【文章內容簡介】 纜的根數(shù)和長度，盡量避免回頭供電。② 采煤機功率相對較大，宜采用單獨電纜供電；工作面配電點到各用電設備宜采用輻射式線路供電；上山及順槽的帶式輸送機可以采用干線式供電，對于多臺大容量帶式輸送機，也可以用輻射式線路供電。③ 一臺啟動器原則上控制一臺電動機。對采煤機等重要生產機械設備用啟動器，即一用一備；對控制刮板輸送機的啟動器，采用兩用一備。④ 采區(qū)綜采工作面設置為集中配電點，一般距離工作面 50～100m，隨工作面的推進而移動；對輸送機及其他附屬機械，因位置的分散可分別設置配電點。⑤ 配電點在三臺及三臺以下啟動器時，可以不設進線總饋電開關。⑥ 移動變電站低壓側已有低壓饋電開關，而且保護齊全，可以不在移動變電站之外在設置低壓饋電開關。⑦ 大容量設備的啟動器應靠近配電點的進線端，以減小啟動期間電纜的截面。⑧ 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。⑨ 井下中央變電所、采區(qū)變電所的電源進線以及變電所的供配電系統(tǒng)，當有多種可行方案時，應經過技術經濟比較后擇優(yōu)選擇。⑩ 供電方案確定后，應畫出供電系統(tǒng)草圖，并在圖上標出開關、啟動器、變壓器的設置情況和電纜所帶設備的名稱、功率和電纜的長度等。 供電系統(tǒng)的確定 依照采區(qū)供電系統(tǒng)擬定原則及用電設備分組情況，對于 51 所示綜采工作面機電設備的布置方式選用大斷面巷道布置方案，參照《礦井供電技術 》課本第一章圖 18 所示，確定供電系統(tǒng)的方案參照圖 17 所示。5 采區(qū)高低壓電纜選擇 高壓電纜的選擇向采區(qū)綜采工作面移動變電站供電的 6kV 或 10kV 的高壓電纜，應選用礦用監(jiān)視型高壓橡套屏蔽電纜。中央變電所至采區(qū)變電所的電纜采用鋁芯電纜，其他地點必須采用銅型電纜，井下嚴禁使用鋁包電纜，電纜應帶有供保護接地用的足夠的截面的導體。其主芯線截面的確定，通常按經濟電流密度初選，按長時允許負荷電流校驗，按允許電壓損失校驗，按電纜線路電源端最大三相短路電流校驗熱穩(wěn)定。﹙1﹚ 按經濟電流密度選電纜截面 電力線路的經濟截面是指按降低電能損耗、線路投資、節(jié)約有色金屬等因素，綜合確定出的運行費用最低截面。與經濟截面相應的電流密度，叫做經濟電流密度。按經濟電流密度選擇電纜截面 為eA ＝ ﹙15﹚edcaJI式中 —經濟截面， ；eA2m—正常運行時，通過電纜的最大長時負荷電流，當兩條電纜并聯(lián)運行時應考慮caI一條線路故障時的最大負荷電流，A； —經濟電流密度，A/ ，其數(shù)值可參照表 14 來選取。edJ2表 14 銅芯電力電纜經濟電流密度 ??6年最大利用負荷時間/h 經濟電流密度/﹙A/ ﹚2m上產班次1000～30003000～50005000 以上一班作業(yè)兩班作業(yè)一班作業(yè)當計算出經濟截面后，選擇接近或等于計算截面的標準截面。﹙2﹚ 按長時允許負荷電流校驗 由于運行中電纜的電流超過長期允許電流時，電纜芯線的電阻產生的熱量就會超過允許值，加速絕緣老化，從而造成漏電或短路事故。礦用橡套電纜的長時允許電流見表 42。通常電纜允許電流是以環(huán)境溫度 25℃、最高允許13 / 61工作溫度 65℃時的值確定的，當環(huán)境溫度不等于 25℃時，應乘以修正系數(shù)，不同環(huán)境溫度下的電纜載流量修正系數(shù)見表 15。表 15 不同環(huán)境溫度下的電纜載流量修正系數(shù) ??6電纜芯線實際工作溫度/℃5 10 15 20 25 30 35 40 45修正系數(shù) 供電線路工作最大長時負荷電流 的計算如下。caI向一臺移動變電站供電時，取變電站一次側額定電流 ＝ ＝ ﹙16﹚caIN1NUS130?式中 —移動變電站額定容量，kVA；NS —移動變電站高壓側額定電壓，V；U1 —移動變電站高壓側額定電流，A；NI向兩臺移動變電站供電時，最大長時負荷電流 為兩臺移動變電站高壓側額定電流caI之和，即 ＝ + ＝ ﹙17﹚caI1N2I??NUS13021??向三臺及以上移動變電站供電時，最大長時負荷電流 為caI ＝ ﹙18﹚caIwmscNdeKP?o303??式中 —折算至移動變電站高壓側最大長時負荷電流，A；caI —由移動變電站供電的各用電設備額定功率總和，kW；?NP —用電設備額定電壓，V；U —變壓器的變化；scK —用電負荷加權平均功率因數(shù)。wm?o﹙3﹚ 按短路電流熱穩(wěn)定校驗電纜截面 為確保最大短路電流通過時電纜絕緣受熱不被老化，高壓電纜所選主芯線截面應大于等于最小熱穩(wěn)定截面的要求。最小熱穩(wěn)定截面計算如下。 ＝ ﹙19﹚minACtIphs式中 —電纜的最小熱穩(wěn)截面， ；minA2 —通過電纜的最大短路電流, A；sI —短路電流的持續(xù)時間，取井下高壓配電裝置斷路器跳閘時間，約為 秒。pht C—電纜芯線熱穩(wěn)定系數(shù)，見表 16。表 16 10kV 及以下電纜的熱穩(wěn)定系數(shù) ??5短路允許溫度/℃鋁線 銅線芯線絕緣材料120℃ 150℃ 200℃ 120℃ 150℃ 200℃ 230℃橡膠聚乙烯交聯(lián)聚乙烯75635387—70100—871009580120—100145————141 注：電纜線路中間有壓接接頭時，最高允許溫度為 150℃，鍋焊接頭時為 120℃。﹙4﹚ 按允許電壓損失校驗電纜截面 電壓損失是指線路首末兩端電壓的數(shù)值差，用表示。對于 10kV 及以下高壓電纜線路電壓損失率，我國規(guī)定的標準為 7%，在計算電U?壓損失時，其長度應從地面變電所至移動變電站進線處。電壓損失計算公式為 ＝ 100% ﹙110﹚U?NcaXRLI)sino(300??或 ＝ ( )100% ﹙111﹚cxaP231?ta0式中 —電纜線路電壓損失率，%?—通過電流的最大長時工作電流，A；caI， —分別為電纜所帶負荷的功率因數(shù)和對應的正弦值；?osin P—負荷有功功率，W；15 / 61 —電纜線路的額定電壓，V；NU —電纜長度，km；caL , —分別為電纜線路單位長度的電阻和阻抗， ，可由表 17 和表 180RX km/?求取。表 17 礦用 1kV 橡套電纜單位長度電阻和阻抗 單位： /??8截面 / 2相阻抗電纜型號 4 6 10 16 25 35 50 70電阻MZ、MZPMY、MYPMC、MCP————————————電抗 注：表中的數(shù)值為 20℃時的值，換算到 65℃的電阻值為 ＝ 。65R20表 18 礦用千伏級及以上屏蔽橡套電纜電阻和阻抗 單位： km/???8型號MYP、MCP MCPT、MCPTJ MYPJ、MYPTJ、6﹙10﹚kV截面/ 2m0R65X 20R65X 20R65X10162535507095——————————()（)()()———————————— 低壓電纜選擇礦用低壓電纜型號選擇電纜的型號主要依據(jù)電壓等級、使用環(huán)境、機械設備的工作情況來確定，所選電纜的型號必須符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。根據(jù)《礦井供電技術》課程表 41 煤礦井下移動設備常用阻燃電纜的選擇。向采煤機供電電纜應選雙屏蔽型 MCPT 型，向噴霧泵、乳化液泵、刮板輸送機等供電電纜選 MYP 型。低壓電纜長度的確定電纜有一定柔性，考慮到敷設時會出現(xiàn)彎曲及工作情況等，鎧裝電纜按所經巷道長度的 倍計，橡套電纜按所經巷道長度的 倍計，移動設備的電纜還需增加機頭部分活動長度 3～5 米，半固定設備的電動機至就地控制器的電纜長度，一般去 5～10 米。低壓電纜芯線數(shù)的確定低壓電纜芯線數(shù)目主要取決于控制按鈕是否裝在工作機械上，分兩種情況來考慮：① 控制按鈕不裝在工作機械上或另設控制電纜。如輸送機、液壓絞車等，供電電纜選 4 芯的，其中 3 芯為動力回路，另 1 芯線作地線用。② 控制裝在工作機械上。如采煤機、裝巖機等，視具體需要選 7～11 芯。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，電纜中的接地芯線，除用作監(jiān)測接地回路外，不得兼做其他用途。低壓電纜主芯線截面的選擇低壓動力電纜主芯線截面選擇的原則如下：① 按最大工作電流選擇主截面，最大工作電流不大于電纜的長時允許電流，以保證在電纜正常運行時不過熱。② 按電纜的機械強度應符合用電設備使用場合的要求選擇截面。防止設備在運行中電纜彎曲過度、打結、扭傷或砸碰等絕緣損壞，引起斷線或短路事故。③ 按允許電壓損失選擇主截面，以保證電動機正常運轉。④按距離最遠，功率最大的電動啟動時校驗電壓損失，以保證該電動機能夠正常啟動，同時已啟動的電動機能夠正常運轉。⑤ 用熔斷器保護的應按熔件額定電流與兩相短路電流和電纜最小截面的配合要求進行校驗。17 / 61 ⑥ 按過流保護裝置動作靈敏度要求校驗電纜截面。實際應用中，對于向一臺電動機供電的支線電纜主芯線截面，按原則①、②初選；對于向多臺電動機供電的干線電纜按①、③選擇，兩者均應按其余條件進行校驗。低壓電纜主芯線截面選擇計算﹙1﹚ 按長時最大工作電流選擇 對于電纜向一臺電動機供電時，流過電纜的長時最大工作電流為電動機的額定電流。 ＝ NI＝ ﹙112﹚ca NUP??cos3103?式中 —線路長時最大工作電流，A；caI N—電動機的額定電流，A； —電動機的額定電壓，V；U—電動機的額定動率，kW；NP—電動機額定功率因數(shù)；?cos —電動機額定效率。N? 對于電纜向兩臺電動機供電時，長時最大工作電流取兩臺電動機額定電流之和，即 ＝ + ﹙113﹚caI1N2I 對于向三臺及以上電動機供電的干線電纜，長時最大工作電流用式﹙114﹚計算。 ＝ ﹙114﹚caIwmNdeUPK?cos303??式中 —干線電纜長時最大工作電流，A；caI —干線所帶電動機額定功率之和，kW；?NP —用電設備額定電壓，V；U —需用系數(shù)；deK —所帶負荷的加權平均功率因數(shù)。wm?cos﹙2﹚ 電纜主芯線截面的選擇 選擇要求為： K ≥ ﹙115﹚PIca式中 K—不同環(huán)境溫度修正系數(shù)，參見表 15； —環(huán)境溫度為 25℃時，電纜長時允許負荷電流，A，見礦井供電技術課程表 4PI2。由長時最大工作電流查表 42，確定電纜的標稱主截面。﹙3﹚ 按滿足機械強度要求選擇電纜截面 依照煤礦井下機電設備工作現(xiàn)狀，滿足機械強度要求的電纜最小截面見表 19。﹙4﹚ 按允許電壓損失校驗主截面 ﹙煤礦井下供電設計技術規(guī)定﹚規(guī)定：對距離最遠、容量最大的電動機﹙如采煤機、工作面輸送機等﹚，在重載情況下應保證啟動，電動機啟動時的端電壓不低于額定電壓的 75%校驗。正常運行時電動機的端電壓允許偏移額定電壓的 5%，個別特別遠的電動機允許偏移 8%～10%。正常工作時線路允許電壓損失 的計算為：pU? ＝ － ﹙116﹚N2NU式中 —大容量電動機啟動時電網的允許電壓損失，V；pU? —變壓器二次側額定電壓，V；N2 —電動機額定電壓，V。表 19 井下機電設備滿足按機械強度要求的電纜最小截面用 電 設 備 名 稱 要求最小截面/ 2m各種采煤機帶式輸送機、刮板輸送機和轉載機小功率刮板輸送機安全回柱絞車、裝巖機調度絞車、照明干線手持式煤電站50～9525～5010～2516～254～64～6煤礦井下不同電網電壓下正常與最大允許電壓損失值見表 110。19 / 61表 110 不同電網在正常運行與最大允許電壓損失正常運行時電動機負偏移 5%VUN/個別情況下電動機最大負偏移 10%VUN/額定電壓/V變壓器副