1、煤礦綜采工作面供電系統(tǒng)模板綜采工作面供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求一、 設(shè)計(jì)內(nèi)容1、設(shè)計(jì)依據(jù)綜采工作面巷道布置、巷道尺寸及支護(hù)方式；綜采工作面地質(zhì)、 通風(fēng)、排水、運(yùn)輸情況；綜采工作面的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)參數(shù)；綜采工作面 的作業(yè)制度；綜采工作面機(jī)械設(shè)備性能、數(shù)據(jù)及布置。2 . 設(shè)計(jì)內(nèi)容根據(jù)所設(shè)計(jì)綜采工作面設(shè)備選型情況， 選定移動(dòng)變電站與各配電 點(diǎn)位置；確定變壓器容量、型號(hào)、臺(tái)數(shù)；擬定綜采工作面供電系統(tǒng)圖； 確定電纜型號(hào)、長(zhǎng)度和截面；選擇高低壓開關(guān)；做繼電保護(hù)的整定計(jì) 算；繪制綜采工作面供電系統(tǒng)圖；造綜采工作面供電設(shè)備表二、設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)應(yīng)符合煤礦安全規(guī)程、煤礦工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范和煤礦井 下供 電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定

2、；設(shè)備應(yīng)選用定型產(chǎn)品并盡量選用新產(chǎn)品和國(guó) 產(chǎn)設(shè)備；設(shè)計(jì) 要保證技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。三、供電設(shè)計(jì)有關(guān)規(guī)定1、煤礦安全規(guī)程中的規(guī)定嚴(yán)禁井下配電變壓器中性點(diǎn)直接接地。井下電氣設(shè)備的選用，應(yīng)符合表 5 1要求。表5 1井下電氣設(shè)備的選用煤（巖）與瓦斯瓦斯礦井使用場(chǎng)所類別突出礦井和瓦斯噴出區(qū)域采區(qū)進(jìn)風(fēng)道米區(qū)回風(fēng)、工作面和工作面進(jìn)、回風(fēng)道高低壓電機(jī)和電氣設(shè)備礦用防爆型（礦用增安型除外）礦用防爆型礦用防爆型（礦用增安型除外）照明燈具礦用防爆型（礦用增安型除外）礦用防爆型礦用防爆型（礦用增安型除外）通信、自動(dòng)化裝置和儀表、儀器礦用防爆型（礦用增安型除外）礦用防爆型礦用防爆型（礦用增安型除外）井下各級(jí)

3、配電電壓和各種電氣設(shè)備的額定電壓等級(jí)，應(yīng)符合下列要求：（ 1） 高壓，不應(yīng)超過(guò)10000V ；（ 2） 低壓，不應(yīng)超過(guò)1140V ；（ 3） 照明、手持電氣設(shè)備的額定電壓和電話和信號(hào)裝置的額定供電電壓，都不應(yīng)超過(guò)127V ；（ 4） 遠(yuǎn)距離控制線路的額定電壓，不應(yīng)超過(guò)36V。采區(qū)電氣設(shè)備使用3300V 供電時(shí)，必須制定專門的安全措施。（ 國(guó)外采煤工作面供電電壓已達(dá)5000V）井下電力網(wǎng)的短路電流，不得超過(guò)其控制用的斷路器的開斷能 力，并應(yīng)校驗(yàn)電纜的熱穩(wěn)定性。40kw及以上的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)使用真空電磁起動(dòng)器控制。井下高壓電動(dòng)機(jī)、 動(dòng)力變壓器的高壓側(cè)， 應(yīng)有短路、 過(guò)負(fù)荷和欠電壓釋放保護(hù)。井下由采區(qū)變

4、電所、 移動(dòng)變電站或配電點(diǎn)引出的饋電線上， 應(yīng)裝設(shè)短路和過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝置， 或至少應(yīng)裝設(shè)短路保護(hù)裝置。 低壓電 動(dòng)機(jī)應(yīng)具備短路、過(guò)負(fù)荷、單相斷線的保護(hù)及遠(yuǎn)方控制裝置。 移動(dòng)變電站必須采用監(jiān)視型屏蔽橡套電纜。 移動(dòng)式和手持式電氣設(shè)備都應(yīng)使用專用的分相屏蔽不延燃橡套電纜 1140V設(shè)備使用的電纜必須用帶有分相屏蔽的不延燃橡套電纜； 660V 的設(shè)備應(yīng)使用帶有分相屏蔽的橡套絕緣屏蔽電纜。照明、通信、信號(hào)電纜應(yīng)采用不延燃橡套電纜。2 、煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范中的規(guī)定綜合機(jī)械化采煤的采區(qū)變（配）電所的高壓進(jìn)出線，宜有專用的 開關(guān)柜。3、煤礦井下供電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定中的規(guī)定一般應(yīng)由兩回路供電，并盡量引自不同的變壓器母

5、線段。 工作面的電力負(fù)荷，可按下式計(jì)算：式中S工作面電力負(fù)荷視在功率， KVA;工作面用電設(shè)備額定功率之和， kw ； 工作面電力負(fù)荷的平均功率因數(shù)，可取 0.7 ；需用系數(shù)，可按下式汁算:Pd 最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)功率， kW。四、井下供電系統(tǒng)圖例符號(hào)井下供電系統(tǒng)圖例符號(hào)如表所示第二節(jié)供電系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算一、供電電壓井下采區(qū)變電所的電源，可以由井下主變電所或從地面變電所經(jīng)風(fēng)井(或鉆孔)供電，一般不設(shè)備用電源，送至采區(qū)變電所的電源電壓為6kV。井下綜采工作面配電點(diǎn)的電源來(lái)自采區(qū)變電所，綜采工作面的供電電壓可以根據(jù)其日產(chǎn)量、 單機(jī)或雙機(jī)最大容量與總?cè)萘浚?參照表52 來(lái)選定低壓配電電壓等級(jí)。表5 2采區(qū)低

6、壓配電電壓等級(jí)及合理使用范圍電壓等級(jí)(V)適用于采煤方式采區(qū)總?cè)萘?KW)單機(jī)最大容量(KW)雙機(jī)最大容量(KW)M(t/d )660薄煤層和部分中厚煤層綜采500 ? 1000150 ? 1702 X150 -2 X170 ?500? ? 10001140綜采1000 ? 1500以上300 ? 4002 X375 -3 X400 ?1000 ? 30003300次采全向厚煤層綜采30001000以上3 X4005000 ? ? 10000煤電鉆與照明電壓一律采用 127v二、供電系統(tǒng)的擬定原則(1) 力求減少電纜的條數(shù)與長(zhǎng)度， 盡量減少回頭供電，電纜截面不超過(guò)70mm2。橡套電纜長(zhǎng)度按敷設(shè)

7、路徑長(zhǎng)度乘1.1 ,鎧裝電纜長(zhǎng)度按敷設(shè)路徑長(zhǎng)度乘 1.05 。(2) 采煤機(jī)宜用單獨(dú)電纜供電， 綜采工作面配電點(diǎn)到各用電設(shè)備宜用輻射式線路供電， 帶式輸送機(jī)可以用干線式線路供電。 對(duì)多臺(tái)大 容量帶式輸送機(jī)，也可以用輻射式線路供電。(3) 配電點(diǎn)的設(shè)置：一般都設(shè)置工作面集中配電點(diǎn)。對(duì)輸送機(jī)及其它附屬機(jī)械因位置分散也可分別設(shè)配電點(diǎn)。(4) 力求減少開關(guān)或起動(dòng)器的使用量，原則上 1 臺(tái)起動(dòng)器控制 1臺(tái)電動(dòng)機(jī)。對(duì)采煤機(jī)等重要生產(chǎn)機(jī)械宜設(shè)置備用起動(dòng)器 即一用一備； 對(duì)于刮板輸送機(jī)起動(dòng)器，宜按二用一備考慮。(5) 配電點(diǎn)起動(dòng)器在3 臺(tái)以下并聯(lián)配電時(shí)，可以不設(shè)置進(jìn)線用總 饋電開關(guān)。(6) 移動(dòng)變電站低壓側(cè)已

8、有低壓饋電開關(guān)， 而且保護(hù)齊全， 可以 不在移動(dòng)變電站之外再設(shè)置低壓總饋電開關(guān)。(7) 工作面配電點(diǎn)最大容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器應(yīng)靠近配電點(diǎn)的進(jìn)線以減小起動(dòng)器間連接電纜的截面。(8) 根據(jù)供電設(shè)備容量，供電系統(tǒng)一般都選用 2 3 臺(tái)移動(dòng)變電站1#移動(dòng)變電站向帶式輸送機(jī)及其它轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備供電；2#移動(dòng)變電站向采煤機(jī)、乳化液泵站和噴霧泵供電；3#移動(dòng)變電站向刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等供電。2# 、 3#移動(dòng)變電站的負(fù)荷可以根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)換。綜采工作面供電系統(tǒng)如圖51 所示三、綜采工作面供電設(shè)備布置及供電系統(tǒng)舉例方案 1大斷面單巷布置法工作面配電點(diǎn)和乳化液泵站等設(shè) 備布置在可伸縮帶式輸送機(jī)的一側(cè)， 隨著工作面的推進(jìn)

9、而移動(dòng)變配電 設(shè)備及泵站。這種方案雖然要求巷道加寬一些，開拓量大一些，支護(hù) 成本高一些。但是供電、供液設(shè)備移動(dòng)很方便，可以縮短低壓供電距 離，縮短供液管路， 減少電纜線路上的電壓損失和液壓管路上的壓力 損失；便于變配電設(shè)備和供液設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)， 所以是現(xiàn)代綜采供電 的典型方案，應(yīng)優(yōu)先進(jìn)用。綜采工作面設(shè)備布置如圖 52 圖 53 所示。方案2小斷面雙巷布置法將移動(dòng)變電站、工作面配電點(diǎn)及泵站都設(shè)置在單獨(dú)的輔助巷道內(nèi)， 每隔一定距離， 用聯(lián)絡(luò)巷與工作面運(yùn)輸巷連通，通過(guò)聯(lián)絡(luò)巷與運(yùn)輸巷向工作面配電。這種方案最適宜于下一個(gè)工作面尚未回采， 但其回風(fēng)巷已經(jīng)開拓完畢，這就可在此回風(fēng)巷布置上工作面的移動(dòng)變電站、

10、 配電點(diǎn)和泵站設(shè)置。這種方案可使運(yùn)輸巷道斷面縮小， 支護(hù)成本低。 適合于雙巷掘進(jìn) 的開拓系統(tǒng)，其設(shè)備布置如圖53 所示。方案3定點(diǎn)布置法將供電、 供液設(shè)備安裝在離工作面較遠(yuǎn)的短石門里或硐室里， 不 隨工作而推進(jìn)而多次移動(dòng)。 這種方案適合于頂板比較破碎、 壓力較大、 巷道維護(hù)較困難同時(shí)走向長(zhǎng)度和工作面長(zhǎng)度不太大的綜采工作面， 它 有投資少，維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。其它方案對(duì)于低瓦斯礦井的工作面， 配電點(diǎn)、 移動(dòng)變電站和泵站可以設(shè) 置在回風(fēng)巷，也可以在進(jìn)風(fēng)的運(yùn)輸巷與回風(fēng)巷各設(shè)置一部分。 對(duì)于放頂煤綜采支架后的刮板輸送機(jī)等設(shè)備的配電點(diǎn)與移動(dòng)變電站， 有的設(shè)置在回風(fēng)巷。四、供電設(shè)備的選型原則1 、符合煤礦安全

11、規(guī)程供電設(shè)計(jì)規(guī)定。2、各種供電沒(méi)備的額定電壓與所在線路上的額定電壓一致；電纜的額定電壓應(yīng)等于或略大于所在線路的額定電壓。3、設(shè)備的額定電流或者長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流應(yīng)等于或略大于工作中所通過(guò)的長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流。4、開關(guān)電器的分?jǐn)嗄芰?yīng)等于或大于所通過(guò)的最大三相短路電流。5、電纜主芯線截面應(yīng)等于或大于三相短路電流的熱穩(wěn)定截面。6、綜采工作面供電應(yīng)采用移動(dòng)變電站。國(guó)產(chǎn)礦用隔爆型移動(dòng)變電站有KSGZYW KBSGZYM種系列。后者為節(jié)能新產(chǎn)品。7 、井下照明及電鉆用電電壓為 l27V 。8 、 BGP56 系列礦用隔爆型高壓真空配電裝置有A、 B、 C、 D 四種結(jié)構(gòu)，分別用于： 兩個(gè)電源進(jìn)線、 一個(gè)電源進(jìn)線

12、、 僅用于聯(lián)臺(tái)使用、 僅用于單臺(tái)使用，其高度都為1190mm。9 、高壓電源電纜應(yīng)選用監(jiān)視型雙屏蔽橡套電纜，型號(hào)為 UYPJ 3.6 / 6 （試制時(shí)型號(hào)為UGS）P ，其芯線為細(xì)銅絲絞合而成。該電纜的額定電壓為3.6/6kV,動(dòng)力芯線為3 X95mn2 ,接地 芯線為3 X50/ 3mm2 :, 監(jiān)視芯線為 3 X2. 5mm 2; 型號(hào)規(guī)格表示為UYPJ 3.6 /6 3 X96+3 X50 /3+3 X2 . 5 ; 主要用于 6/3 . 4kV 的井下移動(dòng)變壓器及類似設(shè)備的電源供給。10 、低壓電纜律采用銅芯橡套軟電纜，采煤機(jī)和刮板輸送機(jī) 的供電電纜應(yīng)選用雙屏蔽型。照明應(yīng)選用 500V

13、 電壓的電纜供電。 660V 設(shè)備應(yīng)選用 1000V 電 壓的電纜供電。 1140V 的設(shè)備應(yīng)選用 l140V 電壓的電纜供電。11 、低壓開關(guān)的選用：（ 1）斷路控制選用隔爆型自動(dòng)饋電開關(guān)。當(dāng)所控制的線路或設(shè)備發(fā)生短路或漏電時(shí)，能自動(dòng)切斷電源。有手動(dòng)和電動(dòng)操作，真空和 空氣斷路之分。 可以根據(jù)所控制和保護(hù)的線路額定電壓和長(zhǎng)時(shí)最大負(fù) 荷電流進(jìn)行選擇。（ 2 ）隔爆型手動(dòng)起動(dòng)器主要作為不需頻繁起動(dòng)和停止的機(jī)械或 者照明變壓器的控制之用。（ 3）當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)有遠(yuǎn)距離控制和保護(hù)要求時(shí)，應(yīng)選用隔爆型磁力起動(dòng)器。 可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電壓、 額定電流以及過(guò)電流保護(hù)需要繼電器整定的電流值進(jìn)行選型。（

14、4）磁力起動(dòng)器進(jìn)出線及控制線喇叭口內(nèi)徑必須符合連接電纜的最大外徑的要求，并且1 個(gè)接線喇叭只能接1 條電纜。（ 5）如果工作機(jī)械要求帶負(fù)荷改變旋轉(zhuǎn)方向時(shí)，應(yīng)選用可以逆轉(zhuǎn)控制的磁力起動(dòng)器。（ 6）雙速電動(dòng)機(jī)必須選用雙速控制用磁力起動(dòng)器。7）礦用隔爆型插銷式開關(guān)、控制按鈕、接線盒在綜采工作面供電中有時(shí)也有應(yīng)用，一般按用途、負(fù)荷額定電壓、負(fù)荷額定電流進(jìn) 行選擇。五、負(fù)荷計(jì)算步驟綜采工作面電力負(fù)荷計(jì)算是選擇移動(dòng)變電站臺(tái)數(shù)和容量的依據(jù)。 也是配電網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的依據(jù)之一1、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)按表6 3內(nèi)容，把綜采工作面的每一種負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)2、負(fù)荷計(jì)算變壓器需用容量計(jì)算值為(KVA綜采工作面用電設(shè)備的需用系數(shù)按下式計(jì)算其

15、中一最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)功率，KW表63綜米工作面負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表格式，備名稱電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率(KW)額定電壓(V)額定電流(A)額定功率因數(shù)起動(dòng)功率因數(shù)堵轉(zhuǎn)電流額定電流卜率!Pe ( KW)卜均功率因P六、移動(dòng)變電站臺(tái)數(shù)的確定移動(dòng)變電站或干式變壓器總的額定容量為，要求需選用變壓器臺(tái)數(shù)N可按下式計(jì)算式中一所選變壓器的額定容量，KVA第三節(jié)供電網(wǎng)絡(luò)計(jì)算一、高壓網(wǎng)絡(luò)計(jì)算向綜采工作面供電的高壓6kv電源線路的電纜截面應(yīng)和其它高壓線路一 樣按經(jīng)濟(jì)電流密度初選， 按長(zhǎng)時(shí)允許的負(fù)荷電流校驗(yàn).按允 許電壓損失校驗(yàn)， 按線路電源端產(chǎn)生最大穩(wěn)定短路電流校驗(yàn)熱穩(wěn)定。由于現(xiàn)有綜采工作面都普遍采用 UYPJ- 3.6

16、/6 3 X35+3 X16 / 3+3 X2.5牌號(hào)的高壓電纜，這里以此電纜反算出相關(guān)數(shù)據(jù)，供選擇設(shè)計(jì)參考1、按經(jīng)濟(jì)電流密度反算可以供電的容量電纜可供最大負(fù)荷電流為：其中一電纜主芯截面，mm2;一經(jīng)濟(jì)電流密度，A/mm 2,參見表54 ;35 UYPvH 3.6/6 - 3 X35+16/3+3 X2.5 牌號(hào)電纜主芯的截面，2 mm o表5 - 4電力電纜經(jīng)濟(jì)電流密度年最大負(fù)荷利用小時(shí)（h）經(jīng)濟(jì)電流密度（A/mm 2）銅芯電纜1000 - 30002.53000 - 50002.255000以上2.00注：一班制作業(yè)，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為1000 - -3000h ;兩班制作業(yè)，年最大負(fù)荷

17、利用小時(shí)為3000 - -5000h ;三班制作業(yè)，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為5000h以上。可供最大容量為：現(xiàn)有綜采工作面的用電設(shè)備總需用容量一般都超過(guò)818KVA,從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看，宜制造更粗的高壓監(jiān)控型雙屏蔽電纜，或者選用2條高壓電纜向綜采工作面供電。2、按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流反算可以供電的容量可以供電容量為：式中各種礦用橡套電纜長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流，A,參見表5 5和表 5 6 ;線路的額定電壓，KVA表5 - 5各種礦用橡套電纜長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流銅芯主芯截面(mm 2)46101625355070長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流(A)36466485113138173215注：(1 )當(dāng)環(huán)境溫度不等于 25 C時(shí)，必須

18、進(jìn)行校正(2 )電纜芯線最高允許工作溫升是65 C表56不同環(huán)境溫度時(shí)，橡套電纜的長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流應(yīng)乘的校正系數(shù)環(huán)境溫度C1520253035校正系數(shù)1.121.061.000.940.89若綜采工作面設(shè)備總的需用容量超過(guò)1434KV伴寸，仍用1條牌號(hào)UYPJ-3.6/6 3 X35+16/3+3 X2.5的電纜供電，供電安全就不 能保證。長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流計(jì)算值為(A)式中需用系數(shù)； 綜采工作面各用電沒(méi)備額定容量的總和，KW; 額定電壓，V； 加權(quán)平均效率； 加權(quán)平均功率因數(shù)，取 0.7；3、按允許電壓損失校驗(yàn)10KV及以下高壓線路中的電壓損失按全國(guó)供用電規(guī)則，在 正常負(fù)荷下的電壓偏移不得超過(guò)士

19、7%具體可以用下式從地面主變 電所逐段電纜算到井下高壓最遠(yuǎn)點(diǎn)，即移動(dòng)變電站的進(jìn)線端為止。要求：高壓電纜線路中的電壓損失百分?jǐn)?shù)兆瓦公里負(fù)荷矩電纜 中電壓損失百分?jǐn)?shù)。參見表5 7? 5 9;各串級(jí)連接的電纜段的長(zhǎng)度.Km ；允許電壓損失百分?jǐn)?shù)。由于沒(méi)有6KV礦用銅芯橡套電纜的千瓦公里負(fù)荷矩的電壓損失百分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)，可以參考表58估計(jì)。表5 7660V銅芯橡套軟電纜的千瓦公里負(fù)荷矩的電壓損失（）氏截面（mm 2）461016253550700.61.2950.8760.5240.3420.2250.1670.1280.0960.651.290.8730.5210.3380.2220.1640.1250.

20、0930.71.2860.8690.5170.3360.2190.1610.1220.090.751.2830.8660.5140.3330.2160.1580.1190.0880.81.280.8630.5120.330.2140.1560.1170.0860.851.2770.8610.5090.3270.2110.1530.1140.0830.91.2740.8580.5060.3250.2080.1510.1120.081Ro (Q /km )5.53.692.161.370.8640.6160.4480.315Xo (Q /km )0.1010.0950.0920.090.0880.

21、0840.0810.078注：電纜芯線溫度為 65 C移動(dòng)變電站變壓器一次繞組設(shè)有一 4哨一 8%勺抽頭.適應(yīng)在 運(yùn)行中電壓損失太大時(shí)，換接一次繞組接頭，來(lái)提高二次繞組的輸出電壓，以滿足負(fù)載 的需要Xi Yi 乙相連接時(shí)，一次電壓為6000V ;當(dāng) X2 丫 2 Z2 相連接時(shí)，一次電壓為；當(dāng) X3 丫 3 Z3 相連接時(shí)，一次電壓為；4 、熱穩(wěn)定校驗(yàn)假定井下中央變電所6KV 母線上的最大短路容量正好被限制在50MVA，其最大三相穩(wěn)態(tài)短路電流為：當(dāng)綜采工作面離井下中央變電所較近時(shí)，可忽略這段電纜的阻 抗，按下式求得中央變電所到綜采工作面移動(dòng)變電站間高壓電纜的截面，即：式中短路電流的假想時(shí)間，

22、即熱等效時(shí)間， 考慮井下的高壓過(guò)電 流保護(hù)為連續(xù)動(dòng)作，取假想時(shí)間為 0.25s ；C電纜的熱穩(wěn)定系數(shù)，銅芯橡套電纜C=93.4。所需最小截面Amax = 25 . 7mm2 v 35mm2 . 所以UYPJ3.6/6 3 X35+16/3+3 X2.5 牌號(hào)電纜能滿足綜采工作面高壓供電熱穩(wěn)定要求。如果井下的短路容量太大、超過(guò)87MVA時(shí)，就必需采用2條35mm2截面的 6kv 高壓電纜向綜采工作面供電。二、 低壓電纜截面的選則原則 井下低壓電纜截面應(yīng)按下列原則選擇與校驗(yàn)：i 、按井下對(duì)移動(dòng)電纜機(jī)械強(qiáng)度要求初選電纜截面；2、橡套電纜允許溫升是65 C,電纜芯線的實(shí)際溫升決定于它所流過(guò)的負(fù)荷電流，

23、因此，為保證電纜的正常運(yùn)行，必須保證實(shí)際流過(guò)電纜的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流不超過(guò)它所允許的負(fù)荷電流。 按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù) 荷電流復(fù)選電纜截面，以保證電纜正常運(yùn)行不過(guò)熱；3、按允許電壓損失校驗(yàn)電纜截面，以保證電動(dòng)機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)；4、按最遠(yuǎn)最大電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)校驗(yàn)電壓損失，以保證電動(dòng)機(jī)能正常起動(dòng)，同時(shí)保證先起動(dòng)的并聯(lián)電動(dòng)機(jī)能繼續(xù)正常工作；5、用熔斷器保護(hù)的，應(yīng)按熔件額定電流與兩相短路電流和電纜最小截面的配合要求進(jìn)行校驗(yàn)；6 、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，按運(yùn)行中可能通過(guò)的最大穩(wěn)態(tài)短路電流校驗(yàn)熱 穩(wěn)定性，以保證電纜能承受工作中可能遇到的短路電流， 一般可以選 則變壓器配出最細(xì)的電纜做熱穩(wěn)定校驗(yàn)， 它若符合要求、 其它粗截面 的電纜就沒(méi)

24、問(wèn)題了，不必一一校驗(yàn)：7、按過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)要求校驗(yàn)電纜截面，低壓回路的短路 電流特點(diǎn)之一是比較小， 有時(shí)滿足不了過(guò)電流繼電器動(dòng)作靈敏系數(shù)的 要求，辦法之一是加大電纜截面，以增大短路電流。經(jīng)過(guò)初選、復(fù)選、校驗(yàn)，最后選擇的電纜截面必須滿足上述7 條 原則，如果有 1 條不滿足，就必須采取措施，達(dá)到滿足為止。三、按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流選擇電纜截面1、電纜中實(shí)際工作電流的計(jì)算（ 1 ）向單臺(tái)或兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電的工作電流，可以取單臺(tái)電動(dòng)機(jī) 的額定電流或者兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流之和。 對(duì)于長(zhǎng)時(shí)容量與小時(shí)容量不同的電動(dòng)機(jī)。則應(yīng)以小時(shí)額定電流作為工作電流。A）式中、分別為通過(guò)電纜的電動(dòng)機(jī)工作電流與額定電流；電動(dòng)機(jī)

25、的額定功率，KW ；電動(dòng)機(jī)的額定電壓，V； 電動(dòng)機(jī)加權(quán)平均效率（一臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)為額定效率） ； 加權(quán)平均功率因數(shù)（一臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)為額定功率因數(shù)）（ 2）向三臺(tái)及以上電動(dòng)機(jī)供電的電纜工作電流為（ A）式中需用系數(shù)；加權(quán)平均效率，取為 0.8? 0.9;加權(quán)平均功率因數(shù)，可取為 0.7 。（ 3）中途分支干線電纜的工作電流 中途分支干線電纜的工作電流可以分別按各段電纜進(jìn)行計(jì)算各 段電纜的工作電流可以參照單臺(tái)、 兩臺(tái)或三臺(tái)及以上電動(dòng)機(jī)工作電流公式進(jìn)行計(jì)算。2、電纜截面的選擇選則要求是：式中電纜的工作電流計(jì)算值，A；一環(huán)境溫度為25 °C時(shí)電纜長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流，A,可查表5 - 5;一環(huán)境溫度校

26、正系數(shù)，參見表5 6。四、按機(jī)械強(qiáng)度要求選擇電纜截面采煤機(jī)允許最小截面為35? 50mm2； 工作面可彎曲刮板輸送機(jī)為 16? 35mm2；手持電鉆4? 6mm2 ;照明設(shè)備3.5? 4mm2 。五、 按允許電壓損失校驗(yàn)或復(fù)選電纜截面采掘機(jī)械電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的電壓水平是決定采掘機(jī)械能否正 常運(yùn)行的關(guān)鍵。1、 低壓電網(wǎng)的允許電壓損失所謂電壓損失是指供電線路首末端電壓有效值之差， 用表示。正常運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)端電壓應(yīng)不低于額定電壓的7%? 10% 。綜采工作面設(shè)備一般屬于間歇性負(fù)荷。 可以允許正常運(yùn)行電壓損失不超過(guò)額定電壓的10%，即允許電壓損失 式中變壓器二次額定電勢(shì)，V。低壓電網(wǎng) 額定電壓 ，V

27、。660V 電網(wǎng)時(shí)，1140V 電網(wǎng)時(shí)， 。2、 采區(qū)低壓電網(wǎng)電壓損失的組成 采區(qū)低壓電網(wǎng)的最大電壓損失一般為三部分組成式中變壓器內(nèi)部的電壓損失， V；電纜干線上的電壓損失， V； 電纜支線上的電壓損失，V。(1) 電纜支線上的電壓損失 式中電纜支線實(shí)際長(zhǎng)度， km ； 電動(dòng)機(jī)額定電流，A；電網(wǎng)的額定電壓，V；電動(dòng)機(jī)額定功率，W ；、 - 支線電纜芯線單位長(zhǎng)度的電阻和電抗， Q /km ; 可根據(jù)初選電纜或采煤機(jī)隨帶電纜型號(hào)及截面從表5 7? 5 9 中查取；、 電動(dòng)機(jī)額定功率因數(shù)及相應(yīng)的正弦、正切。電纜截面小于50mm2 時(shí)，可以忽略電抗上的電壓損失。( 2)變壓器內(nèi)部的電壓損失 為了簡(jiǎn)化計(jì)

28、算過(guò)程，可以查表510 得變壓器電壓損失的百分?jǐn)?shù)。也可以按下式計(jì)算式中變壓器的負(fù)荷系數(shù)，； 、 一一變壓器低壓側(cè)的負(fù)荷電流， A; 負(fù)荷容量， VA ; 設(shè)計(jì)時(shí)可以用 計(jì)算值；、 一一變壓器低壓側(cè)的額定電流， A; 額定容量， VA ;變壓器在額定負(fù)荷時(shí)變壓器中的電阻壓降的百分?jǐn)?shù) 變壓器中的短路損耗， W;變壓器在額定負(fù)荷時(shí)變壓器中的電抗壓降的百分?jǐn)?shù) ，UK 變壓器在額定負(fù)荷時(shí)變壓器中的內(nèi)部阻抗壓降的百分?jǐn)?shù)，參見表516、 變壓器負(fù)荷的功率因數(shù)及相應(yīng)的正弦值 ;變壓器二次側(cè)的額定電壓，V。（ 3）電纜干線上的允許電壓損失式中低壓電網(wǎng)的允許電壓損失。3、電纜干線允許截面用試探法將電纜的參數(shù)（R0

29、、 X0 等） 代入下式滿足下式條件的電 纜截面即電纜干線允許截面。要求式中P通過(guò)電纜干線的計(jì)算功率，KW；電纜干線長(zhǎng)度， km ；電網(wǎng)額定電壓，V；與通過(guò)電纜干線的功率因數(shù)相對(duì)應(yīng)的正切值；、干線電纜芯線單位長(zhǎng)度的電阻和電抗， Q /km ;千瓦公里負(fù)荷距電壓損失百分?jǐn)?shù)，Q/km ，參見表575 9。如忽略電纜線路的電抗時(shí)， 可以直接按下式計(jì)算出電纜干線所必需的最小面（ mm2 ）式中 D 銅電纜芯線的導(dǎo)電系數(shù)， D = 42.5m/ Q mm2:從而再選定電纜線的標(biāo)準(zhǔn)截面。 如果是由變壓器直接供電的支線，電壓損失計(jì)算方法由此類推更加簡(jiǎn)單一些。六、 按起動(dòng)時(shí)的電壓損失校驗(yàn)電纜截面采煤機(jī)電動(dòng)機(jī)起

30、動(dòng)時(shí)的電壓水平或者起動(dòng)時(shí)電網(wǎng)中的電壓損失 是電動(dòng)機(jī)能否順利起動(dòng)的關(guān)鍵，是采區(qū)電網(wǎng)計(jì)算首先要考慮的問(wèn)題。有時(shí)正常運(yùn)行時(shí)的電壓損失不超過(guò)允許值。 而起動(dòng)電壓損失超過(guò)允許值，所以應(yīng)采用較準(zhǔn)確的方法校驗(yàn)。 即計(jì)算實(shí)際起動(dòng)電流在同路阻抗 上產(chǎn)生的電壓損失進(jìn)行校驗(yàn)。1 、 起動(dòng)時(shí)允許電壓損失為保證電動(dòng)機(jī)能順利起動(dòng)， 同時(shí)保證已起動(dòng)好的并聯(lián)電動(dòng)機(jī)不掉 閘，最遠(yuǎn)最大電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)、其端電壓不應(yīng)低于 75 的額定電壓， 即起動(dòng)時(shí)允許電壓損失為最小允許起動(dòng)電壓為電網(wǎng)額定電壓=660V 時(shí)，電網(wǎng)額定電壓=1140V 時(shí)，。2 、 變壓器供單臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)驗(yàn)算供電系統(tǒng)及起動(dòng)回路等值阻抗電路如圖56 所示。1 )電動(dòng)機(jī)實(shí)際

31、起動(dòng)電流計(jì)算值為式中 電源變壓器二次側(cè)額定電勢(shì)，V；起動(dòng)電流回路電阻之和， Q; 起動(dòng)電流回路電抗之和， Q 。( 2)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)每相阻抗式中一一電動(dòng)機(jī)額定電壓，V,查產(chǎn)品目錄；一電動(dòng)機(jī)額定起動(dòng)電流，A,查產(chǎn)品目錄；- 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)每項(xiàng)電阻，Q;- 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)每項(xiàng)電抗，Q;電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí) 的功率因數(shù)及相應(yīng)的正弦值， 查產(chǎn)品目錄 3) 3) 變壓器每相阻抗 式中式式 變壓器短路損耗， W ，查產(chǎn)品目錄； 變 壓器二次側(cè)額定電流， A, 查產(chǎn)品目錄；式式 變壓器二次側(cè)額定電壓，V；式式 變壓器電抗上壓降的百分?jǐn)?shù)， 求法同前 。 4) 電纜芯線電阻和電抗 式中式式 電纜實(shí)際長(zhǎng)度， km ；、電纜芯

32、線每公里長(zhǎng)的電阻和電抗 ，Q,查表5 11和5 12。( 5 ) 起動(dòng)時(shí)電壓損失：(6) 校驗(yàn)要求3 、變壓器供兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)驗(yàn)算供電系統(tǒng)和起動(dòng)電流回路等值阻抗如圖5式7 所示。采用前面的方法求電動(dòng)機(jī)Di、 D2 的起動(dòng)阻抗Zql、 Zq2 ，電阻Rql、 Rq2、電抗Xq1、Xq2及線路電阻 RL1=RoLl、電抗XLI = XoLl。求 出然后化成相應(yīng)的電導(dǎo)、電納。電動(dòng)機(jī)D1 支路的電導(dǎo)、電納為電動(dòng)機(jī) D 2支路的電導(dǎo)、電納為電動(dòng)機(jī)Di和D2支路并聯(lián)后的電導(dǎo)、電納為并聯(lián)后的總導(dǎo)納為并聯(lián)后的總阻抗為并聯(lián)后的總電阻和電抗為起動(dòng)回路總電阻、電抗、阻抗為通過(guò)變壓器和電纜干線的起動(dòng)電流為 式中變

33、壓器 二次額定電勢(shì)，V。電動(dòng)機(jī)D1 的起動(dòng)電流為電動(dòng)機(jī)D1 的起動(dòng)電壓為要求4 、 變壓器供多臺(tái)電動(dòng)機(jī)不同時(shí)起動(dòng)的起動(dòng)驗(yàn)算最遠(yuǎn)最大電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)， 如果變壓器或供電干線還有其它正常運(yùn)行的分支負(fù)荷， 可以將正常運(yùn)行負(fù)荷近似地折算成等值阻抗、 然后用 阻抗串并聯(lián)法。 求出起動(dòng)電流回路的總阻抗， 最遠(yuǎn)最大電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 電流和起動(dòng)電壓校驗(yàn)是否通過(guò)。正常運(yùn)行電動(dòng)機(jī)的等值阻抗為式中 、 正常運(yùn)行電動(dòng)機(jī)的額定電壓和額定電流，V、正常運(yùn)行電動(dòng)機(jī)的額定功率， KW； 正常運(yùn)行電動(dòng)機(jī)的額定功率因數(shù)； 正常運(yùn)行電動(dòng)機(jī)的效率。七、校驗(yàn)電纜截面的熱穩(wěn)定性按上述方法選擇的電纜截面， 一般都能滿足熱穩(wěn)定要求， 只有個(gè) 別較細(xì)

34、的電纜有時(shí)通不過(guò)，必須校驗(yàn)。如果按上述方法選與校驗(yàn)電纜截面， 有一個(gè)要求不滿足時(shí)， 必需 采取以下措施，再校驗(yàn)，達(dá)到要求為止：（ 1）增大電纜截面，但有定限度；（ 2）調(diào)整移動(dòng)變電站位置使之更靠近用電設(shè)備；（ 3）采取分散負(fù)荷，增加電纜條數(shù)；（ 4）增加變壓器臺(tái)數(shù)與容量；（ 5 ）提高額定電壓等級(jí)。第四節(jié)短路電流計(jì)算及過(guò)電流保護(hù)裝置的整定一、 綜采工作面移動(dòng)變電站高壓進(jìn)線端短路電流計(jì)算1、平均電壓； =6.3kV 。2力斷路器分?jǐn)嗄芰σ话銥?0MVA,真空斷路器分?jǐn)嗄芰?00MVA。電網(wǎng)的短路容量超過(guò)斷路器的分?jǐn)嗄芰r(shí)，必須加以限制。3 、短路點(diǎn)的選定綜采工作面供電設(shè)計(jì)、 一般選定移動(dòng)變電站

35、高壓進(jìn)線端作為短路 點(diǎn)，計(jì)算高壓短路電流。5、電源系統(tǒng)電抗為Q）式中電源系統(tǒng)電抗， Q;平均電壓(6KV系統(tǒng)的)，V;井下中央變電所的短路容量，MVA;如果沒(méi)有原始資料，可先估計(jì)，或者井下選用高壓開關(guān)的額定分?jǐn)嗳萘恐? 、 6kv 電纜線路阻抗( 1 )6kV 電纜線路電抗為式中電纜線路每公里的電抗， 一般 6000KV電纜線路；自井下中央變電所至綜采工作面移動(dòng)變電站流過(guò)高壓短 路電流的沿途各串聯(lián)電纜第 i 段長(zhǎng)度，km。(2 )6KV 電纜線路電阻為 式中第i 段電纜長(zhǎng)度， m ； 第 i 段電纜的截面，； 導(dǎo)電系數(shù)，銅芯電纜的6、短路回路中的總阻抗(Q)7、三相短路電流為(A)8、兩相短路

36、電流為(A)9、短路容量為( MVA)二、 綜采工作面低壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算計(jì)算低壓短路電流時(shí)、 短路點(diǎn)一般選在變壓器的二次母線上和低壓配電線路的首、末端。1、 解析法計(jì)算短路電流( 1 ) 三相短路電流的計(jì)算(A)式中三項(xiàng)短路電流， A ；變壓器二次開路電壓 ( 額定電勢(shì) ) ， 660V 、 1140V 電網(wǎng)， 值分別為 690V 、 1190V ；短路回路中一項(xiàng)電阻的總和，Q;短路回路中一項(xiàng)電抗的總和，Q。( 2 ) 兩相短路電流計(jì)算(A)( 3) 阻抗計(jì)算 折算到低壓側(cè)的高壓電源系統(tǒng)阻抗 電阻為 ()式中變壓比， ;高壓側(cè)額定電壓，V。電抗為() 變壓器內(nèi)部阻抗電阻為()電抗為()式中變

37、壓器的短路損耗， W;變壓器電抗壓降的百分?jǐn)?shù)， ;變壓器阻抗壓降的百分?jǐn)?shù)，變壓器電阻壓降的百分?jǐn)?shù)，。 低壓電纜阻抗短路回路中各串聯(lián)電纜段的電阻為()式中不同截面低壓電纜每公里的電抗，；見表5 11 和表 512。 電弧電阻 計(jì)算低壓網(wǎng)絡(luò)短路電流時(shí)，一般計(jì)入電弧電阻。2、圖表法計(jì)算短路電流（ 1 ） 求電纜的換算長(zhǎng)度 電纜的長(zhǎng)度也反映電阻的大小， 根據(jù)短路回路中各串聯(lián)段電纜的 實(shí)際長(zhǎng)度Li 乘以系數(shù) K, 獲得換算長(zhǎng)度從，即 660V系統(tǒng)中相當(dāng)于50mm2的電纜長(zhǎng)度。換算系數(shù)K見表515。短路回路中各段電纜總的換算長(zhǎng)度為（ m ） 如果某一段線路由 2 條電纜并聯(lián)供電， 并聯(lián)后的電纜換算長(zhǎng)度為（

38、 m） 式中分別為并聯(lián)運(yùn)行的 2 條電纜的換算長(zhǎng)度。（ 2） 兩相短路電流根據(jù)短路回路中電纜總的換算長(zhǎng)度從表5 13 和 514 中查取兩相短路電流。（ 3） 三相短路電流可以按下式求三相短路電流（ A）三、 綜采工作面過(guò)電流保護(hù)裝置的整定1、高壓配電裝置中過(guò)電流繼電器的整定（ 1 ）過(guò)電流繼電器動(dòng)作電流計(jì)算值式中變壓器負(fù)荷中最大電動(dòng)機(jī)的額定起動(dòng)電流， A ；- 其余負(fù)荷額定電流之和， A ；可靠系數(shù)，一般取；變壓比;電流互感器的變流比；需用系數(shù)。(2 )過(guò)電流繼電器動(dòng)作電流整定值根據(jù)值到高壓配電裝置產(chǎn)品說(shuō)明書中選定過(guò)電流繼電器的動(dòng)作電流整定值。要求(3)靈敏系數(shù)校驗(yàn)要求式中一一變壓器二次側(cè)母

39、線上的兩相短路電流，A。表5 11低壓電纜的電阻值與電抗值覽阻抗電纜型電纜線芯截面(mm 2)稱 電(Q號(hào)/km)名4610162535507095卜用電阻UZ5.39卜套UUP4.663.131.831.160.7320.5220.3800.267電纜UCUCP一一1.851.250.7940.5790.416一電抗0.1010.0950.0920.0900.0880.0840.081注：表中所列為20 'C時(shí)的電阻值，其他溫度電阻可按下式計(jì)算換算到65 C的電阻值為2、低壓熔斷器及熔件的選則1)保護(hù)鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)熔件額定電流計(jì)算值式中熔件額定電流，A ;鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的額定起動(dòng)

40、電流，A, 一般，為額定電 流；1.8? 2.5 保證電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)不熔化的系數(shù).不經(jīng)常起動(dòng)或輕載起動(dòng)時(shí)，取2.5 ;頻繁或重載起動(dòng)時(shí)，取1.8? 2（ 2）保護(hù)電纜干線熔件額定電流計(jì)算值式中 ; 干線電纜供電的最大電動(dòng)機(jī)額定起動(dòng)電流， A;其余負(fù)荷額定電流的總和，A。（ 3） 保護(hù)照明變壓器熔件額定電流計(jì)算值式中；照明負(fù)荷的額定電流， A ;變壓比。（ 4） 保護(hù)電鉆變壓器熔件額定電流計(jì)算值式中； 電鉆電動(dòng)機(jī)的額定起動(dòng)電流，A；其余負(fù)荷額定電流的總和，A。（ 5） 熔件額定電流與熔斷器額定電流的選擇根據(jù)熔件額定電流計(jì)算值從表5 16 中選取熔件的額定電流， 要求根據(jù)選定的去選定熔斷器的額定電流

41、、 再根據(jù)與熔斷器的額定電 流去校核起動(dòng)器的型號(hào)是否合適。（ 6） 熔件熔化靈敏系數(shù)校驗(yàn)要求式中被保護(hù)線路末端或電動(dòng)機(jī)進(jìn)線端子上產(chǎn)生的兩相短路電 流 . A;4 或 7 靈敏系數(shù)，對(duì)于 660V 電網(wǎng)，時(shí)取4； 時(shí) 取 7；對(duì)于 127V電網(wǎng)取 4 。如果是保護(hù)照明變壓器或電鉆變壓器時(shí)， 要求 式中變壓器二次側(cè)出線端兩相短路電流，A；變壓比； Y/ 接線變壓器二次側(cè)兩相短路電流換算到一次的系數(shù)。（ 7）熔斷器極限分?jǐn)嗄芰Φ男ｒ?yàn)熔斷器的極限分?jǐn)嚯娏髦狄姳?17，要求 式中保護(hù)范圍首端的三相短路電流，A； 熔件額定電流選定之后 . 還要按表 5 18 校驗(yàn)一下所能保護(hù)的 電纜最小截面。通過(guò)時(shí)，才能

42、保證短路、過(guò)載而熔件沒(méi)有熔化之前電 纜不會(huì)過(guò)熱或燃燒。3 、低壓過(guò)電流繼電器（ 包括過(guò)電流脫扣器） 的整定 （ 1）變壓器二次側(cè)總的饋電開關(guān)或配電干線的饋電開關(guān)中過(guò)電 流繼電器動(dòng)作電流整定值要求靈敏系數(shù)要求式中； 饋電開關(guān)控制保護(hù)最大的那一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定起動(dòng)電流，A； 其余負(fù)荷額定電流的總和，A；需用系數(shù)； 保護(hù)范圍內(nèi)的最小兩相短路電流，A。2 ）當(dāng)采用新型系列 DZKD或DWKB3也饋電開關(guān)時(shí)，它們都具有過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí) （0.2? 0.4s ） 和短路速斷保護(hù)，其過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)的整定范圍： （0.4? 1.0 ） ;短路短延時(shí)保護(hù)的整定范圍 : （ 3? 10） ；DWKB3僚列開關(guān)的

43、速斷整定范圍：8或20倍；一一開關(guān)的額定電流。過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)的動(dòng)作電流整定倍數(shù)要求： 短路短延時(shí)保護(hù)的動(dòng)作電流整定倍數(shù)要求 靈敏系數(shù)要求QCKB3而DQZBK系列磁力起動(dòng)器的過(guò)電流保護(hù)裝置整定QCKB3暮列磁力起動(dòng)器額定電流為120A、300A的，帶有JLB - 300型過(guò)載繼電器保護(hù)過(guò)負(fù)荷。JIB 300型過(guò)載繼電器動(dòng)作電流的調(diào)整范圍見表 5一 19。QCKB30I列磁力起動(dòng)器的過(guò)電流速斷保護(hù)分為三檔，分別為8倍、10倍和 12 倍過(guò)載整定電流。DQZBH列磁力起動(dòng)器所帶過(guò)載保護(hù)的整定電流范圍分為兩檔，即80? 160A、160? 320A,每木有11個(gè)調(diào)整值，見表5 19中的JLB 300 型繼電器的刻度整定電流。DQZB列磁力起動(dòng)器的過(guò)電流速斷保護(hù)整定范圍分為兩擋，分別為8倍