1、礦山供電教案第1頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五供電設計（設備選型）采區低壓網絡的有關規定變壓器選擇電纜的截面、芯數、長度回路短路電流計算、正常和啟動電壓損失校驗開關整定第2頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五井下供電設備的特殊工作條件井下空氣中含有易燃易爆的瓦斯和煤塵設備對地泄漏電流可能引爆電雷管井下空間狹窄人體易觸電冒頂、片幫事故可損害電纜等電氣設備井下的條件使設備易受潮有些硐室、巷道溫度高，設備散熱條件差采掘設備移動、啟動頻繁常產生短時過載為防出水事故，排水設備對供電要求高井下停電可導致水淹、瓦斯聚集第3頁，共37頁，2022年，5月20日，9

2、點38分，星期五井下供電的要求嚴格遵守煤炭部頒發的煤礦安全規程及煤炭工業礦井設計規范中有關的規定注意安全可靠、經濟合理性第4頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五設計原則（1）在保證供電可靠的前提下，力求所擬圖中使用的開關、電纜等設備最省。（2）盡可能由一臺變壓器向一個生產環節或工作面的機械供電，以便縮小事故所引起的停電范圍。（3）對單電源進線的采區變電所，當其變壓器不超過兩臺且無高壓饋出線時，通常可不設電源斷路器；而當其變壓器超過兩臺并有高壓饋出線時，則應設進線斷路器。（4）在對生產量較大的綜合機械化工作面或下山排水設備進行低壓供電時，應盡量采用雙回路高壓電源進線及兩臺或兩

3、臺以上的變壓器，使得當一回線路或一臺變壓器發生故障時，另一回線路或另一臺變壓器仍能保證工作面正常生產及排水供電。第5頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五設計原則（5）對第一類負荷為高壓設備（如高壓水泵）或變壓器在四臺以上（即采掘工作面較集中的盤區）的采區變電所，因其已處于能影響礦井安全的地位，故應按前述井下主要變電所的接線原則加以考慮。（6）變壓器盡量采用分列運行。這是由于當采用并列運行時，線路對地電流的增加會對安全造成威脅；電網絕緣電阻的下降可使漏電繼電器的運行條件惡化，在發生漏電事故時又會因一臺檢漏繼電器控制兩臺變壓器的饋電開關，而使停電范圍加大，從而使可靠性降低之故。

4、（7）一個開關只能控制一種用電設備，容量愈大的開關，應排得離電源愈近。 第6頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五設計原則（8）為了防止采用局扇通風的工作面的沼氣爆炸事故，根據風電沼氣閉鎖系統技術規范規定，對高沼氣及沼氣突出的礦井，局扇的供電系統應裝設專用變壓器、專用電纜、專用高低壓開關配檢漏繼電器、以及因停風或因沼氣超限均需切斷掘進工作面的電源的閉鎖系統。對低沼氣礦井局扇，僅實行風電沼氣閉鎖。由于局扇獨立于其它供電設備線路，故不受其它電氣設備故障（如漏電，短路等）跳閘的影響。第7頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五變壓器選擇與校驗視在功率計算公式（見手冊

5、348頁）式中：:所計算的電力負荷總的視在功率，kVA第8頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五變壓器選擇與校驗需用系數（取0.31），按以下兩種情況計算：A：單體支架各用電設備無一定順序起動的一般機組工作面B：自移式支架，各用電設備按一定順序起動的機械化采煤工作面第9頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五井下高壓網絡的設備選擇計算井下高壓電纜的選型與計算井下高壓開關選擇第10頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五井下高壓電纜的選型與計算井下高壓電纜的選型與敷設要求（參考規程）井下高壓電纜的截面選擇按允許持續電流選擇截面按經濟電流密度選擇截

6、面井下高壓電纜的截面校驗按短路時的熱穩定性校驗按正常負荷和發生事故時的電壓損失校驗第11頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五井下高壓電纜的選型與計算固定敷設的動力電纜應采用鎧裝鉛包紙絕緣電纜、鎧裝聚氯乙烯絕緣電纜或不燃性橡膠電纜移動式和手持式設備應使用專用的不燃性橡膠電纜使用帶有分相屏蔽的橡膠絕緣屏蔽電纜低壓電纜嚴禁采用鋁芯第12頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五井下高壓電纜的截面選擇下井主電纜的截面選擇條件考慮一回停止供電時其它下井主電纜應滿足最大涌水量時的需要：按允許持續電流選擇考慮在正常涌水量，全部電纜投入運行時的需要：按經濟電流密度選擇校驗地面

7、變電所母線（或下井電抗器的負荷端）發生三相短路時的熱穩定性校驗正常負荷時的電壓損失校驗當一回路發生事故時的電壓損失第13頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五井下高壓電纜的截面選擇供采區變電所及單臺設備電纜的截面選擇按允許持續電流選擇：采區以最大持續負荷電流計算；單臺設備以額定電流計算校驗電纜首端（即饋出變電所母線）發生三相短路時的熱穩定性校驗正常負荷時的電壓損失校驗當一電纜發生事故時的電壓損失第14頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五井下高壓電纜的截面選擇按允許持續電流選擇（同低壓部分）：空氣溫度為25時電纜允許載流量，A：環境溫度校正系數， 25時取1

8、，溫度越高值越小，溫度越低值越大：通過電纜的最大持續工作電流，A第15頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五井下高壓電纜的截面選擇按經濟電流密度選擇（見手冊下冊P349）：通過電纜的最大持續工作電流，A：同時工作電纜的根數（不考慮損壞）：經濟電流密度，A/mm2第16頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五井下高壓電纜的截面選擇按經濟電流密度選擇（見手冊下冊P349）年最大負荷利用小時（h）經濟電流密度（A/mm2）銅芯電纜鋁芯電纜100030002.51.93300050002.251.73500021.54第17頁，共37頁，2022年，5月20日，9點3

9、8分，星期五井下高壓電纜的截面選擇按電纜短路時的熱穩定性1）熱穩定系數法，適用于紙絕緣電纜（見手冊下冊P350）：三相最大穩態短路電流，A：短路電流作用的假想時間，s：熱穩定系數第18頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五井下高壓電纜的截面選擇假想時間t的選取：電力系統容量超過150MVA，瞬時動作的井下中央變電所井下可取0.25s地面饋出為0.5s時，井下中央變電所可取0.65s按電纜短路時的熱穩定性1）熱穩定系數法，適用于紙絕緣電纜（見手冊下冊P350）第19頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五井下高壓電纜的截面選擇導體種類銅鋁電纜種類有中間接頭油浸紙

10、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（）12025012020031093.415960.490按電纜短路時的熱穩定性1）熱穩定系數法，適用于紙絕緣電纜（見手冊下冊P350）第20頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五井下高壓電纜的截面選擇按電纜短路時的熱穩定性2）電纜的允許短路電流法，適用于交聯聚乙烯電纜（見手冊下冊P350）線芯長期允許工作溫度610KV電纜不得超過9035KV不得超過80 （聚乙烯為70 ）線芯短期過載溫度不得超過130 ，短期過載溫度下運行時間全年不得超過100h線芯短路溫度不得超過250 （聚乙烯為130 ），持續時間最長不超過2

11、s第21頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五井下高壓電纜的截面選擇按電纜的電壓損失校驗電纜截面（見手冊下冊P352）公式同低壓部分電壓損失不得超過10%計算應從地面變電所算起至采區變電所母線止第22頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五井下高壓開關選擇斷流容量， MVA ：由高開保護的最大三相短路電流計算的短路容量應小于礦用高開的額定斷流容量非礦用高開井下使用應取額定斷流容量折半：工作電壓，kV：三相最大穩態短路電流，kA第23頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五說明短路保護整定值過載保護整定值有的短路保護與過載有關，取倍數關系以下資料

12、總結了目前所見到的所有的整定方式，但尚未完全總結出規律：同樣的保護方式下，瞬時的、反時限的、感應式(GL)、電子式(DL)、微電腦控制等幾種樣式如何在程序中區別開來第24頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五變壓器短路保護1瞬時動作的過電流繼電器短路保護（見手冊下冊952頁并參考細則第13條）：可靠系數， 1.21.4：其余電機額定電流之和， A：起動電流最大的電機的起動電流， A：電流互感器變流比：躲過變壓器二次側啟動電流或變壓器二次側短路電流（見大柳塔）， A第25頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五變壓器短路保護2過電流繼電器速斷保護：變壓器二次側最

13、大三相短路電流， A過電流繼電器短路保護的過電流速斷倍數：對于Y/Y接線的變壓器取1；對于Y/接線的變壓器取第26頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五變壓器短路保護2資料第27頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五變壓器短路保護靈敏度校驗：變壓器低壓側母線上的最小兩相短路電流， A：對于Y/Y接線的變壓器取1；對于Y/接線的變壓器取第28頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五變壓器過負荷保護1電子式的過電流繼電器過負荷保護（見細則第14條）按變壓器額定電流整定 問題：是否需要除以變流比？是否也需要可靠系數、返回系數？：返回系數，一般為0.

14、85：可靠系數，取1.05電磁式的過電流繼電器過負荷保護（見細則第14條）按躲過變壓器一次側額定電流整定，動作時間為1015s第29頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五變壓器過負荷保護2過負荷保護：可靠系數，1.21.4：電流互感器變流比：接線系數，Y/Y接線取1，Y/接線取：返回系數GL-1316取0.8，其余為0.85時限：第30頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五變壓器過負荷保護2過負荷保護靈敏度第31頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五高壓電動機短路保護瞬時動作、電子式的過電流繼電器：電機的起動電流， A：電流互感器變流比靈敏

15、度校驗：可靠系數， 1.21.4第32頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五高壓電動機短路保護過電流繼電器兩端并聯有分流器時：可靠系數：電機的額定電流， A：電流互感器變流比：分流器分流比靈敏度校驗（見手冊下冊P955）第33頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五高壓電動機過負荷保護GL型感應式與電子式繼電器過負荷保護：接于兩相電流時取1 接于兩相電流差時取：可靠系數，一般取1.2：返回系數，GL-1316取0.8，其余為0.85動作時間，一般取1015s，公式：電機的起動時間，s第34頁，共37頁，2022年，5月20日，9點38分，星期五高壓電動機保護GL型感應式繼電器短路保護：可靠系數，取1.8