煤矿井下供电常用计算公式及系数

煤矿井下供电常用计算公式及系数
煤矿井下供电常用计算公式及系数

煤矿供电计算公式

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

一、短路电流计算公式

1、两相短路电流值计算公式

()

()()

2

2

22

∑∑+=X R Ue

I d

∑∑+++=++=2

2

1

221

X X

K X Xx X R R K R R b

b

b

b

式中:

()

2d

I ————两相短路电流,A ;

∑R ∑X _______

短路回路一相电阻、电抗值的和,Ω;

Xx ————————根据三相短路容量计算的系统电抗值,Ω;(可查表或计算)

()

)

(2

2

原则电力系统给数据路器的断流容量电力系统变电所出口短电压短路计算点处平均额定MVA V S U Xx k

P

=

=

()

A

V I U S k

p k 流取值可按控制柜额定分段电电压短路计算点处平均额定??=??=732.133

()

短路电路的总电抗Ω

电压短路计算点的平均额定?=

=

732.133V

X U I p k

()

WL T X X Xs X ++=∑(按控制柜分段电流

取值就可以)

R1、X1__________

高压电缆的电抗、电阻值的总和,Ω;(可查表或计算)

K b ———————————变压器的的变压比,一次侧电压除以二次侧电压(电压按400、690、1200、3500计算)比;

R b 、X b ———矿用变压器的电阻、电抗值,Ω;(可查表或计算)

R 2、X 2———————矿用电缆的电阻、电抗值,Ω;(可查表或计算)

U e ——————变压器的二次侧电压,V (按电压400、690、1200、3500计算);

2、三相短路电流值计算公式

I d

(3)

=1.15×I d

(2)

I d

(3)

三相短路电流,A

3、移动变电站二次出口端短路电流计算 (1)、计算公式

()()

2

2

2

∑∑+=

X R Ue

I d

∑∑++=++=+=+=变压器电抗

变压比高压电缆电抗系统电抗高压电缆的电阻

变压比变压器的电阻2

2

1

22

1

//b b

b b X K

X Xx X R K R R

(2)计算时要列出一下数据:

①、变压器的一次电压( V ),二次电压值U e ( V ),高压电缆的型号( mm 2

),供电距离L ( km ),变压器的容量( )KVA ,系统短路容量( )MVA ;

②、根据电缆型号,计算或查表得高压电缆的电阻R 1、电抗值X 1,Ω/km ;根据变压器型号计算或查表变压器的电阻、电抗值,Ω;

③、根据提供数据出变压器的变比;系统电抗 X x (=变压器二次电压2

/系统容量);高压电缆的电阻R g 、电抗X g (=电缆长度km × 查表的电阻、电抗); ④、把计算出的结果带入算式中得短路值。

4、电缆远点短路计算

(1)低压电缆的短路计算公式

()()

2

22

∑∑+=

X R Ue

I d

低压电缆的电抗

变压器电抗变压比高压电缆电抗系统电抗低压电缆的电阻

高压电缆的电阻变压比变压器的电阻+++=+++=++=++=∑∑2

2

2

1

2

22

1

//X X K X Xx X R R K R R b

b

b

b

(2)计算时要有计算出的数据:

①、低压电缆的型号( mm 2

),查表或计算出电缆长度换算系数。供电距离L ( km=电缆长度×系数)。注:所有电缆换算后结果相加才是供电最远点距离。

②、根据电缆型号,计算或查表得低压电缆的电阻R 2、电抗值X 2,Ω/km ;低压电缆的电阻R 2、电抗X 2(=电缆长度km × 查表的电阻、电抗);

③、计算出变压器的短路值,其它值可直接从计算结果中提取。 ④、把计算出的结果带入算式中得低压电缆远点短路值。

二、各类设备电流整定值及计算

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

()∑+-≥

e Qe b

Z I Kx I K I 4

.12.1 式中:

K b ————变压器的变比; 1.2~1.4——可靠系数;

I Qe —————————容量最大的电动机的额定启动电流,对于有数台电动机同时启动的工作机械,若其总功率大于单台启动的容量最大的电动机功率时,I Qe 则为这几台同时启动的电动机的额定电流之和,A ;

∑I e ——————其余电机的额定电流之和,A;

x K ——————需用系数,取0.5~1。

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

ge

b e

x Qe I K I K I n ∑+≥

式中:

n ————互感器二次额定电流(5A )的倍数; I ge ————高压配电装置的额定电流,A; K b ————变压器的变比;

I Qe —————————容量最大的电动机的额定启动电流,对于有数台电动机同时启动的工作机械,若其总功率大于单台启动的容量最大的电动机功率时,I Qe 则为这几台同时启动的电动机的额定电流之和,A ;

∑I e ——————其余电机的额定电流之和,A;

x K ——————需用系数,取0.5~1。

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

e b

I K I R 4

.12.1-≈

式中:

I R ———熔体额定电流,A; I e ———照明负荷电流,A ;

K b ———变压比,分别为使用电压/133V 的比值。 (2)煤电钻综保计算公式

)∑+ ??--≈

e Qe

b I I K I R 5

.28.14.12.1 式中:

IQe ———容量最大的电钻电动机的额定启动电流,A; ∑Ie ———其余单钻电动机的额定电流之和,A ; Kb ———变压比,分别为使用电压/133V 的比值。 (3)所选熔体额定电流效验公式

43)

2(≥R

b d

I K I

式中:

Id (2)———变压器低压侧两相短路电流,A; Kb —————变压比;

3————Y/?接线变压器二次侧凉席那个短路电流折算到一次侧时的系数,当?/?接线时此系数

取1。

4、电动机的电流计算公式

(1)电动机的额定工作电流

?

ηcos 3??=U P

I

式中:

I ———电动机的额定工作电流,A ; U ———电动机的工作电压,V; ?cos ——电动机的系数0.65~1 η———效率取0.65--0.9。

(2)电动机启动电流 I Q ______一般计算按I Q =I ×1.1~1.2。 (3)电动机启动短路电流 I d ______短路值按4~10倍、与供电电压、供电距离、短路倍数整定、过流时间有关。

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

∑+≥e x Qe Z I K I I

式中:

I Z ————————过电流保护装置的电流整定值,A;

I Qe —————————容量最大的电动机的额定启动电流,对于有数台电动机同时启动的工作机械,若其总功率大于单台启动的容量最大的电动机功率时,I Qe 则为这几台同时启动的电动机的额定电流之和,A ;

∑I e ——————其余电机的额定电流之和,A;

x K ——————需用系数,取0.5~1。

(2)、保护电缆支线的装置的计算公式

Qe Z I I ≥

I Z I Qe ——同干线电缆解释

(3)、两相短路电流值效验公式

()

5.12≥z

d

I I 式中: I d (2)

——————被保护电缆干线或支线距离变压器最远点的两相电流值,A ; I Z _____________过流保装置的电流整定值,A ; 1.5———保护装置的可靠动作系数。

若线路上串联两台及以上开关时(期间无分支线路),则上一级开关的整定值,也应该按下一级开关保护围最远点的两相短路电流来效验,效验的灵敏度应满足1.2~1.5的要求,以保证双重保护的可靠性。

解决办法:1.加大干线或支线的电缆截面;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.换用大容量变压器或采取变压器并联运行;5.增设分段保护开关;6.采用移动变电站或移动变压器。

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

e Z I I ≤

式中:

Iz ———电子保护器的过流整定值,取电动机额定工作电流的近似值,A; Ie ———电动机的额定电流,A 。 (2)、两相短路值效验公式

()

2.182≥z

d

I I 式中: I d (2)

——————被保护电缆干线或支线距离变压器最远点的两相电流值,A ; I Z _____________电子保护器的过流整定值,取电动机额定工作电流的近似值,A ; 8I Z _____________电子保护器短路保护动作值; 1.2———保护装置的可靠动作系数。

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

∑+-≈

e Qe R I I I 5

.28.1

式中:

I R ——————————熔体额定电流,A;

I Qe —————容量最大的电动机的额定启动电流,对于有数台电动机同时启动的工作机械,若其总功率大于单台启动的容量最大的电动机功率时,I Qe 则为这几台同时启动的电动机的额定电流之和,A ; ∑I e ——————其余电机的额定电流之和,A;

1.8~

2.5———当容量最大的电动机启动时,保证熔体不化系数,不经常启动取 2.5;经常启动取1.8~2。

(2)、对保护电缆支线的计算公式

5

.28.1-≈

Qe R I I

式中:

I R ——————————熔体额定电流,A;

I Qe —————容量最大的电动机的额定启动电流,对于有数台电动机同时启动的工作机械,若其总功率大于单台启动的容量最大的电动机功率时,I Qe 则为这几台同时启动的电动机的额定电流之和,A ; 1.8~2.5———当容量最大的电动机启动时,保证熔体不化系数,不经常启动取 2.5;经常启动取1.8~2。

(3)、选用熔体效验公式

()

742-≥R

d

I I

式中: I d (2)

——————被保护电缆干线或支线距离变压器最远点的两相电流值,A 4~7________为保证熔体及时熔断的系数,100A 及以下系数取7;电流为125A 时,系数取6.4;电流为160A 时,系数取5;电流为200A 时,系数取4;电压127V 时,系数一律取4。

4、对于Y/Y 接线或Y/?接线变压器,效验公式 (1)、公式

()

5.12≥z

b d

I K I (a ) ()

5.132≥z

b d

I K I (b )

式中: I d (2)

———变压器低压侧两相短路电流,A ;

I z ———高压配电装置过流保护装置的电流整定值,A; K b ———变压器的变比

3———Y/?接线变压器的二次侧两相短路电流折算到一次侧时的系数;

1.5———保证过电流保护装置的可靠系数。

(2)、电力变压器高压配电装置保护整定原则

①电子式过流反时限继电器保护装置,按变压器的额定电流整定。

②电磁式动作时间为10~15S,启动电流按躲过变压器的额定电流来整定:

f

eb

z K KI I =

式中:

I z ————高压配电装置过流保护装置的电流整定值,A; K ————可靠系数,一般取1.05; K f ————返回系数,一般为0.85; I eb ————变压器的额定电流。

(3)、高压配电装置的额定电流值的选择

除应考虑其实际可能的最大负载电流外,还应从其速断能力出发,以其出口端可能 发生的三相短路电流来效验,必须选择能够承担长期的实际最大负载电流,又能安全可靠地切断出口处的三相直接短路的最大短路电流。

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

)(cos 3cos 3W I U I U P L L ????==

(2)、无功功率计算公式

)(sin 3sin 3r v I U I U Q L L ?==????

(3)、视在功率计算公式

()A V I U I U S S L L L ?===333??

(4)、功率因数计算公式

22cos Q P Z

R

S P +===

? 式中:

U L ————线电流 U ?——相电压

?I ——相电流

?cos ——功率因数(设备说明书上都有)

?sin ——可查cos 与sin 的对应表

P ——有功功率 Q ——无功功率

S ——视在功率

2、导体电阻的计算公式及取值

电阻Ω=())

导体截面(导体长度电阻率2mm m ?

S L R ?

导体材料 电阻率(Ω?mm 2/m )

银 0.016 铜 0.017 铝

0.028

钨 0.055 铁 0.13--0.3 铅

0.2

3、变压器电阻电抗计算公式

()相/322Ω?=C

I P

R ()相/1022Ω?=

S U U X e x 式中:

?P ————变压器短路损耗,W ;

I 2e ————变压器二次侧额定电流,A ; U 2c ————变压器二次侧额定电压,V ; S ——————变压器额定容量,KVA;

Ux ————变压器绕组电抗压降百分比值,%;

()%2

2

r d U U Ux -=

U d ————变压器阻抗压降百分值,%; U r ————变压器绕组电阻压降百分值,% ()%10S

P

Ur ?= 5、根据三相短路容量计算的系统电抗值

3

22SK U X =

式中:X----三相短路容量系统电抗,Ω; U2---变压器二次侧电压,V ;

SK 3

---开关柜断路器三相短路值; 也可通过查附表5的结果。

五、设备、电缆选择及效验公式

1、高压电缆截面的选择

(1)、按持续应许电流选择截面公式

a P I KI ≥

式中:

I P-------空气温度为25℃时,电缆的额定载流量,A ;

K-----环境温度下不同电缆的修正系数; Ia-----通过电缆的持续工作电流, A 。

(2)、按经济电流密度选择截面公式

J

n I A N

?=

式中:

A -------电缆截面,mm 2;

I N ----正常负荷时,总的持续负荷电流,A ;

n-----不考虑下井电缆损坏时,同时工作电缆的根数; J------经济电流密度(A/mm 2),查下表; 下井主电缆的年运行小时,一般取3000~5000h 。

年负荷利用小时h

经济电流密度(A/mm 2)

铜芯电缆

铝芯电缆 1000~3000 2.5 1.93 3000~5000

2.25

1.73 5000以上 2

1.54

(3) 、按电缆短路时的热稳定(热效应)选择截面 按电缆短路时的热稳定选择截面有两种方法 1)热稳定系数法

这种方法计算比较简单,一般在纸绝缘电缆热稳定计算都采用此方法。 S ZX ≥I (3)tf /C 式中:

I (3)——最大三相短路电流。安 tf —————短路电流的假想作用时间。秒

C ————热稳定系数查下表。

导体种类 铜

电缆类型 电缆有中间接头

10KV 以下油寝纸绝缘

电缆

电缆有中间接头

10KV 以下油寝纸绝

缘电缆

额定电压 (KV ) 短路时应许最高温度(℃)

120 250 120 200 3-10

93.4

159

60.4

90

由地面变电所向井下馈出的电缆及井下中央变电所高压馈出电缆,在进行热稳定校核时,其假想时间tf 值的选取,可按以下几个条件进行。

① 井下开关一般采用矿用型或隔爆型,短路保护一般为瞬时动作,一般可取t0.2S ;地面变电所向井下馈出的开关整定时间一般取0.5S 的时限,开关的计算时间t=0.2+0.5=0.7S 。

② 按《规程》规定,非煤矿用高压断路器用于井下时,其使用的最大断流容量不应超过额定值的一半。矿用型开关在井下使用时,其最大断流容量为50MVA 。在计算t1值时可按此值计算。

③ 在计算短路电流时,如以供电电源基准容量为基准的电抗标么值X *≥3时,可认为短路电流的周期分量在在整个短路过程中保持不变,即β’’=

I I '

'=1。 按上述条件计算tf 值。

I*=

b

S S 式中:

S---- 取50MVA ,也可根据实际取值; S b -----电力系统的总容量。

当t=0.2S , X*=3时, 查煤矿电工手册短路曲线表,I*=0.335,则

St=

335

.050

=149MVA 因此,如电力系统容量超过150MVA 时可认为短路电流的周期分量,在整个短路过

程中保持不变,即β’’=

I I '

'=1,并可按此公式计算t f 值。 假想时间 t f = t f1(周期分量作用的假想时间)+t f2(非周期分量作用的假想时间)。 按β’’=1,t=0.2S 时,查煤矿电工手册假想时间曲线t f1=0.2S ,而t f2=0.05β’’,即t f2=0.05S ,则t f =0.2+0.05=0.25S 。

根据以上结果,如果电力系统容量超过150MVA ,井下中央变电所馈出开关瞬时动作时,其t f 可选0.25S 。

地面变电所向井下馈出开关的继电保护整定时限为0.5S 时,则t=0.7S,查假想时间曲线,的t f1=0.58S ,则t f =0.58+0.05=0.63S ,取0.65S 。 其它数据可查煤矿电工手册。

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(MVA )

计算最远点基准电流(供电电压Ub )

Ub Sb Ib 3÷=

式中:

Ib--基准电流值,KA;

Sb--基准容量,MVA;(取前一级控制柜的断路器的短路容量) Ub--供电电压,KV 。 B 、计算电抗标什么值 电力系统:X1=Sb ÷Sk 输电线路:X2=Xd ×L 供电距离 X=(X1+X2)×Sk ÷Sb

式中:X1---电力系统电抗总标什么值和,Ω/km ; X2---输电线路电抗总标什么值和, Ω/km ;

X --总电抗什么值,Ω; Sb---基准容量,MVA;

Xd----每千米电缆的电抗值,Ω/km ;

Sk----按第一页短路计算公式中计算中的公式算出后代入本公式就可以。 C 、计算电抗标什么值

根据计算电抗等于X 大于3时,可按电源为无限容量的方法处理。 Is=I*0.2 Is=I*无穷 Is=1/X D 、计算短路电流 I(KA)=I ×X1 I(KA)=I ×无穷 I(KA)=Is ×Sk ÷3Ub E 、按热效应效验电缆截面 SZX=I(A)无穷×tj ÷C 式中:I---短路电流,A;

tj -短路电流的假想作用时间。秒 C----热稳定系数,可查标的; SZX--热稳定电缆截面mm 2。 (4)按电压损失选择截面 ①、计算法 ()

N

U X R t In U ?+??=

?10sin cos 3%00??

也可写成 ()N

U tg X R L R U 20010%?+?=

??

式中 :%U ?------电压损失百分数; In----------电缆中的负荷电流,A; U N ---------额定电压,KV ;

R 0

X 0---电缆线路单位长度的电阻和电抗,Ω/km ;

L----------电缆长度,km ;

Sin φ cos φ tg φ-------功率因数与功率因数对应的正弦值。

高压供电系统的电压损失按(全国供用电规则)的规定,在正常情况下不应超过7%,故障状态下不应超过10%,电压损失应从地面变电所母线上算起至采取变电所母线上。 ②、查表法

将电缆输送的有功功率单位改成兆瓦,电压损失百分数可写成

()?tg X R L P U U N

002101000

%+???=

?

=L P K ??

式中 :K-----每兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失的百分数,在6KV 时,K=2.78(R 0+X 0tg φ);

在10KV 时,K=1(R 0+X 0tg φ);在不同功率因数及不同电缆截面时的数值(下对应表);

cos φ 截面mm 2

16 25 35 50 70

95 120 150 185

0.65 1.407

2.308

0.934

1.51

0.694

1.103

0.514

0.903

0.394

0.6 0.315

0.446

0.269

0.389

0.234

0.33

0.208

0.285 0.70 1.395

2.294

0.922

1.498

0.682

1.091

0.502

0.891

0.382

0.588

0.303

0.454

0.257

0.377

0.222

0.318

0.196 0.273 0.75 1.3 2.20.9 1.40.6 1.00.40.80.30.50.20.40.20.30.20.

0.

0.

84

83

11

87

71

8

91

8

71

77

92

43

46

66

11

307

185 262 0.8

1.373

2.272

0.9

1.476

0.66

1.069

0.48

0.869

0.36

0.566

0.281

0.432

0.235

0.355

0.2

0.296

0.174 0.251 0.85

1.363

2.262

0.89

1.466

0.65

1.059

0.47

0.859

0.35

0.556

0.271

0.422

0.225

0.345

0.19

0.286

0.164 0.241 0.9

1.352

2.251

0.879

1.455

0.639

1.048

0.459

0.848

0.339

0.545

0.26

0.411

0.214

0.334

0.179

0.275

0.153 0.23

0.95

1.339

2.238

0.866

1.442

0.626

1.035

0.446

0.835

0.326

0.532

0.247

0.396

0.201

0.321

0.166

0.262

0.141 0.217 1.0

1.313

2.212

0.84

1.416

0.6

1.009

0.42

0.809

0.3

0.506

0.221

0.372

0.175

0.295

0.14

0.236

0.114 1.91 R 0(Ω/km )

1.313

2.212

0.84

1.416

0.6

1.009

0.42

0.809

0.3

0.506

0.221

0.372

0.175

0295

0.14

0.236

0.114 1. R 0(Ω/km )

0.08

0.08

0.08

0.08

0.08

0.08

0.08

0.08

0.08

0.08

0.08

0.08

0.08

0.08

0.08

0.08

0.08

0.08 注:电缆线芯温度按60℃计算。 P---电缆输送的有功功率,MW 。 (5)、高压电缆的选择

①供移动变电站的高压电缆选用监视型屏蔽橡胶电缆。 ②L=KmLm

式中:L m——电缆敷设路径的长度,m ;

K m——电缆弯曲系数,橡套电缆取1.1,铠装电缆取1.05。 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 ?

ηcos 3??=U P

I

Ig=I

KIp ≧Ig

式中:I ———电动机的额定工作电流,A ;

U ———电动机的工作电压,V; ?cos ——电动机的系数0.65~1

η———效率取0.65--0.9。 P------电机功率 ,W; Ig--- 设备额定工作电流,A ;

I P-------空气温度为25℃时,电缆的额定载流量,A ; K-----环境温度下不同电缆的修正系数。

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 ∑?=N P Kr P

式中: P----------干线电缆所供负荷的计算功率,KW; Kr---------需用系数;

∑N P ----干线电缆所供电动机额定功率之和,KW 。 ③、干线电缆中所通过的电流计算 ?

cos 31000

???=

N W U P I

式中:U N ------电网工作电压,V ; ?cos -----平均功率因数。

①选用( )型号电缆,查煤矿电工手册电缆额定载溜表的( A ),电流,长期应许工作电缆( A);

②根据计算结果选用:电动机的额定工作电流为( A );选用( )型号的电缆,长期允许载流量为( A );

③ KI P =( )≥I g=( )A (合格)。 (2)、按电压损失效验电缆截面 ①、干线电缆的电压损失△U g :

移变距开关站的距离( )M ,按电压损失校验所选电缆截面:

△U g =

g

e g x e S DU L K P 3

10∑(V)

)()

sin cos (3002

002???tg X R U L P X R L I N

N N +=

+=

式中:D —导电系数,(Ω·mm 2); 式中:L 2--支线电缆的实际长度,km ; ΣP e -电动机额定功率,KW ; R N --所有电动机的额定电流,A; S g —干线电缆截面,mm 2; P N --电动机的额定功率,W ;

U e —额定电压; U N --电网的额定电压,V; K x —相应于∑P e 的需用系数;取0.68 R0、X0-支线电缆单位长度的电阻、- 和电抗,Ω/km ;

L g —干线电缆长度,m 。 Sin φ、cos φ、tg φ--电动机额,

- 定功率因数及相应的正弦正切值 。 ②、支线电缆的电压损失△U z :以( 设备 )支线电缆为例 ?U z =

e

z e z f e S DU L K P η310(V )

)()

sin cos (3002

002???tg X R U L P X R L I N

N +=

+=

式中:D —导电系数,(Ω·mm 2); 式中:L 2--支线电缆的实际长度,km ; P e -电动机额定功率,KW ; R--单台电动机的额定电流,A; K f —负荷系数;0.68;(不一样) P N --电动机的额定功率,W ;

L z —支线电缆长度,m ; U N --电网的额定电压,V; S z —支线电缆截面,mm 2; R0、X0-支线电缆单位长度的电阻、- 和电抗,Ω/km ;

ηe —电动机效率;0.8。 Sin φ、cos φ、tg φ--电动机额,

- 定功率因数及相应的正弦正切值 。

U e —额定电压,V 。 ③变压器的电压损失△U b :

()100

%sin cos %2N

b X R U UrL U U U Ur ??=

?+=???β

式中:?Ur%---电压损失百分数,%;

Β----------变压器的负荷系数

N N

I I 2=

β;

I N -------正常运行时,变压器低压侧的负荷电流,A ; I 2N -------变压器负荷侧的额定电流,A ;

U R -------变压器在额定负荷时变压器中的电阻压降百分数,可参照煤矿电工手

册?P(W)

%

10N S P

UR ??=

S N -----额定容量,KVA;

U X -----在额定负荷时变压器中的电抗压降百分数,可参照煤矿电工手册U k,

R U X U U X 22+=

Sin φ、 cos φ----变压器负荷功率因数及相对应的正弦;

为查表方便,把各种矿用变压器归纳为U R %=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cos φ,可查煤矿电工手册求的变压器中的电压损失值△U b 。

已知变压器中电压损失及应许电压降百分数后,可从下式计算中求出电缆截面,公式可改写成:

△U g =△U -(△U b + △U Z ) (详细计算查煤矿电工手册下册376页) ④、电压损失合计

△U =△U b +△U Z +△U g =( )V 允许的电压损失:△Ug =Ube-Udy =( )V

△Ug=(变压器二次侧电压值)-0.95×(设备额定电压) 经计算:电压损失△Ug-△U =( )V 超或低( )V.

超出固定电压时:可采取将移变调高一挡,低压增加( )V.调高后移变低压侧电压为:(设备额定工作电压)-(超出电压)+(增加电压)=( )V 满足(设备额定工作电压)就可以使用,否则不能使用,需更换电缆或缩短长度。 故所选电缆截面满足要求。

煤矿供电计算公式

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

设计用计算公式

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

矿山开采设计用计算公式

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;

煤矿井上下供电高低压开关整定调整计算

煤矿井上下供电高低压开关整定调整计算由于雨季来临,井下涌水量增大,主、副斜井分别将18.5KW潜水泵更换为37KW潜水泵(污水泵),主回联络巷现已贯通,新安装25KW调度绞车一台,部分开关整定值需重新计算。 一、负荷统计: 空压机160KW(1台工作1台备用)、 主斜井:绞车40KW1台、耙渣机55KW1台、照明信号综保(4KVA)1台、绞车25KW1台,污水泵37KW和18.5KW(1台工作1台备用)、污水泵7.5KW(1台工作1台备用)、喷浆机5.5KW1台。同时工作容量164.5KW. 副斜井:绞车40KW1台、耙渣机55KW1台、照明信号综保(4KVA)1台、污水泵37KW和18.5KW(1台工作1台备用)、污水泵7.5KW(1 台工作2台备用)、喷浆机5.5KW1台。同时工作容量139.5KW. 回风斜井:绞车40KW1台、皮带机2×40KW1台、刮板机40KW1台、耙渣机55KW1台、照明信号综保(4KVA)1台、污水泵18.5KW(1台工作1台备用)、污水泵7.5KW1台、喷浆机5.5KW1台。同时工作容量241KW. 主回联络巷:刮板机40KW2台、污水泵7.5KW1台。同时工作容量87.5KW. 局扇:10台(1台工作1台备用),2×30+30+30+30+22=172KW. 二、保护装置整定计算: 1、馈电开关整定:

1.1、K-1#总开关整定: I Z =ΣP/(√3Ucos ¢)KtKf 式中 Pe ——额定功率之和(KW ) Ue ——额定电压(0.69KV ) 同时系数Kt=0.8-0.9,负荷系数Kf =0.6-0.9 I Z =ΣP/(√3Ucos ¢)KtKf =(160+164.5+139.5+241+87.5)/(1.732×0.69×0.8)×0.8×0.8 =530A ,取整定值为550A 。 按上式选择出的整定值,还应用两相短路电流值进行校验,应符合下式的要求: 5.1I I )2(d z 式中 I Z —过流保护装置的电流整定值,A ; I d (2)—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 ; 折算电缆长度 95mm2电缆,实际长度10m ,折算系数为0.53, 换算长度为5.3m ; 50mm2电缆,实际长度290m ,折算系数为1.0,换算长度为290m ; 50mm2×2电缆,实际长度300m ,折算系数为0.5,换算长度为150m ;折算电缆长度合计445.3m 查表得d1两相短路电流值为1640A

煤矿供电设计规范标准

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

煤矿井下供电基本计算

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

2019煤矿矿井供电设计

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

矿井供电计算方法

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

(试行)高压供电设计步骤及公式、系数等参数说明

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)

煤矿井下电气整定计算说明

鑫隆煤矿井下电气整定计算说明 第一部分过载整定 一、过流整定细则说明: 1、馈电开关(含移变低压侧)中过载长延时保护电流整定按实际负载电流值整定。实际整定时,应计算其保护干线所有负载的额定电流之和,根据各负载运行情况,乘一需用系数。 公式:I z=K∑Ie 式中:I z——过载保护电流整定值,A; ∑Ie ——保护干线中所有电机额定电流之和,A; K——需用系数,取0.5~1。 2、馈电开关(含移变低压侧)中电子保护器的短路保护整定,取其保护干线中最大负载电机的起动电流,加其余电机的实际电流之和。 公式:I z=IQe+K∑Ie 式中:I z——短路保护电流整定值,A; IQe——最大负载电机起动电流,A; ∑Ie ——其余电机额定电流之和,A; K——需用系数,取0.5~1。 3、电磁起动器中电子保护器的过载电流I z整定以负载电机的额定电流为依据,根据控制开关的整定方式取其近似值。当运行中电流超过I z时,即视为过载,保护延时动作;当运行中电流超过8倍的I z值时,即视为短路,保护器瞬间动作。

4、馈电开关短路电流的可靠动作校验,应计算出其保护干线最远端两相短路电流,除以其短路保护整定值,灵敏度系数不小于1.5。 公式: 式中:Id(2)——被保护干线最远端两相短路电流,A; I z——馈电开关短路电流整定值,A; 1.5——可靠系数。 5、电磁起动器短路电流的可靠动作校验,应计算出所带负载电机处最远端两相短路电流除以8倍的过载定值,灵敏度系数不小于1.2。 公式: 式中:Id(2)——被保护干线最远端两相短路电流,A; I z——电磁起动器短路电流整定值,A; 1.2——可靠系数。 6、高压配电装置,应根据其保护干线中移动高压侧过流整定值进行整定。 7、移动变电站高压侧整定以低压侧整定电流除以该移变的高压变比,取其近似值(10KV→690V,变比取14.5;10KV→1200V,变比取8.3)。 8、本细则参照《煤矿井下供电的三大保护细则》(煤矿工业出版社)第一章第二节制定。 9、高压起动器的过载电流I z整定以负载电机的额定电流为依据,根据控制开关的整定方式取其近似值。当运行中电流超过I z时,即视

煤矿井下供电设计指导书(综采篇)

煤矿井下供电设计指导书 (综采篇) 引文:本指导书主要依据GB50417-2007《煤矿井下供配电设计规范》中相关内容进行编制,严格执行《煤矿安全规程》、《煤炭工业设计规范》、《煤矿井下供电设计技术规定》中的有关规定。 第一章井下综采供电设计概述 1、根据地质资料、巷口平面图以及采煤工艺,确定巷道及其设备布置,采煤方法,主要运输设备。 2、根据通风系统的要求,为确保工作面回采过程中通风系统的稳定,选择合适的通风方式,以及局扇通风设备。 3、根据工作面位置确定电源的取向,以及电压等级的确定。 表3 煤矿常用的电压等级及用途

4、根据地质部门提供的水文资料,选择排水设备。 第二章 井下电力负荷统计及计算 我矿工作面均为高产高效工作面,根据工作面基本参数,结合综采配套设备重新定型,电力负荷计算应符合下列规定: 1、能够较精确计算出电动机功率的用电设备,直接取其计算功率; 2、其他设备,一般采用需要系数法计算。 S= cos d K Pe φ ?∑ 式中:S —工作面的电力负荷视在功率(kV A ) ∑Pe—参加计算的所有用电设备额定功率之和,KW Kd —需用系数 Kd = r Klo Kt ηη ?? Klo —同时系数。该工作组在最大负荷时,工作着的用电设 备容量与该组用电设备总容量之比称为同时系数 Kt —负荷系数。该设备组在最大负荷时,工作着的用电设备 实际所需功率与工作着的用电设备总功率之比称为负荷系数,取0.74 r η—线路供电效率。线路末端功率与始端功率之比,一般 为0.95~0.98。

η—用电设备在实际运行功率时的效率,取0.9 cos Φ—加权平均功率因数,取0.85 第三章 变压器的选型 变压器是供电系统中的主要电气设备,对供电的可靠性、安全性和经济性有着重要意义,如果变压器容量选择得过大,不仅使设备投资费用增加,而且变压器的空载损耗也将过大,促使供电系统中的功率因数值减小;如果变压器容量选择得过小,在长期过负荷运行情况下,铜损将增大,使线圈过热而加速老化,缩短变压器寿命,既不安全也不经济。因此,正确的计算负荷和选用变压器是井下供电设计中的重要组成部分,必须予以重视。我矿根据多年来的实践经验,整合了一套计算方法,供有关单位及技术人员参考。 一、根据变压器二次侧实际工作负荷容量来计算 S b = cos d K Pe φ ?∑ 可知 式中:Sb —变压器计算容量,KV A ∑Pe—参加计算的所有用电设备额定功率之和,KW Kd —需用系数 Kd = r Klo Kt ηη ?? Klo —同时系数。该工作组在最大负荷时,工作着的用电设备容 量与该组用电设备总容量之比称为同时系数 Kt —负荷系数。该设备组在最大负荷时,工作着的用电设备实际 所需功率与工作着的用电设备总功率之比称为负荷系数,取0.74

煤矿井下供配电设计规范

煤矿井下供配电设计规范目次 1总则 2井下供配电系统与电压等级3井下电力负荷统计与计算 4井下电缆选择与计算 4·1电缆类型选择 4·2电缆安装及长度计算 4·3电缆截面选择 5井下主(中央)变电所设计5·1变电所位置选择及设备布置5.2设备选型及主接线方式 6采区供配电设计 6·1采区变电所设计 6·2移动变电站 6·3采区低压网络设计 7井下电气设备保护及接地7·1电气设备及保护 7·2电气设备保护接地 8井下照明 本规范用词说明 附:条文说明 1总则

1.0.1为在煤矿井下供配电设计中贯彻执行国家有关煤炭工业建设的法律、法规和方针政策,做到技术先进、安全可靠、经济合理、节约电能和安装维护方便,特制定本规范。 1.0.2本规范适用于设计生产能力0.45Mt/a及以上新建矿井的井下供配电设计。 1.0.3煤矿井下供配电设计应从我国国情出发,依靠科学技术进步,采用国内外先进技术,经实践检验成熟可靠的新设备、新器材,提高煤炭工业的装备水平和安全管理水平。 1.0.4煤矿井下供配电设计除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。 2井下供配电系统与电压等级 2.0.1下列用电设备应按一级用电负荷设计,其配电装置必须由两回路或两回路以上电源线路供电。电源线路应引自不同的变压器和母线段,且线路上不应分接任何其他负荷。 1井下主排水泵: 2下山采区排水泵: 3兼作矿井主排水泵的井下煤水泵: 4经常升降人员的暗副立井绞车; 5井下移动式瓦斯抽放泵站。 2.0.2下列用电设备应按二级用电负荷设计,其配电装置宜由两回电源线路供电,并宜引自不同的变压器和母线段。当条件受限制时,其中一回电源线路可引自本条规定的同种设备的配电点处。 1暗主井提升设备、主井装载设备、大巷强力带式输送机、主运输用的井下电机车充电及整流设备; 2经常升降人员的暗副斜井提升设备、副井井底操车设备、元轨运输换装设备; 3供综合机械化采煤的采区变(配)电所; 4煤与瓦斯突出矿井的采区变(配)电所; 5井下移动式制氮机; 6井下集中制冷站; 7不兼作矿井主排水泵的井下煤水泵、井底水窝水泵; 8井下运输信号系统; 9井下安全监控系统分站。

供电设计计算

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 =430.82KVA 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 =282.35KVA ∑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 Ica=Kx×∑P e/√3×U e×COS¢ =1×60/1.732×0.66×0.85 =61.75(A) 选用MYP3×70+1×25电缆,70mm2电缆长时容许电流为215A

煤矿供电整定计算原则

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

矿井供电设计

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。

煤矿供电设计规范

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 ≥

井下供电系统短路电流和继电保护整定值的计算

井下供电系统短路电流和继电保护整定值的计算1、F1点(变压器为KBSG-400KV A;一次电压10KV,二次电压0.69KV, △U%=4)保护开关为一号变压器电源总开关,开关型号是KBZ19-500 1、)二相短路电流的计算:(用电缆换算查表法计算,以下同) 120平方电缆长度为L120=10M;电缆换算系数0.42 95平方电缆长度为L95=3+3+3+3=12M;电缆换算系数0.53 70平方电缆长度为L70=3M;电缆换算系数0.71 总的电缆换算长度L总换算-10×0.42+12X0.53+3X0.71=12.7M 查表得:二相短路电流I(2)F1=6735(A) ,三相短路电流I(3)F1=1.15×6735=7445(A) 2、)继电保护电流整定值: 先计算一号变压器所接的负荷; ΣP=维修队动力20KW+掘进二队动力20KW+斜井皮带运输机80KW+一号水泵110KW+二号水泵110KW=340 (KW) 其中最大的电机是水泵电机110KW,额定电流是112A;采用降压起动电流是额定电流的5倍;起动电流I起=5×112=560 (A) 其他设备电流之和为:ΣI=112+82+21+21=236 (A) A、过电流保护整定值:I=K×(560+236)=1.2×796=955A (取1200A)这里K为可靠系数取1.2 也可以按变压器二次侧的额定电流的4倍取值 B、过负荷保护电流整定值:过负荷电流整定值按变压器的二次

侧额定电流取值;I过负荷=310 (A) 过负荷保护电流整定值不得超过所保护范围内电缆长期允许安全电流;载面120平方的电缆长期允许316A 也可以按电缆允许载流量来整定过负荷电流值 C、灵敏度的校验;(二相短路电流与过电流继电器的电流动作值之比应大于或等于1.5倍。K g =6735÷1300=5.1 2、F2点(变压器的参数KBSG-400KV A ,一次侧电压10KV二次侧电压0.69KV,△U%=4)保护开关为二号变压器电源总开关,开关型号是KBZ19-500 1、)二相短路电流的计算: 120平方电缆长度:L120=12M,L=12×0.42=5.04M电缆换算系数0.42 95平方电缆长度:L95=3+3+3+3=12M,L=12×0.53=6.36M电缆换算系数0.53 70平方电缆长度:L70=3M,L=3×0.71=2.13M电缆换算系数0.71 50平方电缆长度:L50=3M,电缆换算系数1.0 L=3M 总的电缆换算长度L总长=5.04+6.36+2.13+3=16.53 (M) 查表得:二相短路电流I(2)F2=6655 (A)三相短路电流I(3)F2=1.15×6655=7653 (A) 2、)继电保护电流整定值; 二号变压器所接负荷:ΣP=7台×刮板运输机30KW+上山斜坡皮带运输机22KW+三号水泵110KW+乳化泵37KW+回柱绞车11.4KW=210+169=379 (KW)

煤矿供电设计与继电保护整定计算示例

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

第5章 煤矿供电基本计算

1 第五章煤矿井下供电基本计算 主要内容:采区供电系统的变压器、开关、电缆的选择,井下电网的短路电流计算,井下过流保护装置的整定。 培养的能力与技能:会选择电缆截面,会选择开关的额定电流、额定电压,会整定和校验开关的过流保护装置;能编写采区供电系统计算说明书。 为采区供电系统选择电气设备、配置电缆、整定过流保护装置,是机电技术人员的日常工作之一,正确的计算是完成上述工作的前提。 本章采用项目引领的教学方法,通过为采区供电系统配备变压器、开关、电缆,整定过流保护装置,掌握井下供电计算的基本方法。 第一节项目任务 一、项目场景 某煤矿机电科,机电副矿长兼机电总工程师向机电科各专业组下达矿长会议精神。本矿在东翼新开一上山采区,机电科承担新采区的供电系统设计计算任务。 学生以3~4人为一组,模拟机电科专业组,选出组长。每组独立完成项目。教师模拟机电总工程师,向学生讲解采区的巷道布置、基本条件、设备配置情况。学生跟随课程进度,完成相应的项目任务。 二、项目任务 (1)采区变电所动力变压器的选型计算与台数的确定; (2)绘制采区生产设备布置图,草拟采区供电系统; (3)选择采区高、低压动力电缆; (4)选择采区高低压配电装置; (5)计算短路电流; (6)整定过电流保护装置; (7)画出采区供电系统图(A2图纸),在图中标注电气设备型号、规格,电缆型号、规格,短路电流,过流保护整定值等。 其中(2)和(4)项在本教材第四章和第三章中已有叙述,本章不再赘述。 三、基本条件

2 四、生产机械参数 第二节负荷计算 当我们为采区供电系统选配开关、变压器和电缆时,首先要知道这些设备所负担的功率和电流,这叫负荷计算。负荷计算是正确选择开关、变压器等电气设备和电缆截面的基础。

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