【導(dǎo)讀】本書主要介紹地下開采的井工煤礦供電系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱礦井供電系統(tǒng)?？煽啃院桶踩砸蟾撸到y(tǒng)結(jié)構(gòu)也較露天礦供電系統(tǒng)復(fù)雜。泵房和下山開采的采區(qū)排水泵房的供電線路，不得少于兩回路。當(dāng)任一回路停止供電時(shí)，其余回路應(yīng)能承擔(dān)全部負(fù)荷的供。上述供電線路應(yīng)來(lái)自各自的變壓器和母線段，線路上不應(yīng)分接任何負(fù)荷。斯礦井中高瓦斯區(qū)的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進(jìn)工作面正常工作的局部通風(fēng)機(jī)必須配備安裝同等能力的備用。通風(fēng)機(jī)電源必須取自同時(shí)帶電的另一電源，當(dāng)正常工作的局部通風(fēng)機(jī)故障時(shí)，備用局部通風(fēng)機(jī)能自動(dòng)啟動(dòng)。停止工作，排除故障；待故障排除，恢復(fù)到正常工作的局部通風(fēng)機(jī)后方可恢復(fù)工作。礦井供電系統(tǒng)主要由地面變電所、井下中央變電所和采區(qū)變電所三級(jí)變電所構(gòu)成。為了保證供電可靠性，變電所有兩條電源進(jìn)線。量撲滅電氣火災(zāi)的滅火器材。綜采工作面的主要電氣設(shè)備有移動(dòng)變電站、礦用隔爆型電磁啟動(dòng)器等。

　　

【正文】 （ 514） 和式 （ 515） ，這里不再贅述。 2LT2LT )() XXRRZ ????? （ （ 520） 式中 —— 短路電 弧等效電阻。 兩相短路電流計(jì)算 ZUI 2 N2)2(s ? （ 521） 式中 NU2 —— 變壓器副邊額定電壓， V； ）（ 2sI —— 兩相短路電流， A。 三相短路電流計(jì)算 ）（）（ 2sN23s IZUI ?? （ 522） 例 511 給上山絞車供電的變壓器為 KBSG315/10/，電纜長(zhǎng) 460m，截面為 50mm2，試計(jì)算絞車房的兩相短路電流。 解 ： 1）查表得 KBSG315/10/ 型變壓器的電阻和電抗為： RT=， XT=。 2）計(jì)算線路的電阻和電抗 線路的電阻和電抗為： 2 1 4 6 0L ???? ?ALR Ω XL== 3）計(jì)算短路回路的總阻抗： 222LT2LT)0 3 2 5 9 () 1 2 )()??????????（（ XXRRZ 2510.? Ω 4）計(jì)算短路電流 6932 N2)2(s ???? ZUI A 例 512 某采區(qū)變電所向工作面供電簡(jiǎn)圖如圖 55 所示，試計(jì)算 S S2點(diǎn)的短路電流。 解 ： 1）查表 55 得 KBSG400/10/ 型變壓器的電阻和電抗為 RT= XT= 2）計(jì)算線路的電阻和電抗： 線路 L1的電阻和電抗為： 0 7 3 80111L ???? ?ALR Ω 0 0 5 ???X Ω 線路 L2的電阻和電抗為： 1 3 4 0 0222L ???? ?ALR Ω 0 2 ???X Ω T K B S G 400/10/ 0. 693 S 2 S 1 M Y P 3 7 0+ 1 2 5 4 00m MYP325+11680m L 2 L1 圖 5 5 例 5 1 2 電路 3）畫出等效電路如圖 56 所示 R L2 j X T j X L2 R T ~ ）（ 2sI? R L 1 j X L 1 S 2 S 1 圖 5 6 例 5 1 2 等效電路 4）計(jì)算 S1點(diǎn)短路回路的總阻抗 和兩相短路電流 2222L1LT22L1LT1)())()??????????????（（ XXXRRRZ ? Ω 1 4 5 62 3 6 9 32 1N221s ???? ZUI ）（ A 5）計(jì)算 S2點(diǎn)短路回路的總阻抗 和兩相短路電流 2222LT22LT2)0 2 8 4 7 ())()??????????（（ XXRRZ ? Ω 2 0 6 31 6 6 9 32 2N222s ???? ZUI ）（ A （二）短路點(diǎn)距離變壓器較近時(shí) 當(dāng)短路點(diǎn)距 離變壓器較近時(shí)，影響短路電流的除變壓器阻抗之外，還有電源電抗和高壓電纜阻抗。典型情況是變壓器出口處短路，如圖 57 和 58 所示。 圖 5 7 變壓器出口處短路示意圖 T L S 中央變電所 R L j X S j X L ~ R T j X T S 圖 5 8 等效電路 ）（ 2sI? 1）電源電抗 井下電網(wǎng)通常把中央變電所的母線作為電源。中央變電所母線的短路電抗為 s2N2s SUX ? （ 523） 式中 sX —— 電源電抗， Ω； N2U —— 短路點(diǎn)所在電網(wǎng) 變壓 器的二次側(cè)額定 電壓， kV； sS —— 中央變電所母線上的短路容量， ）（ 3savs 3 IUS ? ， MVA； Uav 是 中央變電所 的平均電壓，取 或 ，）（ 3sI 是中央變電所母線的三相短路電流。 在無(wú)法獲得中央變電所的實(shí)際短路容量時(shí)，可取中央變電所的短路容量為 100MVA。 則 短路點(diǎn)所在電網(wǎng)額定電壓為 380V時(shí)， Xs=； 660V 時(shí)， Xs=； 1140V 時(shí)， Xs=。 2）高壓電纜的阻抗 因?yàn)楦邏弘娎|所在電網(wǎng)的額定電壓與短路點(diǎn)所在電網(wǎng)的額定電壓不同，故用式 （ 514） 和式 （ 515） 得到的電阻和電抗必須經(jīng)過(guò)折算。 設(shè)用式 （ 514） 和式 （ 515） 得到的高壓電纜電阻為 LR? ，電抗為 LX? ，折算后的電阻為 LR ，電抗為 LX ； 高壓電纜與短路點(diǎn)之間的變壓器的 原、副邊 額定電壓為 U1N、 U2N，則 ?ALUURUUR 2N12N2L2N12N2L ??? （ 524） LxUUXUUX 02N12N2L2N12 N2L ??? （ 525） 2sLT2LT )() XXXRRZ ?????? （ （ 526） 兩相和三相短路電流的計(jì)算同式 （ 521） 和式 （ 522） 。 例 513 圖 57 中高壓電纜為 MVV22 型聚氯乙烯塑料絕緣銅芯鋼帶鎧裝電纜，截面 50mm2，長(zhǎng) 2021m，變壓器為KBSG315/6/ 礦用隔爆 型干式變壓器，試計(jì)算 S 點(diǎn)的兩相短路電流。 解 ： 1）查表得 KBSG315/6/ 礦用隔爆型干式變壓器的電阻和電抗， RT =， XT =。 2）計(jì)算高壓電纜的阻抗并折算 2 22N12 N2L ???? ?ALUUR Ω 0 0 2 1 2 202N12 N2L ????? LxUUX Ω 3）計(jì)算短路回路的總阻抗 222sLT2LT)0 0 4 8 0 2 1 ())()????????????（（ XXXRRZ ? Ω 4）計(jì)算短路電流 4 68 20 74 6 932 N2)2(s ???? ZUI A 把兩種計(jì)算情況結(jié) 合使用，計(jì)算結(jié)果會(huì)更準(zhǔn)確。 四、查表法計(jì)算短路電流 井下低壓電網(wǎng)兩相短路電流除了可按上述方法計(jì)算外，在工程上主要采用查表法進(jìn)行兩相短路電流的計(jì)算。但這種方法計(jì)算變壓器近處短路時(shí)，誤差較大，可達(dá) +20%左右。 低壓電網(wǎng)短路電流的大小主要取決于低壓動(dòng)力變壓器和低壓電纜的阻抗。當(dāng)變壓器的型號(hào)、容量和電纜主芯線的材料和截面確定后，短路電流就由電纜長(zhǎng)度決定。我們根據(jù)變壓器的型號(hào)和容量，列出不同長(zhǎng)度的電纜所對(duì)應(yīng)的短路電流表。從而可通過(guò)短路點(diǎn)至變壓器之間的電纜長(zhǎng)度查出所對(duì)應(yīng)的短路電流。 在實(shí)際低壓電網(wǎng)中，各段電纜芯線的材 料和截面通常是不相同的，為了使表格簡(jiǎn)化，需要在阻抗不變的原則下，把不同材料和截面的電纜的長(zhǎng)度換算成相同材料、統(tǒng)一截面下的等效長(zhǎng)度。 380V～ 1140V 系統(tǒng)，取電纜的標(biāo)準(zhǔn)截面為 50mm2； 127V系統(tǒng)，取電纜的標(biāo)準(zhǔn)截面為 4mm2。 將不同截面的電纜的實(shí)際長(zhǎng)度換算成標(biāo)準(zhǔn)截面下的等效長(zhǎng)度，可用下式計(jì)算 LKL ctct? （ 527） 式中 L—— 電纜的實(shí)際長(zhǎng)度， m； Lct—— 換算成標(biāo)準(zhǔn)截面后的等效長(zhǎng)度， m； Kct—— 電纜長(zhǎng)度 換算系數(shù)，表 56 是 380V~1140V 電纜長(zhǎng)度換算系數(shù)表。 鋁芯電纜的實(shí)際長(zhǎng)度換算成同截面銅芯電纜的長(zhǎng)度，其換算公式為 AlCu LL ? （ 528） 式中 LCu—— 鋁芯電纜換算成同截面銅芯電纜的等效長(zhǎng)度， m； LAl—— 鋁芯電纜的實(shí)際長(zhǎng)度， m。 短路電流計(jì)算表包括電纜長(zhǎng)度換算系數(shù)表和兩相短路電流表。 表 56 380V~1140V 電纜長(zhǎng)度換算系數(shù)表 計(jì)算截面 50 電纜截面 4 6 10 16 25 35 50 70 95 換算系數(shù) 1 利用查表法計(jì)算低壓電網(wǎng)兩相短路電流的步驟為 （ 1）繪制短路計(jì)算圖，并選定短路計(jì)算點(diǎn)； （ 2）通過(guò)查表或計(jì)算確定各段電纜的換算長(zhǎng)度 Lct； （ 3）求出變壓器二次側(cè)至短路點(diǎn)所經(jīng)全部電纜的總換算長(zhǎng)度； （ 4）根據(jù)總換算長(zhǎng)度和變壓器型號(hào)、二次側(cè)額定電壓、容量，在相應(yīng)的變壓器欄目下查出對(duì)應(yīng)的兩相短路電流值。如表中無(wú)對(duì)應(yīng)的換算長(zhǎng)度和變壓器容量時(shí)，可采用插補(bǔ)法。 例 514 用查表法重新計(jì)算例 511 的 S1點(diǎn)短路電流。 解 ： 1）折算電纜長(zhǎng)度 70mm2電纜，實(shí)際長(zhǎng)度 400m，折算系數(shù)為 ，換算長(zhǎng)度為 290m； 25 mm2電纜，實(shí)際長(zhǎng)度 80m，折算系數(shù)為 ，換算長(zhǎng)度為 158m； 從變壓器到 S1短路點(diǎn)的電纜換算總長(zhǎng)度為 448m。 2）查表 57，可得 S1點(diǎn)兩相短路電流約為 1470A。 五、井下開關(guān)的斷流能力校驗(yàn) 井下使用高壓配電箱、饋電開關(guān)、電磁啟動(dòng)器，除正常的停送電操作外，還要在短路時(shí)切斷短路電流。因此，要校驗(yàn)其斷流能力，以保證開關(guān)有足夠能力切斷短路電流。 校驗(yàn)時(shí)，只需使開關(guān)的額定開 斷電流不小于開關(guān)安裝處的最大三相短路電流即可。 brNI ≥ ）（ 3maxs?I （ 529） 式中 IbrN—— 開關(guān)的額定開斷電流， A； ）（ 3maxs?I —— 開關(guān)安裝處的最大三相短路電流， A。 表 57 KBSG 型礦用隔爆型干式變壓器兩相短路電流表（部分） A 電纜總換算長(zhǎng)度 /m U2N =693V U2N =1200V 變壓器額定容量 /kVA 變壓器額定 容量 /kVA 100 200 315 500 630 315 500 630 800 1000 0 1778 3512 5457 8416 8531 2720 3871 3912 4337 4770 50 1679 3115 4487 6090 6183 2564 3566 3608 3955 4300 100 1577 2734 3666 4543 4602 2425 3272 3312 3590 3861 120 1537 2596 3396 4101 4150 2370 3161 3200 3454 3698 140 1498 2466 3156 3730 3772 2315 3053 3091 3323 3545 160 1459 2344 2943 3417 3452 2262 2950 2986 3198 3400 180 1421 2232 2753 3149 3180 2209 2851 2886 3080 3263 200 1384 2127 2584 2919 2945 2158 2757 2790 2968 3135 220 1348 2030 2432 2719 2742 2108 2667 2699 2862 3014 240 1313 1940 2296 2543 2563 2059 2581 2611 2761 2900 260 1279 1857 2174 2388 2406 2021 2500 2529 2667 2794 280 1247 1780 2063 2251 2267 1966 2422 2450 2577 2694 300 1215 1708 1962 2128 2142 1921 2349 2375 2492 2600 320 1185 1641 1870 2017 2030 1878 2278 2303 2412 2511 340 1156 1579 1786 1918 1929 1836 2212 2235 2336 2428 360 1127 1520 1709 1827 1838 1795 2148 2171 2264 2349 380 1100 1466 1638 1745 1754 1756 2088 2109 2196 2275 400 1074 1415 1573 1669 1678 1718 2030 2051 2131 2205 420 1049 1368 1512 1600 1608 1682 1976 1995 2071 2139 440 1025 1323 1456 1536 1543 1646 1923 1942 2021 2076 460 1002 1281 1403 1477 1484 1612 1874 1891 1957 2017 480 979 1241 1355 1422 1429 1579 1826 1843 1905 1960 500 958 1204 1309 1371 1378 1547 1781 1797 1855 1907 520 937 1168 1266 1324 1330 1516 1737 1753 1807 1856 540 917 1135 1226 1280 1285 1486 1696 1711 1762 1808 560 897 1103 1189 1239 1244 1457 1656 1670 1719 1762 580