煤礦井下供電

煤礦井下供電前言隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，煤礦供電有著電壓越來(lái)越高、負(fù)荷功率越來(lái)越大、線路越來(lái)越復(fù)雜、供電保護(hù)越來(lái)越精確的趨勢(shì)。在這種趨勢(shì)下，原本依靠人工計(jì)算或查表進(jìn)行供電保護(hù)的方法就無(wú)法滿足即時(shí)、高效、精確的要求。于是，就必須要有一種快速、高效、準(zhǔn)確的輔助工具，以滿足需求。煤礦供電設(shè)計(jì)與管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。系統(tǒng)簡(jiǎn)介礦井供電設(shè)計(jì)與管理系統(tǒng)能迅速繪出高低壓供電系統(tǒng)圖，能實(shí)現(xiàn)高低壓短路電流、開(kāi)關(guān)整定保護(hù)、電壓損失、電纜長(zhǎng)時(shí)載流量等自動(dòng)計(jì)算，同時(shí)自動(dòng)生成相關(guān)Word文檔計(jì)算說(shuō)明書(shū)。該系統(tǒng)集繪圖、計(jì)算、設(shè)計(jì)、優(yōu)化、管理于一體，運(yùn)行環(huán)境簡(jiǎn)單，人機(jī)界面友好，技術(shù)水平國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。技術(shù)依據(jù)本系統(tǒng)技術(shù)依據(jù)主要來(lái)自：煤炭工業(yè)出版社1995年版《煤炭電工手冊(cè)（修訂本）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《手冊(cè)》）第二分冊(cè)煤炭工業(yè)部1998年制定《煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護(hù)裝置的整定細(xì)則》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《細(xì)則》）煤炭工業(yè)部1992年制定《煤礦安全規(guī)程》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)程》）煤炭工業(yè)部1994年制定《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)范》）功能和特點(diǎn)1.繪圖能迅速繪出電路系統(tǒng)圖，既美觀大方有能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)修改圖形。2.電網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算由供電系統(tǒng)圖能迅速、準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)的計(jì)算出整個(gè)供電系統(tǒng)的短路電流、保護(hù)整定值、長(zhǎng)時(shí)載流量、電壓損失等，并可以高效的進(jìn)行電網(wǎng)設(shè)計(jì)工作。功能和特點(diǎn)3.自動(dòng)生成Word文檔計(jì)算說(shuō)明書(shū)在計(jì)算的同時(shí)，能自動(dòng)生成短路電流、保護(hù)整定、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)、長(zhǎng)時(shí)載流量、電壓損失等Word文檔計(jì)算說(shuō)明書(shū)。4.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)采用開(kāi)放的數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶可以方便的添加修改設(shè)備的參數(shù)，并能對(duì)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行查詢。功能和特點(diǎn)5.系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)與運(yùn)行環(huán)境、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)基于Windows2000/xp，采用多層次的Client/Server結(jié)構(gòu)，在面向?qū)ο笏枷胫笇?dǎo)下設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的。其前端采用的是VC++，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器由Access組成。繪圖本系統(tǒng)通過(guò)對(duì)CAD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，形成了一套完整的機(jī)電設(shè)備圖例庫(kù)，能夠方便快捷實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的繪制修改圖形。并且，根據(jù)需要，可以對(duì)圖例進(jìn)行隨意的修改。供電設(shè)計(jì)計(jì)算回路短路電流計(jì)算電壓損失計(jì)算開(kāi)關(guān)保護(hù)整定回路短路電流計(jì)算兩相短路電流：三相短路電流：其中：短路回路內(nèi)一相電阻值的總和：短路回路內(nèi)一相電抗值的總和：系統(tǒng)電抗值：

R1、X1-根據(jù)三相短路容量計(jì)算的系統(tǒng)電抗值；

Rb-礦用變壓器的變壓比，若一次電壓為6000V，二次電壓為400、690、1200V時(shí)，變比依次為15、8.7、5；當(dāng)一次電壓為3000V，二次電壓為400V時(shí)，變壓比為7.5；

Rb、Xb-礦用變壓器的電阻、電抗值；

R2、X2-低壓電纜的電阻、電抗值；正常工作電壓損失計(jì)算變壓器電壓損失＋低壓電纜電壓損失正常工作電壓損失計(jì)算變壓器：其中：電壓損失百分比：正常工作電壓損失計(jì)算低壓電纜：電壓損失絕對(duì)值：電壓損失百分比：電機(jī)起動(dòng)端電壓計(jì)算：電機(jī)起動(dòng)阻抗：電機(jī)實(shí)際起動(dòng)電流：電機(jī)實(shí)際起動(dòng)電壓：其中起動(dòng)回路總電阻：起動(dòng)回路總電抗：低壓開(kāi)關(guān)選擇原則饋電用總開(kāi)關(guān)和母線的分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)局部通風(fēng)機(jī)、一般設(shè)備、遠(yuǎn)方控制和集中閉鎖控制的開(kāi)關(guān)煤電鉆用的變壓器開(kāi)關(guān)應(yīng)選用綜合保護(hù)器需控制正、反轉(zhuǎn)機(jī)械的開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)整定計(jì)算（一）過(guò)流保護(hù)理論計(jì)算值：開(kāi)關(guān)整斃定計(jì)算概（一）短路保護(hù)趁理論值即陵最大電流腦計(jì)算公式暫：整定計(jì)算縣靈敏度：開(kāi)關(guān)整定鼠計(jì)算（二顏）過(guò)流保護(hù)晉理論計(jì)算責(zé)值：短路保鋪?zhàn)o(hù)理論止計(jì)算值伙：整定計(jì)算鑄靈敏度：熔斷器理論計(jì)算韻值：整定計(jì)酒算靈敏斃度：供電設(shè)計(jì)晴（設(shè)備選鉆型）采區(qū)低器壓網(wǎng)絡(luò)器的有關(guān)棋規(guī)定變壓器選騰擇電纜的疤截面、叮芯數(shù)、故長(zhǎng)度回路短賭路電流則計(jì)算、缸正常和帝啟動(dòng)電援壓損失迫校驗(yàn)開(kāi)關(guān)整定井下供極電設(shè)備孫的特殊叨工作條艷件井下空氣噴中含有易學(xué)燃易爆的印瓦斯和煤綢塵設(shè)備對(duì)地栗泄漏電流底可能引爆酷電雷管井下空間黃狹窄人體監(jiān)易觸電冒頂、隨片幫事敢故可損桃害電纜性等電氣趙設(shè)備井下的妹條件使勾設(shè)備易株受潮有些硐室掛、巷道溫火度高，設(shè)鞋備散熱條趨件差采掘設(shè)惰備移動(dòng)殃、啟動(dòng)請(qǐng)頻繁常番產(chǎn)生短名時(shí)過(guò)載為防出沙水事故轉(zhuǎn)，排水撇設(shè)備對(duì)收供電要辣求高井下停電身可導(dǎo)致水齊淹、瓦斯咐聚集……井下供帥電的要競(jìng)求嚴(yán)格遵守鴉煤炭部頒碑發(fā)的《煤兇礦安全規(guī)穩(wěn)程》及《搜煤炭工業(yè)成礦井設(shè)計(jì)菜規(guī)范》中欠有關(guān)的規(guī)造定注意安巾全可靠勤、經(jīng)濟(jì)添合理性設(shè)計(jì)原則（1）在保證授供電可靠許的前提下碎，力求所鑰擬圖中使效用的開(kāi)關(guān)嶺、電纜等貫設(shè)備最省奸。（2）盡可能鉤由一臺(tái)變曬壓器向一傘個(gè)生產(chǎn)環(huán)蔬節(jié)或工作債面的機(jī)械轉(zhuǎn)供電，以姻便縮小事炒故所引起淋的停電范秩圍。（3）對(duì)單外電源進(jìn)答線的采挎區(qū)變電不所，當(dāng)筆其變壓里器不超財(cái)過(guò)兩臺(tái)在且無(wú)高脾壓饋出雜線時(shí)，氣通常可夾不設(shè)電碌源斷路辟器；而存當(dāng)其變勿壓器超去過(guò)兩臺(tái)黎并有高身壓饋出被線時(shí)，堡則應(yīng)設(shè)考進(jìn)線斷扁路器。（4）在對(duì)祝生產(chǎn)量汗較大的們綜合機(jī)慎械化工妖作面或拳下山排陪水設(shè)備熔進(jìn)行低曉壓供電席時(shí)，應(yīng)網(wǎng)盡量采袋用雙回晚路高壓絕電源進(jìn)握線及兩希臺(tái)或兩閃臺(tái)以上初的變壓圈器，使廁得當(dāng)一盡回線路箭或一臺(tái)該變壓器槽發(fā)生故廳障時(shí)，盈另一回舞線路或尺另一臺(tái)怕變壓器污仍能保璃證工作田面正常群生產(chǎn)及輩排水供搏電。設(shè)計(jì)原則（5）對(duì)第朵一類(lèi)負(fù)罷荷為高擠壓設(shè)備烘（如高弄壓水泵亭）或變鴿壓器在中四臺(tái)以勸上（即軟采掘工扣作面較煩集中的晝盤(pán)區(qū)）縣的采區(qū)蒸變電所司，因其謊已處于晚能影響考礦井安胡全的地唉位，故效應(yīng)按前鵲述井下丑主要變嘴電所的掛接線原甲則加以訓(xùn)考慮。（6）變壓童器盡量笑采用分躁列運(yùn)行承。這是捷由于當(dāng)符采用并忠列運(yùn)行樹(shù)時(shí)，線探路對(duì)地橡電流的完增加會(huì)綠對(duì)安全偶造成威鉆脅；電街網(wǎng)絕緣穩(wěn)電阻的腐下降可誼使漏電牛繼電器穿的運(yùn)行脖條件惡她化，在蜜發(fā)生漏蠶電事故編時(shí)又會(huì)迫因一臺(tái)掘檢漏繼善電器控柱制兩臺(tái)擦變壓器債的饋電蒸開(kāi)關(guān)，駛而使停塞電范圍電加大，蔽從而使梁可靠性僵降低之覆故。（7）一個(gè)開(kāi)并關(guān)只能控輝制一種用恐電設(shè)備，掏容量愈大舍的開(kāi)關(guān)，慈應(yīng)排得離后電源愈近叼。設(shè)計(jì)原完則（8）為了銅防止采軌用局扇受通風(fēng)的甚工作面煩的沼氣統(tǒng)爆炸事何故，根葡據(jù)《風(fēng)電沼氣拆閉鎖系統(tǒng)盲技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，對(duì)睜高沼氣及死沼氣突出書(shū)的礦井，瘡局扇的供培電系統(tǒng)應(yīng)渡裝設(shè)專(zhuān)用黎變壓器、嶄專(zhuān)用電纜宮、專(zhuān)用高仔低壓開(kāi)關(guān)簡(jiǎn)配檢漏繼聰電器、以添及因停風(fēng)弄或因沼氣哈超限均需現(xiàn)切斷掘進(jìn)霉工作面的冠電源的閉統(tǒng)鎖系統(tǒng)。憶對(duì)低沼氣時(shí)礦井局扇墓，僅實(shí)行恩風(fēng)電沼氣浪閉鎖。由宋于局扇獨(dú)職立于其它滋供電設(shè)備肢線路，故怨不受其它躲電氣設(shè)備護(hù)故障（如筐漏電，短刮路等）跳剖閘的影響扶。變壓器選酷擇與校驗(yàn)視在功誤率計(jì)算貌公式（掛見(jiàn)《手冊(cè)》348頁(yè)）式中：:所計(jì)算扮的電力師負(fù)荷總臟的視在內(nèi)功率，kVA變壓器訓(xùn)選擇與零校驗(yàn)需用系數(shù)縣（取0.3得~1），按鉤以下兩駕種情況港計(jì)算：A：?jiǎn)误w哥支架各吸用電設(shè)拳備無(wú)一注定順序圖起動(dòng)的旋一般機(jī)院組工作糾面B：自移式洋支架，各笑用電設(shè)備龜按一定順刻序起動(dòng)的愁機(jī)械化采臥煤工作面井下高燙壓網(wǎng)絡(luò)豪的設(shè)備園選擇計(jì)逼算井下高虜壓電纜透的選型潛與計(jì)算井下高壓逝開(kāi)關(guān)選擇井下高圣壓電纜命的選型蔑與計(jì)算井下高滿壓電纜股的選型溝與敷設(shè)生要求（參考《規(guī)程》）井下高壓?jiǎn)犭娎|的截蹤蝶面選擇按允許管持續(xù)電物流選擇刊截面按經(jīng)濟(jì)電叫流密度選驕擇截面井下高壓斑電纜的截游面校驗(yàn)按短路時(shí)淋的熱穩(wěn)定悉性校驗(yàn)按正常負(fù)許荷和發(fā)生寧事故時(shí)的忍電壓損失戴校驗(yàn)井下高壓手電纜的選鎮(zhèn)型與計(jì)算固定敷設(shè)傻的動(dòng)力電希纜應(yīng)采用握鎧裝鉛包觀紙絕緣電奪纜、鎧裝球聚氯乙烯墊絕緣電纜損或不燃性拔橡膠電纜移動(dòng)式和斗手持式設(shè)如備應(yīng)使用皆專(zhuān)用的不殼燃性橡膠慢電纜使用帶有絹分相屏蔽蹤蝶的橡膠絕蘋(píng)緣屏蔽電鴿纜低壓電緞纜嚴(yán)禁比采用鋁顏芯井下高徹壓電纜所的截面端選擇下井主電樹(shù)纜的截面登選擇條件考慮一咽回停止別供電時(shí)雄其它下古井主電廈纜應(yīng)滿濫足最大沸涌水量駛時(shí)的需格要：按躬允許持袍續(xù)電流源選擇考慮在正啦常涌水量淚，全部電服纜投入運(yùn)題行時(shí)的需錄要：按經(jīng)膜濟(jì)電流密卸度選擇校驗(yàn)地面勻變電所母堤線（或下結(jié)井電抗器臨的負(fù)荷端噸）發(fā)生三么相短路時(shí)疑的熱穩(wěn)定滅性校驗(yàn)正常揚(yáng)負(fù)荷時(shí)的勤電壓損失校驗(yàn)當(dāng)一縣回路發(fā)生詠事故時(shí)的餅電壓損失井下高壓蛛電纜的截艷面選擇供采區(qū)重變電所寶及單臺(tái)蚊設(shè)備電呆纜的截螞面選擇按允許持置續(xù)電流選爭(zhēng)擇：采區(qū)攏以最大持屠續(xù)負(fù)荷電低流計(jì)算；膛單臺(tái)設(shè)備存以額定電頸流計(jì)算校驗(yàn)電纜還首端（即兆饋出變電扎所母線）輸發(fā)生三相殖短路時(shí)的韻熱穩(wěn)定性校驗(yàn)正常勿負(fù)荷時(shí)的增電壓損失校驗(yàn)當(dāng)一元電纜發(fā)生喇事故時(shí)的訊電壓損失井下高壓貸電纜的截仔面選擇按允許持習(xí)續(xù)電流選音擇（同低排壓部分領(lǐng)）：空氣溫贏度為25℃時(shí)電纜衡允許載畫(huà)流量，A：環(huán)境溫呀度校正系柄數(shù)，25℃時(shí)取1，溫度傻越高值站越小，弦溫度越飛低值越存大：通過(guò)流電纜的權(quán)最大持些續(xù)工作提電流，A井下高壓蜓電纜的截喊面選擇按經(jīng)濟(jì)電群流密度選津擇（見(jiàn)《手冊(cè)》下冊(cè)P34述9）：通過(guò)電纜的最大持續(xù)工作電流，A：同時(shí)工作電纜的根數(shù)（不考慮損壞）：經(jīng)濟(jì)電流密度，A/mm2井下高壓到電纜的截求面選擇按經(jīng)濟(jì)電液流密度選滋擇（見(jiàn)《手冊(cè)》下冊(cè)P349）年最大負(fù)荷利用小時(shí)（h）經(jīng)濟(jì)電流密度（A/mm2）銅芯電纜鋁芯電纜1000~30002.51.933000~50002.251.73≥500021.54井下高選壓電纜展的截面冊(cè)選擇按電纜短已路時(shí)的熱弊穩(wěn)定性1）熱穩(wěn)定相系數(shù)法化，適用污于紙絕拒緣電纜（見(jiàn)《手冊(cè)》下冊(cè)P350）：三相最大穩(wěn)態(tài)短路電流，A：短路電流作用的假想時(shí)間，s：熱穩(wěn)定系數(shù)井下高壓耳電纜的截困面選擇假想時(shí)懂間t的選?。弘娏ο叼I統(tǒng)容量商超過(guò)150M歪VA，瞬時(shí)喪動(dòng)作的濤井下中徹央變電音所井下司可取0.2閃5s地面饋悔出為0.5殼s時(shí)，井下酷中央變電圣所可取0.65豈s按電纜欺短路時(shí)編的熱穩(wěn)雄定性1）熱穩(wěn)定皂系數(shù)法澇，適用送于紙絕弟緣電纜（見(jiàn)《手冊(cè)》下冊(cè)P35饅0）井下高壓躬電纜的截沸面選擇導(dǎo)體種類(lèi)銅鋁電纜種類(lèi)有中間接頭油浸紙絕緣有中間接頭油浸紙絕緣額定電壓（KV）短路允許最高溫度（℃）1202501202003~1093.415960.490按電纜短銹路時(shí)的熱陷穩(wěn)定性1）熱穩(wěn)定微系數(shù)法鄰，適用順于紙絕拋緣電纜（見(jiàn)《手冊(cè)》下冊(cè)P35似0）井下高壓縫電纜的截飛面選擇按電纜根短路時(shí)供的熱穩(wěn)制定性2）電纜的京允許短咬路電流唐法，適摩用于交奪聯(lián)聚乙蹦烯電纜（見(jiàn)《手冊(cè)》下冊(cè)P35淘0）線芯長(zhǎng)期攜允許工作辣溫度6~1待0KV電纜不則得超過(guò)90℃35K句V不得超過(guò)80℃（聚乙烯者為70僑℃）線芯短院期過(guò)載察溫度不得超過(guò)130?！?，短期過(guò)舒載溫度下鳳運(yùn)行時(shí)間天全年不得留超過(guò)100h線芯短崇路溫度不得超顯過(guò)250沾℃（聚乙烯差為130奔℃），持叨續(xù)時(shí)間染最長(zhǎng)不噴超過(guò)2s井下高研壓電纜搜的截面蕩選擇按電纜收的電壓酬損失校無(wú)驗(yàn)電纜櫻截面（見(jiàn)《手冊(cè)》下冊(cè)P352）公式同臥低壓部道分電壓損失驕不得超過(guò)10%計(jì)算應(yīng)從緒地面變電惠所算起至蒸采區(qū)變電眠所母線止井下高典壓開(kāi)關(guān)圍選擇斷流容量蠢，MVA：由高開(kāi)保鈔護(hù)的最大誦三相短路腥電流計(jì)算正的短路容斧量應(yīng)小于咳礦用高開(kāi)宮的額定斷丹流容量非礦用評(píng)高開(kāi)井陪下使用我應(yīng)取額訓(xùn)定斷流便容量折愧半：工作電古壓，kV：三相最蜜大穩(wěn)態(tài)短著路電流，kA說(shuō)明短路保護(hù)虹整定值過(guò)載保魄護(hù)整定發(fā)值有的短路鞭保護(hù)與過(guò)蒙載有關(guān)，怪取倍數(shù)關(guān)漠系以下資料罵總結(jié)了目叉前所見(jiàn)到斗的所有的友整定方式劑，但尚未出完全總結(jié)妖出規(guī)律：同樣討的保護(hù)眾方式下柜，瞬時(shí)佩的、反而時(shí)限的宏、感應(yīng)晌式(GL束)、電子減式(DL)、微電腦盜控制等幾撐種樣式如溫何在程序繳中區(qū)別開(kāi)蓋來(lái)變壓器短證路保護(hù)1瞬時(shí)動(dòng)汗作的過(guò)牧電流繼器電器短次路保護(hù)（見(jiàn)《手冊(cè)》下冊(cè)952頁(yè)并參考《細(xì)則》第13條）：可靠系矛數(shù)，1.2俊~1.煎4：其余萌電機(jī)額翼定電流仇之和，A：起動(dòng)電筐流最大的樓電機(jī)的起逝動(dòng)電流，A：電流互屆感器變流找比：躲過(guò)米變壓器二次側(cè)啟刻動(dòng)電流或變壓隨器二次況側(cè)短路電流（見(jiàn)大徹柳塔），A變壓器短逃路保護(hù)2過(guò)電流蟻繼電器織速斷保頁(yè)護(hù)：變壓陜器二次嚴(yán)側(cè)最大倆三相短劍路電流鮮，A過(guò)電流繼以電器短路皺保護(hù)的過(guò)欠電流速斷鼓倍數(shù)：對(duì)于Y/Y接線的變招壓器取1；對(duì)于Y/△接線的凈變壓器兔取變壓器璃短路保胃護(hù)2資且料變壓器短尾路保護(hù)靈敏度校貼驗(yàn)：變壓器街低壓側(cè)母潮線上的最抽小兩相短鋒路電流，A：對(duì)于Y/Y接線的風(fēng)變壓器腎取1；對(duì)于Y/△接線的變謙壓器取變壓器殼過(guò)負(fù)荷可保護(hù)1電子式的走過(guò)電流繼市電器過(guò)負(fù)配荷保護(hù)（見(jiàn)《細(xì)則》第14條）按變壓謙器額定筋電流整利定問(wèn)糞題：是否需俱要除以懶變流比餐？是否潮也需要巾可靠系舅數(shù)、返滾回系數(shù)停？：返回屈系數(shù)，條一般為0.85：可靠丟系數(shù)，征取1.05電磁式的桂過(guò)電流繼裝電器過(guò)負(fù)肌荷保護(hù)（見(jiàn)《細(xì)則》第14條）按躲過(guò)役變壓器綠一次側(cè)碧額定電號(hào)流整定疤，動(dòng)作同時(shí)間為10~1剩5s變壓器過(guò)宇負(fù)荷保護(hù)灘2過(guò)負(fù)荷保津護(hù)：可靠捏系數(shù)，1.2~摩1.4：電流互很感器變流否比：接線籌系數(shù)，Y/Y接線取1，Y/△接線?。悍祷貐蚕禂?shù)GL-亞13~倍16取0.8，其余頁(yè)為0.8優(yōu)5時(shí)限：變壓器乏過(guò)負(fù)荷房誠(chéng)保護(hù)2過(guò)負(fù)荷菠保護(hù)靈授敏度高壓電抓動(dòng)機(jī)短育路保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作布、電子式娛的過(guò)電流觸繼電器：電機(jī)的外起動(dòng)電流雖，A：電流互局感器變流