矿井供电计算方法

1、一、负荷计算与变压器选择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11内容，把工作面的每一种负荷进行统计。表工作面负荷统计表格式设备名称动台电机数动型电机号额定功率(kw)额定电压”)额定电流(A)额定功率因数COS值起动功率因数cos%额定效率e启动电前t倍数功率江(kW)加权平均功率因数c°s%平均功率因数计算公式：cos-P.COSe】+Pe2cos己I+Pe。COS"乙+忆+%加权平均效率计算公式：二PeMPe2k+Rn%"P/Pe*+Z2、负荷计算1)需用变压器容量.计算值为：Sb=KCOSpj

2、VAJ2）单体支架各用电设备无一定顺序起动的一般机组匚作面，按下式计算需用系数：PKy=0.286+0714上上ZPe3）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而，按下式计算需用系数：PK=0.4+0.6-max一最大一台电动机功率，入适用一般机组工作面Kx=0.286+0.714X警煤矿供电手册（矿井供电下乙比10-3-2)Pniax适用机械化采煤工作面Kx=0.4+0.6x壬煤矿供电手册（矿井供电下10-3-3)S（PiXcos（pei）、p.煤矿综采连实用电工技术。33）Kb=KxXZPecos(ppj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

3、因数表井下负荷名称K需用系数X平均功率因数00ss综采工作面：综合机械化工作面（自移支架）0.4Q6Pgx/I>e0.7一般机械化工作面（单体支架）0.286+0.714Pmax/注0.60.7一般机械化工作面（倾斜机采面）0.60.750.60.7缓倾斜煤层（炮采工作面）0.40.50.6急倾斜工作面（炮采工作面）0.5-0.60.7掘进工作面：采用掘进机的0.50.60.7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0.60.70.7有主排水设备0.750.850.8

4、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kTxio3I=长时负荷电流计算方法同eCOSZR一高压电缆所带的设备额定功率之和扇：（见变压器负荷统计中的结果）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）一一高压电缆额定电压（V）100°°V、6000V.cos能一一加权平均功率因数；（见变压器负荷统计中的结果）加权平均效率。0.80.9vpeXKxX1始小xuex伸pjXQpj煤矿综采连使用电工技术。一5）2、电缆截面的选择选择要求是：1>k->长时最大允许负荷电流应满足：K,初步筛选出符合条件的电缆）一一电缆的工作电流计算值，A.I一

5、一环境温度为25时电缆长时允许负荷电流，A；K一一环境温度校正系数。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、按经济电流密度选择高压电缆截面A=?nLI.J一一经济电流密度:n一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I经济电流密度/h/4mm2j100030002.50300050002.255000以上2.00备注：年最大负荷利用小时数一班作为1000300011,两班作业为30005000h,三班作业为50001】以上。经济截面是指

6、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而。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A=1(3)叵nundCAnm一电缆短路时热稳定要求的最小截面，ninf.T(3)ld一一三相最大稳态短路电流，A；计算方法：T(3)Ssda/3Up一一变电所母线的短路容量，MVA.一般指地面变电所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,1°KV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。Up一平均电压，KV.tf一一短路电流作

7、用的假想时间：C一一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)电缆中间有接头电缆中间无接头310kV93.4159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。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：U*=更T&+Xtan）g1（U；x/P一高压电缆所带的负荷计算功率所；P二LEPC,Pe一高压电缆带的所有设备额定功率之和，期K一一需用系数，计算和选取方法同前；1COS"tcUltan卬一一电网平均功率因数对应的正切值；Ue-高

8、压额定电压,1OkA/r；R,X一所选高压电缆的每公里电阻和电抗Q版Lg一高压电缆长度也1。注：电压损失正常情况下不得超过7%,故障状态下不超过10%。联声际蓝彳厂3综采技术手册（下P】46DAj=煤矿供电手册（矿井供电下1037），11Ajj_Id（）niQYXAmin=著W煤矿供电手册（矿井供电下10.3-8）Ug*KXuJxioLgX3+刖叫“煤矿供电手册（矿井供电下10-5-6)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"P-103V以cose(A)ig,L一一分

9、别为通过电缆的电动机工作电流与额定电流;Pe一一电动机的额定功率，KW：Ue一电动机的额定电压，V；机一一电动机的额定效率；cos见一一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：KxIX1038回/p1cosH（A）z一一需用系数，需用系数计算和选取方法同上；%一平均效率，取%=0$0.9：co5一平均功率因数，可以取07。3）中途分支干线电缆的工作电流中途分支干线电缆的I：作电流可以分别各段电缆进行计算，各段电缆的I：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、电缆截面的选择选择要求是：KlyagIg一一电缆的工作电流计算值，A：y一环

10、境温度为25°C时电缆长时允许负荷电流，a.K一一环境温度校正系数。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、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：各部分电压损失计算方法如下

11、。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%=rcospjHJxsinJ一一变电器电阻压降;Ux一一变电器电抗压降;8b一选择变压器时计算的需用容量，KVAcosOpj一一选择变压器时的加权平均功率;sh】Wpj-Jl-cos-夕刊，一一选择的变压器额定容量。变压器电压损失绝对值：AUb=AUb%Ue3J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:AU%=+X0tanP一电缆所带的负荷计算功率期;P=KXEPeYpic一一电缆带的所有设备额定功率之和，mKx一需用系数，计算和选取方法同前:tan(p一一平均功率因数对应的正切值:U

12、e一低压电缆线路的额定电压；X。一电缆每公里电阻和电抗©/血1L一一电缆长度1m。Ig=KxXEPeXIO3由XUeXreXcos(pe煤矿综采连使用电工技术(3T9)PeXIO3展E5xuexnpjXcoscp3煤矿综采连实用电工技术621)/U=2xioL><(R0+X°tan<P)%XUd煤矿供电手册(矿井供电下四、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/kV0.1270.220.380.661.1403361035110平均电压/kV0.1330.230.400.691

13、.203.46.310.5371152）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：X二篁SS59）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Xs一电源系统电抗，Q；Up平均电压，KV.S$一一变电所母线的短路容量，MVA；一般指地面变电所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,1°KV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：_xk%uek100V3

14、IC一电抗器的电抗百分值；Ue一电抗器的额定电压，KV：L一一电抗器的额定电流，KA。5）6KV,1OKV电缆线路阻抗：（1） 6KV,10KV电缆线路电抗计算方法：X=YXg-I7ioooX一第i段高压电缆每公里电抗，Q/KM：L一一基准母线到变压器或移动变电站第i段高压电缆的长度,（2） 6KV,10KV电缆线路电阻计算方法：V必，8y10000K一一第i段高压电缆每公里电阻，Q/KM；L一一基准母线到变压器或移动变电站第i段高压电缆的长度,6）短路回路中的总阻抗：z=，R；+&s+Xk+Xg）7）三相短路电流为：T（3）一Upd一酝。8）两相短路电流为：T0）_V3T（3）I-i

15、d9）短路容量为：Sd二包电106P值相等。）（注：在供电设计软件数据库中，变压器的二次侧电压值与2、低压短路电流计算1）系统电抗计算方法:Xs一电源系统电抗，Q；Up一平均电压，KV。2） 6KV,10KV电缆线路电阻计算方法：R3K-第i段高压电缆每公里电阻，匕一一基准母线到变压器或移动变电站第i段高压电缆的长度,3） 6KV,1°KV电缆线路电抗计算方法：Y二XLXg-fi丽X一第i段高压电缆每公里电抗，C/KM：L一一基准母线到变压器或移动变电站第i段高压电缆的长度，hn4）变压器内部阻抗计算：（添加变压器时数据库中己经计算出结果）每相电阻R(Q)：APU；De2e2SS一每

16、相电抗x(Q)：U2ZT=u2%SeXT二Rp25）低压电缆线路电阻计算方法：Rd二事，、y1000K一一第i段低压电缆每公里电阻，Q：L一一变压器二次侧第i段低压电缆的长度，mo6）低压电缆线路电抗计算方法：v二X,*一3旃及一一第i段低压电缆每公里电抗，Q；L一一变压器二次侧第i段低压电缆的长度，m。注：计算低压网络短路电流时，一般计入电弧电阻r=°.°q低压侧的总电阻和电压侧的总电抗:ExXX。=d+X+XR=T+K+Rd+0.01Kb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1d后5+&）9（3）d一

17、三相短路电流，A.U?e一一变压器二次平均电压，V.Id（2）=0866国&叵）后一变压比，K-UleU3eXk=涕篙3工业与民用配电设计手册（第三版P128）1虱3）=修i，Id（2）=乎Xld。）综采技术手册（下P1444）Sd=小乂1£3）乂1*10包综采技术手册（下P1445）五、供电保护装置整定计算高压配电箱保护一台变压器（1）短路（速断）保护动作电流计算方法J4*3区1（5-1）&一一变压比;Kx一需用系数，计算和选取方法同上:3一最大一台电机的启动电流;K一一电流互感器变流比；e一一其余电机的额定电流之和，A。（注：电动机额定电流的计算方法：C:User

18、sAdmiuistratorDesktop第9讲一负荷计驾.pdf）灵敏系数I（2）Kr=>1.5KjxKKJ（注：灵敏系数不够时，采取的措施：C:UsersAdministratorDesktop第19讲_井下过流保护整定.pdf）KKJX一一接线系数Y,y接线的变压器户=1：Y,d接线的变压器Kjx=J§；C）一一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Ulele（容量/一次侧额定电压/J3=一次侧额定电流）2）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KJKb-i（计算方法同上）&一一变压比；K、一一需用系数，计算方法同上：Lq一最大一

19、台电机的启动电流：K一一电流互感器变流比；开关的额定电流Ie/5其余电机的额定电流之和，A。灵敏系数h(2)>1.5ELLKK展一一接线系数Y,y接线的变压器耀=1；Y,d接线的变压器*理=6；Id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（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Eseio3wle（多台变压器一次额定电流之合）Se一一变压器额定容量，KVA.一一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2L4-KbKJ*Kx>（与高压配电箱整定计算方法相同）灵敏系数EKJ>1.

20、5KK展一一接线系数Y,y接线的变压器k=1；(2)dY,d接线的变压器*户=百变压器二次侧出口最小两项短路电流流过高压侧的值（除以变压比）。2、过载保护整定I-Seg2d-Jjjk（与高压配电箱整定计算方法相同，以变压器一次侧额定电流为整定依据）七、移动变电站低压开关箱中过流保护装置整定计算1、短路保护整定灵敏系数I(2)Kr=>1.5rI(2dAszd被保护网络末端最小二相短路电流，A。（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：

21、ISHi=Ieq+EleKx灵敏系数IKr>1.5J(2)d被保护网络末端最小二相短路电流，Ao2、过载长延时保护的动作电流整定倍数J、Eien>he-开关的额定电流，Ao3、短路短延时的动作电流整定倍数AcL2=iXke灵敏系数TKr>1.54Ike九、电子保护的启动器整定计算1、过载保护Igzi,原则略大于电机的长时最大负荷电流或略小于电机的额定电流。1）速断保护：n=sIe一般取6或8【，是启动开关的额定电流又一一速断保护整定倍数。灵敏系数IKr=-2LIs.zd=Ieq+£lNXKx煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则（公式4）Id（2）Kr=煤矿井下低压

22、电网短路保护装置的整定细则（公式6）工s.zd十、3300V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：1.05YIZL一变压器二次侧所有电机的额定电流之和，A.&一一变压器的变压比；K一一互感器的变流比。2）短路（速断）保护：(Lq+ZlJ（同于高压配电箱的整定）ZL一变压器二次侧所有电机的额定电流之和，A.Lq-最大一台电机的额定起动电流，A.人一一变压器的变压比；K一一互感器的变流比。3）3300V移动变电站高压开关的整定倍数：2、3300V移动变电站低压侧开关保护整定计算1）过载保护：2）过流（速断）保护：1szi=i.2-（ie+yie）s

23、r、eqe/Lq一最大一台电机的额定起动电流，a.ZL一变压器二次侧所有电机的额定电流之和，a.灵敏系数I&二一>1.53、3300V控制开关电流保护的整定计算1）过载保护：k=L。，2）过流速断保护：L=liaq+ZL）IK>1.5十一、熔断器熔体额定电流的选择计算1、1200V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：IR+%1.82.5（10.1）%一一熔体额定电流，A.Lq一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功率时，则为这几台同时启动的电动机

24、的额定启动电流之和，a：”其余电动机的额定电流之和：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1.82.5起动和轻载起动的可取2.5;对于频繁起动和带负载起动的可取1.82。（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：1.82.5（io-2）式中Lq、1R及系数L82.5的含义和采用数值同公式（可.1）。3）对保护照明负荷的装置，按公式（10-3）选择：TRe（10-3）L一一照明负荷的额定电流，Ao选用熔体的额定电