煤矿供电设计规范

1、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)额定功率因数cos e起动功率因数cos aq额定效率e启动电流倍数功率Pe(kw)加权平均功率因数cos pj平均功率因数计算公式：Teos® Fe2 cos e2 . EnCOS enCOS pjPj匕 2 . Fen加权平均效率计算公式:PjPel elPe2 e2 PenBPe2 -Penen注：负荷统计表

2、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i）变压器需用容量Sb计算值为:c iz P& Kx KVAcos pj2）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:Kx 0.286 0.714x3）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:KxP0.4 0.61aLRPnax最大一"台电动机功率，kWo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综米工作面：综合机械化工作面（自移支架）0.4 0.6Pmax/Pe0.2860.714 Pmax/Pe0.70.60.7一般机

3、械化工作面（单体支架）0.60.750.60.7一般机械化工作面（倾斜机采面）0.40.50.6缓倾斜煤层（炮采工作面）0.50.60.7急倾斜工作面（炮采工作面）0.50.60.7掘进工作回：0.30.40.6采用掘进机的0.50.650.9非掘进机的0.80.9电机车：0.50.7架线式电机车蓄电池电机车其它运输设备（如输送机、绞车等）0.60.70.75- 0.850.70.8井底车场:无主排水设备有主排水设备、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3Pe kx 103长时负荷电流计算方法：Ig 丁3UeC0S pj pjpe 高压电缆所带的设备 额定功率之和kw；（见变压

4、器负荷统计中的结果）kx 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）Ue 高压电缆额定电压（V） 10000V、6000V ;COS pj 加权平均功率因数；（见变压器负荷统计中的结果）pj加权平均效率。 、电缆截面的选择选择要求是：KIy Igg -长时最大允许负荷电流应满足： y 丁，初步筛选出符合条件的电缆KI g 电缆的工作电流计算值，A ；I y 环境温度为25o C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/oC5101520253035404565Ig3、按经济电流密度选择高压电缆截面AjI j

5、 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/ A mm 210003000300050005000以上备注：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。4、按热稳定校验电缆截面Amin d3)Amin 电缆短路时热稳定要求的最小截面，2mm ；(3)Id 三相最大稳态短路电流,A；SsSs 变电所母线的短路容量,MVA ； 一般指地面变电

6、所6KV , 10KV和计算方法:(3)1 d井下中央变电所6KV , 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6KV , 10KV母线为基准。计算井下高低压短路电流时，以井下变电所6KV , 10KV母线为基准。U p 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(kV)电缆中间后接头电缆中间无接头310 kV159对向单台或两台高压电动机供电的电缆,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。5、按允许电压损失 校验高压电缆截面高压

7、电缆电压损失计算方法:Ug%PLX tan10UP 高压电缆所带的负荷计算功率kw；p KxPe;Pe 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;tan电网平均功率因数对应的正切值； tan；cos2Ue高压额定电压 6kV, 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：电压损失正常情碗泡过7%,故障状态下不超过10%。三、低压电缆选择计算和校验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。Ig IePe 1033U e e cos e

8、e ee(A)Iq, Ie分别为通过电缆的电动机工作电流与额定电流; gFe 电动机的客定功率，KW；U e 电动机的额定电压，V ；e 电动机的额定效率；cos e 电动机的额定效率因数。 e2）向三台及以上电动机供电的电缆长时负荷电流计算方法:KxFe 103Ig 3Uepjcospj (A)Kx 需用系数，需用系数计算和选取方法同上;pj 平均效率，取 pj 0.8 0.9 ；cos pj 平均功率因数，可以取 0.7。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。2、电缆截面

9、的选择选择要求是：KIy IgI g 电缆的工作电流计算值，A ；I y 环境温度为25° C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/oC51015202530354045653、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？ （ 2次侧）一般情况个别情况660V63V96V1140V117V174V3300V330V495V注：各部分电压损失

10、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Ub% Sb Ur cos Ux sin DiburpJxpiSeUr 变电器电阻压降；U x 变电器电抗压降；& 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；sin pj . 1 cos2 pjSe 选择的变压器额定容量。 e变压器电压损失绝对值：Ub Ub%Ue2 V注：正常运行时电动机的电压降应不低于额定电压的7%10%。准确计算低压电缆干线和支线电压损失：U% -pLy R0 X0 tan 10U 2 eP 电缆所带的负荷计算功率 kw；P KxPe入 ePe 电缆带的所有设

11、备额定功率之和，kw；Kx 需用系数，计算和选取方法同前；tan 平均功率因数对应的正切值；Ue低压电缆线路的额定电压 ；R, X。一电缆每公里电阻和电抗/kM ；L电缆长度km。四、解析法计算 短路电流1、高压短路电流计算1）短路电流计算时，用平均电压，不是用额定电压。标准电压等级的 平均电压值标准电压/kV61035110平均电压/kV371152）短路点的选定：一般选定变压器、移动变电站高压进线端作为短路点，或选每段 高压电缆的末端作为短路点计算高压短路电流。3）系统电抗 计算方法：U P2Xs根据母线短路容量和变压器一次侧 （平均）电压计算系统电抗SsXs电源系统电抗，；U p 平均电

12、压,KV ；Ss变电所母线的短路容量，MVA； 一股指地面变电所6KV , 10KV和井下中央变电所6KV , 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 6KV , 10KV母线为基准。计算 井下高低压短路电流时，以井下中央变电所 6KV, 10KV母线为基 准。4）电抗器电抗计算方法:X Xk% Uek 100.3IeeXk% 电抗器的电抗百分值;U e -电抗器的客定电压，KV ；Ie 电抗器的额定电流，KA。5）6KV , 10KV电缆线路阻抗:(1) 6KV , 10KV电缆线路电抗计算方法:XgiXL1000Xi 第i段高压电缆每公里电抗,/KM;Li基准母线

13、到变压器或移动变电站第i段高压电缆的长度，mi(2) 6KV , 10KV电缆线路电阻计算方法:RgRL1000Ri 第i段高压电缆每公里电阻,/KM;Li 基准母线到变压器或移动变电站第 i段高压电缆的长度，mi6)短路回路中的总阻抗：Xs Xks kXg 27)三相短路电流为:Id(3)Up3Z8)两相短路电流为:(2) d9)短路容量为：Sd，3IdUp 10pMVA(注：在供电设计软件数据库中，变压器的二次侧电压U2e值与U p值相等。)2、低压短路电流计算1）系统电抗计算方法:XsU p2Xs 电源系统电抗,平均电压，KV 。2）6KV , 10KV电缆线路电阻计算方法:Rgn Rl

14、ll1 1000Ri 第i段高压电缆每公里电阻,Li 基准母线到变压器或移动变电站第 i段高压电缆的长度，km o3）6KV , 10KV电缆线路电抗计算方法:XgXL1000Xi 第i段高压电缆每公里电抗,/KM;Li 基准母线到变压器或移动变电站第i段高压电缆的长度，km o4）变压器内部阻抗计算:（添加变压器时数据库中已经计算出结果）每相电阻R（）：Rt巳U 2e 2eSe2每相电抗X （）5）低压电缆线路 电阻计算方法:ZtUz%22eSeXtZt2Rt2Rdn Rllli 11000Rj 第i段低压电缆每公里电阻,Lj 变压器二次侧第i段低压电缆的长度,6）低压电缆线路 电抗计算方法

15、:Xdn XiLii 1 1000Xi 第i段低压电缆每公里电抗,Li 变压器二次侧第i段低压电缆的长度，注：计算低压网络短路电流时，一般计入电弧电阻Rh0.01低压侧的总电阻和电压侧的总电抗：K；XtXdD RgrfK2RtRd0.01计算低压短路电流时，短路点一般选在变压器的二次母线上和低压配电线路的首、末端。1）三相短路电流的计算(3),一 一 一Id 三相短路电流,U 2e 变压器二次平均电压，V；2)两相短路电流计算IBKb -变压比，KbUle5e ；五、供电保护装置整定计算高压配电箱1、保护一台变压器(1)短路(速断)保护动作电流计算方法1 s zd1.2 1.4 1KbKieq

16、(5-1)Kb 变压比;Kx 需用系数，计算和选取方法同上;Ieq最大一台电机的启动电流； JqKi 电流互感器变流比；Ie 其余电机的额定电流之和，A。灵敏系数KrId(2)KjxKiKbIszd1.5Kjx接线系数 Y, y接线的变压器K jx =1 ；Y, d接线的变压器Kjx =13；x (2)I d变压器二次出口处最小二相短路电流。(2)过载保护整定电流 U1e1gzdSe3U1e2)保护多台变压器的高压配电箱(1)短路保护继电器动作电流I s zd1.2 1.4KbKiIeqIeKxKb 变压比;Kx 需用系数，计算方法同上;Ieq最大一台电机的启动电流; JqKi 电流互感器变流

17、比;开关的额定电流Ie/5Ie 其余电机的额定电流之和，A。灵敏系数KrId(2)KjxKiKbIszd1.5Kjx接线系数 Y, y接线的变压器K jx =1 ；Y, d接线的变压器K jx =M ；.(2)、_I d变压器二次出口处最小二相短路电流。注：灵敏系数校验为保护范围末端最小两相短路电流(2)过载保护整定电流1 g zdSe 103J3UieSe 变压器额定容量,KVA ；U 1e 变压器一次侧额定电压，V六、移动变电站高压开关箱中过流保护装置整定计算1、短路保护整定s zd1.2 1.4 IKbK eqIe Kx e x灵敏系数ld(2)KjxKKIszd1.5K jx 接线系数

18、丫,y接线的变压器Kjx=l；Y, d接线的变压器K jx 二、3(2)-,I d 最远一台磁力启动器动力电缆入口处最小二相短路电流。2、过载保护整定1 g zdSeMe七、移动变电站低压开关箱中过流保护装置整定计算1、短路保护整定1 s zd 1 eq 1 e K x灵敏系数II d 被保护网络末端最小二相短路电流，AoKr1.5r |s zdI d2）被保护网络末端最小二相短路电流，A 02、过载保护整定1 g zd Kx 1 eIe 所有电动机额定电流之和。八、井下低压系统过流保护装置整定 1、低压馈电开关整定计算方法（变压器二次侧总开关）过流（速断）保护计算方法：I . I I Ks

19、zd eqe x灵敏系数I （2）Kr1.5IszdKxIe人ng2、过载长延时保护的动作电流整定倍数1 keI ke 开关的额定电流，A。3、短路短延时的动作电流整定倍数1 eq ns1 ke灵敏系数| (2)Kr 31.5ns e 是启动开关的额定电流 ke九、电子保护的启动器整定计算1、过载保护I gzd ,原则略大于控制电机的长时最大负荷电流或略小于控制电机的额定电流。1）速断保护：I s zd I eqI szdns I一般取8或10ens 速断保护整定倍数。灵敏系数I eq 最大一台电机的额定起动电流,Kb 变压器的变压比; Kj 互感器的变流比。KrtVns I e十、3300V

20、供电系统高低压保护整定计算方法1、移动变电站高压侧开关保护整定计算1）过载保护:1 g zd1.05 IeeKMIe 变压器二次侧所有电机的额定电流之和,A；Kb 变压器的变压比;Kj 互感器的变流比。2）短路（速断）保护:1 s zd1.2 1.4Kb KieqIeIe 变压器二次侧所有电机的额定电流之和,A；3）3300V移动变电站高压开关 的整定倍数：n 0 Ie2、3300V移动变电站低压侧开关保护整定计算1）过载保护:I g zd1.1IeI e 变压器二次侧所有电机的额定电流之和,Ao2）过流（速断）保护:Ie)(IeqI eq 最大一台电机的额定起动电流,Ie 变压器二次侧所有电

21、机的额定电流之和,灵敏系数1.5I (2)KrI s zd3、3300V控制开关电流保护的整定计算1）过载保护:I g zd1.05Iee2）过流速断保护:Iszd 1.1(IeqIe)Kr-(2)d1.5、熔断器熔体额定电流的选择计算1、120CV及以下的电网中，熔体额定电流可按下列规定选择1）对保护电缆干线的装置，按公式（10-1）选择：I IeqI/、Ir1.82.5Ie（10-1）I r 熔体额定电流，A ；I eq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Jq总功率大于单台起动的容量最大的电动机功率时，I eq则为这几台同时启动的电动机的额定启动电流之和

22、，A；Ie 其余电动机的额定电流之和;1.8 2.5 当容量最大的电动机启用时，保证熔体不熔化系数，对于不经常起动和轻载起动的可取；对于频繁起动和带负载起动的可取2。（注：如果电动机起动时电压损失较大，则起动电流比额定起动电流小得多，其所取的不 熔化系数比上述数值可略大一些，但不能将熔体的额定电流取的太小，以免在正常工作中 由于起动电流过大而烧坏熔体，导致单相运转。 ）2）对保护电缆支线的装置按公式（10-2）选择：(10-2 )1eqR 1.82.5式中I eq、 I R及系数1.8 2.5的含义和采用数值同公式（10-1 ）。Ie3）对保护照明负荷的装置，按公式（10-3）选择:(10-3 )Ie 照明负荷的额定电流，Ao选用熔体的额定电流应接近于计算值。4）选用的熔体，应按公式（10-4）进行校验:(2) d4-7(10-4 )（2）I d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；47为保证熔体及时熔断的系数，当电压为1140V、660V、380V,熔体额定电流为100A及以下时，系数取7;电流为125A时，系数取；电流