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Ica 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30min 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（PN ）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 ⅠN 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
U N ——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 ≈ 2P N ； 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， I N ≈ 0.12P N ； 当电动机额定电压为10kV 时， I N ≈ 0.07P N 。
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···P Nn 。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Pca 总小于ΣP N 。
Pca =Kde ΣP N （4）
由Pca 可计算出Sca 和Ica
Sca =Pca /cosφ （5）
N
ca N ca ca U S U P I 3cos 3=
=
?
（6）
式中： U N ——额定电压，kV ；
Kde ——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cosφ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Kde 和 cosφ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，kvar ；
N
U ——电网的额定电压，kV 。
在式12和式13中，ca I 、ca ca Q P 、、cosφ、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·mm2；橡胶电缆取43.5，塑料电缆取48.6，铝芯
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
N
ca
ca L U A L
P A L I U γγ??==
cos 3 （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0.95U N ，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%U N ，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 Kde
功率因数 ?cos
tanφ 备注
井底 车场 无主排水泵 有主排水泵
0.6～0.7 0.75～0.85 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
0.6～0.75
0.6～0.7
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
丝
铠装电缆
矿用橡套
电缆
1kV四芯6kV三芯6kV 10kV 低压高压铜
芯
铝
芯
铜
芯
铝
芯
铜
芯
铝
芯
铜
芯
铝
芯
铜芯铜芯30
39
52
70
94
119
149
184
226
260
23
30
40
54
73
92
115
141
174
201
56
73
95
118
148
181
218
251
43
56
73
90
114
143
168
194
211
260
318
367
163
203
246
285
148
180
214
267
324
372
115
140
166
207
251
288
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）
用电设备名称最小截面用电设备名称最小截面
采煤机组
可弯曲输送机一般输送机回柱绞车
装岩机35～50
16～35
10～25
16～25
16～25
调度绞车
局部扇风机
煤电钻
照明设备
4～6
4～6
4～6
2.5～4
表4 电网额定电压与线路允许电压损失对照表
电网额定电压U N （ V ）
线路允许电压损失⊿U L ( V )
127 6 380 19 660 33 1140 57 6000 300 10000
500
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 kW 。 1、计算该工作面的负荷（Pca 、Sca 和Ica ）。 解：
1）计算总额定功率 ΣP N = P N1 + P N2 + P N3 +···+ P Nn
=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，cosφ取0.6。 3）计算有功计算功率
Pca =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/cosφ=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Ica=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 ＞Ica ，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Ica 为205A ，cosφ = 0.6，Pca =140.6 kW ，电缆截面为70mm2，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P N =110 kW ，U N =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35mm2矿用橡套电缆，其长时允许电流Ip 为138A 。Ip ＞I N 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 ?＜Lp U ?校验合格。
例3 某采区供电系统局部如图1所示，试选择电缆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
L1的负荷是一台电动机，长时工作电流为： Ica=I N =1.15P N =1.15×75=86A
查表2，选取25mm2，长时允许电流为113A ，Ip ＞IN 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
L 2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
T KBSG-400
/10/0.693
L 2
L 1
图5-1 例5-8电路
55kW
75kW 400m
80m
30kW
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70mm2，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KBSGZY-1000/6/1.14，该电缆允许电压损失为1%U N ①，试选电缆型号和截面。 解：
1）选取电缆型号
可选MYPTJ-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25mm2，Ip=121A ＞I 1N ，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 95mm2 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
周期分量
I sm
0.01
i s
-I sm t
图5-3 短路电流波形图0.15
i im
全电流
非周期分量
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。
22N
U U U V U W
U
U V W
）（2s
I N
（b ） 两相短路的一相等效电路 S S
R L
jX T jX L
R T
~
（a ） 两相短路示意图
）（2s I
T L 3
2N U
U U V U W
U
U W
）
（3s I N
（d ） 三相短路的一相等效电路
S S
R L
jX T jX L
R T
~
（c ） 三相短路示意图
）（3s
I T
L 图5-4 两相短路与三相短路
V
图中RT 、XT 、RL 、XL 分别表示变压器和线路的电阻、电抗，32
22N
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
(公式计算法)
计算公式
符号含义
1. 三相短路电流
Ⅰd
（3）
=V 2N /(3×∑∑+2)(2)(
X R )
2. 两相短路电流
Ⅰd
（2）
=V 2N /(2×∑∑+2)(2)(
X R )
3. 三相和两相短路电流换算关系
Ⅰd （3）=1.15Ⅰd （2）
Ⅰd （2）=0.866Ⅰd （3）
4. 总电阻和总电抗
∑R =R 1+R T +R 2
∑
X =X S +X 1+X T +X 2
5. 系统电抗 X S =U 2N (3)/ S d (3) 若井下中央变电所6kv 母线上的短路容量数据不祥，可用该变电所高压配电柜的额定断流容量进行近似计算。 根据不同的三相短路容量计算的系统电抗值，列于表13-1-1中。
6. 高压电缆的阻抗 R 1=(R 01×L 1)/K T 2 X 1=(X 01×L 1)/ K T 2 Z 1=(Z 01×L 1)/ K T 2=(R 01)2+(X 01)2 *L 1/ K T 2
7. 变压器的阻抗
R T =⊿P/(3Ⅰ22N )=( ⊿P ×U 22N )/S 2N
X T =(U X ×U 22N )/(3 ×100×Ⅰ2N )
=(U X ×U 22N )/( 100×S N ) U X =U 2Z —U 2R
U R =(⊿P ×100)/S N 或 X T =Z 2T —R 2T
Z T =(U Z ×U 22N )/100×S N
8. 低压电缆的电阻和电抗 R 2=R 02×L 2 X2=X 02×L 2 如果低压电网由几段电缆连接而成，应分别计算各段的电阻和电抗，然后相加。
Ⅰd （3）
—三相短路电流 Ⅰd （2）
—两相短路电流
V 2N ——变压器二次额定电压 。对于127.380. 660.1140v 电网分别为133.400.693.1200v
∑R .∑X —分别为短路回路中一相的总电阻和
总电抗Ω
X S —折合至变压器二次侧以后电源每相的
系统电抗Ω
S d (3) —井下中央变电所6kv 母线上的三相短路 容量，MV A
R 1.X 1.Z 1—折合至变压器二次侧以后高压电缆每相的电阻，电抗和阻抗Ω可见表13-1-4和表13-1-5 R 01.X 01.Z 01—高压电缆每相每公里电阻。电抗和阻抗其中电阻和电抗值可由表13-1-2查得
L 1—高压电缆的实际长度 km
K T —变压比 表13-1-3可查 R T .X T .Z T —变压器每相的电阻，电抗和阻抗
表13-1-6可查
S N . Ⅰ2N —变压器额定容量（VA ）,和二次侧的额
定电流A
U R .U X .U Z —分别为变压器电阻、电抗和阻抗压降
的百分值，%
⊿P —变压器的短路损耗
R 02.X 02—分别为低压电缆每相每公里的电阻和电抗值。表13-1-7可查 L 2—低压电缆的实际长度 km
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1
三相短路容量
（MV A）＞30 40 50 60 70 80 90 100 电压（V）
400 0.0053 0.004 0.0032 0.00267 0.0023 0.002 0.00178 0.0016
690 0.0159 0.0119 0.0095 0.008 0.0068 0.006 0.0053 0.0048 1200 0.0480 0.0360 0.0288 0.024 0.0206 0.018 0.016 0.0144
煤矿电工手册表13-1-2高压电缆每相每公里的电阻电抗值（Ω/km）整定细则附录二表2
截面＞16mm225 mm235 mm250 mm270 mm295mm2120mm2150mm2185mm2电压∨
6KV R0 1.34 0.857 0.612 0.429 0.306 0.226 0.179 0.143 0.116 6KV X00.068 0.066 0.064 0.063 0.061 0.06 0.06 0.06 0.06 10KV R0 1.313 0.84 0.6 0.42 0.3 0.221 0.175 0.14 0.114 10KV X00.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08
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
型号额定容量
(KV A) 额定电压(KV)
一次二次
额定电流A
一次二次
连接组阻抗电压
%
线圈阻抗（Ω）
R T X T
KBSG-50/6 50 6 0.4 4.81 41.6 Y.Y0/Y.d11 4 0.0384 0.1221 KBSG-50/6 50 6 0.69 4.81 72.1 Y.Y0/Y.d11 4 0.1153 0.3665 KBSG-100/6 100 6 0.4 9.62 83.3 Y.Y0/Y.d11 4 0.016 0.062 KBSG-100/6 100 6 0.69 9.62 144 Y.Y0/Y.d11 4 0.048 0.186 KBSG-200/6 200 6 0.4 19 166.6 Y.Y0/Y.d11 4 0.0068 0.0313 KBSG-200/6 200 6 0.69 19 288.4 Y.Y0/Y.d11 4 0.0204 0.093 KBSG-315/6 315 6 0.69 30 151.6 Y.Y0/Y.d11 4 0.0106 0.06 KBSG-315/6 315 6 1.2 30 262.5 Y.Y0/Y.d11 4 0.0319 0.18 KBSG-500/6 500 6 0.69 48 416.6 Y.Y0/Y.d11 4 0.006 0.038 KBSG-500/6 500 6 1.2 48 240.6 Y.Y0/Y.d11 4 0.0179 0.1138
KBSG-630/6 630 6 0.69 60.6 535 Y.Y0/Y.d11 5 0.0048 0.037 KBSG-630/6 630 6 1.2 60.6 303 Y.Y0/Y.d11 5 0.0145 0.1134 KBSG-800/6 800 6 1.2 71 385 Y.Y0 5.5 0.0117 0.098 KBSG-1000/6 1000 6 1.2 96 481 Y.Y0 6 0.0088 0.086
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
型号额定容量
KVA 额定电压（kv）
一次二次
额定电流A
一次二次
连接组阻抗电压
%
线圈阻抗（Ω）
R T X T
KBSGZY-50/6 50 6 0.4 4.8 72.1 Y.Y0/Y.d11 4.5 0.0512 0.1346 KBSGZY-100/6 100 6 0.69 9.62 83.3 Y.Y0/Y.d11 4.5 0.0576 0.2082 KBSGZY-100/6 100 6 0.4 9.62 144.2 Y.Y0/Y.d11 4.5 0.192 0.0694 KBSGZY-200/6 200 6 0.69 19.2 166.6 Y.Y0/Y.d11 4.5 0.024 0.1053 KBSGZY-200/6 200 6 0.4 19.2 288.4 Y.Y0/Y.d11 4.5 0.008 0.0351 KBSGZY-315/6 315 6 1.2 30.3 151.6 Y.Y0/Y.d11 4.5 0.0377 0.2022 KBSGZY-315/6 315 6 0.69 30.3 262.5 Y.Y0/Y.d11 4.5 0.0126 0.0674 KBSGZY-400/6 400 6 1.2 38.5 192.4 Y.Y0/Y.d11 4.5 0.027 0.1597 KBSGZY-400/6 400 6 0.69 38.5 333.3 Y.Y0/Y.d11 4.5 0.009 0.0532 KBSGZY-500/6 500 6 1.2 48.1 240.6 Y.Y0/Y.d11 4.5 0.0204 0.128 KBSGZY-500/6 500 6 0.69 48.1 416.6 Y.Y0/Y.d11 4.5 0.0068 0.0427 KBSGZY-630/6 630 6 1.2 60.6 303.1 Y.Y0/Y.d11 5.5 0.0167 0.1246 KBSGZY-630/6 630 6 0.69 60.6 538 Y.Y0/Y.d11 5.5 0.0056 0.0415 KBSGZY-800/6 800 6 1.2 77 384.9 Y.Y0/Y.d11 6 0.0135 0.1072 KBSGZY-1000/6 1000 6 1.2 96.2 481.1 Y.Y0/Y.d11 6.5 0.0101 0.0931
煤矿电工手册表13-1-7 矿井低压电缆每相每公里的电阻值和电抗值（Ω/k）细则附录三表5
阻抗∨4mm26mm210mm216mm225mm235mm250mm270mm295mm2 R0 5.50 3.693 2.159 1.369 0.8638 0.616 0.4484 0.3151 0.2301 X00.101 0.095 0.092 0.090 0.088 0.084 0.081 0.078 0.075
煤矿电工手册表13-1-9c 系统电抗的换算长度（m）整定细则附表3
U2N(V) 10(MVA) 15(MV A) 20(MV A) 25(MV A) 30(MVA) 40(MVA) 50(MVA) 100(MV A) 400 35.1 23.4 17.6 14.1 11.7 8.8 7.0 .51 690 104.6 69.7 52.3 41.8 34.9 26.1 20.9 10.46 1200 316.3 210.9 158.2 126.5 105.4 79.1 63.3 31.63
煤矿电工手册表13-1-9d 高压电缆换算系数k 整定细则附录二表4
电缆截面（mm2）400 690 1200
10 0.019 0.057 0.172
16 0.012 0.035 0.107
25 0.008 0.023 0.068
35 0.006 0.016 0.049
50 0.004 0.011 0.034
70 0.003 0.008 0.025
95 0.002 0.006 0.019
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；
X s=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）
R 0=0.42Ω／km X 0=0.08Ω／km
由公式R 1=(R 0×L 1) ／K 2T 求出高压电缆折合到低压侧的电阻和电抗值；
R 1=(R 0×L 1) ／K 2T =(0.42×3) ／8.72 =0.0166Ω 式中；L 1－高压电缆长度 km
X 1=(X 0×L 1) ／K 2
T K T －变比 =(0.08×3) /8.72=0.0032 Ω
3） 变压器的电阻和电抗值（表13-1-6可查到）
R T =0.006Ω X 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 R 2=0.4484×1＝0.44484Ω X 2=0.081×1＝0.081Ω 支线电缆 R 3=0.8638×0.2＝0.1728Ω X 2=0.088×0.2＝0.0176Ω 5） 短路回路每相总电阻、电抗值 d 1点 ∑R=R 1+R T
=0.0166+0.006=0.0226Ω
∑X=X S +X 1+X T
=0.0095+0.0032+0.038=0.0507Ω d 2点 ∑R=R 1+R T +R 2+R 3
=0.0166+0.006+0.4484+0.1728=0.6438Ω
∑X=X S +X 1+X T +X 2+X 3
=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）d1= V 2N ／(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= V 2N ／(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）d1= V 2N ／(2×∑∑+2)(2)(X R
=690／ (2×2)038.0(2)006.0(+)=8968 A
2、d 2点 ∑R=R T +R 2+R 3
=0.006+0.4484+0.1728=0.6272Ω
∑X=X T +X 2+X 3
=0.038+0.081+0.0176=0.1366Ω Ⅰ（2）d2= 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%， d 2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） L 2=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） L 2=K ×L=1.91×200
=382m
5） 计算电缆换算总长度
d 1点
∑L=L S +L 1
=20.9+33=53.9m
d 1点
∑
L=L S +L 1+L 2+L 3
=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 4
2、计算短路电流值（表13-1-16可查）
d 1点Ⅰ（2）d1=8968A
d 2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
井下各种高低压配电装置中，都安装有过电流保护装置。这些过电流保护装置能在电网发生过载和短路故障时，使断路器跳闸和发出信号，保护电网和人身安全。
过电流保护装置需要计算和调定其动作（跳闸）电流，才能在发生故障时正确跳闸。
给过电流保护装置确定一个动作（跳闸）电流，称为过电流保护装置的整定。井下电网的所有的高低压配电装置（电磁启动器、馈电开关、高压配电箱），都必须整定过电流保护装置后，才能投入运行。运行中要定期检查过电流保护装置的动作可靠性。
井下电网的过电流保护分为过载保护和短路保护两种。过载保护能在电动机、变压器和电缆中的电流小幅度、长时间超过其额定电流或长时允许电流时，切断电源，防止烧坏电动机、变压器和电缆。过载保护是长延时反时限特性。短路保护是在发生短路时立即跳闸切断电源。
一、对电网过流保护装置的要求
1）快速性
供电系统中发生短路故障时，必须快速切除故障，以减轻故障的危害。井下的短路保护是瞬动的。
2）选择性
供电系统发生故障时，要求保护装置只将故
障部分切除，保证无故障部分继续运行。3）灵敏性
在过流保护装置的保护范围内，不论发生故障的性质和位置如何，保护装置均应反应灵敏并保证可靠动作。保护装置的灵敏性用灵敏度系数Kr来衡量。
4）可靠性T
L
1
L
S3
S1
1234
567
L
L3
可靠性是指当供电系统正常运行时保护装置不应误动作，保护范围内发生故障和不正常运行状态时，保护装置能可靠动作，不应拒动。为保证保护装置动作的可靠性应注意以下几点：
（1）正确整定保护装置的动作电流；
（2）选用技术性能先进、保护效果好的保护装置； （3）提高安装质量，加强检查和维护。 5）后备保护
井下的电缆和变压器必须至少有两个开关保护，即必须有一个主保护和至少一个后备保护。
在图5-9中L 4电缆由7号开关作主保护，5号开关作后备保护；L 2电缆由6号开关作主保护，5号开关作后备保护；L 1电缆由2号开关作主保护，1号开关作后备保护。
从开关角度讲，5号开关的主保护区到S3短路点，后备保护区到S2、S4两个短路点；2号开关的主保护区到S1短路点，后备保护区到S3短路点。即一个开关的后备保护区直到下一级开关的主保护区末端。 二、井下过电流保护装置的整定
目前，煤矿井下的开关主要有三类：矿用隔爆型电磁启动器、矿用隔爆型自动馈电开关、矿用隔爆型高压配电箱。内装的过流保护装置均为电子型或智能型。
1.真空电磁启动器过电流保护装置的整定
电磁启动器通常控制一台或两台同时启动的电动机，如图5-9中的6、7号开关。特殊情况下也可作为总开关使用（例如风电闭锁用电源开关、大型采煤机的启动器），这时应按照馈电开关的整定方法整定。 1）过载保护
电磁启动器过载保护的保护对象是电动机，动作电流为
N
opl I I = （5-34）
式中
opl
I ——电磁启动器过载保护整定电流，A ；
N I ——电动机的额定电流，A 。
炮采工作面刮板输送机可适当增大整定值，以避免频繁跳闸。最大可至1.05N I 。 若电磁启动器的动作电流是按其额定电流的倍数标定的，则需把opl
I 换算成启动
器额定电流的倍数。 2）短路保护
st
op I I = （5-35）
式中
op
I ——电磁启动器过流保护的动作电流，A ；
st I ——电动机的启动电流，A ；全压直接起动的电动机st I =（5~7）N I 。
有些电动机配套有电控系统，可以降低起动电流，例如上山绞车电动机、用软启
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
企业供电系统杜家村煤矿工程设计
信息与电气工程学院 课程设计说明书（２01５/2016学年第一学期） 课程名称：企业供电系统工程设计 题目:杜家村煤矿3５kV变电所设计 专业班级： 学生姓名: 学号： 指导教师： 设计周数: 1周 设计成绩： 201６年1月１4日
目录 1 设计目的.................................................. 错误!未定义书签。 2 设计数据?错误!未定义书签。 2．1 给定数据............................................ 错误!未定义书签。 2.2 用电负荷数据?错误!未定义书签。 3 技术要求.................................................. 错误!未定义书签。 4 主要任务 (2) 5 变电所的设计?错误!未定义书签。 ５.1 负荷计算?错误!未定义书签。 地面６ｋV高压：?2 5．２短路电流计算?错误!未定义书签。 5．２.1 ３５kV母线K1点短路......................... 错误!未定义书签。 5.２.2 6ｋV母线K2点短路：?错误!未定义书签。 5．2.3 ６kV母线短路电流............................ 错误!未定义书签。 ５.3 供配电系统的设计方案技术及经济性对比................ 错误!未定义书签。 5.4 供配电系统图的拟定和绘制?错误!未定义书签。 5.4.1 一次侧的设计................................... 错误!未定义书签。 5．4.2 二次侧的设计.................................. 错误!未定义书签。 5．5 变压器的选择........................................ 错误!未定义书签。 5．6 主要电气设备的选择.................................. 错误!未定义书签。 5．6.1 高压设备的选择?错误!未定义书签。 5.6.2 选隔离开关..................................... 错误!未定义书签。 5.6.３低压设备的选择?错误!未定义书签。 ５．6.4 互感器的选择?错误!未定义书签。 ５.６．５高压熔断器的选择?错误!未定义书签。 5.７线缆的选择?错误!未定义书签。 5.7.1 母线的选择?9 5.7.2 各负荷电缆的选择?错误!未定义书签。 6 心得体会.................................................. 错误!未定义书签。 7 参考文献.................................................. 错误!未定义书签。 8 指导教师评语?错误!未定义书签。
煤矿井上下供电高低压开关整定调整计算
煤矿井上下供电高低压开关整定调整计算由于雨季来临，井下涌水量增大，主、副斜井分别将18.5KW潜水泵更换为37KW潜水泵（污水泵），主回联络巷现已贯通，新安装25KW调度绞车一台，部分开关整定值需重新计算。 一、负荷统计： 空压机160KW(1台工作1台备用）、 主斜井：绞车40KW1台、耙渣机55KW1台、照明信号综保（4KVA)1台、绞车25KW1台，污水泵37KW和18.5KW(1台工作1台备用）、污水泵7.5KW(1台工作1台备用）、喷浆机5.5KW1台。同时工作容量164.5KW. 副斜井：绞车40KW1台、耙渣机55KW1台、照明信号综保（4KVA)1台、污水泵37KW和18.5KW(1台工作1台备用）、污水泵7.5KW(1 台工作2台备用）、喷浆机5.5KW1台。同时工作容量139.5KW. 回风斜井：绞车40KW1台、皮带机2×40KW1台、刮板机40KW1台、耙渣机55KW1台、照明信号综保（4KVA)1台、污水泵18.5KW(1台工作1台备用）、污水泵7.5KW1台、喷浆机5.5KW1台。同时工作容量241KW. 主回联络巷：刮板机40KW2台、污水泵7.5KW1台。同时工作容量87.5KW. 局扇：10台(1台工作1台备用），2×30＋30＋30＋30＋22＝172KW. 二、保护装置整定计算： 1、馈电开关整定：
1.1、K-1#总开关整定： I Z =ΣP/（√3Ucos ￠）KtKf 式中 Pe ——额定功率之和（KW ） Ue ——额定电压（0.69KV ） 同时系数Kt=0.8－0.9，负荷系数Kf ＝0.6－0.9 I Z =ΣP/（√3Ucos ￠）KtKf =(160＋164.5＋139.5＋241＋87.5）/(1.732×0.69×0.8）×0.8×0.8 =530A ，取整定值为550A 。 按上式选择出的整定值，还应用两相短路电流值进行校验，应符合下式的要求： 5.1I I )2(d z 式中 I Z —过流保护装置的电流整定值，A ； I d （2）—被保护电缆干线或支线距变压器最远点的两相短路电 流值，A ； 折算电缆长度 95mm2电缆，实际长度10m ，折算系数为0.53， 换算长度为5.3m ； 50mm2电缆，实际长度290m ，折算系数为1.0，换算长度为290m ； 50mm2×2电缆，实际长度300m ，折算系数为0.5，换算长度为150m ；折算电缆长度合计445.3m 查表得d1两相短路电流值为1640A
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：
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
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
矿井供电计算方法
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 21221 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 ++++++= ...η...ηηη212211 2、负荷计算 1）需用变压器容量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： ∑ max 714 .0286.0e x P P K += 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 。 ①适用一般机组工作面 K x = + ×P max ∑P e [煤矿供电手册(矿井供电下10-3-2)] ②适用机械化采煤工作面 K x = + ×P max ∑P e [煤矿供电手册(矿井供电下10-3-3)]
③cosφpj= ∑(P i×cosφei) ∑P i [煤矿综采连实用电工技术(3-3-3)] ④K b= K x×∑P e cosφpj [煤矿供电手册(矿井供电下10-3-1)] 井下其它用电设备需用系数及平均功率因数表
矿山供电系统设计说明
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。如钢厂炼钢炉，停电30min，即造成炼钢炉报废；电解铝厂，停电15min，即造成电解槽
(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）
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
煤矿井下供电设计指导书(综采篇)
煤矿井下供电设计指导书 （综采篇） 引文：本指导书主要依据GB50417-2007《煤矿井下供配电设计规范》中相关内容进行编制，严格执行《煤矿安全规程》、《煤炭工业设计规范》、《煤矿井下供电设计技术规定》中的有关规定。 第一章井下综采供电设计概述 1、根据地质资料、巷口平面图以及采煤工艺，确定巷道及其设备布置，采煤方法，主要运输设备。 2、根据通风系统的要求，为确保工作面回采过程中通风系统的稳定，选择合适的通风方式，以及局扇通风设备。 3、根据工作面位置确定电源的取向，以及电压等级的确定。 表3 煤矿常用的电压等级及用途
4、根据地质部门提供的水文资料，选择排水设备。 第二章 井下电力负荷统计及计算 我矿工作面均为高产高效工作面，根据工作面基本参数，结合综采配套设备重新定型，电力负荷计算应符合下列规定： 1、能够较精确计算出电动机功率的用电设备，直接取其计算功率； 2、其他设备，一般采用需要系数法计算。 S= cos d K Pe φ ?∑ 式中：S —工作面的电力负荷视在功率（kV A ） ∑Pe—参加计算的所有用电设备额定功率之和,KW Kd —需用系数 Kd = r Klo Kt ηη ?? Klo —同时系数。该工作组在最大负荷时，工作着的用电设 备容量与该组用电设备总容量之比称为同时系数 Kt —负荷系数。该设备组在最大负荷时，工作着的用电设备 实际所需功率与工作着的用电设备总功率之比称为负荷系数，取0.74 r η—线路供电效率。线路末端功率与始端功率之比，一般 为0.95～0.98。
η—用电设备在实际运行功率时的效率,取0.9 cos Φ—加权平均功率因数,取0.85 第三章 变压器的选型 变压器是供电系统中的主要电气设备，对供电的可靠性、安全性和经济性有着重要意义，如果变压器容量选择得过大，不仅使设备投资费用增加，而且变压器的空载损耗也将过大，促使供电系统中的功率因数值减小；如果变压器容量选择得过小，在长期过负荷运行情况下，铜损将增大，使线圈过热而加速老化，缩短变压器寿命，既不安全也不经济。因此，正确的计算负荷和选用变压器是井下供电设计中的重要组成部分，必须予以重视。我矿根据多年来的实践经验，整合了一套计算方法，供有关单位及技术人员参考。 一、根据变压器二次侧实际工作负荷容量来计算 S b = cos d K Pe φ ?∑ 可知 式中:Sb —变压器计算容量,KV A ∑Pe—参加计算的所有用电设备额定功率之和,KW Kd —需用系数 Kd = r Klo Kt ηη ?? Klo —同时系数。该工作组在最大负荷时，工作着的用电设备容 量与该组用电设备总容量之比称为同时系数 Kt —负荷系数。该设备组在最大负荷时，工作着的用电设备实际 所需功率与工作着的用电设备总功率之比称为负荷系数，取0.74
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。
煤矿井下电力监测监控系统的设计方案
煤矿井下电力监测监控系统设计方案 一、系统组成 1．1 数据交换中心 此部分主要由数据采集服务器和两台互为冗余的网路交换机组成。 数据采集服务器：主要通过井下隔爆交换机把井下各个电力监控分站的数据采集汇总到此服务器，完成数据处理及数据备份。 选用了IBM X3500服务器一台，做了RAID5磁盘镜像。 网路交换机：采用了双交换机、冗余设计，保证了地面集控站与数据交换中心的数据链路安全。 选用了CISC029系列的两台网络交换机。 1．2 地面集控站 此部分主要配置包括两台互为双机热备的电力监控服务器(选用IBM X3500服务器)和两台操作员站(选用DELL工控机)。 主要根据采集的电网数据和友好的软件平台，实现电网的运行监视和控制管理。另外，地面集控站预留了视频及WEB接口，便于将来扩充视频服务器和WEB服务器。视频服务器主要用于将井下和地面的配电室及变电所现场安装的摄像头采集的视频信号进行监视和保存；WEB服务器则用于将系统采集的电网数据以网页的形式发布到公司的办公系统网络中，公司领导只要在自己的办公室打开电脑就可以观看到全矿的电网实时数据。 综述，以上体系结构符合集控系统的体系结构原理，满足了系统功能和性能要求，并且符合实时性、安全性和可靠性原则。关键设备用了冗余配置。 二、系统软件 2．1 系统组态软件 选用了具有良好的开放性和灵活性的SIMATIC WinCC组态软件，布置在地面集控站的监控服务器上，实现用户的监控需求。采用此软件主要有以下优点： (1)包括所有的SCADA功能在内的客户机／服务器系统。最基本的WINCC系统仍能够提供生成可视化任务的组件和函数，而且最基本的WINCC系统组件即涵盖了画面、脚本、报警、趋势和报表的各个编辑器。 (2)强大的标准接口。WINCC提供了OLC、DDE、ActiveX、OPC等接口，可以很方便地与其他应用程序交换数据。 (3)使用方便的脚本语言。WINCC可编写ANSI-C和Visual Basic脚本程序。 (4)具有向导的简易(在线)组态。WlNCC提供了大量的向导来简化组态工作。在调试阶段还可以进行在线修改。 2．2 系统数据库软件 系统选用了力控实时数据库，它以其强大的功能，为企业信息化建设提供了完整的实时管理工具，能够提供及时、准确、完整的产生和统计信息，为实施企业管控一体化提供稳固的基础和有力的保证。其性能主要有： (1)真正的分布式结构，同时支持C／S和B／S应用； (2)实时数据库系统具有高可靠性和数据完整性； (3)灵活的扩展结构可满足用户各种需求； (4)高速的数据存储和检索性能；
煤矿供电系统设计
目录 前言 (3) 设计原始资料 (4) 一、全矿概貌 (4) 二、采区资料 (4) 第一章一般规定 (5) 第一章采区变电所的变压器选择 (5) 一、采区负荷计算 (5) 二、变压器容量计算 (6) 三、变压器的型号、容量、台数的确定 (6) 第二章采区变电所及工作面配电所位置的确定 (7) 一、采区变电所位置 (7) 二、工作面配电点的位置 (7) 第三章采区供电电缆的确定 (8) 一、拟定原则 (8) 二、按照采区供电系统的拟定原则确定供电系统图 (9) 第四章采区高低压电缆的选择 (11) 一、选择原则 (18) 二、选择步骤 (18) 三、电缆长度的确定 (11) 四、电缆型号的确定 (11) 五、电缆选择原则 (11) 六、低压电缆截面的选择 (11) 七、采区电缆热稳定校验 (15) 第六章采区低压控制电器的选择 (20) 一、电器选择按照下列一般原则进行 (20) 二、据已选定的电缆截面、长度来选择开关、起动器容量及整定计算 (20) 第七章低压保护装置的选择和整定 (22) 一、低压电网短路保护装置整定细则规定 (22) 二、保护装置的整定与校验 (22) 第八章高压配电箱的选择和整定 (27)
一、高压配电箱的选择原则 (27) 二、高压配电箱的选择 (27) 三、高压配电箱的整定和灵敏度的校验 (28) 第九章井下漏电保护装置的选择 (29) 一、井下漏电保护装置的作用 (29) 二、漏电保护装置的选择 (29) 三、井下检漏保护装置的整定 (29) 第十章井下保护接地系统 (30) 结束语 (32) 参考文献 (33)
前言 在即将毕业之际，根据教学大纲安排，完成毕业论文及设计、做好毕业答辩工作，我到了大同同煤集团雁崖矿参加毕业实习。 此次实习任务，除了对该煤矿作业过程及对矿井各设备的了解，还须收集矿井原始资料，并以其为依据，对矿井采区作供电系统的设计。 本设计分为三大部分，第一部分为原始资料，第二部分为设计过程，第三部分为参考资料，书中着重讲述采区供电系统中各电气设备的设计过程，如高压配电箱、变压器。电缆的选择方法，并对其的整定及校验，书中详细叙述了电缆及设备的选择原则，井下供电系统采取各种保护的重要性，简明易懂。 本设计方案符合《煤矿安全规程》、《煤矿工业设计规范》，坚持从实际出发、联系理论知识，在设计过程中，通过各方面的考虑，选用新型产品，应用新技术，满足供电的可靠性、安全性、经济性及技术合理性。 通过设计，让我了解了矿山的概况,了解了煤矿供电系统运行和供电设备管理情况和煤矿生产管理的基本知识，使自己具有一定的理论知识的同时，又具有较强的实际操作能力及解决实际工程问题的能力，根据新采区的实际情况，在老师和单位技术员的指导下，并深入生产现场，查阅了有关设计资料、规程、规定、规范。听取并收录了现场许多技术员的意见及经验，对采区所需设备的型号及供电线路等进行设计计算与分析。 本次设计承张文老师的指导及同煤集团雁崖矿机电科长的大力支持，在此表示深深的谢意！ 编者 2011年10月
煤矿供电整定计算原则
新安煤矿供电系统整定计算原则 机电科张永杰 一、掘进头等带电机起动开关的整定计算： ①、整定原则：按电机额定电流整定，当计算出整定结果，保护器无相应档位时，可适当提高至高档位。 计算公式：Ie=1.15×Pe(kw) 例：当一台设备额定功率为90kw 时，具体整定结果如下： 1.15×90=103.5A 如开关保护器无103.5A 档位时，可适当提高，将其整定结果整定为105A 。 二、变电所内分开关整定计算： 整定原则：①、速断：满足正常最大负荷时的运行： Idz ≥1.15×最大设备功率×6（设备启动时最大电流倍数）+1.15×其他设备总功率 对于开拓工作面，按同一数值整定，确定整定Ie 稳定，不至于经常调整，对速断按两相短路进行效验： 5.1) 2(>Idz Id 即可 例如：变电所内某台分开所带设备负荷分别为：30kw 、20kw 、10kw ，其整定计算方法如下： 1.15×30×6+1.15×（20+10）=241.5A 速断用两相短路进行校验，需计算出两相短路电流： 已知我矿5#变电所最小运行方式下短路电流为2560A 。 效验：5.1) 2(>Idz Id =5.16.105.2412560>≈ 效验合格 所以，本台开关速断可整定为245A 。 具体数值查《煤矿三大保护》。 ②、过流：满足可能的最大负荷运行，不跳闸,延时按2档即可，具体查开关说明书。 ③、漏电：调至为功率型，延时可调至50V/0ms ，确定负荷侧出现漏电时，迅速跳闸，不越级。 三、变电所内变压器低压侧总开关计算整定 ①、速断：按变压器低压侧最大设备启动电流： 6Ie+其他设备额定电流 该整定计算后必须小于控制变压器高爆开关的速断整定值，且大于负荷侧分开关的速断整定值，必须用分开关负荷侧短路电流校验其可靠性。 例如：变电所内某台变压器低压侧总开关下所带设备负荷统计分别为：100 kw 、80 kw 、60 kw 、50 kw 、30kw ，其整定计算方法如下： 1.15×100×6+1.15×（80+60+50+30）=943A ②、过流：按变压器额定容量计算出二次侧允许的额定电流，取整定即可，延时取2~4档。其计算方法如下： 例如：变压器容量为500KV A ，电压等级为660V 。 Ie= S/3U=500/1.732×660=437A
煤矿供电设计
供电系统设计 一、供电系统的拟定 1、地面主供电线路（详见供电系统图） 根据《煤矿规程》第四百四十一条规定，结合五一煤矿的实际情况，现拟定矿井供电线路为两条，一是由永安变电站向五一煤矿地面配电室输送的6KV 供电线路；二是由元门坝变电站向五一煤矿地面配电室输送的6KV 供电线路。 2、矿井主供电线路详见供电系统图） 根据《煤矿规程》第四百四十一条规定，结合五一煤矿的实际情况，现拟定矿井供电线路为两条， 第一条：采用ZLQ50mm 2铠装电缆从地面10KV 站向+510 中央变电所供6000V 电源，电缆长度为1200m。 第二条：采用ZLQ35mm 2铠装电缆从地面10KV 站向+350 中央变电所供6000V 电源，电缆长度为1700m。 第三条：采用ZLQ35mm 2铠装电缆从地面10KV 站向+200 中央变电所供6000V电源，电缆长度为2200m；从+200中央变电所采用VUZ35mm2铠装电缆向南翼采区变电所供6000V电源，电缆长度为2300m。 2、联络电缆供电情况： +510水平中央变电所与+350水平中央变电所联络供电采用 ZLQ35mm2铠装电缆，电缆长度为500m；+350水平中央变电所与+200 水平中央变电所的联络供电采用ZLQ35mm2铠装电缆，电缆长度为500m。 二、各中央变电所变压器容量的计算 1、+510 中央变电所变压容量的计算 P510 =》Pe K x * COS pj 其中》P=P l+P2 + P3, P1=130KW 为2m 绞车负荷； P2=75KW 为1.2m 人车负荷； P3=30KW 为照明等其它负荷。则
Xi e=130+75+30=255KW ; K x=0.7, Cos晌=0.7 P5io=235>O.7 ￡.7 =235KVA > 180KVA。 由于考虑到1.2m绞车是专提升人员用，故该变电所采用两台变压器分别向2m 绞车和1.2m 绞车供电。即一台180KVA 和一台100KVA 的变压器。因此完全能够满足生产需要。 2、目前+350水平中央变电所变压器容量的计算 P350 前=SP e K x ￡ COS pj 其中》P=P l+P2 + P3+P4 + P5, P i=250KW 为D280X43X5的主排水泵负荷； P2=155KW 为150D30X7排水泵的负荷； P3=130KW 为压风机负荷； P4=110KW 为1.6m 人车负荷； P s=15^2=30KW为充电设备及照明等其它负荷；则 XP=250+155+130+110+30=675KW; K x=0.85, Cos 恼=0.8 P350前=675X).85 ￡.8 =717.8KVA 。 由于该中央变电所，目前有比较多的大容量设备，因此，选用三变压器，两台320KVA 和一台200KVA 的变压器。其中一台320KVA 的变压器供200D43X5的水泵250KW 电动机的电；另一台320KVA的变压器供压风机130KW 和1.6m人车130KW 电动机的电；一台200KVA的变压器供两台 150D30X7的水泵155KW电动机的电，两台水泵一台排水，一台备用。 3、南翼投产后+350 中央变电所变压器的容量计算由于南翼投产后两 台压风机已搬至南翼采区变电所，因此，+350中 央变电所的负荷发生变化，其变化后的情况如下： P350 后=XP e K x ￡ COS pj 其中》P=P l+P2 + P3+P4 , P i=250KW 为D280X43X5的主排水泵负荷； P2=155KW 为150D30X7的排水泵负荷； P3=110KW1.6m 人车负荷；
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 ≥