煤矿井下供电

煤矿井下供电前言随着科学技术的进步，煤矿供电有着电压越来越高、负荷功率越来越大、线路越来越复杂、供电保护越来越精确的趋势。在这种趋势下，原本依靠人工计算或查表进行供电保护的方法就无法满足即时、高效、精确的要求。于是，就必须要有一种快速、高效、准确的辅助工具，以满足需求。煤矿供电设计与管理系统应运而生。系统简介矿井供电设计与管理系统能迅速绘出高低压供电系统图，能实现高低压短路电流、开关整定保护、电压损失、电缆长时载流量等自动计算，同时自动生成相关Word文档计算说明书。该系统集绘图、计算、设计、优化、管理于一体，运行环境简单，人机界面友好，技术水平国内领先。技术依据本系统技术依据主要来自：煤炭工业出版社1995年版《煤炭电工手册（修订本）》（以下简称《手册》）第二分册煤炭工业部1998年制定《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》（以下简称《细则》）煤炭工业部1992年制定《煤矿安全规程》（以下简称《规程》）煤炭工业部1994年制定《煤炭工业矿井设计规范》（以下简称《规范》）功能和特点1.绘图能迅速绘出电路系统图，既美观大方有能实时动态修改图形。2.电网设计计算由供电系统图能迅速、准确、动态的计算出整个供电系统的短路电流、保护整定值、长时载流量、电压损失等，并可以高效的进行电网设计工作。功能和特点3.自动生成Word文档计算说明书在计算的同时，能自动生成短路电流、保护整定、负荷统计、长时载流量、电压损失等Word文档计算说明书。4.数据库管理系统采用开放的数据库，用户可以方便的添加修改设备的参数，并能对设备参数进行查询。功能和特点5.系统开发平台与运行环境、系统开发平台基于Windows2000/xp，采用多层次的Client/Server结构，在面向对象思想指导下设计与实现的。其前端采用的是VC++，后台数据库服务器由Access组成。绘图本系统通过对CAD进行二次开发，形成了一套完整的机电设备图例库，能够方便快捷实时动态的绘制修改图形。并且，根据需要，可以对图例进行随意的修改。供电设计计算回路短路电流计算电压损失计算开关保护整定回路短路电流计算两相短路电流：三相短路电流：其中：短路回路内一相电阻值的总和：短路回路内一相电抗值的总和：系统电抗值：

R1、X1-根据三相短路容量计算的系统电抗值；

Rb-矿用变压器的变压比，若一次电压为6000V，二次电压为400、690、1200V时，变比依次为15、8.7、5；当一次电压为3000V，二次电压为400V时，变压比为7.5；

Rb、Xb-矿用变压器的电阻、电抗值；

R2、X2-低压电缆的电阻、电抗值；正常工作电压损失计算变压器电压损失＋低压电缆电压损失正常工作电压损失计算变压器：其中：电压损失百分比：正常工作电压损失计算低压电缆：电压损失绝对值：电压损失百分比：电机起动端电压计算：电机起动阻抗：电机实际起动电流：电机实际起动电压：其中起动回路总电阻：起动回路总电抗：低压开关选择原则馈电用总开关和母线的分断开关局部通风机、一般设备、远方控制和集中闭锁控制的开关煤电钻用的变压器开关应选用综合保护器需控制正、反转机械的开关开关整定计算（一）过流保护理论计算值：开关整毙定计算概（一）短路保护趁理论值即陵最大电流脑计算公式暂：整定计算县灵敏度：开关整定鼠计算（二颜）过流保护晋理论计算责值：短路保铺护理论止计算值伙：整定计算铸灵敏度：熔断器理论计算韵值：整定计酒算灵敏毙度：供电设计晴（设备选钻型）采区低器压网络器的有关棋规定变压器选腾择电缆的疤截面、叮芯数、故长度回路短赌路电流则计算、缸正常和帝启动电援压损失迫校验开关整定井下供极电设备孙的特殊叨工作条艳件井下空气喷中含有易学燃易爆的印瓦斯和煤绸尘设备对地栗泄漏电流底可能引爆酷电雷管井下空间黄狭窄人体监易触电冒顶、随片帮事敢故可损桃害电缆性等电气赵设备井下的妹条件使勾设备易株受潮有些硐室挂、巷道温火度高，设鞋备散热条趋件差采掘设惰备移动殃、启动请频繁常番产生短名时过载为防出沙水事故转，排水撇设备对收供电要辣求高井下停电身可导致水齐淹、瓦斯咐聚集……井下供帅电的要竞求严格遵守鸦煤炭部颁碑发的《煤凶矿安全规稳程》及《搜煤炭工业成矿井设计菜规范》中欠有关的规造定注意安巾全可靠勤、经济添合理性设计原则（1）在保证授供电可靠许的前提下碎，力求所钥拟图中使效用的开关岭、电缆等贯设备最省奸。（2）尽可能钩由一台变晒压器向一伞个生产环蔬节或工作债面的机械转供电，以姻便缩小事炒故所引起淋的停电范秩围。（3）对单外电源进答线的采挎区变电不所，当笔其变压里器不超财过两台在且无高脾压馈出杂线时，气通常可夹不设电碌源断路辟器；而存当其变勿压器超去过两台黎并有高身压馈出被线时，堡则应设考进线断扁路器。（4）在对祝生产量汗较大的们综合机慎械化工妖作面或拳下山排陪水设备熔进行低晓压供电席时，应网尽量采袋用双回晚路高压绝电源进握线及两希台或两闪台以上初的变压圈器，使厕得当一尽回线路箭或一台该变压器槽发生故厅障时，盈另一回舞线路或尺另一台怕变压器污仍能保璃证工作田面正常群生产及辈排水供搏电。设计原则（5）对第朵一类负罢荷为高挤压设备烘（如高弄压水泵亭）或变鸽压器在中四台以劝上（即软采掘工扣作面较烦集中的昼盘区）县的采区蒸变电所司，因其谎已处于晚能影响考矿井安胡全的地唉位，故效应按前鹊述井下丑主要变嘴电所的挂接线原甲则加以训考虑。（6）变压童器尽量笑采用分躁列运行承。这是捷由于当符采用并忠列运行树时，线探路对地橡电流的完增加会绿对安全偶造成威钻胁；电街网绝缘稳电阻的腐下降可谊使漏电牛继电器穿的运行脖条件恶她化，在蜜发生漏蚕电事故编时又会迫因一台掘检漏继善电器控柱制两台擦变压器债的馈电蒸开关，驶而使停塞电范围电加大，蔽从而使梁可靠性僵降低之覆故。（7）一个开并关只能控辉制一种用恐电设备，掏容量愈大舍的开关，慈应排得离后电源愈近叼。设计原完则（8）为了铜防止采轨用局扇受通风的甚工作面烦的沼气统爆炸事何故，根葡据《风电沼气拆闭锁系统盲技术规范》规定，对睁高沼气及死沼气突出书的矿井，疮局扇的供培电系统应渡装设专用黎变压器、崭专用电缆宫、专用高仔低压开关简配检漏继聪电器、以添及因停风弄或因沼气哈超限均需现切断掘进霉工作面的冠电源的闭统锁系统。忆对低沼气时矿井局扇墓，仅实行恩风电沼气浪闭锁。由宋于局扇独职立于其它滋供电设备肢线路，故怨不受其它躲电气设备护故障（如筐漏电，短刮路等）跳剖闸的影响扶。变压器选酷择与校验视在功误率计算貌公式（挂见《手册》348页）式中：:所计算扮的电力师负荷总脏的视在内功率，kVA变压器训选择与零校验需用系数县（取0.3得~1），按钩以下两驾种情况港计算：A：单体哥支架各吸用电设拳备无一注定顺序图起动的旋一般机院组工作纠面B：自移式洋支架，各笑用电设备龟按一定顺刻序起动的愁机械化采卧煤工作面井下高烫压网络豪的设备园选择计逼算井下高虏压电缆透的选型潜与计算井下高压逝开关选择井下高圣压电缆命的选型蔑与计算井下高满压电缆股的选型沟与敷设生要求（参考《规程》）井下高压吗电缆的截踪蝶面选择按允许管持续电物流选择刊截面按经济电叫流密度选骄择截面井下高压斑电缆的截游面校验按短路时淋的热稳定悉性校验按正常负许荷和发生宁事故时的忍电压损失戴校验井下高压手电缆的选镇型与计算固定敷设傻的动力电希缆应采用握铠装铅包观纸绝缘电夺缆、铠装球聚氯乙烯垫绝缘电缆损或不燃性拔橡胶电缆移动式和斗手持式设如备应使用皆专用的不壳燃性橡胶慢电缆使用带有绢分相屏蔽踪蝶的橡胶绝苹缘屏蔽电鸽缆低压电缎缆严禁比采用铝颜芯井下高彻压电缆所的截面端选择下井主电树缆的截面登选择条件考虑一咽回停止别供电时雄其它下古井主电厦缆应满滥足最大沸涌水量驶时的需格要：按躬允许持袍续电流源选择考虑在正啦常涌水量泪，全部电服缆投入运题行时的需录要：按经膜济电流密卸度选择校验地面匀变电所母堤线（或下结井电抗器临的负荷端吨）发生三么相短路时疑的热稳定灭性校验正常扬负荷时的勤电压损失校验当一县回路发生咏事故时的饼电压损失井下高压蛛电缆的截艳面选择供采区重变电所宝及单台蚊设备电呆缆的截蚂面选择按允许持置续电流选争择：采区拢以最大持屠续负荷电低流计算；膛单台设备存以额定电颈流计算校验电缆还首端（即兆馈出变电扎所母线）输发生三相殖短路时的韵热稳定性校验正常勿负荷时的增电压损失校验当一元电缆发生喇事故时的讯电压损失井下高压贷电缆的截仔面选择按允许持习续电流选音择（同低排压部分领）：空气温赢度为25℃时电缆衡允许载画流量，A：环境温呀度校正系柄数，25℃时取1，温度傻越高值站越小，弦温度越飞低值越存大：通过流电缆的权最大持些续工作提电流，A井下高压蜓电缆的截喊面选择按经济电群流密度选津择（见《手册》下册P34述9）：通过电缆的最大持续工作电流，A：同时工作电缆的根数（不考虑损坏）：经济电流密度，A/mm2井下高压到电缆的截求面选择按经济电液流密度选滋择（见《手册》下册P349）年最大负荷利用小时（h）经济电流密度（A/mm2）铜芯电缆铝芯电缆1000~30002.51.933000~50002.251.73≥500021.54井下高选压电缆展的截面册选择按电缆短已路时的热弊稳定性1）热稳定相系数法化，适用污于纸绝拒缘电缆（见《手册》下册P350）：三相最大稳态短路电流，A：短路电流作用的假想时间，s：热稳定系数井下高压耳电缆的截困面选择假想时懂间t的选取：电力系饿统容量商超过150M歪VA，瞬时丧动作的涛井下中彻央变电音所井下司可取0.2闪5s地面馈悔出为0.5壳s时，井下酷中央变电圣所可取0.65岂s按电缆欺短路时编的热稳雄定性1）热稳定皂系数法涝，适用送于纸绝弟缘电缆（见《手册》下册P35馒0）井下高压躬电缆的截沸面选择导体种类铜铝电缆种类有中间接头油浸纸绝缘有中间接头油浸纸绝缘额定电压（KV）短路允许最高温度（℃）1202501202003~1093.415960.490按电缆短锈路时的热陷稳定性1）热稳定微系数法邻，适用顺于纸绝抛缘电缆（见《手册》下册P35似0）井下高压缝电缆的截飞面选择按电缆根短路时供的热稳制定性2）电缆的京允许短咬路电流唐法，适摩用于交夺联聚乙蹦烯电缆（见《手册》下册P35淘0）线芯长期携允许工作辣温度6~1待0KV电缆不则得超过90℃35K句V不得超过80℃（聚乙烯者为70侨℃）线芯短院期过载察温度不得超过130停℃，短期过舒载温度下凤运行时间天全年不得留超过100h线芯短崇路温度不得超显过250沾℃（聚乙烯差为130奔℃），持叨续时间染最长不喷超过2s井下高研压电缆搜的截面荡选择按电缆收的电压酬损失校无验电缆樱截面（见《手册》下册P352）公式同卧低压部道分电压损失骄不得超过10%计算应从绪地面变电惠所算起至蒸采区变电眠所母线止井下高典压开关围选择断流容量蠢，MVA：由高开保钞护的最大诵三相短路腥电流计算正的短路容斧量应小于咳矿用高开宫的额定断丹流容量非矿用评高开井陪下使用我应取额训定断流便容量折愧半：工作电古压，kV：三相最蜜大稳态短着路电流，kA说明短路保护虹整定值过载保魄护整定发值有的短路鞭保护与过蒙载有关，怪取倍数关漠系以下资料骂总结了目叉前所见到斗的所有的友整定方式剂，但尚未出完全总结妖出规律：同样讨的保护众方式下柜，瞬时佩的、反而时限的宏、感应晌式(GL束)、电子减式(DL)、微电脑盗控制等几撑种样式如温何在程序缴中区别开盖来变压器短证路保护1瞬时动汗作的过牧电流继器电器短次路保护（见《手册》下册952页并参考《细则》第13条）：可靠系矛数，1.2俊~1.煎4：其余萌电机额翼定电流仇之和，A：起动电筐流最大的楼电机的起逝动电流，A：电流互届感器变流找比：躲过米变压器二次侧启刻动电流或变压随器二次况侧短路电流（见大彻柳塔），A变压器短逃路保护2过电流蚁继电器织速断保页护：变压陕器二次严侧最大俩三相短剑路电流鲜，A过电流继以电器短路皱保护的过欠电流速断鼓倍数：对于Y/Y接线的变招压器取1；对于Y/△接线的净变压器兔取变压器璃短路保胃护2资且料变压器短尾路保护灵敏度校贴验：变压器街低压侧母潮线上的最抽小两相短锋路电流，A：对于Y/Y接线的风变压器肾取1；对于Y/△接线的变谦压器取变压器壳过负荷可保护1电子式的走过电流继市电器过负配荷保护（见《细则》第14条）按变压谦器额定筋电流整利定问粪题：是否需俱要除以懒变流比餐？是否潮也需要巾可靠系舅数、返滚回系数停？：返回屈系数，条一般为0.85：可靠丢系数，征取1.05电磁式的桂过电流继装电器过负肌荷保护（见《细则》第14条）按躲过役变压器绿一次侧碧额定电号流整定疤，动作同时间为10~1剩5s变压器过宇负荷保护滩2过负荷保津护：可靠捏系数，1.2~摩1.4：电流互很感器变流否比：接线筹系数，Y/Y接线取1，Y/△接线取：返回丛系数GL-亚13~倍16取0.8，其余页为0.8优5时限：变压器乏过负荷房诚保护2过负荷菠保护灵授敏度高压电抓动机短育路保护瞬时动作布、电子式娱的过电流触继电器：电机的外起动电流虽，A：电流互局感器变流