供电设计规范及短路整定细则

供电设计标准及短路整定细则机电科10名目\l“_TOC_250028“—负荷计算与变压器选择 2\l“_TOC_250027“负荷统计 2\l“_TOC_250026“负荷计算及变压器选择 2\l“_TOC_250025“二高压电缆选择计算和校验 3\l“_TOC_250024“按长时负荷电流选择电缆截面 3\l“_TOC_250023“电缆截面的选择 4\l“_TOC_250022“按经济电流密度选择高压电缆截面 5\l“_TOC_250021“按热稳定校验电缆截面 5\l“_TOC_250020“按允许电压损失校验高压电缆截面 6\l“_TOC_250019“三低压电缆选择计算和校验 7\l“_TOC_250018“按长时负荷电流初选电缆截面 7\l“_TOC_250017“电缆截面的选择 8\l“_TOC_250016“按允许电压损失校验电缆截面 8\l“_TOC_250015“四短路电流计算 10\l“_TOC_250014“五保护整定计算 11\l“_TOC_250013“负荷电流计算 11\l“_TOC_250012“井下供电系统保护整定计算 12\l“_TOC_250011“电磁启动器 13\l“_TOC_250010“馈电开关 14\l“_TOC_250009“移动变压器高压配电装置 15\l“_TOC_250008“移动变压器低压配电装置 17\l“_TOC_250007“高压电动机用高压配电装置 18\l“_TOC_250006“掌握线路的高压配电装置 19\l“_TOC_250005“使用范围：移动变压器 19\l“_TOC_250004“使用范围：母联(联络开关)和总开 21\l“_TOC_250003“使用范围：井下上下级变电所总开 21\l“_TOC_250002“照明、信号综合保护装置 22\l“_TOC_250001“组合开关的整定 22\l“_TOC_250000“35kV变电所开关柜的整定 23据，也是配电网络计算的依据之一。负荷统计额定功额定电额定功额定电率〔kW〕压〔V〕额定电流(A)功率因数cosφ效率η启动电流e电动电动设备名称机台机型功率数号平均功率因数计算公式：cos

cose1

P cose2

...Pen

cosenPpjP

P Pe1

...Pen P P

...Penenenen e1 e1pj P

P ...Pe1 e2 en负荷计算及变压器选择b变压器需用容量S计算值为：b PS K e〔kVA〕b xcospj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：PK 0.2860.714x

max Pe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：PK 0.40.6x

max PeP ——最大一台电动机功率，kW。max

井下负荷名称需用系数井下负荷名称需用系数KXcosφmaxe掘进工作面：承受掘进机的0.50.6～0.7非掘进机的0.3～0.40.6电机车：架线式电机车0.5～0.650.9蓄电池电机车0.80.9其它运输设备〔如输送机、绞车等〕0.50.7井底车场：无主排水设备0.6～0.70.7有主排水设备0.75～0.850.8综采工作面：综合机械化工作面〔自移支架〕0.4+0.6P /ΣP0.7一般机械化工作面〔单体支架〕0.286+0.714Pmax/ΣPe0.6一般机械化工作面〔倾斜机采面〕0.6～0.750.6～0.7缓倾斜煤层〔炮采工作面〕0.4～0.50.6急倾斜工作面〔炮采工作面〕0.5～0.60.7按长时负荷电流选择电缆截面长时负荷电流计算方法： Pk1033Ucos3Ucosg式中：

e pj pjeΣP——高压电缆所带的设备额定功率之和，kW；eK——需用系数；KXeU——高压电缆额定电压，10kV；ecospj——加权平均功率因数；pj——加权平均效率。0.8-0.9电缆截面的选择选择要求是：KI Iy gII gy K初步筛选出符合条件的电缆gI——电缆的工作电流计算值，A；gYI25℃时电缆长时允许负荷电流，A；YK——环境温度校正系数。电缆芯线最高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51015202530354045/℃651.221.171.121.061.00.9350.8650.7910.707按经济电流密度选择高压电缆截面IA gj nIjI——经济电流密度；Ijn——同时工作电缆的根数。经济电流密度选择表/h1000～30003000～50005000以上

经济电流密度〔A·mm-2〕2.502.252.00备注：年最大负荷利用小时数一班作为1000～3000h，两班作业3000～5000h5000h以上。流密度，叫做经济电流密度。按热稳定校验电缆截面

A Imin

(3)tfd tfA ——电缆短路时热稳定要求的最小截面， A I(3)d

——三相最大稳态短路电流，A；计算方法：3UI(3)3UdPSSMVA；一般指地面变电所，10kV10kV10kV母线为基准。计算井下凹凸压短路电流10kV母线为基准。SpU——平均电压，kV；pt——短路电流作用的假想时间；tfC——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额定电压(kV)电缆中间有接头电缆中间无接头3～10kV93.4159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。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：pLU% gg e

RXtanPkW；PK Px e Pe——高压电缆带的全部设备额定功率之和，kW；KX——需用系数，计算和选取方法同前；tan ——电网平均功率因数对应的正切值；1cos21cos21eU——高压额定电压，10kV；egR、——所选高压电缆的每公里电阻和电抗Lkm。g％。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。3U3Ucose e e

P103I I g e

e 〔A〕egI ，I ——分别为通过电缆的电动机工作电流与额定电流；egeP——电动机的额定功率，kW；eUe——电动机的额定电压，V；e——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：K PK3U cos3U cose pj pjg

103

〔A)电缆芯线最高允许电缆芯线最高允许工作温度/℃51015202530354045651.221.171.121.061.00.9350.8650.7910.707Kx——需用系数，需用系数计算和选取方法同上； 0.8~0.9pj——平均效率，取pj ；cos 0.7pj——平均功率因数，可以取 。中途分支干线电缆的工作电流进展计算。电缆截面的选择选择要求是：KI Iy ggI——电缆的工作电流计算值，A；gyI25℃时电缆长时允许负荷电流，A；yk——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〔二次侧〕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

U%b

Sb U cosS r pje

U sin x pjUr——变电器电阻压降；Ux——变电器电抗压降；Sb——选择变压器时计算的需用容量，KVA ；cos pj——选择变压器时的加权平均功率；1cos21cos2pjpjSe——选择的变压器额定容量。变压器电压损失确定值：U UU Vb b e2注：正常运行时电动机的电压降应不低于额定电压的7%～9%。低压电缆干线和支线电压损失：U% pL RX tan10U2 0 0eP ——电缆所带的负荷计算功率kw ；PK Px e Pe——电缆带的全部设备额定功率之和，kW；K——需用系数，计算和选取方法同前；KXtan ——平均功率因数对应的正切值；U——低压电缆线路的额定电压；Ue0 R，X——电缆每公里电阻和电抗〔0 Lkm。定细则》短路电流的计算方法。计算阻抗：Z=22式中：Z——短路回路总阻抗，Ω；R——短路回路总电抗，Ω；X——短路回路总电阻，Ω；〔总电阻〔电阻值〕的总和，留意不要遗漏任何一个需要考虑的元件阻抗。X=XL0R=RL0式中：X、R0 0

——线缆的单位电阻、单位电抗，/km；L——线缆的长度，km；计算短路电流三相短路电流：U U3Z323Z32R2d两相短路电流：U U2〔X2+〔R2〔X2+〔R2d 2Z式中：U ——各级线路始末两端的平均电压〔线电压〕，1.05av线路额定电压。各表准电压等级的平均电压值如下表：127V220V380V660V3kV6kV10kV35kV110kV220kV133V230V400V690V3.3kV6.3kV10.5kV37kV115kV231kV标准电压平均标准电压平均负荷电流计算1计算公式：3UNI= 3UN

K P3cos3cosUN式中：S——计算容量，KVA；NU ——负荷额定电压，kV；NK——需用系数；xP——设备额定功率之和，kW；Ncos——设备组平均功率因数。2需用系数:需用系数是电力负荷计算中引入的一个概念，指用电设备30min用的功率占额定功率的比例。综采工作面的需用系数：PK =0.4+0.6X

maxP40%。采区变电所的负荷计算还应考虑采区变电所同时系数〔供给二个工作面时取0.95，三个以上的取0.电所610kV母线还需考虑变电所同时系数0.～0.。井下供电系统保护整定计算《煤矿安全规程》对井下电气设备保护的配置要求高压电动机高压电动机动力变压器的高压控应具有短路、过负荷、接地、欠制设备 电压保护装置采区变电所移动变压站或配电点应具有短路、过负荷、漏电保护馈出线 装置低压电动机的掌握设备漏电闭锁装置井下中心变电所高压馈出线供移动变电站的高压馈出线低压馈出线

必需装设有选择性的单相接地保护装置必需装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置必需装设捡漏保护装置或有选择性的漏电保护装置欠电压保护、断相保护和低压开关漏电保护等出厂时已整定好，一般状况下，不必调整。过负荷——也称过载，是指在电力系统中发电机、变压器发热，长期过载会降低设备的绝缘水平，甚至烧毁设备或线路。过流——通过设备的电流超过额定值，大于回路导体额定载流量的回路电流都是过电流。过电流包括过载、断相和短路保护。短路——电力系统在运行中，相与相之间或相与地〔或中线〕之间发生非正常连接成为短路。电磁启动器使用范围：80A、120A、200A开关。1、整定值：I I 〔取电动机额定电流的近似值〕Z N当只知道电动机的功率而不知道电动机的额定电流时，可用P3cos3cosUNN式中：N——负荷额定电压，kV；P——设备的额定功率，kW；Ncos0.85。2、灵敏度校验：2)K = d 1.2m 8IZ式中：I ——电动机的额定电流，A；N——被保护干线或支线距变压器最远点的两相短路电流d值。8I ——电子保护器短路动作值。Z1.2——保护装置的牢靠动作系数。在过负荷整定值的8倍〔不行调，已躲过电动机的启动电流。馈电开关、400A、630A400A电磁启动器1、过载整定值：

I IZ I=N

〔取实际负荷电流值的近似值〕N3N3cosUNU ——负荷额定电压，kV；NP——全部设备总的额定功率，kW；Ncos0.85。2、短路整定值：

I Idz

+KIx NI ——容量最大的电动机的额定起动电流，对于有数台电QN动机的功率时，则为这几个同时起动的电动机的额定起动电流之和。K0.5-1。xI ——其余电动机的额定电流之和。N3、灵敏度校验：2)K =d 1.5m Idz——被保护干线或支线距变压器最远点的两相短路电流d值。8I ——电子保护器短路动作值。Z1.5——保护装置的牢靠动作系数。移动变压器高压配电装置使用范围：移变的高压侧、对于掌握干式变压器的高开。过负荷：P3UNP3UNz NT式中：P——变压器额定容量，kVA；I ——变压器额定电流，A；NT

In I

+KIx N=

1 SK3U K3U cosI

KS x N式中：

KIbgN

b N gNn——互感器二次额定电流〔5A〕的倍数；I ——容量最大的电动机的额定起动电流，对于有数台电QN动机的功率时，则为这几个同时起动的电动机的额定起动电流之和。QNS ——容量最大电动机的额定容量；QNK0.5-1。xI ——其余电动机的额定电流之和。NNS ——其余电动机的额定功率之和NbK10kV、二次电压400、690、1200V25、14.5、8.3；bgNI ——高压配电装置的额定电流，A；3灵敏度校验gN对Y/Y2)d 1.5KIbdz对Y/△接线：2)d2)d3KIbdz式中：dA；dbK——变压器的变压比；1.5——保证过电流保护装置牢靠动作的系数。b移动变压器低压配电装置过载整定值：应当满足灵敏系数的要求：PN3cosN3cosUzN式中：U——负荷额定电压，kV；NP——全部设备总的额定功率，kW；Ncos0.85。短路整定值：

I Idz

+KI = 1x NN

S KS 3U cos3U cosI ——容量最大的电动机的额定起动电流，对于有数台电QN动机的功率时，则为这几个同时起动的电动机的额定起动电流之和。K0.5-1。xI ——其余电动机的额定电流之和。N

留意n=IdzIIN

N——低压侧的额定电流，A；灵敏度校验：2)K =d 1.5mdz——被保护干线或支线距变压器最远点的两相短路电流d值。I ——电子保护器短路动作值。dz1.5——保护装置的牢靠动作系数。高压电动机用高压配电装置使用范围：高爆开关、高压配电、地面异步电动机1、过负荷：I K Iz rel Nttst式中：I ——电动机额定电流，A；NKrel

1.3；tst——电动机的启动时间，s；2、短路：2、短路：19INK

I K Idz rel Nst——电动机额定起动电流，A；1.3rel3、灵敏度校验：2)K =d 2m Idz。dI ——电子保护器短路动作值。dz2——保护装置的牢靠动作系数。掌握线路的高压配电装置使用范围：移动变压器〔第一种方法：比较安全〕1、过负荷：按实际运行最大负荷电流X N3cosUIX N3cosUzN式中：U ——负荷侧额定电压，kV；NK——需用系数；xP——设备额定功率之和，kW；Ncos0.85。II QNdz

+KIx NK式中：IQN

b——容量最大的电动机的额定起动电流，对于有数台电动机的功率时，则为这几个同时起动的电动机的额定起动电流之和。K0.5-1。xI ——其余电动机的额定电流之和。NbK5A；b3、灵敏度校验：对Y/Y2)d 1.5KIbdz对Y/△接线：2)d2)d3KI

bdzdA；dbK——变压器的变压比；1.5——保证过电流保护装置牢靠动作的系数。b〔其次种方法：比较科学〕21压器高压线路末端三相短路电流校验灵度。使用范围：母联(联络开关)和总开1、过负荷：总开：流整定。母联：按最大负荷的一次母线电流整定。2、短路：按母线上最小两相短路电流整定。使用范围：井下上下级变电所总开上下级变电所总开的短路保护协作〔短路〕灵敏度系数法：〕I ddz 1.5d1.5——灵敏度系数。d协作系数法：I=1.1I下一级dz dzdzI下一级——下一级变电所总开整定值；dz1.1——系数；照明、信号综合保护装置电流选择如下：式中：

I 1.2—1.4IR K NbIR——熔体额定电流，A；IN——照明负荷的额定电流