供电设计规范及短路整定细则

1、供电设计规范及短路整定细则机电科目录一 负荷计算与变压器选择21.1 负荷统计21.2 负荷计算及变压器选择2二 高压电缆选择计算和校验32.1 按长时负荷电流选择电缆截面32.2 电缆截面的选择42.3 按经济电流密度选择高压电缆截面52.4 按热稳定校验电缆截面52.5 按允许电压损失校验高压电缆截面6三 低压电缆选择计算和校验73.1 按长时负荷电流初选电缆截面73.2 电缆截面的选择83.3 按允许电压损失校验电缆截面8四 短路电流计算10五 保护整定计算115.1 负荷电流计算115.2 井下供电系统保护整定计算125.3 电磁启动器135.4 馈电开关145.5 移动变压器高压配电

2、装置155.6 移动变压器低压配电装置175.7 高压电动机用高压配电装置185.8 控制线路的高压配电装置195.8.1 使用范围：移动变压器195.8.2 使用范围：母联(联络开关)和总开215.8.3 使用范围：井下上下级变电所总开215.9 照明、信号综合保护装置225.10 组合开关的整定225.11 35kV变电所开关柜的整定2325一 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。1.1 负荷统计按表的内容，把工作面的每一种负荷进行统计。设备名称电动机台数电动机型号额定功率（kW）额定电压（V）额定电流(A)功率因数c

3、os效率启动电流倍数功率平均功率因数计算公式：加权平均效率计算公式：1.2 负荷计算及变压器选择（1）变压器需用容量Sb计算值为：（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：（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：Pmax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井下负荷名称需用系数KX平均功率因数cos综采工作面：综合机械化工作面（自移支架）一般机械化工作面（单体支架）一般机械化工作面（倾斜机采面）缓倾斜煤层（炮采工作面）急倾斜工作面（炮采工作面）掘进工作面：采用掘进机的非掘进机的电机车：架线式

4、电机车蓄电池电机车其它运输设备（如输送机、绞车等）井底车场：无主排水设备有主排水设备0.4+0.6Pmax/Pe0.286+0.714Pmax/Pe0.60.750.40.50.50.60.50.30.40.50.650.80.50.60.70.750.850.70.60.60.70.60.70.60.70.60.90.90.70.70.8二 高压电缆选择计算和校验2.1 按长时负荷电流选择电缆截面长时负荷电流计算方法：式中：Pe高压电缆所带的设备额定功率之和，kW；KX需用系数；Ue高压电缆额定电压，10kV；加权平均功率因数；加权平均效率。0.8-0.92.2 电缆截面的选择选择要求是：初

5、步筛选出符合条件的电缆Ig电缆的工作电流计算值，A；IY环境温度为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电缆芯线最高允许工作温度/51015202530354045651.221.171.121.061.00.9350.8650.7910.7072.3 按经济电流密度选择高压电缆截面Ij经济电流密度；n同时工作电缆的根数。经济电流密度选择表年最大利用负荷小时数/h经济电流密度（Amm-2）10003000300050005000以上2.502.252.00备注：年最大负荷利用小时数一班作为10003000h，两班作业为30005000h，三班作

6、业为5000h以上。经济截面是指按降低电能损耗、降低线路投资、节约有色金属等因素，综合确定的符合总经济利益的导体截面。与经济截面相应的电流密度，叫做经济电流密度。2.4 按热稳定校验电缆截面式中：Amin电缆短路时热稳定要求的最小截面，mm2；三相最大稳态短路电流，A；计算方法：SS变电所母线的短路容量，MVA；一般指地面变电所，10kV和井下中央变电所10kV母线的短路容量，计算地面高低压短路电流时，以地面变电所10kV母线为基准。计算井下高低压短路电流时，以井下变电所10kV母线为基准。Up平均电压，kV；tf短路电流作用的假想时间；C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(

7、kV)电缆中间有接头电缆中间无接头310 kV93.4159对向单台或两台高压电动机供电的电缆，一般取电动机的额定电流之和；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，则应按一路故障情况加以考虑。2.5 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：高压电缆所带的负荷计算功率kW；高压电缆带的所有设备额定功率之和，kW；KX需用系数，计算和选取方法同前；电网平均功率因数对应的正切值；Ue高压额定电压，10kV；R、X所选高压电缆的每公里电阻和电抗（/km）；Lg高压电缆长度km。注：电压损失正常情况下不得超过7，故障状态下不超过10。三 低压电缆选择计算和校验3

8、.1 按长时负荷电流初选电缆截面长时负荷电流的计算方法：（1）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。，分别为通过电缆的电动机工作电流与额定电流；电动机的额定功率，kW；电动机的额定电压，V；电动机的额定效率；电动机的额定效率因数。（2）向三台及以上电动机供电的电缆长时负荷电流计算方法：需用系数，需用系数计算和选取方法同上；平均效率，取；平均功率因数，可以取。（3）中途分支干线电缆的工作电流中途分支干线电缆的工作电流可以分别各段电缆进行计算，各段电缆的工作电流可以参照单台、两台或三台以上电动机工作电流公式进行计算。3.2 电缆截面的选择选择要求是：Ig电缆的工作电流

9、计算值，A；Iy环境温度为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电缆芯线最高允许工作温度/51015202530354045651.221.171.121.061.00.9350.8650.7910.7073.3 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部分：（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）一般情况个别情况660V63V96V1140V117V174V3300V330V495V注：各部分电压损失计算方法如

10、下。（1）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式中：变电器电阻压降；变电器电抗压降；选择变压器时计算的需用容量，；选择变压器时的加权平均功率；选择的变压器额定容量。（2）变压器电压损失绝对值： 注：正常运行时电动机的电压降应不低于额定电压的7%9%。（3）低压电缆干线和支线电压损失：电缆所带的负荷计算功率；电缆带的所有设备额定功率之和，kW；KX需用系数，计算和选取方法同前；平均功率因数对应的正切值；Ue低压电缆线路的额定电压；R0，X0电缆每公里电阻和电抗（/km）；L电缆长度km。四 短路电流计算计算方法：有名制法煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则短路电流的计算方法。（

11、1）计算阻抗：式中：短路回路总阻抗，；短路回路总电抗，；短路回路总电阻，；总电抗（总电阻）为短路回路中，各供电元件的电抗值（电阻值）的总和，注意不要遗漏任何一个需要考虑的元件阻抗。线缆电抗：线缆电阻：式中：线缆的单位电阻、单位电抗，；L线缆的长度，km；（2）计算短路电流三相短路电流：两相短路电流：式中：各级线路始末两端的平均电压（线电压），1.05倍线路额定电压。各表准电压等级的平均电压值如下表：标准电压127V220V380V660V3kV6kV10kV35kV110kV220kV平均电压133V230V400V690V3.3kV6.3kV10.5kV37kV115kV231kV五 保护整

12、定计算5.1 负荷电流计算1 计算公式：式中：计算容量，KVA；负荷额定电压，kV；需用系数；设备额定功率之和，kW；设备组平均功率因数。2 需用系数:（1）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最大平均负荷与设备容量的比值，表示用电设备从电网实际取用的功率占额定功率的比例。（2）综采工作面的需用系数：含义：工作面计算负荷，相当于工作面最大一台电动机满负荷运转，其余负荷只发挥了40%。（3）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0.9）；井下总负荷和地面变电所610kV母线还需考虑变电所同时系数（0.80.9）。5.2 井

13、下供电系统保护整定计算（1）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、动力变压器的高压控制设备应具有短路、过负荷、接地、欠电压保护装置采区变电所、移动变压站或配电点馈出线应具有短路、过负荷、漏电保护装置低压电动机的控制设备应具有短路、过负荷、单相接地、漏电闭锁装置井下中央变电所高压馈出线必须装设有选择性的单相接地保护装置供移动变电站的高压馈出线必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置低压馈出线必须装设捡漏保护装置或有选择性的漏电保护装置（2）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，一般情况下，不必调整。（3）过负荷也称过载，是指在电力系统中发电机、变压器及线路的

14、电流超过额定值或规定的允许值。导致设备电流过大，设备发热，长期过载会降低设备的绝缘水平，甚至烧毁设备或线路。（4）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。（5）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。5.3 电磁启动器使用范围：80A、120A、200A开关。1、整定值：（取电动机额定电流的近似值）当只知道电动机的功率而不知道电动机的额定电流时，可用式中：负荷额定电压，kV；设备的额定功率，kW；设备的功率因数，一般取0.85。2、灵敏度校验：式中：电动机的额定电流，A；被保护干线或支线距变

15、压器最远点的两相短路电流值。电子保护器短路动作值。1.2保护装置的可靠动作系数。一般的电磁启动器只需整定出过载即可；短路整定值，通常设置在过负荷整定值的8倍（不可调），已躲过电动机的启动电流。5.4 馈电开关使用范围：200A、400A、630A馈电开关和400A电磁启动器1、过载整定值： （取实际负荷电流值的近似值）式中：负荷额定电压，kV；所有设备总的额定功率，kW；设备的功率因数，一般取0.85。2、短路整定值：式中：容量最大的电动机的额定起动电流，对于有数台电动机同时起动的工作机械，若其总功率大于单台起动的容量最大的电动机的功率时，则为这几个同时起动的电动机的额定起动电流之和。需用系数

16、，取0.5-1。其余电动机的额定电流之和。3、灵敏度校验：被保护干线或支线距变压器最远点的两相短路电流值。电子保护器短路动作值。1.5保护装置的可靠动作系数。5.5 移动变压器高压配电装置使用范围：移变的高压侧、对于控制干式变压器的高开。1 过负荷：式中：P变压器额定容量，kVA；变压器额定电流，A；2 短路式中：n互感器二次额定电流（5A）的倍数；容量最大的电动机的额定起动电流，对于有数台电动机同时起动的工作机械，若其总功率大于单台起动的容量最大的电动机的功率时，则为这几个同时起动的电动机的额定起动电流之和。容量最大电动机的额定容量；需用系数，取0.5-1。其余电动机的额定电流之和。其余电动

17、机的额定功率之和矿用变压器的变压比，当一次侧为10kV、二次电压为400、690、1200V时，变比依次为25、14.5、8.3；高压配电装置的额定电流，A；3 灵敏度校验对Y/Y接线：对Y/接线：式中：变压器低压侧两相短路电流，A；变压器的变压比；1.5保证过电流保护装置可靠动作的系数。5.6 移动变压器低压配电装置1 过载整定值：其过电流保护值应略大于下级控开关的过电流保护整定值，同时应该满足灵敏系数的要求：式中：负荷额定电压，kV；所有设备总的额定功率，kW；设备的功率因数，一般取0.85。2 短路整定值：式中：容量最大的电动机的额定起动电流，对于有数台电动机同时起动的工作机械，若其总功

18、率大于单台起动的容量最大的电动机的功率时，则为这几个同时起动的电动机的额定起动电流之和。需用系数，取0.5-1。其余电动机的额定电流之和。3 取值：注意：式中：低压侧的额定电流，A；4 灵敏度校验：被保护干线或支线距变压器最远点的两相短路电流值。电子保护器短路动作值。1.5保护装置的可靠动作系数。5.7 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：式中：电动机额定电流，A；可靠系数，取1.3；电动机的启动时间，s；2、短路：式中：电动机额定起动电流，A；可靠系数，取1.33、灵敏度校验：高压电动机端子上的最小两相短路电流值，A。电子保护器短路动作值。2保护装

19、置的可靠动作系数。5.8 控制线路的高压配电装置5.8.1 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式中：负荷侧额定电压，kV；需用系数；设备额定功率之和，kW；设备组功率因数，一般取0.85。2、短路：式中：容量最大的电动机的额定起动电流，对于有数台电动机同时起动的工作机械，若其总功率大于单台起动的容量最大的电动机的功率时，则为这几个同时起动的电动机的额定起动电流之和。需用系数，取0.5-1。其余电动机的额定电流之和。高压配电装置的变比，一般二次侧电流为5A；3、灵敏度校验：对Y/Y接线：对Y/接线：式中：变压器低压侧两相短路电流，A；变压器的变压比；1

20、.5保证过电流保护装置可靠动作的系数。（第二种方法：比较科学）由于所带下一级负荷一般都是变压器，如考虑与移动变压器高压配电装置的配合，可按变压器二次侧三相短路电流整定，按一次侧变压器高压线路末端三相短路电流校验灵度。5.8.2 使用范围：母联(联络开关)和总开1、过负荷：（1）总开：按最严重的情况吧，即单回路供电，带全部下级负荷时的最大电流整定。（2）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。5.8.3 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配合：（短路）（1）灵敏度系数法：线路末端最小两相短路电流，A；1.5灵敏度系数。（2）配合系数法：下一级变电所总开整定值；1.1系数；5.9 照明、信号综合保护装置照明、信号综合保护装置中变压器的一次侧用熔断器保护时，其熔体的额定电流选择如下：式中：IR熔体额定电流，A；IN照明负荷的额定电流，A； 变压比，当电压为380/133(230)V时，为2.86（1.65）