煤礦井下供電

煤礦井下供電前言隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，煤礦供電有著電壓越來越高、負(fù)荷功率越來越大、線路越來越復(fù)雜、供電保護(hù)越來越精確的趨勢。在這種趨勢下，原本依靠人工計(jì)算或查表進(jìn)行供電保護(hù)的方法就無法滿足即時、高效、精確的要求。于是，就必須要有一種快速、高效、準(zhǔn)確的輔助工具，以滿足需求。煤礦供電設(shè)計(jì)與管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。系統(tǒng)簡介礦井供電設(shè)計(jì)與管理系統(tǒng)能迅速繪出高低壓供電系統(tǒng)圖，能實(shí)現(xiàn)高低壓短路電流、開關(guān)整定保護(hù)、電壓損失、電纜長時載流量等自動計(jì)算，同時自動生成相關(guān)Word文檔計(jì)算說明書。該系統(tǒng)集繪圖、計(jì)算、設(shè)計(jì)、優(yōu)化、管理于一體，運(yùn)行環(huán)境簡單，人機(jī)界面友好，技術(shù)水平國內(nèi)領(lǐng)先。技術(shù)依據(jù)本系統(tǒng)技術(shù)依據(jù)主要來自：煤炭工業(yè)出版社1995年版《煤炭電工手冊（修訂本）》（以下簡稱《手冊》）第二分冊煤炭工業(yè)部1998年制定《煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護(hù)裝置的整定細(xì)則》（以下簡稱《細(xì)則》）煤炭工業(yè)部1992年制定《煤礦安全規(guī)程》（以下簡稱《規(guī)程》）煤炭工業(yè)部1994年制定《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》）功能和特點(diǎn)1.繪圖能迅速繪出電路系統(tǒng)圖，既美觀大方有能實(shí)時動態(tài)修改圖形。2.電網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算由供電系統(tǒng)圖能迅速、準(zhǔn)確、動態(tài)的計(jì)算出整個供電系統(tǒng)的短路電流、保護(hù)整定值、長時載流量、電壓損失等，并可以高效的進(jìn)行電網(wǎng)設(shè)計(jì)工作。功能和特點(diǎn)3.自動生成Word文檔計(jì)算說明書在計(jì)算的同時，能自動生成短路電流、保護(hù)整定、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)、長時載流量、電壓損失等Word文檔計(jì)算說明書。4.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用開放的數(shù)據(jù)庫，用戶可以方便的添加修改設(shè)備的參數(shù)，并能對設(shè)備參數(shù)進(jìn)行查詢。功能和特點(diǎn)5.系統(tǒng)開發(fā)平臺與運(yùn)行環(huán)境、系統(tǒng)開發(fā)平臺基于Windows2000/xp，采用多層次的Client/Server結(jié)構(gòu)，在面向?qū)ο笏枷胫笇?dǎo)下設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的。其前端采用的是VC++，后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器由Access組成。繪圖本系統(tǒng)通過對CAD進(jìn)行二次開發(fā)，形成了一套完整的機(jī)電設(shè)備圖例庫，能夠方便快捷實(shí)時動態(tài)的繪制修改圖形。并且，根據(jù)需要，可以對圖例進(jìn)行隨意的修改。供電設(shè)計(jì)計(jì)算回路短路電流計(jì)算電壓損失計(jì)算開關(guān)保護(hù)整定回路短路電流計(jì)算兩相短路電流：三相短路電流：其中：短路回路內(nèi)一相電阻值的總和：短路回路內(nèi)一相電抗值的總和：系統(tǒng)電抗值：

R1、X1-根據(jù)三相短路容量計(jì)算的系統(tǒng)電抗值；

Rb-礦用變壓器的變壓比，若一次電壓為6000V，二次電壓為400、690、1200V時，變比依次為15、8.7、5；當(dāng)一次電壓為3000V，二次電壓為400V時，變壓比為7.5；

Rb、Xb-礦用變壓器的電阻、電抗值；

R2、X2-低壓電纜的電阻、電抗值；正常工作電壓損失計(jì)算變壓器電壓損失＋低壓電纜電壓損失正常工作電壓損失計(jì)算變壓器：其中：電壓損失百分比：正常工作電壓損失計(jì)算低壓電纜：電壓損失絕對值：電壓損失百分比：電機(jī)起動端電壓計(jì)算：電機(jī)起動阻抗：電機(jī)實(shí)際起動電流：電機(jī)實(shí)際起動電壓：其中起動回路總電阻：起動回路總電抗：低壓開關(guān)選擇原則饋電用總開關(guān)和母線的分?jǐn)嚅_關(guān)局部通風(fēng)機(jī)、一般設(shè)備、遠(yuǎn)方控制和集中閉鎖控制的開關(guān)煤電鉆用的變壓器開關(guān)應(yīng)選用綜合保護(hù)器需控制正、反轉(zhuǎn)機(jī)械的開關(guān)開關(guān)整定計(jì)算（一）過流保護(hù)理論計(jì)算值：開關(guān)整斃定計(jì)算概（一）短路保護(hù)趁理論值即陵最大電流腦計(jì)算公式暫：整定計(jì)算縣靈敏度：開關(guān)整定鼠計(jì)算（二顏）過流保護(hù)晉理論計(jì)算責(zé)值：短路保鋪?zhàn)o(hù)理論止計(jì)算值伙：整定計(jì)算鑄靈敏度：熔斷器理論計(jì)算韻值：整定計(jì)酒算靈敏斃度：供電設(shè)計(jì)晴（設(shè)備選鉆型）采區(qū)低器壓網(wǎng)絡(luò)器的有關(guān)棋規(guī)定變壓器選騰擇電纜的疤截面、叮芯數(shù)、故長度回路短賭路電流則計(jì)算、缸正常和帝啟動電援壓損失迫校驗(yàn)開關(guān)整定井下供極電設(shè)備孫的特殊叨工作條艷件井下空氣噴中含有易學(xué)燃易爆的印瓦斯和煤綢塵設(shè)備對地栗泄漏電流底可能引爆酷電雷管井下空間黃狹窄人體監(jiān)易觸電冒頂、隨片幫事敢故可損桃害電纜性等電氣趙設(shè)備井下的妹條件使勾設(shè)備易株受潮有些硐室掛、巷道溫火度高，設(shè)鞋備散熱條趨件差采掘設(shè)惰備移動殃、啟動請頻繁常番產(chǎn)生短名時過載為防出沙水事故轉(zhuǎn)，排水撇設(shè)備對收供電要辣求高井下停電身可導(dǎo)致水齊淹、瓦斯咐聚集……井下供帥電的要競求嚴(yán)格遵守鴉煤炭部頒碑發(fā)的《煤兇礦安全規(guī)穩(wěn)程》及《搜煤炭工業(yè)成礦井設(shè)計(jì)菜規(guī)范》中欠有關(guān)的規(guī)造定注意安巾全可靠勤、經(jīng)濟(jì)添合理性設(shè)計(jì)原則（1）在保證授供電可靠許的前提下碎，力求所鑰擬圖中使效用的開關(guān)嶺、電纜等貫設(shè)備最省奸。（2）盡可能鉤由一臺變曬壓器向一傘個生產(chǎn)環(huán)蔬節(jié)或工作債面的機(jī)械轉(zhuǎn)供電，以姻便縮小事炒故所引起淋的停電范秩圍。（3）對單外電源進(jìn)答線的采挎區(qū)變電不所，當(dāng)筆其變壓里器不超財(cái)過兩臺在且無高脾壓饋出雜線時，氣通?？蓨A不設(shè)電碌源斷路辟器；而存當(dāng)其變勿壓器超去過兩臺黎并有高身壓饋出被線時，堡則應(yīng)設(shè)考進(jìn)線斷扁路器。（4）在對祝生產(chǎn)量汗較大的們綜合機(jī)慎械化工妖作面或拳下山排陪水設(shè)備熔進(jìn)行低曉壓供電席時，應(yīng)網(wǎng)盡量采袋用雙回晚路高壓絕電源進(jìn)握線及兩希臺或兩閃臺以上初的變壓圈器，使廁得當(dāng)一盡回線路箭或一臺該變壓器槽發(fā)生故廳障時，盈另一回舞線路或尺另一臺怕變壓器污仍能保璃證工作田面正常群生產(chǎn)及輩排水供搏電。設(shè)計(jì)原則（5）對第朵一類負(fù)罷荷為高擠壓設(shè)備烘（如高弄壓水泵亭）或變鴿壓器在中四臺以勸上（即軟采掘工扣作面較煩集中的晝盤區(qū)）縣的采區(qū)蒸變電所司，因其謊已處于晚能影響考礦井安胡全的地唉位，故效應(yīng)按前鵲述井下丑主要變嘴電所的掛接線原甲則加以訓(xùn)考慮。（6）變壓童器盡量笑采用分躁列運(yùn)行承。這是捷由于當(dāng)符采用并忠列運(yùn)行樹時，線探路對地橡電流的完增加會綠對安全偶造成威鉆脅；電街網(wǎng)絕緣穩(wěn)電阻的腐下降可誼使漏電牛繼電器穿的運(yùn)行脖條件惡她化，在蜜發(fā)生漏蠶電事故編時又會迫因一臺掘檢漏繼善電器控柱制兩臺擦變壓器債的饋電蒸開關(guān)，駛而使停塞電范圍電加大，蔽從而使梁可靠性僵降低之覆故。（7）一個開并關(guān)只能控輝制一種用恐電設(shè)備，掏容量愈大舍的開關(guān)，慈應(yīng)排得離后電源愈近叼。設(shè)計(jì)原完則（8）為了銅防止采軌用局扇受通風(fēng)的甚工作面煩的沼氣統(tǒng)爆炸事何故，根葡據(jù)《風(fēng)電沼氣拆閉鎖系統(tǒng)盲技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，對睜高沼氣及死沼氣突出書的礦井，瘡局扇的供培電系統(tǒng)應(yīng)渡裝設(shè)專用黎變壓器、嶄專用電纜宮、專用高仔低壓開關(guān)簡配檢漏繼聰電器、以添及因停風(fēng)弄或因沼氣哈超限均需現(xiàn)切斷掘進(jìn)霉工作面的冠電源的閉統(tǒng)鎖系統(tǒng)。憶對低沼氣時礦井局扇墓，僅實(shí)行恩風(fēng)電沼氣浪閉鎖。由宋于局扇獨(dú)職立于其它滋供電設(shè)備肢線路，故怨不受其它躲電氣設(shè)備護(hù)故障（如筐漏電，短刮路等）跳剖閘的影響扶。變壓器選酷擇與校驗(yàn)視在功誤率計(jì)算貌公式（掛見《手冊》348頁）式中：:所計(jì)算扮的電力師負(fù)荷總臟的視在內(nèi)功率，kVA變壓器訓(xùn)選擇與零校驗(yàn)需用系數(shù)縣（取0.3得~1），按鉤以下兩駕種情況港計(jì)算：A：單體哥支架各吸用電設(shè)拳備無一注定順序圖起動的旋一般機(jī)院組工作糾面B：自移式洋支架，各笑用電設(shè)備龜按一定順刻序起動的愁機(jī)械化采臥煤工作面井下高燙壓網(wǎng)絡(luò)豪的設(shè)備園選擇計(jì)逼算井下高虜壓電纜透的選型潛與計(jì)算井下高壓逝開關(guān)選擇井下高圣壓電纜命的選型蔑與計(jì)算井下高滿壓電纜股的選型溝與敷設(shè)生要求（參考《規(guī)程》）井下高壓嗎電纜的截蹤蝶面選擇按允許管持續(xù)電物流選擇刊截面按經(jīng)濟(jì)電叫流密度選驕擇截面井下高壓斑電纜的截游面校驗(yàn)按短路時淋的熱穩(wěn)定悉性校驗(yàn)按正常負(fù)許荷和發(fā)生寧事故時的忍電壓損失戴校驗(yàn)井下高壓手電纜的選鎮(zhèn)型與計(jì)算固定敷設(shè)傻的動力電希纜應(yīng)采用握鎧裝鉛包觀紙絕緣電奪纜、鎧裝球聚氯乙烯墊絕緣電纜損或不燃性拔橡膠電纜移動式和斗手持式設(shè)如備應(yīng)使用皆專用的不殼燃性橡膠慢電纜使用帶有絹分相屏蔽蹤蝶的橡膠絕蘋緣屏蔽電鴿纜低壓電緞纜嚴(yán)禁比采用鋁顏芯井下高徹壓電纜所的截面端選擇下井主電樹纜的截面登選擇條件考慮一咽回停止別供電時雄其它下古井主電廈纜應(yīng)滿濫足最大沸涌水量駛時的需格要：按躬允許持袍續(xù)電流源選擇考慮在正啦常涌水量淚，全部電服纜投入運(yùn)題行時的需錄要：按經(jīng)膜濟(jì)電流密卸度選擇校驗(yàn)地面勻變電所母堤線（或下結(jié)井電抗器臨的負(fù)荷端噸）發(fā)生三么相短路時疑的熱穩(wěn)定滅性校驗(yàn)正常揚(yáng)負(fù)荷時的勤電壓損失校驗(yàn)當(dāng)一縣回路發(fā)生詠事故時的餅電壓損失井下高壓蛛電纜的截艷面選擇供采區(qū)重變電所寶及單臺蚊設(shè)備電呆纜的截螞面選擇按允許持置續(xù)電流選爭擇：采區(qū)攏以最大持屠續(xù)負(fù)荷電低流計(jì)算；膛單臺設(shè)備存以額定電頸流計(jì)算校驗(yàn)電纜還首端（即兆饋出變電扎所母線）輸發(fā)生三相殖短路時的韻熱穩(wěn)定性校驗(yàn)正常勿負(fù)荷時的增電壓損失校驗(yàn)當(dāng)一元電纜發(fā)生喇事故時的訊電壓損失井下高壓貸電纜的截仔面選擇按允許持習(xí)續(xù)電流選音擇（同低排壓部分領(lǐng)）：空氣溫贏度為25℃時電纜衡允許載畫流量，A：環(huán)境溫呀度校正系柄數(shù)，25℃時取1，溫度傻越高值站越小，弦溫度越飛低值越存大：通過流電纜的權(quán)最大持些續(xù)工作提電流，A井下高壓蜓電纜的截喊面選擇按經(jīng)濟(jì)電群流密度選津擇（見《手冊》下冊P34述9）：通過電纜的最大持續(xù)工作電流，A：同時工作電纜的根數(shù)（不考慮損壞）：經(jīng)濟(jì)電流密度，A/mm2井下高壓到電纜的截求面選擇按經(jīng)濟(jì)電液流密度選滋擇（見《手冊》下冊P349）年最大負(fù)荷利用小時（h）經(jīng)濟(jì)電流密度（A/mm2）銅芯電纜鋁芯電纜1000~30002.51.933000~50002.251.73≥500021.54井下高選壓電纜展的截面冊選擇按電纜短已路時的熱弊穩(wěn)定性1）熱穩(wěn)定相系數(shù)法化，適用污于紙絕拒緣電纜（見《手冊》下冊P350）：三相最大穩(wěn)態(tài)短路電流，A：短路電流作用的假想時間，s：熱穩(wěn)定系數(shù)井下高壓耳電纜的截困面選擇假想時懂間t的選?。弘娏ο叼I統(tǒng)容量商超過150M歪VA，瞬時喪動作的濤井下中徹央變電音所井下司可取0.2閃5s地面饋悔出為0.5殼s時，井下酷中央變電圣所可取0.65豈s按電纜欺短路時編的熱穩(wěn)雄定性1）熱穩(wěn)定皂系數(shù)法澇，適用送于紙絕弟緣電纜（見《手冊》下冊P35饅0）井下高壓躬電纜的截沸面選擇導(dǎo)體種類銅鋁電纜種類有中間接頭油浸紙絕緣有中間接頭油浸紙絕緣額定電壓（KV）短路允許最高溫度（℃）1202501202003~1093.415960.490按電纜短銹路時的熱陷穩(wěn)定性1）熱穩(wěn)定微系數(shù)法鄰，適用順于紙絕拋緣電纜（見《手冊》下冊P35似0）井下高壓縫電纜的截飛面選擇按電纜根短路時供的熱穩(wěn)制定性2）電纜的京允許短咬路電流唐法，適摩用于交奪聯(lián)聚乙蹦烯電纜（見《手冊》下冊P35淘0）線芯長期攜允許工作辣溫度6~1待0KV電纜不則得超過90℃35K句V不得超過80℃（聚乙烯者為70僑℃）線芯短院期過載察溫度不得超過130?！妫唐谶^舒載溫度下鳳運(yùn)行時間天全年不得留超過100h線芯短崇路溫度不得超顯過250沾℃（聚乙烯差為130奔℃），持叨續(xù)時間染最長不噴超過2s井下高研壓電纜搜的截面蕩選擇按電纜收的電壓酬損失校無驗(yàn)電纜櫻截面（見《手冊》下冊P352）公式同臥低壓部道分電壓損失驕不得超過10%計(jì)算應(yīng)從緒地面變電惠所算起至蒸采區(qū)變電眠所母線止井下高典壓開關(guān)圍選擇斷流容量蠢，MVA：由高開保鈔護(hù)的最大誦三相短路腥電流計(jì)算正的短路容斧量應(yīng)小于咳礦用高開宮的額定斷丹流容量非礦用評高開井陪下使用我應(yīng)取額訓(xùn)定斷流便容量折愧半：工作電古壓，kV：三相最蜜大穩(wěn)態(tài)短著路電流，kA說明短路保護(hù)虹整定值過載保魄護(hù)整定發(fā)值有的短路鞭保護(hù)與過蒙載有關(guān)，怪取倍數(shù)關(guān)漠系以下資料罵總結(jié)了目叉前所見到斗的所有的友整定方式劑，但尚未出完全總結(jié)妖出規(guī)律：同樣討的保護(hù)眾方式下柜，瞬時佩的、反而時限的宏、感應(yīng)晌式(GL束)、電子減式(DL)、微電腦盜控制等幾撐種樣式如溫何在程序繳中區(qū)別開蓋來變壓器短證路保護(hù)1瞬時動汗作的過牧電流繼器電器短次路保護(hù)（見《手冊》下冊952頁并參考《細(xì)則》第13條）：可靠系矛數(shù)，1.2俊~1.煎4：其余萌電機(jī)額翼定電流仇之和，A：起動電筐流最大的樓電機(jī)的起逝動電流，A：電流互屆感器變流找比：躲過米變壓器二次側(cè)啟刻動電流或變壓隨器二次況側(cè)短路電流（見大徹柳塔），A變壓器短逃路保護(hù)2過電流蟻繼電器織速斷保頁護(hù)：變壓陜器二次嚴(yán)側(cè)最大倆三相短劍路電流鮮，A過電流繼以電器短路皺保護(hù)的過欠電流速斷鼓倍數(shù)：對于Y/Y接線的變招壓器取1；對于Y/△接線的凈變壓器兔取變壓器璃短路保胃護(hù)2資且料變壓器短尾路保護(hù)靈敏度校貼驗(yàn)：變壓器街低壓側(cè)母潮線上的最抽小兩相短鋒路電流，A：對于Y/Y接線的風(fēng)變壓器腎取1；對于Y/△接線的變謙壓器取變壓器殼過負(fù)荷可保護(hù)1電子式的走過電流繼市電器過負(fù)配荷保護(hù)（見《細(xì)則》第14條）按變壓謙器額定筋電流整利定問糞題：是否需俱要除以懶變流比餐？是否潮也需要巾可靠系舅數(shù)、返滾回系數(shù)停？：返回屈系數(shù)，條一般為0.85：可靠丟系數(shù)，征取1.05電磁式的桂過電流繼裝電器過負(fù)肌荷保護(hù)（見《細(xì)則》第14條）按躲過役變壓器綠一次側(cè)碧額定電號流整定疤，動作同時間為10~1剩5s變壓器過宇負(fù)荷保護(hù)灘2過負(fù)荷保津護(hù)：可靠捏系數(shù)，1.2~摩1.4：電流互很感器變流否比：接線籌系數(shù)，Y/Y接線取1，Y/△接線?。悍祷貐蚕禂?shù)GL-亞13~倍16取0.8，其余頁為0.8優(yōu)5時限：變壓器乏過負(fù)荷房誠保護(hù)2過負(fù)荷菠保護(hù)靈授敏度高壓電抓動機(jī)短育路保護(hù)瞬時動作布、電子式娛的過電流觸繼電器：電機(jī)的外起動電流雖，A：電流互局感器變流