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)]
③cos φpj = ∑(P i ×cos φei )
∑P i [煤矿综采连实用电工技术(3-3-3)]
④K b = K x ×∑P e cos φpj
[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
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 ηcos 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。I g = ∑Pe ×Kx ×1033×Ue ×cos φpj ×ηpj
[煤矿综采连使
用电工技术(3-5)] 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
3、按经济电流密度选择高压电缆截面
j
I ——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
j
g j I n
I A =
备注：年最大负荷利用小时数一班作为1000～3000h ，两班作业为3000～5000h ，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
C
t I
A f
d
)3(min =
min A ——电缆短路时热稳定要求的最小截面，2mm ；
)3(d
I ——三相最大稳态短路电流，A ；
计算方法：
P
s
d
U S I
3)3(=
s
S ——变电所母线的短路容量，MVA ；一般指地面变电所KV 6，
KV 10和井下中央变电所KV 6，KV 10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KV 6，KV 10母线为基准。计算井下高低压短路电流时，以井下变电所KV 6，KV 10母线为基准。
p
U ——平均电压 , KV ；
f
t ——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
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：
()
tan 10%Δ2X R U
pL U e
g g +=
P ——高压电缆所带的负荷计算功率kw ；
∑e
x P K P =;
∑
e
P ——高压电缆带的所有设备额定功率之和，kw ；
x
K ——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；
1cos 1
tan 2
=
e
U ——高压额定电压kV 6，kV 10；
R ，X ——所选高压电缆的每公里电阻和电抗(
)kM
/Ω；
g
L ——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％。
①I g = ∑Pe ×Kx ×103
3×Ue ×cos φpj ×ηpj
[综采技术手册(下p1461)]
②A j =Ig
n ×I j
[煤矿供电手册(矿井供电下10-3-7)]
③A min = I d (3)max ×t f
C [煤矿供电手册(矿井供电下10-3-8)]
④△U g %= Kx ×∑Pe ×Lg
Ue 2×10×(R i + X i tan φ) [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。
∑
?==e
e e e e g U P I I ?ηcos 3103
)(A
g
I ，
e
I ——分别为通过电缆的电动机工作电流与额定电流；
e
P ——电动机的额定功率，KW ； e
U ——电动机的额定电压，V ；
e η——电动机的额定效率；
e
?cos ——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：
pj
pj e e x g U P K I cos
η310∑3=
)(A
x
K ——需用系数，需用系数计算和选取方法同上； pj η——平均效率，取
9
.0~8.0=pj η；
pj
?cos ——平均功率因数，可以取7.0。
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、电缆截面的选择
选择要求是：
g
y I KI ≥
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
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
注：各部分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
(
)
pj
x pj
r e
b
b U U S S U sin
cos %Δ+=
r U ——变电器电阻压降；
x U ——变电器电抗压降；
b
S ——选择变压器时计算的需用容量，KVA ；
pj
?cos ——选择变压器时的加权平均功率；
pj
pj ??2cos 1sin -=
e
S ——选择的变压器额定容量。
变压器电压损失绝对值：
2
%ΔΔe b b U U U =
()V
注：正常运行时电动机的电压降应不低于额定电压的%10~%7。
准确计算低压电缆干线和支线电压损失：
()
tan 10%Δ002
X R U pL
U e
+=
P ——电缆所带的负荷计算功率kw ；
∑e
x P K P =
∑
e
P ——电缆带的所有设备额定功率之和，kw ；
x
K ——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；
e
U ——低压电缆线路的额定电压； 0
R ，
X ——电缆每公里电阻和电抗
()kM /Ω；
L ——电缆长度km 。
②I g = Kx ×∑Pe ×1033×Ue ×ηe ×cos φe [煤矿综采连使用电工技术
(3-19)]
③I g = Kx ×∑Pe ×103
3×Ue ×ηpj ×cos φpj [煤矿综采连实用电工技术
(3-21)]
④△U= Kx ×∑Pe ×L
U el 2×10×(R 0 + X 0tan φ)%×U el [煤矿供电手册(矿井
供电下10-5-6)]
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
2）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：
s p
s S U X 2
=
()
Ω 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
s
X ——电源系统电抗， ；
p
U ——平均电压 , KV ；
s
S ——变电所母线的短路容量，MVA ；一般指地面变电所KV 6，
KV 10和井下中央变电所KV 6，KV 10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KV 6，KV 10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KV 6，KV 10母线为基准。
4）电抗器电抗计算方法：
e
e k k I U X X 3100
%=
()Ω
%
k X ——电抗器的电抗百分值；
e U ——电抗器的额定电压，KV ；
e
I ——电抗器的额定电流，KA 。
5）KV 6，KV 10电缆线路阻抗：
（1）KV 6，KV 10电缆线路电抗计算方法：
∑
11000
n
i i
i g L X X ==
()Ω
i X ——第i 段高压电缆每公里电抗，Ω/KM ；
i
L ——基准母线到变压器或移动变电站第i 段高压电缆的长度，m 。
（2）KV 6，KV 10电缆线路电阻计算方法：
∑11000n
i i
i g L R R == ()Ω
i R ——第i 段高压电缆每公里电阻，Ω/KM ；
i
L ——基准母线到变压器或移动变电站第i 段高压电缆的长度，m 。
6）短路回路中的总阻抗：
(
)2
2
g
k s g X
X X R Z +++=
7）三相短路电流为：
Z
U I p d
3)
3(=
()A
8）两相短路电流为：
)
3()
2(23d
d
I I = ()A
9）短路容量为：
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
计算公式 一、矿山服务年限计算 N=Q A(1 e) （a） 式中：N—矿山服务年限（a）； Q—设计利用储量 η—矿石回采率 A—矿山年产量 e—废石混入率二、矿山生产能力计算 万t； %；（地下开采80%-90%，露天开采85%-95%） 万t/a； %；（地下开采10%，露天开采5%） 1、按采矿工程延深速度验证确定矿山生产能力（露天）A=P V H (1e) （a） 式中：A—矿山生产能力P—水平分层平均矿量V—采 矿工程年延深速度η—矿 石回收率H—阶段高度 e—废石混入率万t/a；万t；m/a；%；m；%； 2、根据矿山开采年下降速度计算和验证矿山生产能力（地下开采）A=V S 1 K1·K2·E（万t）
式中：A—矿山年生产能力万t/a；
V —回采工作面下降速度 S —矿体开采面积 —矿石体重 α—矿石回收率 β—废石混入率 m/a ；(浅孔留矿为 10-25 m/a) m ； t/m ； %；（80%-90%） %；（10%-20%） E —地质影响系数 （0.7-0.9）； K 1—矿体倾角修正系数 K 2 —矿体厚度修正系数 （0.8-1.2） 3、矿山生产能力计算（地下开采） A= N Q K E 1 Z （万 t/a ） 式中：A —矿山生产能力 Q —矿块生产能力 N —分布矿块数 万 t/a ； 万 t/a ； 个； K —矿块利用系数 （0.1-0.4）； E —地质影响系数 （0.7-0.9）； Z —废石混入率 （10%-20%）； 4、露天矿总生产能力计算 A α=A(1+n s ） （万 t/a ） 式中：A α—年矿岩总生产能力 t/a ； A —年矿石生产能力 t/a ； n s —生产剥采比 t/t ； 5、露天矿可能达到的生产能力 A=N·n·Q （t/a ） 2 3
新临江煤矿（水井湾矿井） 供电设计 （一）矿井电源 设计矿井采用两回电源线路供电，一回、二回电源来自大竹木头变电 站不同电源母线端，电压 10kV ，供电距离 2km ，采用一趟 LGJ-3×70 型架 空线路输送至地面变电所。 （二）电源线路安全载流量及电压降校核 1、按经济电流密度选择电源线路截面 ? A e = n = = 60.14 mm 2 e J 1.15 来自大竹县木头变电站的不同母线段导线型号均采用 LGJ-3×70。 60.14 mm 2 <70mm 2 ,满足供电要求，并留有余地。 式中：矿井最大有功负荷 1078.2kW 。 2、按长时允许负荷电流校验电缆截面 线路 LGJ-3×70 允许载流量：环境温度为 25℃时为 275A （查表），考 虑环境温度 40℃时温度校正系数 0.81，则 Ix=275×0.81=222.75（A ） Ix=222.75A>I=69.17A 3、电源线路压降校核 供电线路LGJ-3×70/10kV 单位负荷矩时电压损失百分数：当cos ∮=0.9 时为 0.644%/MW.km （查表） 则电源线路电压降为：△U 1%=1.0523×2×0.644%=1.36%<5% 式中：电源线路长取 2km 。 全矿计算电流： 1078.2 3 10 0.9 = 69.17（A ）
来自大竹县木头变电站不同母线段两回电源线路电压降均符合要求。 （三）电力负荷 1、矿井采用机械化采煤，投产时期即为最大负荷时期。机电设备布置 及使用情况统计详见表 10-1。 设备总台数 47 台 设备工作台数 36 台 设备总容量 1653.25kW 设备工作容量 1421.65kW 有功负荷 1078.2kW 无功负荷 801.54kvar 视在功率 1346.33kVA 功率因数 0.82 按补偿后功率因数达到约 0.95，则所需补偿电容容量为 0.82 0.82 -1- 0.95 0.95 -1 =377.38kvar 考虑到电容易的配置及矿井负荷的变化情况，变电所电容易室安装 BFMR11-420-3W 型高压电容自动补偿装置 2 套，补偿无功功率 420kvar 。补 偿后： 无功功率： 381.54kvar 视在功率： 1145.24kVA 功率因数： 0.95 矿井投产时年耗电量：2632802kW.h ，吨煤电耗 29.24kW.h/t 。 Q =P cos 2 1 -1 1 -1 - cos 2 Q = 1078.2
计算公式 一、矿山服务年限计算 N=) 1(e A Q -?η （a ） 式中：N —矿山服务年限 （a ）； Q —设计利用储量 万t ； η—矿石回采率 %；（地下开采80%-90%，露天开采85%-95%） A —矿山年产量 万t/a ； e —废石混入率 %；（地下开采10%，露天开采5%） 二、矿山生产能力计算 1、按采矿工程延深速度验证确定矿山生产能力（露天） A=) 1(e H V P -??η （a ） 式中：A —矿山生产能力 万t/a ； P —水平分层平均矿量 万t ； V —采矿工程年延深速度 m/a ； η—矿石回收率 %； H —阶段高度 m ； e —废石混入率 %； 2、根据矿山开采年下降速度计算和验证矿山生产能力（地下开采） A=β αγ-???1S V K 1〃K 2〃E （万t ） 式中：A —矿山年生产能力 万t/a ； V —回采工作面下降速度 m/a ；(浅孔留矿为10-25 m/a)
S—矿体开采面积 m2； γ—矿石体重 t/m3； α—矿石回收率 %；（80%-90%）β—废石混入率 %；（10%-20%）E—地质影响系数（0.7-0.9）； K1—矿体倾角修正系数 K2—矿体厚度修正系数（0.8-1.2）3、矿山生产能力计算（地下开采） A= Z E K Q N -? ? ? 1 （万t/a） 式中：A—矿山生产能力万t/a； Q—矿块生产能力万t/a； N—分布矿块数个； K—矿块利用系数（0.1-0.4）； E—地质影响系数（0.7-0.9）； Z—废石混入率（10%-20%）； 4、露天矿总生产能力计算 Aα=A(1+n s）=Ak+nsAk （万t/a） 式中：Aα—年矿岩总生产能力 t/a； A—年矿石生产能力 t/a； n s—生产剥采比 t/t； 5、露天矿可能达到的生产能力 A=N〃n〃Q （t/a） 式中：A—露天矿矿石年产量 t/a；
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
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
煤矿供电设计计算 煤矿供电设计计算 一、供电方案：见供电系统示意图 二、变压器选型计算 1﹑负荷统计与变压器的选择（动力）： ⑴﹑负荷统计表 负荷名称安装台数安装容量额定电压额定电流功率因数需用系数备注 刮板输送机3 55KW 660V 56.6 0.85 0.5 皮带1 55KW 660V 56.6 0.85 0.5 （2）﹑变压器容量的选择： 变压器视在功率：S=∑Pe×Kx/cos￠ =732.4×0.5/0.85 =430.82KV A 所选变压器为一台KSGB-500/6进行供电，满足要求。 式中：∑Pe—所有设备的额定功率之和：732.4KW cosφ—平均功率因数：0.85 Pn.max—该组用电设备中最大一台电动机的额定功率,55KW; ∑Pn—该组用电设备的额定功率之和,183.4KW; Kx—需用系数：K x=0.286+0.714×Pn.max/∑Pn =0.286+0.714×55/183.4 =0.5
2﹑负荷统计与变压器的选择（主风机） ⑴﹑负荷统计表 序号负荷名称安装台数安装容量额定电压额定电流功率因数需用系数备注 1 风机（主）1台2×30KW 660V 69A 0.85 1 2 风机（其它）1台60KW 660V 69A 0.85 1 单台 （2）﹑变压器容量的选择： 变压器视在功率：S=∑Pe×Kx/cos￠ =240×1/0.85 =282.35KV A ∑Pe—所有设备的额定功率之和：282.35KW 所选变压器为：KSGB- 315/6 一台，满足要求。 需用系数（Kx）：K x=1 ⑶﹑平均功率因数(cosφ)：0.85 三、电缆的选择： 1﹑馈电开关（1#）到（8#）开关 ①按长时允许电流选择电缆 A 选用MYP3×70+1×25电缆,70mm2电缆长时容许电流为215A 式中: Kx—电缆线路所带负荷的需用系数,0.42; ∑Pe—电缆所带负荷的额定功率183.4KW; Ue—电缆所在电网的额定电压,660V;
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
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 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 ≥
目录 第一章系统概况 ......................... 错误!未定义书签。 第一节供电系统简介 .............................................................. 错误!未定义书签。第二节中央变电所高压开关及负荷统计 .............................. 错误!未定义书签。 一、G-03高压开关负荷统计：............................................ 错误!未定义书签。 二、G-04高压开关负荷统计：............................................ 错误!未定义书签。 三、G-05高压开关负荷统计：............................................ 错误!未定义书签。 四、G-07高压开关负荷统计................................................ 错误!未定义书签。 五、G-08高压开关负荷统计................................................ 错误!未定义书签。 六、G-09高压开关负荷统计................................................ 错误!未定义书签。第三节中央变电所高压开关整定计算 .................................. 错误!未定义书签。 一、计算原则......................................................................... 错误!未定义书签。 二、中央变电所G-01、G-06、G-11高爆开关整定：....... 错误!未定义书签。 三、中央变电所G-03高爆开关整定：............................... 错误!未定义书签。 四、中央变电所G-04、G-08高爆开关整定：................... 错误!未定义书签。 五、中央变电所G-05、G-07高爆开关整定：................... 错误!未定义书签。 六、中央变电所G-09高爆开关整定：............................... 错误!未定义书签。 七、中央变电所G-02、G-10高爆开关整定：................... 错误!未定义书签。 八、合上联络开关，一回路运行，另一回路备用时Ⅰ、Ⅱ段高压开关整定 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 九、定值表（按实际两回路同时运行，联络断开）：....... 错误!未定义书签。第四节井底车场、硐室及运输整定计算............................. 错误!未定义书签。 一、概述................................................................................. 错误!未定义书签。 二、供电系统及负荷统计..................................................... 错误!未定义书签。 三、高压系统设备的选型计算............................................. 错误!未定义书签。第五节660V系统电气设备选型............................................. 错误!未定义书签。 一、对于3#变压器................................................................ 错误!未定义书签。 二、对于2#变压器................................................................ 错误!未定义书签。第六节660V设备电缆选型..................................................... 错误!未定义书签。 一、对于3#变压器................................................................ 错误!未定义书签。 二、对于2#变压器................................................................ 错误!未定义书签。第七节短路电流计算 .............................................................. 错误!未定义书签。 一、对于3#变压器................................................................ 错误!未定义书签。 二、对于2#变压器................................................................ 错误!未定义书签。第八节低馈的整定 .................................................................. 错误!未定义书签。 一、对于3#变压器................................................................ 错误!未定义书签。 二、对于2#变压器................................................................ 错误!未定义书签。 三、对于1#变压器................................................................ 错误!未定义书签。 四、对于4#变压器................................................................ 错误!未定义书签。 五、对于YB-02移变............................................................. 错误!未定义书签。 六、对于YB-04移变............................................................. 错误!未定义书签。
第一章电气 第一节供电电源 一、地方及矿区电力系统现状 山西煤炭运销集团张家湾煤业有限公司井田位于该矿位于大同市南郊区云岗镇白庙村西十里河北岸，行政隶属大同市新荣区上深涧乡管辖。该煤业有限公司当前供电源实际情况为：于该矿办公楼附近建有一座10kV变电所，其两回供电电源采用10kV 架空线，一回引自吴官屯35kV变电站10kV母线，供电距离9.5km，架空导线选用LGJ-70mm2；另一回引自上深涧35kV变电站10kV母线，供电距离8km，架空导线选用LGJ-70mm2。变电所安装S9-1000/10/6kV 1000kVA变压器2台，采用一用一备运行方式。 本矿周围电源情况： 于本矿东北面大约8km的上深涧乡建有1座35kV变电站，该变电站装有两台6.3MVA主变压器，配有10kV出线间隔，负荷率为40%；于本矿正东大约9.5km的吴官屯建有1座35kV变电站，该变电站装有两台6.3MVA主变压器，配有10kV出线间隔，负荷率为40%； 综上周围电源情况分析，矿井电源可靠，供电质量有保证；完全能够满足本矿生产生活供电的需要。 二、矿井供电电源 该矿现有10kV变电所设施已不满足本矿供电要求，考虑本矿的用电负荷大小、线路长度、允许电压损失等条件并结合矿井负荷地理分布和矿井周围电源情况，根据电力系统规划，本设计对该矿10kV变电所进行升级改造。该变电站两回电源分别为：其两回供电电源仍采用10kV架空线，一回引自吴官屯35kV变电站10kV母线，供电距离
9.5km，架空导线改用LGJ-185mm2；另一回引自上深涧35kV变电站10kV母线，供电距离8km，架空导线改用LGJ-185mm2。两回电源一回工作，另一回带电备用，完全能够满足本矿在供电安全性、可靠性、供电容量等方面的要求，矿井两回电源线路均为专线，严禁装设负荷定量器。 地区电力系统地理接线示意图见图11-1-1。 第二节电力负荷 本矿设备在矿井最大涌水时，经负荷统计计算电力负荷为： 矿井用电设备总台数： 149台 矿井用电设备工作台数： 118台 矿井用电设备总容量： 4216.8kW 矿井用电设备工作容量： 3462.75kW 补偿前矿井计算有功功率： 2438.31kW 补偿前矿井计算无功功率： 2223.33kVar 补偿前矿井计算视在容量： 3299.79kVA 补偿前矿井自然功率因数： 0.70 10kV母线补偿用电容器容量： 1500kVar 补偿后折算至10kV侧计算有功功率： 2438.31kW 补偿后折算至10kV侧计算无功功率： 723.33kVar 补偿后折算至10kV侧计算视在容量： 2543.34kVA 补偿后矿井功率因数： 0.96 全矿年耗电量： 755×104 kWh 吨煤电耗： 25.17kWh 具体电力负荷统计见表11-2-1。 变压器选择见表11-2-2。
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
矿井供电系统及供电安全 参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
矿井供电系统及供电安全参考文本使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 第一节矿井供电系统 本章节主要讨论煤矿企业对供电的要求及用户的分类 矿井供电系统矿井设备布置、硐室要求采区工作面 配电点的设备布置及配电系统;供电系统的拟定原则对供电 的要求： 1. 供电可靠就是要求供电不间断。 2. 供电安全必须严格遵照规程的规定进行供电作业 确保安全。 3. 保证充足的供电量; 4. 技术经济合理 煤矿电力用户分为以下三类 1. 一类用户一级负荷凡因突然中断供电会发生
人身伤亡事故或损坏重要设备且难以修复或给国家经济带来很大损失者属于这一类。这一类用户有矿井主通风机、主要提升设备、主排水设备。 2. 二类用户二级负荷凡因突然停电造成大量减产者属于这一类。例如造成企业运输停顿、经济发生较大损失者。 3. 三类用户三级负荷凡因突然停电对生产没有直接影响者属于这一类。例如机修厂及生活福利设施等。 电压等级井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级 一、高压不超过10000V 二、低压不超过1140V 三、照明、信号、电话和手持式电气设备的供电电压不超过127V 四、远距离控制线路的额定电压不超过36V。采区电
主要产品简介 （一）、煤矿数字机电部分 《煤矿供电计算、绘图与管理软件》 (1)为防止煤矿发生瓦斯和煤尘爆炸，确保煤矿人身和设备安全。加强煤矿井下供电管理，科学准确的计算煤矿井下供电参数是保证煤矿安全的两个重要条件，本软件就是基于上述两方面开发的。本软件是续1998年到2007年间本公司开发的第一代《煤矿供电计算、绘图与管理软件》的换代产品。第二代煤矿供电软件是基于目前最先进的AutoCAD图形拓扑技术开发的，包括地面和井下两部分供电计算、绘图与管理。用户只需根据供电的实际情况用本软件将供电图绘好，并标注相应的已知参数，然后需要做的各项供电计算只需用鼠标轻轻一点就能全部完成。该软件除将计算结果标注在图上外，还能自动生成详细的计算说明书。以后随着供电负荷的增减，供电系统图的改变，以前所做的各项供电计算将会自动改变，如开关的整定保护计算等。是国内最好的一套智能化煤矿供电方面的软件。 软件包括负荷计算与变压器选择模块，支线电缆和开关选择计算模块，干线电缆和开关选择计算模块，低压线路多点短路电流计算模块。高压多点短路电流计算模块，高压电缆选择计算模块，电压损失计算模块，电机启动电压计算模块，高低压开关保护整定模块等。其中开关保护整定模块包括电磁启动器、低压组合开关、低压馈电开关、保护变压器及线路的高压开关整定保护计算等。 （2)本软件的绘图部分有自动绘图和组图功能。图形是根据国家最新颁布《电气图用图形符号(GB4728)》的内容为标准，只需简单的按几次鼠标，就能画出您需要的各种电气图。自动绘图功能是为画井下高低压供电系统图和设备布置图而设计的。绘这部分图，您只需输入几个参数，所需要的供电图就会自动生成。特别适合经常变动的煤矿井下供电系统图的绘制和井下实际供电的动态管理。 (3)本软件引入了数据库管理，用户可任意将新增的高低压电缆和变压器等参数加入到数据库中。还可查询和统计井下高低压电缆、变压器、高低压开关等机电设备，并能自动生成各种所需的报表。本软件将煤矿供电计算、绘图和管理融为一体，在国内尚属首创。
煤矿供电设计与继电保护整定计算示例 20XX年11月16号，值得欢庆鼓舞的一天，根据我们公司十几年的软件开发经验结合煤矿实际工作情况出版的一书，已经正式出版。 共分十三章，主要包括三部分内容，第一部分是煤矿供电设计、继电保护整定计算方法和理论分析；第二部分是煤矿供电设计和继电保护整定计算示例；第三部分是煤矿供电系统数据库，数据库收集了大量的矿用变压器及高低压电缆等设备参数。第十二章是神华集团某矿一个典型综采工作面供电设计的综合示例，示例给出了移动变电站、高低压电缆选择、短路电流和保护整定计算的详细步骤和过程。第十三章是淮南矿业集团公司潘一东矿高压供电系统的综合示例。该示例详细列出了全矿高压短路电流计算步骤，给出了110kV和10kV高压开关正确的整定计算方法和详细的计算过程。分析了该矿原保护定值计算存在的问题及可能发生越级跳闸的原因，并给出了相应的解决方案。第四章查表法计算井下低压短路电流，增加了一次电压10kV、二次电压400V、693V、1200V、3450V干式变压器和移动变电站的两相短路电流计算表，解决了长期困扰煤矿电管员无表可查的实际问题。
特别适用于煤矿机电人员作为供电设计及继电保护整定计算的参考书，非常适用于煤矿电 管员作为查表法计算低压短路电流的工具书，也可作为高职、高专院校有关专业的教学参考书。 本书的效果如如下： 目录 第一章井下电力负荷统计与变压器选择 第一节负荷统计与选择计算方法第二节负荷统计与选择计算示例第三节井下变压器参数库第二章井下低压电缆选择与计算第一节低压电缆选择计算和校验第二节按允许电压损失选择电缆第三节按启动时的电压损失校验电缆截面第四节井下低压电缆选择与计算示例第五节低压电缆参数库第三章矿井高压电缆选择与计算第一节高压电缆选择计算和校验第二节高压电缆选择计算和校验示例第三节高压电缆参数库第四章矿井低压系统短路电流计算第一节短路电流概述 第二节井下低压短路电流计算第三节井下低压短路电流有名单位制计算示例第四节查表法计算井下低压短路电流第五节变压器二次侧两相短路电流计算表第五章矿井地面低压系统短路电流计算第一节低压网络三相和两相短路电流的计算第二节单相短路(包括单相接地故障)电流的计算第三节变压器二次侧穿越电流计算第四节