采区供电设计采区高压电缆的选择

采区供电设计之采区高压电缆的选择

采区高压电缆的选择相对下井主电缆的选择来讲更加简单，主要从三个方面来选择。

1、按持续允许电流来选择电缆截面

KI p≥Ia

式中：I p 空气温度为25℃时，电缆允许截流量，安；对不同绝缘的高压电缆可查表12-2-5～12-2-7；12-2-21(交联电缆)

K 温度校正系数；可查表12-2-25；电缆线芯最高允许工作温度65℃，周围环境温度25℃，故可K取1。

Ia 通过电缆的最大持续工作电流，安。

2、按电缆首端在系统最大运行方式时发生三相短路，应满足热稳定的要求。

⑴热稳定系数法。此方法较简单，一般在纸绝缘电缆的热稳定计算中采用此法。(目前不用)

A min≥I K(3)(t j)1/2/C

式中：A min 电缆短路时热稳定要求的最小截面，mm2；

I K(3) 三相最大稳态短路电流，安；

t j 短路电流作用的假想时间，秒；井下中央变馈出线整定时间一般取瞬动，故t j 值为0.25秒。

C 热稳定系数，查表10-3-3。

⑵按电缆的允许短路电流法。此法较复杂，主要用于交联聚乙烯电缆的热稳定计算。

①允许短路电流计算

I SC={C C/(r20at)*ln{[1+α(θSC-20)]/ [1+α(θ0-20)]}}1/2

式中：I SC 允许短路电流，安；

θSC 电缆允许短路温度，℃；交联电缆为230℃；油浸纸绝缘电缆为220℃。

θ0短路前电缆温度；℃；可取65℃

r20 20℃时每厘米电缆导线的交流电阻，Ω/cm;

α导体电阻的温度系数，20℃时：铜：0.00393 1/℃；铝：0.00403 1/℃；都近似于0.004；

C C 每厘米电缆导线的电容，焦耳/厘米3·℃；铜：3.5；铝：2.48；

t 短路时间，秒；为保护整定时间和开关动作时间之和。取0. 5秒或0.75秒。

②导线交流电阻计算

每厘米导线交流电阻r按下式计算：

r=r′(1+Y S+Y P)

式中：r 每厘米电缆导线交流电阻，Ω/cm;

r′每厘米电缆导线直流电阻，Ω/cm;

Y S 集肤效应系数；

Y P 邻近效应系数。

③集肤效应和邻近效应系数计算

见第十二章 5-12-59页12-2-3和12-2-4两式。

④导线直流电阻计算

每厘米电缆导线直流电阻r′按下式计算

r′=ρ20/A[1+α(θ-20)]K1K2K3

式中：ρ20 导线材料在20℃下的电阻系数；铜芯：1.84×10-6Ω·cm2/cm；铝芯：

3.10×10-6 Ω·cm2/cm；

A 导线截面积，cm2

α 20℃时的电阻温度系数；

θ电缆导线温度，℃；6KV取65℃，10KV取60℃；

K1 扭绞系数，一般取：1.012

K2 成缆系数，一般取：1.007

K3 紧压效应系数，一般取：1.01

⑶按正常负荷校验电压损失

△U%=1000/10·U N2·P·L(R0+X0tanφ)=K·P·L

式中：K 每兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失的百分数，6KV时，K=2.78(R0+X0tan φ)；10KV时，K=1·(R0+X0tanφ)。

在不同功率因数及不同电缆截面时的数据可查表10-3-6及10-3-7

U N 额定电压，KV；

P 电缆输送的有功功率，兆瓦；

L 电缆线路长度，公里；

R0、X0 电缆单位长度的电阻及电抗，Ω/km。不同截面电缆数据不一样。(可查参考文献3附录二表2-2)

高压系统正常电压损失不超过7%，故障状态下不得超过10%

设计时按7%校验。电压损失应从地面变电所算起至采区变电所母线止，而不是从中央变起至采变。

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。

橡套电缆按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；