第六章 井下供電設(shè)計(jì)計(jì)算(趙20142)

1、第六章 井下供電(n din)設(shè)計(jì)計(jì)算學(xué)習(xí)要求 一般掌握：簡(jiǎn)單煤礦井下供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與方法； 重點(diǎn)(zhngdin)掌握：變壓器的容量及型號(hào)的選擇；高壓電纜截面的選擇；低壓電纜截面選擇。2022/7/191共九十一頁第一節(jié) 概述(i sh)一、已知資料(zlio) 1）采區(qū)開拓為中間上山，傾角為17，分東西兩翼，每翼走向長(zhǎng)600m。采區(qū)分為三個(gè)區(qū)段，每段長(zhǎng)150m，工作面長(zhǎng)130m。煤層厚度1.8m，煤質(zhì)中硬，一次采全高。 采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤方法，西翼開采，東翼掘進(jìn)，掘進(jìn)超前進(jìn)行。兩班出煤，一班修整。掘進(jìn)三班生產(chǎn)。采區(qū)巷道布置如圖：2022/7/192共九十一頁一、已知資料(zlio)

2、2）回采工作面采用MLS2-170采煤機(jī)，并用HDJA-1200型金屬鉸接頂梁與DZ22單體液壓支柱組成(z chn)支架，支護(hù)煤層的頂板?；夭晒ぷ髅嬖O(shè)有YAJ-13型液壓安全絞車。3）煤的運(yùn)輸方式：在工作面內(nèi)采用SGW-150CI型刮板輸送機(jī)及SZQ-40型轉(zhuǎn)載機(jī)；在區(qū)段平巷內(nèi)，采用DSP1040/800型帶式輸送機(jī)；在采區(qū)上山，采用膠帶寬度為800mm的SPJ-800型膠帶輸送機(jī)；在軌道上山，采用JDSB-75型單滾筒絞車。4）煤巷掘進(jìn)采用打眼放炮，裝煤機(jī)裝煤，調(diào)度絞車調(diào)車。2022/7/193共九十一頁采區(qū)巷道(hng do)布置2022/7/19中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系4共九十一頁202

3、2/7/19中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系5共九十一頁二、采區(qū)供電(n din)設(shè)計(jì)步驟1）根據(jù)采區(qū)地質(zhì)條件，采煤方法、巷道布置以及采區(qū)機(jī)電設(shè)備容量、分布情況，確定采區(qū)變電所及采掘工作面配電點(diǎn)位置。2）采區(qū)用電設(shè)備的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，確定采區(qū)動(dòng)力變壓器的容量、型號(hào)、臺(tái)數(shù)。3）擬訂采區(qū)供電系統(tǒng)(n din x tn)圖。4）選擇高壓配電裝置和高壓電纜。2022/7/196共九十一頁二、采區(qū)供電設(shè)計(jì)(shj)步驟5）選擇(xunz)采區(qū)低壓電纜。6）選擇采區(qū)供電系統(tǒng)中的低壓開關(guān)、起動(dòng)器。7）對(duì)高低壓開關(guān)中的保護(hù)裝置進(jìn)行整定。8）繪制采區(qū)供電系統(tǒng)圖和采區(qū)變電所設(shè)備布置圖。2022/7/197共九十一頁第二節(jié) 變電所

4、及配電(pi din)點(diǎn)位置確定一、變電所位置選擇 選擇原則：采區(qū)變電所要位于負(fù)荷中心，頂?shù)装宸€(wěn)定無淋水、通風(fēng)好、運(yùn)輸方便的地方。 根據(jù)采取巷道布置情況，可以在、設(shè)置采取變電所。 變電所的位置有三個(gè)方案：方案1：一個(gè)采區(qū)變電所向全采區(qū)供電；方案2：一個(gè)采區(qū)變電所先后設(shè)置在兩個(gè)位置，在采區(qū)開采(kici)前期和后期向全采區(qū)供電；方案3：一個(gè)采區(qū)變電所+一臺(tái)移動(dòng)變電站聯(lián)合向采區(qū)供電。 2022/7/198共九十一頁采區(qū)(ci q)變電所位置選擇 應(yīng)綜合考慮建設(shè)成本、設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)等各方面，保證供電的安全可靠、有合格的電能質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)合理。 根據(jù)本采區(qū)條件，采取先在采區(qū)負(fù)荷中心處建立一個(gè)固定采區(qū)變電所

5、，另外再加一個(gè)移動(dòng)變電站向回采工作面采煤機(jī)等設(shè)備供電。 根據(jù)本采區(qū)條件為西翼開采、東翼掘進(jìn)(jujn)，將移動(dòng)變電站設(shè)在回采面運(yùn)輸平巷內(nèi)。2022/7/199共九十一頁二、工作面配電(pi din)點(diǎn)的設(shè)置 1.采區(qū)用電設(shè)備的布置：根據(jù)采取具體開車情況，首先對(duì)給定負(fù)荷做全面分析，了解設(shè)備名稱、數(shù)量及其電氣性能，并了解它們?cè)诓蓞^(qū)的分布情況及相互關(guān)系，將設(shè)備標(biāo)注在圖中。2.采區(qū)配電點(diǎn)的配置： 本采區(qū)工作面配電點(diǎn)的布置為：回采工作面配電點(diǎn)設(shè)在運(yùn)輸平巷內(nèi)，與工作面相距50米；回風(fēng)順槽配電點(diǎn)距離工作面70米；掘進(jìn)工作面配電點(diǎn)有兩個(gè)，分別(fnbi)設(shè)在東翼第一區(qū)段上、下部的順槽內(nèi)，且距離掘進(jìn)頭80米；在

6、上山采區(qū)絞車房附近設(shè)一配電點(diǎn)。2022/7/1910共九十一頁第三節(jié) 負(fù)荷(fh)統(tǒng)計(jì)及變電所容量選擇一、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)概述1）負(fù)荷統(tǒng)計(jì)的目的：通過對(duì)采區(qū)的負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，依此決定采區(qū)變電所變壓器的容量(rngling)、型號(hào)和臺(tái)數(shù)。2）變壓器的選擇*：如果選擇容量偏小，將會(huì)使其所帶負(fù)荷不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，影響供電的安全可靠；若選擇容量偏大，又會(huì)使變電所投資提高和增加變壓器的損耗，造成浪費(fèi)。2022/7/1911共九十一頁一、負(fù)荷(fh)統(tǒng)計(jì)3）負(fù)荷統(tǒng)計(jì)：要正確選擇變壓器，必須先準(zhǔn)確求得負(fù)荷的功率。但是由于各電氣設(shè)備運(yùn)行中負(fù)荷是經(jīng)常變化的，且一般用電設(shè)備通常不會(huì)同時(shí)運(yùn)行。所以，各用電設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷總量，要小

7、于其銘牌標(biāo)注值的直接相加之和。因此，選擇變壓器之前，要確定有效的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)方法。 常用方法為利用概率理論確定的需用(x yn)系數(shù)法。2022/7/1912共九十一頁2. 需用(x yn)系數(shù)法需用系數(shù)法是借助一些(yxi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，通過計(jì)算手段，由各用電設(shè)備的額定功率求取計(jì)算負(fù)荷 的方法。計(jì)算公式為：2022/7/1913共九十一頁2. 需用(x yn)系數(shù)法Sca一組用電設(shè)備(shbi)的計(jì)算負(fù)荷；PN具有相同需用系數(shù)Kde的一組用電設(shè)備的額定負(fù)荷之和，kW；coswm一組用電設(shè)備的加權(quán)平均功率因數(shù)，即為各用電設(shè)備的功率與功率因數(shù)的乘積之和與它們的總功率之比；Kde需用系數(shù)，公式為：2022

8、/7/1914共九十一頁2. 需用(x yn)系數(shù)法KLO負(fù)荷系數(shù)，表示最大負(fù)荷時(shí)，工作的設(shè)備的實(shí)際所需功率與全部用電設(shè)備容量比值；（一臺(tái)；多臺(tái)）Ksi同時(shí)工作系數(shù)，表示在最大負(fù)荷時(shí)，工作的用電設(shè)備的容量與全部用電設(shè)備的總?cè)萘勘戎?；wm同時(shí)工作設(shè)備的加權(quán)平均效率，反映各用電設(shè)備的平均功率損耗，即各用電設(shè)備的功率與效率的乘積之和與總功率之比；m電網(wǎng)效率，反映給該組用電設(shè)備供電(n din)的線路在輸送功率時(shí)所產(chǎn)生的線路功率損耗占輸送功率的比值，對(duì)井下供電(n din)線路，一般取0.90.95。采煤機(jī)電動(dòng)機(jī)，計(jì)算負(fù)荷時(shí)取長(zhǎng)時(shí)容量；當(dāng)有功率因數(shù)補(bǔ)償時(shí)，取補(bǔ)償后計(jì)算的功率因數(shù)。2022/7/1915

9、共九十一頁采煤工作面用電設(shè)備需用系數(shù)Kde加權(quán)平均功率因數(shù)coswm綜合機(jī)械化工作面（自移支架）0.4+0.6Pmax/P*0.7一般機(jī)械化工作面（單體支架）0.286+0.714 Pmax/ P*0.60.7一般機(jī)械化工作面（傾斜機(jī)采面）0.60.750.60.7緩傾斜煤層（炮采工作面）0.40.50.6 急傾斜煤層（炮采工作面）0.50.60.7共九十一頁掘進(jìn)工作面: 采用掘進(jìn)機(jī)構(gòu) 非掘進(jìn)機(jī)構(gòu)0.50.30.40.60.70.6電機(jī)車: 架線式電機(jī)車 蓄電池電機(jī)車 其他運(yùn)輸設(shè)備（如 輸送機(jī)、絞車等）0.50.650.80.50.90.90.7井底車場(chǎng): 無主排水設(shè)備 有主排水設(shè)備0.60.

10、70.750.850.70.8共九十一頁二、采區(qū)動(dòng)力(dngl)變壓器的選擇原則 在確定變壓器臺(tái)數(shù)和容量時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)采區(qū)供電系統(tǒng)的幾種情況及變壓器配套設(shè)備的費(fèi)用、變電所硐室的尺寸及開拓費(fèi)用、對(duì)負(fù)荷供電的經(jīng)濟(jì)性（即效率）和是否有適當(dāng)?shù)膫溆萌萘康纫蛩兀C合加以分析，擬定(ndng)出幾種方案，進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，最后再確定出最好的方案。 目前采區(qū)變電所中主要采用KSJ或KS7系列礦用變壓器，有條件優(yōu)先選用KSGB隔爆干式變壓器。2022/7/1918共九十一頁2. 采區(qū)(ci q)變壓器容量、臺(tái)數(shù)的確定 1）方案(fng n)確定 擬定采用1臺(tái)移動(dòng)變電站2臺(tái)電力變壓器。負(fù)荷分組及變壓器容量選擇：

11、A組：采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、噴霧泵2臺(tái)、乳化泵2臺(tái)、調(diào)度絞車、電鉆變壓器、小水泵。B組：膠帶輸送機(jī)、液壓安全絞車、小水泵、調(diào)度絞車、采區(qū)上山輸送機(jī)、照明變壓器。C組：裝煤機(jī)2臺(tái)、局部風(fēng)扇2臺(tái)、調(diào)度絞車2臺(tái)、電鉆變壓器2臺(tái)、小水泵2臺(tái)、采區(qū)上山絞車、照明變壓器。2022/7/1919共九十一頁名稱額定容量kW額定電壓V額定電流A額定功率因數(shù)額定效率負(fù)荷系數(shù)采煤機(jī)1706601870.860.930.75刮板輸送機(jī)275660820.870.910.8轉(zhuǎn)載機(jī)4066044.70.860.910.85乳化泵2 55660590.920.90.9噴霧泵2 3066033.80.870.890.8

12、5調(diào)度絞車11.466012.90.870.890.75電鉆變壓器1.26602.190.80.851小水泵46605.60.750.840.95A組設(shè)備(shbi)數(shù)據(jù)表共九十一頁A組設(shè)備(shbi)變壓器的選擇總負(fù)荷：需用系數(shù)(xsh)：加權(quán)功率因數(shù)：2022/7/1921共九十一頁A組設(shè)備(shbi)變壓器的選擇4.計(jì)算負(fù)荷(fh)5.選擇變壓器： 查表1-21，選擇型號(hào)為KSGZY-500/6的移動(dòng)變電站一臺(tái)。2022/7/19 22共九十一頁B組設(shè)備(shbi)帶式輸送機(jī)、液壓安全絞車、小水泵(shubng)、調(diào)度絞車、采區(qū)上山帶式輸送機(jī)、煤電鉆。選KBSG-200/6變壓器一臺(tái)。2

13、022/7/1923共九十一頁C組設(shè)備(shbi)裝煤機(jī)（2臺(tái)）、局部(jb)通風(fēng)機(jī)（2臺(tái)）、調(diào)度絞車（2臺(tái)）、電鉆變壓器（2臺(tái)）。選KBSG-200/6變壓器一臺(tái)。2022/7/1924共九十一頁第四節(jié) 采區(qū)供電系統(tǒng)(n din x tn)的擬定一、擬定采區(qū)供電系統(tǒng)圖的原則在保證供電可靠的前提下，力求所擬圖中使用的開關(guān)、電纜等設(shè)備最省。盡可能由一臺(tái)變壓器向一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)或工作面的機(jī)械供電，以便縮小事故所引起的停電(tn din)范圍。對(duì)單電源進(jìn)線的采區(qū)變電所，當(dāng)其變壓器不超過兩臺(tái)且無高壓饋出線時(shí)，通?？刹辉O(shè)電源斷路器；而當(dāng)其變壓器超過兩臺(tái)并有高壓饋出線時(shí)，則應(yīng)設(shè)進(jìn)線斷路器。2022/7/192

14、5共九十一頁一、擬定采區(qū)(ci q)供電系統(tǒng)圖的原則4. 在對(duì)生產(chǎn)量較大的綜合機(jī)械化工作面或下山排水設(shè)備進(jìn)行低壓供電時(shí)，應(yīng)盡量(jnling)采用雙回路高壓電源進(jìn)線及兩臺(tái)以上的變壓器，使得當(dāng)一回線路或一臺(tái)變壓器發(fā)生故障時(shí)，另一回線路或另一臺(tái)變壓器可以保證工作面正常生產(chǎn)及排水供電。5. 對(duì)第一類負(fù)荷為高壓設(shè)備（如高壓水泵）或變壓器在4臺(tái)以上（即采掘工作面較為集中的盤區(qū)）的采區(qū)變電所，因其已處于能影響礦井安全的地位，故應(yīng)按井下主要變電所的結(jié)線原則加以考慮。2022/7/1926共九十一頁一、擬定采區(qū)供電系統(tǒng)(n din x tn)圖的原則6. 變壓器盡量采用分列運(yùn)行。這是由于當(dāng)采用并列運(yùn)行時(shí)，線路

15、對(duì)地電流的增加會(huì)對(duì)安全造成威脅；電網(wǎng)絕緣電阻的下降可使漏電繼電器的運(yùn)行條件惡化，在發(fā)生漏電事故時(shí)又會(huì)因1臺(tái)檢漏繼電器控制兩臺(tái)變壓器的饋電開關(guān)，而使停電范圍加大，從而使可靠性降低。7. 一個(gè)(y )開關(guān)只能控制一種用電設(shè)備，容量越大的開關(guān)，應(yīng)離電源越近。2022/7/1927共九十一頁一、擬定采區(qū)(ci q)供電系統(tǒng)圖的原則8. 為防止采用局扇通風(fēng)的工作面的瓦斯煤塵爆炸，根據(jù)風(fēng)電沼氣閉鎖系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范規(guī)定，對(duì)高沼氣及沼氣突出(t ch)礦井，局扇的供電系統(tǒng)應(yīng)裝設(shè)專用變壓器、專用電纜、專用高低壓開關(guān)配檢漏繼電器、以及因停風(fēng)或因沼氣超限均需切斷掘進(jìn)工作面的電源的閉鎖系統(tǒng)。對(duì)低沼氣礦井局扇，僅實(shí)行風(fēng)電沼

16、氣閉鎖。2022/7/1928共九十一頁2022/7/1929共九十一頁2022/7/19中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系30共九十一頁2022/7/19中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系31共九十一頁2022/7/19中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系32共九十一頁第五節(jié) 高壓配電裝置及電纜(dinln)的選擇一、高壓配電裝置選擇選擇原則1）高壓配電裝置的形式應(yīng)符合煤礦安全規(guī)程中規(guī)定的設(shè)備選用的有關(guān)要求，以及在國(guó)標(biāo)礦山電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定。2）配電裝置電氣參數(shù)選擇應(yīng)符合： （1）按正常條件下選擇額定電壓和額定電流 （2）動(dòng)穩(wěn)定(wndng)和熱穩(wěn)定(wndng)校驗(yàn) （3）斷流能力校驗(yàn)2022/7/1933共九十一頁

17、高壓配電裝置(pi din zhun zh)選擇（1）按正常條件下選擇額定( dng)電壓和額定( dng)電流： 井下高壓配電裝置的額定電壓VN，應(yīng)與井下高壓電網(wǎng)額定電壓等級(jí)對(duì)應(yīng)。 額定電流IN，不應(yīng)小于其所控制的設(shè)備或線路的長(zhǎng)時(shí)間最大工作電流Ica。即2022/7/1934共九十一頁高壓(goy)配電裝置選擇電氣設(shè)備的額定電流IN是其在廠家規(guī)定的環(huán)境溫度(wnd)下長(zhǎng)期允許通過的最大電流，當(dāng)裝設(shè)地點(diǎn)溫度(wnd)為時(shí)，在該環(huán)境下長(zhǎng)期允許工作電流Ip為2022/7/1935共九十一頁高壓(goy)配電裝置選擇（3）斷流能力校驗(yàn) 配電裝置額定開斷電流INd、額定開斷容量SNd與配電裝置安裝(n

18、zhung)處的最大短路電流Imax.s、最大短路容量Smax.s必須符合下式要求：2022/7/1936共九十一頁2.選擇(xunz)實(shí)例分別對(duì)KGSZY-500/6移動(dòng)變電站和KBSG-200/6干式變壓器配電裝置進(jìn)行選擇。三臺(tái)變壓器的高壓配電裝置均設(shè)于采區(qū)變電所，按煤礦安全規(guī)程444條，選擇隔爆型。1）按額定參數(shù)選擇 煤礦井下設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定(gudng)：井下移動(dòng)變電站、動(dòng)力變壓器高壓側(cè)應(yīng)有短路、過負(fù)荷和失壓釋放保護(hù)；供給移動(dòng)變電站的高壓饋線應(yīng)有電纜監(jiān)視保護(hù)。 BGP-6、BGP3-6A、BGP5-6高壓隔爆配電箱符合要求。2022/7/1937共九十一頁（1）移動(dòng)變電站高壓(goy)配電

19、箱的選擇配電箱額定電壓：6kV配電裝置額定電流應(yīng)大于移動(dòng)變電站的最大長(zhǎng)時(shí)工作(gngzu)電流IN.T。從表1-8中選取BGP5-6/50型隔爆配電箱。2022/7/1938共九十一頁（2）隔爆干式變壓器高壓(goy)配電箱的選擇額定( dng)電壓：6kV額定電流應(yīng)大于變壓器額定電流IN.T。選擇BGP5-6/50型隔爆配電箱2臺(tái)。2022/7/1939共九十一頁（3）采區(qū)(ci q)變電所總高壓配電箱選擇額定電壓：6kV額定電流應(yīng)大于總負(fù)荷（1臺(tái)移動(dòng)變電站+2臺(tái)干式變壓器）最大長(zhǎng)時(shí)工作電流(dinli)。取3臺(tái)變壓器額定電流之和作為總最大長(zhǎng)時(shí)工作電流INT=48.1+2*19.25=86.

20、6A選擇BGP5-6/100型隔爆配電箱。2022/7/1940共九十一頁采區(qū)變電所高壓配電箱選擇(xunz)結(jié)果負(fù)荷型號(hào)額定電流（A）額定電壓（kV）額定斷流容量（MVA）KGSZY-500/6移動(dòng)變電站BGP5-6/50506100KBSG-200/6干式變壓器BGP5-6/5050總負(fù)荷BGP5-6/1001002022/7/1941共九十一頁二、高壓(goy)電纜截面選擇1。井下高壓電纜截面選擇方法 1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面 經(jīng)濟(jì)截面：按降低電能損耗、線路投資、節(jié)約有色金屬(yus jnsh)等因素綜合確定的負(fù)荷總經(jīng)濟(jì)利益的導(dǎo)線截面。 經(jīng)濟(jì)電流密度：與經(jīng)濟(jì)截面對(duì)應(yīng)的電流密度(A/

21、mm2)。2022/7/1942共九十一頁 年最大負(fù)荷利經(jīng)濟(jì)電流密度 用小時(shí)數(shù) A/mm2 h 導(dǎo)線材料10003000300050005000裸導(dǎo)體銅32.251.75鋁（鋼芯鋁線）1.651.150.9鋼0.450.40.35銅芯紙絕緣、橡膠絕緣電纜2.52.252鋁芯電纜1.921.731.54共九十一頁高壓(goy)電纜截面選擇按經(jīng)濟(jì)(jngj)電流密度選擇電纜截面的計(jì)算公式為：2022/7/1944共九十一頁高壓電纜截面(jimin)選擇2）按長(zhǎng)期允許電流選擇電纜截面 一定溫度下，一定截面的導(dǎo)線可以(ky)長(zhǎng)時(shí)間承載電流而不致于引起電纜的破壞的能力是一定的。所以應(yīng)根據(jù)電纜的長(zhǎng)期允許載

22、流量來選擇電纜的截面。見表6-6、6-7。 按長(zhǎng)時(shí)間允許電流選擇電纜截面時(shí)，應(yīng)滿足：2022/7/1945共九十一頁2022/7/19中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系46共九十一頁2022/7/1947共九十一頁導(dǎo)電芯線最高允許工作溫度不同環(huán)境溫度下載流量的校正系數(shù)510 15 20 25 30 35 40 45 80 65 60 50 1.171.221.251.341.131.171.201.261.091.121.131.181.041.061.071.091.01.01.01.0.954.935.926.895.905.865.845.775.853.791.756.633.798.707.65

23、5.447不同環(huán)境溫度下載(xi zi)流量的校正系數(shù)K共九十一頁高壓電纜(dinln)截面選擇3）按短路電流熱穩(wěn)定校驗(yàn)(xio yn)電纜截面4）按允許電壓損失校驗(yàn)電纜截面 為保證用電設(shè)備的正常運(yùn)行，必須使其供電電纜的電壓損失在允許范圍內(nèi)。2022/7/1949共九十一頁高壓電纜(dinln)截面選擇電纜電壓損失(snsh)計(jì)算：我國(guó)規(guī)定，電纜線路的電壓損失不應(yīng)超過如下標(biāo)準(zhǔn)：1035kV及以上線路，5%；10kV及以下線路，7%.2022/7/1950共九十一頁用允許(ynx)電壓損失校驗(yàn)高壓電纜截面步驟 （1）根據(jù)所選電纜(dinln)截面，查表6-10，得R0、X0； （2）根據(jù)負(fù)荷功率

24、P，額定電壓VN和功率因數(shù)角按下式 計(jì)算V%。如果計(jì)算結(jié)果符合電纜電壓損失百分比要求，則所選電纜滿足要求，否則重選。2022/7/1951共九十一頁2022/7/1952共九十一頁高壓電纜截面(jimin)選擇2. 下井電纜截面的選擇過程1）對(duì)主排水泵由井下主變電所供電(n din)的下井電纜。 （1）取礦井最大涌水量時(shí)井下的總計(jì)算負(fù)荷，按一回路不送電情況，依允許載流量選擇電纜截面。 （2）取礦井正常涌水量時(shí)井下的總額定負(fù)荷，按全部下井電纜送電情況，依經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面。 （3）按三相短路電流熱穩(wěn)定值，選擇電纜截面。 （4）取上述三個(gè)所選截面最大者，再按正常涌水量時(shí)全部下井電纜送電，及最

25、大涌水量時(shí)一回路不送電時(shí)兩種情況，校驗(yàn)電壓損失。 2022/7/1953共九十一頁下井電纜截面(jimin)的選擇過程2）對(duì)主排水泵不由井下主變電所供電的電纜 按一回路(hul)不送電，其余回路(hul)擔(dān)負(fù)井下總計(jì)算負(fù)荷的情況，依允許載流量選擇電纜截面，同時(shí)使其符合全部下井電纜供電時(shí)的經(jīng)濟(jì)電流密度要求，并校驗(yàn)三相短路電流熱穩(wěn)定及電壓損失。2022/7/1954共九十一頁3 選擇(xunz)實(shí)例1依據(jù)所繪制的供電系統(tǒng)，選擇采區(qū)變電所至KSGZY-500/6型移動(dòng)變電站的高壓電纜。選擇步驟：1。根據(jù)安全規(guī)程規(guī)定，向移動(dòng)變電站供電(n din)的高壓電纜，應(yīng)選擇UYPJ-3.6/6系列的礦用監(jiān)視型

26、屏蔽橡套電纜。電纜單位長(zhǎng)度的阻抗和規(guī)格，見表6-10、6-112022/7/1955共九十一頁2022/7/1956長(zhǎng)時(shí)允許(ynx)載流量121A148A170A共九十一頁2022/7/1957共九十一頁3 選擇(xunz)實(shí)例2實(shí)際干線電纜最大長(zhǎng)時(shí)工作電流為：選擇截面為25mm2的UYPJ-3.6/6電纜.最大長(zhǎng)時(shí)允許電流為121A，大于Ica。2）長(zhǎng)度(chngd)計(jì)算： 電纜實(shí)際長(zhǎng)度應(yīng)按下式計(jì)算： Lca=Kin.Lwa Kin：增長(zhǎng)系數(shù)，橡套電纜取1.1，鎧裝電纜取1.05 Lwa：電纜敷設(shè)路徑長(zhǎng)度。2022/7/1958共九十一頁2022/7/19中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣工程系59共九十一

27、頁電纜長(zhǎng)度(chngd)的確定考慮變電所內(nèi)20m，變電所至第一區(qū)段下順槽75m，采區(qū)翼長(zhǎng)600m，移動(dòng)變電站距離采面150m。20+75+600-150=545m電纜單根供貨長(zhǎng)度(chngd)150m，需要4根電纜，中間需設(shè)3個(gè)接頭，每個(gè)接頭電纜端要有3m裕量。且橡套軟電纜要比敷設(shè)距離加長(zhǎng)10%。總長(zhǎng)：Lca=（545+3*2*3）*1.1=619m2022/7/1960共九十一頁3 選擇(xunz)實(shí)例33）校驗(yàn)(xio yn)：（1）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)：由公式： 2022/7/1961共九十一頁2022/7/1962共九十一頁3 選擇(xunz)實(shí)例4一般礦井地面變電所6kV母線短路容量限制在

28、50MVA下，小于25mm2UYPJ-3.6/6電纜可承受的短路容量，所以滿足短路熱穩(wěn)定要求。（2）按允許電壓損失校驗(yàn) 允許電壓損失，要求從地面變電所6kV母線到采區(qū)(ci q)移動(dòng)變電站高壓端子的允許電壓損失不超過7%。 實(shí)際校驗(yàn)過程為分段校驗(yàn)電壓損失，最后計(jì)算總電壓損失，判斷是否滿足要求。2022/7/1963共九十一頁第六節(jié) 井下低壓電纜(dinln)選擇一、低壓電纜型號(hào)選擇1、選擇原則 低壓電纜的型號(hào)和電壓等級(jí)，要在符合煤礦安全規(guī)程的前提下，根據(jù)實(shí)際用電設(shè)備的要求，電纜的用途和敷設(shè)場(chǎng)所等情況綜合考慮加以確定。 1）在井下，采煤機(jī)組(jz)、截煤機(jī)、回柱絞車、調(diào)度絞車、電鉆、工作面運(yùn)輸機(jī)

29、、裝巖機(jī)、裝煤機(jī)和局扇等，都是經(jīng)常移動(dòng)的工作機(jī)械，對(duì)此類機(jī)械，其供電電纜一律采用輕便、易彎曲的非延燃電纜，如UCPQ或UPQ系列。2022/7/1964共九十一頁選擇(xunz)原則2）對(duì)于660V或380V固定的或半固定的設(shè)備，如上下山絞車，上下山和平巷中的輸送機(jī)，可選用鎧裝鉛包紙絕緣銅芯電纜，鎧裝聚氯乙稀絕緣銅芯電纜，或礦用橡套電纜。3）對(duì)無沼氣的進(jìn)風(fēng)斜井和平硐，對(duì)有新鮮風(fēng)流的井底車場(chǎng)，以及對(duì)低沼氣礦井的砌暶的回風(fēng)斜井，可以采用(ciyng)鋁芯電纜。對(duì)井下主變配電所的高低壓電纜，可選用鋁芯的電纜。在同時(shí)采用(ciyng)銅鋁芯電纜時(shí)，需在它們的銜接處，使用銅鋁過渡接頭，并經(jīng)常加以檢查。2

30、022/7/1965共九十一頁選擇(xunz)原則4）在采區(qū)內(nèi)，一般選用無黃麻外皮的ZQ20型銅芯油浸紙絕緣鉛包鎧裝(ki zhun)電纜，但有水泥支柱或砌碹的通風(fēng)良好的巷道除外。2022/7/1966共九十一頁二、低壓電纜長(zhǎng)度(chngd)的確定 在確定電纜的計(jì)算長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)按照(nzho)下述規(guī)定，在其實(shí)際敷設(shè)路徑長(zhǎng)度上增加一定的活動(dòng)裕量。 1）固定敷設(shè)的橡套電纜的實(shí)際計(jì)算長(zhǎng)度Lca應(yīng)比其敷設(shè)路徑的長(zhǎng)度Lwa增加10。 2）固定敷設(shè)的鎧裝電纜的實(shí)際計(jì)算長(zhǎng)度Lca應(yīng)比其敷設(shè)路徑的長(zhǎng)度Lwa增加5。 2022/7/1967共九十一頁 低壓電纜(dinln)長(zhǎng)度的確定 3）對(duì)移動(dòng)設(shè)備用的電纜，其實(shí)

31、際長(zhǎng)度應(yīng)按照使用時(shí)的最大距離滿足(mnz)上述規(guī)定外，另加35m的機(jī)頭活動(dòng)長(zhǎng)度。 對(duì)半固定的設(shè)備機(jī)械，如起動(dòng)器在機(jī)頭附近時(shí)，則由其至電動(dòng)機(jī)的一段支線電纜的長(zhǎng)度，應(yīng)以510m計(jì)。 當(dāng)電纜中間有接頭時(shí)，則其長(zhǎng)度應(yīng)在接線盒兩端各增加3m。2022/7/1968共九十一頁三、低壓(dy)電纜芯線數(shù)目的確定（1）鎧裝動(dòng)力電纜只有三條輸送電能的主芯線。（2）對(duì)移動(dòng)(ydng)設(shè)備供電的橡套電纜，如果為一般的移動(dòng)(ydng)設(shè)備，如輸送機(jī)，回柱絞車等由于其控制按鈕不在工作機(jī)械上，通?？闪碓O(shè)控制電纜，其供電電纜一般可選4芯的。而對(duì)于采煤機(jī)組，裝巖機(jī)等移動(dòng)設(shè)備，由于其控制按鈕在工作機(jī)械上，一般選6芯電纜作動(dòng)力、

32、接地、控制用，也可根據(jù)需要選711芯的。2022/7/1969共九十一頁四、低壓電纜主芯線截面(jimin)的確定1、原則1）基本原則與高壓電纜相同；2）電纜的正常工作負(fù)荷電流應(yīng)等于或小于電纜的長(zhǎng)時(shí)間允許載流量。3）在正常運(yùn)行時(shí)，低壓電纜最遠(yuǎn)端的電壓不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的規(guī)定值。4）電纜的機(jī)械強(qiáng)度，應(yīng)符合(fh)用電設(shè)備使用場(chǎng)合的要求。通常對(duì)采掘工作面的用電設(shè)備，給出最小電纜截面。2022/7/1970共九十一頁 低壓(dy)電纜主芯線截面的確定5）對(duì)距離最遠(yuǎn)，容量最大的電動(dòng)機(jī)，在重載情況下，應(yīng)保證其啟動(dòng)端電壓不低于額定( dng)電壓的75，以便確保磁力起動(dòng)器有足夠的吸合電壓。在選擇低壓電纜

33、截面時(shí)，一般要按啟動(dòng)條件加以校驗(yàn)。6）所選電纜截面必須與保護(hù)裝置適配，并且在短路時(shí)有足夠的熱穩(wěn)定性。2022/7/1971共九十一頁2、支線(zhxin)電纜截面的選擇工作面配電點(diǎn)到各移動(dòng)機(jī)械的支線電纜都屬于采區(qū)供電系統(tǒng)電纜網(wǎng)絡(luò)的支線，相對(duì)較短且通過電流不大，在正常運(yùn)行時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的電壓損失所占比重小，故電壓損失小，因此電壓損失不是選擇電纜的主要(zhyo)依據(jù)。考慮到這些電纜的工作環(huán)境很差，同時(shí)所采用的橡套電纜的機(jī)械強(qiáng)度很差，并且經(jīng)常移動(dòng)、彎折，容易受到擠砸傷，故選擇截面主要按滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求，再按允許載流量校驗(yàn)。2022/7/1972共九十一頁支線(zhxin)電纜截面選擇舉例采煤機(jī)供電電

34、纜選擇：按表6-14用電設(shè)備要求最小截面要求，選擇335mm2 截面的電纜，其允許長(zhǎng)時(shí)載流量Ip=138A。其額定電流(dinli)為其長(zhǎng)時(shí)最大工作電流(dinli)，即：所選電纜的長(zhǎng)時(shí)允許載流量為138A，因此不滿足條件。改選擇350mm2 截面的電纜，其長(zhǎng)時(shí)允許載流量為173A，滿足要求。故選擇UCP-0.66/1.14-350+110+36型電纜。2022/7/1973共九十一頁不同用電設(shè)備要求電纜(dinln)最小截面用電設(shè)備要求最小截面（mm2）1采煤機(jī)35502截煤機(jī)及功率相近的輸送機(jī)16353小功率刮板輸送機(jī)10254安全回柱絞車10255裝巖機(jī)16256調(diào)度絞車467煤電鉆46

35、8照明設(shè)備共九十一頁支線(zhxin)電纜截面選擇向固定、半固定設(shè)備供電的支線電纜，如輸送機(jī)上山、上山絞車房及運(yùn)輸平巷(pn hang)的供電干線上像個(gè)輸送機(jī)、絞車供電的支線電纜，由于其很短，且不經(jīng)常移動(dòng)，在選擇其截面時(shí)，不是以滿足電壓損失和機(jī)械強(qiáng)度為準(zhǔn)，而是按照允許負(fù)荷，同高壓電纜一樣。當(dāng)?shù)蛪褐Ь€電纜向單臺(tái)或兩臺(tái)電機(jī)供電，按照下式計(jì)算：2022/7/1975共九十一頁支線(zhxin)電纜的選擇低壓電纜(dinln)向多臺(tái)電機(jī)供電時(shí)，按下式計(jì)算2022/7/1976共九十一頁3、采區(qū)變電所至各配電點(diǎn)的干線電纜截面(jimin)選擇1）選擇和校驗(yàn)的方法和步驟 由于干線電纜是向不經(jīng)常移動(dòng)的設(shè)備供

36、電，固定架設(shè)在巷道支柱上，一般采用鎧裝電纜。因?yàn)槠浔旧碛休^好的機(jī)械強(qiáng)度，故主要不依據(jù)機(jī)械強(qiáng)度選擇截面。由于它們?cè)谡９ぷ鲿r(shí)負(fù)荷電流大，供電距離長(zhǎng)、線路電壓損失相對(duì)較突出，因此應(yīng)按照允許電壓損失選擇截面，再按長(zhǎng)時(shí)允許載流量校驗(yàn)。 結(jié)合采區(qū)供電系統(tǒng)(n din x tn)，介紹干線電纜的截面選擇、校驗(yàn)方法和步驟。2022/7/1977共九十一頁低壓干線(gnxin)電纜的選擇和校驗(yàn)（1）確定(qudng)變壓器至電動(dòng)機(jī)間電纜的允許電壓損失Vp ：查表6-13（2）確定采區(qū)低壓電網(wǎng)的電壓損失V,使V滿足： Vp= V（= V T+Vtl+ Vbl）2022/7/1978共九十一頁額定電壓VN（V）變

37、壓器副邊額定電壓V2N（V）正常運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)允許偏移- 5%個(gè)別情況電動(dòng)機(jī)允許最大偏移10%電動(dòng)機(jī)端電壓（V）允許電壓損失（V）電動(dòng)機(jī)端電壓（V）允許電壓損失（V）1273806601140133400690120012136162710831239631171193425941026145896174表6-13 不同電網(wǎng)電壓(diny)正常與最大允許電壓(diny)損失共九十一頁低壓干線(gnxin)電纜的選擇和校驗(yàn)2022/7/1980共九十一頁低壓干線(gnxin)電纜的選擇和校驗(yàn)（3）按干線鎧裝電纜的允許電壓損失選擇電纜計(jì)算出變壓器電壓損失和支線最大電壓損失后，根據(jù)最大允許電壓損失，可以得到干線允許電壓損失，可確定滿足(mnz)電壓損失的干線電纜的截面：按照允許載流量校驗(yàn)。2022/7/1981共九十一頁低壓干線電纜(dinln)截面的選擇（4）按啟動(dòng)條件校驗(yàn)電纜截面啟動(dòng)條件：采區(qū)用電設(shè)備中容量最大、距離變壓器最遠(yuǎn)的工作機(jī)械正常啟動(dòng)，而其他工作機(jī)械處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的工作條件。由于啟動(dòng)時(shí)電機(jī)啟動(dòng)電流約為額定電流的57倍，啟動(dòng)時(shí)會(huì)(sh hu)造成較大的電壓損失，嚴(yán)重時(shí)會(huì)(sh hu)造成電機(jī)由于端電壓過低而無法啟動(dòng)。因此根據(jù)規(guī)程，可按電機(jī)啟動(dòng)