供电设计报告

供电设计报告矿井名称：施工地点：施工单位：机电队名称：填报日期：集团公司主要机械设备配备表表1:第一节 变压器容量的选择及校验一、 本区负荷计算表2:二、 变压器容量、台数及型号的确定变压器容量按下式计算：ϕcos ..KK P srNS ∑=…………（4-1-1）；NP ∑ …… 参加计算的所有用电设备（不包括备用）额定功率之和，kW ；…… 需用系数；ϕcos …… 参加计算的电力负荷的平均功率因素；…… 同时系数，当供给一个工作面时取1，供给两个工作面时取0.95，供给三面时取0.9。

需用系数可按下列三种情况选取：1. 单体支架，各用电设备无一定起动顺序起动的一般机组工作面，可按式(4-1-2)计算需用系数：∑+=NSP P Kr 714.0286.0……………………(4-1-2) 式中：………最大电动机的功率，kW∑NP…电动机的功率之和，kW2. 自移式支架，各用电设备按一定顺序起动的机械化采煤工作面，可按式(4-1-3)计算需用系数：∑+=NSP P Kr 6.04.0…………………………(4-1-3) 3. 井下井底车场等其它变电站的负荷，其所选取的各用设备的需用系数及平均功率因数见下图本采区计算功率总和Σs = 0.00 kVA 。

三、变压器的电阻和电抗值电阻：222SU P R e b ⨯∆=…………………………………………（4-1-4）；式中： …… 变压器短路损耗（瓦）；e U 2 ……变压器二次侧额定电压（千伏）；…… 变压器额定容量（千伏安）；阻抗：SU U Z ed b 2210⋅=……………………………………公式（4-1-5）；式中：o o dU…… 短路阻抗压降百分数；e U 2 …… 变压器二次侧额定电压（千伏）； …… 变压器额定容量（千伏安）；电抗：22b b b R Z X -=…………………………………公式（4-1-6）；名称电阻(R) 电抗(X)四、变压器的主要技术数据表表4:五、 移动变电站高低压头的整定及校验 其计算公式请参见高压配电箱及馈电开关相关的公式：第二节 高压电缆的选择及校验1、按持续允许电流初选电缆截面 N p I I ≥ …………（4-2-1）；………电缆的允许载流量，A ；………通过电缆的持续工作电流，A ，其计算公式如下(4-2-2)NS N U S I ⋅=3 …………（4-2-2）；…… 高压电缆所带负荷的视在功率，kV A ； …… 井下高压电压，kV 。

其中：高压电缆所带负荷的视在功率：21cos S NS s K P K S S ⋅+⋅=∑∑ϕ…………（4-2-3）∑S …………井下各变电所计算负荷的视在功率，kVA ；1S K …………井下各变电所间的同时系数，取0.8~0.9，如果没有井下高压电机，此系数取1∑NP……井下主排水设备及其它大型固定设备的计算功率之和，kW ；ϕcos ………井下主排水设备及其它大型固定设备的加权平均功率因数；2S K ………井下主排水设备及其它大型固定设备间的同时系数，只有排水设备时取1，有其它固定设备时取0.9~0.952、按经济电流密度选择电缆截面Jn I A N⋅=………………(4-2-4）式中：A ………电缆截面，mm 2； ……正常负荷下，通过电缆的持续工作电流，A ； ………不考虑下井电缆损坏时，同时工作电缆的根数；………经济电流密度（A/mm 2），见下表，电缆的年运行小时，一般取3000~5000h 。

3、按电缆短路时的热稳定选择电缆截面 Ct I A f k )3(min ≥………………(4-2-5）式中： min A ………电缆短路时热稳定要求的最小截面)3(k I ……最大运行方式下，电缆首端发生三相短路时的三相稳态短路电流。

……短路电流作用的假想时间，s ，地面变电所向井下馈出开关的继电器保护整定时限为0.5s, 取0.65S ，井下中央变电所馈出开关为瞬时动作，取0.25s ；C ……热稳定系数，见下表第三节 低压电缆的选择及校验一、电缆截面选择计算1、按持续允许电流选择电缆截面向单台或两台电动机供电的电流计算，其实际工作电流可取电动机额定电流或两台电动机额定电流之和。

向三台以上（包括三台）电动机供电的电流可按下式计算：ηϕ⋅⋅⋅⋅⋅=∑cos 31000N r NU K PIw ………………………………………………（4-3-1）N P ∑ …… 干线电缆所供的电动机额定功率之和，kW ；…… 需用系数；…… 所带负荷的加权平均功率因素，（由确定）；……效率因数;…… 电网额定电压，V 。

2、计算运行时的电压损失：变压器运行时的电压损失包括变压器的电压损失和电缆的电压损失两部分，我们在此只计算最长线路的电压损失，如果最长线路的电压损失能满足电压损失允许值，一般此变压器所有线路都能满足要求。

电压损失由三个部分组成：21U U U U T ∆+∆+∆=∆∑T U ∆ …… 变压器中的电压损失，V ； 1U ∆ …… 干线电缆中的电压损失，V ； 2U ∆ …… 支线电缆中的电压损失，V 。

（1）变压器的电压损失计算100/]sin %)10(cos %10[2222N NK N N w T U S P U S P I I U ⋅⋅⋅∆-+⋅⋅∆=∆ϕϕ ……（4-3-2） T U ∆……变压器的电压损失, V ；…… 正常运行时，变压器低压侧的负荷电流，A ；…… 变压器二次侧的额定电流，A ； …… 变压器的短路损耗，W ； …… 额定容量， kVA ；…… 变压器的阻抗电压百分数； …… 变压器负荷中的功率因数及对应的正弦值； N U 2 …… 变压器二次侧额定电压，V 。

（2）干线电缆中的电压损失值计算)(001ϕtg X R U L P U NN +⋅=∆………………（4-3-3）； ∑⋅⋅=1000Nr N PK P …… 电缆所带电动机的额定功率，kW ；为需用系数；…… 电缆的实际长度，km ； …… 电网额定电压，V ；…… 电缆单位长度的电阻，km /Ω； …… 电缆单位长度的电抗，km /Ω； ϕtg …… 线路平均功率因数相应的正切值。

（3）支线电缆中的电压损失值计算)(002ϕtg X R U L P U NN +⋅=∆…………（4-3-4）； 1000⋅=∑NN PP …… 电缆所带电动机的额定功率，kW ；…… 电缆的实际长度，km ；…… 电网额定电压，V ；…… 电缆单位长度的电阻，km /Ω； …… 电缆单位长度的电抗，km /Ω；ϕtg …… 电动机的平均功率因数相应的正切值。

3、按起动时校验系统最大电压损失计算电动机起动电压损失时，我们遵循电动机容量最大，受电距离最远的线路选择；（1）起动时工作机械支路电缆的电压损失在校验支线电压损失时，选择最大起动电机的起动电流进行计算，其计算公式为：ZZ Q ZQ A L I U γϕ310cos 3⋅=∆，V （4-3-5）式中——支路电缆芯线导体的电导率，)/(2mm m ⋅Ω,铜取53； ——支路电缆实际长度，km ；ϕcos ——电动机起动时的功率因数； ——支路电缆的芯截面，2mm ； ——电动机的实际起动电流，A ，（2）起动时干线电缆中电压损失在校验干线电缆截面时，是依据供电距离最远，容量最大的负荷电动机起动，其余负荷电动机正常运行状态取值计算，其公式为gg gQ gQ A g L I U γϕ310cos 3⋅=∆，V （4-3-7）式中 ——干线电缆芯线的电导率，)/(2mm m ⋅Ω,铜取53；——干线电缆实际长度，km ； ——干线电缆芯线截面，2mm ； ——干线电缆中实际起动电流，A ，∑∑+++=22)sin sin ()cos cos (pj i Q Q pj i Q Q gQ I I I I I ϕϕϕϕ （4-3-8）∑iI——其余负荷电动机正常工作电流之和，A ；pj ϕcos ——其余负荷的加权平均功率因数； Q ϕcos ——干线电缆在起动条件下的功率因数，gQpji Q Q I I I g ∑+=ϕϕϕcos cos cos （4-3-9）（3）起动时变压器中的起动电压损失 在计算变压器的起动电压损失时，)sin %cos %(%BQ X BQ r BeBQ BQ U U I I U ϕϕ+=∆ （4-3-10）100%BQ BeBQ U U U ∆=∆，V （4-3-11）式中——起动时变压器的负荷电流，A 。

可参照式（4-3-8）计算； ——变压器负荷侧额定电流，A ；Be U ——变压器负荷侧额定电压，V ；BQ ϕcos ——起动时变压器负荷功率因数，可按下式（4-3-9）计算。

——变压器在额定负荷时的电阻压降百分数 ——变压器在额定负荷时的电抗压降百分数%10Nr S PU ⋅∆=式中：……额定容量，kV A; (4-3-10)……短路损耗 (4-3-11)22r K X U U U -= 式中：…阻抗电压百分数4、起动状态下供电系统中总的电压损失BQ gQ zQ QU U U U∆+∆+∆=∆∑，V （2-48）二．电缆的电阻和电抗值电缆的阻抗计算可用电导率公式法和查表法两种方法计算1．电导率法计算如下： 电阻：SD lR l ⋅=…………………………《矿山供电》式（4-7-1）； 式中： …… 电缆长度（米）； D …… 电导率（铜取53）；S …… 截面（2毫米）；电抗：l X X l ⋅=0…………………………《矿井供电》式（4-7-2）； 式中： …… 电缆长度（千米）； …… 单位长度电抗(0.081)；2．利用电阻率查表方法计算：第四节 井下短路电流计算井下短路电流计算分为两种方法来计算，对于可以查表得到计算结果的采用查表方法来计算，不能查表得到计算结果的利用计算方法计算短路电流。

选择短路保护装置的整定电流时，需计算两相短路电流值，可按公式（4-4-1）计算：()()22)2(2∑∑+=X R U I e d （4-4-1）221/R R KR R b b++=∑221/X X K X XX b b x+++=∑式中 ——两相短路电流，A ；∑R 、∑X ——短路回路内一相电阻、电抗值总和，Ω；——根据三相短路容量计算的系统电抗，Ω；——矿用变压器的变压比，若一次电压为6000V ，二次电压为400、690、1200V 时，变比依次为15、8.7、5；当一次电压为3000V ，二次电压为400V 时，变压比为7.5； 、——矿用变压器的电阻、电抗值；11,X R ——高压电缆的电阻，电抗值, Ω 22,X R ——低压电缆的电阻，电抗值, Ω——变压器二次侧的额定电压，V ；计算法得获得短路点关联设备的阻抗值第五节 高压开关的选择一、选择计算及型号的确定1、选择计算及高压开关型号的确定高压配电箱的额定电流须大于它的长期工作电流，长期工作电流等于其控制端接出的高压电缆的长时载流之和。