礦井供電計算方法

1、一、負(fù)荷計算與變壓器選擇作面電力負(fù)荷計算是選擇變壓器和移動變電站臺數(shù)、容量的依據(jù)，也是配電網(wǎng)絡(luò)計算的依據(jù)之一。1、負(fù)荷統(tǒng)計按表11內(nèi)容，把工作面的每一種負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計。表工作面負(fù)荷統(tǒng)計表格式設(shè)備名稱動臺電機(jī)數(shù)動型電機(jī)號額定功率(kw)額定電壓”)額定電流(A)額定功率因數(shù)COS值起動功率因數(shù)cos%額定效率e啟動電前t倍數(shù)功率江(kW)加權(quán)平均功率因數(shù)c°s%平均功率因數(shù)計算公式：cos-P.COSe】+Pe2cos己I+Pe。COS"乙+憶+%加權(quán)平均效率計算公式：二PeMPe2k+Rn%"P/Pe*+Z2、負(fù)荷計算1)需用變壓器容量.計算值為：Sb=KCOSpj

2、VAJ2）單體支架各用電設(shè)備無一定順序起動的一般機(jī)組匚作面，按下式計算需用系數(shù)：PKy=0.286+0714上上ZPe3）自移式支架，各用電設(shè)備按一定順序起動的機(jī)械化采煤工作而，按下式計算需用系數(shù)：PK=0.4+0.6-max一最大一臺電動機(jī)功率，入適用一般機(jī)組工作面Kx=0.286+0.714X警煤礦供電手冊（礦井供電下乙比10-3-2)Pniax適用機(jī)械化采煤工作面Kx=0.4+0.6x壬煤礦供電手冊（礦井供電下10-3-3)S（PiXcos（pei）、p.煤礦綜采連實用電工技術(shù)。33）Kb=KxXZPecos(ppj煤礦供電手冊（礦井供電下10-3-1）井下其它用電設(shè)備需用系數(shù)及平均功率

3、因數(shù)表井下負(fù)荷名稱K需用系數(shù)X平均功率因數(shù)00ss綜采工作面：綜合機(jī)械化工作面（自移支架）0.4Q6Pgx/I>e0.7一般機(jī)械化工作面（單體支架）0.286+0.714Pmax/注0.60.7一般機(jī)械化工作面（傾斜機(jī)采面）0.60.750.60.7緩傾斜煤層（炮采工作面）0.40.50.6急傾斜工作面（炮采工作面）0.5-0.60.7掘進(jìn)工作面：采用掘進(jìn)機(jī)的0.50.60.7非掘進(jìn)機(jī)的0.3-0.40.6電機(jī)車：架線式電機(jī)車0.5-0.650.9蓄電池電機(jī)車0.80.9其它運(yùn)輸設(shè)備（如輸送機(jī)、絞車等）0.50.7井底車場：無主排水設(shè)備0.60.70.7有主排水設(shè)備0.750.850.8

4、二、高壓電纜選擇計算和校驗1、按長時負(fù)荷電流選擇電纜截面kTxio3I=長時負(fù)荷電流計算方法同eCOSZR一高壓電纜所帶的設(shè)備額定功率之和扇：（見變壓器負(fù)荷統(tǒng)計中的結(jié)果）需用系數(shù)；計算和選取方法同前。（見變壓器負(fù)荷統(tǒng)計中的結(jié)果）一一高壓電纜額定電壓（V）100°°V、6000V.cos能一一加權(quán)平均功率因數(shù)；（見變壓器負(fù)荷統(tǒng)計中的結(jié)果）加權(quán)平均效率。0.80.9vpeXKxX1始小xuex伸pjXQpj煤礦綜采連使用電工技術(shù)。一5）2、電纜截面的選擇選擇要求是：1>k->長時最大允許負(fù)荷電流應(yīng)滿足：K,初步篩選出符合條件的電纜）一一電纜的工作電流計算值，A.I一

5、一環(huán)境溫度為25時電纜長時允許負(fù)荷電流，A；K一一環(huán)境溫度校正系數(shù)。不同環(huán)境溫度下的電纜載流量修正系數(shù)K電纜芯線最高允許工作溫度/51015202530354045651.221.171.121.061.00.9350.8650.7910.7073、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇高壓電纜截面A=?nLI.J一一經(jīng)濟(jì)電流密度:n一同時工作電纜的根數(shù)。經(jīng)濟(jì)電流密度選擇表年最大利用負(fù)荷小時數(shù)I經(jīng)濟(jì)電流密度/h/4mm2j100030002.50300050002.255000以上2.00備注：年最大負(fù)荷利用小時數(shù)一班作為1000300011,兩班作業(yè)為30005000h,三班作業(yè)為50001】以上。經(jīng)濟(jì)截面是指

6、按降低電能損耗、降低線路投資、節(jié)約有色金屬等因素，綜合確定的符合總經(jīng)濟(jì)利益的導(dǎo)體截而。與經(jīng)濟(jì)截面相應(yīng)的電流密度，叫做經(jīng)濟(jì)電流密度。4、按熱穩(wěn)定校驗電纜截面A=1(3)叵nundCAnm一電纜短路時熱穩(wěn)定要求的最小截面，ninf.T(3)ld一一三相最大穩(wěn)態(tài)短路電流，A；計算方法：T(3)Ssda/3Up一一變電所母線的短路容量，MVA.一般指地面變電所6KV,10KV和井下中央變電所6KV,10KV母線的短路容量，計算地面高低壓短路電流時,以地面變電所6KV,1°KV母線為基準(zhǔn)。計算井下高低壓短路電流時，以井下變電所6KV,10KV母線為基準(zhǔn)。Up一平均電壓，KV.tf一一短路電流作

7、用的假想時間：C一一電纜芯線熱穩(wěn)定系數(shù)。銅芯高壓電纜熱穩(wěn)定系數(shù)表額定電壓(kV)電纜中間有接頭電纜中間無接頭310kV93.4159對向單臺或兩臺高壓電動機(jī)供電的電纜，一般取電動機(jī)的額定電流之和；對向一個采區(qū)供電的電纜，應(yīng)取采區(qū)最大電流；而對并列運(yùn)行的電纜線路，則應(yīng)按一路故障情況加以考慮。5、按允許電壓損失校驗高壓電纜截面高壓電纜電壓損失計算方法：U*=更T&+Xtan）g1（U；x/P一高壓電纜所帶的負(fù)荷計算功率所；P二LEPC,Pe一高壓電纜帶的所有設(shè)備額定功率之和，期K一一需用系數(shù)，計算和選取方法同前；1COS"tcUltan卬一一電網(wǎng)平均功率因數(shù)對應(yīng)的正切值；Ue-高

8、壓額定電壓,1OkA/r；R,X一所選高壓電纜的每公里電阻和電抗Q版Lg一高壓電纜長度也1。注：電壓損失正常情況下不得超過7%,故障狀態(tài)下不超過10%。聯(lián)聲際藍(lán)彳廠3綜采技術(shù)手冊（下P】46DAj=煤礦供電手冊（礦井供電下1037），11Ajj_Id（）niQYXAmin=著W煤礦供電手冊（礦井供電下10.3-8）Ug*KXuJxioLgX3+刖叫“煤礦供電手冊（礦井供電下10-5-6)三、低壓電纜選擇計算和校驗1、按長時負(fù)荷電流初選電纜截面長時負(fù)荷電流的計算方法：1）向單臺或兩臺電動機(jī)供電的電纜，可以取單臺或兩臺電動機(jī)的額定電流之和。Ig"P-103V以cose(A)ig,L一一分

9、別為通過電纜的電動機(jī)工作電流與額定電流;Pe一一電動機(jī)的額定功率，KW：Ue一電動機(jī)的額定電壓，V；機(jī)一一電動機(jī)的額定效率；cos見一一電動機(jī)的額定效率因數(shù)。2）向三臺及以上電動機(jī)供電的電纜長時負(fù)荷電流計算方法：KxIX1038回/p1cosH（A）z一一需用系數(shù)，需用系數(shù)計算和選取方法同上；%一平均效率，取%=0$0.9：co5一平均功率因數(shù)，可以取07。3）中途分支干線電纜的工作電流中途分支干線電纜的I：作電流可以分別各段電纜進(jìn)行計算，各段電纜的I：作電流可以參照單臺、兩臺或三臺以上電動機(jī)工作電流公式進(jìn)行計算。2、電纜截面的選擇選擇要求是：KlyagIg一一電纜的工作電流計算值，A：y一環(huán)

10、境溫度為25°C時電纜長時允許負(fù)荷電流，a.K一一環(huán)境溫度校正系數(shù)。不同環(huán)境溫度下的電纜載流量修正系數(shù)K電纜芯線最高允許工作溫度/51015202530354045651.221.171.121.061.00.9350.8650.7910.7073、按允許電壓損失校驗電纜截面變壓器二次側(cè)電壓損失包括三部分：（變壓器電壓損失，干線電纜電壓損失，支線電纜電壓損失）電壓總損失=變壓器電壓損失+干線電纜電壓損失+支線電纜電壓損失各種電壓等級下允許的電壓損失電壓等級？（2次側(cè)）一般情況個別情況660V63V96V1140V117V174V3300V330V495V注：各部分電壓損失計算方法如下

11、。變電器電壓損失計算正常負(fù)荷時變壓器內(nèi)部電壓損失百分?jǐn)?shù)Ub%=rcospjHJxsinJ一一變電器電阻壓降;Ux一一變電器電抗壓降;8b一選擇變壓器時計算的需用容量，KVAcosOpj一一選擇變壓器時的加權(quán)平均功率;sh】Wpj-Jl-cos-夕刊，一一選擇的變壓器額定容量。變壓器電壓損失絕對值：AUb=AUb%Ue3J注：正常運(yùn)行時電動機(jī)的電壓降應(yīng)不低于額定電壓的7%10%準(zhǔn)確計算低壓電纜干線和支線電壓損失:AU%=+X0tanP一電纜所帶的負(fù)荷計算功率期;P=KXEPeYpic一一電纜帶的所有設(shè)備額定功率之和，mKx一需用系數(shù)，計算和選取方法同前:tan(p一一平均功率因數(shù)對應(yīng)的正切值:U

12、e一低壓電纜線路的額定電壓；X。一電纜每公里電阻和電抗©/血1L一一電纜長度1m。Ig=KxXEPeXIO3由XUeXreXcos(pe煤礦綜采連使用電工技術(shù)(3T9)PeXIO3展E5xuexnpjXcoscp3煤礦綜采連實用電工技術(shù)621)/U=2xioL><(R0+X°tan<P)%XUd煤礦供電手冊(礦井供電下四、解析法計算短路電流1、高壓短路電流計算1）短路電流計算時，用平均電壓，不是用額定電壓。標(biāo)準(zhǔn)電壓等級的平均電壓值標(biāo)準(zhǔn)電壓/kV0.1270.220.380.661.1403361035110平均電壓/kV0.1330.230.400.691

13、.203.46.310.5371152）短路點(diǎn)的選定：一般選定變壓器、移動變電站高壓進(jìn)線端作為短路點(diǎn)，或選每段高壓電纜的末端作為短路點(diǎn)計算高壓短路電流。3）系統(tǒng)電抗計算方法：X二篁SS59）根據(jù)母線短路容量和變壓器一次側(cè)（平均）電壓計算系統(tǒng)電抗Xs一電源系統(tǒng)電抗，Q；Up平均電壓，KV.S$一一變電所母線的短路容量，MVA；一般指地面變電所6KV,10KV和井下中央變電所6KV,10KV母線的短路容量，計算地面高低壓短路電流時,以地面變電所6KV,1°KV母線為基準(zhǔn)。計算井下高低壓短路電流時，以井下中央變電所6KV,10KV母線為基準(zhǔn)。4）電抗器電抗計算方法：_xk%uek100V3

14、IC一電抗器的電抗百分值；Ue一電抗器的額定電壓，KV：L一一電抗器的額定電流，KA。5）6KV,1OKV電纜線路阻抗：（1） 6KV,10KV電纜線路電抗計算方法：X=YXg-I7ioooX一第i段高壓電纜每公里電抗，Q/KM：L一一基準(zhǔn)母線到變壓器或移動變電站第i段高壓電纜的長度,（2） 6KV,10KV電纜線路電阻計算方法：V必，8y10000K一一第i段高壓電纜每公里電阻，Q/KM；L一一基準(zhǔn)母線到變壓器或移動變電站第i段高壓電纜的長度,6）短路回路中的總阻抗：z=，R；+&s+Xk+Xg）7）三相短路電流為：T（3）一Upd一醞。8）兩相短路電流為：T0）_V3T（3）I-i

15、d9）短路容量為：Sd二包電106P值相等。）（注：在供電設(shè)計軟件數(shù)據(jù)庫中，變壓器的二次側(cè)電壓值與2、低壓短路電流計算1）系統(tǒng)電抗計算方法:Xs一電源系統(tǒng)電抗，Q；Up一平均電壓，KV。2） 6KV,10KV電纜線路電阻計算方法：R3K-第i段高壓電纜每公里電阻，匕一一基準(zhǔn)母線到變壓器或移動變電站第i段高壓電纜的長度,3） 6KV,1°KV電纜線路電抗計算方法：Y二XLXg-fi麗X一第i段高壓電纜每公里電抗，C/KM：L一一基準(zhǔn)母線到變壓器或移動變電站第i段高壓電纜的長度，hn4）變壓器內(nèi)部阻抗計算：（添加變壓器時數(shù)據(jù)庫中己經(jīng)計算出結(jié)果）每相電阻R(Q)：APU；De2e2SS一每

16、相電抗x(Q)：U2ZT=u2%SeXT二Rp25）低壓電纜線路電阻計算方法：Rd二事，、y1000K一一第i段低壓電纜每公里電阻，Q：L一一變壓器二次側(cè)第i段低壓電纜的長度，mo6）低壓電纜線路電抗計算方法：v二X,*一3旃及一一第i段低壓電纜每公里電抗，Q；L一一變壓器二次側(cè)第i段低壓電纜的長度，m。注：計算低壓網(wǎng)絡(luò)短路電流時，一般計入電弧電阻r=°.°q低壓側(cè)的總電阻和電壓側(cè)的總電抗:ExXX。=d+X+XR=T+K+Rd+0.01Kb計算低壓短路電流時，短路點(diǎn)一般選在變壓器的二次母線上和低壓配電線路的首、末端。1）三相短路電流的計算1d后5+&）9（3）d一

17、三相短路電流，A.U?e一一變壓器二次平均電壓，V.Id（2）=0866國&叵）后一變壓比，K-UleU3eXk=涕篙3工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊（第三版P128）1虱3）=修i，Id（2）=乎Xld。）綜采技術(shù)手冊（下P1444）Sd=小乂1£3）乂1*10包綜采技術(shù)手冊（下P1445）五、供電保護(hù)裝置整定計算高壓配電箱保護(hù)一臺變壓器（1）短路（速斷）保護(hù)動作電流計算方法J4*3區(qū)1（5-1）&一一變壓比;Kx一需用系數(shù)，計算和選取方法同上:3一最大一臺電機(jī)的啟動電流;K一一電流互感器變流比；e一一其余電機(jī)的額定電流之和，A。（注：電動機(jī)額定電流的計算方法：C:User

18、sAdmiuistratorDesktop第9講一負(fù)荷計駕.pdf）靈敏系數(shù)I（2）Kr=>1.5KjxKKJ（注：靈敏系數(shù)不夠時，采取的措施：C:UsersAdministratorDesktop第19講_井下過流保護(hù)整定.pdf）KKJX一一接線系數(shù)Y,y接線的變壓器戶=1：Y,d接線的變壓器Kjx=J§；C）一一變壓器二次出口處最小二相短路電流。（2）過載保護(hù)整定電流Ulele（容量/一次側(cè)額定電壓/J3=一次側(cè)額定電流）2）保護(hù)多臺變壓器的高壓配電箱（1）短路保護(hù)繼電器動作電流KJKb-i（計算方法同上）&一一變壓比；K、一一需用系數(shù)，計算方法同上：Lq一最大一

19、臺電機(jī)的啟動電流：K一一電流互感器變流比；開關(guān)的額定電流Ie/5其余電機(jī)的額定電流之和，A。靈敏系數(shù)h(2)>1.5ELLKK展一一接線系數(shù)Y,y接線的變壓器耀=1；Y,d接線的變壓器*理=6；Id變壓器二次出口處最小二相短路電流。注：靈敏系數(shù)校驗為保護(hù)范圍末端最小兩相短路電流（變壓器二次出口處最小二相短路電流）（2）過載保護(hù)整定電流Eseio3wle（多臺變壓器一次額定電流之合）Se一一變壓器額定容量，KVA.一一變壓器一次側(cè)額定電壓，V六、移動變電站高壓開關(guān)箱中過流保護(hù)裝置整定計算1、短路保護(hù)整定2L4-KbKJ*Kx>（與高壓配電箱整定計算方法相同）靈敏系數(shù)EKJ>1.

20、5KK展一一接線系數(shù)Y,y接線的變壓器k=1；(2)dY,d接線的變壓器*戶=百變壓器二次側(cè)出口最小兩項短路電流流過高壓側(cè)的值（除以變壓比）。2、過載保護(hù)整定I-Seg2d-Jjjk（與高壓配電箱整定計算方法相同，以變壓器一次側(cè)額定電流為整定依據(jù)）七、移動變電站低壓開關(guān)箱中過流保護(hù)裝置整定計算1、短路保護(hù)整定靈敏系數(shù)I(2)Kr=>1.5rI(2dAszd被保護(hù)網(wǎng)絡(luò)末端最小二相短路電流，A。（最遠(yuǎn)一臺磁力啟動器動力電纜入口處最小二相短路電流）2、過載保護(hù)整定所有電動機(jī)額定電流之和。八、井下低壓系統(tǒng)過流保護(hù)裝置整定1、低壓饋電開關(guān)整定計算方法（變壓器二次側(cè)總開關(guān)）過流（速斷）保護(hù)計算方法：

21、ISHi=Ieq+EleKx靈敏系數(shù)IKr>1.5J(2)d被保護(hù)網(wǎng)絡(luò)末端最小二相短路電流，Ao2、過載長延時保護(hù)的動作電流整定倍數(shù)J、Eien>he-開關(guān)的額定電流，Ao3、短路短延時的動作電流整定倍數(shù)AcL2=iXke靈敏系數(shù)TKr>1.54Ike九、電子保護(hù)的啟動器整定計算1、過載保護(hù)Igzi,原則略大于電機(jī)的長時最大負(fù)荷電流或略小于電機(jī)的額定電流。1）速斷保護(hù)：n=sIe一般取6或8【，是啟動開關(guān)的額定電流又一一速斷保護(hù)整定倍數(shù)。靈敏系數(shù)IKr=-2LIs.zd=Ieq+£lNXKx煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護(hù)裝置的整定細(xì)則（公式4）Id（2）Kr=煤礦井下低壓

22、電網(wǎng)短路保護(hù)裝置的整定細(xì)則（公式6）工s.zd十、3300V供電系統(tǒng)高低壓保護(hù)整定計算方法1、移動變電站高壓側(cè)開關(guān)保護(hù)整定計算1）過載保護(hù)：1.05YIZL一變壓器二次側(cè)所有電機(jī)的額定電流之和，A.&一一變壓器的變壓比；K一一互感器的變流比。2）短路（速斷）保護(hù)：(Lq+ZlJ（同于高壓配電箱的整定）ZL一變壓器二次側(cè)所有電機(jī)的額定電流之和，A.Lq-最大一臺電機(jī)的額定起動電流，A.人一一變壓器的變壓比；K一一互感器的變流比。3）3300V移動變電站高壓開關(guān)的整定倍數(shù)：2、3300V移動變電站低壓側(cè)開關(guān)保護(hù)整定計算1）過載保護(hù)：2）過流（速斷）保護(hù)：1szi=i.2-（ie+yie）s

23、r、eqe/Lq一最大一臺電機(jī)的額定起動電流，a.ZL一變壓器二次側(cè)所有電機(jī)的額定電流之和，a.靈敏系數(shù)I&二一>1.53、3300V控制開關(guān)電流保護(hù)的整定計算1）過載保護(hù)：k=L。，2）過流速斷保護(hù)：L=liaq+ZL）IK>1.5十一、熔斷器熔體額定電流的選擇計算1、1200V及以下的電網(wǎng)中，熔體額定電流可按下列規(guī)定選擇1）對保護(hù)電纜干線的裝置，按公式（10-1）選擇：IR+%1.82.5（10.1）%一一熔體額定電流，A.Lq一容量最大的電動機(jī)的額定起動電流，對于有數(shù)臺電動機(jī)同時起動的工作機(jī)械，若其總功率大于單臺起動的容量最大的電動機(jī)功率時，則為這幾臺同時啟動的電動機(jī)

24、的額定啟動電流之和，a：”其余電動機(jī)的額定電流之和：當(dāng)容量最大的電動機(jī)啟用時，保證熔體不熔化系數(shù)，對于不經(jīng)常1.82.5起動和輕載起動的可取2.5;對于頻繁起動和帶負(fù)載起動的可取1.82。（注：如果電動機(jī)起動時電壓損失較大，則起動電流比額定起動電流小得多，其所取的不熔化系數(shù)比上述數(shù)值可略大一些，但不能將熔體的額定電流取的太小，以免在正常工作中由于起動電流過大而燒壞熔體，導(dǎo)致單相運(yùn)轉(zhuǎn)。）2）對保護(hù)電纜支線的裝置按公式（10-2）選擇：1.82.5（io-2）式中Lq、1R及系數(shù)L82.5的含義和采用數(shù)值同公式（可.1）。3）對保護(hù)照明負(fù)荷的裝置，按公式（10-3）選擇：TRe（10-3）L一一照明負(fù)荷的額定電流，Ao選用熔體的額定電