煤礦供電設(shè)計高低壓

一、負(fù)荷計算與變壓器選擇工作面電力負(fù)荷計算是選擇變壓器和移動變電站臺數(shù)、容量的依據(jù)，也是配電網(wǎng)絡(luò)計算的依據(jù)之一。1、負(fù)荷統(tǒng)計按表1-1內(nèi)容，把工作面的每一種負(fù)荷進(jìn)展統(tǒng)計。1-1工作面負(fù)荷統(tǒng)計表格式設(shè)備名稱功 率加權(quán)平均功率因數(shù)

電動 機(jī)臺 數(shù) 號

額定功 起動功額定功 額定電 額定電 率因數(shù) 率因數(shù) 效率壓 流 率平均功率因數(shù)計算公式：加權(quán)平均效率計算公式：-1-/27注：負(fù)荷統(tǒng)計表的設(shè)計參考北京博超公司的負(fù)荷統(tǒng)計表的設(shè)計2、負(fù)荷計算變壓器需用容量 計算值為：單體支架各用電設(shè)備無肯定挨次起動的一般機(jī)組工作面，按下式計算需用系數(shù)：自移式支架，各用電設(shè)備按肯定挨次起動的機(jī)械化采煤工作面，按下式計算需用系數(shù)：——最大一臺電動機(jī)功率， 。井下其它用電設(shè)備需用系數(shù)及平均功率因數(shù)表井下負(fù)荷名稱 需用系數(shù) 平均功率因數(shù)-2-/27綜采工作面：綜合機(jī)械化工作面〔自移支架〕一般機(jī)械化工作面〔單體支架〕

0.7一般機(jī)械化工作面〔傾斜機(jī)采面〕緩傾斜煤層〔炮采工作面〕急傾斜工作面〔炮采工作面〕掘進(jìn)工作面：承受掘進(jìn)機(jī)的非掘進(jìn)機(jī)的電機(jī)車：架線式電機(jī)車蓄電池電機(jī)車其它運(yùn)輸設(shè)備〔如輸送機(jī)、絞車等〕井底車場：無主排水設(shè)備有主排水設(shè)備

0.60.90.70.70.8-3-/27二、高壓電纜選擇計算和校驗1、按長時負(fù)荷電流選擇電纜截面長時負(fù)荷電流計算方法：——高壓電纜所帶的設(shè)備額定功率之和kw ；〔見變壓器負(fù)荷統(tǒng)計中的結(jié)果〕——需用系數(shù)；計算和選取方法同前?！惨娮儔浩髫?fù)荷統(tǒng)計中的結(jié)果〕——高壓電纜額定電壓(V) 、 ；cos ——加權(quán)平均功率因數(shù)；〔見變壓器負(fù)荷統(tǒng)計中的結(jié)果〕pj——加權(quán)平均效率。0.8-0.92、電纜截面的選擇選擇要求是：―>長時最大允許負(fù)荷電流應(yīng)滿足：件的電纜

，初步篩選出符合條——電纜的工作電流計算值， ；——環(huán)境溫度為

A；-4-/27——環(huán)境溫度校正系數(shù)。不同環(huán)境溫度下的電纜載流量修正系數(shù)K電纜芯線最高允許工作溫度51015202530354045651.21.11.11.01.00.930.860.790.70272655173、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇高壓電纜截面——經(jīng)濟(jì)電流密度；——同時工作電纜的根數(shù)。經(jīng)濟(jì)電流密度選擇表年最大利用負(fù)荷小時 經(jīng) 濟(jì) 電 流 密 數(shù)1000～30003000～50005000以上

2.502.252.001000～3000h，兩班作業(yè)為3000～5000h5000h以上。-5-/27經(jīng)濟(jì)截面是指按降低電能損耗、降低線路投資、節(jié)約有色金屬等因素，綜合確定的符合總經(jīng)濟(jì)利益的導(dǎo)體截面。與經(jīng)濟(jì)截面相應(yīng)的電流密度，叫做經(jīng)濟(jì)電流密度。4、按熱穩(wěn)定校驗電纜截面——電纜短路時熱穩(wěn)定要求的最小截面， ；A；計算方法：——變電所母線的短路容量， ；一般指地面變電所， 和井下中心變電所6KV，10KV母線的短路容量，計算地面凹凸壓短路電流時，以地面變電所6KV，10KV母線為基準(zhǔn)。計算井下凹凸壓短路電流時，以井下變電所6KV，10KV母線為基準(zhǔn)?！骄妷? ；——短路電流作用的假想時間；——電纜芯線熱穩(wěn)定系數(shù)。銅芯高壓電纜熱穩(wěn)定系數(shù)表額定電壓(kV)3～10kV

電纜中間有接頭93.4

電纜中間無接頭159-6-/27對向單臺或兩臺高壓電動機(jī)供電的電纜，一般取電動機(jī)的額定電流之和；對向一個采區(qū)供電的電纜，應(yīng)取采區(qū)最大電流；而對并列運(yùn)行的電纜線路，則應(yīng)按一路故障狀況加以考慮。5、按允許電壓損失校驗高壓電纜截面高壓電纜電壓損失計算方法：——高壓電纜所帶的負(fù)荷計算功率kw；;；P ——高壓電纜帶的全部設(shè)備額定功率之和，kw；eKx——需用系數(shù)，計算和選取方法同前；——電網(wǎng)平均功率因數(shù)對應(yīng)的正切值；Ue——高壓額定電壓 ， ；， ——所選高壓電纜的每公里電阻和電抗 ；——高壓電纜長度 。注：電壓損失正常狀況下不得超710％。三、低壓電纜選擇計算和校驗1、按長時負(fù)荷電流初選電纜截面長時負(fù)荷電流的計算方法：向單臺或兩臺電動機(jī)供電的電纜，可以取單臺或兩臺電動機(jī)的額定電流之和。-7-/27(A)gI ， ——分別為通過電纜的電動機(jī)工作電流與額定電流；g——電動機(jī)的額定功率， ；Ue——電動機(jī)的額定電壓， ；——電動機(jī)的額定效率；ecos ——電動機(jī)的額定效率因數(shù)。e向三臺及以上電動機(jī)供電的電纜長時負(fù)荷電流計算方法：(A)xK——需用系數(shù)，需用系數(shù)計算和選取方法同上；xpjpj ——平均效率，取 ；cos ——平均功率因數(shù)，可以取0.7。3〕中途分支干線電纜的工作電流pjpj中途分支干線電纜的工作電流可以分別各段電纜進(jìn)展計算，各段電纜的工作電流可以參照單臺、兩臺或三臺以上電動機(jī)工作電流公式進(jìn)展計算。2、電纜截面的選擇選擇要求是：gI A；g

KI Iy gyI——環(huán)境溫度為25oCA；yK——環(huán)境溫度校正系數(shù)。-8-/27電纜芯線最高允許工作溫度/電纜芯線最高允許工作溫度/oC65510152025303540451.21.11.11.01.00.930.860.790.70272655173、按允許電壓損失校驗電纜截面變壓器二次側(cè)電壓損失包括三局部：〔變壓器電壓損失，干線電纜電壓損失，支線電纜電壓損失〕電壓總損失=變壓器電壓損失+干線電纜電壓損失+支線電纜電壓損失各種電壓等級下允許的電壓損失電壓等級？〔2次側(cè)〕一般狀況個別狀況660V63V96V1140V117V174V3300V330V495V注：各局部電壓損失計算方法如下。變電器電壓損失計算正常負(fù)荷時變壓器內(nèi)部電壓損失百分?jǐn)?shù)-9-/27——變電器電阻壓降；——變電器電抗壓降；Sb——選擇變壓器時計算的需用容量， ；pjcos ——選擇變壓器時的加權(quán)平均功率；pj——選擇的變壓器額定容量。變壓器電壓損失確定值：注：正常運(yùn)行時電動機(jī)的電壓降應(yīng)不低于額定電壓的 。準(zhǔn)確計算低壓電纜干線和支線電壓損失：P ——電纜所帶的負(fù)荷計算功率kw；e P kw；eKx——需用系數(shù)，計算和選取方法同前；tan ——平均功率因數(shù)對應(yīng)的正切值；eU ——低壓電纜線路的額定電壓；e， ——電纜每公里電阻和電抗

/kM；——電纜長度km 。；四、解析法計算短路電流-10-/271、高壓短路電流計算短路電流計算時，用平均電壓，不是用額定電壓。標(biāo)準(zhǔn)電壓等級的平均電壓值標(biāo)電/kV準(zhǔn) 0.127壓0.220.380.661.1403.361035110平均 0.1330.230.400.691.203.46.310.537115電壓/kV短路點的選定：一般選定變壓器、移動變電站高壓進(jìn)線端作為短路點，或選每段高壓電纜的末端作為短路點計算高壓短路電流。3〕系統(tǒng)電抗計算方法：(平均)電壓計算系統(tǒng)電抗——電源系統(tǒng)電抗， ；pU ——平均電壓,KV；psS ——變電所母線的短路容量，MVA；一般指地面變電所s6KV，10KV和井下中心變電所6KV，10KV母線的短路容量，計算地面凹凸壓短路電流時，以地面變電所6KV，10KV母線為基準(zhǔn)。計算井下凹凸壓短路電流時，以井下中心變電所6KV，10KV母線為基準(zhǔn)。4〕電抗器電抗計算方法：-11-/27ee——電抗器的電抗百分值；U——電抗器的額定電壓，KV ；I——電抗器的額定電流， 。5〕6KV，10KV電纜線路阻抗：ee6KV，10KV電纜線路電抗計算方法：——第i/KM；——基準(zhǔn)母線到變壓器或移動變電站第i段高壓電纜的長度，m。6KV，10KV電纜線路電阻計算方法：——第i/KM；Li——基準(zhǔn)母線到變壓器或移動變電站第i段高壓電纜的長度，m。三相短路電流為：-12-/27兩相短路電流為：A短路容量為：〔注：在供電設(shè)計軟件數(shù)據(jù)庫中，變壓器的二次側(cè)電壓 值與pU 值相等?！硃2、低壓短路電流計算系統(tǒng)電抗計算方法：U2UX ps S

ssX；spU ——平均電壓,KV 。p6KV，10KV電纜線路電阻計算方法：n RL i i R gi1

1000 iR ——第i；iiL——基準(zhǔn)母線到變壓器或移動變電站第i段高壓電纜的長度，ikm。-13-/276KV，10KV電纜線路電抗計算方法：n XL i i X gi1

1000 iX ——第i/KM；iiL——基準(zhǔn)母線到變壓器或移動變電站第i段高壓電纜的長度，km。4〕變壓器內(nèi)部阻抗計算：〔添加變壓器時數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)計算出結(jié)果〕iR〔〕：每相電抗X〔〕：低壓電纜線路電阻計算方法：

iR ——第i；iiL——變壓器二次側(cè)第i段低壓電纜的長度， 。i低壓電纜線路電抗計算方法：-14-/27EMBEDEquation.3iX ——第i；i

Li——變壓器二次側(cè)第i段低壓電纜的長度，m 注：計算低壓網(wǎng)絡(luò)短路電流時，一般計入電弧電阻低壓側(cè)的總電阻和電壓側(cè)的總電抗：計算低壓短路電流時，短路點一般選在變壓器的二次母線上和低壓配電線路的首、末端。三相短路電流的計算

AI(3)d

——三相短路電流，A；2eU ——變壓器二次平均電壓，V 2e兩相短路電流計算——變壓比， ；五、供電保護(hù)裝置整定計算-15-/27高壓配電箱1、 保護(hù)一臺變壓器短路(速斷)保護(hù)動作電流計算方法bK——變壓比；b

〔5-1〕xK——需用系數(shù)，計算和選取方法同上；x——最大一臺電機(jī)的啟動電流；——電流互感器變流比；靈敏系數(shù)jx——接線系數(shù) Y，y接線的變壓器 K Y,d接線的變壓器 K = ；jxjx——變壓器二次出口處最小二相短路電流。過載保護(hù)整定電流U1e2)保護(hù)多臺變壓器的高壓配電箱-16-/27短路保護(hù)繼電器動作電流bK——變壓比；bxK——需用系數(shù)，計算方法同上；xIeq——最大一臺電機(jī)的啟動電流；iK——電流互感器變流比； 開關(guān)的額定電流Ie/5ie I 靈敏系數(shù)eK Ir K Kjx

(2)dKi

Iszd

1.5jx K ——接線系數(shù) Y，y接線的變壓器 K =1jx ；Y,d接線的變壓器 K =3；jxI (2)——變壓器二次出口處最小二相短路電流。d注：靈敏系數(shù)校驗為保護(hù)范圍末端最小兩相短路電流過載保護(hù)整定電流eSKVA；e——變壓器一次側(cè)額定電壓，V。-17-/27六、移動變電站高壓開關(guān)箱中過流保護(hù)裝置整定計算1、短路保護(hù)整定I

1.2~1.4I

I

K 靈敏系數(shù)

szd

KK eq e xb iK Ir K Kjx

(2)dKi

Iszd

1.5jx K ——接線系數(shù) Y，y接線的變壓器 K =1jx Y,d接線的變壓器 K =3jx——最遠(yuǎn)一臺磁力啟動器動力電纜入口處最小二相短路電流。2、過載保護(hù)整定七、移動變電站低壓開關(guān)箱中過流保護(hù)裝置整定計算1、短路保護(hù)整定靈敏系數(shù)-18-/27dI(2)A。d2、過載保護(hù)整定——全部電動機(jī)額定電流之和。八、井下低壓系統(tǒng)過流保護(hù)裝置整定1、低壓饋電開關(guān)整定計算方法〔變壓器二次側(cè)總開關(guān)〕過流〔速斷〕保護(hù)計算方法：I I I Kszd eq e x靈敏系數(shù)K Id(2)

1.5r IszddI(2)A。d2、過載長延時保護(hù)的動作電流整定倍數(shù)A。3、短路短延時的動作電流整定倍數(shù)靈敏系數(shù)-19-/27九、電子保護(hù)的啟動器整定計算1、過載保護(hù)，原則略大于掌握電機(jī)的長時最大負(fù)荷電流或略小于掌握電機(jī)的額定電流。1〕速斷保護(hù)：810Ie 是啟動開關(guān)的額定電流——速斷保護(hù)整定倍數(shù)。靈敏系數(shù)十、 供電系統(tǒng)凹凸壓保護(hù)整定計算方法1、移動變電站高壓側(cè)開關(guān)保護(hù)整定計算1〕過載保護(hù)：-20-/27eI A；ebiK——變壓器的變壓比；K——互感器的變流比。2〕短路〔速斷〕保護(hù)：bieI A；eeqI A；eqbK ——變壓器的變壓比；biK——互感器的變流比。i3〕3300V移動變電站高壓開關(guān)的整定倍數(shù)：2、3300V移動變電站低壓側(cè)開關(guān)保護(hù)整定計算過載保護(hù)：eI A。e過流〔速斷〕保護(hù)：eqI A；eqeI A；e-21-/27靈敏系數(shù)3、3300V掌握開關(guān)電流保護(hù)的整定計算過載保護(hù)：過流速斷保護(hù)：K Idr I

(2)szd

1.5十一、熔斷器熔體額定電流的選擇計算1、 及以下的電網(wǎng)中，熔體額定電流可按以下規(guī)定選擇1〕對保護(hù)電纜干線的裝置，按公式〔10-1〕選擇：〔10-1〕A；eqeqI ——容量最大的電動機(jī)的額定起動電流，對于有數(shù)臺電動機(jī)同時起動的工作機(jī)械，假設(shè)其總功率大于單臺起動的容量最大的電動機(jī)功率時，I 則為這幾臺同時啟動的電動機(jī)的額定啟動電流之和，A；eqeq-22-/27eI ——其余電動機(jī)的額定電流之和；e——當(dāng)容量最大的電動機(jī)啟用時，保證熔體不熔化系數(shù)，對于不常常起2.5;對于頻繁起動和帶負(fù)1.8～2?！沧ⅲ杭僭O(shè)電動機(jī)起動時電壓損失較大，則起動電流比額定起動電流小得多，其所取的不熔化系數(shù)比上述數(shù)值可略大一些，但不能將熔體的額定電流取的太小，以免在正常工作中由于起動電流過大而燒壞熔體，導(dǎo)致單相運(yùn)轉(zhuǎn)?！?〕對保護(hù)電纜支線的裝置按公式〔10-2〕選擇：〔10-2〕eq式中I 、I 及系數(shù)1.8~2.5的含義和承受數(shù)值同公式〔10-eqR1〕。對保護(hù)照明負(fù)荷的裝置，按公式〔10-3〕選擇：〔10-3〕IeA。選用熔體的額定電流應(yīng)接近于計算值。選用的熔體，應(yīng)按公式〔10-4〕進(jìn)展校驗：-23-/27〔10-4〕dI(2)——被保護(hù)電纜干線或支線距變壓器最遠(yuǎn)點的兩相短路電流d值，A；1140V、660V、380V100A及以下時，系數(shù)取7；125A6.4160A時，系數(shù)5200A4127V4。二、照明、信號綜合保護(hù)裝置和煤電鉆綜合保護(hù)裝置中變壓器的一次側(cè)用熔斷器保護(hù)時，其熔體的額定電流選擇1〕對保護(hù)照明綜保變壓器按公式〔10-5〕選擇：〔10-5〕IRA；Ie——照明負(fù)荷的二次額定電流，A；b K380/133〔230〕VKb b2.86(1.65)當(dāng)電壓為660/133〔230〕V時，K為bb4.96(2.86)；當(dāng)電壓為1140/133〔230〕V時，K為b8.57(4.96)。2、對保