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煤矿电工手册(供电计算)

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第三节 井下高压网络的设备选择计算一、井下电力负荷计算注：需用系数法，进行井下电力负荷的各项计算。计算时应按以下步骤进行。1、首先要确定井下设置变电站的数目（包括固定和移动变电站）及其每一台变电站的供电

范围。

2、井下采区变电站的负荷，可按下式进行计算：1-1-01

各用电设备间无按一定顺序起动的一般机组工作面；按下式计算需用系数：1-1-02各用电设备间有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：1-1-03式中：Ps——最大电动机功率（如机组、运输机、掘进机等）单位（KW）千瓦

式中：S——所计算的电力负荷总视在功率；单位（KVA）千伏安

∑PN——参加计算的所有用电设备额定功率（不包括备用）之和；单位（KW)千瓦

COSφ——参加计算的电力负荷的平均功率因数

Kr（Kx）——需用系数，应按以下两种情况选取：

第1种情况：

3、井下井底车场等其它变电站的负荷，仍可按式（1-1-01）进行计算，其所取的各用电设

备的需用系数及平均功率因数；查表

4、可以较正确计算出电动机功率的用电设备，应取其计算功率。

5、一个采区变电所供给二个以上工作面的电力负荷，应按下式计算；1-1-04

式中：

cos

KrPNS

NPPsKr714.0286.0NPPsKr6.04.0

SNKCOSKPS*r*

当一个采区变电所或高压配电点供给三个或更多移动变电站时，取KS=0.65~0.856、井下总负荷的计算。计算下井电缆截面积时，在井下中央变电所6（10）千伏母线上的

负荷，考虑到负荷变化较大的采区与负荷稳定的主排水泵等井下固定设备分别采用同时系数比不分负荷情况采用一个同时系数法计算，可能更接近实际负荷，故在下式中，采用两个同时系数KS1与KS2计算井下总负荷。1-1-05

式中：SS——井下总负荷的视在功率；单位（KVA）千伏安

∑S——井下各变电所6（10）千伏母线上的视在功率之和，单位（KVA）千伏安

KS——各工作面间的同时系数，当供给二个工作面时，取KS=0.95；当供给三个以上工作

面时，取KS=0.90；

二、井下高压电缆的截面选择计算1、按持续允许电流选择电缆截面2、按经济电流密度选择电缆截面

3、按电缆短路时的热稳定选择电缆截面

注：按电缆短路时热稳定选择电缆截面有以下两种方法：1）热稳定系数法。这种方法计算比较简单，一般在纸绝缘电缆的热稳定计算都采用此方法

∑PN——井下主排水泵或其他大型固定设备的计算功率，单位：（KW）千瓦

COSφ——井下主排水泵或其他大型固定设备的加权平均功率因数

KS1——井下各变电所间的同时系数，一般取0.8~0.9

KS2——井下主排水泵或其他大型固定设备间的同时系数，0.9~1只有排水设备时取1；有

其他固定设备时取0.9~0.95；

注：以上公式在计算时，应按复数相加计算，即有效功率和无效功率分别相加后，在求出井下总负荷的视在功率及功率因数。

KS1——井下各变电所间的同时系数，一般取0.8~0.9

1-1-06式中：Amin——电缆短路时热稳定要求的最小截面，单位（mm2）毫米2

IK(3)——三相最大稳态短路电流，单位（A）安

tf——

短路电流作用的假想时间，单位（S）秒

21*KsCOSPKsSSNS



CfKtIA)3(minC——热稳定系数。查表

注：假想时间tf=tf1(周期分量作用的假想时间)+tf1(非周期分量作用的假想时间)按β”=1，t=0.2秒时，查手册第四专集的假想时间曲线得出：tf1=0.2秒，tf2=0.05秒，β”2，即tf2=0.05秒，则tf=0.2+0.05=0.25秒

据以上计算结果，如电力系统容量超过150兆伏安，井下中央变电所馈出开关为瞬时动作时，其tf值可取0.25秒地面变电所向井下馈出开关的继电保护整定时限为0.5秒时，则t=0.7秒，查假想时间曲线，

得tf1=0.58秒，tf2=0.05秒，则tf=0.58+0.05=0.63秒，取0.65秒

式中：ΔU％——电压损失百分数；

In——电缆中的负荷电流；单位：（A）安

P——

电缆输送的有功功率，单位（KW）千瓦

UN——额定电压，单位（KV）千伏

6千伏的油浸纸绝缘电缆在热稳定校验中，可以承受的三相稳态短路电流值及相应的短路容量。查表

4、按电压损失校验电缆截面1）计算法

也可写成

（三）选择电缆截面积的计算步骤1、按持续允许电流选择电缆截面K*Icc≥In式中：

R0、X0——

电缆线路单位长度的电阻及电抗，单位（Ω）欧/公里

L——电缆线路长度，单位（）公里

cosφ、sinφ、tanφ——功率因数及与功率因数相对应的正弦、正切值。

注：高压系统中的电压损失按《全国供用电规则》的规定，在正常情况下不得超过7％，故

2）查表法

NUXRLInU20000*10)sincos(**3

NUXRLPU20000*10)tan(*Icc——空气温度为25°C时，电缆允许载流量，单位（A）安

K——环境温度校正系数

或按以上两种情况计算需用系数，即： P=Kr*∑PN

式中：P——干线电缆所供负荷的计算功率，单位（KW）千瓦

In——用电设备持续工作电流，单位（A）安

用电设备持续工作电流的计算。

向单台或两台电动机供电的电缆，以电动机的额定电流或额定电流和计算，不考虑需求系数；

采掘机械电动机的长时与小时容量不同时，取小时容量计算；向三台及三台以上电动机供电的电缆，则应按式中：

cosφ——（平均功率因数，查表

供多台电动机的干线电缆，由于每一段电缆所流过的电流不同，应分段按流过电流大小选择各段电缆截面，如差别不大时，一般选用同一截面。2、按正常运行时，计算网络的电压损失

Kr——需用系数

∑PN——干线电缆所供的电动机额定功率之和，（KW）千瓦.

干线电缆中所通过的工作电流：

式中：UN——（电网额定电压，单位（V）伏

NPPsKr714.0286.0NPPsKr6.04.0

COSUPINW**3

1000*计算电压损失系统，→ΔUT→ΔU1→ΔU2→  表示电压损失由三个部分组成（三个以上的计算方法相同）

式中：L2——（支线电缆的实际长度，公里

IN——（电动机的额定电流，单位（A）安

PN——（电动机的额定功率，单位（W）瓦

UN——（电网的额定电压，单位（V）伏

∑ΔU=ΔUT+ΔU1+ΔU2

式中：ΔUT——（变压器中的电压损失，单位（V）伏

ΔU1——（干线电缆中的电压损失，单位（V）伏

ΔU2——（支线电缆中的电压损失，单位（V）伏

R0、X0——

支线电缆单位长度的电阻及电抗，单位（Ω）欧/公里

cosφ、sinφ、tanφ——电动机的额定功率因数及与功率因数相对应的正弦、正

切值。

干线电缆中的电压损失ΔU1的计算与ΔU2相同，所不同处是计算ΔU1时的 P(通过干线电缆的功率)和功率因数cosφ应按式： 通过干线电缆的功率 P=Kr*∑PN

功率因数cosφ

)tan*(2*)tan*cos*(**3000022XRULPXRLIUNNN00002002

100*)tan*(2*XRNULPUN

COSUPINW**3

1000*式中：β——（变压器的负荷系数，

IN——（正常运行时，变压器低压侧的负荷电流，单位（A）安

I2N——（变压器低压侧的额定电流，单位（A）安

UR——（变压器在额定负荷时变压器中的电阻压降百分数（可查）或

按矿用动力变压器的技术数据中的短路损耗ΔP（瓦），

变压器中的电压损失ΔUT的计算

已知变压器中电压损失及允许电压降百分数后，可从下式中求出电缆截面。从式：（∑ΔU=ΔUT+ΔU1+ΔU2）中

可改写成：∑ΔU=ΔU-（ΔUT+ΔU2）

按公式计算： SN 为额定容量（KVA）千伏安

UX——（变压器在额定负荷时变压器中的电抗压降百分数（可查）或

按矿用动力变压器的技术数据中的阻抗电压百分数UK，

按公式计算：cosφ、sinφ——变压器负荷中的功率因数及相对应的正弦值。

U2N——（变压器二次侧的额定电压，单位（V）伏

为查表方便，把各种矿用变压器归纳为UK%=4.5和5.5两类，可按不同的变压器负荷系数β及加权平均功率因数COSφ,查表10-5-2至表10-5-12，就可以求得变压器中的电压损失值ΔUT

100*)sin**(20000NTTXRTUUUUCOSUU



NNII2

%*10NRSPURUKUUX22

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煤矿供电知识.

煤矿供电知识.

1、短路电流的计算方法：1.1、两相短路电流计算公式：I=∑R=R1/K+R b+R2∑X=X x+X1/K+X b+X2式中：I——两相短路电流，A∑R、∑X——短路回路内一相电阻、电抗值的总和，ΩX x——根据三相短路容量计算的系统电抗值，ΩR1、X1——高压电缆的电阻、电抗值，ΩK b——变压器变压比R b、X b——变压器的电阻、电抗值，ΩR2、X2——低压电缆的电阻、电抗值，ΩUe——变压器二次侧额定电压，V1.2、三相短路电流计算公式：I=1.15 I2、电缆线路短路保护2.1、1200V及以下电网中电磁式过电流继电器的整定2.1.1、保护干线装置公式：I z≥I Qe+K x∑I e式中：I Qe——最大容量电动机额定起动电流，A，为电动机额定电流的6.0~7.0倍。

∑I e——其余电动机额定电流之和，AK x——需用系数，取0.5～1.0，一般取1.0。

2.1.2、校验公式：≥1.5若线路上串联两台以上开关（其间无分支线路），则上一级开关整定值，也应按下一级开关保护范围最远点的两相短路电流来校验，校验灵敏度应满足1.2～1.5的要求，以保证双重保护的可靠性。

若校验不满足时，应采取以下措施：1.加大干线或支线电缆截面。

2.设法减少低压电缆线路的长度。

3.采用相敏保护器或软起动等新技术提高灵敏度。

4.更换大容量变压器或采取变压器并联。

5.增设分段保护开关。

6.采用移动变电站或移动变压器。

2.2、电子保护器的整定:2.2.1、电磁起动器中电子保护器过流整定公式：I z≤I e当运行中电流超过I z时视为过载，电子保护器延时动作；当运行中电流达到8I z时视为短路，电子保护器瞬时动作。

2.2.2、校验公式：≥1.2若校验不满足时，应采取以下措施：1.加大干线或支线电缆截面。

2.设法减少低压电缆线路的长度。

3.采用相敏保护器或软起动等新技术提高灵敏度。

4.更换大容量变压器或采取变压器并联。

矿井整定计算书

矿井整定计算书

XX矿业矿井整定计算书编制单位：机电科编制日期：编制人:审核：机电矿长：井下变电所低压整定计算1、D1-2馈电开关定值计算设备明细本台开关型号为KBZ-400，所带负荷为中央水泵房2#水泵，主斜井皮带涨紧绞车、给煤机等，共计101kW ，电压等级660V ，最大负荷75kW 。

（1）过载保护整定电流值： A K P I I X e 9582.010115.115.1e z =⨯⨯==≤（2）短路保护整定电流值：A I I I 4.5472615.17515.16e qe d =⨯+⨯⨯=+≥∑, 取547A（3）短路倍数整定：6.595547n z d s ===I I 取6倍（4）灵敏系数校验：从变压器至本台馈电负荷线路末端，其中MYP 3×95型电缆10m ，换算系数0.53，MYP 3×50型电缆35m ，换算系数1，MYP 3×35型电缆20m ，换算系数1.37，折合为50mm ²电缆长度68m ，查表得两相短路电流为6904A ，故 5.11.129566904n z s 2d sen ＞）（=⨯=⨯=I I K 满足灵敏度要求。

式中：I Z --过流保护整定值；I e --用电设备额定电流之和；P e --用电设备额定功率之和；Kx --所带负荷需用系数；I d --短路保护整定值；I eq --容量最大一台电机或几台电机的额定起动电流；∑e I --除最大一台电机外，其余负荷额定电流之和；n s --短路整定倍数。

2、D1-3馈电开关定值计算设备明细本台开关型号为KBZ-400，所带负荷为中央水泵房1#水泵，160kW,电压等级660V 。

（1）过载保护整定电流值： A P I I e 18416015.115.1e z =⨯==≤，取185A（2）短路保护整定电流值：A I I I 110416015.16e qe d =⨯⨯=+≥∑ （3）短路倍数整定：61841104n z d s ===I I 取6倍（4）灵敏系数校验：从变压器至本台馈电线路末端，其中MYP 3×95型电缆15m ，换算系数0.53，MYP 3×50型电缆38m ，换算系数1，MYP 3×35型电缆15m ，换算系数1.37，折合为50mm ²电缆长度66m ，查表得两相短路电流为7010A ，故5.13.611107010d 2d sen ＞）（===I I K 满足灵敏度要求。

矿煤矿高压供电系统参数计算

矿煤矿高压供电系统参数计算

xxxxxxxxxxxxxx高压供电系统参数计算书2019年3月xxxxxxxxxxxxxx供电系统参数计算一、系统参数（根据上级供电部门提供的系统参数） 红石硐110KV 变电所10KV 侧母线电抗标么值：最大方式：X ′max=0.23366 最小方式：X ′min=0.43042乐民35KV 变电所10KV 侧母线电抗标么值：最大方式：X ′max=0.56418 最小方式：X ′min=0.84751 二、基准值取基准电压： U c =10.5KV 基准容量： S d =100MV A=100000KV A 基准电流：I d =S d /（U c ×√3）=100000KVA/（10.5Kv ×1.732）=5.499KA=5499A=5.499KA （计算10.5KV 线路）红辉线II 回：LGJ-185 5.8km 乐辉线I 回： LGJ-185 2.5km 三、标么值的计算：短路电流计算采用标么值计算，基准值是一个比较标准，那么基准电抗就可以用下式来决定：X d =dI c U 3=dS c U 2 (Ω）供电系统各主要元件的电抗标么值计算：（一）电力系统电抗标么值：X *S =ksS S d式中：X *S —电力系统电抗标么值； S d —基准容量；S ks —电力系统短路容量；（二）电力变压器的电抗标么值：X T =100％k U ×nS d S 100U k ％—变压器短路电压百分数； S n —变压器额定容量； （三）架空线路的电抗标么值：X 1=xL2C d U Sx —架空线路单位长度电抗值，Ω/km L —架空线路长度，km （四）电缆线路的电抗标么值：Xe=xL2C d U Sx —架空线路单位长度电抗值，Ω/km注：系统元件本身的电抗为X ，电阻为R ，当31X ＞R 时，只需要计算元件的电抗值；当短路回路中各元件的总电阻R Σ＞31X Σ时，同时考虑总电阻和总电抗，并用Z Σ=22R X ΣΣ+的值进行计算。

煤矿311轨顺掘进工作面供电计算书.

煤矿311轨顺掘进工作面供电计算书.

311轨顺掘进工作面供电计算书机电总工：▁▁▁▁▁▁▁机电科长：▁▁▁▁▁▁▁审核：▁▁▁▁▁▁▁编制：▁▁▁▁▁▁▁编制单位：杨村煤矿机电科编制时间：2004年4月21日311轨顺掘进工作面供电计算书本掘进巷道为放炮落煤（矸）、耙装机装煤（矸）、刮板机皮带机运煤（矸）的掘进工作面。

预计掘进长度为650米，用电设备总装机容量约为231.8kw 。

工作面用电电源来自三煤3#变电所，由KBSGZY-500/6移变进行供电。

一、 311掘进工作面设备用电负荷： 231.8KW 东轨道及309面用电负荷：120KW 容量计算：SBJ=KX ∑Pe/COSΦ COS Φ=0.7 K X =0.286+0.714 ×P S/∑Pe=0.4 SBJ=0.4×351.8KW÷0.7=210KVA<500KVA 选用KBSGZY-500/6型变压器供电合格。

二、311掘进工作面低压电缆截面的选择： 1、考虑到电缆移动方便和有足够的机械强度，按表1来选择支线橡套电缆的截面。

2、选择支线电缆的结果如表3、311工作面干线电缆选择计算：（1）、按允许负荷电流选择电缆截面计算公式为I I g y ≥。

（2）、计算电缆的实际工作电流g I 。

7. 0660732. 1⨯⨯=g I ＝173.8(A（ 3）、查《电缆细则》70mm 2橡套电缆载流量为215A>173.8 A，初选电缆截面结果如下： 3×70＋1×164、按正常运行时的允许电压损失校验电缆截面：（1）、计算变压器的电压损失U ∆：取变压器负荷的加权平均功率因数为0.6，则变压器的电压损失为：sin %cos %(%. T x T r T N TT u u S S U φφ+=∆ 86. 1 8. 086. 36. 005. 1(416210=⨯+⨯⨯=8. 1269010086. 1100%. 2=⨯=∆=∆T N T T U U U （V ）（2）、计算干线电缆的电压损失G U ∆（V ）（3（V ）（4 、计算供电系统中总电压损失（V ）>（V ）经校验: 311工作面电缆选择合格。