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煤矿井下供电基本计算

煤矿井下供电基本计算
煤矿井下供电基本计算

煤矿井下供电基本计算

第一节概述

随着煤炭工业的现代化,采掘工作面机械化程度越来越高,机电设备单机容量有了大幅的提高。以采煤机为例,70年代初期的100kw左右,增加到现在的3000kw。由于机械化程度的提高,加快了工作面的推进速度,这就要求工作面走向长度加长,从而使供电距离增大,给供电带来了新的问题,因为在一定的工作电压下,输送功率越大,电网的电压损失也越大,电动机端电压越低,这将影响用电设备的正常工作。解决的办法就是增大电缆截面,但有一定的限度,因为电缆截面过大,不便移动和敷设,而且也不经济,现在采用移动变电站使高压深入到工作面顺槽来缩短低压供电距离,可使电压质量得到较大的提高,这也是提高电压质量相当有效的措施。目前我国综采工作面用电设备的电压等级都是1140v,大型矿井综采设备采用3300v供电。矿井高压供电也有所提高,徐州矿务局各矿和西川煤矿都是6kv供电。青岗坪、刘园子和柳巷煤矿都是10kv供电。提高电压等级和采用移动变电站供电不仅保证了电压质量,还降低了电网输电损耗。

采区供电是否安全可靠、技术是否经济合理,将直接关系到职工人身安全、矿井和设备的安全、也关系到生产成本和经济利润。所以,必须经过计算来选择电气设备和电缆,较准确的计算出短路电流、合理整定过流保护和校验漏电保护装置,是确保矿井安全供电,电气设备安全运行的根本保证。

正确掌握井下供电计算的基本方法,合理的选择电气设备和电缆,编写采区供电系统计算说明书是我们机电技术人员和机电管理人员的日常工作。

一、采区供电系统的拟定的原则

1、采区高压供电系统的拟定原则

1)双电源进线的采区变电所应设置电源进线开关,当一路供电,一路备用时,可不设联络开关,母线可不分段。当两路电源同时供电时,应设联络开关,母线分列运行。

2)供综采工作面的采区变电所,一般应采用两回电源线路供电。

3)单回路供电的采区变电所,当变压器不超过两台且无高压出线时,可不设电源

进线开关;当变压器超过两台或有高压出线时,应设进线开关。

4)采区变电所的高压馈出线,宜用专用的高压开关。

5)由井下主变电所单回路向采区变电所供电的电缆线路,串接的采区变电所不得

超过三个。

2、采区低压供电系统的拟定原则

1)在保证供电安全可靠的前提下,力求使用的设备最省。

2)当采区变电所动力变压器超过一台时,应合理分配变压器负荷,原则上一台变

压器负担一个工作面的用电设备。

3)一台启动器只控制一台设备,变压器最好不并联运行。

4)采区变电所向各配电点或配电点到各用电设备宜采用幅射式供电,上山及下顺槽运输宜采用干线式供电。

5)配电点的启动开关在三台以下可不设馈电开关。

6)供电系统应尽量避免回头供电。

二、采区供电设计的主要工作

为保证供电安全可靠和技术经济合理,在进行采区供电设计时,应首先向有关部门收集下列原始资料作为设计的依据。

1、采区巷道及机械设备布置图。了解采区工作面长度、走向长度、巷道断面尺寸和用电设备在工作面的分布情况。 2、采取各用电设备的详细技术特征。

3、电源情况。了解附近现有变电所及中央变电所的分布情况,供电能力及高压母线上的短路容量等情况。

4、矿井瓦斯等级,煤层走向、厚度、倾角,煤层硬度,顶板底板和支护情况。

5、采煤方法、采区煤的产量、煤的运输方式、通风方式及工作组织循环等情况。 采区供电设计所做主要工作有;

1 采区变电所动力变压器的选型计算与台数的确定; 2绘制采区生产设备布置图,草拟采区供电系统; 3选择采区高、低压动力电缆;

4选择采区高低压配电装置用电设备。; 5计算短路电流;

6整定过电流保护装置;

7画出采区供电系统图,在图中标注电气设备型号、规格,电缆型号、规格,短路电流,过流保护整定值等。

第二节 负荷计算

一、当我们为采区供电系统选配开关、变压器和电缆时,首先要计算这些设备所负担的功率和电流,这叫负荷计算。负荷计算是正确选择开关、变压器等电气设备和电缆截面的基础。负荷计算要计算的参数有三个:

1、负荷的有功功率计算,简称计算功率,用Pca 表示。它是负荷在运行时实际需要的长时最大有功功率,单位是kW (千瓦)。

2、负荷的视在功率计算,用Sca 表示。它是负荷在运行时实际需要的长时最大视在功率,单位是kV A(千伏安)。用来选择变压器容量。

3、长时工作电流计算,用I ca 表示。它是负荷在实际运行时的长时最大工作电流,单位是A(安)。用来选择开关和电缆截面。

这里的长时功率、长时电流是指持续30m in的平均功率和平均电流。与长时功率、长时电流相对的是瞬时功率、瞬时电流。瞬时功率、瞬时电流有时会远大于长时功率、长时电流,但持续时间往往很短,不能作为选择电气设备的依据。例如电动机起动时的瞬时最大电流可达其额定电流的数倍,但持续时间只有几秒。

二、负荷计算的方法

1.一台电动机的负荷计算

通常我们能够从铭牌上知道一台电动机的额定功率(P N )和额定电流(IN),则

N

ca ca

N ca ca N ca I I P

P S P P ===

=85

.0cos ? (1)

在生产现场常常只知道电动机的额定功率和额定电压,而不知道额定电流。电动机的额定电流可用式2计算,但有些参数需要查电机手册才能得到,现场计算很不方便。 ⊿ P=3U N Ⅰ

N COS φ

N N N N

N U P I ?ηcos 3=

(2) Q=3U N ⅠN Sin φ

式中 P N ——电动机额定功率,kW ; S=3U N ⅠN

UN ——电动机额定电压,kV 。

下面介绍迅速估算电动机额定电流的方法,准确性可满足工程计算要求。

当电动机额定电压为380V 时, I N ≈ 2PN ; 当电动机额定电压为660V时, I N ≈ 1.15P N; 当电动机额定电压为1140V 时, I N ≈ 0.66P N ; 当电动机额定电压为6kV 时, IN ≈ 0.12P N ; 当电动机额定电压为10kV时, I N ≈ 0.07PN 。

一台额定电压为660V ,额定功率为40kW 的电动机,试估算其额定电流。

当电动机额定电压为660V 时,I N ≈ 1.15P N ,把额定功率等于40kW 代入公式

I N ≈ 1.15×40 = 46 A

2.一个用电设备组的负荷计算 生产工艺相同或相近,在生产过程中相互协同共同完成一项生产任务的多台生产机械称为一个用电设备组。采区有采煤工作面、掘进工作面、集中运输等几类用电设备组。

设一个用电设备组有n 台电动机,每台电动机的额定功率已知为P N1、P N2、P N3···PNn 。则总额定功率为:

n N N N N P P P P +???++=21∑ (3)

但是这些电动机在生产运行时,一般不会同时工作,同时工作的电动机一般也不会同时满载,因此实际需要的功率P ca 总小于ΣP N 。

Pca =Kde ΣP N (4)

由Pca 可计算出Sca和Ica

S ca =Pca /cosφ (5)

(6)

式中: U N ——额定电压,k V;

K de ——用电设备组的需用系数;

cosφ —用电设备组的加权平均功率因数。

Kde 和c osφ均可由表1查得。根据工作面的产量、地质状况以及生产工艺选择合适的数值。地质条件好、产量高的工作面Kd e和 c osφ可取较大的值,反之, 取较小的值。

上述负荷计算方法,称为需用系数法。负荷计算的方法还有利用系数法、二项式法等。

3.变压器容量的确定 S T =(K de *∑P N)/cos φ

4.电缆线的初选

高压电缆;1)按经济电流密度选取 低压电缆; 1) 机械强度选择

2)长期允许电流校验 2)长期允许电流校验

3)允许电压损失校验 3)允许电压损失校验 4)短路热稳定校验 4)启动条件校验

第三节 按允许电压损失校验导线截面

输电线路通过电流时,将产生电压损失L U ?。电压损失过大,会造成电动机电压过低,电动机起动困难、工作电流增大、甚至会因电流过载烧坏电动机。因此,按长时允许电流初选的长电缆,还要校验允许电压损失。 1)线路电压损失的计算

所谓电压损失是指输电线路始、末两端电压的算术差值。三相线路的线电压损失为

()???sin cos 3L L ca L X R I U += (12)

式中 L U ?——线路的线电压损失,V;

ca I ——线路的长时工作电流,A ;

?——线路所带负载的功率因数角;

L L X R 、——线路每相电阻、电抗,Ω。

式12用功率表示时则为

N

L

ca L ca L U X Q R P U +=

? (13)

式中 ca ca Q P 、——线路所带负荷的有功计算功率,kW ;无功计算功率,k va r;

N

U ——电网的额定电压,kV 。

在式12和式13中,ca I 、ca ca Q P 、、c osφ、sinφ 都在负荷计算时得到,需要

计算的是L L X R 、。

L R 可用下式计算:

γA L

R L =

(14)

式中:L ——电缆的长度,m ;

A ——电缆导线截面,mm2;

(42.5)

(48)

γ——电缆导线的电导率,m/Ω·mm 2;橡胶电缆取43.5,塑料电缆取48.6,铝

电缆取28.8。

L X 可用下式计算:

L x X L 0= (15)

式中:L ——电缆的长度,km;

0x ——线路每千米电抗,0x 和线路结构、电压等级有关,电缆线路取0.06~0.08

Ω/km ,架空线路取0.3~0.4 Ω/km,高压线路取较大的值。

因为电缆线路的电抗很小(0.06~0.08 Ω/km),通常情况下可忽略,式12和式13可简化为

(16)

2)线路允许电压损失 高压系统电压损失 <全国供用电规则>规定 ≤7%

井下变压器的二次侧额定电压为1.05U N ,电动机的允许最低电压为0.95UN ,因此,变压器和线路的电压损失之和不能超过10%U N 。考虑到井下变压器的电压损失通常不超过5%UN ,则如果从变压器出口处到电动机的线路电压损失不超过5%U N ,即可满足电动机运行的要求。

为计算简便起见,规定从变压器副边出口处到用电设备(电动机、变压器)的线路允许电压损失

Lp

U ?=5%U N 。

表1 煤矿各组用电设备的需用系数和加权平均功率因数 用电设备组名称 需用系数 K de

功率因数

?cos tanφ 备注 井底 车

无主排水泵 有主排水泵

0.6~0.7

0.75~0.8

0.7

0.8

1.02 0.75

采区无机组缓倾斜采煤工

作面

0.4~0.6 0.6

1.33

有机组缓倾斜采煤工

作面

0.6~0.750.6~0.7

1.33~1.

02

急倾斜采煤工作面0.6~0.65 0.6~0.7

1.33~

1.02

无掘进机煤巷掘进工

作面

0.3~0.4 0.6 1.33

有掘进机煤巷掘进工

作面

0.5 0.6~0.7

1.33~1.

02

井下运输架线式电机车

蓄电池电机车

输送机和绞车

0.4~0.7

0.8

0.6~0.7

0.9

0.9

0.7

0.48

0.48

1.02

表2井下常用电缆在空气中敷设时的长时允许电流 A

导线截面mm2 聚氯乙烯绝缘铠装电缆

交联聚乙烯绝缘细钢

铠装电缆

矿用橡套

电缆

1kV四芯6kV三芯6kV 10kV 低压高压铜

铜芯铜芯

39

70

94

11

149

184

226

26

23

30

40

54

73

115

141

17

201

56

73

95

18

148

181

218

25

43

56

73

90

114

43

16

94

211

26

318

367

63

03

24

85

48

80

21

4

67

324

372

115

14

66

07

251

28

8

36 4

46

6

64

10

85 16

113

25

138

35

173

50

215

70

260

95

320

53

72

94

121

148

170

205

250

注:表中长时允许电流是环境温度为25℃时的数值,如果环境温度不是25℃,则需要修正。实际中,如果环境温度高于25℃,可选择大一级的截面。

表3 矿用橡套电缆满足机械强度的最小截面(mm2)

表4 电网额定电压与线路允许电压损失对照表

例1 一个缓倾斜炮采工作面,供电电压660V 。有SGB-620/40T 刮板输送机5台,额定功率40kW ;BRW80/20乳化液泵站2台(一台工作,一台备用),额定功率30 kW;JH -8回柱绞车2台,额定功率7.5 kW,小水泵2台,额定功率5.5 kW,JD-11.4调度绞车2台,额定功率11.4 kW ;煤电钻2台,额定功率1.2 k W。

1、计算该工作面的负荷(Pc a、Sca 和Ic a)。 解:

1)计算总额定功率

ΣP N = P N1 + P N 2 + PN3 +···+ PNn

=5×40+30+2×7.5+2×5.5+2×11.4+2×1.2 =281.2 kW

2)查表1,缓倾斜炮采工作面Kde 取0.5,c osφ取0.6。 3)计算有功计算功率

P ca =K de ΣP N =0.5×281.2=140.6 kW 4)计算长时负荷电流

?cos 3N ca

ca U P I =

205

6066073216

140=??=....A

5)计算视在功率

Sca =Pca/c osφ=140.6/0.6=234 KV A

2、选择该工作面电缆线路截面。

解:已计算出工作面负荷的长时工作电流I ca=205A 。 1.查表2,选取70mm2低压矿用橡套电缆,其长时允许电流Ip =215A,Ip>Ic a ,满足要求,初选合格。

2.按机械强度允许最小截面校验导线截面

电缆在工作面和巷道中敷设,难免会受到外部机械力的作用,截面太小的电缆很容易出现断线、护套破裂、绝缘损坏现象。为避免在拖拽、碰撞等外力作用下断线、破裂,给采掘工作面生产机械供电的支线电缆按长时允许电流初选后,还要校验机械强度允许最小截面。这些电缆的截面应符合表3的要求。 3、设例1供电电缆长度为400m ,试计算其电压损失。 解:已知Ic a为205A,cosφ = 0.6,Pca =140.6 kW,电缆截面为70mm 2,代入式15可得:

9

.275.43706

.0400205732.1cos 3=????==

γ??A L I U ca L V

或:

927660543704006140....U A L P U N ca L =???==

γ?V 合格

例2 采区上山绞车PN =110 k W,UN =660 V ,从采区变电所到绞车房的电缆长400m,试选取电缆截面。 解:

1)按长时允许电流初选截面 Ica=I N =1.15×110=126.5A

查表2选取35m m2矿用橡套电缆,其长时允许电流I p为138A。Ip >IN 满足要求,初选合格。 2)校验电压损失 代入式15

84366054335400

110...U A L P U N ca L =???==

γ?V

查表4可知

Lp

U ?=33V ,L U ?>

Lp

U ? 不合格。增大截面为50mm2

73066054350400

110...U A L P U N ca L =???==

γ?V

L U ?

例3 某采区供电系统局部如图1所示,

缆L1和L2的型号与截面。 解:

1)选择电缆型号

选择MYP-0.38/0.66型矿用橡套电缆。 2)计算L1的截面

L 1的负荷是一台电动机,长时工作电流为: I ca=I N =1.15P N=1.15×75=86A

查表2,选取25mm2,长时允许电流为113A ,Ip>I N 满足要求,初选合格。 L1电缆的电压损失为:

486605432580

7511...U A L P U N ca L1=???==

γ?V

3)计算L2的截面

L2的负荷是多台电动机。因台数较少,故取Kde= 0.8。长时工作电流为

160

7

.066.0732.1160

8.0cos 3=???=

=

?

∑N N de ca U P K I A

选取50mm2。长时允许电流为173A ,Ip >Ica 满足要求,初选合格。 L 2电缆的电压损失为

63566054350400

160802222....U A L P K U A L P U N N de N ca L2=????===

γ∑γ?V

从变压器到电动机的总电压损失为

446354821=+=+=..U U U L L L ???V

L U ?>Lp U ?不合格,把L 2

的截面增大到70mm 2,重新计算电压损失。 25

66054370400

160802222=????===

...U A L P K U A L P U N N de N ca L2γ∑γ?V

总电压损失为

433254821..U U U L L L =+=+=???V L U ?≈Lp U ?,合格。

例4 某采区变电所向综采工作面移动变电站供电的高压电缆长1100m ,移动变

电站型号为KBSGZ Y-1000/6/1.14,该电缆允许电压损失为1%UN①,试选电缆型号和截面。 解:

1)选取电缆型号

可选MYP TJ-3.6/6型电缆。 2)按长时允许电流初选截面 移动变电站的额定电流为

96

6

732.11000

311=?=

=

N

N N U S I A

查表2,选25m m2,Ip=121A>I1N,初选合格。

3)校验电压损失

1186

5.43251100

7.01000cos =????===

N ca N ca L U A L S U A L P U γ?γ?V

L U ?>Lp U ?不合格,把L2的截面增大到50mm2,重新计算电压损失。

596

5.43501100

7.01000cos =????===

N ca N ca L U A L S U A L P U γ?γ?V

L U ?<Lp U ?合格。 青岗坪 95mm 2 1800m

注①:从地面主变压器到工作面移动变电站的电缆分三段,地面——井下中央变电所——采区变电所——移动变电站,总电压损失正常时不得超过5%U N,故障时不得超过7%U N。故该例题中采区变电所到移动变电站的电缆允许电压损失规定为1%U N 。

第四节 井下电网短路电流计算

一、短路

电力系统在运行中难免发生各种故障,而使系统的正常运行遭到破坏。根据运行经验,最为常见而且危害最大的故障是短路。

短路是指供电系统中不同电位的导体在电气上被短接。 1.短路的种类

在三相系统中,短路的基本类型有:三相短路、两相短路、两相接地短路、单相短路和单相接地短路等。

在煤矿井下供电系统中,由于电网中性点不接地,故没有单相短路和单相接地短路。常见的短路是三相短路和两相短路。 2.造成短路的原因

煤矿井下电网短路故障的主要原因如下: (1)电气设备年久失修,绝缘自然老化;

(2)绝缘材料表面污秽、受潮,使绝缘能力下降;

(3)绝缘受到机械性损伤,如撞击、拖拽、过度弯曲等,导致绝缘损坏;

(4)带负荷拉合隔离开关,造成弧光短路;分断真空开关时引起操作过电压,击穿绝缘。 3.短路的危害

(1)损坏电气设备。短路电流可达正常工作电流的几倍甚至几十倍,短路电流产生的电动力效应和热效应,会使故障设备及短路回路中的其它设备遭到破坏。 (2)短路点的电弧、火花和高温会引爆瓦斯和煤尘、引发火灾。

(3)造成停电事故。短路时,电力系统的保护装置动作,使开关跳闸,造成停电。越靠近电源,停电范围越大,造成的经济损失也越严重。 4.计算短路电流的目的和任务

为了使电力系统可靠、安全地运行,将短路带来的损失和影响限制在最小范围,必须准确地进行短路电流计算,以解决下列技术问题:

(1)校验电气设备的分断能力和动、热稳定性。选择电气设备时,需要计算出可

能通过电气设备的最大短路电流及其产生的电动力效应及热效应,以检验电气设备的分断能力及耐受能力。三相短路电流最大,造成的危害最严重,用于校验电气设备的分断能力和动、热稳定性。

(2)校验继电保护的灵敏度。整定继电保护装置时,需要校验继电保护装置动作的灵敏度是否符合要求,以保证继电保护装置在发生短路时能可靠跳闸。继电保护装置保护范围内的最小两相短路电流用于校验过流保护的灵敏度。

5.预防和减少短路的措施

(1)搬迁电气设备时要停电,拖拽、搬运电气设备和电缆时用力要适当。放置电气设备的场所,顶板、底板和槽帮要稳定,无淋水,无积水,通风良好。

(2)及时清理电气设备上的灰尘和露水,保持设备内外整洁。在灰尘多和潮湿的地方,可使用硅脂、硅油涂抹绝缘表面。

(3)加强设备维护与检查,定期进行绝缘试验,及时发现绝缘缺陷,预防绝缘老化引起的短路。按照《煤矿安全规程》的规定,高压电缆的泄漏电流和耐压试验每年一次,主要电气设备的绝缘检查,每半年不少于一次,固定敷设电缆的绝缘和外部检查每季度一次,橡套电缆的绝缘检查每月一次,新设备在投入运行前都要做绝缘电阻的检测。

(4)要按《煤矿安全规程》的规定敷设电缆,电缆的架设要稳固、可靠,受力时有一定的缓冲。

(5)严格执行变电所停送电操作规程和检修规程,严禁无电工作业资格的人擅自操作电气设备。

(6)由地面引入井下的电力线路、通信线路、金属管道、铁轨等必须在下井前设置防雷电措施。

二、短路电流的波形

图5-3 短路电流波形图

在短路发生后的0.2秒时间内,短路电流不是正弦波。图5-3是高压电网短路电流的波形图。

从图5-3可看出,短路电流是由周期分量和非周期分量组成的。周期分量是正弦波,非周期分量是指数曲线,非周期分量在0.15~0.2s后衰减到零。短路电流在0.01s时出现最大值,叫做冲击电流,用iim表示。冲击电流可达周期分量有效值的1.84~2.55倍,对电气设备的破坏作用很大。

计算短路电流主要是计算周期分量有效值Is。井下电网计算短路电流常用有名值法和查表法。

三、有名值法计算短路电流

有名值法又称绝对值法。井下低压电网短路电流的计算多采用有名值法。 (一)短路点距离变压器较远时

井下低压电网短路时,如果短路点距离变压器较远,影响短路电流大小的主要是变压器和低压电缆线路的阻抗,可以忽略高压线路和电源的阻抗。 图5-4是低压电网两相短路和三相短路示意图和等效电路图。

U V W

)(2(b ) 两相短路的一相等效电路 (a ) 两相短路示意图

s U W

(3(d ) 三相短路的一相等效电路

(c ) 三相短路示意图

图5-4 两相短路与三相短路

V

图中R T、XT 、RL 、XL 分别表示变压器和线路的电阻、电抗,

3222N

N U U 、是两相短路和三相短路时一相的电压。从图5-4可以看出,只要求出短路回路的总阻

抗,就可用欧姆定律计算短路电流。短路电流计算步骤如下: 1.计算短路回路各阻抗元件的阻抗 1)变压器的电阻和电抗 变压器的阻抗

N N

z T S U %

u Z 2210= (5-17) 式中 T Z ——变压器每相的阻抗,Ω;

%u z ——变压器阻抗电压百分值;

N U 2——变压器二次额定电压,kV ; N S ——变压器的额定容量,kV A。

变压器的电阻

2

22N N

N

T S U P R ?= (5-18)

式中 T R ——变压器每相的电阻,Ω;

N P ——变压器的额定短路损耗,W。

短路电流的计算方法

短路电流公式计算法参数表

煤矿电工手册表13-1-1 根据三相短路容量计算的系统电抗值(Ω)整定细则附录二表

煤矿电工手册表13-1-6b矿用隔爆型干式变压器技术特征表整定细则附录

六表19-1

煤矿电工手册表13-1-6d矿用隔爆型移动变电站技术特征表整定整定细则附录六表19-4

煤矿电工手册表13-1-9c 系统电抗的换算长度(m)整定细

煤矿电工手册表13-1-9d 高压电缆换算系数k 整定细则

例5;某煤矿井下中央变电所6kv母线的短路容量S为50MV A,井下中央变

电所供至采区变电所的高压电缆为3km。计算图中d1和d2点的短路电流?

一、考虑系统电抗和高压电缆阻抗,公式法短路电流计算;

1、计算短路回路各元件的阻抗值(查表13-1-1)

1)系统电抗值式中;

Xs=U22N/S=6902/(50×106)=0.0095ΩU2N -二次电压

S-短路容量

2)高压电缆的阻抗值(查表13-1-2)

=0.42Ω/kmX0=0.08Ω/km

R

由公式R1=(R0×L1)/K2T求出高压电缆折合到低压侧的电阻和电抗值;

R1=(R0×L1) /K2T

=(0.42×3) /8.72=0.0166Ω式中;L1-高压电缆长度km

X1=(X0×L1) /K2T K T-变比

=(0.08×3)/8.72=0.0032Ω

3)变压器的电阻和电抗值(表13-1-6可查到)

R T=0.006ΩX T=0.038Ω

4)低压电缆的电阻和电抗值(表13-1-7可查)

干线电缆R2=0.4484×1=0.44484Ω

X2=0.081×1=0.081Ω

支线电缆R

=0.8638×0.2=0.1728Ω

X2=0.088×0.2=0.0176Ω

5) 短路回路每相总电阻、电抗值

d1点∑R=R1+RT

=0.0166+0.006=0.0226Ω

+X1+X T

∑X=X

=0.0095+0.0032+0.038=0.0507Ω

d2点∑R=R1+R T+R2+R3

=0.0166+0.006+0.4484+0.1728=0.6438Ω

∑X=XS +X 1+X T+X 2+X3

=0.0095+0.0032+0.038+0.081+0.0176=0.1493Ω

2、 计算短路电流值

1) d 1两相短路电流值

Ⅰ(2)d 1= V2N /(2×∑∑+2)(2)(X R )

=690/(2×2)0507.0(2)0226.0(+)

6216A

2) d 2两相短路电流值

Ⅰ(2)d2= V2N /(2×∑∑+2)(2)(X R

=690/(2×2)1493.0(2)6438.0(+

?=522.7A

二、忽略系统电抗和高压电缆阻抗,公式法短路电流计算;

1、d 1点 ∑R=R T=0.006Ω

∑X =X T =0.038Ω

Ⅰ(2)d 1= V2N/(2×∑∑+2)(2)(X R

=690/ (2×2)038.0(2)006.0(+)=8968 A

2、d

2点

∑R =RT+R2+R 3

=0.006+0.4484+0.1728=0.6272Ω

∑X=XT+X2+X 3

=0.038+0.081+0.0176=0.1366Ω

Ⅰ(2)d 2= V 2N /(2×∑∑+2)(2)(X R )

=690/(2×2)1366.0(2)6272.0(+)=537.5A

由此可见,在忽略系统电抗和高压电缆阻抗时,d 1点短路电流增大44%, d2点短路电流增大2.8%。

三、 考虑系统电抗和高压电缆阻抗,查表法进行短路电流计算; 1、计算短路回路中有关元件的电缆换算长度 1)系统电抗的换算长度(表13-1-9c 可查) L S =20.9m

2)高压电缆的换算长度(表13-1-9d可查,换算系数k=0.011)

L 1=K ×L 式中;K-换算系数 =0.011×3000=33m L-高压电缆长度m

3) 低压干线电缆换算长度(表13-1-8a 可查,换算系数k =1)

L2=K×L

=1000m

4) 低压支线电缆换算长度(表13-1-8a可查,换算系数k=1.91)

=K×L=1.91×200

L

=382m

5)计算电缆换算总长度

d 1点∑L=LS+L1

=20.9+33=53.9m

d 1点∑L=LS+L1+L2+L3

=20.9+33+1000+382=1435.9m

2、计算短路电流值(表13-1-16可查)

d 1点Ⅰ(2)d1=6632.8A

d 2点Ⅰ(2)d2=516.4A

将此两相短路电流值与考虑系统电抗和高压电缆阻抗用公式法的计算结果比较,d1点的短路电流值增大6.7%,d2点短路电流值降低1.2%。

四、忽略系统电抗和高压电缆阻抗,查表法进行短路电流计算;

1、计算短路回路中有关元件的电缆换算长度

d 1点∑L=0m

d 2点∑L=1000+382=1382m

2、计算短路电流值(表13-1-16可查)

d 1点Ⅰ(2)d1=8968A

d2点Ⅰ(2)d2=536.2A

将此两相短路电流值与考虑系统电抗和高压电缆阻抗用公式法的计算

结果比较,d1点的短路电流值增大44%,d2点短路电流值增大2.6%。

五、根据以上计算结果分析,煤矿10kv供电系统两相短路电流计算,以考虑系统电抗和高压电缆阻抗的公式计算法较为准确。其他几种计算都存在不同的误差,尤其忽略系统电抗和高压电缆阻抗的两种计算误差更大,高达44%。就是考虑系统电抗和高压电缆阻抗的查表法误差也达6.7%。

值得进一步指出,随着变压器二次电压的升高,变压比k T必然减小,结果将使系统电抗和高压电缆的影响增大,因此,对于1140v电网,在计算d1点和d2点的短路电流时,都应当把系统电抗和高压电缆的阻抗考虑进去,以减小误差。所以,为保证煤矿安全供电,矿井10kv供电的短路电流计算,应优先采用考虑系统电抗和高压电缆阻抗的公式计算法。

第五节井下电网过流保护整定计算

煤矿供电计算公式

煤矿供电计算公式 井 下 供 电 系 统 设 计 常 用 公 式 及 系 数 取 值

目录: 一、短路电流计算公式 1、两相短路电流值计算公式 2、三相短路电流值计算公式 3、移动变电站二次出口端短路电流计算 (1)计算公式 (2)计算时要列出的数据 4、电缆远点短路计算 (1)低压电缆的短路计算公式 (2)计算时要有计算出的数据 二、各类设备电流及整定计算 1、动力变压器低压侧发生两相短路,高压保护装值电流整定值 2、对于电子高压综合保护器,按电流互感器二次额定电流(5A)的1-9倍分级整定的计算公式 3、照明、信号、煤电钻综合保护装置中电流计算 (1)照明综保计算公式 (2)煤电钻综保计算公式 4、电动机的电流计算 (1)电动机额定电流计算公式 (2)电动机启动电流计算公式 (3)电动机启动短路电流 三、保护装置计算公式及效验公式 1、电磁式过流继电器整定效验 (1)、保护干线电缆的装置的计算公式 (2)、保护电缆支线的装置的计算公式 (3)、两相短路电流值效验公式 2、电子保护器的电流整定 (1)、电磁启动器中电子保护器的过流整定值 (2)、两相短路值效验公式 3、熔断器熔体额定电流选择 (1)、对保护电缆干线的装置公式 (2)、选用熔体效验公式 (3)、对保护电缆支线的计算公式 四、其它常用计算公式 1、对称三相交流电路中功率计算 (1)有功功率计算公式 (2)无功功率计算公式 (3)视在功率计算公式 (4)功率因数计算公式 2、导体电阻的计算公式及取值

3、变压器电阻电抗计算公式 4、根据三相短路容量计算的系统电抗值 五、设备、电缆选择及效验公式 1、高压电缆的选择 (1) 按持续应许电流选择截面公式 (2) 按经济电流密度选择截面公式 (3) 按电缆短路时的热稳定(热效应)选择截面 ①热稳定系数法 ②电缆的允许短路电流法(一般采用常采用此法) A、选取基准容量 B、计算电抗标什么值 C、计算电抗标什么值 D、计算短路电流 E、按热效应效验电缆截面 (4) 按电压损失选择截面 ①计算法 ②查表法 (5)高压电缆的选择 2、低压电缆的选择 (1)按持续应许电流选择电缆截面 ①计算公式 ②向2台或3台以上的设备供电的电缆,应用需用系数法计算 ③干线电缆中所通过的电流计算 (2)按电压损失效验电缆截面 ①干线电缆的电压损失 ②支线电缆的电压损失 ③变压器的电压损失 (3) 按起动条件校验截面电缆 (4) 电缆长度的确定 3、电器设备选择 (1)变压器容量的选择 (2)高压配电设备参数选择 ①、按工作电压选择 ②、按工作电流选择 ③、按短路条件校验 ④、按动稳定校验 (3)低压电气设备选择

设计用计算公式

计算公式 一、矿山服务年限计算 N=Q A(1 e) (a) 式中:N—矿山服务年限(a); Q—设计利用储量 η—矿石回采率 A—矿山年产量 e—废石混入率二、矿山生产能力计算 万t; %;(地下开采80%-90%,露天开采85%-95%) 万t/a; %;(地下开采10%,露天开采5%) 1、按采矿工程延深速度验证确定矿山生产能力(露天)A=P V H (1e) (a) 式中:A—矿山生产能力P—水平分层平均矿量V—采 矿工程年延深速度η—矿 石回收率H—阶段高度 e—废石混入率万t/a;万t;m/a;%;m;%; 2、根据矿山开采年下降速度计算和验证矿山生产能力(地下开采)A=V S 1 K1·K2·E(万t)

式中:A—矿山年生产能力万t/a;

V —回采工作面下降速度 S —矿体开采面积 —矿石体重 α—矿石回收率 β—废石混入率 m/a ;(浅孔留矿为 10-25 m/a) m ; t/m ; %;(80%-90%) %;(10%-20%) E —地质影响系数 (0.7-0.9); K 1—矿体倾角修正系数 K 2 —矿体厚度修正系数 (0.8-1.2) 3、矿山生产能力计算(地下开采) A= N Q K E 1 Z (万 t/a ) 式中:A —矿山生产能力 Q —矿块生产能力 N —分布矿块数 万 t/a ; 万 t/a ; 个; K —矿块利用系数 (0.1-0.4); E —地质影响系数 (0.7-0.9); Z —废石混入率 (10%-20%); 4、露天矿总生产能力计算 A α=A(1+n s ) (万 t/a ) 式中:A α—年矿岩总生产能力 t/a ; A —年矿石生产能力 t/a ; n s —生产剥采比 t/t ; 5、露天矿可能达到的生产能力 A=N·n·Q (t/a ) 2 3

煤矿供电设计参考

某煤矿(整合0.15Mt/a)供电设计 (仅供参考) 第一节供电电源 一、供电电源 某煤矿矿井双回路电源现已形成,其中:一回路电源由1#变电所10kV直接引入,LGJ-70型导线,距离矿区7公里;另一回路电源由2#变电所10kV直接引入,LGJ-120型导线,距离矿区20公里。 第二节电力负荷计算 经统计全矿井设备总台数84台,设备工作台数66台;设备总容量1079.64kW,设备工作容量696.34kW,计算负荷为: 有功功率:513.24 kW 无功功率:425.94 kVar 自然功率因数COSΦ=0.77 视在功率:666.96 kVA 考虑有功功率和无功功率乘0.9同时系数后: 全矿井用电负荷 有功功率:461.92 kW 无功功率:383.35 kVar 功率因数COSΦ=0.77 视在功率:600.27 kVA 矿井年耗电量约243.89万kW·h,吨煤电耗约16.26kW·h/t。 负荷统计见表1。 第三节送变电 一、矿井供电方案 根据《煤矿安全规程》要求,矿井应有两回电源供电,当任一回路发生故障停止供电时,另一回路应能担负矿井全部负荷。根据本矿井现有的电源条件,设计在本矿井工业场地内建10kV变电所。两回10kV电源分别引自10kV 1#变电所

和2#变电所。 二、10kV供电线路 设计对线路导线截面,按温升、经济电流密度、线路压降等校验计算如下: 1、根据经济电流密度计算截面积 导线通过的最大电流:(两回10kV线路,当一回故障检修时,另一回10kV线路向本矿供电时,导线通过的电流最大) I j=P/(3UcosΦ)=513.24/(1.732×10×0.77)=38.5A 导线经济截面: S=I j/J=38.5/0.9=42.8mm2(J为经济电流密度) 通过计算,实际选用的钢芯铝绞线截面满足要求。 2、按电压降校验 由10kV1#变电所和2#变电所向本矿工业场地10kV变电所供电的两回10kV线路供电距离分别为7km和20km,正常情况下两回线路同时运行,当两回10kV线路中一回线路事故检修时,由另外一回10kV线路向本矿供电。按正常情况及事故情况对两回电源线路分别做电压降校验如下:1)正常情况下 两回10kV线路同时运行,线路电压损失: ⑴1#变电所10kV供电线路电压损失: ΔU%=Δu%PL/2 =0.745×0.51324×7/2 =1.34%。 线路能满足矿井供电。 ⑵2#变电所10kV供电线路电压损失: ΔU%=Δu%PL/2 =0.555×0.51324×20/2 =2.85%。 线路能满足矿井供电。 2)事故情况下 单回10kV供电线路电压损失: ⑴1#变电所10kV供电线路电压损失:

井下使用1140V电压供电系统的安全措施正式样本

文件编号:TP-AR-L8526 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. (示范文本) 编制:_______________ 审核:_______________ 单位:_______________ 井下使用1140V电压供电系统的安全措施正式样 本

井下使用1140V电压供电系统的安 全措施正式样本 使用注意:该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上,形成一定的具有指导性,规划性的可执行计划,从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改,请在使用时认真阅读。 关于1301采面机组,运输巷刮板机、三号皮 带、二号皮带,使用1140V低压供电系统,为了保证 综采工作面及井下其它地方使用该电压等级供电系统 的安全,有关部门及人员必须严格执行《煤矿安全规 程》、《机电设备技术操作规程》中有关“矿井供电 管理部分”的各项规定,并强调、制定以下安全措 施,请认真贯彻执行。 一、井下低压配电系统同时存在2种或2钟以上 电压时,低压电气设备上应明显的标出其电压额定 值。1140V供电系统线路,电缆外套一律规定为使用

黄色,并要求在明显位置标出“1140V”字样,悬挂“维护卡”、“标志牌”。若供电、负荷电缆为其他颜色,则要求每隔50-100m用黄漆标写明显的“1140V”字样并挂“标志牌”,另外还必须在各拐弯处、分支、穿墙的两边也同时挂上。 二、井下不得带电检修、搬迁电气设备、拖动电缆。检修或搬迁电气设备前,必须切断电源,检查瓦斯。瓦斯浓度低于1.0%时,方可按照开盖、验电、放电、再检修的步骤进行。特别强调:对于1140V的设备、电缆验电时,必须使用完好的、同1140V电压等级相适应的验电笔,使用其他电气测量仪表也必须同该电压等级相适应。 三、1140V供电系统的各种开关、电机、电缆、接线盒等的额定电压值必须与之相符,其状况必须完好,杜绝电气失爆,各种保护装置(包括开关上的闭

煤矿井下供配电设计规范

煤矿井下供配电设计规范目次 1总则 2井下供配电系统与电压等级3井下电力负荷统计与计算 4井下电缆选择与计算 4·1电缆类型选择 4·2电缆安装及长度计算 4·3电缆截面选择 5井下主(中央)变电所设计5·1变电所位置选择及设备布置5.2设备选型及主接线方式 6采区供配电设计 6·1采区变电所设计 6·2移动变电站 6·3采区低压网络设计 7井下电气设备保护及接地7·1电气设备及保护 7·2电气设备保护接地 8井下照明 本规范用词说明 附:条文说明 1总则

1.0.1为在煤矿井下供配电设计中贯彻执行国家有关煤炭工业建设的法律、法规和方针政策,做到技术先进、安全可靠、经济合理、节约电能和安装维护方便,特制定本规范。 1.0.2本规范适用于设计生产能力0.45Mt/a及以上新建矿井的井下供配电设计。 1.0.3煤矿井下供配电设计应从我国国情出发,依靠科学技术进步,采用国内外先进技术,经实践检验成熟可靠的新设备、新器材,提高煤炭工业的装备水平和安全管理水平。 1.0.4煤矿井下供配电设计除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。 2井下供配电系统与电压等级 2.0.1下列用电设备应按一级用电负荷设计,其配电装置必须由两回路或两回路以上电源线路供电。电源线路应引自不同的变压器和母线段,且线路上不应分接任何其他负荷。 1井下主排水泵: 2下山采区排水泵: 3兼作矿井主排水泵的井下煤水泵: 4经常升降人员的暗副立井绞车; 5井下移动式瓦斯抽放泵站。 2.0.2下列用电设备应按二级用电负荷设计,其配电装置宜由两回电源线路供电,并宜引自不同的变压器和母线段。当条件受限制时,其中一回电源线路可引自本条规定的同种设备的配电点处。 1暗主井提升设备、主井装载设备、大巷强力带式输送机、主运输用的井下电机车充电及整流设备; 2经常升降人员的暗副斜井提升设备、副井井底操车设备、元轨运输换装设备; 3供综合机械化采煤的采区变(配)电所; 4煤与瓦斯突出矿井的采区变(配)电所; 5井下移动式制氮机; 6井下集中制冷站; 7不兼作矿井主排水泵的井下煤水泵、井底水窝水泵; 8井下运输信号系统; 9井下安全监控系统分站。

矿山开采设计用计算公式

计算公式 一、矿山服务年限计算 N=) 1(e A Q -?η (a ) 式中:N —矿山服务年限 (a ); Q —设计利用储量 万t ; η—矿石回采率 %;(地下开采80%-90%,露天开采85%-95%) A —矿山年产量 万t/a ; e —废石混入率 %;(地下开采10%,露天开采5%) 二、矿山生产能力计算 1、按采矿工程延深速度验证确定矿山生产能力(露天) A=) 1(e H V P -??η (a ) 式中:A —矿山生产能力 万t/a ; P —水平分层平均矿量 万t ; V —采矿工程年延深速度 m/a ; η—矿石回收率 %; H —阶段高度 m ; e —废石混入率 %; 2、根据矿山开采年下降速度计算和验证矿山生产能力(地下开采) A=β αγ-???1S V K 1〃K 2〃E (万t ) 式中:A —矿山年生产能力 万t/a ; V —回采工作面下降速度 m/a ;(浅孔留矿为10-25 m/a)

S—矿体开采面积 m2; γ—矿石体重 t/m3; α—矿石回收率 %;(80%-90%)β—废石混入率 %;(10%-20%)E—地质影响系数(0.7-0.9); K1—矿体倾角修正系数 K2—矿体厚度修正系数(0.8-1.2)3、矿山生产能力计算(地下开采) A= Z E K Q N -? ? ? 1 (万t/a) 式中:A—矿山生产能力万t/a; Q—矿块生产能力万t/a; N—分布矿块数个; K—矿块利用系数(0.1-0.4); E—地质影响系数(0.7-0.9); Z—废石混入率(10%-20%); 4、露天矿总生产能力计算 Aα=A(1+n s)=Ak+nsAk (万t/a) 式中:Aα—年矿岩总生产能力 t/a; A—年矿石生产能力 t/a; n s—生产剥采比 t/t; 5、露天矿可能达到的生产能力 A=N〃n〃Q (t/a) 式中:A—露天矿矿石年产量 t/a;

矿山供电系统设计

9矿山生产系统设计 9.4 供电系统设计 9.4.1 概述 一供电的重要性和基本要求 电力是企业生产的主要能源。对企业应做到可靠、安全全和生产的需要,企业对供电提出以下基本要求:供电安全、供电可靠、供电优质、供电经济。 1.供电安全 在电能的供应、分配和使用过程中,不应发生人身伤亡和设备损坏事故。对于煤矿生产来说,由于主要是地下作业,工作环境特殊,供电线路和电气设备易受损坏,可能造成人身触电、电气火灾和电火花引起的瓦斯煤尘爆炸等事故,所以必须严格按照《煤矿安全规程》的有关规定进行供电,确保安全生产。 2.供电可靠 供电可靠就是要求供电具有连续可靠性。供电中断时不仅影响企业生产,而且可能损坏设备,产生废品,甚至发生人身伤亡事故。而煤矿一旦断电,不仅影响产量,还有可能引发瓦斯集聚、淹井、人身伤广和设备损坏,严重时将造成矿井的破坏。为了保证供电的可靠性,通常采用双电源。双电源可来自不同变电所或发电厂或同一变电所的不同母线上。对于煤矿,在一个电源发生故障的情况下,另一电源应能满足对主要个产设备的供电,以保证通风、排水以及生产的正常进行。 3.供电优质 在保证安全和可靠供电的前提下,还要保证供电的质量,用电设备在额定值下运行性能最好。因此要求供电质量方面有稳定的电压和频率,电压和频率足衡量电能质量的重要指标。 具体有以下4项指标: (1)电压:额定电压电压偏差不得超过允许值,电动机±5%,白炽灯+3%~-2.5。 (2)频率:额定频率50Hz,频率偏差不得大于±0.4%~±1%。 (3)波形:正弦波形,波形上不得有高次谐波产生的毛刺,以防造成电力污染。 (4)平衡度:三相电网电压平衡。 4.供电经济 一般考虑下列3个方面; (1)尽量降低企业变电所与电网的基本建设投资。 (2)尽量降低设备材料及有色金属的消耗量。 (3)注意降低供电系统的电能损耗及维护费用。 此外,企业还要求有足够的电能。这不仅要求电力系统或发电厂能提供充裕的电能而且要求企业供电系统的各项供电设施具有足够的供电能力。 二电力负荷分类 为了满足电力用户对供电可靠性的要求,即停电所造成的影响不同.同时又考虑到供电的经济件,根据用电设备在企业中所处的重要地位,以方便在不同情况下区别对待,通常将电力负荷分为3类。 1.一类负荷(一级负荷) 凡因突然小断供电,可能造成人身伤亡事故或重要设备损坏事故,给国民经济造成重大损失的或在政治上产生不良影响的负荷,均属于一类负荷。如钢厂炼

煤矿矿井供电系统图规范标准

煤矿矿井供电系统图规范标准 第一章为提升矿井技术管理水平,提高矿井供电的可靠性、指导现场生产和技术改造,服务灾变状况下的应急救援,特制定该规范。 第二章矿井供电系统图绘制依据《煤矿安全规程》第四百五十条要求。 第三章矿井供电系统图分为四种: 1、矿井供电系统总图:图中设备包括井上下6kV 及以上变配电设备。 2、变电所供电系统图:图中设备包括本变电所内高低压电气设备。 3、机房、硐室、配电点供电系统图:图中设备包括本机房、硐室、工作面配电点及3 台以上电气设备的地点的高低压电气设备。 4、与供电系统图纸相配套使用的接地系统图,并与漏电检测相配合使用。 第四章供电系统图内容包括:供电系统图、图例、技术参数明细栏、标题栏四部分。 1. 图例 1)地面变电站供电系统按开关柜主接线方式绘制。 2 )井上设备、设施图形符号执行GB/T4728-2000 标准。 3 )井下设备、设施图形符号执行MT/T570-1996 标准(见 附件一)。 上述标准未涵盖的新设备、设施可自行设定图例,但须在图中增设图例栏标出并说明(非标准图例)。 2. 标准图幅(单位伽)

表中B、L—图纸幅面的宽、长。 e图纸不留装订边时,图纸幅面与图框的间距。 c、a图纸留有装订边时,图纸幅面与非装订边图框、装订边图框的间距。 ⑴尽量采用标准图幅,优先选用横幅。 ⑵必要时可分幅成图,形成图册。图册推荐选用A3图幅标 准。 3 .标题栏 标题栏位于图纸右下角。标题栏内容包括:名称(图纸名称及单位名称如XX公司XX矿井,该处须加盖单位公章)、图纸编号(专业序列编号,成套图纸总张数、第几张)、签字区(签 字栏目包括设计制图、校对审核、机电部长、机电副总、机电矿长、签字日期。签字须由本人手写签)。根据供电系统图等级不同,标题栏分为全矿供电系统图标题栏和变电所(包括配电点、采掘头面)供电系统图标题栏两种(见附件二) 。 4.技术参数明细栏受图幅限制,图中设备不易标注的参数等内容,可在图上另设明细栏集中标注。明细栏设在标题栏上方,格式可参照所须标注的参数内容自行设计。 第五条图幅与图框尺寸规定:供电系统图使用标准图幅,全矿供电系统图使用A0 或A1 图幅(若供电系统复杂,可采用A0 加长图幅),各变电所供电系统图使用A2 或A3 图幅,配电点、采掘头面供电系统图使用A3 图幅。

煤矿井下供电基本计算

煤矿井下供电基本计算 第一节概述 随着煤炭工业的现代化,采掘工作面机械化程度越来越高,机电设备单机容量有了大幅的提高。以采煤机为例,70年代初期的100kw左右,增加到现在的3000kw。由于机械化程度的提高,加快了工作面的推进速度,这就要求工作面走向长度加长,从而使供电距离增大,给供电带来了新的问题,因为在一定的工作电压下,输送功率越大,电网的电压损失也越大,电动机端电压越低,这将影响用电设备的正常工作。解决的办法就是增大电缆截面,但有一定的限度,因为电缆截面过大,不便移动和敷设,而且也不经济,现在采用移动变电站使高压深入到工作面顺槽来缩短低压供电距离,可使电压质量得到较大的提高,这也是提高电压质量相当有效的措施。目前我国综采工作面用电设备的电压等级都是1140v,大型矿井综采设备采用3300v供电。矿井高压供电也有所提高,徐州矿务局各矿和西川煤矿都是6kv供电。青岗坪、刘园子和柳巷煤矿都是10kv供电。提高电压等级和采用移动变电站供电不仅保证了电压质量,还降低了电网输电损耗。 采区供电是否安全可靠、技术是否经济合理,将直接关系到职工人身安全、矿井和设备的安全、也关系到生产成本和经济利润。所以,必须经过计算来选择电气设备和电缆,较准确的计算出短路电流、合理整定过流保护和校验漏电保护装置,是确保矿井安全供电,电气设备安全运行的根本保证。 正确掌握井下供电计算的基本方法,合理的选择电气设备和电缆,编写采区供电系统计算说明书是我们机电技术人员和机电管理人员的日常工作。 一、采区供电系统的拟定的原则 1、采区高压供电系统的拟定原则 1)双电源进线的采区变电所应设置电源进线开关,当一路供电,一路备用时,可不设联络开关,母线可不分段。当两路电源同时供电时,应设联络开关,母线分列运行。 2)供综采工作面的采区变电所,一般应采用两回电源线路供电。 3)单回路供电的采区变电所,当变压器不超过两台且无高压出线时,可不设电源 进线开关;当变压器超过两台或有高压出线时,应设进线开关。 4)采区变电所的高压馈出线,宜用专用的高压开关。 5)由井下主变电所单回路向采区变电所供电的电缆线路,串接的采区变电所不得 超过三个。 2、采区低压供电系统的拟定原则 1)在保证供电安全可靠的前提下,力求使用的设备最省。 2)当采区变电所动力变压器超过一台时,应合理分配变压器负荷,原则上一台变 压器负担一个工作面的用电设备。 3)一台启动器只控制一台设备,变压器最好不并联运行。 4)采区变电所向各配电点或配电点到各用电设备宜采用幅射式供电,上山及下顺槽运输宜采用干线式供电。 5)配电点的启动开关在三台以下可不设馈电开关。 6)供电系统应尽量避免回头供电。 二、采区供电设计的主要工作

煤矿供电设计规范标准

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行统计。 平均功率因数计算公式: en e e en en e e e e pj P P P P P P + + ++ + + = ... cos ... cos cos cos 2 12 2 1 1 ?? ? ? 加权平均效率计算公式: en e e en en e e e e pj P P P P P P + + ++ + + = ...... 2 12 2 1 1η η η η 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 1)变压器需用容量 b S 计算值为: pj e x b P K S ?cos ∑= ()KVA 2)单体支架各用电设备无一定顺序起动的一般机组工作面,按下式计算需用系数: ∑+=e x P P K max 714 .0286.0 3)自移式支架,各用电设备按一定顺序起动的机械化采煤工作面,按下式计算需用系数: ∑+=e x P P K max 6 .04.0 max P ——最大一台电动机功率,kw 。

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:pj pj e x e g U k P I η?cos 3103 ??= ∑ ∑e P ——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) x k ——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) e U ——高压电缆额定电压(V) V 10000、V 6000; pj ?cos ——加权平均功率因数; (见变压器负荷统计中的结果) pj η——加权平均效率。0.8-0.9 2、电缆截面的选择 选择要求是: g y I KI ≥ ―> 长时最大允许负荷电流应满足: K I I g y ≥ ,初步筛选出符合条件的电缆 g I ——电缆的工作电流计算值,A ; y I ——环境温度为C o 25时电缆长时允许负荷电流,A ; K ——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

2019煤矿矿井供电设计

新临江煤矿(水井湾矿井) 供电设计 (一)矿井电源 设计矿井采用两回电源线路供电,一回、二回电源来自大竹木头变电 站不同电源母线端,电压 10kV ,供电距离 2km ,采用一趟 LGJ-3×70 型架 空线路输送至地面变电所。 (二)电源线路安全载流量及电压降校核 1、按经济电流密度选择电源线路截面 ? A e = n = = 60.14 mm 2 e J 1.15 来自大竹县木头变电站的不同母线段导线型号均采用 LGJ-3×70。 60.14 mm 2 <70mm 2 ,满足供电要求,并留有余地。 式中:矿井最大有功负荷 1078.2kW 。 2、按长时允许负荷电流校验电缆截面 线路 LGJ-3×70 允许载流量:环境温度为 25℃时为 275A (查表),考 虑环境温度 40℃时温度校正系数 0.81,则 Ix=275×0.81=222.75(A ) Ix=222.75A>I=69.17A 3、电源线路压降校核 供电线路LGJ-3×70/10kV 单位负荷矩时电压损失百分数:当cos ∮=0.9 时为 0.644%/MW.km (查表) 则电源线路电压降为:△U 1%=1.0523×2×0.644%=1.36%<5% 式中:电源线路长取 2km 。 全矿计算电流: 1078.2 3 10 0.9 = 69.17(A )

来自大竹县木头变电站不同母线段两回电源线路电压降均符合要求。 (三)电力负荷 1、矿井采用机械化采煤,投产时期即为最大负荷时期。机电设备布置 及使用情况统计详见表 10-1。 设备总台数 47 台 设备工作台数 36 台 设备总容量 1653.25kW 设备工作容量 1421.65kW 有功负荷 1078.2kW 无功负荷 801.54kvar 视在功率 1346.33kVA 功率因数 0.82 按补偿后功率因数达到约 0.95,则所需补偿电容容量为 0.82 0.82 -1- 0.95 0.95 -1 =377.38kvar 考虑到电容易的配置及矿井负荷的变化情况,变电所电容易室安装 BFMR11-420-3W 型高压电容自动补偿装置 2 套,补偿无功功率 420kvar 。补 偿后: 无功功率: 381.54kvar 视在功率: 1145.24kVA 功率因数: 0.95 矿井投产时年耗电量:2632802kW.h ,吨煤电耗 29.24kW.h/t 。 Q =P cos 2 1 -1 1 -1 - cos 2 Q = 1078.2

2019煤矿矿井供电设计

新临江煤矿(水井湾矿井) 供电设计 (一)矿井电源 设计矿井采用两回电源线路供电,一回、二回电源来自大竹木头变电站不同电源母线端,电压10kV ,供电距离2km ,采用一趟LGJ-3×70型架空线路输送至地面变电所。 (二)电源线路安全载流量及电压降校核 1、按经济电流密度选择电源线路截面 全矿计算电流: ) (A 17.699 .01032 .1078=??= I 14.6015 .117.69===J I A n e 2mm 来自大竹县木头变电站的不同母线段导线型号均采用LGJ-3×70。 2 mm <702 mm ,满足供电要求,并留有余地。 式中:矿井最大有功负荷。 2、按长时允许负荷电流校验电缆截面 线路LGJ-3×70允许载流量:环境温度为25℃时为275A (查表),考虑环境温度40℃时温度校正系数,则Ix=275×=(A ) Ix=>I= 3、电源线路压降校核 供电线路LGJ-3×70/10kV 单位负荷矩时电压损失百分数:当cos ∮=时为%/(查表) 则电源线路电压降为:△U 1%=×2×%=%<5% 式中:电源线路长取2km 。 来自大竹县木头变电站不同母线段两回电源线路电压降均符合要求。 (三)电力负荷 1、矿井采用机械化采煤,投产时期即为最大负荷时期。机电设备布置及使用情况统计详见表10-1。 设备总台数 47台 设备工作台数 36台 设备总容量 设备工作容量 有功负荷 无功负荷 视在功率 功率因数 按补偿后功率因数达到约,则所需补偿电容容量为 ??? ? ??---=1cos 11cos 1202??P Q ??? ? ??-?--?=195.095.01 182.082.012.1078Q = 考虑到电容易的配置及矿井负荷的变化情况,变电所电容易室安装BFMR11-420-3W 型高压电容自动补偿装置2套,补偿无功功率420kvar 。补偿后: 无功功率: 视在功率:

煤矿井下电气整定计算说明

鑫隆煤矿井下电气整定计算说明 第一部分过载整定 一、过流整定细则说明: 1、馈电开关(含移变低压侧)中过载长延时保护电流整定按实际负载电流值整定。实际整定时,应计算其保护干线所有负载的额定电流之和,根据各负载运行情况,乘一需用系数。 公式:I z=K∑Ie 式中:I z——过载保护电流整定值,A; ∑Ie ——保护干线中所有电机额定电流之和,A; K——需用系数,取0.5~1。 2、馈电开关(含移变低压侧)中电子保护器的短路保护整定,取其保护干线中最大负载电机的起动电流,加其余电机的实际电流之和。 公式:I z=IQe+K∑Ie 式中:I z——短路保护电流整定值,A; IQe——最大负载电机起动电流,A; ∑Ie ——其余电机额定电流之和,A; K——需用系数,取0.5~1。 3、电磁起动器中电子保护器的过载电流I z整定以负载电机的额定电流为依据,根据控制开关的整定方式取其近似值。当运行中电流超过I z时,即视为过载,保护延时动作;当运行中电流超过8倍的I z值时,即视为短路,保护器瞬间动作。

4、馈电开关短路电流的可靠动作校验,应计算出其保护干线最远端两相短路电流,除以其短路保护整定值,灵敏度系数不小于1.5。 公式: 式中:Id(2)——被保护干线最远端两相短路电流,A; I z——馈电开关短路电流整定值,A; 1.5——可靠系数。 5、电磁起动器短路电流的可靠动作校验,应计算出所带负载电机处最远端两相短路电流除以8倍的过载定值,灵敏度系数不小于1.2。 公式: 式中:Id(2)——被保护干线最远端两相短路电流,A; I z——电磁起动器短路电流整定值,A; 1.2——可靠系数。 6、高压配电装置,应根据其保护干线中移动高压侧过流整定值进行整定。 7、移动变电站高压侧整定以低压侧整定电流除以该移变的高压变比,取其近似值(10KV→690V,变比取14.5;10KV→1200V,变比取8.3)。 8、本细则参照《煤矿井下供电的三大保护细则》(煤矿工业出版社)第一章第二节制定。 9、高压起动器的过载电流I z整定以负载电机的额定电流为依据,根据控制开关的整定方式取其近似值。当运行中电流超过I z时,即视

(试行)高压供电设计步骤及公式、系数等参数说明

高压供电设计步骤及公式、参数说明(试行)

地面供电系统高压供电设计程序、步骤 一、供电设计报告说明 1-1矿井概述 1-2矿井供电系统概述 1-2-1矿井地面供电系统 1-2-2矿井井下供电系统 1-3电气安全技术措施 二、矿井负荷统计(每条线路) 2-1地面电源线路负荷参数统计 2-2供电线路负荷参数统计(供单台变压器可按其容量计算) 三、短路电流、电压损失计算 3-1短路电流计算 (绘制图、表,供井下变电所设计、计算时采用)3-2电压损失计算 (矿井高压供电线路最远的两个点) 四、矿井电源线路及高压电气设备选择、校验 4-1矿井电源线路选择、校验 4-2高压电气设备选择、校验 五、整定保护 (整定值列表汇总并与上级整定核对、防止下级整定大于上级整定。)5-1 注:高压供电设计要求有目录,页码

井下变电所高压供电设计程序、步骤 (建议由末级变电所向上逐级设计、计算)一、供电设计报告说明 1-1变电所概述 1-2变电所供电系统概述及高压供电系统确定 1-3电气安全技术措施 二、负荷统计 (列表说明) 三、高压电气设备的选择、校验 四、高压电缆的选择、校验 五、继电保护整定计算(计算结果、整定情况列表标明)

采用的公式、系数等参数说明 变压器的容量选择及校验 一、采区负荷统计及变电站台确定 负荷统计表 名称 设备型号 台数 电 动 机 备 注 额定功率kW 额定电压kV 额定 电流 A 注:启动电流、功率因数、额定效率、负荷系数等按实际情况进行选取 二、 变压器容量、型号的确定 移动变电站负荷统计: S b =dj K P x e φcos ?∑(KVA ) (煤矿电工手册—矿井供电(下)式10-3-1 ) ∑? +=e X P P K max 6.04.0 (煤矿电工手册—矿井供电(下)式10-3-3 ) 式在:S ——所计算的电力负荷总的视在功率,KVA ; ∑P ——参加计算的所有用电设备(不包括备用)额定功率之和,KW ; Φcos ——参加计算的电力的平均功率因数;参照表10-3-1综采工作面取0.7; X K ——需用系数;其中: P max ——最大电动机的功率,KW ; 三、选用变压器的主要技术数据表 型号 额定容量kVA 额定电流(A ) 额定电压kV 损耗K W 阻抗电压% 备注 高压 低压 空载 负载 四、变电站电压损失:(低压供电设计中已经计算,可省略)

浅谈煤矿供电系统存在的问题和解决办法

浅谈煤矿供电系统存在的问题和解决办法 文章在分析淮南矿业集团现有大型煤矿供电系统现状的基础上,指出了继电保护整定困难、谐波污染严重、系统谐振、电气连接部分发热、电压波动范围大是煤矿供电系统存在的主要问题,并给出了具体的解决方法。这些方法已在各新建矿井应用,取得了较好的效果。 标签:煤矿供电系统继电保护谐波谐振 0 引言 煤矿生产中比较关键的辅助系统就是煤矿供电系统,煤矿供电系统安全、可靠的运营对煤矿的正常生产及运行有十分重要的意义。目前,煤炭生产技术的迅速发展,大大提高了矿井煤炭的产量,煤矿作业中也运用了大功率采煤机组和运输设施,井下供电系统承担的负荷就越来越多,这就要求整个供电系统必须提高供电质量。笔者根据淮南矿业集团现有煤矿供电系统的现状,分析了煤矿供电系统中常见的问题,并给出了具体的解决方法。 1 矿井供电系统存在的问题 目前,大功率采煤机组和运输设备被广泛采用,也获得了很好的发展,这就要求整个煤矿供电系统应该提升自身的供电质量。 同时,新设备的广泛运用也为煤矿供电系统制造了困扰,比如井下压降过大、系统谐波和谐振、电力设备发热以及继电保护整定值配合等问题。在某些情况下,这些问题会威胁到整个矿井的安全生 产。 1.1 继电保护整定困难 继电保护的整定及配置技术在目前的电力部门的输配电系统中的应用已相当成熟。煤矿供电系统在自身的运营结构及方法的基础上,适当引进了供电部门配电系统的继电保护整定和配置原则,但煤矿供电系统的运行结构和方式都有自己的特点,如井下线路级数多、每条线路相对要短、负荷量大等。 1.2 谐波污染加重 电力电子技术在最近几年获得较快的发展,很多功率较大、性能较高的开关器件被广泛应用于煤矿生产活动中。其中,很多电力电子设施也被逐步采用,如变频器、可控硅等,但同时也制造了很多谐波,造成电网电压产生波形畸变。很多变电所供电系统注入3次、5次、7次、11次谐波电流超标。

井下供电系统改造安全技术措施(新编版)

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. (安全管理) 单位:___________________ 姓名:___________________ 日期:___________________ 井下供电系统改造安全技术措施 (新编版)

井下供电系统改造安全技术措施(新编版)导语:做好准备和保护,以应付攻击或者避免受害,从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见,安全是目的,防范是手段,通过防范的手段达到或实现安全的目的,就是安全防范的基本内涵。 一、作业名称:井下中央变电所改造安全技术措施 二、施工负责人: 三、主要参加施工人员:等 四、工作标准及要求: 1、凡参与井下中央变电所改造的人员必须熟悉《煤矿安全规程》、《煤矿机电设备完好标准》、《煤矿机电设备检修质量标准》高、低压电气设备操作规程及电气防爆标准等有关规定。 2、参加施工人员必须经过专业技术培训并考试合格,并取得《井下机电维修工》资格证后方可上岗作业。 3、参加施工人员应熟知改造地点的供电系统及设备结构、性能、原理及运行情况。 4、参加施工人员必须随身携带合格验电笔、标准接地线、常用工具、材料、仪表零部件和停电警示牌。 五、施工方法与步骤: 1、施工人员必须严格执行高、低压电器设备操作规程。

2、施工前必须先检查瓦斯浓度,当瓦斯浓度小于0.5%时方可开始施工,并在施工过程中实时监测。 3、施工前必须将电源停电于井下变电所总开关处,并坚持停电、验电、放电、闭锁原则,并挂"有人工作、严禁送电"牌。 4、接地线应选用标准的三相短路接地线,其截面应符合短路电流的要求(不得小于25mm2),耐压等级与检修开关电压等级相适应。接地线在每次装设前应经过详细检查。损坏的接地线应及时修理或更换。禁止使用不符合规定的导线作接地或短路之用。接地线必须使用专用的线夹固定在导体上,禁止用缠绕的方法进行接地或短路。 5、工作的低压真空开关停电后,必须用供电电压等级相符,且经试验可靠的验电器进行测试,确认无电后方可进行后续作业。 6、低压真空开关施工前对其进行充分放电并装设三相短路接地线。进行放电、接地操作时,必须先接接地端、后接导体端(拆除地线时顺序相反),接地线应接触良好、连接可靠。人体不得接触接地线裸露端和未接地的设备导线。 7、施工完毕后,必须先拆除所装设的三相短路接地线,摘取停电牌,确认无误后,方可按程序送电。 六、施工安全技术措施:

供电设计计算

煤矿供电设计计算 煤矿供电设计计算 一、供电方案:见供电系统示意图 二、变压器选型计算 1﹑负荷统计与变压器的选择(动力): ⑴﹑负荷统计表 负荷名称安装台数安装容量额定电压额定电流功率因数需用系数备注 刮板输送机 3 55KW 660V 56.6 0.85 0.5 皮带 1 55KW 660V 56.6 0.85 0.5 (2)﹑变压器容量的选择: 变压器视在功率:S=∑Pe×Kx/cos¢ =732.4×0.5/0.85 =430.82KVA 所选变压器为一台KSGB-500/6进行供电,满足要求。 式中:∑Pe—所有设备的额定功率之和:732.4KW cosφ—平均功率因数:0.85 Pn.max—该组用电设备中最大一台电动机的额定功率,55KW; ∑Pn—该组用电设备的额定功率之和,183.4KW; Kx—需用系数:K x=0.286+0.714×Pn.max/∑Pn =0.286+0.714×55/183.4 =0.5

2﹑负荷统计与变压器的选择(主风机) ⑴﹑负荷统计表 序号负荷名称安装台数安装容量额定电压额定电流功率因数需用系数备注 1 风机(主)1台2×30KW 660V 69A 0.85 1 2 风机(其它)1台60KW 660V 69A 0.85 1 单台 (2)﹑变压器容量的选择: 变压器视在功率:S=∑Pe×Kx/cos¢ =240×1/0.85 =282.35KVA ∑Pe—所有设备的额定功率之和:282.35KW 所选变压器为:KSGB- 315/6 一台,满足要求。 需用系数(Kx):K x=1 ⑶﹑平均功率因数(cosφ):0.85 三、电缆的选择: 1﹑馈电开关(1#)到(8#)开关 ①按长时允许电流选择电缆 Ica=Kx×∑P e/√3×U e×COS¢ =1×60/1.732×0.66×0.85 =61.75(A) 选用MYP3×70+1×25电缆,70mm2电缆长时容许电流为215A

煤矿供电设计规范

煤矿供电设计规范 Jenny was compiled in January 2021

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行统计。 表1-1 工作面负荷统计表格式 平均功率因数计算公式: en e e en en e e e e pj P P P P P P + + ++ + + = ... cos ... cos cos cos 2 12 2 1 1 ?? ? ? 加权平均效率计算公式: en e e en en e e e e pj P P P P P P + + ++ + + = ...... 2 12 2 1 1η η η η

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 1)变压器需用容量b S 计算值为: pj e x b P K S ?cos ∑= ()KVA 2)单体支架各用电设备无一定顺序起动的一般机组工作面,按下式计算需用系数: ∑+=e x P P K max 714 .0286.0 3)自移式支架,各用电设备按一定顺序起动的机械化采煤工作面,按下式计算需用系数: ∑+=e x P P K max 6 .04.0 max P ——最大一台电动机功率,kw 。

井下其它用电设备需用系数及平均功率因数表

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:pj pj e x e g U k P I η?cos 3103 ??= ∑ ∑e P ——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) x k ——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) e U ——高压电缆额定电压(V) V 10000、V 6000; pj ?cos ——加权平均功率因数; (见变压器负荷统计中的结果) pj η——加权平均效率。、电缆截面的选择 选择要求是: g y I KI ≥

煤矿地面供电系统设计

煤矿地面供电系统设计 目录 摘要 1 煤矿简介及负荷统计..........错误!未定义书签。 1.1煤矿简介 (4) 1.2负荷统计 (4) 2 负荷计算 (5) 2.1负荷分级与负荷曲线 (5) 2.1.1供电负荷分级 (5) 2.1.2负荷曲线 (5) 2.2 矿井用电负荷计算 (6) 2.2.1设备容量的确定 (6) 2.2.2多个用电设备组的计算负荷 (8) 2.2.3负荷计算 (9) 2.3 功率因数补偿 (12) 2.3.1提高功率因数补偿的意义 (12) 2.3.2提高功率因数的方法 (13) 3 变电所主变压器选择 (14) 3.1 变压器的选取原则 (14) 3.2 变压器选择计算 (14)

3.3 变压器损耗计算 (15) 3.4 35kV侧全矿负荷计算及功率因数校验16 3.5 变压器经济运行方案的确定 (16) 4 电气主接线设计 (17) 4.1 对主接线的基本要求 (17) 4.2 本所电气主接线方案的确定 (18) 4.2.1 确定矿井35kV进线回路 (18) 4.2.2 35kV、6kV主接线的确定 (18) 4.2.3下井电缆回数的确定 (18) 5短路电流计算 (19) 5.1 短路电流计算的目的 (19) 5.2 短路电流计算中应计算的数值 (19) 5.3 三相短路电流计算计算的步骤 (20) 5.4短路电流计算过程 (20) 5.5短路参数汇总表 (28) 5.6 负荷电流统计表 (30) 6变电所的防雷与接地 (31) 6.1变配电所的防雷设计 (31) 8.1.1 变电所的防雷措施 (31)

6.2接地装置的设计及计算 (34) 6.2.1 保护接地方案设计 (34) 6.2.2 保护接地装置计算 (34) 结论 (35) 致谢 (36) 参考文献 (37) 摘要 百灵煤矿已有百年多历史,许多设备都是原来引进国外的。随着企业的发展,目前的供电系统不能安全、可靠的进行工作。本次设计主要是现有的供电设计特点进行分析、改造来满足供电系统的可靠性。本次设计主要有负荷计算、地面变电所设计、短路电流计算、地面高压选择、保护装置及地面避雷装置的选择等。系统主线以最大方式计算,并对短路电流和方式进行计算。以完全确保百灵煤矿井上供电系统全面、稳定的供电。 关键词:百灵煤矿;短路电流计算;负荷计算

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