井下供电设计

1、第六章井下供电设计计算设计一个安全、可靠、经济、实用的井下供电系统，对保证井下安全生产有重大意义。本章将在综合运用前几章所学知识的基础上，以供电设计为线索，重点介绍供电设计计算方面的内容。为便于理解，下面结合采区供电设计实例进行讨论。第一节概述一、已知资料某低沼气矿井的一个机械化采区的已知资料如下：（l）采区开拓为中间上山，其倾角为17°,分东、西两翼，每翼走向长600ml采区分三个区段，每段长150m,工作面长130ml煤层厚度1.8m,煤质中硬，一次采全高。采用走向长壁后退式采煤方法，西翼开采，东翼掘进，掘进超前进行。两班出煤，一班修整。掘进三班生产。采区巷道布置如图6-1所示。

2、（2）回采工作面采用MLDZ-17睬煤机，并用HDJA-120型1金属较接顶梁与DZZZII体液压支柱组成支架，支护煤层的顶板。回采工作面设有YAJ-13型液压安全绞车。（3）煤的运输方式为：在工作面内，采用SGW-15OC理刮板输送机及SZQ-40型转载机；在区段平巷内，采用DSP1040/800型带式输送机；在采区上山，采用胶带宽度为800mmSPJ-800型胶带输送机;在轨道上山，采用JDSB-75型单滚筒绞车。（4）煤巷掘进采用打眼放炮，装煤机装煤，调度绞车调车。上述采区各用电设备容量，技术规格列于表6-10二、采区供电设计步骤（1）根据采区地质条件，采煤方法、巷道布置以及采区机电设备

3、容量、分布情况，确定采区变电所及采掘工作面配电点位置。（2）采区用电设备的负荷统计，确定采区动力变压器的容量、型号、台数。（3）拟订采区供电系统图，（4）选择高压配电装置和高压电缆。（5）选择采区低压电缆。（6）选择采区供电系统中的低压开关、起动器。（7）对高低压开关中的保护装置进行整定。（8）绘制采区供电系统图和采区变电所设备布置图。第二节变电所及配电点位置的确定一、变电所位置选择在第一章第二节中已对一井下主变电所、采区变电所以及配电点的设置原则进行过讨论。在这里仅结合本节实例具体进行讨论。根据采区变电所位置选择原则，采区变电所要位于负荷中心，顶底板稳定且无淋水、通风好、运车方便的地方。对照

4、图6-1,有I、n、出、W4个位置，而考虑到用尽可能少的变电所向全采区供电的原则，本采区变电所的位置大体有如下三个方案：方案I：一个采区变电所向全采区供电；方案n：一个采区变电所先后设在两个位置，分别在采区开采前期和后期向全采区供电；方案出：一个采区变电所和一台移动变电站联合向全采区供电。下面对这三个方案进行具体分析。对于第一方案，在一处设一个变电所向全采区供电，以设在n处较为理想（接近负荷中心）。然而，由于额定电压660V、采区设备总容量为890.2kW,采煤机功率为170k皿查表1-6得知，当采用截面为70mm的低压电缆时，其干线最大供电距离仅为230nl实际上，由于l点至第一段平巷的距离

5、为75n第一区段长为150m,采区一翼走向长为600m,回采工作面配电点随工作面每推进5070m移动一次的下限距离为50m,再计及电缆在变电所内的出线长20mA及橡套电缆应比实际长10%的系数，则低压干线电缆的实际供电距离L=（20+75+150+600-50）X1.1=874.5s这样，即使考虑用两条70mm截面的低压电缆供电，这时的最大供电距离仅为2X230=460m<874.5m,不能满足采煤机起动端电压的要求，故第一方案实际不可取。对于第二方案，设想先在H处开胴室设变电所，后期再向I处搬移，则读者可自行推算它不仅需多开一个硐室加大投资，且同样不能使采煤机起动端电压满足要求，因而也

6、不可取。最后考虑第三方案，即先在采区负荷中心的n处建立一个固定采区变电所，另外再加一个移动变电站向回采工作面采煤机等设备供电。本方案虽有投资增加之缺点，但却可将高压深入负荷中心，具有提高供电质量的优点，因而选定这一方案。对于移动变电站，通常有三种可供选取的布置方法，即设置在顺槽口，向平巷输送机供电；设置在运输巷内，且在输送机侧敷设供移动变电站专用轨道，并将其设在距工作面100150n#;为缩小巷道截面，不为移动变电站专设轨道，可通过工作面机巷与下一工作面回风巷的联络巷，将移动变电站设在未进行开采的下一工作面的回风巷内（此巷有轨道）。鉴于本题给定的是西翼开采、东翼掘进，故拟参照上述移动变电站布置

7、方式和，将其设在回2米面运输平巷内。在此情况下，由表1-6查得，若米煤机电缆截面为50mm,则其660V低压干线的最大供电距离为182nl因计及除采煤机外，移动变电站还要向其它设备供电，故其实际最大供电距离要比由表1-6查到的值小，所以，最后考虑将移动变电站设在距工作面150m处的回采面运输平巷内。二、工作面配电点的设置1 采区用电设备的布置根据采区具体的开采情况，首先对题目给定的负荷作全面分析，从中了解其设备名称、数量、每台设备的电气性能，并了解它们在采区的分布情况及相互关系，将各用电设备标明在图6-1中。2 .采区配电点的配置关于此项内容因在本书第一章第二节中已有介绍，故此不再赘述。结合本

8、题情况，采区工作面配电点的具体布置为：回采工作面配电点设在运输平巷内，它与工作面相距50m回风顺槽配电点距工作面70m；掘进工作面配电点有两个，它们分别设在东翼第一区段上、下部的顺槽内，且距掘进头80m；在上山采区绞车房附近设一配电点。第三节负荷统计及变电所容量选择一、负荷统计1 .概述在按本章第二节介绍的过程确定了变电所的位置后，接下来就需进行采区用电负荷的统计，并据此决定采区变电所变压器的容量，型号及台数。变压器选择是否合适，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，影响供电的安全、可靠；若其容量偏大，则又会导致变电所投资的提高和变压

9、器能量损耗的增加，造成浪费。很明显，若正确选定变压器，必先准确求得其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并不都同时出现，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，其中由概率理论导出的需用系数法，得到了广泛的应用。2 .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，由各用电设备的额定功率求取计算负荷的方法，该法所使用的公式为(6-1)'、PnKdeCOS'wm式中Sca组

10、用电设备白计算负荷，kVA;PNPn具有相同需用系数的一组用电设备的额定负荷之和，kW；COS；wm组用电设备的加权平均功率因数，即各用电设备的功率与功率因数的乘积之和与它们的总功率之比；Kde需用系数，用公式表示为/KloKside一1：iwmw式中Klo负荷系数，因一组用电设备中的各用电设备未必全能在满负荷下运行，故以其表示在最大负荷时，工作着的用电设备的实际所需功率与全部用电设备容量比值;Ksi同时工作系数，因各用电设备不同时工作，故以其表示在最大负荷时，工作着的用电设备的容量与全部用电设备总容量的比值；Ywm-同时工作设备的加权平均效率，它反映各用电设备的平均功率损耗，即各用电设备的功

11、率与效率的乘积之和与总功率之比；Ym电网效率，它反映给该组用电设备供电的线路在输送功率时，所产生的线路功率损耗占输送功率的比值，对井下供电线路，一般取0.90.95。工山脱本期V,-林阳年.FW1 1匚 l1"-I(* r士 三.1-IL L !嚷g2"；口七5一fU三五三止三三:11 11f r，一餐电宜电站L小 小本串Must看式语r一叩工修立匕曲/ r三二型卫事三0组”二北：JL731图6-1某采区的卷述和讨图表，】采区用电设备数据表JF号役都齐林设使用地点也动机型号设备台整推台计料电助机救幅圮落¥人.kW断定电压151V断定电瓯InA附定功率因股做上总动电

12、流M侬电流转机Mri!皱才hi胞为累鼓A“MLM70型果燃机工枭煤工作却EWH-I70&111706BD挪QLB5S,韩Ei血弱Or?52SG*15口专村根悴送机（«工作面D5B-7512X7&6轴膘&,ST轧5fxgOLE$DfiPJDdii/Hno值播金拓喈机1回果工作回联总1849QDQBTMN1$90】。6M源事|&0.ST15上50.91Ql|&4.SZQ1。用觑机（墨媒工作if；-用日11播的70,脚队551Hl口,即sXPB:B80/200型乱It限擘豪程工作回，BJO：U1-I212XS5桐05日LM%6J.2Ik9(L呼6叼,

13、嵯喳雾«（站坪葬工祚山JBtlMLT212X30m略H&.S2C1QH5?YAJT3用读虚受冬舞车t来填匚件而睁用，Jdia1fiD13.TD.8.7口.酣ft.riS上山单津耨较车（Wthiu）JD6B751175髓口132心幻G.52-55Si559fipj-m增上由tl带14送凡t皮带上U”BJ«t-72-4tUQZi-412如liT铺。融-46971,21.30.蚪q.q1口WMA-L7胆装也机（据选丁作面）DZtB-7?2X17时L9o.8&7m嵋0.7511CMJ.4F调度法不4果期母JBT-IL1414XJ,4则12.90.875.58必阻口7

14、515电钻曼乐刘埼合着置桑报1：ftWf）HZO-2-5313X3.26B0/L33L197B5g国九晶113局邮寻风版榴迨作曲JTftT&222i?XLVM1.北日m配70.93：0.64ZBA5型小水索L来挖面廉ffl）BJO-518q14X4&605.B.7&5.50,fill15rwf式用变压状1机电用里）21BC0/133乳19门L34OrB&jrr0：9*5】16AM,2要强调指出的是，虽然在上面分别介绍了需用系数G中各项因子的含义，但在实际计算时，并不是根据它们求得需用系数。这是因为要计算式中那些因子，本身就是既困难又复杂的。所以，通常的做法是：根

15、据统计实测，先将不同类型、不同工作条件下的用电设备的需用系数列成一个表，再根据实际情况查表求得。对于加权平均功率因数COS中Wm,也采用同样的方法处理。表6-2列出了井下用电设备的需用系数Kde及它们的加权平均功率因数COS9Wm。对于采煤机电动机，计算负荷时取长时容量；当有功率因数补偿时，取补偿后计算的功率因数。表6-2矿井电力负荷计算需用系鼬及加权平均功率因数C0s5m用电设密需用系数Ki,加权平均功率因皎果煤作而t端分机械化匚作血（日移支架）0.4+0.6X0”0.7一般机械化工作而（整体支犍）0.7般机械化匚作而HKI料机果而）加gfl.75凡E-0.7辨帧斜媒层（炮来工作面，0.1-

16、0.50,6急顿斜煤后t胞乘工作面0.5-0.60,7推进工作面：朱海棚进机的0.50.6-0-7非掘进机的,d3d40.6电机车：架线式电机车0,5-0.650.9新电池电机车I0.80.&施它运输设备（如输送机、皎车等10.50.7井底4场：无主排水设落(k6-(k10.7有主排水设备OL75也850.»融大容肚电动机（如机觎、运输机等1归功率仆孙卜工入参加计算的所布用电设部的做定功率（不包括符用设备）之和tkW3二、采区动力变压器的选择1 .原则根据设计部门和施工现场的经验，在确定变压器台数和容量时，应当根据采区供电系统的几种情况及变压器配套设备的费用、变电所胴室的尺寸

17、及开拓费用、对负荷供电的经济性（即效率）和是否有适当的备用容量等因素，综合加以分析，再拟出几种可行的方案，进行技术、经济比较，最后再确定出最好的方案。目前在采区变电所中主要采用KSJ或KS7系列矿用变压器，有条件时应优先采用KSGB1隔爆干式变压器。因本例属新设计采区，故拟采用KSGB1隔爆干式变压器。2 .采区变压器容量、台数的确定1）步骤根据综合技术、经济指标，确定采区变压器容量及台数，需经如下步骤：（1）先依公式（6-1）按需用系数法，初步选取。此时，一般可先根据设备布置及容量，确定几个分组方案，分别求出各方案下的各组的计算容量，再据它们初选变压器的容量及台数，然后根据不同分组方案进行后

18、续的比较。（2）计算所选变压器的经济负荷率(6-3)一：_ToGPd.T.Kec.re"网丁ec(PNT.Kec.reQt式中3“考虑了变压器的年有功、无功电能损耗后的综合效率最高的负荷率;To变压器的年受电小时数，一般取8760,h;变压器的年最大功率损耗小时数，实际进行计算时，可先从表 户年最大负荷利用小时数 Tmax：cos邛值求得；Kec.re 无功功率经济当量，指每输送0.1kW/kvar , Pd.T 变压器空载有功功率损耗，A Pnt变压器短路有功功率损耗， Qd.T 变压器空载无功功率损耗、lid.T %为变压器空载电流的百分数,6-3查出各类用再从图6-2的T=f

19、(T max)曲线，按用电设备的功率因数Ikvar无功功率所消耗的有功功率数值，一般取kWkvykvar ,它可借式 AQ.t =I id.T % - S/100求出，其中Sn为其额定功率值；AQt变压器短路无功功率损耗，kvar,它可借式AQt=us%.Sn/100求出，其中3%为变压器阻抗电压的百分比，&同上。表6-3各类用户年最大负荷利用小时数用户类别室内照明一班制企业两班制企业三班制企业Tmax,h15002500200030003000450045007000(3)计算变压器的无功和有功功率损AQt及APt一一一Scot2Qt=Qid.T：Qn.t(-)(6-4)SnPTPi

20、d.T.丁(学)2Kec.reJQn.T(6-5)SN(4)计算变压器的年运行费用F_(1)n_s2F=Z队，+ZFz+SPd.T+Kec.*Qid.T)(Fj+T#d)+(rT)2(6-6)j(1i)1SN(Pn.tKec.reQN.T)(Fj-Fd)式中Z变压器的一次设备投资，元；丫一一资金利用率，取10%;n变压器服务年限，一般取20年；Fz变压器固定运彳T费比率，取8%;Fj一一基本电价，按6元/kW月计；Fd电度电价，按0.055元/kW力计。式(6-6)为以最小的费用支出，获得最佳经济效益的计算公式。2)确定本例采区变压器的容量及台数我们提出如下三个方案第一方案1台移动变电站2台电

21、力变压器负荷分组及变压器容量选择：C:iknowdocsharedatacur_work677768774.docPage 49 of 44I组：采煤机、刮板输送机、转载机、喷雾泵2台、乳化泵2台、调度绞车、电钻变压器、小水泵。总负荷：汇PN=170+150+40+2X30+2X55+1.2+4+11.2=546.4kW图 6-Z r=f Ct）曲线1-I ； 2- ms掣34-cofupM &. 7 ； 5ex站掣= Cl6据表6-2中的式子算出Kde=0.286+0.714P1703=0.286十0.714父=0.508，并根据表6-2取cos5Wm=0.6,再依式（6-1）求得%

22、PN546.4c546.40.508ScaT1=462.5kVA选KSGZY-500/6型移动变电站l台。0.6n组：胶带输送机、液压安全绞车、小水泵、调度绞车、采区上山输送机、照明变压器。依与上同样过程，求得总负荷为汇Pn=177.2kW,据式（6-1）求得变压器计算负荷为Sat2=126.5kVA,选KSGB-200/6型变压器1台。出组：装煤机（2台）、局部扇风机（2台）、调度绞车（2台）、电钻变压器（2台）、小水泵（2台）、采区上山绞车、照明变压器。总负荷汇PN=188.2kW变压器方t算负荷SaT3=44.8kVA,选择KSGB-200/6型变压器1台。第二方案1台移动变电站，1台电

23、力变压器负荷分组及变压器容量选择：I组：用电设备及选择Z果均与第一方案I组相同。n组：用电设备容量为第一方案中的H、出组用电容量之和，即Sca.T=271.26kVA,据此选KSGB-315/6型变压器l台。（2）技术经济比较按相同部分不参加比较的原则进行。变压器功率损耗计算a.方案一、n组的KSGB-200/6型变压器用式（6-4）、（6-5）计算出Jid.T%N,Us%SN（Sca.T）2T100100'SN2 2001004 200rX100皆）2Se=6.67k varPT，旧d.T ：R.t(S,caT )2 Kecw QSN=1.42.1(916)20.16.678=250

24、8kW200方案一、出组的KSGB-200/6型变压器依与上相同方法得：ACT=11.65kvar;APt=3.331kW。b.方案二的其它变压器的计算结果均已算出并列于表6-4 中。变压器年运行费计算a.方案一、n组KSGB-200/6型变压器从表1-21b知该变压器参数为：APid.T=1000W,APn.t=1400Wus%=4,Iid.T%=2.5,因而算得 Qd .T100100又根据式（6-6）求得 :QN .TUs%Sn1004 200 =8kvar100¥(1+¥)n1-Z 1(1,)n1Z Fz( Pd.TKec.re Qid.T) (FjT°F

25、d)(Sn)2(Pn.tKec.reQN.T)(FjFaxFd)”二0.1父(1 +0.1)201= 32612 | (1 0.1)2032612 0.08 (1 0.1 5)72 8760100I x20055.5 1(1.4+0.1M8)父 72+5500M <1001F=7595元方案一、l组KSGB-200/6型变压器依与上相同的方法得F=7712元。b.方案二也依上述方法计算，结果见表6-4 。胴室开拓费用设采区变电所碉室断面如图6-3所示。和方案二比较，方案一多1台KSGB-200/6隔爆动力变压器和相应的高、低压开关各1台。故方案一的采区变电所比方案二长1台高压开关宽度（1

26、.104m）、加高压开关与变压器的间隔（1.5m）和一台变压器长度（2.38m）、再加1台低压开关的宽度（0.885m）和两台低压开关图6-3方案比较用采区变电所铜室断面间的距离（0.8m）,合计为6.679m。_2一、一一一3141822米区变电所净断面3.61=8.7m22国E-3方案比较用采区变电所硼室断面2采区变电所掘进断面4.31.1-,一0.250.352=12.2m22方案一应多掘进体积12.2X6.679=81.48m33由井巷工程概算指标中查得料石砌漩单价为184元/m。方案一采区变电所胴室开拓费用多184X81.48=14992元1.5万元。分析上述两方案的共同处是均含有一

27、台KSGZY-500/6型移动变电站。结合表6-4可分析如下：第一方案，采用两台200kVArF式变压器固定于负荷中心胴室的方案特点是：对出煤系统与掘进生产环节分别供电，相互不受干扰，满足设计技术规范要求。这样可以得到较高的安全可靠性，但综合费用较第二方案高出138862-82416=56446元5.6万元，其中设备费高出108564-69782=3.88万元。而设备是可以重复使用的，胴室可在原连络巷扩建，故本方案虽投资稍多，但问题不大。第二方案，采用1台315kVArF式变压器向回采系统的输送机上山运输系统及掘进面设备供电。综合费用比第一方案要省，但若掘进面供电系统中出现各种长时间故障停电时

28、，均要影响回采系统出煤生产，故从对生产的经济效益方面考虑不如第一方案。根据煤矿安全规程第131条规定，“在低沼气矿井中，掘进工作面与回采工作面的电气设备应分开供电。”的规定，决定采用第一方案，即确定为1台KSGZY-500/6型移动变电站，两台KSGB-200/6型隔爆干式动力变压器。第四节采区供电系统的拟定一、拟定采区供电系统图的原则(1)在保证供电可靠的前提下，力求所拟图中使用的开关、电缆等设备最省。(2)尽可能由一台变压器向一个生产环节或工作面的机械供电，以便缩小事故所引起的停电范围。(3)对单电源进线的采区变电所，当其变压器不超过两台且无高压馈出线时，通常可不设电源断路器；而当其变压器

29、超过两台并有高压馈出线时，则应设进线断路器。(4)在对生产量较大的综合机械化工作面或下山排水设备进行低压供电时，应尽量采用双回路高压电源进线及两台或两台以上的变压器，使得当一回线路或1台一变压器发生故障时，另一回线路或另1台变压器仍能保证工作面正常生产及排水供电。(5)对第一类负荷为高压设备(如高压水泵)或变压器在4台以上(即采掘工作面较集中的盘区)的采区变电所，因其已处于能影响矿井安全的地位，故应按前述井下主要变电所的接线原则加以考虑。(6)变压器尽量采用分列运行。这是由于当采用并列运行时，线路对地电流的增加会对安全造成威胁；电网绝缘电阻的下降可使漏电继电器的运行条件恶化，在发生漏电事故时又

30、会因1台检漏继电器控制两台变压器的馈电开关，而使停电范围加大，从而使可靠性降低之故。(7) 一个开关只能控制一种用电设备，容量愈大的开关，应排得离电源愈近。(8)为了防止采用局扇通风的工作面的沼气爆炸事故，根据风电沼气闭锁系统技术规范规定，对高沼气及沼气突出的矿井，局扇的供电系统应装设专用变压器、专用电缆、专用高低压开关配检漏继电器、以及因停风或因沼气超限均需切断掘进工作面的电源的闭锁系统。对低沼气矿井局扇，仅实行风电沼气闭锁。由于局扇独立于其它供电设备线路、故不受其它电气设备故障(如漏电，短路等)跳闸的影响。表s*采区变正蒲选择方案比较表第月蜜第：方案-1111理用讦算容最，*YA4降512

31、8.5ng462.B27,3KKGZY50C6/0.MKSGH2006/0,-69KSGB-2如6/0.69KSGZY-SD06/0,59KSUH3156/D.蝴设备投置.元堂压器/><总61£=隔224舟J"开美2XT而叩二JWQU抵压开关2乂肮0二17E»酎电地电L62Q合计0B5M受乐据居仙芭高伟开戈1MM帐美婀漏电燃电邪8IQ总it向蒐例宗开知贵-元14他年运仃瘠F,无759771212S34功率撒韩有功我耗IF.kw无助累株段卜人遇7.J827r11.36乱132.GB9,2&7.1127.115r131022绿合裙灯t包括出犒费，酮

32、室开拓裙、年运行击)元nm2潞11®二、实例的供电系统图拟定参照上述原则，初步拟制出本设计题目的采区供电系统图如图6-4所示。第五节高压配电装置及电缆选择一、高压配电装置选择1 .选择原则1)高压配电装根据环境条件和供电要求，确定其型式和参数，是高压配电装置选择的主要内容。置的型式应符合煤矿安全规程中规定的设备选用的有关要求，以及在国标矿山电力装置设计规范中的有关规定。2)配电装置电气参数选择应符合下述条件(1)按正常条件选择额定电压和额定电流井下高压配电装置的额定电压I N,应与井下高压网络的额定电压等级相符，即设备的额定电压不应小于其装设处的额定电压。井下高压配电装置的额定电流,

33、不应小于其所控制的设备或线路的长时间最大工作电流I ca,即ca 二'、Pn 103- 3VN Ksc CoS，wm wm(6-7)式中I ca将该高压配电装置所带用电装置的总负荷电流折算到高压侧的值,A；汇PN该高压配电装置所带用电设备的额定功率之和,W;上变压器的变比;cos ；：wm wm含义同前。由于电气设备的额定电流I 指当其工作在由厂家规定的环境温度0 C下(我国目前生产的电气设备均规定0 C=+ 40 C,长期允许通过的最大电流，故当装设地点的温度为0 c时，为求得在该环境温度下的长期允许工作电流Ip,应依式Ip="0hh -0 h. h I0h h -6h h

34、. hh .a(6-8)进行折算。式中Ip环境温度为9c时，长期允许的I作电流，A;0h.h最热月份的平均最高温度，C;0h.a规定额定电流In时的环境温度，C,通常取40C;Ko温度校正系数。(2)动稳定和热稳定校验动稳定按式(2-77)进行。热稳定按式(2-78)进行。(3)断流能力校验(6-9)必须符合下式要求:式中INd>Imax.s或SNd>Smax.sINd、SNd一一配电装置的额定开断电流、额定开断容量，当井下采用非矿用断路器时,其额定开断容量折半使用;Imax.s、Smax.s配电装置安装处的最大短路电流、最大短路容量。2 .选择实例卜面对KSGZY-500/6型移

35、动变电站及KSGB-200/6型干式变压器的高压配电装置进行选择。这3台配电装置均设于采区变电所内，按煤矿安全规程要求，应选隔爆型。1)按额定参数选择煤矿井下设计技术规定中规定：井下用移动变电站，动力变压器高压侧应有短路，过负荷和无压释放保护；供给移动变电站的高压馈电线还应有电缆监视保护。国产千伏级配套产品PBL-6或BPG-6型高压隔爆配电箱均符合要求；考虑到运行、维护方便，使用安全可靠，我们选用BPG-6型带真空断路器的隔爆配电箱。(1) KSGZY-500/6型移动变电站高压配电箱选择配电装置额定电压：选定为6kV。配电装置额定电流应大于移动变电站的最大长时工作电流。移动变电站(变压器)

36、最大长时工作电流即额定电流In.t1 NTSNT(6-10 )式中SN.T变压器额定容量，kVA;Vn变压器高压侧额定电压,kVo移动变电站额定电流I NT1= 500 =48.1A、3 6从表1-10中选BPGZ-6/50型隔爆真空配电箱。其主要技术参数列于表6-5中。(2) KSGB-200/6型隔爆干式变压器高压配电箱选择额定电压选定为6kV。额定电流应大于变压器额定电流(即最大长时工作电流)。变压器额定电流I NT 2Snt 2003Vnt.3 6= 19.25A从表1-10中选BPGZ-6/50型真空隔爆配电箱两台。其主要技术数据列于表6-5中。(3)采区变电所总高压配电箱选择额定电

37、压选定为6kVo额定电流应大于所带三台变压器总的最大长时工作电流。为简便，取三台变压器额定电流之和作为总的最大长时工作电流INTO从表1-10中选BPG2-6100型真空隔爆配电箱。其主要技术数据列于表6-5中。表a5采区变电所高压配电箱选择结果控制仇荷名制号号新定电流A畅定电压kV制定版流养fitmvaKSOZV5W/6型移动变电站BPCi36/505。2M叮8型隔理变压然2>DPGs-6750506IDOKSGZV-50)/6-|-SxKSGB-2ClO/fiISPGrS/IOfl3002）短路验算对所选高压配电箱其断流容量为100MVA是国内最大容量，无疑比设备安装处短路容量大。如

38、果主要变电所母线上最大短路容量超过100MVA则在地面变电所下井回路中一定会加限流电抗器。我国多数矿井，由于采用PB系列、GK保列高压配电箱，井下主变电所母线上的短路容量均限制在50MV©下。二、高压电缆截面选择1.井下高压电缆截面选择方法1）按经济电流密度选择电缆截面所谓经济截面，是指按降低电能损耗、线路投资、节约有色金属等因素，综合确定出的符合总经济利益的导线截面。与经济截面相应的电流密度，叫经济电流密度。按经济电流密度选择电缆截面的计算公式为AImax.w2A=,mm66-11）IcdJj式中Ae按经济电流密度选择的电缆截面，mrm；Imax.w正常运行时，通过电缆的最大长时负

39、荷电流，当线路并列运行时，它是指不考虑一条线路故障时的最大负荷电流，A；Icd”一一经济电流密度，A/mm2,其值见表6-6;。正常运行时，同时并联工作的电缆条数。当按经济电流密度选择电缆截面时，应先根据负荷性质，由表6-3查出其最大年利用小时数Tmax,再据该值及导线材料，从表6-6查出经济电流密度，同时求出线路正常运行时的最大长时工作电流Imax.w,最后再从标准截面电缆中选取截面As,并使As<Ae0$»6经济电流宙度U经济电漉密度、与城大负荷利用小时较h导线材料1000-SOOD3000505000UIh裸轴体掰32.251.751.B51.150.9第*450.40,

40、独铜芯城竟徵、橡胶绝续电境铝芯电-_2.52.252t.92L731.542）按长期允许载流量选择电缆截面当电缆中有电流流过时，必然会使其发热，并且在导线的温度超过其能承受的极限值时，就会使其加速老化，使用寿命缩短或迅速损坏，从而造成漏电或短路事故。为反映导线在确定的环境温度（对电缆为25C）下，不同截面导线承载电流的能力，对它们都规定了长时允许通过的最大电流值。通常这些值是由实验方法确定的。表6-7、表6-8列出了矿用铠装电缆和矿用橡套电缆的长时允许负荷电流（载流量），供选择电缆截面用。按长时允许电流选择电缆截面时，应满足KIp>Ica（6-12）式中Ip环境温度为+25c时，电缆的允

41、许载流量、A,对不同绝缘的高压电缆，该值可查表6-7或6-8得到；K环境温度不同于+25c时，载流量的校正系数，可查表6-9。若在一根管内同时敷设24根时，还应将所查值乘以系数0.95;Ica一一通过电缆的最大长时工作电流，Ao表7镜装电罐允许负荷电流表电用1000V5000(1QD0Q)V地兽芯电密铜芯电境幅芯电燧电境芯博H定过比跳电熔片箭定电埴泄激电器舞霞曲长时比电流最大程整定电很氏酎比彼必火允快定电流故悦时允长时允mm3注电ift比评曲线大角辞值海电流许慎大允许偎怀电疱许电浦AaAAAAAA3X2,5323525252M4426。32353X6558»411&03X10

42、701005580跖403XIB9512S75l00iS5<75>G5M口)3X25125附240100I2&110400>N(M)3X35】5S2A0前0IZ5闻240135<1251105(95)3K5D190235340MS200300170(155)130(120)3X7Dwo。450S5SSS34D2«(190>160(U5>3X9529535052522&3004S02S5(230)1%(IB0)3X130345439645僦30450Z&5(2S5)22SCZ45)神：上表是环境温富十加匚，芯能最再允许工作混度

43、+（I帆S3芯战我岛允许J：作祖度十曲匚（50D0VJ,芯绕敲府允许工作篦度和COQOOOVJ时的值.表8*矿用横套电境丘时允许载流羽总:蚣技面mm7限时死许我漉螭.A主芯慨陵而长时光，A100DV.U,UP、Ucucp里6DQDV,UG型1D00V,.U,UP.UCP型SOOOV,Wi型13625“312164053黠138MS105472SO?316自594702152D】06转25Q注：俄芯阻质胎七是环境温度为士苜5E时的值.当环境甜度不等于十将亡叶，座济轻中的数助熊以/自9中所示的窿正乐数.才是电境的氏时比许融窗!«.需要说明的是，Ica值在不同情况下有不同取法，对向单台或两

44、台高压电动机供电的电缆，一般取诸电动机的额定电流之和；对向单台变压器供电的电缆，应取变压器一次侧计算电流；对向一个采区供电的电缆，应取采区的最大电流；而对并列运行的电缆线路，则应按一路故障情况加以考虑。3）按短路电流热稳定校验电缆截面短路时满足电缆热稳定的最小截面按式（2-80）计算。4）按允许电压损失校验电缆截面为保证用电设备的正常运行，必须使其供电电缆电压损失在允许范围内。所谓电压损失就是线路首、末两端电压数值之差，用AV表示。图6-5是终端负荷线路及相电压的相量图。由图可知，线段ce即为相电压的电压损失Vo。不言而喻，要精确计算线段ae是比较复杂的，因此，在实际上可改用线段ad代替，这样

45、引起的工程误差不超过5%。上门盛世!图尔5终端负荷线路及相电压相量图因为每相电压的损失为 AVlo =ad =af + fd = IRcos中+ IX sin邛,故三相线路的电压损失为V"=而（Rcos中+Xsin邛），并且该电压损组失占额定电压Vn的百分比为V%3I(RC0S Xsin)100%Vn(6-13 )式中. V% 电缆线路电压损失百分数；VN电缆线路的额定电压，V；R,X分别为电缆线路的电阻及电抗， Q。实际运用式（6-13）时，习惯用负载功率将电压损失百分数表示成V%10V(R X°tg )%(6-14 )C5Clot15a20C25V3DC15U4。七45

46、C*口1.17U1314091.04kG0.9MQ.S*口50.8530,的.22l.17L12ro0.935DL8650.707皿,251.20L131.07LG0.9260.MEO.TEiS他655so1.$41-2$lx18LD9LO0.吊95_17750.期也：门«5-5不同环境*度时的校正系电K导电芯蚁单加尤许工作阻度不同肝电温度卜栽流量的校正系ftKff.Jt式中P负荷功率，kW;Lca电缆长度，kmR、头分别为每公里电缆线路单位长度的有效电阻及电抗值，Q/km,可查表6-10得到。我国规定，电缆线路电压损失百分数的标准为：对1035kV及以上的线路为±5%;对

47、10kV及以下的线路为土7%。同时还规定，对矿井高压电缆，在计算电压损失时，其长度应从地面变电所至采区变电所。用允许电压损失校验高压电缆截面的步骤是：先根据所选电缆截面，查表6-10,得R0、%,再根据负荷功率巳额定电压Vn、和功率因数角平，按式（6-14）求得AV%。如果计算结果符合前述关于电缆线路电压损失百分比的标准，则确定选该型电缆，否则即应改选。表(5”丁用铠装电线的单位妖度有效电阻和电抗g/km擅维微而茹曲铜芯恺强电胞芯常装电境响处技堆有效电电(#«)IW及以下的电缆单位反度电抗口力6kV及的电勰熙佗长单位把度电阻g】kV及以F的电缎通位救度电抗2小塾¥及以下的也

48、境小M性度电抗531.513.7U0,L0-9.出58.243，102一13Lns飙1021S.1500.095B.bM0.口956IE0.0905,由Q.090J0£0603、4720.0730.J|«L.2B7江0G7KQ.阿2.1700.0575£口制25QL8240.06620-085I.3B80.0662D.08535也53B0»08370.078小MS0.D637Q.D785。0.1120,屯075C-694D.06250.G75700.Z940.0BI2ft,0.49b0.0612&,0?2郭Q.21.70L(K0l20,0690.

49、368D.口£口20.069120。1720,0602国口6H0.2S9D.M020.068H!370,0596回网0,2310.05960.066IH54.11J止的阻D.口瓜60.1880696以口眈iL：l,表中有效电阻力皖芯血套50c时的电阻值*月其它坦度F，M按式机=如口土口.WHd一印内计算,士城芯温为50c时，钻装桐芯电接的导电率=4扎5m，Wrrm，*2 .下井电缆截面的选择过程1)对主排水泵由井下主变电所供电的下井电缆(1)取矿井最大涌水量时井下的总计算负荷，按一回路不送电情况，依允许载流量选择电缆截面。(2)取矿井正常涌水量时井下的总额定负荷，按全部下井电缆送电的

50、情况，依经济电流密度选择电缆截面。(3)按三相短路电流热稳定值，选择电缆截面。(4)取上述三个所选截面的最大者，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)对主排水泵不由井下主变电所供电的下井电缆按一回路不送电，其余回路担负井下总计算负荷的情况，依允许载流量选择电缆截面，同时使其符合全部下井电缆供电时的经济电流密度要求，并校验三相短路电流热稳定值及电压损失。井下主变(配)电所至采区变电所高压电缆截面的选择过程：应按1中所述选择、校验方法逐步进行。3 .选择实例现结合图6-4所绘供电系统实例，选择采区变电所至KSGZY-500/6型移动变电站的高压电缆。l)型号选择根据煤矿安全规程的规定，向移动变电站供电的高压电缆，应选UGSP-600院列矿用监视型高压双屏蔽橡套电缆。矿用橡套电缆的规格及性能见表6-lla,b及表6-12。由于该型电缆目前只此一种截面规格，故取主芯线35mrrio其型号为UGSP-6000-3X35-f-1X16/3+JS。允许载流量Ip=148A,而W2干线电缆最大长时工作电流caSca.T3VnKsc4623 660 9.13= 44.2A ： Ip =14