采区供电计算

采区供电设计计算步骤及要求一、采区供电设计计算步骤（一）绘制采区供电系统图根据采区巷道布置和采区机械设备的布置决定采区供电方式并绘制采区供电系统图。在此基础上进行采区供电计算。（二）选择采区供电变压器采区变压器的选择包括计算变压器容量、选择型号及确定台数。（三）选择采区供电电缆按长时允许持续电流选择电缆截面并考虑能满足机械强度和电缆长时允许温度的要求。•（四）对电缆进行电压损失校验•电缆选择后，要按正常运行时的允许电压损失对电缆进行校验，达不到要求的要采取措施。•（五）计算各点的短路电流•利用公式法或图表法对供电系统图中需要计算的各点的两相短路电流进行计算，建议采用图表法。•（六）开关的选择及保护装置的整定计算•根据开关可能遭受的最大短路电流选择开关；按《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》的有关规定对开关的保护装置进行过流和短路保护整定，并按要求进行校核。二、要求（一）采区供电系统图绘制要求供电图要按照规定的统一符号绘制，各设备的编号、规格型号、保护整定值、电缆型号、长度、截面积等要标注楚。同时绘制设备平面布置图，注明设备安装地点、各设备的编号、规格型号、干线电缆敷设路径等。并用电负荷作出统计表（见表样一）（二）选择采区供电变压器按长时允许持续电流选择电缆截面并考虑能满足机械强度和电缆长时允许温度的要求。用电负荷统计表（表样一）设备名称规格型号单位数量主要技术参数备注变压器的额定容量按照所带负荷确定。应将变压器所带负荷进行统计，统计时应以每条供电干线为单位进行分组，每一条供电干线、每一台移动变电站或变压器都应统计出它们的负荷，统计后可求出每组总的额定功率∑PN。由于工作条件的变化，用电设备实际负荷随时都在变化，且由于生产环节的不同，在一组电气设备中，同时工作的实际台数可能小于其总台数。所以每组用电设备总的实际负荷∑P，总是小于该组总的额定负荷∑PN。将实际负荷占额定负荷的比值用需用系数Kde表示。•由于工作条件的变化，用电设备实际负荷随时都在变化，同时工作的实际台数可能小于其总台数。所以每组用电设备总的实际负荷∑P，总是小于该组总的额定负荷∑PN。将实际负荷占额定负荷的比值用需用系数Kde表示。•综合机械化采煤工作面需用系数按下面经验公式计算：•Kde=0.4+0.6•普通机械化采煤工作面需用系数按下面经验公式计算：•Kde=0.286+0.741PNPNmax.PNPNmax.•式中：PNmax-所带负荷中容量最大的一台电动机额定功率，KW•∑PN-所带负荷的额定功率之和，KW。•根据需用系数即可求出成组负荷，称之为计算负荷P，其计算式为：P=Kde∑PN•式中：Pca-成组负荷的计算功率，KW；•Kde-该组负荷的需用系数。•变压器容量计算公式如下：∑Pej﹒KxS=cosφdj式中：S-变压器容量，KVAKx-需用系数∑Pej-变压器所带所有用电设备计算功率之和，KW；cosφdj-变压器加权平均功率因数。•根据所选变压器型号和所求变压器计算容量S，查相应型号的变压器技术数据，选出满足采区供电要求的变压器。•（三）选择采区供电电缆•采区低压供电电缆的选择一般应满足如下要求：•1、电缆实际流过的长时工作电流必须小于或等于它所允许的负荷电流。•2、正常运行时电缆网络的实际电压损失必须小于或等于网络所允许的电压损失。•3、电缆在供电运行过程中，芯线的允许温度不得超过规定值。•4、离电源最远，容量最大的电机启动时应保证电机的端不低于该设备所允许的最小启动电压。•5、经常移动的用电设备，电缆还要保证有足够的机械强度。一般电缆选择合适并能满足正常工作时的电压损失就能满足温度和电机启动电压的要求。所以我们要求按长时允许持续电流选择电缆截面。电缆的长时允许负荷电流应大于或等于实际流过电缆的工作电流：•即：Ir≧Ig•式中：Ir—电缆长时允许负荷电流（安）•Ig—实际流过电缆的工作电流（安）•电缆选择后，要进行实际电压损失校验。•并绘出选用电缆明细表（表样二）选用电缆明细表（表样二）序号规格型号长度（米）长期允许电流（安）实际工作电流（安）使用地点•（四）对电缆进行电压损失校验•电缆选择后，根据经验，正常工作时的电压损失如能满足要求，一般也能够满足电动机启动时对最小启动电压的要求。就不要求进行启动电压校验，只进行正常运行时的允许电压损失校验电缆截面。•为保证电机的正常运行，其端电压不得低于额定电压的95﹪。••低压部分的电压损失由三部分组成，即变压器的电压损失、干线电缆的电压损失和支线电缆所产生的电压损失，分别计算后相加，算得的数值要满足要求，若不满足要求，应采取相应的措施。（五）计算各点的短路电流•求供电系统图中需要计算的各短路点短路值，利用公式法或图表法对供电系统图中需要计算的各点的短路电流进行计算。•利用公式计算：•二相短路电流计算公式：•I(2)d=Uav/2×√（∑R）2+（∑X）2•I(2)d：两相短路电流，A；•Uav：短路点所在电网的平均电压（为电网额定电压的1.05倍），V；•∑R：短路回路内一相电阻值的总和，Ω•∑X：短路回路内一相电抗值的总和，Ω•三相短路电流计算公式：•由于三相短路为对称短路，故可按单相电路计算短路电流。即•I(3)d=Uav/√3√（∑R）2+（∑X）2•I(3)d：两相短路电流，A；•Uav：短路点所在电网的平均电压（为电网额定电压的1.05倍），V；•∑R：短路回路内一相电阻值的总和，Ω•∑X：短路回路内一相电抗值的总和，Ω•三相短路电流和二相短路电流之间存在着如下关系：•I(3)d/I(2)d=2/√3•I(3)d=2/√3I(2)d=1.155I(2)d•I(2)d=√3/2I(3)d=0.87I(3)d•利用图表法•在实际工作中采用上面的简化公式计算也还是麻烦。我们推荐采用图表法计算短路电流。•要求在画供电系统图时要画到最后的负荷，到电机的负荷线的截面积和长度也要标注在图上，在计算电缆换算长度时一并进行计算。作出换算长度及两相短路电流值表。（表样三）并将结果填入表中备用。各短路点换算长度及两相短路电流值短路点电缆截面及实长换算长度两相短路电流（安）截面（mm2）实长（米）换算系数（K）各段换长（米）总换长（米）（六）开关的选择及保护装置的整定计算•采区用开关的选择原则•开关的额定电压应符合供电线路的电压等级。•开关的额定电流应大于所供电线路的长时工作电流。•开关的遮断（断开能力）电流应大于通过它的最大三相短路电流。即：Izd≧I(3)d式中：Izd—开关的遮断电流（安）I(3)d—三相短路电流（安）•对供电线路用的总开关和分路开关，一般选用馈电开关。•开关所装的保护装置，应能满足电网和机械设备对保护的要求。保护装置的整定计算•我们现用的各种保护装置基本上都是电子式保护器，所以以《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》中的对电子式保护器的要求进行整定。•低压馈电开关中电子保护器的短路保护计算：•对保护电缆干线的装置按下式选择：•Iz≧IQe﹢Kx∑Ie•式中：Iz—过流保护装置的电流整定，A；•IQe—容量最大的电动机的额定起动电流，对于有数台电动机同时起动的工作机械，若其总功率大于单台起动的容量最大的电动机功率时，IQe则为这几台同时起动的电动机的额定起动电流之和，A；•∑Ie—其余电动机的额定电流之和，A；•Kx—需用系数，取0.5—1。对保护电缆支线的装置按下式计算Iz≧IQe•式中：•Iz—过流保护装置的电流整定，A；•IQe—容量最大的电动机的额定起动电流，对于有数台电动机同时起动的工作机械，若其总功率大于单台起动的容量最大的电动机功率时，IQe则为这几台同时起动的电动机的额定起动电流之和，A。•按照上面公式选择的整定值，还应用两相短路电流值进行校验，应符合下面公式的要求：•I(2)d／Iz≧1.5•式中：•I(2)d—被保护电缆干线或支线距变压器最远点的两相短路电流值，A；•Iz—过电流保护装置的电流整定值，A；•1.5—保护装置的可靠动作系数。•电磁起动器的过流整定•电磁起动器中电子保护器的过流整定按下式选择：Iz≦Ie式中：Iz—电子保护器的过流整定值，取电动机额定电流近似值，A；Ie—电动机的额定电流，A。当运行中电流超过Iz值时，即视为过载，电子保护器延时动作；当运行中电流达到Iz值的8倍及以上时，即视为短路，电子保护器瞬时动作。所以按上式选择出来的整定值也要以两相短路电流值进行校验，应符合下式要求：•I(2)d／8Iz≧1.2式中：I(2)d—被保护电缆干线或支线距变压器最远点的两相短路电流值，A；Iz—电子保护器的过流整定值，A；8Iz—电子保护器短路保护动作值；1.2—保护装置的可靠动作系数。当馈电开关和电磁起动器中的电子保护器选择的过流整定值经校验不能满足1.5和1.2可靠动作系数的要求时，应采取如下的措施：1、加大干线或支线电缆截面。2、设法减少低压电缆线路的长度。3、采用相敏保护或软起动等新技术提高灵敏度。在供电设计中如果有其他保护如熔断器、电磁保护等也要按《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》有关规定进行计算选择。•变压器的保护•动力变压器在低压侧发生短路时，采用高压配电装置中的过电流保护装置保护。电子式高压综合保护器，按电流互感器二次额定电流值的倍数分级整定，其整定值按下式计算：n≧(IQe﹢Kx∑Ie)/KbIge•式中：n—电流互感器二次额定电流值的倍数；•IQe—容量最大的电动机的额定起动电流，对于有数台电动机同时起动的工作机械，若其总功率大于单台起动的容量最大的电动机功率时，IQe则为这几台同时起动的电动机的额定起动电流之和，A；•Kx—需用系数，取0.5—1；•∑Ie—其余电动机的额定电流之和，A；•Kb—变压器的变比；•Ige—高压配电装置额定电流，A。动力变压器的过负荷保护的整定动力变压器过负荷反映变压器正常运行时的过载情况，通常为三相对称，一般经一定延时作用于信号，电子式过流反时限继电保护装置，按变压器额定电流整定。高压配电装置的额定电流值的选择，除应考虑其实际可能的最大负荷电流外，还应从其遮断能力出发，以其出口端处可能发生的三相短路电流来校验，必须选择既能承担长期的实际最大负荷电流，又能安全可靠地切断其出口处的三相直接短路的最大短路电流。配电装置出口处的三相短路电流值，应经计算确定。当缺乏计算数据时，可按配电装置短路容量来确定短路电流。计算出来的短路电流值，是否超过在某额定电流下所允许的短路电流值可按保护细则附录六中表23所规定的数值进行校验。其他还有少量的电磁式及熔断器保护电流选择按保护细则规定进行整定校验。谢谢配电装置出口处的三相短路电流值，应经计算确定。当缺乏计算数据时，可按配电装置短路容量来确定短路电流。计算出来的短路电流值，是否超过在某额定电流下所允许的短路电流值可按保护细则附录六中表23所规定的数值进行校验。其他还有少量的电磁式及熔断器保护电流选择按保护细则规定进行整定校验。