1、.煤礦采區(qū)變電所設(shè)計指導書第一節(jié)礦井變電所煤礦安全規(guī)程對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采的采區(qū)排水泵房的供電線路，不得少于兩回路。當任一回路停止供電時，其余回路應(yīng)能承擔全部負荷的供電。向局部通風機供電的井下變( 配) 電所應(yīng)采用分列運行方式。向煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井自救系統(tǒng)供風的壓風機、井下移動瓦斯抽放泵應(yīng)各有兩回路直接由變（配）電所饋出的供電線路。上述供電線路應(yīng)來自各自的變壓器和母線段，線路上不應(yīng)分接任何負荷。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

2、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工作面正常工作的局部通風機必須配備安裝同等能力的備用局部通風機，并能自動切換。 正常工作的局部通風機必須采用三專（專用開關(guān)、專用電纜、專用變壓器）供電，備用局部通風機電源必須取自同時帶電的另一電源，當正常工作的局部通風機故障時，備用局部通風機能自動啟動。其他掘進工作面和通風地點正常工作的局部通風機可不配備備用局部通風機，但必須采用三專供電。使用局部通風機供風的地點必須實行風電閉鎖，保證當正常工作的局部通風機停

3、止運轉(zhuǎn)或停風后能切斷停風區(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機故障，切換到備用局部通風機工作時，該局部通風機供風范圍內(nèi)應(yīng)停止工作，排除故障；待故障排除，恢復到正常工作的局部通風機后方可恢復工作。一、礦井地面變電所概述礦井供電系統(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，大功率電動機采用 6kv 或 10kv 供電。地面變電所是礦井供電系統(tǒng)的樞紐。地面變電所一般設(shè)置在礦井工業(yè)廣場邊沿，離井口較近，遠離儲煤場和矸石山的地方。為了保證供電可靠性，

4、變電所有兩條電源進線。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負荷供電。變電所內(nèi)設(shè)置兩臺低壓變壓器供應(yīng)地面380/220v 動力和照明用電。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架上，二是在室內(nèi)用高壓開關(guān)柜組成。新建礦井地面變電所多采用此方式。地面變電所6（10） kv 側(cè)采用高壓開關(guān)柜組成。地面變電所的主要電氣

5、設(shè)備有隔離開關(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荷、礦井主通風機、礦井主井提升機、礦井副井提升機、礦井壓風機、地面低壓變壓器、其他輔助生產(chǎn)設(shè)施等。二、煤礦井下變電所的結(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1-1 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，當任一回路停止供電時，其余回路應(yīng)能擔負全部負荷。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

6、纜根數(shù)對應(yīng)，各段母線通過高壓開關(guān)聯(lián)絡(luò)。正常時聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開，母線采用分列運行方式，當某條下井電纜故障退出運行時，合上母線聯(lián)絡(luò)開.關(guān)，恢復對該段母線負荷的供電。下井6（10）kv母聯(lián)6（10）kv下井一路二路t 1西主 備東西主主 東t2翼排用翼翼排排翼660v低井 采水采采水水采壓底 區(qū)泵區(qū)區(qū)泵泵區(qū)負車一一二二荷場路路路路井底車場低壓負荷圖 1-1中央變電所主結(jié)線圖中央變電所向每個采區(qū)變電所饋送兩條電纜線路。主排水泵是一級負荷，但由于水泵總數(shù)中已包括備用水泵和檢修水泵，因此每臺水泵用一條專用電纜供電，可直接用中央變電所的高壓開關(guān)啟動和停止。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。

7、當主水泵為低壓電動機時，配電變壓器最少應(yīng)有兩臺，變壓器低壓側(cè)亦采用單母線分段結(jié)線，每臺變壓器的容量均應(yīng)滿足最大涌水期時需開動的全部負荷的供電要求。通常井下中央變電所設(shè)置在井底車場副井井底附近，與中央水泵房相鄰。有條件時還應(yīng)與電機車用的變流所聯(lián)合建筑。為了防水，變電所地面應(yīng)比其出口與井底車場或大巷連接處的底板標高高0.5m。為了使變電所有良好的通風條件，當硐室長度超過6m時，必須在硐室的兩端各設(shè)一個出口。硐室用砌碹或其他可靠方式支護，硐室必須裝設(shè)向外開的防火鐵門，鐵門上應(yīng)裝設(shè)便于關(guān)嚴的通風孔，鐵門內(nèi)可加設(shè)向外開的鐵柵欄門，平時鐵柵欄門關(guān)閉，防火鐵門打開，以利于通風，在發(fā)生火災時，將防火鐵門關(guān)閉，

8、便于滅火和防止火災蔓延；從硐室出口防火鐵門起5m以內(nèi)巷道應(yīng)用砌碹或其他不燃性材料支護；硐室內(nèi)還必須設(shè)置足夠數(shù)量撲滅電氣火災的滅火器材。應(yīng)將變壓器與配電裝置分開布置，高、低壓配電裝置分開布置。設(shè)備與墻壁之間，各設(shè)備之間應(yīng)留有足夠的維護與檢修通道，完全不需要從兩側(cè)或后面維護檢修的設(shè)備，可互相靠緊或靠墻放置?？紤]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)計最大數(shù)量的20考慮，且不少于兩臺。低壓設(shè)備的備用回路，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

9、，采區(qū)變 ( 配 ) 電所的供電線路，不得少于兩回路。當任一回路停止供電時，其余回路應(yīng)能承擔全部負荷的供電。供電線路應(yīng)來自各自的變壓器和母線段，線路上不應(yīng)分接任何負荷。向局部通風機供電的井下變 ( 配) 電所應(yīng)采用分列運行方式。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工作面正常工作的局部通風機必須配備安裝同等能力的備用局部通風機，并能自動切換。正常工作的局部通風機必須采用三專（專用開關(guān)、專用電纜、專用變壓器）供電，備用局部通風機的電源必須取自同時帶電的另一電源，當正常工作的局部通風機故障時，備用局部通風機能自動啟動。其他掘進工作

10、面和通風地點正常工作的局部通風機可不配備備用局部通風機，但必須采用三專供電。采區(qū)巷道布置如圖1-2 所示。.絞車房a回風大巷采區(qū)變電所采區(qū)煤倉回風大巷采區(qū)回風石門絞車房采煤工作面掘進工作面工作面回風巷2030m區(qū)段掘進工作面工作面運輸巷a局扇采2030m區(qū)段區(qū)斜長采區(qū)變電所區(qū)段軌皮道帶上上人行巷區(qū)段山山2030m采區(qū)煤倉運輸大巷采區(qū)走向長圖 1-2 采區(qū)巷道布置示意圖圖 1-3 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機，當主排水泵為低壓電動機時，為水泵供電的變壓

11、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、局扇等重要設(shè)備采用專用線路供電。東翼采區(qū)東翼采區(qū)一路6(10)kv二路綜水備其水水綜660v采用掘工泵他泵泵工作負作面荷面工工上上備備照山山用用明作作絞皮局局局局車帶扇扇扇扇圖 1-3下山、綜采采區(qū)變電所主結(jié)線圖上山采區(qū)沒有主排水泵。炮采工作面通常由采區(qū)變電所用660v 低壓供電。.采區(qū)變電所通常設(shè)置在兩個上（下）山巷道之間的聯(lián)絡(luò)巷中或運輸大巷采區(qū)裝車站附近。若采區(qū)變電所設(shè)置在兩個上（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)置在運輸大巷采區(qū)裝車站附近，運輸、安裝更方便，

12、但變電所距最上部區(qū)段的距離大，適合于用移動變電站供電的工作面。采區(qū)變電所的防水、防火、通風等安全措施，除底板標高沒有嚴格規(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)分開布置。各設(shè)備之間、設(shè)備與墻壁之間均應(yīng)留有維護和檢修通道。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關(guān)等。采區(qū)變電所的主要負荷有采煤工作面、掘進工作面、采區(qū)集中運輸設(shè)備（上山絞車、皮帶輸送機） 、排水設(shè)備、掘進工作面局部通風機等。3. 工作面配電1）綜采工作面配電綜合機械化采煤工作面，單機功率和總功率大，輸電距離長

13、，回采速度快，必須采用移動變電站供電。綜采工作面機電設(shè)備布置參見圖1-4 。采區(qū)變電所用 6（ 10） kv 高壓向移動變電站送電，經(jīng)移動變電站降壓后向工作面生產(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。綜采工作面配電結(jié)線如圖1-5 所示。工作面內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備由1#移動變電站供電， 1#移動變電站距離工作面 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)。條件許可時，也可將1 號移動變電站設(shè)置在上順槽。工作面配電點設(shè)置在移動變電站附近，開關(guān)和乳化液泵站可安裝在平板車或滑橇上，與移動變電站組成串車便于移動。電動機在工作面運輸巷口的

14、可伸縮皮帶輸送機和其他小型設(shè)備由2#移動變電站供電。當皮帶輸送機功率不太他時，也可以不設(shè)2#移動變電站，由采區(qū)變電所內(nèi)的變壓器供電。工作面運輸巷的調(diào)度絞車要擔負1#移動變電站和工作面配電點的搬移任務(wù)，因此不能由1#移動變電站供電。10610521上山皮792帶可伸縮皮帶輸送機68542 號移變1 號移變配電點3圖 4-27綜采工作面機電設(shè)備布置示意圖圖 1-4綜采工作面機電設(shè)備布置4-27綜采工作面機電設(shè)備布置示意圖1采煤機；2刮板輸送機；3乳化液泵；4噴霧泵； 5回柱絞車；6調(diào)度絞車；7可伸縮皮帶輸送機電動機；8小水泵； 9轉(zhuǎn)載機.來自采區(qū)變電所6(10)kv2#移動1#移動變電站變電站11

15、40v660(1140)v其他乳轉(zhuǎn)噴小型設(shè)備乳化載霧機綜采采刮化液泵工作煤板液泵面皮機輸泵帶輸送送機機圖 1-5綜采工作面配電結(jié)線圖2）炮采工作面配電圖 1-6 是炮采工作面機電設(shè)備布置圖。炮采工作面和普通機采工作面設(shè)備功率較小，通常由采區(qū)變電所用 660v 低壓供電。當工作面離采區(qū)變電所太遠時，也可采用移動變電站供電，移動變電站可安放在運輸巷口附近。為了安全操作工作面的機械設(shè)備，必須在工作面附近集中設(shè)置控制開關(guān)和電磁起動器，這些設(shè)備的放置地點即為工作面配電點。工作面配電點，一般設(shè)在距采煤工作面50 100m處。工作面配電點隨工作面的推進移動。14618529上9山2皮帶7777764583配

16、電點111圖 2-6 炮采工作面機電設(shè)備布置示意圖圖 1-6 炮采工作面機電設(shè)備布置圖2-6 炮采工作面機電設(shè)備布置示意圖1低壓防爆開關(guān)；2工作面刮板輸送機；3乳化液泵；4小水泵； 5回柱絞車；6調(diào)度絞車；7順槽刮板輸送機；8煤電鉆綜保裝置；9煤電鉆圖 1-7 為炮采工作面運輸巷的配電結(jié)線圖（圖中示意畫出兩臺順槽刮板輸送機），這種配電方式稱為干線式。回風巷配電結(jié)線與此類似。來自采區(qū)變電所工作面配電點煤電鉆綜保裝置660v127v第第工乳回煤一二作化柱電部部面液絞鉆刮刮刮泵車板板板圖 1-7炮采工作面運輸巷的配電結(jié)線圖.3）掘進工作面配電掘進工作面分為綜合機械化掘進工作面和鉆爆法掘進工作面兩種。

17、綜合機械化掘進工作面用移動變電站供電。為減少搬遷次數(shù)，移動變電站可距掘進工作面300500m。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)。鉆爆法掘進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。掘進工作面配電點，一般距掘進工作面80 100m。三、采區(qū)供電系統(tǒng)方案擬定原則1. 有一級負荷的采區(qū)變電所必須采用單母線分段結(jié)線。2. 變電所的每條出線電纜必須有高爆或饋電開關(guān)配出；每臺生產(chǎn)機械都必須有電磁啟動器或其他控制設(shè)備操作。3. 每條電纜盡量走最短線路，盡量不走回頭路。4. 炮采和掘進工作面由采區(qū)變電所低壓供電，采用干線式配電。5. 一級負荷和上山運輸機械、綜采工作面

18、大型機械等重要二級負荷采用專用線路供電。6. 工作局扇和備用局扇的變壓器不得在同一段母線。7. 綜采工作面的工作乳化液泵和備用乳化液泵盡量不用同一條線路供電。8. 煤電鉆和照明要采用綜合保護裝置供電。四、井下電氣設(shè)備的選擇正確選擇電氣設(shè)備對供電的可靠性，安全性，經(jīng)濟性都有著重要的意義。選擇井下電氣設(shè)備的一般原則如下：（ 1）煤礦井下必須使用礦用防爆型和礦用一般型電氣設(shè)備。必須按照煤礦安全規(guī)程選擇井下電氣設(shè)備的類型。（ 2）井下變電所的高壓配電開關(guān)使用礦用防爆型和礦用一般型高壓配電箱，控制高壓電動機也可以使用高壓啟動器。低壓配電開關(guān)使用礦用防爆型饋電開關(guān)。井下變電所必須選用礦用隔爆型干式變壓器或

19、移動變電站。綜采工作面必須選用礦用隔爆型移動變電站。（ 3）控制生產(chǎn)機械使用礦用防爆型電磁啟動器。控制經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機械如調(diào)度絞車、回柱絞車、翻車機等應(yīng)選用礦用防爆可逆式電磁啟動器。大功率的生產(chǎn)機械可使用礦用防爆型軟啟動器或變頻啟動器。（ 4）煤電鉆必須使用礦用隔爆型煤電鉆綜合保護裝置，照明必須使用礦用隔爆型照明綜合保護裝置。（ 5）局扇和掘進工作面電源開關(guān)要選用具有風電閉鎖功能的專用組合開關(guān)。（ 6）選擇井下電氣設(shè)備的參數(shù)一般按照額定電壓u n、額定電流 i n 選擇即可。電氣設(shè)備的額定電壓要和電網(wǎng)的額定電壓相同，電氣設(shè)備的額定電流要大于其負荷電流。高壓配電箱和變電所低壓饋電開關(guān)還要校驗額

20、定分斷電流和短路動熱穩(wěn)定性。表 1-1常用礦用防爆開關(guān)技術(shù)參數(shù)表額定開額定開斷 熱穩(wěn)定電流和熱動穩(wěn)定電流序號產(chǎn)品名稱型號額定電流 /a斷容量電流 /ka穩(wěn)定時間 /ka/s/ka/mva)50，100 ，150，1bgp9lg-/6200， 250，315，10012.512.5/24002礦用隔爆高pbg12- /650，100 ，150，1001010/225壓配電箱200 ，300， 40050，100 ，150，3bgp9lg-/10200， 250，315，20012.512.5/2400.4bgp48- /650，100 ，200，1010/2251003005kbz- /1140

21、500，63012.5低壓隔爆饋（660 ）6電開關(guān)kbz- /1140200，4007.5（660 ）7qjz-315 ，400， 5004.5/1140(660)8礦用隔爆真qbz-/66080， 120， 2002/2.5/4（380 ）.5空電磁起動qbz-80+1209器80+120/660 （ 380）10bqd-80n、80， 120120n/660（380）第二節(jié)負荷計算當我們?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)備所負擔的功率和電流，這叫負荷計算。負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)。負荷計算要計算的參數(shù)有三個：一是負荷的有功計算功率，簡

22、稱計算功率，用pca 表示。它是負荷在運行時實際需要的長時最大有功功率，單位是kw（千瓦）。二是負荷的視在計算功率，用sca 表示。它是負荷在運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。三是長時工作電流，用i ca表示。它是負荷在實際運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)。例如電動機起動時的瞬時最大電流可達其額定電流的數(shù)倍

23、，但持續(xù)時間只有幾秒。一、負荷計算的方法1. 一臺電動機的負荷計算通常我們能夠從銘牌上知道一臺電動機的額定功率（p ）和額定電流（ i ），則nnpcapnscapcapca（5-1）cos n0.85i cai n在生產(chǎn)現(xiàn)場常常只知道電動機的額定功率和額定電壓，而不知道額定電流。電動機的額定電流可用式（ 5-2 ）計算。但有些參數(shù)需要查電機手冊才能得到，現(xiàn)場計算很不方便。i npn（5-2）n cos n3un式中pn 電動機額定功率，kw；un 電動機額定電壓，kv； n 電動機額定效率；cos n 電動機額定功率因數(shù)。下面介紹迅速估算電動機額定電流的方法，準確性可滿足工程計算要求。當電動

24、機額定電壓為380v 時，i n 2pn；當電動機額定電壓為660v 時，in 1.15n；p.當電動機額定電壓為1140v 時，i 0.66n；n當電動機額定電壓為6kv 時，in 0.12p ；n當電動機額定電壓為10kv 時，i n 0.07pn。例 5-1 有一臺額定電壓為 660v，額定功率為 40kw的電動機，試估算其額定電流。解：當電動機額定電壓為660v 時，in 1.15n，把額定功率等于40kw代入公式pi n 1.15 40 = 46a2. 一個用電設(shè)備組的負荷計算生產(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)機械稱為一個用電設(shè)備組。采區(qū)有采煤工作

25、面、掘進工作面、集中運輸?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， 每臺電動機的額定功率已知為pn1、pn2、pn3 pnn。則總額定功率為：pnpn1pn 2pnn（5-3 ）但是這些電動機在生產(chǎn)運行時，一般不會同時工作，同時工作的電動機一般也不會同時滿載，因此實際需要的功率 pca 總小于 pn。pca k de pn（5-4 ）由 p可計算出s 和 icacacapca（5-5 ）scacospcasca（5-6）i ca3u n3u n cos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 5-1 查

26、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。上述負荷計算方法，稱為需用系數(shù)法。負荷計算的方法還有利用系數(shù)法、二項式法，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)功率因數(shù)tan備注kdecos井底無主排水泵0.6 0.70.71.02車場有主排水泵0.75 0.850.80.75無機組緩傾斜采煤工作面0.4 0.60.61.33采有機組緩傾斜采煤工作面0.60.750.60.71.33 1.02急傾斜采煤工作面0.60.650.60.71.33 1.02區(qū)無掘

27、進機煤巷掘進工作面0.3 0.40.61.33有掘進機煤巷掘進工作面0.50.60.71.33 1.02井下架線式電機車0.4 0.70.90.48蓄電池電機車0.80.90.48運輸輸送機和絞車0.6 0.70.71.02例 5-2一個緩傾斜炮采工作面，供電電壓660v。有 sgb-620/40t 刮板輸送機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7.5kw，小水泵 2 臺，額定功率5.5kw，jd-11.4調(diào)度絞車2 臺，額定功率11.4kw；煤電鉆 2 臺，額定功率 1.2kw。試.計算該工

28、作面的負荷（pca、 sca 和 i ca）。解：1）計算總額定功率pn pn1pn 2pnn5 40302 （7.55.511.41.2）281.2kw2）查表 5-1 ，緩傾斜炮采工作面k 取 0.5 ， cos 取 0.6 。de3）計算有功計算功率pca k depn0.5 281.2140.6 kw4）計算長時負荷電流pca140.6205 ai ca1.7320.663u n cos0.65）計算視在功率scapca140.6cos0.6234 kva例 5-3 試計算項目中的綜采工作面設(shè)備的負荷并選擇工作面移動變電站容量。解 ：項目中的綜采工作面設(shè)備，除下順槽可伸縮皮帶輸送機和上

29、順槽設(shè)備外，均由工作面移動變電站供電。1）計算總額定功率pnpn1 pn 2pnn500 2 132 75 125 11.4 7.5 5.5988.4kw2）查表 5-1 ，綜采工作面de 取 0.7， cos取 0.7 。k3）計算有功計算功率pcak depn0.7 988.4 692kw4）計算視在功率scapca692cos988kva0.7可選取一臺kbsgzy-1000/10/1.2 型礦用隔爆型移動變電站。3. 多個用電設(shè)備組的負荷計算當一個變壓器、開關(guān)或一條電纜向兩個或兩個以上用電設(shè)備組供電時，就需要計算這多個用電設(shè)備組的總功率和總電流。步驟如下：1）計算各組的 pn2）查表

30、5-1 選取各組的kde、 cos 和 tan 3）計算各組的pca 和 qcaqca pca tan（5-7 ）4）計算 pca 和 qcapcaksp ( pca1pca2pca3)（ 5-8 ）qcaksq (qca1qca2qca3)（5-9 ）.式中sp用電設(shè)備組間的有功功率同時系數(shù)，取0.850.95；kk 用電設(shè)備組間的無功功率同時系數(shù)，取0.90.97 。為簡化計算，當只有23 組用電設(shè)備時， ksqsp和 ksq 可取 1。5）計算 scascapca2qca2（ 5-10 ）例 5-4設(shè)一個炮采工作面和一個掘進工作面由一臺變壓器供電，已知：炮采工作面pca1=140.6kw

31、，cos =0.6 ，tan =1.33 ；掘進工作面p =58kw， cos =0.6 ， tan =1.33 ；電動機額定電壓660v。試計11ca222算變壓器的總負荷，并選擇變壓器的容量。解：qca1pca1 tan 1140.61.33187kvarqca2pca 2 tan258 1.3377kvarpcapca1pca2140.658198.6kwqcaqca1qca218777264kvarscapca2qca2198.622642330kva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)電纜導線截面計算電纜導線截面的選擇是井下

32、供電計算的關(guān)鍵。合適的電纜導線截面，可以使電纜安全運行，可以使電動機電壓正常、高效運行，可以使過流保護動作靈敏度校驗容易滿足要求。通常井下電纜線路導線截面計算可分為三種情況。1. 短電纜當電纜長度較短，且負荷不太大時，按以下步驟計算電纜截面。（ 1）按長時允許電流初選電纜導線截面；（ 2）給采掘工作面生產(chǎn)機械供電的支線電纜要校驗機械強度允許最小截面。2. 低壓長電纜當電纜長度較長，或負荷較大時，按以下步驟計算電纜截面。（ 1）按長時允許電流初選電纜導線截面；（ 2）校驗允許電壓損失。3. 高壓電纜和變電所內(nèi)的低壓電纜（ 1）按長時允許電流初選電纜導線截面；（ 2）長電纜要校驗允許電壓損失。（

33、3）校驗短路熱穩(wěn)定性，詳見本章第四節(jié)。一、電纜導線截面的計算方法1. 按長時允許電流初選電纜導線截面導線是有電阻的，當電流通過時會發(fā)熱。溫度過高會縮短電纜壽命、燒壞電纜絕緣，造成短路，使電纜報廢。長時允許電流是導線能長期通過又不過熱的最大電流。表5-2 是井下常用電纜在空氣中敷設(shè)時的長時允許電流。為了使導線在正常運行時不超過其長時允許溫度，流過導線的長時工作電流不得超過導線的長時允許電流。即.i p i ca（ 5-11 ）式中 i p標準環(huán)境溫度（一般為25）時導線的長時允許電流；i ca導線的最大長時工作電流。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

34、算出工作面負荷的長時工作電流i ca=205a。查表25-2 ，選取 70mm低壓礦用橡套電纜，其長時允許電流i p=215a，i p i ca，滿足要求，初選合格。表 5-2井下常用電纜在空氣中敷設(shè)時的長時允許電流a聚氯乙烯絕緣鎧裝電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣細鋼絲礦用橡套導線截面鎧裝電纜電纜21kv 四芯6kv 三芯6kv10kv低壓高壓mm銅芯鋁芯銅芯鋁芯銅芯鋁芯銅芯鋁芯銅芯銅芯430233663930465310524056436472167054735685942594739573148115113121351199211890180140138148501491151481142111632

35、141661731707018414118114326020326720721520595226174218168318246324251260250120260201251194367285372288320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 5-3礦用橡套電纜接地和控制芯線配置mm 2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4435164665016410107025416102.59525425162.52. 按機械強度允許最小截面校驗導線截面電纜在工作面和巷道中

36、敷設(shè)，難免會受到外部機械力的作用，截面太小的電纜很容易出現(xiàn)斷線、護套破裂、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)機械供電的支線電纜按長時允許電流初選后，還要校驗機械強度允許最小截面。這些電纜的截面應(yīng)符合表4-11 的要求。表 4-11橡套電纜滿足機械強度的最小截面（2mm）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組35 50調(diào)度絞車46可彎曲輸送機16 35局部扇風機46一般輸送機10 25煤電鉆46回柱絞車16 25照明設(shè)備2.5 4裝巖機16 253. 按允許電壓損失校驗導線截面.輸電線路通過電流時，將產(chǎn)生電壓損失u l 。電壓損失過大，會造成電動機

37、電壓過低，電動機起動困難、工作電流增大、甚至會因電流過載燒壞電動機。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u l3i ca rl cosx l sin式中ul線路的線電壓損失，v；i ca線路的長時工作電流，a； 線路所帶負載的功率因數(shù)角；rl、 xl線路每相電阻、電抗，。式（ 5-12 ）用功率表示時則為u lpca rl qca xlu n式中ca、 ca線路所帶負荷的有功計算功率，kw；無功計算功率， kvar ；p qun電網(wǎng)的額定電壓， kv。在式（ 5-12 ）和式（ 5

38、-13 ）中， ica、 p 、q 、cos 、sin 都在負荷計算時得到，需要計算的是cacar 可用下式計算：lrlla式中l(wèi)電纜的長度， m；2a電纜導線截面， mm；2；橡膠電纜取43.5 ，塑料電纜取48.6 ，鋁芯電纜導線的電導率，m/ mm電纜取 28.8 。xl 可用下式計算：（ 5-12 ）（ 5-13 ）rl、xl。（ 5-14 ）x l x0l（ 5-15 ）式中l(wèi)電纜的長度，km；x0 線路每千米電抗，x0 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

39、常情況下可忽略，式（5-12 ）和式（ 5-13 ）可簡化為3ica l cospcal（5-16 ）u la u na例 5-6設(shè)例 5-5 中電纜長度為 400m，試計算其電壓損失。解：從例 5-2 和例 5-5 中已知 i ca 為 205a，cos =0.6 ，pca =140.6kw，電纜截面為2）70mm，代入式（ 5-15可得：3i cal cos1.732 205 400 0.6表 5-4電網(wǎng)額定電壓與線路允許電壓損失的對照表u l7027.9va43.5電網(wǎng)額定電線路允許電壓或壓 u n/ kv損失 u lp/ vpcal140.64000.1276u l70 43.527.9va u n0.660.38192）線路允許電壓損失0.6633.1.1457630010500.井下變壓器的二次側(cè)額定電壓為1.05 un，電動機的允許最低電壓為0.95 un，因此，變壓器和線路的電壓損失之和不能超過10%un。考慮到井下變壓器的電壓損失通常不超過5%un，則如果從變壓器出口處到電動機的線路電壓損失不超過5%un，即可滿足