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)煤礦電工手冊選取基準(zhǔn)值。選取基準(zhǔn)容量值Sb=100MVA； 基準(zhǔn)電壓值Ub=6.3KV；KA 既：基準(zhǔn)電流Ib=9.16KA由于電源系統(tǒng)的電抗值遠(yuǎn)大于電阻值，所以將電阻值忽略不計(jì)只考慮電源系統(tǒng)的電抗

9、。先按主變最小運(yùn)行方式時，進(jìn)行計(jì)算，電抗值為2.109145（水電公司提供）。例一、 礦配電所6KV母線短路電流計(jì)算式中： 架空線 電抗標(biāo)幺值； X線路電抗額定值（/km）；L架空線路長度（km）； Ub基準(zhǔn)電壓，KV； Sb基準(zhǔn)容量，MVA； 系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值；電流標(biāo)幺值； 三相短路電流兩相短路電流Sb1短路容量，MVA；例二、 井下各點(diǎn)兩相短路電流計(jì)算，標(biāo)出各段高壓電纜的標(biāo)幺值 即：653線路39#盤供線路末端短路電流計(jì)算39#盤供線路最遠(yuǎn)段各條電纜線路標(biāo)幺值之和 同理求得：井下各點(diǎn)兩相短路電流開關(guān)的選擇一、高壓開關(guān)的初步確定高開編號型號額定電壓額定電流電流互感器額定短路開斷電流4S熱穩(wěn)定電

10、流斷流容量1）、高壓開關(guān)的額定電壓與額定電流的選擇與地面高壓開關(guān)的選擇相同；2）、斷流容量的選擇也按地面高壓開關(guān)的選擇方法，但非煤礦用高壓開關(guān)，在井下使用時，其斷流容量應(yīng)按其銘牌額定值折半使用；（選自煤礦電工手冊-礦井供電（下）第354頁）按工作電流選擇： （煤礦電工手冊礦井供電（上）3-1-2） 式中：IN開關(guān)的額定電流，A； Ica開關(guān)所在電路中的最大正常工作電流按工作電壓選擇： （煤礦電工手冊礦井供電（上）3-1-1）式中：UN開關(guān)的額定電壓，KV； Ue開關(guān)安裝處正常運(yùn)行的工作電壓，KV； 開關(guān)的最高工作電壓系數(shù)，即制造廠保證可以長期處在超過額定電壓10%15%下可靠工作的電壓；按斷流容量選擇： （礦煤電工手冊礦井供電（上）3-1-5） 式中：SZE開關(guān)的額定斷流容量，MVA； Sd3次暫態(tài)三相短路容量，MVA；開關(guān)整定及靈敏度驗(yàn)算一、啟動開關(guān)的保護(hù)整定計(jì)算：過載保護(hù)整定計(jì)算: IZIe (煤礦井下供電的三大保護(hù)細(xì)則式7)校驗(yàn)靈敏系數(shù): >1.2 (煤礦井下供電的三大保護(hù)細(xì)則式8)短路保護(hù)整定計(jì)算: IOP IQe （煤礦電工手冊礦井供電（下）13-3-1）校驗(yàn)靈敏系數(shù): >1.5 （煤礦電工手冊礦井供電（下）13-3-5）式中：過流保護(hù)電流整定值，A；IOP 短路保護(hù)電流整定值，A；電動機(jī)額定起動電流，A。其余電動機(jī)的額定流之和，A保護(hù)范