煤礦井下供電基本計算

1、煤礦井下供電基本計算 第一節(jié) 概述隨著煤炭工業(yè)的現(xiàn)代化，采掘工作面機(jī)械化程度越來越高，機(jī)電設(shè)備單機(jī)容量有了大幅的提高。以采煤機(jī)為例，70年代初期的100kw左右，增加到現(xiàn)在的3000kw。由于機(jī)械化程度的提高，加快了工作面的推進(jìn)速度，這就要求工作面走向長度加長，從而使供電距離增大，給供電帶來了新的問題，因為在一定的工作電壓下，輸送功率越大，電網(wǎng)的電壓損失也越大，電動機(jī)端電壓越低，這將影響用電設(shè)備的正常工作。解決的辦法就是增大電纜截面，但有一定的限度，因為電纜截面過大，不便移動和敷設(shè)，而且也不經(jīng)濟(jì)，現(xiàn)在采用移動變電站使高壓深入到工作面順槽來縮短低壓供電距離，可使電壓質(zhì)量得到較大的提高，這也是提高

2、電壓質(zhì)量相當(dāng)有效的措施。目前我國綜采工作面用電設(shè)備的電壓等級都是1140v，大型礦井綜采設(shè)備采用3300v供電。礦井高壓供電也有所提高，徐州礦務(wù)局各礦和西川煤礦都是6kv供電。青崗坪、劉園子和柳巷煤礦都是10kv供電。提高電壓等級和采用移動變電站供電不僅保證了電壓質(zhì)量，還降低了電網(wǎng)輸電損耗。采區(qū)供電是否安全可靠、技術(shù)是否經(jīng)濟(jì)合理，將直接關(guān)系到職工人身安全、礦井和設(shè)備的安全、也關(guān)系到生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)利潤。所以，必須經(jīng)過計算來選擇電氣設(shè)備和電纜，較準(zhǔn)確的計算出短路電流、合理整定過流保護(hù)和校驗漏電保護(hù)裝置，是確保礦井安全供電，電氣設(shè)備安全運(yùn)行的根本保證。正確掌握井下供電計算的基本方法，合理的選擇電氣設(shè)

3、備和電纜，編寫采區(qū)供電系統(tǒng)計算說明書是我們機(jī)電技術(shù)人員和機(jī)電管理人員的日常工作。一、采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定的原則1、采區(qū)高壓供電系統(tǒng)的擬定原則1）雙電源進(jìn)線的采區(qū)變電所應(yīng)設(shè)置電源進(jìn)線開關(guān)，當(dāng)一路供電，一路備用時，可不設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，母線可不分段。當(dāng)兩路電源同時供電時，應(yīng)設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，母線分列運(yùn)行。2）供綜采工作面的采區(qū)變電所，一般應(yīng)采用兩回電源線路供電。3）單回路供電的采區(qū)變電所，當(dāng)變壓器不超過兩臺且無高壓出線時，可不設(shè)電源進(jìn)線開關(guān)；當(dāng)變壓器超過兩臺或有高壓出線時，應(yīng)設(shè)進(jìn)線開關(guān)。4）采區(qū)變電所的高壓饋出線，宜用專用的高壓開關(guān)。5）由井下主變電所單回路向采區(qū)變電所供電的電纜線路，串接的采區(qū)變電所不得超過三

4、個。2、采區(qū)低壓供電系統(tǒng)的擬定原則1）在保證供電安全可靠的前提下，力求使用的設(shè)備最省。2）當(dāng)采區(qū)變電所動力變壓器超過一臺時，應(yīng)合理分配變壓器負(fù)荷，原則上一臺變壓器負(fù)擔(dān)一個工作面的用電設(shè)備。3）一臺啟動器只控制一臺設(shè)備，變壓器最好不并聯(lián)運(yùn)行。4）采區(qū)變電所向各配電點(diǎn)或配電點(diǎn)到各用電設(shè)備宜采用幅射式供電，上山及下順槽運(yùn)輸宜采用干線式供電。5）配電點(diǎn)的啟動開關(guān)在三臺以下可不設(shè)饋電開關(guān)。6）供電系統(tǒng)應(yīng)盡量避免回頭供電。二、采區(qū)供電設(shè)計的主要工作為保證供電安全可靠和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，在進(jìn)行采區(qū)供電設(shè)計時，應(yīng)首先向有關(guān)部門收集下列原始資料作為設(shè)計的依據(jù)。1、采區(qū)巷道及機(jī)械設(shè)備布置圖。了解采區(qū)工作面長度、走向長

5、度、巷道斷面尺寸和用電設(shè)備在工作面的分布情況。2、采取各用電設(shè)備的詳細(xì)技術(shù)特征。3、電源情況。了解附近現(xiàn)有變電所及中央變電所的分布情況，供電能力及高壓母線上的短路容量等情況。4、礦井瓦斯等級，煤層走向、厚度、傾角，煤層硬度，頂板底板和支護(hù)情況。5、采煤方法、采區(qū)煤的產(chǎn)量、煤的運(yùn)輸方式、通風(fēng)方式及工作組織循環(huán)等情況。采區(qū)供電設(shè)計所做主要工作有；1 采區(qū)變電所動力變壓器的選型計算與臺數(shù)的確定；2繪制采區(qū)生產(chǎn)設(shè)備布置圖，草擬采區(qū)供電系統(tǒng)；3選擇采區(qū)高、低壓動力電纜；4選擇采區(qū)高低壓配電裝置用電設(shè)備。；5計算短路電流；6整定過電流保護(hù)裝置；7畫出采區(qū)供電系統(tǒng)圖，在圖中標(biāo)注電氣設(shè)備型號、規(guī)格，電纜型號、

6、規(guī)格，短路電流，過流保護(hù)整定值等。第二節(jié) 負(fù)荷計算一、當(dāng)我們?yōu)椴蓞^(qū)供電系統(tǒng)選配開關(guān)、變壓器和電纜時，首先要計算這些設(shè)備所負(fù)擔(dān)的功率和電流，這叫負(fù)荷計算。負(fù)荷計算是正確選擇開關(guān)、變壓器等電氣設(shè)備和電纜截面的基礎(chǔ)。負(fù)荷計算要計算的參數(shù)有三個：1、負(fù)荷的有功功率計算，簡稱計算功率，用Pca表示。它是負(fù)荷在運(yùn)行時實際需要的長時最大有功功率，單位是kW（千瓦）。2、負(fù)荷的視在功率計算，用Sca表示。它是負(fù)荷在運(yùn)行時實際需要的長時最大視在功率,單位是kVA（千伏安）。用來選擇變壓器容量。3、長時工作電流計算，用Ica表示。它是負(fù)荷在實際運(yùn)行時的長時最大工作電流，單位是A（安）。用來選擇開關(guān)和電纜截面。這里

7、的長時功率、長時電流是指持續(xù)30min的平均功率和平均電流。與長時功率、長時電流相對的是瞬時功率、瞬時電流。瞬時功率、瞬時電流有時會遠(yuǎn)大于長時功率、長時電流，但持續(xù)時間往往很短，不能作為選擇電氣設(shè)備的依據(jù)。例如電動機(jī)起動時的瞬時最大電流可達(dá)其額定電流的數(shù)倍，但持續(xù)時間只有幾秒。二、負(fù)荷計算的方法1.一臺電動機(jī)的負(fù)荷計算通常我們能夠從銘牌上知道一臺電動機(jī)的額定功率（PN ）和額定電流（IN），則 （1）在生產(chǎn)現(xiàn)場常常只知道電動機(jī)的額定功率和額定電壓，而不知道額定電流。電動機(jī)的額定電流可用式2計算，但有些參數(shù)需要查電機(jī)手冊才能得到，現(xiàn)場計算很不方便。 P=UNNCOS （2） Q=UNNSin 式

8、中 PN 電動機(jī)額定功率，kW； S=UNNUN 電動機(jī)額定電壓，kV。下面介紹迅速估算電動機(jī)額定電流的方法，準(zhǔn)確性可滿足工程計算要求。當(dāng)電動機(jī)額定電壓為380V時， IN 2PN；當(dāng)電動機(jī)額定電壓為660V時， IN 1.15PN；當(dāng)電動機(jī)額定電壓為1140V時， IN 0.66PN；當(dāng)電動機(jī)額定電壓為6kV時， IN 0.12PN；當(dāng)電動機(jī)額定電壓為10kV時， IN 0.07PN。一臺額定電壓為660V，額定功率為40kW的電動機(jī)，試估算其額定電流。當(dāng)電動機(jī)額定電壓為660V時，IN 1.15PN ，把額定功率等于40kW代入公式IN 1.1540 = 46 A2.一個用電設(shè)備組的負(fù)荷計

9、算生產(chǎn)工藝相同或相近，在生產(chǎn)過程中相互協(xié)同共同完成一項生產(chǎn)任務(wù)的多臺生產(chǎn)機(jī)械稱為一個用電設(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)一個用電設(shè)備組有n臺電動機(jī)，每臺電動機(jī)的額定功率已知為PN1、PN2、PN3PNn。則總額定功率為： （3）但是這些電動機(jī)在生產(chǎn)運(yùn)行時，一般不會同時工作，同時工作的電動機(jī)一般也不會同時滿載，因此實際需要的功率Pca總小于PN。 Pca =Kde PN （4）由Pca可計算出Sca和IcaSca =Pca /cos （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

10、由表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)荷計算方法，稱為需用系數(shù)法。負(fù)荷計算的方法還有利用系數(shù)法、二項式法等。3.變壓器容量的確定 ST=(Kde*PN)/cos4.電纜線的初選 高壓電纜；1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選取 低壓電纜； 1) 機(jī)械強(qiáng)度選擇 2）長期允許電流校驗 2）長期允許電流校驗 3）允許電壓損失校驗 3）允許電壓損失校驗 4）短路熱穩(wěn)定校驗 4）啟動條件校驗第三節(jié) 按允許電壓損失校驗導(dǎo)線截面輸電線路通過電流時，將產(chǎn)生電壓損失。電壓損失過大，會造成電動機(jī)電壓過低，電動機(jī)起動困難、工

11、作電流增大、甚至?xí)螂娏鬟^載燒壞電動機(jī)。因此，按長時允許電流初選的長電纜，還要校驗允許電壓損失。1）線路電壓損失的計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 （12）式中 線路的線電壓損失，V；線路的長時工作電流，A；線路所帶負(fù)載的功率因數(shù)角；線路每相電阻、電抗，。式12用功率表示時則為 （13）式中 線路所帶負(fù)荷的有功計算功率，kW；無功計算功率，kvar；電網(wǎng)的額定電壓，kV。在式12和式13中，、cos、sin 都在負(fù)荷計算時得到，需要計算的是?？捎孟率接嬎悖?（14）式中：L 電纜的長度，m；A 電纜導(dǎo)線截面，mm2； （42.5） （48）電纜導(dǎo)線的

12、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?？捎孟率接嬎悖?（15）式中：L 電纜的長度，km；線路每千米電抗，和線路結(jié)構(gòu)、電壓等級有關(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。因為電纜線路的電抗很小（0.060.08 /km），通常情況下可忽略，式12和式13可簡化為 （16） 2）線路允許電壓損失 高壓系統(tǒng)電壓損失 全國供用電規(guī)則規(guī)定 7%井下變壓器的二次側(cè)額定電壓為1.05UN，電動機(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10%UN ?？紤]到井下變壓器的電壓損失通常不超過

13、5%UN，則如果從變壓器出口處到電動機(jī)的線路電壓損失不超過5%UN，即可滿足電動機(jī)運(yùn)行的要求。為計算簡便起見，規(guī)定從變壓器副邊出口處到用電設(shè)備（電動機(jī)、變壓器）的線路允許電壓損失=5%UN。表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備注井底車場無主排水泵有主排水泵0.60.70.750.850.70.81.020.75采區(qū)無機(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無掘進(jìn)機(jī)煤巷掘進(jìn)工作面0.30.40.61.33有掘進(jìn)機(jī)

14、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表2 井下常用電纜在空氣中敷設(shè)時的長時允許電流 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 303952709411914918422626023304054739211514117420156739511814818121825143567390114143168194211260318367163203246285

15、14818021426732437211514016620725128836 446 664 1085 16113 25138 35173 50215 70260 95320 537294121148170205250注：表中長時允許電流是環(huán)境溫度為25時的數(shù)值，如果環(huán)境溫度不是25，則需要修正。實際中，如果環(huán)境溫度高于25，可選擇大一級的截面。表3 礦用橡套電纜滿足機(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4646462.54表4 電網(wǎng)額定電壓與線路允

16、許電壓損失對照表 電網(wǎng)額定電壓UN（ V ）線路允許電壓損失UL( V )12763801966033114057600030010000500例1 一個緩傾斜炮采工作面，供電電壓660V。有SGB-620/40T 刮板輸送機(jī)5臺，額定功率40kW；BRW80/20乳化液泵站2臺（一臺工作，一臺備用），額定功率30 kW；JH-8回柱絞車2臺，額定功率7.5 kW，小水泵2臺，額定功率5.5 kW，JD-11.4調(diào)度絞車2臺，額定功率11.4 kW；煤電鉆2臺，額定功率1.2 kW。1、計算該工作面的負(fù)荷（Pca、Sca和Ica）。解：1）計算總額定功率PN = PN1 + PN2 + PN3

17、 + PNn=540+30+27.5+25.5+211.4+21.2=281.2 kW2）查表1，緩傾斜炮采工作面Kde取0.5，cos取0.6。3）計算有功計算功率Pca =Kde PN =0.5281.2=140.6 kW4）計算長時負(fù)荷電流A5）計算視在功率Sca =Pca/cos=140.6/0.6=234 KVA2、選擇該工作面電纜線路截面。解：已計算出工作面負(fù)荷的長時工作電流Ica=205A。1.查表2，選取70mm2低壓礦用橡套電纜，其長時允許電流Ip=215A，IpIca ，滿足要求，初選合格。2.按機(jī)械強(qiáng)度允許最小截面校驗導(dǎo)線截面電纜在工作面和巷道中敷設(shè)，難免會受到外部機(jī)械力

18、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時允許電流初選后，還要校驗機(jī)械強(qiáng)度允許最小截面。這些電纜的截面應(yīng)符合表3的要求。 3、設(shè)例1供電電纜長度為400m，試計算其電壓損失。解：已知Ica為205A，cos = 0.6，Pca =140.6 kW，電纜截面為70mm2，代入式15可得：V或：V 合格例2 采區(qū)上山絞車PN =110 kW，UN =660 V，從采區(qū)變電所到絞車房的電纜長400m，試選取電纜截面。解：1）按長時允許電流初選截面 Ica=IN =1.15110=126.5A查表2選

19、取35mm2礦用橡套電纜，其長時允許電流Ip為138A。Ip IN 滿足要求，初選合格。2）校驗電壓損失代入式15V查表4可知=33V， 不合格。增大截面為50mm2V校驗合格。例3 某采區(qū)供電系統(tǒng)局部如圖1所示，試選擇電纜L1和L2的型號與截面。解：1）選擇電纜型號選擇MYP-0.38/0.66型礦用橡套電纜。2）計算L1的截面L1的負(fù)荷是一臺電動機(jī)，長時工作電流為：Ica=IN =1.15PN=1.1575=86A查表2，選取25mm2，長時允許電流為113A，IpIN 滿足要求，初選合格。L1電纜的電壓損失為：V3）計算L2的截面L2的負(fù)荷是多臺電動機(jī)。因臺數(shù)較少，故取Kde= 0.8。

20、長時工作電流為A選取50mm2。長時允許電流為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，重新計算電壓損失。V總電壓損失為V，合格。例4 某采區(qū)變電所向綜采工作面移動變電站供電的高壓電纜長1100m，移動變電站型號為KBSGZY-1000/6/1.14，該電纜允許電壓損失為1%UN，試選電纜型號和截面。解：1）選取電纜型號可選MYPTJ-3.6/6型電纜。2）按長時允許電流初選截面移動變電站的額定電流為 A查表2，選25mm2，Ip=121AI1N，初選合格。3）校驗電壓損失V不合格，把L2的截面增大到5

21、0mm2，重新計算電壓損失。V合格。 青崗坪 95mm2 1800m注：從地面主變壓器到工作面移動變電站的電纜分三段，地面井下中央變電所采區(qū)變電所移動變電站，總電壓損失正常時不得超過5%UN，故障時不得超過7%UN。故該例題中采區(qū)變電所到移動變電站的電纜允許電壓損失規(guī)定為1%UN。第四節(jié) 井下電網(wǎng)短路電流計算一、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，最為常見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。在煤礦井下供電系統(tǒng)

22、中，由于電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地，故沒有單相短路和單相接地短路。常見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、過度彎曲等，導(dǎo)致絕緣損壞；（4）帶負(fù)荷拉合隔離開關(guān)，造成弧光短路；分?jǐn)嗾婵臻_關(guān)時引起操作過電壓，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)生的電動力效應(yīng)和熱效應(yīng)，會使故障設(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、火花和高溫會引爆瓦斯和煤塵、引發(fā)火災(zāi)。（3）造成停電

23、事故。短路時，電力系統(tǒng)的保護(hù)裝置動作，使開關(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)行短路電流計算，以解決下列技術(shù)問題：（1）校驗電氣設(shè)備的分?jǐn)嗄芰蛣?、熱穩(wěn)定性。選擇電氣設(shè)備時，需要計算出可能通過電氣設(shè)備的最大短路電流及其產(chǎn)生的電動力效應(yīng)及熱效應(yīng)，以檢驗電氣設(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，用于校驗電氣設(shè)備的分?jǐn)嗄芰蛣印岱€(wěn)定性。（2）校驗繼電保護(hù)的靈敏度。整定繼電保護(hù)裝置時，需要校驗繼電保護(hù)裝置動作的靈敏度是否符合要求，以保證

24、繼電保護(hù)裝置在發(fā)生短路時能可靠跳閘。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過流保護(hù)的靈敏度。5.預(yù)防和減少短路的措施（1）搬遷電氣設(shè)備時要停電，拖拽、搬運(yùn)電氣設(shè)備和電纜時用力要適當(dāng)。放置電氣設(shè)備的場所，頂板、底板和槽幫要穩(wěn)定，無淋水，無積水，通風(fēng)良好。（2）及時清理電氣設(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，及時發(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度一次，

25、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。（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時出現(xiàn)最大值，叫

26、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，對電氣設(shè)備的破壞作用很大。計算短路電流主要是計算周期分量有效值Is。井下電網(wǎng)計算短路電流常用有名值法和查表法。三、有名值法計算短路電流有名值法又稱絕對值法。井下低壓電網(wǎng)短路電流的計算多采用有名值法。（一）短路點(diǎn)距離變壓器較遠(yuǎn)時井下低壓電網(wǎng)短路時，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一相的電壓。從圖5-4可以看出，只

27、要求出短路回路的總阻抗，就可用歐姆定律計算短路電流。短路電流計算步驟如下：1.計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。 短路電流的計算方法(公式計算法)計算公式符號含義1. 三相短路電流d（3）=V2N/()2. 兩相短路電流d（2）=V2N/(2)3. 三相和兩相短路電流換算關(guān)系 d（3）=1.15d（2）d（2）=0.866d（3）4. 總電阻和總電抗=R1+RT+R2=XS+X

28、1+XT+X25. 系統(tǒng)電抗 XS=U2N(3)/ Sd(3)若井下中央變電所6kv母線上的短路容量數(shù)據(jù)不祥，可用該變電所高壓配電柜的額定斷流容量進(jìn)行近似計算。根據(jù)不同的三相短路容量計算的系統(tǒng)電抗值，列于表13-1-1中。6. 高壓電纜的阻抗 R1=(R01L1)/KT2 X1=(X01L1)/ KT2Z1=(Z01L1)/ KT2=(R01)2+(X01)2 *L1/ KT27. 變壓器的阻抗RT=P/(322N)=( PU22N)/S2NXT=(UX U22N)/( 1002N) =(UX U22N)/( 100SN)UX =U2ZU2R UR=(P100)/SN或 XT=Z2TR2T Z

29、T=(UZU22N)/100SN8. 低壓電纜的電阻和電抗 R2=R02L2 X2=X02L2如果低壓電網(wǎng)由幾段電纜連接而成，應(yīng)分別計算各段的電阻和電抗，然后相加。 d（3）三相短路電流d（2）兩相短路電流V2N變壓器二次額定電壓 。對于127.380.分別為短路回路中一相的總電阻和總電抗XS折合至變壓器二次側(cè)以后電源每相的系統(tǒng)電抗Sd(3) 井下中央變電所6kv母線上的三相短路容量，MVAR1.X1.Z1折合至變壓器二次側(cè)以后高壓電纜每相的電阻，電抗和阻抗可見表13-1-4和表13-1-5R01.X01.Z01高壓電纜每相每公里電阻。電抗和阻抗其中電阻和電抗值可由表13-1-2查得L1高壓電

30、纜的實際長度 kmKT變壓比 表13-1-3可查RT.XT.ZT變壓器每相的電阻，電抗和阻抗表13-1-6可查SN. 2N變壓器額定容量（VA）,和二次側(cè)的額定電流AUR.UX.UZ分別為變壓器電阻、電抗和阻抗壓降的百分值，%P變壓器的短路損耗R02.X02分別為低壓電纜每相每公里的電阻和電抗值。表13-1-7可查L2低壓電纜的實際長度 km短路電流公式計算法參數(shù)表煤礦電工手冊表13-1-1 根據(jù)三相短路容量計算的系統(tǒng)電抗值（） 整定細(xì)則附錄二表1三相短路容量（MVA） 30405060708090100電壓（V）4000.00530.0040.00320.002670.00230.0020.

31、001780.00166900.01590.01190.00950.0080.00680.0060.00530.004812000.04800.03600.02880.0240.02060.0180.016 0.0144煤礦電工手冊表13-1-2高壓電纜每相每公里的電阻電抗值（/km） 整定細(xì)則附錄二表2截面 16mm225 mm235 mm250 mm270 mm295mm2120mm2150mm2185mm2電壓 6KV R01.340.8570.6120.4290.3060.2260.1790.1430.1166KV X00.0680.0660.0640.0630.0610.060.06

32、0.060.0610KV R01.3130.840.60.420.30.2210.1750.140.11410KV X00.080.080.080.080.080.080.080.080.08煤礦電工手冊表13-1-6b 礦用隔爆型干式變壓器技術(shù)特征表 整定細(xì)則附錄六表19-1型 號額定容量(KVA)額定電壓(KV)一次 二次額定電流A一次 二次連接組阻抗電壓%線圈阻抗（）RT XTKBSG-50/6506 0.44.81 41.6Y.Y0/Y.d1140.0384 0.1221KBSG-50/6506 0.694.81 72.1Y.Y0/Y.d1140.1153 0.3665KBSG-100

33、/61006 0.49.62 83.3 Y.Y0/Y.d1140.016 0.062KBSG-100/61006 0.699.62 144Y.Y0/Y.d1140.048 0.186KBSG-200/62006 0.419 166.6Y.Y0/Y.d1140.0068 0.0313KBSG-200/62006 0.6919 288.4Y.Y0/Y.d1140.0204 0.093KBSG-315/63156 0.6930 151.6Y.Y0/Y.d1140.0106 0.06KBSG-315/63156 1.230 262.5Y.Y0/Y.d1140.0319 0.18KBSG-500/650

34、06 0.6948 416.6Y.Y0/Y.d1140.006 0.038KBSG-500/65006 1.248 240.6Y.Y0/Y.d1140.0179 0.1138KBSG-630/66306 0.6960.6 535Y.Y0/Y.d1150.0048 0.037KBSG-630/66306 1.260.6 303Y.Y0/Y.d1150.0145 0.1134KBSG-800/68006 1.271 385Y.Y05.50.0117 0.098KBSG-1000/610006 1.296 481Y.Y060.0088 0.086煤礦電工手冊表13-1-6d 礦用隔爆型移動變電站技術(shù)

35、特征表 整定整定細(xì)則附錄六表19-4型 號額定容量KVA額定電壓（kv）一次 二次額定電流A一次 二次連接組阻抗電壓%線圈阻抗（）RT XTKBSGZY-50/6506 0.44.8 72.1Y.Y0/Y.d114.50.0512 0.1346KBSGZY-100/61006 0.699.62 83.3Y.Y0/Y.d114.50.0576 0.2082KBSGZY-100/61006 0.49.62 144.2Y.Y0/Y.d114.50.192 0.0694KBSGZY-200/62006 0.6919.2 166.6Y.Y0/Y.d114.50.024 0.1053KBSGZY-200/

36、62006 0.419.2 288.4Y.Y0/Y.d114.50.008 0.0351KBSGZY-315/63156 1.230.3 151.6Y.Y0/Y.d114.50.0377 0.2022KBSGZY-315/63156 0.6930.3 262.5Y.Y0/Y.d114.50.0126 0.0674KBSGZY-400/64006 1.238.5 192.4Y.Y0/Y.d114.50.027 0.1597KBSGZY-400/64006 0.6938.5 333.3Y.Y0/Y.d114.50.009 0.0532KBSGZY-500/65006 1.248.1 240.6Y.

37、Y0/Y.d114.50.0204 0.128KBSGZY-500/65006 0.6948.1 416.6Y.Y0/Y.d114.50.0068 0.0427KBSGZY-630/66306 1.260.6 303.1Y.Y0/Y.d115.50.0167 0.1246KBSGZY-630/66306 0.6960.6 538Y.Y0/Y.d115.50.0056 0.0415KBSGZY-800/68006 1.277 384.9Y.Y0/Y.d1160.0135 0.1072KBSGZY-1000/610006 1.296.2 481.1Y.Y0/Y.d116.50.0101 0.093

38、1煤礦電工手冊表13-1-7 礦井低壓電纜每相每公里的電阻值和電抗值（/k） 細(xì)則附錄三表5阻抗 4mm26mm210mm216mm225mm235mm250mm270mm295mm2R05.503.6932.1591.3690.86380.6160.44840.31510.2301X00.1010.0950.0920.0900.0880.0840.0810.0780.075 煤礦電工手冊表13-1-9c 系統(tǒng)電抗的換算長度（m） 整定細(xì)則附表3 U2N(V)10(MVA)15(MVA)20(MVA)25(MVA)30(MVA)40(MVA)50(MVA)100(MVA)40035.123.4

39、17.614.111.78.87.0.51690104.669.752.341.834.926.120.910.461200316.3210.9158.2126.5105.479.163.331.63煤礦電工手冊表13-1-9d 高壓電纜換算系數(shù)k 整定細(xì)則附錄二表4電纜截面（mm2）4006901200100.0190.0570.172160.0120.0350.107250.0080.0230.068350.0060.0160.049500.0040.0110.034700.0030.0080.025950.0020.0060.019例5； 某煤礦井下中央變電所6kv母線的短路容量S為50

40、MVA，井下中央變電所供至采區(qū)變電所的高壓電纜為3km。計算圖中d1和d2點(diǎn)的短路電流？一、考慮系統(tǒng)電抗和高壓電纜阻抗，公式法短路電流計算；1、計算短路回路各元件的阻抗值（查表13-1-1）1）系統(tǒng)電抗值 式中；Xs=U22N /S6902/（50106）=0.0095 U2N 二次電壓 S短路容量2）高壓電纜的阻抗值（查表13-1-2） R0=0.42km X0=0.08km由公式R1=(R0L1) K2T求出高壓電纜折合到低壓側(cè)的電阻和電抗值； R1=(R0L1) K2T =(0.423) 8.72 =0.0166 式中；L1高壓電纜長度 km X1=(X0L1) K2T KT變比=(0.

41、083) /8.72=0.0032 3） 變壓器的電阻和電抗值（表13-1-6可查到） RT=0.006 XT=0.0384）低壓電纜的電阻和電抗值（表13-1-7可查）干線電纜 R2=0.448410.44484 X2=0.08110.081支線電纜 R3=0.86380.20.1728 X2=0.0880.20.01765） 短路回路每相總電阻、電抗值 d 1點(diǎn) R=R1+RT =0.0166+0.006=0.0226X=XS+X1+XT =0.0095+0.0032+0.038=0.0507d 2點(diǎn) R=R1+RT+R2+R3 =0.0166+0.006+0.4484+0.1728=0.

42、6438X=XS+X1+XT+X2+X3 =0.0095+0.0032+0.038+0.081+0.0176=0.14932、 計算短路電流值 1） d 1兩相短路電流值 （2）d1= V2N(2)=690(2) =6216A 2) d 2兩相短路電流值（2）d2= V2N (2=690(2=522.7A二、忽略系統(tǒng)電抗和高壓電纜阻抗，公式法短路電流計算；1、d 1點(diǎn) R=RT=0.006X=XT=0.038（2）d1= V2N(2=690 (2)=8968 A2、d 2點(diǎn) R=RT+R2+R3=0.006+0.4484+0.1728=0.6272X=XT+X2+X3=0.038+0.081+

43、0.0176=0.1366（2）d2= V2N(2 )=690(2)=537.5A由此可見，在忽略系統(tǒng)電抗和高壓電纜阻抗時，d1點(diǎn)短路電流增大44%，d2點(diǎn)短路電流增大2.8%。三、 考慮系統(tǒng)電抗和高壓電纜阻抗，查表法進(jìn)行短路電流計算；1、計算短路回路中有關(guān)元件的電纜換算長度1）系統(tǒng)電抗的換算長度（表13-1-9c可查） LS=20.9m2）高壓電纜的換算長度（表13-1-9d可查，換算系數(shù)k=0.011） L1=KL 式中；K換算系數(shù)=0.0113000=33m L高壓電纜長度m3） 低壓干線電纜換算長度（表13-1-8a可查，換算系數(shù)k=1） L2=KL=1000m 4） 低壓支線電纜換算

44、長度（表13-1-8a可查，換算系數(shù)k=1.91） L2=KL=1.91200=382m5） 計算電纜換算總長度d 1點(diǎn) L=LS+L1 =20.9+33=53.9md 1點(diǎn) L=LS+L1+L2+L3 =20.9+33+1000+382=1435.9m2、計算短路電流值（表13-1-16可查） d 1點(diǎn) （2）d1=6632.8Ad 2點(diǎn) （2）d2=516.4A 將此兩相短路電流值與考慮系統(tǒng)電抗和高壓電纜阻抗用公式法的計算結(jié)果比較，d1點(diǎn)的短路電流值增大6.7%，d2點(diǎn)短路電流值降低1.2%。四、忽略系統(tǒng)電抗和高壓電纜阻抗，查表法進(jìn)行短路電流計算；1、計算短路回路中有關(guān)元件的電纜換算長度d

45、 1點(diǎn) L=0md 2點(diǎn) L=1000+382=1382m 4 2、計算短路電流值（表13-1-16可查） d 1點(diǎn) （2）d1=8968Ad 2點(diǎn) （2）d2=536.2A 將此兩相短路電流值與考慮系統(tǒng)電抗和高壓電纜阻抗用公式法的計算結(jié)果比較，d1點(diǎn)的短路電流值增大44%，d2點(diǎn)短路電流值增大2.6%。 五、 根據(jù)以上計算結(jié)果分析，煤礦10kv供電系統(tǒng)兩相短路電流計算，以考慮系統(tǒng)電抗和高壓電纜阻抗的公式計算法較為準(zhǔn)確。其他幾種計算都存在不同的誤差，尤其忽略系統(tǒng)電抗和高壓電纜阻抗的兩種計算誤差更大，高達(dá)44%。就是考慮系統(tǒng)電抗和高壓電纜阻抗的查表法誤差也達(dá)6.7%。值得進(jìn)一步指出，隨著變壓器二

46、次電壓的升高，變壓比kT必然減小，結(jié)果將使系統(tǒng)電抗和高壓電纜的影響增大，因此，對于1140v電網(wǎng)，在計算d1點(diǎn)和d2點(diǎn)的短路電流時，都應(yīng)當(dāng)把系統(tǒng)電抗和高壓電纜的阻抗考慮進(jìn)去，以減小誤差。所以，為保證煤礦安全供電，礦井10kv供電的短路電流計算，應(yīng)優(yōu)先采用考慮系統(tǒng)電抗和高壓電纜阻抗的公式計算法。第五節(jié) 井下電網(wǎng)過流保護(hù)整定計算井下各種高低壓配電裝置中，都安裝有過電流保護(hù)裝置。這些過電流保護(hù)裝置能在電網(wǎng)發(fā)生過載和短路故障時，使斷路器跳閘和發(fā)出信號，保護(hù)電網(wǎng)和人身安全。過電流保護(hù)裝置需要計算和調(diào)定其動作（跳閘）電流，才能在發(fā)生故障時正確跳閘。給過電流保護(hù)裝置確定一個動作（跳閘）電流，稱為過電流保護(hù)裝置的整定。井下電網(wǎng)的所有的高低壓配電裝置（電磁啟動器、饋電開關(guān)、高壓配電箱），都必須整定過電流保護(hù)裝置后，才能投入運(yùn)行。運(yùn)行中要定期檢查過電流保護(hù)裝置的動作可靠性。井下電網(wǎng)的過電流保護(hù)分為過載保護(hù)和短路保護(hù)兩種。過載保護(hù)能在電動機(jī)、變壓器和電纜中的電流小幅度、長時間超過其額定電流或長時允許電流時，切斷電源，防止燒壞電動機(jī)、變壓器和電纜。過載保護(hù)是長延時反時限特性。短路保護(hù)是在發(fā)生短路時立即跳閘切斷電源。一、對電網(wǎng)過流保護(hù)裝置的要求1）快速性供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時，必須快速切除故障，以減輕故障的危害。井下的短路保護(hù)是瞬動的。2）選擇性供電系統(tǒng)發(fā)生