工矿供电设计煤矿供电课程设计.doc

第一章 负荷统计及动力变压器应选择第一节 负荷统计（一）概述确定了变电所的位置后，接下来就需要进行采区用电负荷统计，并据此决定采区变电所变压器的容量、型号及台数。变压器选择是否合理，与采区供电的技术、经济性能关系极大。若其容量偏小，将会使由它所带的电气设备和工作机械不能正常运转，进而影响供电的安全、可靠；若其容量偏大，则有会导致变电所投资的提高和变压器能量损耗的增加，进而造成浪费。若正确选择变压器，必先准确求得各用电设备的实际负荷。但是，由于各用电设备在运行中的负荷是随时变化的，且不应超过其额定容量（即铭牌功率），又由于各用电设备一般不会同时出现，所以各用电设备的实际负荷之和，总是要比它们铭牌值直接相加的数值低。因此，在选择变压器前，必须先介绍实际负荷的求取方法。目前，有多种计算实际负荷的方法，其中需用系数法得到了广泛的应用。（二）需用系数法需用系数法是一种借助于一些统计数据，通过计算手段，依据用电设备的额定功率求取计算负荷的方法，该法所用的公式为 式中 一组用电设备的计算负荷，kvA； 一组具有相同需用系数kde的用电设备的额定负荷之和，kw； 一组用电设备的加权平均功率因数，其取值见表10-2； 需用系数，查、其取值见表10-2。计算上述采区各用电设备容量（1） 皮胶带输送机： 有功功率：= 无功功率： 视在功率： 计算电流：(2) 煤电钻 有功功率：= 无功功率： 视在功率：计算电流：（3）回柱绞车 有功功率：= 无功功率： 视在功率： 计算电流：（4）转载机有功功率：=无功功率：视在功率：计算电流：（5）输送机有功功率：无功功率：视在功率：计算电流：（6）采煤机本组总负荷：+=40+0.6+4+12+37.5+78=169.1KW+=40.8+0.612+4.08+15.96+38.25+76.5=176.202KVAR因为故选KBSG-315/6型固定变压器将上述数据进行统计，如下表：负荷表：用电设备名称台数额定功率/(kw)额定效率需用系数K功率因数有功功率p（kw）无功功率Q（KVAR)视在功率S（KVA)计算电流I（A）皮胶带输送机1800.920.50.74040.857.145.5煤电钻11.20.860.50.70.60.6120.860.08回柱绞车180.890.50.741.085.710.55转载机1300.920.40.61215.9619.971.92输送机1750.920.50.737.538.2555.575.15采煤机11000.920.750.77576.5107.1310.31第2节 采区变压器及移动变电站型号的确定 根据煤矿安全规程的规定，在采煤工作面选用KBSG-315/6型固定变压器型号额定容量 kvA额定电压/KV损耗/W阻抗压降/%空载电流/%连接组高压低压空载短路KBSG-315/631561.2-0.6931400220042.5Y,y/Y,d11第二章 高压配电装置及电缆的选择第一节 高压配电装置的选择（一） 型号、台数的选择根据采区供电系统图，选择高压配电装置的型号、台数。（二） 选择原则、条件高压配电装置的型式应符合煤矿安全规程相关规定。高压配电装置的电气参数选择应符合下述条件：（1） 按正常条件选择高压配电装置的额定电压和额定电流： UN=6kv；INIca（2） 高压配电装置的动稳定性和热稳定性校验按照下式： ImaxI1m；I2 tattsI2 sstph（3） 高压配电装置的断流能力校验按照下式要求： INDImax或SNDSmax（三） 选择过程下面先对一台KBSGZY500/6型移动变电站及两台KBSG200/6型干式变压器的高压配电箱进行选择；然后，再选择采区变电所总高压配电箱和母联高压配电箱。由于这五台配电装置均设于采区变电所内，按煤矿安全规程相关规定，应选隔爆型。1 按额定参数选择煤矿井下设计技术规范中规定：井下移动变电站、动力变压器侧应有短路、过负荷和无压释放保护；供给移动变电站的高压负荷线还应有电缆是保护。BGP6、BGP36A、BGP56型等高压隔爆配电箱均符合要求；考虑到设备运行、维护方便，使用安全可靠等方面，选用BGP5-6型带真空断路器的隔爆配电箱。（1） KBSGZY-500/6型移动变压站高压配电箱选择。 配电箱额定电压：选定为6kv。 配电箱额定电流应大于移动变压站的最大长时工作电流。移动变压站（变压器）的最大长时工作电流即额定工作电流INT为INT=SNT/（3UNT）=500/（36）27.8A故选INT=50A。故选BGP5-6/50型高压隔爆配电箱一台。其主要技术参数列于表10-3中。（2） KBSG-200/6行变压器高压配电箱选择。 配电箱额定电压：选定为6KV。 配电箱额定电流应大于变压器的最大长时工作电流即变压器的额定电流。变压器的最大长时工作电流即额定工作电流INT2为 INT=SNT/（3UNT）=200/（36）11.11A故选INT1=50A。故选BGP5-6/50型高压隔爆配电箱两台。（3） 采区变电所总高压配电箱选择。 配电箱额定电压：选定为6KV。 配电箱额定电流应大于三台变压器的最大长时工作电流。为简便计算，取三台变压器的额定工作电流之和为总的最大长时工作电流INT。 INT=SNT/（3UNT）=27.8+211.11=50.02A故选INT=100A。故选BGP5-6/50型高压隔爆配电箱两台作为总开关（双电源供电）。其主要技术参数列于表中10-3中。 (4)采区变电所母联高压配电箱选择。配电箱的额定电压：选定为6KV。配电箱额定电流应大于带两台变压器的最大长时工作电流。为简便计算，取三台变压器的额定工作电流之和为总的最大长时工作电电流INT。INT=SNT/（3UNT）=211.11=22.22A故取INT=50A。故选BGP5-6/50型高压隔爆配电箱一台作为母联开关（双电源供电）。其主要技术参数列于表中10-3中。采区高压配电箱主要技术数据如表10-3所列。表10-3 采区高压配电箱主要技术数据控制负荷名称型号编号额定电流/A额定电压/KV 额定断流容量/(MVA)KBSGZY-500/6型移动变电站BGP5-6/50（一台）DB4506 1002KBSG-200/6型隔爆干式变压器BGP-6/50（两台）DB5DB650KBSGZY-500/6型+2KBSG-200/6BGP-6/100（两台）DB1DB21002KBSG-200/6型隔爆干式变压器BGP-6/50（一台）DB350 2.短路容量验算 对所选高压配电箱，其短路容量为100MVA，是国内最大容量，无疑比设备安装处短路容量大。如果主要变电所母线上短路容量超过100MVA，则地面变压所下井回路中 一定会加限流电抗器。我国多数中小型矿井、井下中央变电所母线上的短路容量均限制在50MVA以下。第二节 高压电缆的选择（一）高压电缆型号的选择 采取供电系统中有两端为高压电缆，第一段是中央变电所到采区变电所；第二段是采区变电所至移动变电站KBSGZY。电缆型号分别选取为：YJV-6000335600m；UYPJ3.6/6335+316610m。（二）高压电缆截面的选择1.井下高压电缆截面选择方法按下面四个方面进行电缆截面选择之后，选取最大截面。 按经济电流密度选择电缆截面。 按长时允许截流量选择电缆截面。 安短路电流热稳定校验电缆截面。 安允许电压损失校验电缆截面。我国规定：电缆线路电压损失百分数的彼岸准为对1035KV及以上的线路为5%；对10KV及其以下的线路为7%。同时规定：对矿井电压线缆，在计算其电压损失时，其长度应从地面变电所到采区变电所。2.下井电缆截面的选择方法对下井电缆截面的选择过程，分如下两种情况。 取矿井最大涌水时，井下的总额定负荷，安一路不送电情况，以允许截流量选择电缆截面。 取矿井正常用水量时，井下的总额定负荷，按全部下井电缆送电的情况，依经济电流密度选择电缆截面。 按三相短路电流热稳定值，选择电缆截面。 取上述三个所选截面最大者，再按正常涌水量时，全部下井电缆送电及最大涌水量时一回路不送电两种情况，分别校验电压损失。（2）井下中央变变（配）电所至采区变电所高压电缆截面的选择过程应按“井下高压电缆截面选择方法”中所述选择、校验方法逐步进行。（3）。选择过程选择采区变电所至KBSGZY500/6型移动变电站的高压电缆（1）型号选择。向移动变电站的高压电缆，应选UYPJ3.6/6型屏蔽监视矿用橡套电缆。矿用橡套电缆单位长度的电阻和电抗见教材表35，UYPJ3.6/6型屏蔽监视矿用橡套电缆的规格见表56.（2）截面选择WT12干线电缆最大长时工作电流为：Lca=ScaT/(3UNKsc)=462.788/(361)25.71A由表510中可知UYPJ3.6/6-325+316/3+32.5型屏蔽监视矿用橡套电缆，其长时允许截流量Ip=121A，大于Ica=25.71A，满足发热条件。（3）长度的确定电缆实际长度应按下式进行计算：Lca=KinLwa式中 Lca电缆实际长度，m； Lwa电缆敷设路径长度，m； Kin增长系数，对橡套电缆为1.1，对铠装电缆为1.05.本设计中在变电所内和变电所至第一区段工作面运输平巷电缆的长度分别为20m，75m；采区一翼走向长度为600m；移动变电站与工作面的距离150m。由于供货长度为150m/根，故每150m应设一个中间接头，共设3个，且中间防爆接线盒两端有增加3m的充裕量。同时考虑到软电缆应比巷道长度加长10%，故可求得采区变电所至移动变电站的高压电缆总长度为Lca为：Lca=（20+75+600-150+323）1.1=619.3m（4） 校验。 短路热稳定性校验。满足热稳定条件的最小电缆截面Amin按下式计算：AminIssti/C式中 Iss通过电缆的最大短路电流，KA； C电缆芯线的热稳定系数，查教材表3-20可知，铜芯橡套电缆在最高允许温度200时的C值为145； Ti假想时间。 根据式（3-70）得 ti=tse+tbr+0.05=0.1+0.1+0.05=0.25s式中 tse短路保护动作时间，井下高压配电装置速断动作时间tse100ms，取tse为0.1s； Tbr开关动作时间，真空断路器分闸时间，s。 0.05考虑短路电流非周期分量影响而增加的时间，S已知所选电缆主芯线截面为25mm2 ，该截面满足热稳定条件允许通过最大短路电流Imaxs为 Imaxsti=25145/0.25=7250A=7.25KV相应的，满足该截面热稳定要求的最大短路容量3Uar Imaxs=1.7326.37.2579.1 一般矿井地面变电所6KV母线短路容量均限制在50MVA以下，其短路容量小于UYPJ型325mm2 电缆热稳定要求的最大短路容量79.1KVA，因而满足短路热稳定性要求。 按允许电压损失校验。a. 允许电压损失：从地面变电所6KV母线到采区移动变电站6KV高压端子的允许电压损失不允许超过7%。b. 电缆电压损失计算：（a）下井电缆的电压损失U1.本设计以告诉在故障情况下，每条下井电缆负荷功率Pca=1105KW，下井电缆长度为778m，截面为95mm2 （铜芯）。由表3-5查得Ro=0.226/Km，X0=0.060/Km;取下井负荷的功率因数cos=0.65，tan=1.17,，代入下式，得 U=PcaLca（Rotan）/10U2 N100%=11050.778(0.226+0.061.17)/(100062 )=0.71%(b)中央变电所至采区变电所的电压损失U2.从采取供电系统图中可知，这段电缆为铜芯，截面为25mm2 ，长度为600吗，总负荷为890.2kw。由表3-5查得Ro=0.858/Km，X0=0.066/Km；取下井负荷的功率因数cos=0.65，tan=1.17,，代入下式，得，U2=890.20.6（0.858+0.0661.17）/(100062 )（c）采区变电所至移动变电站的电压损失U3，从采区供电系统图中可知，这段电缆为UYPJ型，截面为25mm2 ，长度为610m，总负荷为546.6kw；取功率因数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=546.60.61（0.8638+0.00881.33）/(100062 )0.91%（d）总电压损失U=U1+U2+U3=0.71%+1.39%+0.91%=3.01%5%据此判断，线路的电压损失符合要求。所以，选UYPJ-3.6/6-325电缆作为向移动改变站的供电电缆。同理，中央变电所至采区变电所的高压电缆YJV-6000-335-600m也是符合要求的。第三章 采区低压电缆选择第一节 低压电缆型号的确定 （一）选用原则低压电缆的型号及电压等级，在符合煤矿安全规程的前提下，根据实际用电设备的要求、电缆的用途和敷设场所等具体情况加以确定。（1） 在井下，采煤机组、截煤机、回柱绞车、调度绞车、电钻、装煤机和局部通风机等，都是经常移动的机械设备。对于此类机械设备，其供电电缆应一律采用轻便、易弯的非延燃性橡套电缆，具体选择为： 对于采煤机，刨煤机等，供电电缆应选择专用移动型电缆。对于电压等级为380V或660V的采掘工作面，可选用UC0.38/0.66型采煤机橡套软电缆或UCP0.66/1.14型采煤机屏蔽橡套软电缆；对于设备电压等级为1140V的采掘工作面，必须采用UCP0.66/1.14型采煤机屏蔽橡套软电缆或UCPQ1140V采煤机用屏蔽橡套软电缆。 向煤电钻供电应选用UZ0.3/0.5型矿用电钻电缆或UZP-0.3/0.5型矿用屏蔽电钻电缆。 对无特殊要求的一般矿井，可选用UY-0.38/0.66型矿用移动橡套软电缆或UYP-0.38/0.66、UYP-0.66/1.14型矿用移动屏蔽橡套软电缆向工作面其他设备供电。 当上述各种电缆用于采区和工作面时，一律应选铜芯的电缆，严禁使用铝芯的。我国现行矿用橡套电缆的型号、使用地点及主要规格见教材表5-5、表5-8. （2）对于电压等级为660V或380V的固定和半固定设备，入上（下）山绞车、上（下）山和平巷中的输送机等可选用ZQ02型铜芯黏性油浸绝缘铅套聚氯乙烯套电力电缆或ZQ22型铜芯黏性油浸绝缘铅套钢带铠装聚氯乙烯套电力电缆，也可选用VV铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆、VV22铜芯聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆或UY-0.8/0.66型矿用移动橡套软电缆。 （3）对于在无瓦斯的进风斜井和平硐，供电有新鲜风流的井底车场，以及低瓦斯矿井的砌碹的回风斜井中的设备，可采用铝芯电缆供电；对于井下中央变电所的高、低压电缆，亦可选用铝芯电缆如ZLQ22-6型。在同时采用铜、铝芯电缆供电的场所，必须在它们的衔接处使用铜-铝过渡接头，并因经常加以检查。 （4）在采区内，一般选用无黄麻外皮的，铜芯油浸绝缘铠装电缆，但有水泥支柱或砌碹通风良好的巷道除外。（二）具体选择 根据上述原则，结合图10-2至图10-5的供电系统分布情况，实际所选低压电缆型号为： （1）采区变电所硐室内低压电缆和采区变电所低压母线电缆均选用ZQ22-1000型。 （2）至上山绞车房的干线电缆，以及至采煤工作面回风巷的干线电缆均选用UYP-0.38/0.66型。 （3）由移动变电站供电的干线电缆、均选用UYP-0.66/1.14型屏蔽橡套电缆；向采煤机供电的低压电缆选用UCP-0.66/1.14型橡套电缆。 （4）其他移动电器设备的供电电缆均选用UYP-0.38/0.66型屏蔽橡套电缆。 上述选择结果均以表于图102至图105所示的相应位置。第二节 低压电缆长度的确定（一）、有关规定在确定电缆计算长度时，应按照下述规定，在其实际敷设路径长度上增加一定的活动裕量。（1） 固定敷设的橡套电缆的实际（计算）长度应比其敷设枯井长度增加10%，即按=1.1来计算。（2） 固定敷设的铠装电缆的实际计算长度应比其敷设路径的长度增加5%，即按=1.05来计算。（3） 对移动设备用的橡套电缆，其实际长度应按使用时的最大距离满足上述（1）或（2）规定外，并另加35m的机头活动长度。（4） 对于半固定机械（如上、下山或中间航巷道内的带式输送机、刮板输送机等），若起动器在机头附近时，则由其至电动机的一段支线电缆的长度应以510m计算。（5） 为便于维护，当电缆有中间接头时，其长度应在接线盒两端各增加3m。 (二)、具体选择 根据上述原则，已算得各段低压电缆的长度，并标于图102至图105的相应位置。第三节 低压电缆芯线数的确定 为防止触电，井下各用电设备的外壳均应接地，已形成良好地保护接地网。因此，除铠装电缆可利用其铅包外皮接地外，其它电缆均因具有一条单独的接地芯线。 各种的电缆的芯线数，随其使用情况不同而不同，可按下述原则进行确定： （2） 铠装动力电缆只有三条输送电能的主芯线。（3） 对移动设备供电的橡套电缆，其芯线数可按后述两种情况分别予以考虑：对于一般移动设备，如输送机、回柱绞车等，它们的控制按钮不在工作机械设备上，故通常可另设控制电缆，此时其供电电缆可选四芯的，其中三芯作为向电动机供电的主芯线，另一芯做接地用。 对于采煤机组、装岩机等移动设备，它们的控制按钮在工作机械设备上，故一般选六芯电缆作动力、接地、控制用，有时也可视具体需要，选其他芯的。第四节 低压电缆主芯线截面的确定选择原则如下：5. 电缆的正常工作负荷电流（计算值）应低于或小于电缆的长时允许载流量。6. 正常运行时，低压电缆最远端的电压不应小于电网额定电压的规定值，见表10-4.7. 电缆的机械强度应符合用电设备适用场合的要求，因此电缆芯线的截面应满足相应的要求，见表10-5.8. 对于距离最远、容量最大的电动机，在重载情况下，应保证其启动端电压不低于额定电压的75%，以便确保磁力起动器有足够的吸合电压。9. 所选电缆截面必须与保护装置（熔断器、继电器）适配，并且在短路时，应具有足够好的热稳定性。表10-5 几种用电设备要求的电缆芯线的最小截面序号用电设备名称要求最小截面/mm21采煤机35502截煤机及功率相近的输送机16353小功率刮板输送机10254安全回柱绞车10255装岩机16256调度绞车467煤电钻468照明设备第五节 支线电缆截面的选择 结合图10-2至图10-5所示的采区供电系统，具体对本设计的各支线电缆截面进行选择。1.工作面配电点至移动机械的支线电缆截面的选择 工作面配电点至移动机械的支线电缆的都属于采区供电系统电缆网路的支线，它们均相对较短且通过的电流均不大，故在正常运行时，网路种的电压损失所占比重小。因此，电压损失不是选择支线电缆截面的主要依据。 但是，因为这些电缆的工作环境很差，同时所采用的橡套电缆本身的机械强度较差，加之它们在工作中又经常需要移动，不可避免地有弯曲、打结、遭砸、碰，故选择支线电缆截面主要考虑依满足机械强度的要求，再按电缆的长时允许载流量加以校验。 支线电缆截面的选择步骤：主要按满足机械强度进行初选，再按电缆的长时允许载流量（温升）加以校验。. 向采煤机供电的支线电缆截面的选择 采煤机支线的选择：按照表10-5初选电缆截面为335mm，由表5-10查出电缆的长时允许载流量为138A。在此情况下，以采煤机的额定电流作为长时最大工作电流，需用下式计算： 式中 长时允许最大工作电流，A； 电动机负荷系数； 电动机的额定功率，kW； 电动机的额定电压，kV； 电动机的额定效率； 电动机的功率因数。将采煤机参数代入上式，得 因其大于初选电缆的长时允许载流量138A，故不满足温升条件。因而改选的电缆截面，差表5-10的，满足温升条件。因此，最终将这段电缆型号选为UCP-0.66/1.14-350+110+36型。. 向半固定和固定设备供电的支线电缆截面的选择 向半固定、固定设备供电的支线电缆，如在输送机上山、上山绞车房及其运输平巷的供电干线上向各输送机、绞车供电的支线（或干线）电缆，因为它们都很短，加之又不需要经常移动、工作条件较好，故在选择它们的截面时，不是以满足电压损失和机械强度为准，而是按它们的允许负荷，像选择高压电缆一样，按照式（10-2）进行。当然这时的环境温度校正系数K和25时的电缆的允许载流量的求法，也均与高压时相同。至于各低压电缆主芯线截面的最大长时工作电流，则需根据各电缆所接负荷情况的不同，分别按不同方法加以计算。具体的说，当低压支线电缆向一台或两台电动机供电时，按照式（10-2）计算；当低压干线电缆向多台电动机同时供电时，则应按照下式（10-3）计算： （10-3） 即以需用系数法求得的电动机的计算负荷电流值作为电缆的最大工作电流，式（10-3）中各量的取法同前。 下面结合图10-2至图10-5所示的供电系统，选择向固定、半固定设备供电支线的电缆截面。由式（10-3）得： 据此初选截面为310mm的UY-0.38/0.66型电缆，从表5-10查得其在25下的长时允许载流量为64A。因为上山巷道的空气平均温度为20，故再查表5-11的温度校正系数K=1.06，算出在20下的长时允许载流量。因为其已大于=41A，所以最终选用UY-0.38/0.66-310+16型电缆。 对于其他支线电缆，按与上相同的方法注意进行选择，得到的最终结果列于表10-6中。表10-6 配电点到具体移动机械用电设别的支线电缆选择结果表电缆用途电动机容量/kW电缆型号与规格选定的主芯线截面/mm长时最大工作电流长时允许载流量按满足机械强度初选按长时允许载流量加以校验采煤机组170UCP-0.66/1.14-335+16+36UCP-0.66/1.14-370+110+3670187215刮板输送机75/75UYP-0.38/0.66-335+116同左35131.2138乳化液泵55UYP-0.38/0.66-325+116UYP-0.38/0.66-335+1163552.3138转载机40UYP-0.38/0.66-335+116UYP-0.38/0.66-325+1163540.3138喷雾泵30UYP-0.38/0.66-316+110UYP-0.38/0.66-316+1101628.885上山带式输送机30/17UY-0.38/0.66-310+11010 45.864上山绞车75UY-0.38/0.66-316+1101648.785工作面巷道带式输送机90/10UY-0.38/0.66-325+116UY-0.36/0.66-34+1425498.679.511336液压安全绞车13UYP-0.38/0.66-316+16同左161185采煤面调度绞车11.4UYP-0.38/0.66-34+14-10同左49.6636采煤面小水泵4UYP-0.38/0.66-34+14-10同左45.2836掘进面装煤机17UCP-0.38/0.66-316+14+32.5同左161585掘进面局部通风机11UYP-0.38/0.66-34+1447.4636掘进面调度绞车11.4UYP-0.38/0.66-34+14同左49.6636掘进面小水泵4UYP-0.38/0.66-34+1445.2836掘进面电钻2.5UZP-0.3/0.5-34+14-13845采煤面电钻1.2UZP-0.3/0.5-34+14-13845照明设备4UZP-0.3/0.5-32.5+12.525从表10-6中选6个数据，如下表：电缆用途电动机容量/kW电缆型号与规格选定的主芯线截面/mm长时最大工作电流长时允许载流量按满足机械强度初选按长时允许载流量加以校验采煤机组170UCP-0.66/1.14-335+16+36UCP-0.66/1.14-370+110+3670187215刮板输送机75/75UYP-0.38/0.66-335+116同左35131.2138转载机40UYP-0.38/0.66-335+116UYP-0.38/0.66-325+1163540.3138上山带式输送机30/17UY-0.38/0.66-310+11010 45.864上山绞车75UY-0.38/0.66-316+1101648.785掘进面电钻2.5UZP-0.3/0.5-34+14-13845第六节 干线电缆截面的选择 干线电缆包括中央变电所至采区变电所的干线电缆，采区变电所至个配电点的干线电缆。（一）选择和校验的方法与步骤 由于干线电缆的特点是向不经常移动的设备供电，固定架设在巷道两帮支架上，所以一般采用铠装电缆（当然也可以采用橡套电缆）。因干线电缆工作条件相对较好，在正常工作是其负荷电流大，供电距离长，线路电压损失相对比较突出，故主要不依据机械强度选择电缆截面，而因按允许电压损失选择电缆截面，再依电缆的长时允许载流量加以校验。 因此，干线电缆截面的选择的步骤为：主要按允许电压损失进行初选，再按电缆的长时允许载流量（温升）加以校验。 下面结合采区供电系统，介绍干线电缆截面的选择、校验的方法与步骤。 （1）确定变压器至电动机间电缆网路的允许电压损失 按照正常运行时电缆网路末端电压不低于额定电压95%的原则，用下式计算网路中的允许电压损失： 式中-网路中允许电压损失，V -变压器二次侧的额定电压，V。 -低压电网的额定电压，V。 不同电网下正常与允许的最大电压损失值见表10-4.（2）确定采区低压电网的电压损失，并使其小于上述 由采区低压电网的电压损失分布图10-6可知，通常由三部分组成，并满足下述关系式： =+式中-变压器的电压损失，V； -供电干线（采区变电所至配电点）电缆的电压损失，V； -供电支线（工作面配电点至工作机械）电缆的电压损失，V。 由式（10-5）可知，只要求出和，就可以由下式近似求出干线电缆的允许电压损失: - = （+）(3) 按干线铠装电缆的允许电压损失选择电缆的截面(4) 按启动条件检验电缆截面。 （二）供电系统干线电缆截面的选择过程 （1）向上山绞车房供电的带有集中负荷的干线电缆的主芯线截面选择。 按正常工作时允许电压损失确定芯线的主截面，并按电缆长时允载流量校验及其截面。为清晰起见，将图10-5中的变压器T3供电的干线统示于图10-7。第一步，根据式（10-6）求干线允许电压损失。先查表10-4得至转载机30kw皮带运输机 80kw6/0.693KVMMMMMMLms=150m煤电钻 2.2kw回柱绞车8kw 8kw输送机 75kw采煤机 100kwLgl=150mIN=119A660V电压网允许电压损失为=63V。第二步，依条件计算式（10-6）中支线电压损失。为此，取上山支线，经表查10-1和表10-6取得有关参数并带入下式得： = /（） =750.515.4/（42.5660160.91）=1.93V第三步，求出变压器T3的电压损失=。由KBSG-200/6型变压器参数表9-3知将这些值带入下式，得 10200)=0.7 从而得 变压器的负荷率，由下式得变压器T3的电压损失为 其中，第四步，最终由式（10-6）求出干线电缆的电压损失为 第五步，根据干线电缆允许电压损失值，由式（5-16）求其截面如下 =(75+2.5)0.5300/(42.547.21660)8.779式中；由表10-1、表10-2查的，根据以上计算,查表5-10,选择标准界面对应型号为ZQ22-1000-310-300;其长时允许载流量A，符合发热条件要求（2)向掘进工作面回风巷供电的带有分支负荷的干线电缆的主芯截面选择。 第一步，先查表10-4，得660V电网允许电压损失为=63V。 第二步，对供电距离长，容量较大的装煤机支线，由下式求电压损失： =170.75130/(42.5660160.88)4.2V第三步，求出变压器T3的电压损失，已求出=14.4V第四步，依式（10-6）邱求出干线电缆的允许电压损失为第五步，根据干线电缆的主截面，因分支负荷仅一台局部通风机，占总干线负荷比率不大，且支线较短，故采用“同一截面法”，由下式求出干线电缆的主芯线截面为 =(11+17+4+11.4+1.2)245+(17+4+11.4+1.2)5500.41000/(42.544.4660)9.45 根据以上计算，查表5-10，选择准界面As=10mm2 AT1.9=9.45 mm2 对应型号为UYP-0.38/0.66-310+110-225:；知其长时允许截流量IP=64A。计算干线电缆WT19的最大长时工作电流为Ica=PNikde103 /（3UNcoswin） =（11+17+4+11.4+1.2）0.4103 3660(110.88+170.84+40.75+11.40.87+1.20.8)/(11+17+4+11.4+1.2)10.62A因Ica小于上述IP=64A，故知所选截面满足发热条件要求。将有关干线电缆的截面选择结果列于表10-7中。第四章 采区低压电器设备的选择一采区低压电器设备的选择按照煤矿安全规程规定采区巷道及采掘工作面的低压开关和电气设备，一律应为隔爆型，本质安全型或隔爆兼本质安全型。这里，低压开关包括自动馈电开关，磁力启动器、手动开关、组合开关等。低压电器设备的具体选择原则如下：1、 用电设备的电压应与其所在电网的电压等级相符。开关的额定电流应或等于电设备的额定电流。2、 作开关用的总开关或分路开关，应优先选BKZ，KBZ，BKD，等系列真空隔爆型馈电开关，也可以选用经过真空化改造的DW80系列自动馈电开关。3、 对综合机械化采区和高档普采工作面，均需配备保护齐全的660V和1140V 成套电气设备。4、 直接控制电动机或其他动力设备的开关，应采用隔爆型磁力启动器。其具体结构型号应分别根据工作机械设备及控制方式，依下属原则确定。 对需要远方控制的生产机械设备，如采煤机、截煤机、装煤机、输送机等，可选用QBZ、BQD、QJZ、DQBH、DQZBH等型号的磁力启动器，也可以选用经过真空改造的QC80系列自动馈电开关。 对不经常远方控制或不经常启动的生产机械设备，如小水泵等，应选用QSS81系列开关或CH-15型带熔断器的开关进行短路保护。 对需经常进行远方控制正、反转的生产机械设备，如刨煤机、回柱绞车、调度机车等，应选用QBZ80（120）N、BQD1080NZD（K）A、DC80NZ型等可逆磁力启动器。 对需集中联锁控制的生产机械设备，如输送机、采煤机组与可弯曲刮板输送机等，应选用QBD、BQD、QJZ，DQBH、DQZBH等型号的磁力启动器。 对向煤电钻、照明设备供电的开关，一律采用ZBZ2.5型或ZXZ802.5型等煤电钻、照明综保装置 开关电器的继电保护装置，应与电网和生产机械设备的要求相符，具体选用原则为：A. 采区变电所的总低压开关应设由短路、过负荷和漏电保护装置，或至少要装设有漏电及短路保护装置。B. 变电所内的分路开关及配电点的总开关，除需有短路、过负荷保护外，还应设有漏电闭锁或选择性漏电保护装置（包含人工接地分流装置）C. 向综合机械化采煤工作面馈电的移动变电站的低压馈电开关，除应有短路、过负荷保护外，还应设有漏电闭锁和漏电保护装置。D. 直接控制电动的各种起动器，应设有短路、过负荷、断相、漏电闭锁或漏电保护装置。E. 井下低压真空开关应有过电压保护装置。F. 各类低压开关的接线喇叭嘴的数目，不仅要满足电网接线的要求，而且他们的出口内径要与所用电缆的外径相适配。二低压开关及配电点磁力启动器的选择 结合上诉原则，下面对图4-3至图4-6所示的供电系统中的各开关电器，根据额定电压、额定电流进行初选，待过电流保护整定后再最终确定。他们的编号已标在图上。（一）变压器总馈电开关的选择由于变压器T2、T3的总开关QA1和QA2的正常十几工作电流分别为：查表1-10，初选变压器总馈电开关为BKD1-400/660Z型矿用隔爆型真空自动馈电开关。该开关的额定电压为660V、额定电流为400A（它既大于136A，又大于133A），由于开关本身有检漏保护，不需要外接检漏继电器。（二） 分路开关及配电点馈电开关的选择由于干线分路馈电开关QA3的正常实际工作电流分别为，故将其选为一台BKD1-400/660F型矿用隔爆型真空自动馈电开关。移动变电站T1低压侧配电点有开关两台，既QA12和QA13.由于本设计属高档普采工作面，一般需配套保护齐全的660V成套开关设备。两台开关的正常实际工作电流分别为：查表1-10，将它们均选为BKD1-400Z/660F型矿用隔爆真空真空自动馈电开关。依表上述相同的方法对其余分路开关分别进行选择，最终各路开关选择结果见表10-8表108 低压开关选择结果表开关代号开关型号开关负荷开关代号开关型号开关负荷QA2BKD1-400/600ZT3低压测总开关SM21BQD10-80NZDA掘进工作面上、下部调度绞车QA6DW80-200F下掘进面配电干线SM26QA7上掘进面配电干线SM15液压安全绞车QA8上山绞车房SM12QC810-30采煤面上、下部小水泵QA9下掘进配电点总开关SM14QA10上掘进配电点总开关SM22掘进面上、下部小水泵QA11采煤面上部配电点总开关SM27AQ12BKD1-400/600F采煤机配电点总开关SM19BQD10-40ZDA掘进面上、下部局部通风机AQ13采煤面下部配电点总开关SM24SM1BQD10-200ZDA工作面巷道带式输送机SM20掘进面上部装煤机（三）各配电点磁力启动器的选择（1） 采煤机组的启动器SM3型号的选择。SM3可从DQZBH-300/660、DQBH-300/660及KBZ-300/660三种型号中选取。但因考虑到KBZ-630/660型的保护较全面且寿命长，由已知电动机的=187A，KW，故选KBZ-630/660型隔爆真空磁力启动器，其，所控电动机功率（2） 刮板输送机的启动器SM7和SM8型号的选择，由于电动机的，故选KBZ-200/660型隔爆真空磁力启动器，其，所控电动机功率。（3） 调度绞车的启动器SM13、SM11、SM26、SM21型号的选择。由于电动机的，故选KBZ-220/660型隔爆真空磁力启动器，其，所控电动机功率所选各种低压开关及磁力启动器见表10-9表10-9 低压开关选择结果续表开关代号开关型号开关负荷开关代号开关型号开关负荷SM2QC810-30工作面巷道带式输送机辅机SM25BQD10-40ZDA掘进面下部装煤机SM3DQZBH-300/660采煤机SM17BQD10-120ZDA上山带式输送机SM4BQD10-80ZDA转载机SM29上山绞车SM5喷雾泵SH16ZBZ80-2.5采煤面上部煤电站SM6喷雾泵SH23掘进面上部煤电站SM7BQD10-120ZDA工作面巷道刮板输送机SH28掘进面下部煤电站SM8SH18ZXZ80-2.5采煤变电所照明SM9BQD10-80ZDA乳化液泵SH30上山绞车房照明SM10SM11BQD10-80ZDA采煤面上部调度绞车SM13采煤面下部调度绞车第五章 过流保护装置的整定计算第一节 过流保护装置的整定计算 过流保护装置的整定计算的具体步骤：首先，根据保护装置整定需要，确过流保护装置的整定计算确定各短路点位置，然后计算出各短路点的短路电流；其次，对各类开关（总开关分路总开关电动机控制开关电钻照明控制开关等）中的不同保护装置进行整定即计算整定值；最后，用最小两相短路电流来校验保护装置的灵敏度。井下中央变电所6kV母线的短路容量=50MV A。一、 短路电流的计算（一） KBSG200/6型隔爆干式变压器（T1、T2）的供电系短路电流计算参考图10-2图10-5，以向装煤机供电的电缆在S37处短路为例，计算通过磁力起动器SM25的最小两相短路电流。1. 短路回路阻抗计算（1）系统阻抗计算。因为变压器二次侧空载电压（即平均电压）=690V，井下主变压所短路容量=50MV A，所以由下式可求得系统阻抗为=/Ss=0.69/500.009 5（2）高压电缆阻抗计算。查表得电缆