矿井供电计算方法

一、负荷计算与变压器选择

工作面电力负荷计算是选择变压器和移动变电站台数、容量的依据，也是配电网络计算的依据之一。

1、负荷统计

按表1-1内容，把工作面的每一种负荷进行统计。

表1-1 工作面负荷统计表格式

平均功率因数计算公式：

en

e e en

en e e e e pj

P P P P P P ++++++=

...cos ...cos cos

cos

21221

1

加权平均效率计算公式：

en

e e en

en e e e e pj P P P P P P ++++++=

...η...ηηη212211

2、负荷计算

1）需用变压器容量

b

S 计算值为：

pj

e x

b P

K S cos

∑= ()

KVA

2）单体支架各用电设备无一定顺序起动的一般机组工作面，按下式计算需用系数：

∑

max

714

.0286.0e x P P K +=

3）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，按下式计算需用系数：

∑+=e x P P K max

6

.04.0

max

P ——最大一台电动机功率，kw 。

①适用一般机组工作面 K x = + ×P max

∑P e [煤矿供电手册(矿井供电下

10-3-2)]

②适用机械化采煤工作面 K x = + ×P max

∑P e [煤矿供电手册(矿井供电

下10-3-3)]

③cos φpj = ∑(P i ×cos φei )

∑P i [煤矿综采连实用电工技术(3-3-3)]

④K b = K x ×∑P e cos φpj

[煤矿供电手册(矿井供电下10-3-1)]

井下其它用电设备需用系数及平均功率因数表

二、高压电缆选择计算和校验 1、按长时负荷电流选择电缆截面

长时负荷电流计算方法：

pj

pj

e x e g U k P I ηcos 3103

∑

×=

e

P ——高压电缆所带的设备额定功率之和kw ；（见变压器负荷统计

中的结果）

x

k ——需用系数；计算和选取方法同前。（见变压器负荷统计中的结

果）

e

U ——高压电缆额定电压(V) V 10000、V 6000；

pj

ϕcos ——加权平均功率因数； （见变压器负荷统计中的结果）

pj

η——加权平均效率。I g = ∑Pe ×Kx ×1033×Ue ×cos φpj ×ηpj

[煤矿综采连使

用电工技术(3-5)] 2、电缆截面的选择 选择要求是：

g

y I KI ≥

―> 长时最大允许负荷电流应满足： K I I g

y ≥

，初步筛选出符合条

件的电缆

g I ——电缆的工作电流计算值，A ；

y

I ——环境温度为

C o 25时电缆长时允许负荷电流，A ； K ——环境温度校正系数。

不同环境温度下的电缆载流量修正系数K

3、按经济电流密度选择高压电缆截面

j

I ——经济电流密度；

n ——同时工作电缆的根数。

经济电流密度选择表

j

g j I n

I A =

备注：年最大负荷利用小时数一班作为1000～3000h ，两班作业为3000～5000h ，三班作业为5000h 以上。

经济截面是指按降低电能损耗、降低线路投资、节约有色金属等因素，综合确定的符合总经济利益的导体截面。与经济截面相应的电流密度，叫做经济电流密度。

4、按热稳定校验电缆截面

C

t I

A f

d

)3(min =

min A ——电缆短路时热稳定要求的最小截面，2mm ；

)3(d

I ——三相最大稳态短路电流，A ；

计算方法：

P

s

d

U S I

3)3(=

s

S ——变电所母线的短路容量，MVA ；一般指地面变电所KV 6，

KV 10和井下中央变电所KV 6，KV 10母线的短路容量，计算地面

高低压短路电流时，以地面变电所KV 6，KV 10母线为基准。计算井下高低压短路电流时，以井下变电所KV 6，KV 10母线为基准。

p

U ——平均电压 , KV ；

f

t ——短路电流作用的假想时间；

C ——电缆芯线热稳定系数。

铜芯高压电缆热稳定系数表

对向单台或两台高压电动机供电的电缆，一般取电动机的额定电流之和；对向一个采区供电的电缆，应取采区最大电流；而对并列运行的电缆线路，则应按一路故障情况加以考虑。

5、按允许电压损失校验高压电缆截面

高压电缆电压损失计算方法：

()tan 10%Δ2

X R U pL U e g

g +=

P ——高压电缆所带的负荷计算功率kw ；

∑e

x P K P =; ∑e P ——高压电缆带的所有设备额定功率之和，kw ；

x K ——需用系数，计算和选取方法同前；

tan ——电网平均功率因数对应的正切值；

1cos 1

tan 2= e U ——高压额定电压kV 6，kV 10；

R ，X ——所选高压电缆的每公里电阻和电抗()kM /Ω；

g

L ——高压电缆长度km 。

注：电压损失正常情况下不得超过7％，故障状态下不超过10％。

①I g = ∑Pe ×Kx ×1033×Ue ×cos φpj ×ηpj

[综采技术手册(下p1461)]