采区供电设计之采区低压电缆的选择

采区供电设计之采区低压电缆的选择

电缆的选择包括确定电缆的型号、长度、芯线数目及主芯线截面大小。其中以确定主芯线截面大小的计算较为复杂。

一、电缆选择的一般原则

1、由于采区低压供电电压一般采用380/660V供电，优先采用660V供电，所以所选电缆电压主等级应大等于660V。

2、固定或半固定敷设的动力电缆，通常采用铠装电缆或不燃性橡胶电缆。

3、移动式或手持式电气设备都应使用专用的不燃性橡胶电缆。

4、固定敷设的照明，通讯、信号和控制用的电缆应用铠装电缆、塑料电缆或橡胶电缆，非固定敷设的，应用橡胶电缆。

5、低压电缆严禁采用铝芯。

6、电缆长度的确定

⑴对于铠装电缆，其长度为巷道实际长度的1.05倍；对于橡套电缆；其长度为巷道实际长度的1.1倍。

⑵为了便于安装，当电缆中间有接头时，应在电缆两端处各增加3米。

⑶在确定电缆长度时，应以用电设备可能处于最远的地方来计算。

7、电缆芯线数目的确定

⑴动力用橡套电缆一般选用四芯。

⑵信号电缆的芯数要根据控制、信号、通讯的需要来确定，并留有备用线芯，约为需用芯数的20%左右。

8、电缆截面选择原则

⑴按电缆长时允许负荷电流的方法来选择，也叫安全载流量。

⑵按正常工作时的电压损失不超过允许范围。应保证电动机正常工作的端电压不低于0.9U0。

⑶按电动机起动时端电压不低于额定电压的75%校验，或不会使磁力起动器无法合闸。

⑷对橡套电缆，还要考虑不小于电缆机械强度要求的最小截面。

⑸考虑到低压电缆短路的热稳定，即不因过热而损坏，故要求不小于保护装置要求的最小截面。可查“第十三章井下过流保

护 5-13-47”中的表13-2-9。

二、电缆截面选择计算步骤

1、按长时允许负荷电流选择电缆截面

KI cc≥I g

式中；Icc 电缆允许安全截流量，安

K 环境温度校正系数，环境温度按25℃，取1；

Ig 用电设备持续工作电流，安。

干线电缆中所通过的工作电流：

I w=P·1000/√3·U N·cosφpj

式中：U N 电网额定电压，伏；

cosφpj 平均功率因数。

供多台电动机的干线电缆，由于每一段电缆所流过的电流不同，应分段按电流大小选择各段电缆截面，如差别不大时，一般选用同一截面。

向三台以上电动机供电时，负荷功率应按需用系数法计算。

P=K x·∑P N

式中：P 干线电缆所供负荷和计算功率，KW；

K x 需用系数；k x=0.286+0.714(P max/∑P e)

∑P N 干线电缆所供电动机额定功率之和，KW。

P max 最大电动机的额定功率，kW。

MY-0.3/0.66KV电缆载流量

2、按正常工作时电压损失确定电缆截面

⑴变压器中的电压损失计算

△U B%=β（U R cosφ+U X sinφ）

△U B=△U B%·U2N/100

式中：β变压器的负荷系数，β=I N/I2N

I N 变压器正常运行时低压侧负荷电流，安；

I2N 变压器低压侧额定电流，安；

U R 变压器额定负荷时变压器中的电阻压降百分数，U R=[△P/(10·S N)]%；

△P为变压器的短路损耗；

U X 变压器额定负荷时变压器中的电抗压降百分数，

U X=(U K2-U R2)1/2

cosφ、sinφ变压器负荷中的功率因数；

U2N 变压器二次侧额定电压，伏。

⑵电缆中电压损失计算

三相的线电压损失为：

△U=√3(IRcosφ+IXsinφ)伏

式中：R 导线电阻，欧；

X 导线电抗，欧。

对于井下低压网络，通常忽略掉电抗电压损失部分，作近似计算，△U=√3·IRcosφ伏

以R=L/γS代入上式得：

ΔU=√3·I·Lcosφ/γS伏

式中：I 流过电缆的负荷电流，安；

L 电缆线路的长度，米

γ电导率，铜芯软电缆取42.5；铜芯铠装电缆取48.5；

S 导线截面，mm2；

cosφ电动机功率因数。

从上式可以看出，当线路的长度、材料、负荷电流及电压损失一定的情况下，可以求出导线截面S的大小。

如用负荷功率代替负荷电流，则可得计算电缆支线(即该电缆只带一个负荷)的电压损失公式为：

ΔU Z=k f P e L z×103/γU e S zηd

式中：ΔU Z 支线电缆电压损失，伏；

k f 负荷率；即用电设备实际负荷与额定负荷之比。一般取0.7～0.8；

P e 电动机额定功率，KW；

L z 支线电缆长度，米；

γ电导率，m/Ω·mm2

S z 支线电缆导线截面，mm2

ηd 电动机效率。

当电缆带几个负荷时，则可得电缆干线的电压损失公式为：

ΔU G=k f∑P e L G×103/γU e S Gηpj

或ΔU G=k x∑P e L G×103/γU e S G

ΔU G 干线电缆电压损失，伏；

k x 需用系数；

∑P e 电缆负荷的总额定功率，KW；

S G 干线电缆导线截面，mm2

ηpj 电动机的加权平均效率。

以上是采区低压电网电压损失计算方法，主要由三部分组成：变压器绕组中的电压损失△U B、干线电缆的电压损失ΔU G、支线电缆的

电压损失ΔU Z。

以上三种电压损失之和∑△U应不大于规程规定的电压损失值△U Y。即：

ΔU B+ΔU G+ΔU Z=∑△U≤△U Y=U2e-U D

式中：U2e 变压器二次额定电压，它约等于1.05Ue，Ue为电网额定电压，伏；

U D 在正常工作时，电动机端子上的最低允许电压，伏；

△U Y 采区电网最大允许电压损失。

在电网不同额定电压Ue时，U2e、U D及△U Y值