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矿井供电计算方法
一、负荷计算与变压器选择
工作面电力负荷计算是选择变压器和移动变电站台数、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1-1内容,把工作面的每一种负荷进行统计。
表1-1工作面负荷统计表格式
设备名称
电动机台数
电动机型号
额定功率
额定电压
额定电流
额定功率因数
起动功率因数
额定效率
启动电流倍数
功率
加权平均功率因数
平均功率因数计算公式:
加权平均效率计算公式:
2、负荷计算
1)需用变压器容量计算值为:
2)单体支架各用电设备无一定顺序起动的一般机组工作面,按下式计算需用系数:
3)自移式支架,各用电设备按一定顺序起动的机械化采煤工作面,按下式计算需用系数:
——最大一台电动机功率,。
①适用一般机组工作面[煤矿供电手册(矿井供电下10-3-2)]
②适用机械化采煤工作面[煤矿供电手册(矿井供电下10-3-3)]
③[煤矿综采连实用电工技术(3-3-3)]
④[煤矿供电手册(矿井供电下10-3-1)]
井下其它用电设备需用系数及平均功率因数表
井下负荷名称
需用系数
平均功率因数
综采工作面:
综合机械化工作面(自移支架)
一般机械化工作面(单体支架)
一般机械化工作面(倾斜机采面)
缓倾斜煤层(炮采工作面)
急倾斜工作面(炮采工作面)
掘进工作面:
采用掘进机的
非掘进机的
电机车:
架线式电机车
蓄电池电机车
其它运输设备(如输送机、绞车等)
井底车场:
无主排水设备
有主排水设备
二、高压电缆选择计算和校验
1、按长时负荷电流选择电缆截面
长时负荷电流计算方法:
——高压电缆所带的设备额定功率之和;(见变压器负荷统计中的结果)
——需用系数;计算和选取方法同前。
(见变压器负荷统计中的结果)
——高压电缆额定电压(V)、;
——加权平均功率因数;(见变压器负荷统计中的结果)
——加权平均效率。
0.8-0.9
①[煤矿综采连使用电工技术(3-5)]
2、电缆截面的选择
选择要求是:
―>长时最大允许负荷电流应满足:
,初步筛选出符合条件的电缆
——电缆的工作电流计算值,;
——环境温度为时电缆长时允许负荷电流,;
——环境温度校正系数。
不同环境温度下的电缆载流量修正系数
电缆芯线最高允许工作温度
5
10
15
20
25
30
35
40
45
65
1.22
1.17
1.12
1.06
1.0
0.935
0.865
0.791
0.707
3、按经济电流密度选择高压电缆截面
——经济电流密度;
——同时工作电缆的根数。
经济电流密度选择表
年最大利用负荷小时数
经济电流密度
1000~3000
3000~5000
5000以上
2.50
2.25
2.00
备注:
年最大负荷利用小时数一班作为1000~3000h,两班作业为3000~5000h,三班作业为5000h以上。
经济截面是指按降低电能损耗、降低线路投资、节约有色金属等因素,综合确定的符合总经济利益的导体截面。
与经济截面相应的电流密度,叫做经济电流密度。
4、按热稳定校验电缆截面
——电缆短路时热稳定要求的最小截面,;
——三相最大稳态短路电流,;
计算方法:
——变电所母线的短路容量,;一般指地面变电所,和井下中央变电所,母线的短路容量,计算地面高低压短路电流时,以地面变电所,母线为基准。
计算井下高低压短路电流时,以井下变电所,母线为基准。
——平均电压,;
——短路电流作用的假想时间;
——电缆芯线热稳定系数。
铜芯高压电缆热稳定系数表
额定电压(kV)
电缆中间有接头
电缆中间无接头
3~10kV
93.4
159
对向单台或两台高压电动机供电的电缆,一般取电动机的额定电流之和;对向一个采区供电的电缆,应取采区最大电流;而对并列运行的电缆线路,则应按一路故障情况加以考虑。
5、按允许电压损失校验高压电缆截面
高压电缆电压损失计算方法:
——高压电缆所带的负荷计算功率;
;
——高压电缆带的所有设备额定功率之和,;
——需用系数,计算和选取方法同前;
——电网平均功率因数对应的正切值;
——高压额定电压,;
,——所选高压电缆的每公里电阻和电抗;
——高压电缆长度。
注:
电压损失正常情况下不得超过7%,故障状态下不超过10%。
①[综采技术手册(下p1461)]
②[煤矿供电手册(矿井供电下10-3-7)]
③[煤矿供电手册(矿井供电下10-3-8)]
④[煤矿供电手册(矿井供电下10-5-6)]
三、低压电缆选择计算和校验
1、按长时负荷电流初选电缆截面
长时负荷电流的计算方法:
1)向单台或两台电动机供电的电缆,可以取单台或两台电动机的额定电流之和。
,——分别为通过电缆的电动机工作电流与额定电流;
——电动机的额定功率,;
——电动机的额定电压,;
——电动机的额定效率;
——电动机的额定效率因数。
2)向三台及以上电动机供电的电缆长时负荷电流计算方法:
——需用系数,需用系数计算和选取方法同上;
——平均效率,取;
——平均功率因数,可以取。
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、两台或三台以上电动机工作电流公式进行计算。
2、电缆截面的选择
选择要求是:
——电缆的工作电流计算值,;
——环境温度为时电缆长时允许负荷电流,;
——环境温度校正系数。
不同环境温度下的电缆载流量修正系数
电缆芯线最高允许工作温度
5
10
15
20
25
30
35
40
45
65
1.22
1.17
1.12
1.06
1.0
0.935
0.865
0.791
0.707
3、按允许电压损失校验电缆截面
变压器二次侧电压损失包括三部分:
(变压器电压损失,干线电缆电压损失,支线电缆电压损失)
电压总损失=变压器电压损失+干线电缆电压损失+支线电缆电压损失
各种电压等级下允许的电压损失
电压等级?
(2次侧)
一般情况
个别情况
660V
63V
96V
1140V
117V
174V
3300V
330V
495V
注:
各部分电压损失计算方法如下。
变电器电压损失计算
正常负荷时变压器内部电压损失百分数
——变电器电阻压降;
——变电器电抗压降;
——选择变压器时计算的需用容量,;
——选择变压器时的加权平均功率;
——选择的变压器额定容量。
变压器电压损失绝对值:
注:
正常运行时电动机的电压降应不低于额定电压的。
准确计算低压电缆干线和支线电压损失:
——电缆所带的负荷计算功率;
——电缆带的所有设备额定功率之和,;
——需用系数,计算和选取方法同前;
——平均功率因数对应的正切值;
——低压电缆线路的额定电压;
,——电缆每公里电阻和电抗;
——电缆长度。
②[煤矿综采连使用电工技术(3-19)]
③[煤矿综采连实用电工技术(3-21)]
④[煤矿供电手册(矿井供电下10-5-6)]
四、解析法计算短路电流
1、高压短路电流计算
1)短路电流计算时,用平均电压,不是用额定电压。
标准电压等级的平均电压值
标准电压/kV
0.127
0.22
0.38
0.66
1.140
3.3
6
10
35
110
平均电压/kV
0.133
0.23
0.40
0.69
1.20
3.4
6.3
10.5
37
115
2)短路点的选定:
一般选定变压器、移动变电站高压进线端作为短路点,或选每段高压电缆的末端作为短路点计算高压短路电流。
3)系统电抗计算方法:
根据母线短路容量和变压器一次侧(平均)电压计算系统电抗
——电源系统电抗,;
——平均电压,;
——变电所母线的短路容量,;一般指地面变电所,和井下中央变电所,母线的短路容量,计算地面高低压短路电流时,以地面变电所,母线为基准。
计算井下高低压短路电流时,以井下中央变电所,母线为基准。
4)电抗器电抗计算方法:
——电抗器的电抗百分值;
——电抗器的额定电压,;
——电抗器的额定电流,。
5),电缆线路阻抗:
(1),电缆线路电抗计算方法:
——第i段高压电缆每公里电抗,/KM;
——基准母线到变压器或移动变电站第i段高压电缆的长度,m。
(2),电缆线路电阻计算方法:
——第i段高压电缆每公里电阻,/KM;
——基准母线到变压器或移动变电站第i段高压电缆的长度,m。
6)短路回路中的总阻抗:
7)三相短路电流为:
8)两相短路电流为:
9)短路容量为:
(注:
在供电设计软件数据库中,变压器的二次侧电压值与值相等。
)
2、低压短路电流计算
1)系统电抗计算方法:
——电源系统电抗,;
——平均电压,。
2),电缆线路电阻计算方法:
——第i段高压电缆每公里电阻,;
——基准母线到变压器或移动变电站第i段高压电缆的长度,。
3),电缆线路电抗计算方法:
——第i段高压电缆每公里电抗,/KM;
——基准母线到变压器或移动变电站第i段高压电缆的长度,。
4)变压器内部阻抗计算:
(添加变压器时数据库中已经计算出结果)
每相电阻():
每相电抗():
5)低压电缆线路电阻计算方法:
——第i段低压电缆每公里电阻,;
——变压器二次侧第i段低压电缆的长度,。
6)低压电缆线路电抗计算方法:
——第i段低压电缆每公里电抗,;
——变压器二次侧第i段低压电缆的长度,。
注:
计算低压网络短路电流时,一般计入电弧电阻
低压侧的总电阻和电压侧的总电抗:
计算低压短路电流时,短路点一般选在变压器的二次母线上和低压配电线路的首、末端。
1)三相短路电流的计算
——三相短路电流,;
——变压器二次平均电压,;
2)两相短路电流计算
——变压比,;
①[工业与民用配电设计手册(第三版p128)]
②[综采技术手册(下p1444)]
③[综采技术手册(下p1445)]
五、供电保护装置整定计算
高压配电箱
保护一台变压器
(1)短路(速断)保护动作电流计算方法
(5-1)
——变压比;
——需用系数,计算和选取方法同上;
——最大一台电机的启动电流;
——电流互感器变流比;
——其余电机的额定电流之和,。
(注:
电动机额定电流的计算方法:
C:
\Users\Administrator\Desktop\第9讲_负荷计算.pdf)
灵敏系数
(注:
灵敏系数不够时,采取的措施:
C:
\Users\Administrator\Desktop\第19讲__井下过流保护整定.pdf)
——接线系数Y,y接线的变压器=1;
Y,d接线的变压器=;
——变压器二次出口处最小二相短路电流。
(2)过载保护整定电流U1e
(容量/一次侧额定电
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- 矿井 供电 计算方法
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