煤礦采區(qū)供電設計所需原始資料
在進行井下采區(qū)供電設計時，必須首先收集以下原始資料，作為設計的依據(jù)。
(1)礦井的瓦斯等級，采區(qū)煤層走向、傾角，煤層厚度、煤質硬度、頂?shù)装迩闆r、支護方式。
(2)采區(qū)巷道布置，采區(qū)區(qū)段數(shù)目、區(qū)段長度、走向長度、采煤工作面長度，采煤工作面數(shù)目，巷道斷面尺寸。
(3)采煤方法，煤、矸、材料的運輸方式，通風方式。
(4)采區(qū)機械設備的布置，各用電設備的詳細技術特征。
(5)電源情況。了解采區(qū)附近現(xiàn)有變電所及中央變電所的分布情況，供電距離、供電能力及高壓母線上的短路容量等情況。
(6)采區(qū)年產(chǎn)量、月產(chǎn)量、年工作時數(shù)，電氣設備的價格、當?shù)仉妰r、硐室開拓費用、職工人數(shù)及平均工資等資料。
此外，在做井下采區(qū)供電設計時還需要準備下述資料：
《煤礦安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》、《煤礦井下供電設計技術規(guī)定》、《礦井低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則》、《礦井保護接地裝置安裝、檢查、測定工作細則》、《煤礦井下檢漏繼電器安裝、運行、維護與檢修細則》、《煤礦電工手冊》第二分冊(下)、《中國煤炭工業(yè)產(chǎn)品大全》、各類有關的電氣設備產(chǎn)品樣本、各類供電教材。
煤礦采區(qū)供電設計供電系統(tǒng)的擬定
擬定采區(qū)供電系統(tǒng)，就是確定變電所內高、低壓開關和輸電線路及控制開關的數(shù)量。在擬定供電系統(tǒng)時，應考慮以下原則：
(1)在保證供電安全可靠的前提下，力求所用的開關、起動器和電纜等設備最少;
(2) 原則上一臺起動器只控制一臺低壓設備;一臺高壓配電箱只控制一個變壓器。當高壓配電箱或低壓起動器三臺及以上時，應設置進線開關;采區(qū)為雙電源供電時，應設置兩臺進線高壓配電箱。
(3)當采區(qū)變電所的動力變壓器多于一臺時，應合理分配變壓器的負荷，原則上一臺變壓器負擔一個工作面的用電設備;且變壓器最好不并聯(lián)運行;
(4)由工作面配電點到各用電設備宜采用輻射式供電，上山及順槽的輸送機宜采用干線式供電;供電線路應走最短的路線，但應注意回采工作面(機采除外)、軌道上下山等處不應敷設電纜，溜放煤、矸、材料的溜道中嚴禁敷設電纜，并盡量避免回頭供電;
(5)大容量設備的起動器應靠近配電點的進線端，以減小起動器間電纜的截面;
(6)低瓦斯礦井掘進工作面的局部通風機，可采用裝有選擇性漏電保護裝置的供電線路供電，或采用掘進與采煤工作面分開供電;
(7)瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中，掘進工作面的局部通風機都應實行三專(專用變壓器、專用開關、專用線路)供電;
(8)局部通風機與掘進工作面的電氣設備，必須裝有風電閉鎖裝置。瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中的所有掘進工作面應裝設兩閉鎖(風電閉鎖、瓦斯電閉鎖)設施。因此，在掘進工作面的供電線路上應設一臺閉鎖用的磁力起動器，或專用的風電閉鎖裝置。
(9)局部通風機無論在工作或交接班時，都不準停風。因此要在專用變壓器與采區(qū)變電所內其他任意一臺變壓器之間加設聯(lián)絡開關。平時斷開，在試驗局部通風機線路的漏電保護時，合上聯(lián)絡開關，以防局部通風機停電;
(10)采區(qū)變電所、上山絞車房、裝車站及綜采工作面應設照明燈。
當供電系統(tǒng)有多種可行方案時應經(jīng)過技術經(jīng)濟比較后擇優(yōu)選擇。
煤礦采區(qū)供電設計低壓電纜的選擇
低壓電纜又分為支線和干線兩種。支線是指起動器到電動機的電纜，向單臺電動機供電;干線是指分路開關到起動器的電纜，向多臺電動機供電。低壓電纜的選擇就是確定各低壓電纜的型號、芯線數(shù)、長度和截面等。
一、低壓電纜型號、芯數(shù)和長度的確定
1.低壓電纜型號的選擇
電纜的型號主要依據(jù)其電壓等級、用途和敷設場所等條件來決定。煤礦井下所選電纜的型號必須符合《煤礦安全規(guī)程》的有關規(guī)定。礦用低壓電纜的型號，一般按下列原則確定：
(1)支線一律采用阻燃橡套電纜。1140V設備及采掘工作面的660V和380V設備，必須用分相屏蔽阻燃橡套電纜;移動式和手持式電氣設備，應使用專用的橡套電纜。
(2)固定敷設的干線應采用鎧裝或非鎧裝聚氯乙烯絕緣電纜;對于半固定敷設的干線電纜，為了移動方便一般選用阻燃橡套電纜，也可選用上述鎧裝電纜。
(3)采區(qū)低壓電纜嚴禁采用鋁芯。
(4)電纜應帶有供保護接地用的足夠截面的導體。
(5)照明、通信和控制用電纜，固定敷設時應采用鎧裝電纜、阻燃橡套電纜或礦用塑料電纜;非固定敷設時應采用阻燃橡套電纜。
礦用電纜的型號規(guī)格見表7-6～表7-7。
2.確定電纜的芯線數(shù)目
(1)干線用的鎧裝電纜選三芯電纜，非鎧裝電纜選用四芯電纜。
(2)支線用電纜就地控制(控制按鈕在起動器上)時，一般采用四芯電纜;遠方控制和聯(lián)鎖控制(控制按鈕在工作機械上)時，應根據(jù)控制要求增加控制芯線的根數(shù)。注意電纜中的接地芯線，除用作監(jiān)測接地回路外，不得兼作其他用途。
(3)信號電纜芯線根數(shù)要按控制、信號、通訊系統(tǒng)的需要決定，并留有備用芯線。
3.確定電纜長度
就地控制的支線電纜長度，一般取5m～10m。其它電纜因吊掛敷設時會出現(xiàn)彎曲，所以電纜的實際長度L應按式(7-8)計算。即
L=KmLm(7-8)
式中Lm——電纜敷設路徑的長度，m;
Km——電纜彎曲系數(shù)，橡套電纜取1.1，鎧裝電纜取1.05。
為了便于安裝維護和便于設備移動，確定電纜長度時還應考慮以下兩點：
(1)移動設備的電纜，須增加機頭部分活動長度3m～5m余量。
(2)當電纜有中間接頭時，應在電纜兩端頭處各增加3m余量。
二、低壓電纜主芯線截面的選擇
低壓電纜主芯線截面必須滿足以下幾個條件：
(1)正常工作時，電纜芯線的實際溫度應不超過電纜的長時允許溫度，所以應保證流過電纜的最大長時工作電流不得超過其允許持續(xù)電流。
(2)正常工作時，應保證供電網(wǎng)所有電動機的端電壓在95%～105%的額定電壓范圍內，個別特別遠的電動機端電壓允許偏移8%～10%。
(3)距離遠、功率大的電動機在重載情況下應保證能正常起動，并保證其起動器有足夠的吸持電壓。
(4)所選電纜截面必須滿足機械強度的要求。
在按上述條件選擇低壓電纜主芯線的截面時，支線電纜一般按機械強度初選，按允許持續(xù)電流校驗后，即可確定下來。選擇干線電纜主芯線截面時，如干線電纜不長，應先按電纜的允許持續(xù)電流初選;當干線電纜較長時，應先按正常時的允許電壓損失初選;然后再按其他條件校驗。
某煤礦供電系統(tǒng)設計計算示例之一
一、供電系統(tǒng)的擬定
1、地面主供電線路(詳見供電系統(tǒng)圖)
根據(jù)《煤礦規(guī)程》第四百四十一條規(guī)定，結合某煤礦的實際情況，現(xiàn)擬定礦井供電線路為兩條，一是由某地(1)變電站向某煤礦地面配電室輸送的6KV供電線路;二是由某地(2)變電站向某煤礦地面配電室輸送的6KV供電線路。
2、礦井主供電線路詳見供電系統(tǒng)圖)
根據(jù)《煤礦規(guī)程》第四百四十一條規(guī)定，結合五一煤礦的實際情況，現(xiàn)擬定礦井供電線路為兩條，
第一條：采用ZLQ50mm2鎧裝電纜從地面10KV站向+510中央變電所供6000V電源，電纜長度為1200m。
第二條：采用ZLQ35mm2鎧裝電纜從地面10KV站向+350中央變電所供6000V電源，電纜長度為1700m。
第三條：采用ZLQ35mm2鎧裝電纜從地面10KV站向+200中央變電所供6000V電源，電纜長度為2200m;從+200中央變電所采用VUZ35mm2鎧裝電纜向南翼采區(qū)變電所供6000V電源，電纜長度為2300m。
3、聯(lián)絡電纜供電情況：
+510水平中央變電所與+350水平中央變電所聯(lián)絡供電采用ZLQ35mm2鎧裝電纜，電纜長度為500m;+350水平中央變電所與+200水平中央變電所的聯(lián)絡供電采用ZLQ35mm2鎧裝電纜，電纜長度為500m。
二、各中央變電所變壓器容量的計算
1、+510中央變電所變壓容量的計算
P510=ΣPeKx÷Cosψpj
其中ΣPe=P1+P2+P3，
P1=130KW為2m絞車負荷;
P2=75KW為1.2m人車負荷;
P3=30KW為照明等其它負荷。則
ΣPe=130+75+30=255KW;Kx=0.7，Cosψpj=0.7
P510=235×0.7÷0.7
=235KVA>180KVA。
由于考慮到1.2m絞車是專提升人員用，故該變電所采用兩臺變壓器分別向2m絞車和1.2m絞車供電。即一臺180KVA和一臺100KVA的變壓器。因此完全能夠滿足生產(chǎn)需要。
2、目前+350水平中央變電所變壓器容量的計算
P350前=ΣPeKx÷Cosψpj
其中ΣPe=P1+P2+P3+P4+P5，
P1=250KW為D280×43×5的主排水泵負荷;
P2=155KW為150D30×7排水泵的負荷;
P3=130KW為壓風機負荷;
P4=110KW為1.6m人車負荷;
P5=15×2=30KW為充電設備及照明等其它負荷;則
ΣPe=250+155+130+110+30=675KW;Kx=0.85，Cosψpj=0.8
P350前=675×0.85÷0.8
=717.8KVA。
由于該中央變電所，目前有比較多的大容量設備，因此，選用三變壓器，兩臺320KVA和一臺200KVA的變壓器。其中一臺320KVA的變壓器供200D43×5的水泵250KW電動機的電;另一臺320KVA的變壓器供壓風機130KW和1.6m人車130KW電動機的電;一臺200KVA的變壓器供兩臺150D30×7的水泵155KW電動機的電，兩臺水泵一臺排水，一臺備用。
3、南翼投產(chǎn)后+350中央變電所變壓器的容量計算
由于南翼投產(chǎn)后兩臺壓風機已搬至南翼采區(qū)變電所，因此，+350中央變電所的負荷發(fā)生變化，其變化后的情況如下：
P350后=ΣPeKx÷Cosψpj
其中ΣPe=P1+P2+P3+P4，
P1=250KW為D280×43×5的主排水泵負荷;
P2=155KW為150D30×7的排水泵負荷;
P3=110KW1.6m人車負荷;
P4=15×2=30KW為充電設備及照明等其它負荷;則
ΣPe=250+155+110+30=545KW;Kx=0.85，Cosψpj=0.8
P350后=545×0.85÷0.8
=579KVA。
由于該中央變電所有比較多的大容量設備，而且又有主排水設備，因此，選用兩臺320KVA變壓器。其中一臺320KVA的變壓器供200D43×5的水泵250KW電動機的電;另一臺320KVA的變壓器供1.6m人車110KW電動機的電和兩臺150D30×7的水泵155KW電動機的電;兩臺水泵一臺排水，一臺備用。
4、+200水平中央變電所變壓器容量的計算
P200=ΣPeKx÷Cosψpj
其中ΣPe=P1+P2+P3，
P1=250KW為D280×43×5的主排水泵負荷;
P2=155KW為150D30×7的排水泵負荷;
P3=70KW為充電設備及照明等其它負荷;則
ΣPe=250+155+70=475KW;Kx=0.85，Cosψpj=0.8
P200=475×0.85÷0.8
=504.7KVA。
由于該中央變電所擔負著南翼主排水任務。因此，選用兩臺315KVA變壓器，其中一臺315KVA的變壓器供200D43×5的水泵250KW電動機的電;另一臺315KVA的變壓器供兩臺150D30×7的水泵155KW電動機的電，兩臺水泵一臺排水，一臺備用。
5、南翼采區(qū)變電所變壓器容量的計算
P南翼=ΣPeKx÷Cosψpj
其中ΣPe=P1+P2+P3+P4+P5+P6，
P1=130KW為壓風機負荷;
P2=40×2=80KW為兩個采煤工作面40型電刮板運輸機的負荷;
P3=30×2=60KW為兩個采煤工作面泵站的負荷;
P4=17×2=34KW為兩個掘進磧頭裝巖機的負荷;
P5=25×2=50KW為兩個掘進磧頭內齒輪絞車的負荷;
P6=70KW為各工作面和掘進磧頭的干變、水泵、煤電鉆、局扇以及硐室照明等其它負荷;則
ΣPe=130+88+60+34+50+70=432KW;Kx=0.7，Cosψpj=0.8
P南翼=432×0.7÷0.8
P南翼=378KVA。
由于該采區(qū)變電所擔負著南翼主生產(chǎn)任務。因此，選用一臺320KVA變壓器和一臺180KVA的變壓器，320KVA的變壓器供壓風機及充電設備的電;180KVA的變壓器供兩個掘進磧頭和采煤工作面所有設備的電。
三、按經(jīng)濟電流密度校驗各主輸電電纜載面
1、+510中央變電所主輸電電纜截面的校驗
①、+510中央變所兩臺壓器無功功率的計算
Q510=Q1+Q2
Q1=I0%×Pe÷100+ux%×Pe(P÷Pe)2÷100式中：I0%=6，Pe=180，ux%=4.5，P=130
Q1=6×180÷100+4.5×180(130÷180)2÷100
=10.8+4.225
=15.025
Q2=I0%×Pe÷100+ux%×Pe(P÷Pe)2÷100 式中：I0%=6，Pe=100，ux%=4.5，P=75
Q2=6×100÷100+4.5×100(75÷100)2÷100
=6+2.53
=8.53
Q510=Q1+Q2
=15.025+8.53
=23.56(千乏)
?、?、計算+510中央變電所的最大長時負荷電流
Ig510=√(P5102+Q5102 )÷(√3 ×U ) 式中:P510=235KW，Q510=23.56千乏,
U=6
Ig510 =√(2352+23.562)÷(√3 ×6)
=236 ÷10.39
=22.7(A)
?、邸唇?jīng)濟電流密度校驗電纜截面
S510=Ig510÷Jn式中：Ig510=22.7A，Jn=1.15
S510=22.7÷1.15
=19.7(A)
根據(jù)計算電流19.7A查電工手冊可選取電纜截面為10mm2電纜，允許電流為65A，而現(xiàn)使用的電纜截面為50mm2，允許電流為135A，能繼續(xù)使用，但不經(jīng)濟。
2、目前+350中央變電所主輸電電纜截面的校驗
①、+350中央變所三臺壓器無功功率的計算
Q350前=Q1+Q2+Q3
Q1=I0%×Pe÷100+ux%×Pe(P÷Pe)2÷100 式中：I0%=5.5，
Pe=320，ux%=4.5，P=310
Q1=5.5×320÷100+4.5×320(310÷320)2÷100
=17.6+13.5
=31.1
Q2=I0%×Pe÷100+ux%×Pe(P÷Pe)2÷100 式中：I0%=5.5，
Pe=320，ux%=4.5，P=260
Q2=5.5×320÷100+4.5×320(260÷320)2÷100
=17.6+13.5
=31.1
Q3=I0%×Pe÷100+ux%×Pe(P÷Pe)2÷100 式中：I0%=5.5，
Pe=200，ux%=4.5，P=185
Q3=5.5×200÷100+4.5×200(185÷200)2÷100
=11+7.7
=18.7
Q350前=Q1+Q2+Q3
=31.1+31.1+18.7
=80.9(千乏)
?、?、計算目前+350中央變電所的最大長時負荷電流
Ig350前=√(P350前2+Q350前2)÷(√3×U)式中:P350前=717.8KW，
Q350前=80.9千乏,
U=6
Ig350前=√(717.82+80.92)÷(√3×6)
=69.52(A)
?、?、按經(jīng)濟電流密度校驗電纜截面
S350前=Ig350前÷Jn式中：Ig350前=69.52A，Jn=1.15
S350前=69.52÷1.15
=60.5(A)
根據(jù)計算電流60.5A查電工手冊可選取電纜截面為16mm2電纜，允許電流為65A,而現(xiàn)使用的電纜截面為35mm2，允許電流為105A,能繼續(xù)使用,但不經(jīng)濟。
3、南翼投產(chǎn)后+350中央變電所主輸電電纜截面的校驗
①、南翼投產(chǎn)后+350中央變所二臺壓器無功功率的計算
Q350后=Q1+Q2
Q1=I0%×Pe÷100+ux%×Pe(P÷Pe)2÷100 式中：I0%=5.5，
Pe=320，ux%=4.5，P=280
Q1=5.5×320÷100+4.5×320(280÷320)2÷100
=17.6+11
=28.6
Q2=I0%×Pe÷100+ux%×Pe(P÷Pe)2÷100 式中：I0%=5.5，
Pe=320，ux%=4.5，P=260
Q2=5.5×320÷100+4.5×320(260÷320)2÷100
=17.6+13.5
=31.1
Q350后=Q1+Q2
=28.6+31.1
=59.7(千乏)
?、凇⒂嬎阃懂a(chǎn)后+350中央變電所的最大長時負荷電流
Ig350后=√(P350后2+Q350后2)÷(√3×U)式中:P350后=579KW，
Q350后=59.7千乏,
U=6
Ig350后=√(5792+59.72)÷(√3×6)
=56(A)
③、按經(jīng)濟電流密度校驗電纜截面
S350后=Ig350后÷Jn式中：Ig350后=56A，Jn=1.15
S350后=56÷1.15
=48.7(A)
根據(jù)計算電流48.7A查電工手冊可選取電纜截面為16mm2電纜，允許電流為65A,而現(xiàn)使用的電纜截面為35mm2，允許電流為105A,能繼續(xù)使用,但不經(jīng)濟。
4、南翼投產(chǎn)后采區(qū)變電所主輸電電纜截面的校驗
?、?、南翼投產(chǎn)后采區(qū)變所二臺壓器無功功率的計算
Q南=Q1+Q2
Q1=I0%×Pe÷100+ux%×Pe(P÷Pe)2÷100 式中：I0%=5.5，
Pe=320，ux%=4.5，P=250
Q1=5.5×320÷100+4.5×320(250÷320)2÷100
=17.6+8.8
=26.4
Q2=I0%×Pe÷100+ux%×Pe(P÷Pe)2÷100 式中：I0%=5.5，
Pe=180，ux%=4.5，P=174
Q2=5.5×180÷100+4.5×180(174÷180)2÷100
=9.9+7.5
=17.4
Q南=Q1+Q2
=26.4+17.4
=43.8(千乏)
?、?、計算南翼投產(chǎn)后采區(qū)變電所的最大長時負荷電流
Ig南=√(P南2+Q南2)÷(√3×U)式中:P南=378KW，
Q南=43.8千乏,
U=6
Ig南=√(3782+43.82)÷(√3×6)
=380.5÷10.39
=36.6(A)
?、邸唇?jīng)濟電流密度校驗電纜截面
S南=Ig350后÷Jn式中：Ig南=36.6A，Jn=1.15
S南=36.6÷1.15
=31.8(A)
根據(jù)計算電流31.8A查電工手冊可選取電纜截面為10mm2電纜，允許電流為48A，而現(xiàn)使用的電纜截面為35mm2，允許電流為105A,能繼續(xù)使用，但不經(jīng)濟。
5、南翼投產(chǎn)后+200中央變電所主輸電電纜截面的校驗
?、佟⒛弦硗懂a(chǎn)后+350中央變所二臺壓器無功功率的計算
Q200=Q1+Q2
Q1=I0%×Pe÷100+ux%×Pe(P÷Pe)2÷100 式中：I0%=5.5，
Pe=320，ux%=4.5，P=250
Q1=5.5×320÷100+4.5×320(250÷320)2÷100
=17.6+8.8
=26.4
Q2=I0%×Pe÷100+ux%×Pe(P÷Pe)2÷100 式中：I0%=5.5，
Pe=320，ux%=4.5，P=225
Q2=5.5×320÷100+4.5×320(225÷320)2÷100
=17.6+7.1
=24.7
Q200=Q1+Q2
=26.4+24.7
=51.1(千乏)
②、計算投產(chǎn)后+200中央變電所的最大長時負荷電流
Ig200=√(P2002+Q2002 )÷(√3×U)+Ig南 式中:P200=504KW，
Q200=51.1千乏，U=6，Ig南=36.6
Ig200=√(5042+51.12)÷(√3×6)+36.6
=85.3(A)
?、?、按經(jīng)濟電流密度校驗電纜截面
S200=Ig200÷Jn 式中：Ig200=Ig200+Ig南=48.7+36.6=85.3A，Jn=1.15
S200=85.3÷1.15
=74.2(A)
根據(jù)計算電流74.2A查電工手冊可選取電纜截面為25mm2電纜，允許電流為95A,而現(xiàn)使用的電纜截面為35mm2，允許電流為105A,能繼續(xù)使用,但不經(jīng)濟。
6、按經(jīng)濟電流密度校驗+510與+350聯(lián)洛電纜的載面
①、根據(jù)+510或+350水平的經(jīng)濟電流密度校驗聯(lián)絡電纜截面
若因向+510或+350主供電電纜任何一路出現(xiàn)電纜故障時，啟用聯(lián)絡電纜，這時聯(lián)絡電纜則擔分別任+510或+350水平的負荷。
根據(jù)計算電流 Ig510= 22.7A;Ig350前=69.5A;Ig350后=65A;查電工手冊可選取電纜截面為25mm2電纜，其長時允許電流為95A;而現(xiàn)使用的聯(lián)絡電纜截面為35mm2，其長時允許電流為105A;因此，現(xiàn)使用ZLQ35mm2鎧裝聯(lián)絡電纜符合供電要求，可以繼續(xù)使用，但不經(jīng)濟。
②、根據(jù)經(jīng)濟電流密度校驗+510、+350主輸電電纜的截面
若因向+510或+350主供電電纜任何一路出現(xiàn)電纜故障時，啟用聯(lián)絡電纜，這時任何路主輸電電纜就要擔負+510和+350兩個水平的全部負荷，則主輸電電纜電流為兩個水平高壓電流之和。
Ig=Ig350+Ig510Ig350=69.5A，Ig510=22.7A
Ig=22.7+69.5=92.2(A)
根據(jù)計算電流92.2A，查電工手冊可選取電纜截面為25mm2電纜，其長時允許電流為95A;而現(xiàn)使用的主輸電電纜截面為35mm2，其長時允許電流105A;因此，現(xiàn)使用ZLQ35mm2鎧裝主輸電電纜符合供電要求，可以繼續(xù)使用。
7、根據(jù)經(jīng)濟電流密度校驗+350與+200聯(lián)洛電纜的載面
①、根據(jù)+350或+200水平的經(jīng)濟電流密度校驗聯(lián)絡電纜截面
若因向350或+200主供電電纜任何一路出現(xiàn)電纜故障時，啟用聯(lián)絡電纜，這時聯(lián)洛電纜則擔分別任+350或+200水平的負荷。
根據(jù)計算電流Ig350后=65A;Ig200=85.3A;查電工手冊可選取電纜截面為25mm2電纜，其長時允許電流為95A;而現(xiàn)使用的聯(lián)絡電纜截面為35mm2，其長時允許電流為105A;因此，現(xiàn)使用ZLQ35mm2鎧裝聯(lián)洛電纜符合供電要求，可以繼續(xù)使用。
?、?、根據(jù)經(jīng)濟電流密度校驗+350、+200主輸電電纜的截面
若因向+350或+200供電電纜任何一條出現(xiàn)電纜故障時，啟用聯(lián)絡電纜，這時任何一條主輸電電纜就要擔負+350和+200兩個水平的全部負荷，則主輸電電纜電流為兩個水平高壓電流之和。
Ig=Ig350+Ig200Ig350=65A，Ig200=85.3A
Ig=65+85.3=150.3(A)
根據(jù)計算電流150.3A，查電工手冊可選取電纜截面為70mm2電纜，其長時允許電流為165A;而現(xiàn)使用的主輸電電纜截面為35mm2，其長時允許電流105A;因此，+350和+200兩個水平現(xiàn)使用的ZLQ35mm2鎧裝主輸電電纜不能擔負兩水平的全部負荷，使用聯(lián)絡時，不能滿足正常生產(chǎn)的需要。
某煤礦供電系統(tǒng)設計計算示例之二
四、按長時允許電流校驗各主輸電電纜載面
1、按長時允許電流校驗+510中央變電所主輸電電纜截面
根據(jù)計算電流Ig510=22.7A，查電工手冊可選取電纜截面為10mm2電纜，其長時允許電流為48A;而現(xiàn)使用的電纜截面為50mm2，其長時允許電流為135A;因此，現(xiàn)使用ZLQ50mm2鎧裝電纜符合供電要求，可以繼續(xù)使用。
2、按長時允許電流校驗+350中央變電所主輸電電纜截面
根據(jù)計算電流Ig=69.5A，查電工手冊可選取電纜截面為25mm2電纜，其長時允許電流為95A;而現(xiàn)使用的電纜截面為35mm2，其長時允許電流為105A;因此，現(xiàn)使用ZLQ35mm2鎧裝電纜符合供電要求，可以繼續(xù)使用。
3、按長時允許電流校驗+200中央變電所主輸電電纜截面
根據(jù)計算電流Ig200=85.3A，查電工手冊可選取電纜截面為25mm2電纜，其長時允許電流為95A;而現(xiàn)使用的電纜截面為35mm2，其長時允許電流為105A;因此，現(xiàn)使用ZLQ35mm2鎧裝電纜符合供電要求，可以繼續(xù)使用。
4、按長時允許電流校驗南翼采區(qū)變電所主輸電電纜截面
根據(jù)計算電流Ig南=36.6A，查電工手冊可選取電纜截面為10mm2電纜，其長時允許電流為48A;而現(xiàn)使用的電纜截面為35mm2，其長時允許電流為105A;因此，現(xiàn)使用VUZ35mm2鎧裝電纜符合供電要求，可以繼續(xù)使用。
五、按長時允許電流校驗各聯(lián)絡電纜載面
1、按長時允許電流校驗+510與+350聯(lián)洛電纜載面
若因向+510或+350主供電電纜任何一路出現(xiàn)電纜故障時，啟用聯(lián)絡電纜，這時聯(lián)絡電纜則擔分別任+510或+350水平的負荷。
根據(jù)計算電流Ig510=22.7A，查電工手冊可選取電纜截面為10mm2電纜，其長時允許電流為65A;而現(xiàn)使用的聯(lián)絡電纜截面為35mm2，其長時允許電流為105A;因此，現(xiàn)使用ZLQ35mm2鎧裝聯(lián)絡電纜符合供電要求，可以繼續(xù)使用。
根據(jù)計算電流Ig350=69.5A，查電工手冊可選取電纜截面為25mm2電纜，其長時允許電流為95A;而現(xiàn)使用的聯(lián)絡電纜截面為35mm2，其長時允許電流為105A;因此，現(xiàn)使用ZLQ35mm2鎧裝聯(lián)洛電纜符合供電要求，可以繼續(xù)使用。
2、按長時允許電流校驗+510、+350主輸電電纜截面
若因向+510或+350主供電電纜任何一路出現(xiàn)電纜故障時，啟用聯(lián)絡電纜，這時任何路主輸電電纜就要擔負+510和+350兩個水平的全部負荷，則主輸電電纜電流為兩個水平高壓電流之和。
Ig=Ig350+Ig510Ig350=69.5A，Ig510=22.7A
Ig=22.7+69.5=92.2(A)
根據(jù)計算電流Ig=92.2A，查電工手冊可選取電纜截面為25mm2電纜，其長時允許電流為95A;而現(xiàn)使用的主輸電電纜截面為35mm2，其長時允許電流105A;因此，現(xiàn)使用ZLQ35mm2鎧裝主輸電電纜符合供電要求，可以繼續(xù)使用。
3、按長時允許電流校驗+350與+200聯(lián)洛電纜載面
若因向350或+200主供電電纜任何一路出現(xiàn)電纜故障時，啟用聯(lián)絡電纜，這時聯(lián)洛電纜則擔分別任+350或+200水平的負荷。
根據(jù)計算電流Ig350=69.5A，查電工手冊可選取電纜截面為25mm2電纜，其長時允許電流為95A;而現(xiàn)使用的聯(lián)絡電纜截面為35mm2，其長時允許電流為105A;因此，現(xiàn)使用ZLQ35mm2鎧裝聯(lián)洛電纜符合供電要求，可以繼續(xù)使用。
根據(jù)計算電流 Ig200= 85.3A，查電工手冊可選取電纜截面為25mm2電纜，其長時允許電流為95A;而現(xiàn)使用的電纜截面為35mm2，其長時允許電流為105A;因此，現(xiàn)使用ZLQ35mm2鎧裝聯(lián)絡電纜符合供電要求，可以繼續(xù)使用。
4、 按長時允許電流校驗+350、+200主輸電電纜截面
若因向+350或+200供電電纜任何一條出現(xiàn)電纜故障時，啟用聯(lián)絡電纜，這時任何一條主輸電電纜就要擔負+350和+200兩個水平的全部負荷，則主輸電電纜電流為兩個水平高壓電流之和。
Ig=Ig350+Ig200Ig350=69.5A，Ig200=85.3A
Ig=69.5+85.3=154.8(A)
根據(jù)計算電流154.8A，查電工手冊可選取電纜截面為70mm2電纜，其長時允許電流為165A;而現(xiàn)使用的主輸電電纜截面為35mm2，其長時允許電流105A;因此，+350和+200兩個水平現(xiàn)使用的ZLQ35mm2鎧裝主輸電電纜不能擔負兩水平的全部負荷，使用聯(lián)絡時，不能滿足正常生產(chǎn)的需要。
六、按輸電電壓損失校驗各主輸電電纜截面
1、按輸電電壓損失校驗+510主輸電電纜截面
①、計算+510輸電電壓損失
△UK=PL÷UeγS式中：P=235×103W，L=1200m，Ue=6000，
γ=28.8米/歐.毫米2，S=50mm2
△UK=235×103×1200÷(6000×28.8×50)
=32.6(V)
?、谟嬎?510容許電壓損失
根據(jù)有關規(guī)定截面為50mm2的高壓電纜電壓損失率為2.57%，則
△U=Ue×2.57%
=6000×2.57%
=154.2(V)>32.6V符合要求
2、按輸電電壓損失校驗+350主輸電電纜截面
?、佟⒂嬎?350輸電電壓損失
△UK=PL÷UeγS式中：P=579×103W，L=1700m，Ue=6000，
γ=28.8米/歐.毫米2，S=35mm2
△UK=579×103×1700÷(6000×28.8×35)
=162.7(V)
?、谟嬎?350容許電壓損失
根據(jù)有關規(guī)定截面為35mm2的高壓電纜電壓損失率為3.5%，則
△U=Ue×3.5%
=6000×3.5%
=210(V)>162.7V符合要求
3、按輸電電壓損失校驗+200主輸電電纜截面
?、?、計算+200輸電電壓損失
△UK=PL÷UeγS式中：P=504.7×103W，L=2200m，Ue=6000，
γ=28.8米/歐.毫米2，S=35mm2
△UK=504.7×103×2200÷(6000×28.8×35)
=183.5(V)
②計算+200容許電壓損失
根據(jù)有關規(guī)定截面為35mm2的高壓電纜電壓損失率為3.5%，則
△U=Ue×3.5%
=6000×3.5%
=210(V)>183.2V符合要求
4、按輸電電壓損失校驗南翼主輸電電纜截面
①、計算+南翼輸電電壓損失
△UK=PL÷UeγS式中：P=378×103W，L=4500m，Ue=6000，
γ=28.8米/歐.毫米2，S=35mm2
△UK=378×103×4500÷(6000×28.8×35)
=281(V)
?、谟嬎?200容許電壓損失
根據(jù)有關規(guī)定截面為35mm2的高壓電纜電壓損失率為5%，則
△U=Ue×5%
=6000×5%
=300(V)>281V 符合要求
七、按短路電流的熱效應校驗電纜截面
1、按短路電流的熱效應校驗+510電纜截面
?、佟⑦x取基準容量Sb=100MVA
計算6KV最遠點基準電流值
Ib=Sb÷√3Ub式中:Ub=6KV
Ib=100÷√3×6
= 9.6(KA)
?、?、計算電抗標么值
電力系統(tǒng):X1=Sb÷SK=100÷500=0.2
輸電線路:X2=0.957×1.2=1.148
X=(X1+X2)×S÷Sb=(0.2+1.148)×500÷100=6.74
?、?、計算電流標么值
根據(jù)計算電抗等于6.74大于3，故可按電源為無限容量的方法處理。
IS=I*0.2=I*無窮=1/X=1/6.74=0.148
?、堋⒂嬎愣搪冯娏?/p>
IS=I*0.2=I*無窮=0.148×500÷√3U式中:U=6KV
=0.148×500÷(√3×6)
=7.12(KA)
?、?、按熱效應校驗+510電纜截面
SZX=I無窮√tj÷C 式中：C=165，tj=0.2，
SZX=7120×√0.2÷165
=19.2(mm2)<50mm2 符合要求
2、按短路電流的熱效應校驗+350電纜截面
?、佟⑦x取基準容量Sb=100MVA
計算6KV最遠點基準電流值
Ib=Sb÷√3Ub式中:Ub=6KV
Ib=100÷√3×6
= 9.6(KA)
?、?、計算電抗標么值
電力系統(tǒng):X1=Sb÷SK=100÷500=0.2
輸電線路:X2=0.957×1.7=1.627
X=(X1+X2)×S÷Sb=(0.2+1.627)×500÷100=9.1
?、?、計算電流標么值
根據(jù)計算電抗等于9.1大于3，故可按電源為無限容量的方法處理。
IS=I*0.2=I*無窮=1/X=1/9.1=0.109
?、堋⒂嬎愣搪冯娏?/p>
IS=I*0.2=I*無窮=0.109×500÷√3U式中:U=6KV
=0.109×500÷(√3×6)
=5.24(KA)
?、荨礋嵝ｒ?350電纜截面
SZX=I無窮√tj÷C式中：C=165，tj=0.2，
SZX=5240×√0.2÷165
=14.2(mm2)<35mm2符合要求
3、按短路電流的熱效應校驗+200電纜截面
?、?、選取基準容量Sb=100MVA
計算6KV最遠點基準電流值
Ib=Sb÷√3Ub式中:Ub=6KV
Ib=100÷√3×6
=9.6(KA)
②、計算電抗標么值
電力系統(tǒng):X1=Sb÷SK=100÷500=0.2
輸電線路:X2=0.957×2.2=2.1
X=(X1+X2)×S÷Sb=(0.2+2.1)×500÷100=11.5
?、?、計算電流標么值
根據(jù)計算電抗等于11.5大于3，故可按電源為無限容量的方法處理。
IS=I*0.2=I*無窮=1/X=1/11.5=0.087
?、?、計算短路電流
IS=I*0.2=I*無窮=0.087×500÷√3U式中:U=6KV
=0.087×500÷(√3×6)
=4.2(KA)
?、?、按熱效應校驗+200電纜截面
SZX=I無窮√tj÷C 式中：C=165，tj=0.2，
SZX=4200×√0.2÷165
=11.4(mm2)<35mm2 符合要求
4、按短路電流的熱效應校驗南翼電纜截面
?、佟⑦x取基準容量Sb=100MVA
計算6KV最遠點基準電流值
Ib=Sb÷√3Ub式中:Ub=6KV
Ib=100÷√3×6
=9.6(KA)
?、凇⒂嬎汶娍箻嗣粗?/p>
電力系統(tǒng):X1=Sb÷SK=100÷500=0.2
輸電線路:X2=0.957×4.5=4.3
X=(X1+X2)×S÷Sb=(0.2+4.3)×500÷100=22.5
?、?、計算電流標么值
根據(jù)計算電抗等于22.5大于3，故可按電源為無限容量的方法處理。
IS=I*0.2=I*無窮=1/X=1/22.5=0.044
?、堋⒂嬎愣搪冯娏?/p>
IS=I*0.2=I*無窮=0.044×500÷√3U式中:U=6KV
=0.044×500÷(√3×6)
=2.7(KA)
⑤、按熱效應校驗南翼電纜截面
SZX=I無窮√tj÷C式中：C=165，tj=0.2，
SZX=2700×√0.2÷165
=7.3(mm2)<35mm2符合要求
八、結論
根據(jù)以上的計算，按電纜長時允許電流、允許電壓損失、短路電流的熱穩(wěn)定校驗電纜截面的情況，作出如下結論：
1、某煤礦現(xiàn)使用的一根ZLQ50mm2主供電電纜單獨向+510水平供電，完全能夠滿足生產(chǎn)的需要;使用的一根ZLQ35mm2主供電電纜單獨向+350水平供電，完全能夠滿足生產(chǎn)的需要;使用的一根ZLQ35mm2主供電電纜單獨向+200水平供電，完全能夠滿足生產(chǎn)的需要。
2、某煤礦現(xiàn)使用的兩根ZLQ35mm2聯(lián)絡供電電纜，完全能夠滿足聯(lián)絡的要求。
3、在南翼投產(chǎn)后，若+350水平或+200水平的主輸電電纜發(fā)生供電故障時，啟用聯(lián)洛電纜供電，則+350水平或+200水平任意一條主輸電電纜均不能滿足同時向+350水平和+200水平供電的要求。但是，如果在+510輸電電纜、+350輸電電纜、+200輸電電纜以及聯(lián)絡輸電電纜的相序完全相同的情況下，當+200水平主輸電電纜出現(xiàn)故障時，可以通過+510水平主輸電電纜、+350水平主輸電電纜和聯(lián)絡輸電電纜并聯(lián)向+200水平中央變電所供電，是完全能夠滿足生產(chǎn)需要;當+350水平主輸電電纜出現(xiàn)故障時，可以通過+510水平主輸電電纜、+200水平主輸電電纜和聯(lián)絡輸電電纜并聯(lián)向+350水平中央變電所供電，是完全能夠滿足生產(chǎn)需要;
4、為了保證某煤礦供電安全，建議由機運科組織，機電隊配合，將+350水平主供電電纜、+200水平主供電電纜、兩根聯(lián)絡供電電纜的相序進行校對，確保井下主供電電纜的相序完全相同，同時，檢查兩根聯(lián)絡電纜的絕緣情況，保證井下三條主供電電纜隨時都可以并聯(lián)送電來滿足生產(chǎn)和突發(fā)事故的需要。
