采區(qū)供電設(shè)計(jì)計(jì)算

1、第一節(jié) 礦井變電所煤礦開(kāi)采分為地下開(kāi)采和露天開(kāi)采。本書(shū)主要介紹地下開(kāi)采的井工煤礦供電系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱礦井供電系統(tǒng)。礦井供電系統(tǒng)對(duì)可靠性和安全性要求高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也較露天礦供電系統(tǒng)復(fù)雜。煤礦安全規(guī)程對(duì)煤礦井下供電的主要要求是：（1）煤礦安全規(guī)程（2010年版）第四百四十二條規(guī)定：井下各水平中央變（配）電所、采區(qū)變（配）電所、主排水泵房和下山開(kāi)采的采區(qū)排水泵房的供電線路，不得少于兩回路。當(dāng)任一回路停止供電時(shí)，其余回路應(yīng)能承擔(dān)全部負(fù)荷的供電。向局部通風(fēng)機(jī)供電的井下變(配)電所應(yīng)采用分列運(yùn)行方式。向煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井自救系統(tǒng)供風(fēng)的壓風(fēng)機(jī)、井下移動(dòng)瓦斯抽放泵應(yīng)各有兩回路直接由變（配）電所饋出的供

2、電線路。上述供電線路應(yīng)來(lái)自各自的變壓器和母線段，線路上不應(yīng)分接任何負(fù)荷。上述設(shè)備的控制回路和輔助設(shè)備，必須有與主要設(shè)備同等可靠的備用電源。（2）煤礦安全規(guī)程（2010年版）第一百二十八條規(guī)定：高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井、低瓦斯礦井中高瓦斯區(qū)的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進(jìn)工作面正常工作的局部通風(fēng)機(jī)必須配備安裝同等能力的備用局部通風(fēng)機(jī)，并能自動(dòng)切換。正常工作的局部通風(fēng)機(jī)必須采用三專（專用開(kāi)關(guān)、專用電纜、專用變壓器）供電，備用局部通風(fēng)機(jī)電源必須取自同時(shí)帶電的另一電源，當(dāng)正常工作的局部通風(fēng)機(jī)故障時(shí)，備用局部通風(fēng)機(jī)能自動(dòng)啟動(dòng)。其他掘進(jìn)工作面和通風(fēng)地點(diǎn)正常工作的局部通風(fēng)機(jī)可不配

3、備備用局部通風(fēng)機(jī)，但必須采用三專供電。使用局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)的地點(diǎn)必須實(shí)行風(fēng)電閉鎖，保證當(dāng)正常工作的局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或停風(fēng)后能切斷停風(fēng)區(qū)內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的電源。正常工作的局部通風(fēng)機(jī)故障，切換到備用局部通風(fēng)機(jī)工作時(shí)，該局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)范圍內(nèi)應(yīng)停止工作，排除故障；待故障排除，恢復(fù)到正常工作的局部通風(fēng)機(jī)后方可恢復(fù)工作。一、礦井變電所概貌礦井供電系統(tǒng)主要由地面變電所、井下中央變電所和采區(qū)變電所三級(jí)變電所構(gòu)成。地面變電所的受電電壓為6110kV；井下配電高壓為6kV或10kV，用電設(shè)備電壓多為660V和1140V，大功率電動(dòng)機(jī)采用6kV或10kV供電。1.地面變電所地面變電所是礦井供電系統(tǒng)的樞紐。

4、地面變電所一般設(shè)置在礦井工業(yè)廣場(chǎng)邊沿，離井口較近，遠(yuǎn)離儲(chǔ)煤場(chǎng)和矸石山的地方。為了保證供電可靠性，變電所有兩條電源進(jìn)線。大中型煤礦電源電壓多為35kV，特大型煤礦可采用110kV。變電所通常設(shè)置兩臺(tái)主變壓器，主變壓器二次側(cè)電網(wǎng)額定電壓為6kV或10kV。用兩條或兩條以上的電纜線路向井下和其他一級(jí)負(fù)荷供電。變電所內(nèi)設(shè)置兩臺(tái)低壓變壓器供應(yīng)地面380/220V動(dòng)力和照明用電。小型煤礦電源電壓多為6kV或10kV，變電所不設(shè)置主變壓器。地面變電所35kV側(cè)有兩種設(shè)備布置方式。一是把開(kāi)關(guān)、互感器、母線等電氣設(shè)備置于室外，安裝在由鋼筋混凝土或鋼材制成的門(mén)架上，二是在室內(nèi)用高壓開(kāi)關(guān)柜組成。新建礦井地面變電所多

5、采用此方式。地面變電所6（10）kV側(cè)采用高壓開(kāi)關(guān)柜組成。地面變電所的主要電氣設(shè)備有隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、變壓器、互感器、避雷器等。地面變電所的主要用戶有井下負(fù)荷、礦井主通風(fēng)機(jī)、礦井主井提升機(jī)、礦井副井提升機(jī)、礦井壓風(fēng)機(jī)、地面低壓變壓器、其他輔助生產(chǎn)設(shè)施等。2.井下中央變電所井下中央變電所是井下供電系統(tǒng)的核心。通常井下中央變電所設(shè)置在井底車場(chǎng)副井井底附近，與中央水泵房相鄰。有條件時(shí)還與電機(jī)車用的變流所聯(lián)合建筑。為了防水，變電所地面應(yīng)比其出口與井底車場(chǎng)或大巷連接處的底板標(biāo)高高0.5m。為了防火，中央變電所硐室用砌碹或其他可靠方式支護(hù)。硐室必須裝設(shè)向外開(kāi)的防火鐵門(mén)，鐵門(mén)上應(yīng)裝設(shè)便于關(guān)嚴(yán)的通風(fēng)孔，鐵門(mén)內(nèi)

6、可加設(shè)向外開(kāi)的鐵柵欄門(mén)，平時(shí)鐵柵欄門(mén)關(guān)閉，防火鐵門(mén)打開(kāi)，以利于通風(fēng)，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，將防火鐵門(mén)關(guān)閉，便于滅火和防止火災(zāi)蔓延。從硐室出口防火鐵門(mén)起5m以內(nèi)巷道應(yīng)用砌碹或其他不燃性材料支護(hù)。硐室內(nèi)還必須設(shè)置足夠數(shù)量撲滅電氣火災(zāi)的滅火器材。為了使變電所有良好的通風(fēng)條件，當(dāng)硐室長(zhǎng)度超過(guò)6m時(shí)，必須在硐室的兩端各設(shè)一個(gè)出口。通常變壓器與配電裝置分開(kāi)布置，高壓配電裝置和低壓配電裝置分開(kāi)布置。設(shè)備與墻壁之間，各設(shè)備之間應(yīng)留有足夠的維護(hù)與檢修通道。完全不需要從兩側(cè)或后面維護(hù)檢修的設(shè)備，可互相靠緊或靠墻放置。中央變電所內(nèi)的主要電氣設(shè)備有礦用隔爆型高壓配電箱或礦用一般型高壓開(kāi)關(guān)柜、礦用變壓器、礦用隔爆型低壓饋電開(kāi)關(guān)

7、等。中央變電所的主要負(fù)荷有主排水泵、采區(qū)、井底車場(chǎng)低壓負(fù)荷等。3.采區(qū)變電所采區(qū)巷道布置如圖2-4所示。采區(qū)變電所通常設(shè)置在兩個(gè)上（下）山巷道之間的聯(lián)絡(luò)巷中或運(yùn)輸大巷采區(qū)裝車站附近。若采區(qū)變電所設(shè)置在兩個(gè)上（下）山巷道之間的聯(lián)絡(luò)巷中，可以使采區(qū)變電所到各區(qū)段工作面運(yùn)輸巷的距離基本相同，適合于大型采區(qū)。若采區(qū)變電所設(shè)置在運(yùn)輸大巷采區(qū)裝車站附近，運(yùn)輸、安裝更方便，但變電所距最上部區(qū)段的距離大，適合于用移動(dòng)變電站供電的工作面。采區(qū)變電所的防水、防火、通風(fēng)等安全措施，除底板標(biāo)高沒(méi)有嚴(yán)格規(guī)定外，其它與中央變電所相同。變壓器可與配電設(shè)備布置在同一硐室內(nèi)。變電所的高、低壓設(shè)備應(yīng)分開(kāi)布置。各設(shè)備之間、設(shè)備與墻

8、壁之間均應(yīng)留有維護(hù)和檢修通道。不從側(cè)面和背后檢修的設(shè)備不留通道。采區(qū)變電所內(nèi)的主要電氣設(shè)備有礦用隔爆型高壓配電箱、礦用變壓器、礦用隔爆型低壓饋電開(kāi)關(guān)等。采區(qū)變電所的主要負(fù)荷有采煤工作面、掘進(jìn)工作面、采區(qū)集中運(yùn)輸設(shè)備（上山絞車、皮帶輸送機(jī)）、排水設(shè)備、掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)等。二、采煤工作面配電1.綜合機(jī)械化采煤工作面配電綜合機(jī)械化采煤工作面生產(chǎn)設(shè)備單機(jī)功率和總功率大，輸電距離長(zhǎng)，回采速度快，必須采用移動(dòng)變電站供電。圖2-5是綜采工作面機(jī)電設(shè)備布置圖（圖中未畫(huà)出液壓支架，指示線所指為該設(shè)備電動(dòng)機(jī)所在位置，箭頭所指為煤流方向）。采區(qū)變電所用6（10）kV高壓向移動(dòng)變電站送電，經(jīng)移動(dòng)變電站降壓后向工作

9、面生產(chǎn)設(shè)備供電。綜采工作面設(shè)備的額定電壓通常為1140V，大型高產(chǎn)高效工作面使用3300V。工作面內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備由1號(hào)移動(dòng)變電站供電。1號(hào)移動(dòng)變電站設(shè)置在下順槽距離工作面150300米，工作面配電點(diǎn)設(shè)置在移動(dòng)變電站附近。條件許可時(shí)，也可將1號(hào)移動(dòng)變電站設(shè)置在上順槽。電動(dòng)機(jī)在下順槽口的可伸縮皮帶輸送機(jī)和其他小型設(shè)備由2號(hào)移動(dòng)變電站供電。也可以不設(shè)2號(hào)移動(dòng)變電站，由采區(qū)變電所內(nèi)的變壓器直接用低壓供電。綜采工作面的主要電氣設(shè)備有移動(dòng)變電站、礦用隔爆型電磁啟動(dòng)器等。2.炮采工作面配電圖2-6是炮采工作面機(jī)電設(shè)備布置圖。炮采工作面和普通機(jī)采工作面設(shè)備功率較小，通常由采區(qū)變電所用660V低壓供電。當(dāng)工作面離

10、采區(qū)變電所太遠(yuǎn)時(shí)，也可采用移動(dòng)變電站供電，移動(dòng)變電站可安放在運(yùn)輸巷口附近。為了安全操作工作面的機(jī)械設(shè)備，必須在工作面附近集中設(shè)置控制開(kāi)關(guān)和電磁起動(dòng)器，這些設(shè)備的放置地點(diǎn)即為工作面配電點(diǎn)。工作面配電點(diǎn)，一般設(shè)在距采煤工作面50100m處。工作面配電點(diǎn)隨工作面的推進(jìn)移動(dòng)。3.掘進(jìn)工作面配電掘進(jìn)工作面分為綜合機(jī)械化掘進(jìn)工作面和鉆爆法掘進(jìn)工作面兩種。綜合機(jī)械化掘進(jìn)工作面的配電方式同綜合機(jī)械化采煤工作面，用移動(dòng)變電站供電。為減少搬遷次數(shù)，移動(dòng)變電站可距掘進(jìn)工作面300500m。鉆爆法掘進(jìn)工作面的配電方式同炮采工作面，由采區(qū)變電所用660V低壓供電。掘進(jìn)工作面配電點(diǎn)，一般距掘進(jìn)工作面80100m。三、煤礦

11、井下變電所的結(jié)線與硐室布置1.井下中央變電所井下中央變電所是井下供電系統(tǒng)的核心，其主結(jié)線如圖4-25所示。根據(jù)煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，井下中央變電所的供電線路，不得少于兩回路，當(dāng)任一回路停止供電時(shí)，其余回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)全部負(fù)荷。所以，為了保證井下供電的可靠性，由地面變電所引至中央變電所的電纜數(shù)目至少應(yīng)有兩條，并分別引自地面變電所的兩段6（10）kV母線。中央變電所的高壓母線采用單母線分段結(jié)線方式，母線段數(shù)與下井電纜根數(shù)對(duì)應(yīng)，各段母線通過(guò)高壓開(kāi)關(guān)聯(lián)絡(luò)。正常時(shí)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，母線采用分列運(yùn)行方式，當(dāng)某條下井電纜故障退出運(yùn)行時(shí)，合上母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，恢復(fù)對(duì)該段母線負(fù)荷的供電。中央變電所向每個(gè)采區(qū)變電所饋送兩條電纜

12、線路。主排水泵是一級(jí)負(fù)荷，但由于水泵總數(shù)中已包括備用水泵和檢修水泵，因此每臺(tái)水泵用一條專用電纜供電，可直接用中央變電所的高壓開(kāi)關(guān)啟動(dòng)和停止。所有水泵必須均勻分配在各段母線上，不得集中接于一段母線。當(dāng)主水泵為低壓電動(dòng)機(jī)時(shí)，配電變壓器最少應(yīng)有兩臺(tái)，變壓器低壓側(cè)亦采用單母線分段結(jié)線，每臺(tái)變壓器的容量均應(yīng)滿足最大涌水期時(shí)需開(kāi)動(dòng)的全部負(fù)荷的供電要求。通常井下中央變電所設(shè)置在井底車場(chǎng)副井井底附近，與中央水泵房相鄰。有條件時(shí)還應(yīng)與電機(jī)車用的變流所聯(lián)合建筑。為了防水，變電所地面應(yīng)比其出口與井底車場(chǎng)或大巷連接處的底板標(biāo)高高0.5m。為了使變電所有良好的通風(fēng)條件，當(dāng)硐室長(zhǎng)度超過(guò)6m時(shí)，必須在硐室的兩端各設(shè)一個(gè)出口

13、。硐室用砌碹或其他可靠方式支護(hù)，硐室必須裝設(shè)向外開(kāi)的防火鐵門(mén)，鐵門(mén)上應(yīng)裝設(shè)便于關(guān)嚴(yán)的通風(fēng)孔，鐵門(mén)內(nèi)可加設(shè)向外開(kāi)的鐵柵欄門(mén)，平時(shí)鐵柵欄門(mén)關(guān)閉，防火鐵門(mén)打開(kāi)，以利于通風(fēng)，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，將防火鐵門(mén)關(guān)閉，便于滅火和防止火災(zāi)蔓延；從硐室出口防火鐵門(mén)起5m以內(nèi)巷道應(yīng)用砌碹或其他不燃性材料支護(hù)；硐室內(nèi)還必須設(shè)置足夠數(shù)量撲滅電氣火災(zāi)的滅火器材。應(yīng)將變壓器與配電裝置分開(kāi)布置，高、低壓配電裝置分開(kāi)布置。設(shè)備與墻壁之間，各設(shè)備之間應(yīng)留有足夠的維護(hù)與檢修通道，完全不需要從兩側(cè)或后面維護(hù)檢修的設(shè)備，可互相靠緊或靠墻放置。考慮發(fā)展余地，變電所的高壓配電設(shè)備的備用位置應(yīng)按設(shè)計(jì)最大數(shù)量的20考慮，且不少于兩臺(tái)。低壓設(shè)備的備用

14、回路，也按最多饋出回路數(shù)的20考慮。2.采區(qū)變電所采區(qū)變電所是采區(qū)供電的中心，井下中央變電所送來(lái)的高壓電力，經(jīng)采區(qū)變電所直接配送或降壓后配送至采掘工作面及采區(qū)其他用電設(shè)備。根據(jù)煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，采區(qū)變(配)電所的供電線路，不得少于兩回路。當(dāng)任一回路停止供電時(shí)，其余回路應(yīng)能承擔(dān)全部負(fù)荷的供電。供電線路應(yīng)來(lái)自各自的變壓器和母線段，線路上不應(yīng)分接任何負(fù)荷。向局部通風(fēng)機(jī)供電的井下變(配)電所應(yīng)采用分列運(yùn)行方式。高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井、低瓦斯礦井中高瓦斯區(qū)的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進(jìn)工作面正常工作的局部通風(fēng)機(jī)必須配備安裝同等能力的備用局部通風(fēng)機(jī)，并能自動(dòng)切換。正常工作

15、的局部通風(fēng)機(jī)必須采用三專（專用開(kāi)關(guān)、專用電纜、專用變壓器）供電，備用局部通風(fēng)機(jī)的電源必須取自同時(shí)帶電的另一電源，當(dāng)正常工作的局部通風(fēng)機(jī)故障時(shí)，備用局部通風(fēng)機(jī)能自動(dòng)啟動(dòng)。其他掘進(jìn)工作面和通風(fēng)地點(diǎn)正常工作的局部通風(fēng)機(jī)可不配備備用局部通風(fēng)機(jī)，但必須采用三專供電。圖4-26是下山、綜采采區(qū)變電所主結(jié)線圖。雙回路電源、單母線分段結(jié)線，采用分列運(yùn)行方式。綜采和綜掘工作面采用6kV或10kV高壓供電。圖示采區(qū)變電所的采區(qū)主排水泵為高壓電動(dòng)機(jī)，當(dāng)主排水泵為低壓電動(dòng)機(jī)時(shí)，為水泵供電的變壓器低壓側(cè)也應(yīng)采用單母線分段結(jié)線。上山絞車、上山皮帶輸送機(jī)、局扇等重要設(shè)備采用專用線路供電。上山采區(qū)沒(méi)有主排水泵。炮采工作面通常

16、由采區(qū)變電所用660V低壓供電。采區(qū)變電所通常設(shè)置在兩個(gè)上（下）山巷道之間的聯(lián)絡(luò)巷中或運(yùn)輸大巷采區(qū)裝車站附近。采區(qū)變電所的防水、防火、通風(fēng)等安全措施，除底板標(biāo)高沒(méi)有嚴(yán)格規(guī)定外，其它與中央變電所相同。變壓器可與配電設(shè)備布置在同一硐室內(nèi)；變電所的高、低壓設(shè)備應(yīng)分開(kāi)布置；各設(shè)備之間、設(shè)備與墻壁之間均應(yīng)留有維護(hù)和檢修通道，不從側(cè)面和背后檢修的設(shè)備不留通道。3.工作面配電1）綜采工作面配電綜合機(jī)械化采煤工作面，單機(jī)功率和總功率大，輸電距離長(zhǎng)，回采速度快，必須采用移動(dòng)變電站供電。綜采工作面機(jī)電設(shè)備布置參見(jiàn)圖4-27。綜采工作面設(shè)備的額定電壓通常為1140V，大型高產(chǎn)高效工作面已使用3300V。綜采工作面配

17、電結(jié)線如圖4-28所示。工作面內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備由1#移動(dòng)變電站供電，1#移動(dòng)變電站距離工作面150300米，在電壓損失滿足要求的條件下，距離大些可以減少搬移次數(shù)。工作面配電點(diǎn)設(shè)置在移動(dòng)變電站附近，開(kāi)關(guān)和乳化液泵站可安裝在平板車或滑橇上，與移動(dòng)變電站組成串車便于移動(dòng)。電動(dòng)機(jī)在工作面運(yùn)輸巷口的可伸縮皮帶輸送機(jī)和其他小型設(shè)備由2#移動(dòng)變電站供電。當(dāng)皮帶輸送機(jī)功率不太他時(shí)，也可以不設(shè)2#移動(dòng)變電站，由采區(qū)變電所內(nèi)的變壓器供電。工作面運(yùn)輸巷的調(diào)度絞車要擔(dān)負(fù)1#移動(dòng)變電站和工作面配電點(diǎn)的搬移任務(wù)，因此不能由1#移動(dòng)變電站供電。2）炮采工作面配電炮采工作面機(jī)電設(shè)備布置見(jiàn)圖2-5。炮采和普通機(jī)采工作面設(shè)備功率較小

18、，通常由采區(qū)變電所用660V低壓供電；當(dāng)工作面離采區(qū)變電所太遠(yuǎn)時(shí)，也可采用移動(dòng)變電站供電，移動(dòng)變電站可安放在運(yùn)輸巷口附近。為了安全操作工作面的機(jī)械設(shè)備，必須在工作面附近集中設(shè)置控制開(kāi)關(guān)和起動(dòng)器，這些設(shè)備的放置地點(diǎn)即為工作面配電點(diǎn)。采煤工作面配電點(diǎn)，一般設(shè)在距采煤工作面50100m處，工作面配電點(diǎn)隨工作面的推進(jìn)而移動(dòng)。圖4-29為炮采工作面運(yùn)輸巷的配電結(jié)線圖（圖中示意畫(huà)出兩臺(tái)順槽刮板輸送機(jī)），這種配電方式稱為干線式。回風(fēng)巷配電結(jié)線與此類似。3）掘進(jìn)工作面配電綜合機(jī)械化掘進(jìn)工作面用移動(dòng)變電站供電。為減少搬遷次數(shù)，移動(dòng)變電站可距掘進(jìn)工作面300500m。鉆爆法掘進(jìn)工作面由采區(qū)變電所用660V低壓供電

19、。掘進(jìn)工作面配電點(diǎn)，一般距掘進(jìn)工作面80100m。第二節(jié) 負(fù)荷計(jì)算當(dāng)我們?yōu)椴蓞^(qū)供電系統(tǒng)選配開(kāi)關(guān)、變壓器和電纜時(shí)，首先要計(jì)算這些設(shè)備所負(fù)擔(dān)的功率和電流，這叫負(fù)荷計(jì)算。負(fù)荷計(jì)算是正確選擇開(kāi)關(guān)、變壓器等電氣設(shè)備和電纜截面的基礎(chǔ)。負(fù)荷計(jì)算要計(jì)算的參數(shù)有三個(gè)：一是負(fù)荷的有功計(jì)算功率，簡(jiǎn)稱計(jì)算功率，用Pca表示。它是負(fù)荷在運(yùn)行時(shí)實(shí)際需要的長(zhǎng)時(shí)最大有功功率，單位是kW（千瓦）。二是負(fù)荷的視在計(jì)算功率，用Sca表示。它是負(fù)荷在運(yùn)行時(shí)實(shí)際需要的長(zhǎng)時(shí)最大視在功率,單位是kVA（千伏安）。用來(lái)選擇變壓器容量。三是長(zhǎng)時(shí)工作電流，用Ica表示。它是負(fù)荷在實(shí)際運(yùn)行時(shí)的長(zhǎng)時(shí)最大工作電流，單位是A（安）。用來(lái)選擇開(kāi)關(guān)和電纜截

20、面。這里的長(zhǎng)時(shí)功率、長(zhǎng)時(shí)電流是指持續(xù)30min的平均功率和平均電流。與長(zhǎng)時(shí)功率、長(zhǎng)時(shí)電流相對(duì)的是瞬時(shí)功率、瞬時(shí)電流。瞬時(shí)功率、瞬時(shí)電流有時(shí)會(huì)遠(yuǎn)大于長(zhǎng)時(shí)功率、長(zhǎng)時(shí)電流，但持續(xù)時(shí)間往往很短，不能作為選擇電氣設(shè)備的依據(jù)。例如電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)最大電流可達(dá)其額定電流的數(shù)倍，但持續(xù)時(shí)間只有幾秒。一、負(fù)荷計(jì)算的方法1.一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷計(jì)算通常我們能夠從銘牌上知道一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定功率（PN ）和額定電流（IN），則 （5-1）在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)常常只知道電動(dòng)機(jī)的額定功率和額定電壓，而不知道額定電流。電動(dòng)機(jī)的額定電流可用式（5-2）計(jì)算。但有些參數(shù)需要查電機(jī)手冊(cè)才能得到，現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算很不方便。 （5-2）式中 PN 電動(dòng)

21、機(jī)額定功率，kW；UN 電動(dòng)機(jī)額定電壓，kV；N 電動(dòng)機(jī)額定效率；cosN 電動(dòng)機(jī)額定功率因數(shù)。下面介紹迅速估算電動(dòng)機(jī)額定電流的方法，準(zhǔn)確性可滿足工程計(jì)算要求。當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定電壓為380V時(shí)， IN 2PN；當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定電壓為660V時(shí)， IN 1.15PN；當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定電壓為1140V時(shí)， IN 0.66PN；當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定電壓為6kV時(shí)， IN 0.12PN；當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定電壓為10kV時(shí)， IN 0.07PN。例5-1 有一臺(tái)額定電壓為660V，額定功率為40kW的電動(dòng)機(jī)，試估算其額定電流。解：當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定電壓為660V時(shí)，IN 1.15PN，把額定功率等于40kW代入公式IN 1.1540

22、= 46A2.一個(gè)用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算生產(chǎn)工藝相同或相近，在生產(chǎn)過(guò)程中相互協(xié)同共同完成一項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)的多臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械稱為一個(gè)用電設(shè)備組。采區(qū)有采煤工作面、掘進(jìn)工作面、集中運(yùn)輸?shù)葞最愑秒娫O(shè)備組。設(shè)一個(gè)用電設(shè)備組有n臺(tái)電動(dòng)機(jī)，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定功率已知為PN1、PN2、PN3PNn。則總額定功率為： （5-3）但是這些電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，一般不會(huì)同時(shí)工作，同時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)一般也不會(huì)同時(shí)滿載，因此實(shí)際需要的功率Pca總小于PN。 （5-4）由Pca可計(jì)算出Sca和Ica （5-5） （5-6）式中：UN 額定電壓，kV；Kde用電設(shè)備組的需用系數(shù)；cos用電設(shè)備組的加權(quán)平均功率因數(shù)。Kde和cos均可由表

23、5-1查得。根據(jù)工作面的產(chǎn)量、地質(zhì)狀況以及生產(chǎn)工藝選擇合適的數(shù)值。地質(zhì)條件好、產(chǎn)量高的工作面Kde和cos可取較大的值，反之，取較小的值。上述負(fù)荷計(jì)算方法，稱為需用系數(shù)法。負(fù)荷計(jì)算的方法還有利用系數(shù)法、二項(xiàng)式法，不再贅述。表5-1 煤礦各組用電設(shè)備的需用系數(shù)和加權(quán)平均功率因數(shù)用電設(shè)備組名稱需用系數(shù)Kde功率因數(shù)tan備注井底車場(chǎng)無(wú)主排水泵有主排水泵0.60.70.750.850.70.81.020.75采區(qū)無(wú)機(jī)組緩傾斜采煤工作面0.40.60.61.33有機(jī)組緩傾斜采煤工作面0.60.750.60.71.331.02急傾斜采煤工作面0.60.650.60.71.331.02無(wú)掘進(jìn)機(jī)煤巷掘進(jìn)工作

24、面0.30.40.61.33有掘進(jìn)機(jī)煤巷掘進(jìn)工作面0.50.60.71.331.02井下運(yùn)輸架線式電機(jī)車蓄電池電機(jī)車輸送機(jī)和絞車0.40.70.80.60.70.90.90.70.480.481.02例5-2 一個(gè)緩傾斜炮采工作面，供電電壓660V。有SGB-620/40T刮板輸送機(jī)5臺(tái)，額定功率40kW；BRW80/20乳化液泵站2臺(tái)（一臺(tái)工作，一臺(tái)備用），額定功率30 kW；JH-8回柱絞車2臺(tái)，額定功率7.5kW，小水泵2臺(tái)，額定功率5.5kW，JD-11.4調(diào)度絞車2臺(tái)，額定功率11.4kW；煤電鉆2臺(tái)，額定功率1.2kW。試計(jì)算該工作面的負(fù)荷（Pca、Sca和Ica）。解：1）計(jì)算總

25、額定功率2）查表5-1，緩傾斜炮采工作面Kde取0.5，cos取0.6。3）計(jì)算有功計(jì)算功率4）計(jì)算長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流A5）計(jì)算視在功率例5-3 試計(jì)算項(xiàng)目中的綜采工作面設(shè)備的負(fù)荷并選擇工作面移動(dòng)變電站容量。解：項(xiàng)目中的綜采工作面設(shè)備，除下順槽可伸縮皮帶輸送機(jī)和上順槽設(shè)備外，均由工作面移動(dòng)變電站供電。1）計(jì)算總額定功率2）查表5-1，綜采工作面Kde取0.7，cos取0.7。3）計(jì)算有功計(jì)算功率4）計(jì)算視在功率可選取一臺(tái)KBSGZY-1000/10/1.2型礦用隔爆型移動(dòng)變電站。3.多個(gè)用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算當(dāng)一個(gè)變壓器、開(kāi)關(guān)或一條電纜向兩個(gè)或兩個(gè)以上用電設(shè)備組供電時(shí)，就需要計(jì)算這多個(gè)用電設(shè)備組的總功

26、率和總電流。步驟如下：1）計(jì)算各組的PN2）查表5-1選取各組的Kde、cos和tan3）計(jì)算各組的Pca和Qca （5-7）4）計(jì)算Pca和Qca （5-8） （5-9）式中 Ksp用電設(shè)備組間的有功功率同時(shí)系數(shù)，取0.850.95；Ksq用電設(shè)備組間的無(wú)功功率同時(shí)系數(shù)，取0.90.97。為簡(jiǎn)化計(jì)算，當(dāng)只有23組用電設(shè)備時(shí)，Ksp和Ksq可取1。5）計(jì)算Sca （5-10）例5-4 設(shè)一個(gè)炮采工作面和一個(gè)掘進(jìn)工作面由一臺(tái)變壓器供電，已知：炮采工作面Pca1 =140.6kW，cos1=0.6，tan1=1.33；掘進(jìn)工作面Pca2 =58kW，cos2=0.6，tan2=1.33；電動(dòng)機(jī)額定

27、電壓660V。試計(jì)算變壓器的總負(fù)荷，并選擇變壓器的容量。解：需選用KBSG-400/6/0.693礦用隔爆型干式變壓器，其額定容量為400kVA。第三節(jié) 電纜導(dǎo)線截面計(jì)算電纜導(dǎo)線截面的選擇是井下供電計(jì)算的關(guān)鍵。合適的電纜導(dǎo)線截面，可以使電纜安全運(yùn)行，可以使電動(dòng)機(jī)電壓正常、高效運(yùn)行，可以使過(guò)流保護(hù)動(dòng)作靈敏度校驗(yàn)容易滿足要求。通常井下電纜線路導(dǎo)線截面計(jì)算可分為三種情況。1.短電纜當(dāng)電纜長(zhǎng)度較短，且負(fù)荷不太大時(shí)，按以下步驟計(jì)算電纜截面。（1）按長(zhǎng)時(shí)允許電流初選電纜導(dǎo)線截面；（2）給采掘工作面生產(chǎn)機(jī)械供電的支線電纜要校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度允許最小截面。2.低壓長(zhǎng)電纜當(dāng)電纜長(zhǎng)度較長(zhǎng)，或負(fù)荷較大時(shí)，按以下步驟計(jì)算電

28、纜截面。（1）按長(zhǎng)時(shí)允許電流初選電纜導(dǎo)線截面；（2）校驗(yàn)允許電壓損失。3.高壓電纜和變電所內(nèi)的低壓電纜（1）按長(zhǎng)時(shí)允許電流初選電纜導(dǎo)線截面；（2）長(zhǎng)電纜要校驗(yàn)允許電壓損失。（3）校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定性，詳見(jiàn)本章第四節(jié)。一、電纜導(dǎo)線截面的計(jì)算方法1.按長(zhǎng)時(shí)允許電流初選電纜導(dǎo)線截面導(dǎo)線是有電阻的，當(dāng)電流通過(guò)時(shí)會(huì)發(fā)熱。溫度過(guò)高會(huì)縮短電纜壽命、燒壞電纜絕緣，造成短路，使電纜報(bào)廢。長(zhǎng)時(shí)允許電流是導(dǎo)線能長(zhǎng)期通過(guò)又不過(guò)熱的最大電流。表5-2是井下常用電纜在空氣中敷設(shè)時(shí)的長(zhǎng)時(shí)允許電流。為了使導(dǎo)線在正常運(yùn)行時(shí)不超過(guò)其長(zhǎng)時(shí)允許溫度，流過(guò)導(dǎo)線的長(zhǎng)時(shí)工作電流不得超過(guò)導(dǎo)線的長(zhǎng)時(shí)允許電流。即 （5-11）式中 Ip標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度

29、（一般為25）時(shí)導(dǎo)線的長(zhǎng)時(shí)允許電流；Ica導(dǎo)線的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流。例5-5 試為例5-2的采煤工作面選擇電纜線路截面。解：在例5-2中，已計(jì)算出工作面負(fù)荷的長(zhǎng)時(shí)工作電流Ica=205A。查表5-2，選取70mm2低壓礦用橡套電纜，其長(zhǎng)時(shí)允許電流Ip=215A，IpIca，滿足要求，初選合格。表5-2 井下常用電纜在空氣中敷設(shè)時(shí)的長(zhǎng)時(shí)允許電流 A導(dǎo)線截面mm2聚氯乙烯絕緣鎧裝電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣細(xì)鋼絲鎧裝電纜礦用橡套電纜1kV四芯6kV三芯6kV10kV低壓高壓銅芯鋁芯銅芯鋁芯銅芯鋁芯銅芯鋁芯銅芯銅芯4610162535507095120303952709411914918422626023304

30、05473921151411742015673951181481812182514356739011414316819421126031836716320324628514818021426732437211514016620725128836466485113138173215260320537294121148170205250注：表中長(zhǎng)時(shí)允許電流是環(huán)境溫度為25時(shí)的數(shù)值，如果環(huán)境溫度不是25，則需要修正。實(shí)際中，如果環(huán)境溫度高于25，可選擇大一級(jí)的截面。表5-3 礦用橡套電纜接地和控制芯線配置 mm2 主芯線截面接地芯線截面控制芯線截面主芯線截面接地芯線截面控制芯線截面461016254

31、61010162.52.5355070951616252544442.按機(jī)械強(qiáng)度允許最小截面校驗(yàn)導(dǎo)線截面電纜在工作面和巷道中敷設(shè)，難免會(huì)受到外部機(jī)械力的作用，截面太小的電纜很容易出現(xiàn)斷線、護(hù)套破裂、絕緣損壞現(xiàn)象。為避免在拖拽、碰撞等外力作用下斷線、破裂，給采掘工作面生產(chǎn)機(jī)械供電的支線電纜按長(zhǎng)時(shí)允許電流初選后，還要校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度允許最小截面。這些電纜的截面應(yīng)符合表4-11的要求。表4-11 橡套電纜滿足機(jī)械強(qiáng)度的最小截面（mm2）用電設(shè)備名稱最小截面用電設(shè)備名稱最小截面采煤機(jī)組可彎曲輸送機(jī)一般輸送機(jī)回柱絞車裝巖機(jī)35501635102516251625調(diào)度絞車局部扇風(fēng)機(jī)煤電鉆照明設(shè)備4646462

32、.543.按允許電壓損失校驗(yàn)導(dǎo)線截面輸電線路通過(guò)電流時(shí)，將產(chǎn)生電壓損失。電壓損失過(guò)大，會(huì)造成電動(dòng)機(jī)電壓過(guò)低，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難、工作電流增大、甚至?xí)螂娏鬟^(guò)載燒壞電動(dòng)機(jī)。因此，按長(zhǎng)時(shí)允許電流初選的長(zhǎng)電纜，還要校驗(yàn)允許電壓損失。1）線路電壓損失的計(jì)算所謂電壓損失是指輸電線路始、末兩端電壓的算術(shù)差值。三相線路的線電壓損失為 （5-12）式中 UL線路的線電壓損失，V；Ica線路的長(zhǎng)時(shí)工作電流，A； 線路所帶負(fù)載的功率因數(shù)角；RL、XL線路每相電阻、電抗，。式（5-12）用功率表示時(shí)則為 （5-13）式中 Pca、Qca線路所帶負(fù)荷的有功計(jì)算功率，kW；無(wú)功計(jì)算功率，kvar；UN電網(wǎng)的額定電壓，kV。

33、在式（5-12）和式（5-13）中，Ica、Pca、Qca、cos、sin都在負(fù)荷計(jì)算時(shí)得到，需要計(jì)算的是RL、XL。RL可用下式計(jì)算： （5-14）式中 L電纜的長(zhǎng)度，m；A電纜導(dǎo)線截面，mm2；電纜導(dǎo)線的電導(dǎo)率，m/mm2；橡膠電纜取43.5，塑料電纜取48.6，鋁芯電纜取28.8。XL可用下式計(jì)算： （5-15）式中 L電纜的長(zhǎng)度，km；線路每千米電抗，和線路結(jié)構(gòu)、電壓等級(jí)有關(guān)，電纜線路取0.060.08/km，架空線路取0.30.4 /km，高壓線路取較大的值。因?yàn)殡娎|線路的電抗很?。?.060.08 /km），通常情況下可忽略，式（5-12）和式（5-13）可簡(jiǎn)化為 （5-16）例5

34、-6 設(shè)例5-5中電纜長(zhǎng)度為400m，試計(jì)算其電壓損失。解：從例5-2和例5-5中已知Ica為205A，cos =0.6，Pca =140.6kW，電纜截面為70mm2，代入式（5-15）可得：或2）線路允許電壓損失井下變壓器的二次側(cè)額定電壓為1.05UN，電動(dòng)機(jī)的允許最低電壓為0.95UN，因此，變壓器和線路的電壓損失之和不能超過(guò)10%UN?？紤]到井下變壓器的電壓損失通常不超過(guò)5%UN，則如果從變壓器出口處到電動(dòng)機(jī)的線路電壓損失不超過(guò)5%UN，即可滿足電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的要求。為計(jì)算簡(jiǎn)便起見(jiàn)，規(guī)定從變壓器副邊出口處到用電設(shè)備（電動(dòng)機(jī)、變壓器）的線路允許電壓損失=5%UN。表5-4為電網(wǎng)額定電壓與線路

35、允許電壓損失的對(duì)照表。例5-7 采區(qū)上山絞車PN =110kW，UN =660V，從采區(qū)變電所到絞車房的電纜長(zhǎng)400m，試選取電纜截面。解：1）選取MYP-0.38/0.66型礦用橡套電纜。2）按長(zhǎng)時(shí)允許電流初選截面Ica=IN =1.15110=126.5A查表5-2選取35mm2礦用橡套電纜，其長(zhǎng)時(shí)允許電流Ip為138A。IpIN滿足要求，初選合格。3）校驗(yàn)電壓損失代入式（5-15）V查表5-4可知=33V，不合格。增大截面為50mm2V校驗(yàn)合格。確定選用MYP-0.38/0.66-350+116礦用橡套電纜。例5-8 某采區(qū)供電系統(tǒng)局部如圖5-1所示，試選擇電纜L1和L2的型號(hào)與截面。解

36、：1）選擇電纜型號(hào)選擇MYP-0.38/0.66型礦用橡套電纜。2）計(jì)算L1的截面L1的負(fù)荷是一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，長(zhǎng)時(shí)工作電流為：Ica=IN =1.15PN=1.1575=86A查表5-2，選取25mm2，長(zhǎng)時(shí)允許電流為113A，IpIN滿足要求，初選合格。L1電纜的電壓損失為：V3）計(jì)算L2的截面L2的負(fù)荷是多臺(tái)電動(dòng)機(jī)。因臺(tái)數(shù)較少，故取Kde= 0.8。長(zhǎng)時(shí)工作電流為A選取50mm2。長(zhǎng)時(shí)允許電流為173A，IpIca滿足要求，初選合格。L2電纜的電壓損失為V從變壓器到電動(dòng)機(jī)的總電壓損失為V不合格，把L2的截面增大到70mm2，重新計(jì)算電壓損失。V總電壓損失為V，合格。L1確定選用MYP-0.38

37、/0.66-325+116礦用橡套電纜，L2確定選用MYP-0.38/0.66-370+125礦用橡套電纜。例5-9 炮采工作面運(yùn)輸巷配電接線圖如下，試選擇各段電纜的截面。當(dāng)從變壓器到電動(dòng)機(jī)有多段電纜時(shí)，可采用單位長(zhǎng)度等電壓損失法計(jì)算。此方法只適用于電纜。解：1）求電纜總長(zhǎng)度m2）計(jì)算單位長(zhǎng)度允許電壓損失V/m3）計(jì)算各段電纜的截面L1段mm2選取70mm2，IP=215A。校驗(yàn)長(zhǎng)時(shí)允許電流AIPIca，合格。L2段mm2選取70mm2，IP=215A。校驗(yàn)長(zhǎng)時(shí)允許電流AIPIca，合格。L3段mm2選取50mm2，IP=173A。校驗(yàn)長(zhǎng)時(shí)允許電流AIPIca，合格L4段：mm2選取35mm2

38、，IP=138A。校驗(yàn)長(zhǎng)時(shí)允許電流AIPIca，合格L5段：mm2選取25mm2，IP=113A。校驗(yàn)長(zhǎng)時(shí)允許電流Ica = IN =1.15PN=46AIPIca，合格例5-10 某采區(qū)變電所向綜采工作面移動(dòng)變電站供電的高壓電纜長(zhǎng)1100m，移動(dòng)變電站型號(hào)為KBSGZY-1000/6/1.2，該電纜允許電壓損失為1%UN，試選電纜型號(hào)和截面。解：1）選取電纜型號(hào)可選MYPTJ-3.6/6型電纜。2）按長(zhǎng)時(shí)允許電流初選截面移動(dòng)變電站的額定電流為 A查表5-2，選25mm2，Ip=121AI1N，初選合格。3）校驗(yàn)電壓損失V不合格，把L2的截面增大到70mm2，重新計(jì)算電壓損失。V合格。注：從地

39、面主變壓器到工作面移動(dòng)變電站的電纜分三段，地面井下中央變電所采區(qū)變電所移動(dòng)變電站，總電壓損失正常時(shí)不得超過(guò)5%UN，故障時(shí)不得超過(guò)7%UN。故該例題中采區(qū)變電所到移動(dòng)變電站的電纜允許電壓損失規(guī)定為1%UN。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。二、變電所電壓管理電壓是衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)。供電系統(tǒng)在運(yùn)行中，送到用電設(shè)備的實(shí)際電壓與額定電壓總有一些偏差，此偏差值稱為電壓偏移。如果電壓偏移超過(guò)允許的范圍，電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)將顯著惡化，甚至損壞電氣設(shè)備。例如交流電動(dòng)機(jī)電壓過(guò)低時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩急劇下降，起動(dòng)困難，電流增大，運(yùn)行溫度升高，加速絕緣的老化，甚至燒毀電動(dòng)機(jī)；電壓過(guò)高時(shí)，會(huì)造成電動(dòng)機(jī)空載電流和鐵損的增大

40、，溫度升高，過(guò)高的電壓甚至?xí)斐山^緣擊穿，引起短路。一般電動(dòng)機(jī)和照明燈的允許電壓偏移為其額定電壓的5%。煤礦井下常見(jiàn)電壓?jiǎn)栴}是靠近變壓器的地方電壓過(guò)高，可達(dá)額定電壓的1.1倍以上；離變壓器遠(yuǎn)的地方電壓過(guò)低，可低于0.9倍的額定電壓。當(dāng)變壓器出口處的電壓偏高時(shí)，可通過(guò)電力變壓器的調(diào)壓分接頭來(lái)調(diào)節(jié)，礦用隔爆干式變壓器的調(diào)壓分接頭有+5%、0、-5%三個(gè)等級(jí)。當(dāng)高壓側(cè)輸入電壓比額定電壓高5%時(shí)，調(diào)壓分接頭置于+5%位置，依此類推。調(diào)節(jié)原則是當(dāng)變壓器在正常負(fù)載下運(yùn)行時(shí)出口處的電壓等于或略高于電網(wǎng)額定電壓。當(dāng)輸電線路遠(yuǎn)端的電壓偏低時(shí)，可以通過(guò)增大線路導(dǎo)線截面、增加電纜根數(shù)或使用移動(dòng)變電站供電來(lái)解決。表4

41、-7 常用礦用防爆開(kāi)關(guān)技術(shù)參數(shù)表序號(hào)產(chǎn)品名稱型號(hào)額定電流/A額定開(kāi)斷容量/MVA)額定開(kāi)斷電流/kA熱穩(wěn)定電流和熱穩(wěn)定時(shí)間/kA/s動(dòng)穩(wěn)定電流/kA1礦用隔爆高壓配電箱BGP9LG-/650，100，150，200，250，315，40010012.512.5/22PBG12-/650，100，150，200，300，4001001010/2253BGP9LG-/1050，100，150，200，250，315，40020012.512.5/24BGP48-/650，100，200，3001001010/2255低壓隔爆饋電開(kāi)關(guān)KBZ-/1140（660）500，63012.56KBZ-/11

42、40（660）200，4007.57礦用隔爆真空電磁起動(dòng)器QJZ-/1140(660)315，400，5004.58QBZ-/660（380）80，120，2002/2.5/4.59QBZ-80+120/660（380）80+12010BQD-80N、120N/660（380）80，120第四節(jié) 井下電網(wǎng)短路電流計(jì)算一、短路電力系統(tǒng)在運(yùn)行中難免發(fā)生各種故障，而使系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到破壞。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，最為常見(jiàn)而且危害最大的故障是短路。短路是指供電系統(tǒng)中不同電位的導(dǎo)體在電氣上被短接。1.短路的種類在三相系統(tǒng)中，短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、兩相接地短路、單相短路和單相接地短路等。在煤礦井下

43、供電系統(tǒng)中，由于電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地，故沒(méi)有單相短路和單相接地短路。常見(jiàn)的短路是三相短路和兩相短路。2.造成短路的原因煤礦井下電網(wǎng)短路故障的主要原因如下：（1）電氣設(shè)備年久失修，絕緣自然老化； （2）絕緣材料表面污穢、受潮，使絕緣能力下降；（3）絕緣受到機(jī)械性損傷，如撞擊、拖拽、過(guò)度彎曲等，導(dǎo)致絕緣損壞；（4）帶負(fù)荷拉合隔離開(kāi)關(guān)，造成弧光短路；分?jǐn)嗾婵臻_(kāi)關(guān)時(shí)引起操作過(guò)電壓，擊穿絕緣。3.短路的危害（1）損壞電氣設(shè)備。短路電流可達(dá)正常工作電流的幾倍甚至幾十倍，短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力效應(yīng)和熱效應(yīng)，會(huì)使故障設(shè)備及短路回路中的其它設(shè)備遭到破壞。（2）短路點(diǎn)的電弧、火花和高溫會(huì)引爆瓦斯和煤塵、引發(fā)火災(zāi)。（3）

44、造成停電事故。短路時(shí)，電力系統(tǒng)的保護(hù)裝置動(dòng)作，使開(kāi)關(guān)跳閘，造成停電。越靠近電源，停電范圍越大，造成的經(jīng)濟(jì)損失也越嚴(yán)重。4.計(jì)算短路電流的目的和任務(wù)為了使電力系統(tǒng)可靠、安全地運(yùn)行，將短路帶來(lái)的損失和影響限制在最小范圍，必須準(zhǔn)確地進(jìn)行短路電流計(jì)算，以解決下列技術(shù)問(wèn)題：（1）校驗(yàn)電氣設(shè)備的分?jǐn)嗄芰蛣?dòng)、熱穩(wěn)定性。選擇電氣設(shè)備時(shí)，需要計(jì)算出可能通過(guò)電氣設(shè)備的最大短路電流及其產(chǎn)生的電動(dòng)力效應(yīng)及熱效應(yīng)，以檢驗(yàn)電氣設(shè)備的分?jǐn)嗄芰澳褪苣芰?。三相短路電流最大，造成的危害最?yán)重，用于校驗(yàn)電氣設(shè)備的分?jǐn)嗄芰蛣?dòng)、熱穩(wěn)定性。（2）校驗(yàn)繼電保護(hù)的靈敏度。整定繼電保護(hù)裝置時(shí)，需要校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的靈敏度是否符合要求

45、，以保證繼電保護(hù)裝置在發(fā)生短路時(shí)能可靠跳閘。繼電保護(hù)裝置保護(hù)范圍內(nèi)的最小兩相短路電流用于校驗(yàn)過(guò)流保護(hù)的靈敏度。5.預(yù)防和減少短路的措施（1）搬遷電氣設(shè)備時(shí)要停電，拖拽、搬運(yùn)電氣設(shè)備和電纜時(shí)用力要適當(dāng)。放置電氣設(shè)備的場(chǎng)所，頂板、底板和槽幫要穩(wěn)定，無(wú)淋水，無(wú)積水，通風(fēng)良好。（2）及時(shí)清理電氣設(shè)備上的灰塵和露水，保持設(shè)備內(nèi)外整潔。在灰塵多和潮濕的地方，可使用硅脂、硅油涂抹絕緣表面。（3）加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)與檢查，定期進(jìn)行絕緣試驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷，預(yù)防絕緣老化引起的短路。按照煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，高壓電纜的泄漏電流和耐壓試驗(yàn)每年一次，主要電氣設(shè)備的絕緣檢查，每半年不少于一次，固定敷設(shè)電纜的絕緣和外部檢查每季

46、度一次，橡套電纜的絕緣檢查每月一次，新設(shè)備在投入運(yùn)行前都要做絕緣電阻的檢測(cè)。（4）要按煤礦安全規(guī)程的規(guī)定敷設(shè)電纜，電纜的架設(shè)要穩(wěn)固、可靠，受力時(shí)有一定的緩沖。（5）嚴(yán)格執(zhí)行變電所停送電操作規(guī)程和檢修規(guī)程，嚴(yán)禁無(wú)電工作業(yè)資格的人擅自操作電氣設(shè)備。（6）由地面引入井下的電力線路、通信線路、金屬管道、鐵軌等必須在下井前設(shè)置防雷電措施。二、短路電流的波形在短路發(fā)生后的0.2秒時(shí)間內(nèi)，短路電流不是正弦波。圖5-3是高壓電網(wǎng)短路電流的波形圖。從圖5-3可看出，短路電流是由周期分量和非周期分量組成的。周期分量是正弦波，非周期分量是指數(shù)曲線，非周期分量在0.150.2s后衰減到零。短路電流在0.01s時(shí)出現(xiàn)最

47、大值，叫做沖擊電流，用iim表示。沖擊電流可達(dá)周期分量有效值的1.842.55倍，對(duì)電氣設(shè)備的破壞作用很大。計(jì)算短路電流主要是計(jì)算周期分量有效值Is。井下電網(wǎng)計(jì)算短路電流常用有名值法和查表法。三、有名值法計(jì)算短路電流有名值法又稱絕對(duì)值法。井下低壓電網(wǎng)短路電流的計(jì)算多采用有名值法。（一）短路點(diǎn)距離變壓器較遠(yuǎn)時(shí)井下低壓電網(wǎng)短路時(shí)，如果短路點(diǎn)距離變壓器較遠(yuǎn)，影響短路電流大小的主要是變壓器和低壓電纜線路的阻抗，可以忽略高壓線路和電源的阻抗。圖5-4是低壓電網(wǎng)兩相短路和三相短路示意圖和等效電路圖。圖中RT、XT、RL、XL分別表示變壓器和線路的電阻、電抗，是兩相短路和三相短路時(shí)一相的電壓。從圖5-4可以

48、看出，只要求出短路回路的總阻抗，就可用歐姆定律計(jì)算短路電流。短路電流計(jì)算步驟如下：1.計(jì)算短路回路各阻抗元件的阻抗1）變壓器的電阻和電抗變壓器的阻抗 （5-17）式中 變壓器每相的阻抗，；變壓器阻抗電壓百分值；變壓器二次額定電壓，kV；變壓器的額定容量，kVA。變壓器的電阻 （5-18）式中 變壓器每相的電阻，；變壓器的額定短路損耗，W。變壓器電抗 （5-19）式中 XT 變壓器每相的電抗，。表5-5是KBSG礦用隔爆變壓器和KBSGZY隔爆移動(dòng)變電站技術(shù)參數(shù)表，可供計(jì)算時(shí)使用。表5-5 KBSG礦用隔爆變壓器和KBSGZY隔爆移動(dòng)變電站技術(shù)參數(shù)表型 號(hào) 額定容量 /kVA 額定電壓聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)

49、額定短路損耗/W阻抗電壓/%副邊額定電壓693V副邊額定電壓（400V）/1200V高壓/kV低壓/kV電阻RT/電抗XT/電阻RT/電抗XT/KBSG100/610060.693 (0.4)Yy0 (d11)92040.04420.187（0.0147）（0.0623）KBSG160/6160130040.02440.118（0.00813）（0.0392）KBSG200/6200155040.01860.0942 （0.00620）（0.0314）KBSG250/6250180040.01380.0756（0.00461）（0.0252）KBSG315/63151.2 (0.693)Yy0

50、 (d11)215040.01040.06010.03120.180KBSG400/6400260040.007800.04740.02340.142KBSG500/6500310040.005960.03800.01790.114KBSG630/6630368040.004450.03020.01340.0905KBSG100/10100100.693 (0.4)Yy0 (d11)105040.05040.185（0.0168）（0.0618）KBSG160/10160150040.02810.117（0.00938）（0.0389）KBSG200/10200180040.02160.093

51、6（0.00720）（0.0312）KBSG250/10250210040.01610.0751（0.00538）（0.0250）KBSG315/103151.2 (0.693)Yy0 (d11)250040.01210.05980.03630.179KBSG400/10400300040.009000.04720.02700.141KBSG500/10500350040.006720.03780.02020.113KBSG630/10630410040.004960.03010.01490.09023.45KV1200VKBSG800/680063.45 (1.2)Yyn0 (Yy0)450040.0837 0.5890.01010.0713KBSG1000/61000540040.0643 0.4720.