电缆过流的计算方法

BScos2KPB.S.cos.2地KP075633＝＝52228kVA09092）井下排水、采掘及其它设备变压器容量B.S.cos.2井KP080334＝＝29395kVA09093）局部通风机变压器容量BS.cos.2局KP122＝＝2420kVA0909一、井下电气设备的选择1.矿井供电1）供电电源矿井双回路电源引自玉舍10kV变电所不同母线端，矿井电源十分可靠。2）电压地面高压为10kV，低压为380V、220V；井下高压10kV，低压为660V，127V。3）电力负荷中寨煤矿生产能力15万t/a，采用斜井开拓，全矿安装设备41台(件)，其中工作设备23台(件)；设备总容量1613kW，其中工作容量967kw；计算有功负荷为555.32kW，无功负荷684.53kVar，视在负荷774.46kVA，矿井年耗电277.65万kW·h，综合电耗为18.51kW·h/t。其中，地面运行设备容量864.0kW，井下运行设备容量749.0kW，地面设备视在负荷525.60kVA，井下设备视在负荷248.90kVA。矿井电力负荷统计见表7-5-1。表7-5-1矿井电力负荷统计表全部工作全部工作一井下负荷1采煤工作面①回柱绞车6607.521157.50.60.71.024.505.366.43②乳化泵660302160300.60.61.3318.0023.9430.00③带式转载机660102120100.60.61.336.007.9810.00④抽放钻机660112122110.60.61.336.608.7811.00小　计8411758.50.60.691.0235.146.157.42掘进工作面①局扇660114244220.60.61.3313.2017.5622.00②探水钻6604421680.30.61.332.406.384.00③抽放钻机660112122110.30.61.333.308.785.50④调度绞车6604032120800.30.61.3324.0063.8440.00⑤潜水泵6605.54222110.30.61.333.308.785.50小　计1792241320.60.61.0246.20105.3477.003井底水泵660132313961320.60.71.0279.2094.25113.144给煤机6601.5111.51.50.60.71.020.901.0711.295照明127101010110.00井下小计2915748.53340.490.651.12171.4246.7248.9二地面负荷1主扇风机380110111101100.60.71.026678.5494.292瓦斯抽放泵38055422201100.60.71.026678.5494.293空气压缩机380110212201100.60.71.026678.5494.294主井胶带机380110111101100.60.71.0266.0078.5494.295副井绞车380160111601600.60.71.0296.00114.24137.146手选胶带机3802.2112.22.20.60.71.021.321.57081.897水处理站380112122110.60.71.026.607.8549.438动力38010100.88.009照明22010100.88.00地面小计128864.2633.20.80.71.02383.92437.8248525.60全矿合计41231613967.2555.32684.53774.4618.51电压(V)设备数量（台/件）设备容量(kW)序号负荷名称额定容量(kW)tgφ最大负荷吨煤耗电(kW·h/t)需用系数cosφ有功(kW)无功(kVar)视在(kVA)4）无功负荷补偿矿井10kV有功功率乘0.85同时率和无功功率乘0.9同时率，补偿400kVar之后：（1）10kV母线上有功功率：472.02kW；（2）10kV母线上无功功率：216.08kVar；（3）补偿后功率因数cosφ′＝0.909；（4）10kV母线上视在功率：519.27kVA。2.变压器选择计算根据供配电设计规范，变压器电力负荷按下式计算：BScos2KP式中P2－有功负荷合计，kW；K－负荷系数，0.70～0.85；cosφ′－补偿后功率因素。1）地面变压器容量B.S.cos.2地KP075633＝＝52228kVA0909考虑生产后期设备的增加，设计选用2台S9-630/10/0.4型变压器供地面主要通风机、空压机和瓦斯抽放泵、主斜井皮带运输机、副斜井绞车、地面工业场地照明、机修间、坑木场及其它用电设备，供地面的变压器中性点接地。2）井下排水、采掘及其它设备变压器容量B.S.cos.2井KP080334＝＝29395kVA0909考虑到生产后期设备的增加，设计选用2台KBSG-400/10/0.69隔爆型矿用变压器向为井下水泵房、采煤工作面、掘进工作面及其它各用电设备供电。3）局部通风机变压器容量BS.cos.2局KP122＝＝2420kVA0909选择2台KBSG-50/10/0.69隔爆型矿用变压器专门向掘进局部通风机供电。3.井上下供配电根据矿井所处的位置及生产能力，整合改造前原中寨煤矿引至矿区的10kV输电线路能满足要求，本设计确定利用该输电线路。为保证井下机电设备的正常工作，使矿井稳产高效，并有效提高供电质量，确定采用10kV电压等级下井。从地面10kV变电所配出两回电缆经副斜井至井下变电所（与水泵房联合布置），当一回停电时，另一回电缆能承担井下全部负荷。1）供电线路截面选择（1）安全载流量全矿计算电流：cos.矿P967I＝＝＝61.42A3U3100909式中ΣP矿－矿井工作负荷合计，kW；U－线路电压等级，kV；cosφ′－补偿后功率因素。初选LGJ-50钢芯铝绞线，允许载流量：环境温度25℃为160A(查表)，考虑环境温度40℃时温度校正系数0.81：IX1＝160×0.81＝130A＞I＝61.42A（2）线路压降校核LGJ-50线路单位负荷矩时电压损失百分数：当cosφ＝0.9时为1.104%/MW·km（查表）。则电源线路电压降为：⊿U1%＝0.967×2.5×1.104%＝2.67%＜5%式中矿井负荷为0.967MW，线路长2.5km。根据计算并考虑一定的富裕量，选用LGJ-50钢芯铝绞线，长度约为2.5km，正常时两根同时运行。2）下井电缆截面选择（1）安全载流量井下计算负荷电流：Pcos.jj334I＝＝＝32.14A3U310060式中ΣPj－井下工作负荷合计，kW；U－线路电压等级，kV；cosφ取0.60。初选MVV226/10kV3×25矿用铠装电力电缆，允许载流量：IX1＝110A＞Ij＝32.14A（2）电缆压降校核MVV226/10kV3×25矿用铠装电力电缆单位负荷矩时电压损失百分数：当cosφ＝0.60时为0.029%/kW·km（查表）。则电源线路电压降为：⊿U2%＝334×0.40×0.029%＝3.87%＜5%式中井下工作负荷为334kW，线路长0.40km。根据计算并考虑一定的富裕量，选用电缆型号为MVV226/10kV3×25矿用铠装电力电缆，长度约为0.40km，正常时两根同时运行。下井电缆两回，引自地面10kV变电所不同母线段。电缆经副斜井引至井下变电所，两回电源同时工作，互为备用，当任一回电源故障停止供电时，另一回电源仍能保证变电所全部设备正常运行。井下变电所设置7台PBG9L－10隔爆型高压真空配电箱，高压采用单母线分段接线，进线2回、出线4回。出线专供局扇2回，另2回供井下生产及排水负荷。馈电开关选用KBZ型矿用隔爆真空馈电开关，检漏继电器选用JJB-120/660隔爆型检漏继电器。井下变电所的照明由型号为ZBZ-2.5M的矿用隔爆型照明综合保护装置提供。为保证水泵及局扇双回供电的需要，在+1860m轨道石门、工作面运输平巷及局扇处设井下配电点，为提高供电的可靠性，所有双回路电源的接线方式均采用单母线分段。井下低压馈电开关选用KBZ系列隔爆型真空馈电开关。在主、副水仓中各埋设一块主接地极，工作面运输平巷、掘进头、轨道石门等处低压配电点设一块接地极，接地网上任意保护点测得的接地电阻不得大于2Ω。对掘进工作面局部通风机采用“三专两闭锁”和“双风机双电源”供电，各掘进工作面选用矿用隔爆型风电瓦斯闭锁开关，局部通风机和掘进工作面的电气设备实现风电瓦斯闭锁，只有局部通风机开始运行后才能起动掘进工作面的电气设备，一旦局部通风机停止运行，风电瓦斯闭锁装置立即切断局部通风机供风巷道内的一切电气设备的电源，做到“风电、瓦斯电闭锁”，保证安全供电。井底车场和水泵房等处设固定照明。二、供电线路及地面变电所事故1.供电线路事故及防治措施1）地面固定供电线路和通信线路应设置在稳定的地方。2）输配线至地面、建筑物或构筑物的距离应符合有关规程规定。3）井下低压馈电线上有可靠的漏电、短路检测闭锁装置，可采用瞬间1次自动复电系统。4）严禁井下配电变压器中性点直接接地；严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。5）井下电力网的短路电流不得超过其控制用的断路器在井下使用的开断能力，并应校验电缆的热稳定性。6）井下电动机的控制设备，应具有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。井下配电点引出的馈电线上应装设短路、过负荷和漏电保护装置。低压电动机的控制设备，应具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。7）井下低压馈电线上，必须装有检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路。8）井下配电网路均应装设过流、短路保护装置；必须用该配电网路的最大三相短路电流校验开关设备的分断能力和动、热稳定性以及电缆的热稳定性。必须正确选择熔路电流校验开关设备的分断能力和动、热稳定性以及电缆的热稳定性。必须正确选择熔断器的熔体。必须用最小两相短路电流校验保护装置的可靠动作系数。保护装置必须保证配电网路中最大容量的电气设备或同时工作成组的电气设备能够起动。9）井下必须装设防雷电装置。10）电缆的选择及电缆的敷设必须符合《煤矿安全规程》（2006版）规定。11）电缆的敷设（1）在水平巷道或倾角在30°以下的井巷中，电缆用吊钩悬挂；（2）在倾角在30°以上的井巷中，电缆用卡箍固定；（3）悬挂的电缆有适当的弛度；悬挂高度高于矿车；（4）悬挂点间距为3m；电缆要在压风管、供水管等管子的上方，并保持0.3m以上的距离。12）电缆连接（1）电缆与电缆连接，必须用与电气设备性能相符的接线盒；（2）电缆线芯使用齿形压线板（卡爪）或线鼻子与电气设备进行连接；（3）不同型电缆之间严禁直接连接，采用符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接；（4）同型电缆之间直接连接时，橡套电缆的修补连接（包括绝缘、护套已损坏的橡套电缆的修补）采用阻燃材料进行硫化热补或与热补有同等效通的冷补，并经浸水耐压试验，合格后方可下井使用。2.地面变电所事故及防治措施1）可能发生的事故分析地面变电所可能发生变电所火灾、变电所设备事故、小物件及小动物引起短路事故。2）地面变电所事故防治措施地面变电所位置选择在工业场地附近，并符合下列要求：（1）设置在无塌陷区、稳定的场所；（2）设在爆炸材料库爆炸危险区以外；（3）与高噪声源的距离，应满足主控制室背景噪声不大于60db（A）的要求。（4）变电所周围必须设有围墙，其高度不低于1.8m，并在周围悬挂安全警示牌。（5）变电所防雷、过电压保护及各种避雷设施齐备。（6）变电所用不燃性材料建筑，应有专门的防灭火装置。（7）开关、继电保护装置及电容器等必须制定防火措施，电缆钩、管道沟、窗房应设置铁丝网，以防小动物入内造成线路短路。（8）变电所内悬挂一次、二次架空线和电缆的配电系统图以及有关操作、维护等规和程、规则。（9）变电所内变电装置与墙、顶必须