煤矿供电课程设计指导书

煤矿供电

课程设计指导书

编制：XXX

徐州机电工程高等职业学校采矿工程系

二O一一年

第一节课程设计的目的、要求

一、课程设计的目的

课程设计的主要目的在于：通过设计使学生能综合运用所学知识，分析和解决采区供电设计方面的技术问题；巩固和扩展学生的知识领域，培养学生严肃认真的科学态度，提高学生独立工作的能力。通过设计使学生掌握供电设计的方法；熟悉国家有关技术经济方面的方针政策和安全方面的规程和措施；训练学生使用各种规程、设计手册和技术资料的能力；培养学生编写技术文件、绘制图纸的能力；完成电气技术人员供电设计能力的基本训练。

二、对设计的要求

(1)设计必须符合国家各项技术经济政策和有关规程的各项规定。

(2)设计应尽量采用国家定型的成套设备和系列产品，尽量采用新技术、新产品和国产先进设备，以确保技术的先进性。

(3)设计应在保证供电可靠性、安全性和供电质量的基础上尽量节约投资，减少有色金属消耗量，降低电能损耗和年运行费用。做到既经济合理又安全适用。

(4)设计应从生产实际出发；选择设备时应考虑备品配件的来源和本企业的施工、维护和检修条件。．

(5)设计要严肃认真，提倡既有科学严谨的态度又有大胆创新的精神。

三、对设计说明书的要求

(1)设计说明书要反映出基本的设计思想、设计步骤、设计计算结果、方案比较情况、设备选择结果及其技术特征。说明书的前面应有目录，后面应有主要参考资料和必要的附录等。说明书中还应编入收集到的原始资料和工矿企业概况的简要说明等内容。

(2)说明书的文字叙述要层次分明、条理清楚、简明扼要，书写格式要规范统一。说明书的插图应整洁美观，图形及文字符号要符合新的国家标准。

(3)说明书的计算部分应写出公式、代入数据、求出结果、注明单位，避免出现数学运算的中间步骤。对公式中各物理量的含义应予以说明，必要时还应注明公式的来源。公式中的文字符号要前后统一并符合国家标准，公式中物理量的单位应采用法定计量单位。

(4)对设计中的计算和设备选择结果应以表格形式出现。，对方案选择比较也应列表分析，并对方案选择结果加以说明。对相同的计算和设备选择内容，为了避免重复，可选一例计算和选择，其余结果可通过表格反映出来。

四、对设计图纸的要求

1．对设计图纸的要求

(1)图纸的幅面、边框尺寸、图纸的比例及采用的图形符号均应符合国家标准的规定：图中采用的文字符号、编号应与说明书相符合。

(2)图纸绘制应线条清晰、整洁美观，图线的形式和宽度应符合国家标准

的规定。图中的文字应用长仿宋字书写，标题栏、明细表等规格应统一。

第二节设计资料的收集

一、工作面供电设计所需原始资料

在进行工作面供电设计时，必须首先收集以下原始资料，作为设计的依据。

1矿井的瓦斯等级，采区煤层走向、倾角，煤层厚度、煤质硬度、顶底板情况、支护方式。

2采区巷道布置，采区区段数目、区段长度、走向长度、采煤工作面长度，采煤工作面数目，巷道断面尺寸。

3采煤方法，煤、矸、材料的运输方式，通风方式。

4工作面机械、电气设备的布置；各用电设备的详细技术特征。

5电源情况。了解工作面附近现有变电所的分布情况，供电能力。

进行工作面供电设计时所需原始资料一般由指导教师提供

二、工作面供电设计所需参考资料

<<煤矿安全规程>>、<<煤炭工业设计规范>>、《煤矿电工手册>>第二分册下、<<煤矿井下供电设计技术规定>>、<<矿井低压电网短路保护装置整定细则》、《矿井保护接地装置安装、检查、测定工作细则>>、《煤矿井下检漏继电器安装、运行、维护与检修细则>>、<<中国煤炭工业产品大全>>、各类有关的电气设备产品样本、各类供电教材。

第三节供电系统设计要求

一、设计内容

1、设计依据

综采工作面巷道布置、巷道尺寸及支护方式；综采工作面地质、通风、排水、运输情况；综采工作面的技术和经济参数；综采工作面的作业制度；综采工作面机械设备性能、数据及布置。

2．设计内容

根据所设计综采工作面设备选型情况，选定移动变电站与各配电点位置；确定变压器容量、型号、台数；拟定综采工作面供电系统图；确定电缆型号、长度和截面；选择高低压开关；做继电保护的整定计算；绘制综采工作面供电系统图；造综采工作面供电设备表。

二、设计要求

设计应符合《煤矿安全规程》、《煤矿工业设计规范》和《煤矿井下供电设计技术规定》；设备应选用定型产品并尽量选用新产品和国产设备；设计要保证技术先进、经济合理、安全可靠。

三、供电设计有关规定

1、《煤矿安全规程》中的规定

严禁井下配电变压器中性点直接接地。

井下电气设备的选用，应符合表3—1要求。

表3—1 井下电气设备的选用

井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，应符合下列要求： （1）高压，不应超过10000V ； （2）低压，不应超过1140V ；

（3）照明、手持电气设备的额定电压和电话和信号装置的额定供电电压，都不应超过127V ；

（4）远距离控制线路的额定电压，不应超过36V 。

采区电气设备使用3300V 供电时，必须制定专门的安全措施。 (国外采煤工作面供电电压已达5000V)

井下电力网的短路电流，不得超过其控制用的断路器的开断能力，并应校验电缆的热稳定性。

40kw 及以上的电动机，应使用真空电磁起动器控制。

井下高压电动机、动力变压器的高压侧，应有短路、过负荷和欠电压释放保护。井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，应装设短路和过负荷保护装置，或至少应装设短路保护装置。低压电动机应具备短路、过负荷、单相断线的保护及远方控制装置。 移动变电站必须采用监视型屏蔽橡套电缆。

移动式和手持式电气设备都应使用专用的分相屏蔽不延燃橡套电缆． 1140V 设备使用的电缆必须用带有分相屏蔽的不延燃橡套电缆；660V 的设备应使用带有分相屏蔽的橡套绝缘屏蔽电缆。

照明、通信、信号电缆应采用不延燃橡套电缆。 2、《煤炭工业设计规范》中的规定

综合机械化采煤的采区变（配）电所的高压进出线，宜有专用的开关柜。 3、《煤矿井下供电设计技术规定》中的规定

一般应由两回路供电，并尽量引自不同的变压器母线段。 工作面的电力负荷，可按下式计算：

pj

e

X

P K S ?cos ∑=

式中 S ——工作面电力负荷视在功率，KVA ； e P ∑——工作面用电设备额定功率之和，kw ；

pj ?cos ——工作面电力负荷的平均功率因数，可取0.7；

X K ——需用系数，可按下式汁算： e

d

P P KX ∑+=6

.04.0 P d ——最大一台电动机功率，kW 。 四、井下供电系统图例符号

井下供电系统图例符号如表 所示

第四节供电系统负荷计算

一、供电电压

井下采区变电所的电源，可以由井下主变电所或从地面变电所经风井(或钻孔)供电，一般不设备用电源，送至采区变电所的电源电压为6kV。井下综采工作面配电点的电源来自采区变电所，综采工作面的供电电压可以根据其日产量、单机或双机最大容量与总容量，参照表4—1来选定低压配电电压等级。

表4—1 采区低压配电电压等级及合理使用范围

煤电钻与照明电压一律采用127v。

二、供电系统的拟定原则

(1)力求减少电缆的条数与长度，尽量减少回头供电，电缆截面不超过70 mm2。橡套电缆长度按敷设路径长度乘1.1，铠装电缆长度按敷设路径长度乘1.05。

(2)采煤机宜用单独电缆供电，综采工作面配电点到各用电设备宜用辐射式线路供电，带式输送机可以用干线式线路供电。对多台大容量带式输送机，也可以用辐射式线路供电。

(3)配电点的设置：一般都设置工作面集中配电点。对输送机及其它附属机械．因位置分散也可分别设配电点。

(4)力求减少开关或起动器的使用量，原则上1台起动器控制1台电动机。对采煤机等重要生产机械宜设置备用起动器．即一用一备；对于刮板输送机起动器，宜按二用一备考虑。

(5)配电点起动器在3台以下并联配电时，可以不设置进线用总馈电开关。

(6)移动变电站低压侧已有低压馈电开关，而且保护齐全，可以不在移动变电站之外再设置低压总馈电开关。

(7)工作面配电点最大容量电动机的起动器应靠近配电点的进线．以减小起动器间连接电缆的截面。

(8)根据供电设备容量，供电系统一般都选用2～3台移动变电站1#移动变电站向带式输送机及其它转运设备供电；2#移动变电站向采煤机、乳化液泵站和喷雾泵供电；3#移动变电站向刮板输送机、转载机等供电。2#、3#移动变电站的负荷可以根据需要适当调换。

综采工作面供电系统如下图所示

三、综采工作面供电设备布置及供电系统举例

方案1——大断面单巷布置法工作面配电点和乳化液泵站等设备布置在可伸缩带式输送机的一侧，随着工作面的推进而移动变配电设备及泵站。这种方案虽然要求巷道加宽一些，开拓量大一些，支护成本高一些。但是供电、供液设备移动很方便，可以缩短低压供电距离，缩短供液管路，减少电缆线路上的电压损失和液压管路上的压力损失；便于变配电设备和供液设备的运行维护，所以是现代综采供电的典型方案，应优先进用。综采工作面设备布置如图5—2图5—3所示。

方案2——小断面双巷布置法将移动变电站、工作面配电点及泵站都设置在单独的辅助巷道内，每隔一定距离，用联络巷与工作面运输巷连通，通过联络巷与运输巷向工作面配电。

这种方案最适宜于下一个工作面尚未回采，但其回风巷已经开拓完毕，这就可在此回风巷布置上工作面的移动变电站、配电点和泵站设置。

这种方案可使运输巷道断面缩小，支护成本低。适合于双巷掘进的开拓系统，其设备布置如图5—3所示。

方案3——定点布置法

将供电、供液设备安装在离工作面较远的短石门里或硐室里，不随工作而推进而多次移动。这种方案适合于顶板比较破碎、压力较大、巷道维护较困难同时走向长度和工作面长度不太大的综采工作面，它有投资少，维护方便的优点。

其它方案对于低瓦斯矿井的工作面，配电点、移动变电站和泵站可以设置在回风巷，也可以在进风的运输巷与回风巷各设置一部分。对于放顶煤综采支架后的刮板输送机等设备

的配电点与移动变电站，有的设置在回风巷。

四、供电设备的选型原则

1、符合《煤矿安全规程》供电设计规定。

2、各种供电没备的额定电压与所在线路上的额定电压一致；电缆的额定电压应等于或略大于所在线路的额定电压。

3、设备的额定电流或者长时允许负荷电流应等于或略大于工作中所通过的长时负荷电流。

4、开关电器的分断能力应等于或大于所通过的最大三相短路电流。

5、电缆主芯线截面应等于或大于三相短路电流的热稳定截面。

6、综采工作面供电应采用移动变电站。国产矿用隔爆型移动变电站有KSGZY和KBSGZY 两种系列。后者为节能新产品。

7、井下照明及电钻用电电压为l27V。

8、BGP5—6系列矿用隔爆型高压真空配电装置有A、B、C、D四种结构，分别用于：两个电源进线、一个电源进线、仅用于联台使用、仅用于单台使用，其高度都为1190 mm。

9、高压电源电缆应选用监视型双屏蔽橡套电缆，型号为UYPJ—3.6／6(试制时型号为UGSP)，其芯线为细铜丝绞合而成。

该电缆的额定电压为3.6／6kV，动力芯线为3×95mm2，接地芯线为3×50／3mm2：，监视芯线为3×2．5mm2；型号规格表示为UYPJ—3.6／6—3×96+3×50／3+3×2．5；主要用于6／3．4kV的井下移动变压器及类似设备的电源供给。

10、低压电缆—律采用铜芯橡套软电缆，采煤机和刮板输送机的供电电缆应选用双屏蔽型。

照明应选用500V电压的电缆供电。660V设备应选用1000V电压的电缆供电。1140V的设备应选用l140V电压的电缆供电。

11、低压开关的选用：

（1）断路控制选用隔爆型自动馈电开关。当所控制的线路或设备发生短路或漏电时，能自动切断电源。有手动和电动操作，真空和空气断路之分。可以根据所控制和保护的线路额定电压和长时最大负荷电流进行选择。

（2）隔爆型手动起动器主要作为不需频繁起动和停止的机械或者照明变压器的控制之用。

（3）当三相异步电动机有远距离控制和保护要求时，应选用隔爆型磁力起动器。可以根据电动机的额定电压、额定电流以及过电流保护需要继电器整定的电流值进行选型。

（4）磁力起动器进出线及控制线喇叭口内径必须符合连接电缆的最大外径的要求，并且1个接线喇叭只能接1条电缆。

（5）如果工作机械要求带负荷改变旋转方向时，应选用可以逆转控制的磁力起动器。

（6）双速电动机必须选用双速控制用磁力起动器。

（7）矿用隔爆型插销式开关、控制按钮、接线盒在综采工作面供电中有时也有应用，一般按用途、负荷额定电压、负荷额定电流进行选择。

五、负荷计算步骤

综采工作面电力负荷计算是选择移动变电站台数和容量的依据。也是配电网络计算的依据之一。

1、负荷统计

按表3—3内容，把综采工作面的每一种负荷进行统计。

2、负荷计算

S计算值为

变压器需用容量

b

pj

e

X

b P K S ?cos ∑= （KVA ）

综采工作面用电设备的需用系数按下式计算

e

d

X P P K ∑+=6

.04.0 其中 d P —最大一台电动机功率，KW 。

表3—3 综采工作面负荷统计表格式

六、移动变电站台数的确定

移动变电站或干式变压器总的额定容量为 be S ，要求

b be S S ≥

需选用变压器台数N 可按下式计算

e

be

S S N =

式中 e S — 所选变压器的额定容量，KV A 。

第五节 供电网络计算

—、高压网络计算

向综采工作面供电的高压6kv 电源线路的电缆截面应和其它高压线路一样按经济电流密度初选，按长时允许的负荷电流校验．按允许电压损失校验，按线路电源端产生最大稳定短路电流校验热稳定。由于现有综采工作面都普遍采用UYPJ —3. 6／6—3×35+3×16／3+3×2.5牌号的高压电缆，这里以此电缆反算出相关数据，供选择设计参考

1、按经济电流密度反算可以供电的容量 电缆可供最大负荷电流为：

A Aj I 75.7825.235=?==

其中 A — 电缆主芯截面，mm 2；

j — 经济电流密度，A/ mm 2，参见表5—4；

35— UYPJ —3.6/6—3×35+16/3+3×2.5牌号电缆主芯的截面，mm 2。

可供最大容量为：

KVA IU S 81810600085.78310333=???==

--

现有综采工作面的用电设备总需用容量一般都超过818KVA ，从经济观点看，宜制造更粗的高压监控型双屏蔽电缆，或者选用2条高压电缆向综采工作面供电。

2、按长时允许负荷电流反算可以供电的容量 可以供电容量为：

KVA U I S y 1434613833=??=

=

式中 y I ——各种矿用橡套电缆长时允许负荷电流，A ，参见表5—5 和表5—6；

U ——线路的额定电压，KVA 。

表5—5 各种矿用橡套电缆长时允许负荷电流

若综采工作面设备总的需用容量超过1434KVA 时，仍用1条牌号UYPJ —3.6/6—3×35+16/3+3×2.5的电缆供电，供电安全就不能保证。

长时负荷电流计算值为

pj

pj e X e fh U K P I ?ηcos 3103?∑=

（A ）

式中 X K ——需用系数；

e P ∑——综采工作面各用电没备额定容量的总和，KW ； e U ——额定电压，V ； pj η——加权平均效率；

pj ?cos ——加权平均功率因数，取0.7;

3、 按允许电压损失校验

10KV 及以下高压线路中的电压损失按《全国供用电规则》，在正常负荷下的电压偏移不得超过±7﹪，具体可以用下式从地面主变电所逐段电缆算到井下高压最远点，即移动变电站的进线端为止。要求：

%7%≤∑=?KP U

%U ? ——高压电缆线路中的电压损失百分数；

K ——兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失百分数。参见表5—7～5—9；

P ——各串级连接的电缆段的长度．Km ；

%7——允许电压损失百分数。

由于没有6KV 矿用铜芯橡套电缆的千瓦公里负荷矩的电压损失百分数数据，可以参考表5—8估计。

注：电缆芯线温度为65℃。

移动变电站变压器一次绕组设有一4﹪与一 8﹪的抽头．适应在运行中电压损失太大时，换接一次绕组接头，来提高二次绕组的输出电压，以满足负载的需要。

当 X 1—Y 1—Z 1相连接时，一次电压为6000V ；

当 X 2—Y 2—Z 2相连接时，一次电压为V 5760

]1004

1[6000=-

； 当 X 3—Y 3—Z 3相连接时，一次电压为V 5520]100

8

1[6000=-；

4、热稳定校验

假定井下中央变电所6KV 母线上的最大短路容量正好被限制在50 MV A ，其最大三相稳态短路电流为：

A U

S I

d 48116000

3105036)3(=??=

=

∞

当综采工作面离井下中央变电所较近时，可忽略这段电缆的阻抗，按下式求得中央变电所到综采工作面移动变电站间高压电缆的截面，即：

2)3(min 7.254

.9325

.04811mm C

t I A j

==

=

∞

式中 j t ——短路电流的假想时间，即热等效时间，考虑井下的高压过电流保护为连续动作，取假想时间为0.25s ；

C ——电缆的热稳定系数，铜芯橡套电缆C=93.4。

所需最小截面A max ＝25．7mm 2＜35mm 2．所以UYPJ —3.6/6—3×35+16/3+3×2.5牌号电缆能满足综采工作面高压供电热稳定要求。

如果井下的短路容量太大、超过87MV A 时，就必需采用2条35mm 2截面的6kv 高压电缆向综采工作面供电。

二、低压电缆截面的选则原则

井下低压电缆截面应按下列原则选择与校验：

1、按井下对移动电缆机械强度要求初选电缆截面；

2、橡套电缆允许温升是65℃，电缆芯线的实际温升决定于它所流过的负荷电流，因此，为保证电缆的正常运行，必须保证实际流过电缆的最大长时工作电流不超过它所允许的负荷电流。按长时允许负荷电流复选电缆截面，以保证电缆正常运行不过热；

3、按允许电压损失校验电缆截面，以保证电动机能正常运转；

4、按最远最大电动机起动时校验电压损失，以保证电动机能正 常起动，同时保证先起动的并联电动机能继续正常工作；

5、用熔断器保护的，应按熔件额定电流与两相短路电流和电缆最小截面的配合要求进行校验；

6、热稳定校验，按运行中可能通过的最大稳态短路电流校验热稳定性，以保证电缆能承受工作中可能遇到的短路电流，一般可以选则变压器配出最细的电缆做热稳定校验，它若符合要求、其它粗截面的电缆就没问题了，不必一一校验：

7、按过电流保护灵敏系数要求校验电缆截面，低压回路的短路电流特点之一是比较小，有时满足不了过电流继电器动作灵敏系数的要求，办法之一是加大电缆截面，以增大短路电流。

经过初选、复选、校验，最后选择的电缆截面必须满足上述7条原则，如果有1条不满足，就必须采取措施，达到满足为止。

三、按长时允许负荷电流选择电缆截面 1、电缆中实际工作电流的计算

（1）向单台或两台电动机供电的工作电流，可以取单台电动机的额定电流或者两台电动机的额定电流之和。对于长时容量与小时容量不同的电动机。则应以小时额定电流作为工作电流。

pj

pj e e e g U P I I ?ηcos 3103?∑=

= （A ）

式中 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 ； pj η——电动机加权平均效率（一台电动机时为额定效率）；

pj ?cos ——加权平均功率因数（一台电动机时为额定功率因数）。

（2）向三台及以上电动机供电的电缆工作电流为

pj

pj e e x g U P K I ?ηcos 3103?∑=

(A)

式中 x K ——需用系数；

pj η——加权平均效率，取为0.8～0.9；

pj ?cos ——加权平均功率因数，可取为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按各段电缆进行计算．各段电缆的工作电流可以参照单台、两台或三台及以上电动机工作电流公式进行计算。

2、电缆截面的选择 选则要求是：

g y I KI ≥

式中 g I —电缆的工作电流计算值，A ；

y I — 环境温度为25℃时电缆长时允许负荷电流，A ，可查表5—5；

K — 环境温度校正系数，参见表5— 6。

四、按机械强度要求选择电缆截面

采煤机允许最小截面为35～50mm 2

；

工作面可弯曲刮板输送机为16～35mm 2

；

手持电钻 4～6 mm 2

；

照明设备3.5～4 mm 2

。

五、按允许电压损失校验或复选电缆截面

采掘机械电动机正常运行时的电压水平是决定采掘机械能否正常运行的关键。 1、低压电网的允许电压损失

所谓电压损失是指供电线路首末端电压有效值之差，用△U 表示。正常运行时，电动机端电压应不低于额定电压的7%～10%。综采工作面设备一般属于间歇性负荷。可以允许正常运行电压损失不超过额定电压的10%，即允许电压损失

e e y U E U 9.02-=?

式中 e E 2——变压器二次额定电势，V 。 e U ——低压电网额定电压，V 。 660V 电网时，96V

6600.9690=?-=?y

U 1140V 电网时，164V

11400.91190=?-=?y

U 。

2、采区低压电网电压损失的组成

采区低压电网的最大电压损失一般为三部分组成

z g b U U U U ?+?+?=?∑

式中 b U ?——变压器内部的电压损失，V ；

g U ?——电缆干线上的电压损失，V ；

z U ?——电缆支线上的电压损失，V 。

(1)电缆支线上的电压损失

%100)tan (%)tan ()sin cos (3002

0000?+=

?+=+=?????X R U L P U X R U L P X R L I U e z

e z e

z

e z e z

式中 z L ——电缆支线实际长度，km ； e I ——电动机额定电流，A ； e U ——电网的额定电压，V ； e P ——电动机额定功率，W ；

0R 、0X ——支线电缆芯线单位长度的电阻和电抗，Ω/km ；可根据初选电缆或采煤机随带电缆型号及截面从表5—7～5—9中查取；

?cos 、?sin 、?tan ——电动机额定功率因数及相应的正弦、正切。

电缆截面小于50mm 2

时，可以忽略电抗上的电压损失。

（2）变压器内部的电压损失

为了简化计算过程，可以查表5—10得变压器电压损失的百分数。也可以按下式计算

100

%)

sin cos (%e

b b b x b R b U U U U U U ?=

?+=???β

式中 β——变压器的负荷系数，be

b be b S S I I ==

β ；

b I 、b S ——变压器低压侧的负荷电流，A ；负荷容量，VA ；设计时可以用计算值；

be I 、be S ——变压器低压侧的额定电流，A ；额定容量，VA ；

R U ——变压器在额定负荷时变压器中的电阻压降的百分数

%10be

R S P

U ?=

P ?——变压器中的短路损耗，W ；

x U ——变压器在额定负荷时变压器中的电抗压降的百分数，2

2R

K x U U U -= U K ——变压器在额定负荷时变压器中的内部阻抗压降的百分数，参见表5—16

b ?cos 、b ?sin ——变压器负荷的功率因数及相应的正弦值；

e U ——变压器二次侧的额定电压，V 。

（3）电缆干线g L 上的允许电压损失

b Z y yg U U U U ?-?-?=?

式中 y U ?——低压电网的允许电压损失。

3、电缆干线允许截面

用试探法将电缆的参数(R 0、X 0等)代入下式．满足下式条件的电缆截面即电缆干线允许截面。

%)tan (10%002

K PL X R U PL U g e g g =+=

??

要求 %%yg g U U ?≤? 式中 P ——通过电缆干线的计算功率，KW ； g L ——电缆干线长度，km ；

e U ——电网额定电压，V ；

?tan ——与通过电缆干线的功率因数相对应的正切值；

0R 、0X ——干线电缆芯线单位长度的电阻和电抗，Ω/km ；

%K ——千瓦公里负荷距电压损失百分数，Ω/km ，参见表5—7～5—9。

如忽略电缆线路的电抗时，可以直接按下式计算出电缆干线所必需的最小面

e

yg g g U U D PL A ??=

310 （mm 2

）

式中 D ——铜电缆芯线的导电系数，D ＝42.5m/Ω·mm 2

：

从而再选定电缆线的标准截面g ge A A ≥。

如果是由变压器直接供电的支线，电压损失计算方法由此类推．更加简单一些。 六、按起动时的电压损失校验电缆截面

采煤机电动机起动时的电压水平或者起动时电网中的电压损失是电动机能否顺利起动的关键，是采区电网计算首先要考虑的问题。有时正常运行时的电压损失不超过允许值。而起动电压损失超过允许值，所以应采用较准确的方法校验。即计算实际起动电流在同路阻抗上产生的电压损失进行校验。

1、 起动时允许电压损失

为保证电动机能顺利起动，同时保证已起动好的并联电动机不掉

闸，最远最大电动机起动时、其端电压不应低于75％的额定电压，即起动时允许电压损失为

e e yq U E U 75.02-=?

最小允许起动电压为

e yq U U 75.0=

电网额定电压e U =660V 时，V U yq 195=?，V U yq 495= 电网额定电压e U =1140V 时，V U yq 335=?，V U yq 855=。 2、 变压器供单台电动机起动验算

供电系统及起动回路等值阻抗电路如图5—6所示。

（1）电动机实际起动电流计算值为

2

2

2)

()(3X R E I e

q ∑+∑=

式中 e E 2——电源变压器二次侧额定电势，V ；

R ∑——起动电流回路电阻之和，Ω； X ∑——起动电流回路电抗之和，Ω。

（2）电动机起动时每相阻抗

qe

e q I U Z 3=

q q q Z R ?cos = q q q Z X ?sin =

式中 e U ——电动机额定电压，V ，查产品目录；

qe I ——电动机额定起动电流，A ，查产品目录； q R ——电动机起动时每项电阻，Ω； q X ——电动机起动时每项电抗，Ω；

q ?cos 、q ?sin ——电动机起动时的功率因数及相应的正弦值，查产品目录。

（3）变压器每相阻抗

be b I P

R 3?=

be

e x b I U U X 3100= 式中 P ?——变压器短路损耗，W ，查产品目录；

be I ——变压器二次侧额定电流，A ，查产品目录； e U ——变压器二次侧额定电压，V ；

x U ——变压器电抗上压降的百分数，求法同前。

(4) 电缆芯线电阻和电抗

L R R L 0= L X X L 0=

式中 L ——电缆实际长度，km ；

0R 、0X ——电缆芯线每公里长的电阻和电抗，Ω，查表5—11和5—12。

（5）起动时电压损失：

)sin cos (3q q q q X R I U ??∑+∑=?

(6)校验要求

yq q U U ?≤?

3、 变压器供两台电动机同时起动验算

供电系统和起动电流回路等值阻抗如图5—7所示。

采用前面的方法求电动机D 1、D 2的起动阻抗Z q1 、Z q2，电阻R q1 、R q2 、电抗X q1 、X q2

及线路电阻R L1=R 0L 1、电抗X Ll ＝X 0L 1。求出

211211)()(q L q L X X R R Z +++=

然后化成相应的电导、电纳。电动机D 1支路的电导、电纳为

2

11

11Z R R g q L q +=

； 2

11

11Z X X b q L q +=

电动机D 2支路的电导、电纳为

22

2

22Z

R R g q L q +=

22

2

22Z

X X b q L q +=

电动机D 1和D 2支路并联后的电导、电纳为

21q q g g g +=∑ ，21q q b b b +=∑

并联后的总导纳为

22)()(b g y ∑+∑=∑

并联后的总阻抗为

∑

∑=

y Z D 1 并联后的总电阻和电抗为

2)(∑∑∑=D D Z g R ；2

)(∑∑∑=D D Z b X

起动回路总电阻、电抗、阻抗为

b L D R R R R ++=∑∑2 ； b L D X X X X ++=∑∑2

22)()(X R Z ∑+∑=∑

通过变压器和电缆干线的起动电流为

)

(3Z E I Ze q ∑=

式中 Ze E ——变压器二次额定电势，V 。

电动机D 1的起动电流为

∑

=D q q

q Z Z I I 21

电动机D 1的起动电压为

113q q q Z I U =

要求 yq q U U ≥