煤矿供电设计规范

1、一、负荷计算与变压器选择工作面电力负荷计算是选择变压器和移动变电站台数、容量的依据,也是配电网络计算的依据之一.1、负荷统计按表1-1内容,把工作面的每一种负荷进行统计.表1-1工作面负荷统计表格式设备名称电动机台数电动机型号额定功率(kw)额定电压(V)额定电流(A)额定功率因数c0spee起动功率因数co§oq额定效率ne启动电流倍数功'Pe(kw)加权平均功率因数cospj平均功率因数计算公式:cospj匕cosR2cose2Leosen加权平均效率计算公式:P.-PPpje1e1e2e2enenPe1Pe2已注：负荷统计表的设计参考北京博超公司的负荷统计表的设计2、负

2、荷计算1变压器需用容量&计算值为:XPecospjKVA2单体支架各用电设备无一定顺序起动的一般机组工作面,按下式计算需用系数：*Kx=0.2860.714匹'R3自移式支架,各用电设备按一定顺序起动的机械化采煤工作面,按下式计算需用系数:PoKx=0.40.6-PnaPmax最大一台电动机功率,kw井下其它用电设备需用系数及平均功率因数表井下负荷名称需用系数Kx平均功率因数coS综米工作面：综合机械化工作面自移支架0.4+0.6Pmax/£Pe0.7一般机械化工作面单体支架0.286+0.714Pmax/£Pe0.60.7一般机械化工作面倾斜机采面0.60

3、.750.60.7缓倾斜煤层炮采工作面0.40.50.6急倾斜工作面炮采工作面0.50.60.7掘进工作回：采用掘进机的0.50.60.7非掘进机的0.30.40.6电机车：架线式电机车0.50.650.9蓄电池电机车0.80.9其它运输设备如输送机、绞车等0.50.7井底车场：无主排水设备0.60.70.7有主排水设备0.75-0.850.8二、高压电缆选择计算和校验1、按长时负荷电流选择电缆截面“Pekx103长时负荷电流计算方法：g=,3UecospjpjZPe高压电缆所带的设备额定功率之和kw；见变压器负荷统计中的结果kx需用系数；计算和选取方法同前.见变压器负荷统计中的结果Ue高压电

4、缆额定电压V10000V、6000V；cos中pj加权平均功率因数；见变压器负荷统计中的结果pj加权平均效率.0.8-0.92、电缆截面的选择选择要求是：KIy-IgLg_、止"生Ar长时最大允许负荷电流应满足：Iy-初步筛选出符合条件的电缆KIg电缆的工作电流计算值,A；gIy环境温度为25oC时电缆长时允许负荷电流,A；K环境温度校正系数.不同环境温度下的电缆载流量修正系数K电缆芯线最高允许o51015202530354045工作温度/C651.221.171.121.061.00.9350.8650.7910.7073、按经济电流密度选择高压电缆截面AjIj经济电流密度；n同时

5、工作电缆的根数.经济电流密度选择表井下中央变电所6KV,10KV母线的短路容量,计算地面上下压短路电流时,以地面变电所6KV,10KV母线为基准.计算井下上下压短路电流时,以井下变电所6KV,10KV母线为基准.年最大利用负荷小时数/h经济电流密度/A,mm10003000300050005000以上备注：年最大负荷利用小时数一班作为作业为5000h以上.经济截面是指按降低电能损耗、确定的符合总经济利益的导体截面.密度.4、按热稳定校验电缆截面2.502.252.0010003000h,两班作业为30005000h,三班降低线路投资、节约有色金属等因素,综合与经济截面相应的电流密度,叫做经济电

6、流Amin(3)d2Amin电缆短路时热稳定要求的最小截面,mm；Id三相最大稳态短路电流,A；计算方法:=Ssd3UPSs变电所母线的短路容量,MVA；一般指地面变电所6KV,10KV和Up平均电压,KV；ptf短路电流作用的假想时间；C电缆芯线热稳定系数.铜芯高压电缆热稳定系数表额定电压kV电缆中间后接头电缆中间无接头310kV93.4159对向单台或两台高压电动机供电的电缆,一般取电动机的额定电流之和；对向一个采区供电的电缆,应取采区最大电流；而对并列运行的电缆线路,那么应按一路故障情况加以考虑.5、按允许电压损失校验高压电缆截面高压电缆电压损失计算方法：PLqUq%'RXtan

7、gioueeP高压电缆所带的负荷计算功率kw；p=Kx、Pe;Pe高压电缆带的所有设备额定功率之和,kW；Kx需用系数,计算和选取方法同前；tan:电网平均功率因数对应的正切值；tan1.cosUe高压额定电压6kV,10kV；R,X所选高压电缆的每公里电阻和电抗9/kM；高压电缆长度km注：电压损失正常情况下不得超过7%,故障状态下不超过10%三、低压电缆选择计算和校验1、按长时负荷电流初选电缆截面长时负荷电流的计算方法：1向单台或两台电动机供电的电缆,可以取单台或两台电动机的额定电流之和.Ig=Ie八Pe103D.3Ueecoseeee(A)Ia,Ie分别为通过电缆的电动机工作电流与额定电

8、流;gepe电动机的客定功率,kw；U0电动机的额定电压,V；ee电动机的额定效率；cos-e电动机的额定效率因数.e2向三台及以上电动机供电的电缆长时负荷电流计算方法:1gKxxPe103入eepjCOS,(A)Kx需用系数,需用系数计算和选取方法同上;pj平均效率,取pj=0.80.9；cos*pj平均功率因数,可以取0.7.3中途分支干线电缆的工作电流中途分支干线电缆的工作电流可以分别各段电缆进行计算,各段电缆的工作电流可以参照单台、两台或三台以上电动机工作电流公式进行计算2、电缆截面的选择选择要求是：KIy-IgIg电缆的工作电流计算值,A；gIy-环境温度为25oC时电缆长时允许负荷

9、电流,A；K一环境温度校正系数.不同环境温度下的电缆载流量修正系数K电缆芯线最高允许工作温度/oC51015202530354045651.221.171.121.061.00.9350.8650.7910.7073、按允许电压损失校验电缆截面变压器二次侧电压损失包括三局部：变压器电压损失,干线电缆电压损失,支线电缆电压损失电压总损失=变压器电压损失+干线电缆电压损失+支线电缆电压损失各种电压等级下允许的电压损失电压等级2次侧一般情况个别情况660V63V96V1140V117V174V3300V330V495V注：各局部电压损失计算方法如下.变电器电压损失计算正常负荷时变压器内部电压损失百分

10、数S-Ub%=UrcospjUxsinj1pJxpJUr一变电器电阻压降;Ux变电器电抗压降；3b选择变压器时计算的需用容量,KVA；cospj选择变压器时的加权平均功率；sinpj=.1-cos2pjSe选择的变压器额定容量.e变压器电压损失绝对值：Ub二Ub%Ue2V注：正常运行时电动机的电压降应不低于额定电压的7%1C%.准确计算低压电缆干线和支线电压损失：U%=-pLrRoX0tan10U2P电缆所带的负荷计算功率kw；P=KxvPexepPe电缆带的所有设备额定功率之和,kw；Kx需用系数,计算和选取方法同前；tan:平均功率因数对应的正切值；Ue低压电缆线路的额定电压；R,Xo-电

11、缆每公里电阻和电抗9/kM；L电缆长度km.四、解析法计算短路电流1、高压短路电流计算1短路电流计算时,用平均电压,不是用额定电压.标准电压等级的平均电压值标准电压/kV0.1270.220.380.661.1403.361035110平均电压/kV0.1330.230.400.691.203.46.310.5371152短路点的选定：一般选定变压器、移动变电站高压进线端作为短路点,或选每段高压电缆的末端作为短路点计算高压短路电流.3系统电抗计算方法：U2Xs=pg根据母线短路容量和变压器一次侧平均电压计算系统电抗SsXs电源系统电抗,c；UD平均电压,KV；pSs变电所母线的短路容量,MVA

12、；一股指地面变电所6KV,10KV和井下中央变电所6KV,10KV母线的短路容量,计算地面上下压短路电流时,以地面变电所6KV,10KV母线为基准.计算井下上下压短路电流时,以井下中央变电所6KV,10KV母线为基准.4电抗器电抗计算方法:Xk%Ue100、3Ie(n)Xk%电抗器的电抗百分值;Ue电抗器的客定电压,KV；Ie电抗器的额定电流,KA.56KV,10KV电缆线路阻抗：（1） 6KV,10KV电缆线路电抗计算方法:Xg=£XL1000Xj第i段高压电缆每公里电抗,C/KM;Lj基准母线到变压器或移动变电站第i段高压电缆的长度,m（2） 6KV,10KV电缆线路电阻计算方法

13、:RjLj1000nRg八i1Ri第i段高压电缆每公里电阻,C/KM;Li基准母线到变压器或移动变电站第i段高压电缆的长度,m6短路回路中的总阻抗：Z=R2XsXjXg7三相短路电流为:Id38两相短路电流为:I(2),3Id-Id9短路容量为:Sd=3Id(3)Up10年MVA注：在供电设计软件数据库中,变压器的二次侧电压U2e值与Up值相等.2、低压短路电流计算1系统电抗计算方法：X,SsXs电源系统电抗,J；sUp平均电压,KVo26KV,10KV电缆线路电阻计算方法:nRLRgj1i1000R第i段高压电缆每公里电阻,kmL基准母线到变压器或移动变电站第i段高压电缆的长度,36KV,1

14、0KV电缆线路电抗计算方法:nXLXgJgi=11000Xi第i段高压电缆每公里电抗,11ZKM;4变压器内部阻抗计算:添加变压器时数据库中已经计算出结果kmLi基准母线到变压器或移动变电站第i段高压电缆的长度,每相电阻RC：Rt二%U2eSe2每相电抗X建：Zt二Uz%U2eSeXtZ2Rt25低压电缆线路电阻计算方法:RiLi1000R第i段低压电缆每公里电阻,建；Li变压器二次侧第i段低压电缆的长度,m6低压电缆线路电抗计算方法:Xdnx1llv1000Xi第i段低压电缆每公里电抗,.；Li变压器二次侧第i段低压电缆的长度,m注：计算低压网络短路电流时,一般计入电弧电阻R=0.01G低压

15、侧的总电阻和电压侧的总电抗：XgXtXdrK2RtRd0.01计算低压短路电流时,短路点一般选在变压器的二次母线上和低压配电线路的首、末端.1三相短路电流的计算(3)=U2ed、3m%R2%X2I(3)三相短路电流,A；U2e变压器二次平均电压,V；2)两相短路电流计算(2)d=0.866U2e国0R9十X2KbUie5e；五、供电保护装置整定计算高压配电箱1、保护一台变压器(1)短路(速断)保护动作电流计算方法12-14(5-1)Iszd-Ieq%IeKszeqe人KbKiKb变压比;Kx需用系数,计算和选取方法同上；Ieq最大一台电机的启动电流；Ki电流互感器变流比；工Ie其余电机的额定电

16、流之和,A.灵敏系数I(2)Kr:d1.5KjxKiKbIszdKjx接线系数Y,y接线的变压器Kjx=1；Y,d接线的变压器Kjx=J3；(2)Id变压器二次出口处最小二相短路电流.(2)过载保护整定电流U1ezdSe2)保护多台变压器的高压配电箱(1)短路保护继电器动作电流IeKx人,1.21.4,工II工1 szd1eqKbKiKb变压比;Kx需用系数,计算方法同上;Ie最大一台电机的启动电流;eqKi电流互感器变流比；开关的额定电流Ie/5Ie其余电机的额定电流之和,A.灵敏系数I(2)Kr:d1.5KjxKiKbIszdKjx接线系数Y,y接线的变压器Kjx=1；Y,d接线的变压器K

17、jx=J3；(2)Id变压器二次出口处最小二相短路电流.注：灵敏系数校验为保护范围末端最小两相短路电流(2)过载保护整定电流'Se103Igzd一3U1eeSe变压器额定容量,KVA；六、移动变电站高压开关箱中过流保护装置整定计算1、短路保护整定1szd1.21.4,一,-leqXleKx灵敏系数Kr=ld(2)-1.5KjxKiKblszdKjx接线系数Y,y接线的变压器Kjx=1；Y,d接线的变压器Kjx=J3(2)Id最远一台磁力启动器动力电缆入口处最小二相短路电流.Se2、过载保护整定1gzd七、移动变电站低压开关箱中过流保护装置整定计算1、短路保护整定I"|&quo

18、t;IKszdeqex灵敏系数I(2)Kr=一1.5Iszd(2)Id被保护网络末端最小二相短路电流,A02、过载保护整定Igzd=Kx-、'Ie所有电动机额定电流之和.八、井下低压系统过流保护装置整定1、低压馈电开关整定计算方法(变压器二次侧总开关)过流(速断)保护计算方法：I=I'IKszdeqex灵敏系数I(2)Kr=1.5Iszd(2)Id被保护网络末端最小二相短路电流,A02、过载长延时保护的动作电流整定倍数ngKxXIexIkeIke开关的额定电流,Ao3、短路短延时的动作电流整定倍数Ieq%IeLq灵敏系数Kr=Id2ns1ke-1.5九、电子保护的启动器整定计算

19、1、过载保护Igzd,原那么略大于限制电机的长时最大负荷电流或略小于限制电机的额定电流.1速断保护:Iszd-Ieq1szdIe般取8或10Ie是启动开关的额定电流ens速断保护整定倍数.灵敏系数(2)nsKr十、3300V供电系统上下压保护整定计算方法1、移动变电站高压侧开关保护整定计算1过载保护：1gzd1.05%IeevIe变压器二次侧所有电机的额定电流之和,Kb变压器的变压比;Kj互感器的变流比.2短路速断保护:szd1.21.4IKbKjeqvIe变压器二次侧所有电机的额定电流之和,Ieq最大一台电机的额定起动电流,JqKb变压器的变压比;Kj互感器的变流比.33300V移动变电站高

20、压开关的整定倍数:n=0Ie2、3300V移动变电站低压侧开关保护整定计算1过载保护:A.I11八Igzd.exIe变压器二次侧所有电机的额定电流之和,2过流速断保护:IszdT.2(Ieq%Ie)Ie最大一台电机的额定起动电流,eqZIe变压器二次侧所有电机的额定电流之和,A；灵敏系数I2Krd1.5Iszd3、3300V限制开关电流保护的整定计算1)过载保护：Igzd=1皿2)过流速断保护：Iszd=1.1(Ieq'Ie)J)Kr=1.5Iszd卜一、熔断器熔体额定电流的选择计算1、1200V及以下的电网中,熔体额定电流可按以下规定选择1对保护电缆干线的装置,按公式10-1选择:1

21、0-1Leq_、I1.82.5IR熔体额定电流,A；Ieq容量最大的电动机的额定起动电流,对于有数台电动机同时起动的工作机械,假设其总功率大于单台起动的容量最大的电动机功率时,Ieq那么为这几台同时启动的电动q机的额定启动电流之和,A；'Ie其余电动机的额定电流之和；1.82.5当容量最大的电动机启用时,保证熔体不熔化系数,对于不经常起动和轻载起动的可取2.5;对于频繁起动和带负载起动的可取1.82.注：如果电动机起动时电压损失较大,那么起动电流比额定起动电流小得多,其所取的不熔化系数比上述数值可略大一些,但不能将熔体的额定电流取的太小,以免在正常工作中由于起动电流过大而烧坏熔体,导致

22、单相运转.2对保护电缆支线的装置按公式10-2选择：Ieq(10-2)1 R1.82.5式中Ieq、IR及系数1.82.5的含义和采用数值同公式10-1.3对保护照明负荷的装置,按公式10-3选择:(10-3)Ie照明负荷的额定电流,A.选用熔体的额定电流应接近于计算值.4选用的熔体,应按公式10-4进行校验:-471R(10-4)Id被保护电缆干线或支线距变压器最远点的两相短路电流值,A；47为保证熔体及时熔断的系数,当电压为1140V、660V、380V,熔体额定电流为100A及以下时,系数取7;电流为125A时,系数取6.4;电流为160A时,系数取5;电流为200A时,系数取4;当电压为127V时,不管熔体额定电流大小,系