煤矿供电设计高低压

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展统计。1-1工作面负荷统计表格式设备名称功 率加权平均功率因数

电动 机台 数 号

额定功 起动功额定功 额定电 额定电 率因数 率因数 效率压 流 率平均功率因数计算公式：加权平均效率计算公式：-1-/27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、负荷计算变压器需用容量 计算值为：单体支架各用电设备无肯定挨次起动的一般机组工作面，按下式计算需用系数：自移式支架，各用电设备按肯定挨次起动的机械化采煤工作面，按下式计算需用系数：——最大一台电动机功率， 。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 平均功率因数-2-/27综采工作面：综合机械化工作面〔自移支架〕一般机械化工作面〔单体支架〕

0.7一般机械化工作面〔倾斜机采面〕缓倾斜煤层〔炮采工作面〕急倾斜工作面〔炮采工作面〕掘进工作面：承受掘进机的非掘进机的电机车：架线式电机车蓄电池电机车其它运输设备〔如输送机、绞车等〕井底车场：无主排水设备有主排水设备

0.60.90.70.70.8-3-/27二、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长时负荷电流计算方法：——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〕——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〕——高压电缆额定电压(V) 、 ；cos ——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：―>长时最大允许负荷电流应满足：件的电缆

，初步筛选出符合条——电缆的工作电流计算值， ；——环境温度为

A；-4-/27——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51015202530354045651.21.11.11.01.00.930.860.790.70272655173、按经济电流密度选择高压电缆截面——经济电流密度；——同时工作电缆的根数。经济电流密度选择表年最大利用负荷小时 经 济 电 流 密 数1000～30003000～50005000以上

2.502.252.001000～3000h，两班作业为3000～5000h5000h以上。-5-/27经济截面是指按降低电能损耗、降低线路投资、节约有色金属等因素，综合确定的符合总经济利益的导体截面。与经济截面相应的电流密度，叫做经济电流密度。4、按热稳定校验电缆截面——电缆短路时热稳定要求的最小截面， ；A；计算方法：——变电所母线的短路容量， ；一般指地面变电所， 和井下中心变电所6KV，10KV母线的短路容量，计算地面凹凸压短路电流时，以地面变电所6KV，10KV母线为基准。计算井下凹凸压短路电流时，以井下变电所6KV，10KV母线为基准。——平均电压, ；——短路电流作用的假想时间；——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)3～10kV

电缆中间有接头93.4

电缆中间无接头159-6-/27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，则应按一路故障状况加以考虑。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：——高压电缆所带的负荷计算功率kw；;；P ——高压电缆带的全部设备额定功率之和，kw；eKx——需用系数，计算和选取方法同前；——电网平均功率因数对应的正切值；Ue——高压额定电压 ， ；， ——所选高压电缆的每公里电阻和电抗 ；——高压电缆长度 。注：电压损失正常状况下不得超710％。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：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。-7-/27(A)gI ， ——分别为通过电缆的电动机工作电流与额定电流；g——电动机的额定功率， ；Ue——电动机的额定电压， ；——电动机的额定效率；ecos ——电动机的额定效率因数。e向三台及以上电动机供电的电缆长时负荷电流计算方法：(A)xK——需用系数，需用系数计算和选取方法同上；xpjpj ——平均效率，取 ；cos ——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pjpj中途分支干线电缆的工作电流可以分别各段电缆进展计算，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展计算。2、电缆截面的选择选择要求是：gI A；g

KI Iy gyI——环境温度为25oCA；yK——环境温度校正系数。-8-/27电缆芯线最高允许工作温度/电缆芯线最高允许工作温度/oC65510152025303540451.21.11.11.01.00.930.860.790.70272655173、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〕一般状况个别状况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数-9-/27——变电器电阻压降；——变电器电抗压降；Sb——选择变压器时计算的需用容量， ；pjcos ——选择变压器时的加权平均功率；pj——选择的变压器额定容量。变压器电压损失确定值：注：正常运行时电动机的电压降应不低于额定电压的 。准确计算低压电缆干线和支线电压损失：P ——电缆所带的负荷计算功率kw；e P kw；eKx——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；eU ——低压电缆线路的额定电压；e， ——电缆每公里电阻和电抗

/kM；——电缆长度km 。；四、解析法计算短路电流-10-/271、高压短路电流计算短路电流计算时，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电/kV准 0.127压0.220.380.661.1403.361035110平均 0.1330.230.400.691.203.46.310.537115电压/kV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：(平均)电压计算系统电抗——电源系统电抗， ；pU ——平均电压,KV；psS ——变电所母线的短路容量，MVA；一般指地面变电所s6KV，10KV和井下中心变电所6KV，10KV母线的短路容量，计算地面凹凸压短路电流时，以地面变电所6KV，10KV母线为基准。计算井下凹凸压短路电流时，以井下中心变电所6KV，10KV母线为基准。4〕电抗器电抗计算方法：-11-/27ee——电抗器的电抗百分值；U——电抗器的额定电压，KV ；I——电抗器的额定电流， 。5〕6KV，10KV电缆线路阻抗：ee6KV，10KV电缆线路电抗计算方法：——第i/KM；——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。6KV，10KV电缆线路电阻计算方法：——第i/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，m。三相短路电流为：-12-/27两相短路电流为：A短路容量为：〔注：在供电设计软件数据库中，变压器的二次侧电压 值与pU 值相等。〕p2、低压短路电流计算系统电抗计算方法：U2UX ps S

ssX；spU ——平均电压,KV 。p6KV，10KV电缆线路电阻计算方法：n RL i i R gi1

1000 iR ——第i；iiL——基准母线到变压器或移动变电站第i段高压电缆的长度，ikm。-13-/276KV，10KV电缆线路电抗计算方法：n XL i i X gi1

1000 iX ——第i/KM；iiL——基准母线到变压器或移动变电站第i段高压电缆的长度，km。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〕iR〔〕：每相电抗X〔〕：低压电缆线路电阻计算方法：

iR ——第i；iiL——变压器二次侧第i段低压电缆的长度， 。i低压电缆线路电抗计算方法：-14-/27EMBEDEquation.3iX ——第i；i

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，一般计入电弧电阻低压侧的总电阻和电压侧的总电抗：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。三相短路电流的计算

AI(3)d

——三相短路电流，A；2eU ——变压器二次平均电压，V 2e两相短路电流计算——变压比， ；五、供电保护装置整定计算-15-/27高压配电箱1、 保护一台变压器短路(速断)保护动作电流计算方法bK——变压比；b

〔5-1〕xK——需用系数，计算和选取方法同上；x——最大一台电机的启动电流；——电流互感器变流比；灵敏系数jx——接线系数 Y，y接线的变压器 K Y,d接线的变压器 K = ；jxjx——变压器二次出口处最小二相短路电流。过载保护整定电流U1e2)保护多台变压器的高压配电箱-16-/27短路保护继电器动作电流bK——变压比；bxK——需用系数，计算方法同上；xIeq——最大一台电机的启动电流；iK——电流互感器变流比； 开关的额定电流Ie/5ie I 灵敏系数eK Ir K Kjx

(2)dKi

Iszd

1.5jx K ——接线系数 Y，y接线的变压器 K =1jx ；Y,d接线的变压器 K =3；jxI (2)——变压器二次出口处最小二相短路电流。d注：灵敏系数校验为保护范围末端最小两相短路电流过载保护整定电流eSKVA；e——变压器一次侧额定电压，V。-17-/27六、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I

1.2~1.4I

I

K 灵敏系数

szd

KK eq e xb iK Ir K Kjx

(2)dKi

Iszd

1.5jx K ——接线系数 Y，y接线的变压器 K =1jx Y,d接线的变压器 K =3jx——最远一台磁力启动器动力电缆入口处最小二相短路电流。2、过载保护整定七、移动变电站低压开关箱中过流保护装置整定计算1、短路保护整定灵敏系数-18-/27dI(2)A。d2、过载保护整定——全部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 I Kszd eq e x灵敏系数K Id(2)

1.5r IszddI(2)A。d2、过载长延时保护的动作电流整定倍数A。3、短路短延时的动作电流整定倍数灵敏系数-19-/27九、电子保护的启动器整定计算1、过载保护，原则略大于掌握电机的长时最大负荷电流或略小于掌握电机的额定电流。1〕速断保护：810Ie 是启动开关的额定电流——速断保护整定倍数。灵敏系数十、 供电系统凹凸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：-20-/27eI A；ebiK——变压器的变压比；K——互感器的变流比。2〕短路〔速断〕保护：bieI A；eeqI A；eqbK ——变压器的变压比；biK——互感器的变流比。i3〕3300V移动变电站高压开关的整定倍数：2、3300V移动变电站低压侧开关保护整定计算过载保护：eI A。e过流〔速断〕保护：eqI A；eqeI A；e-21-/27灵敏系数3、3300V掌握开关电流保护的整定计算过载保护：过流速断保护：K Idr I

(2)szd

1.5十一、熔断器熔体额定电流的选择计算1、 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：〔10-1〕A；eqeqI ——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，I 则为这几台同时启动的电动机的额定启动电流之和，A；eqeq-22-/27eI ——其余电动机的额定电流之和；e——当容量最大的电动机启用时，保证熔体不熔化系数，对于不常常起2.5;对于频繁起动和带负1.8～2。〔注：假设电动机起动时电压损失较大，则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，导致单相运转。〕2〕对保护电缆支线的装置按公式〔10-2〕选择：〔10-2〕eq式中I 、I 及系数1.8~2.5的含义和承受数值同公式〔10-eqR1〕。对保护照明负荷的装置，按公式〔10-3〕选择：〔10-3〕IeA。选用熔体的额定电流应接近于计算值。选用的熔体，应按公式〔10-4〕进展校验：-23-/27〔10-4〕dI(2)——被保护电缆干线或支线距变压器最远点的两相短路电流d值，A；1140V、660V、380V100A及以下时，系数取7；125A6.4160A时，系数5200A4127V4。二、照明、信号综合保护装置和煤电钻综合保护装置中变压器的一次侧用熔断器保护时，其熔体的额定电流选择1〕对保护照明综保变压器按公式〔10-5〕选择：〔10-5〕IRA；Ie——照明负荷的二次额定电流，A；b K380/133〔230〕VKb b2.86(1.65)当电压为660/133〔230〕V时，K为bb4.96(2.86)；当电压为1140/133〔230〕V时，K为b8.57(4.96)。2、对保