【正文】 A) 額定開斷電流 /kA 熱穩(wěn)定電流和熱穩(wěn)定時間 /kA/s 動穩(wěn)定電流/kA 1 礦用隔爆高壓配電箱 BGP9LG□ /6 50， 100， 150，200， 250， 315，400 100 2 PBG12□ /6 50， 100， 150，200， 300， 400 100 10 10/2 25 3 BGP9LG□ /10 50， 100， 150，200， 250， 315，400 200 4 BGP48□ /6 50， 100， 200，300 100 10 10/2 25 5 低壓隔爆饋電開關(guān) KBZ□ /1140（ 660） 500， 630 6 KBZ□ /1140（ 660） 200， 400 7 礦用隔爆真空電磁起動器 QJZ□/1140(660) 315， 400， 500 8 QBZ□ /660（ 380） 80， 120， 200 2/9 QBZ80+120 /660（ 380） 80+120 10 BQD80N、120N/660（ 380） 80， 120 第四節(jié) 井下電網(wǎng)短路電流計算 一、短路 電力系統(tǒng)在運行中難免發(fā)生各種故障，而使系統(tǒng)的正常運行遭到破壞。調(diào)節(jié)原則是當(dāng)變壓器在正常負(fù)載下運行時出口處的電壓等于或略高于電網(wǎng)額定電壓。0 、5%三個等級 。 煤礦井下常見電壓問題是靠 近變壓器的地方電壓過高，可達(dá)額定電壓的 倍以上；離變壓器遠(yuǎn)的地方電壓過低，可低于 倍的額定電壓。一般電動機和照明燈的允許電壓偏移為其額定電壓的 177。如果電壓偏移超過允許的范圍，電氣設(shè)備的運行狀態(tài)將顯著惡化，甚至損壞電氣設(shè)備。 二、變電所電壓管理 電壓是衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)。故該例題中采區(qū)變電所到移動變電站的電纜允許電壓損失規(guī)定為 1%UN。 1 1 0 0 0 0c o s NcaNcaL ??? ??????? UA LSUA LPU ? ?? V LU? ＜ LPU? 合格。 2）按長時允許電流初選截面 移動變電站的額定電流為 96 10003 N1NN1 ???? USIA 查表 52，選 25mm2， Ip=121A＞ I1N，初選合格。校驗長時允許電流 Ica = IN ==46A IP＞ Ica，合格 例 510 某采區(qū)變電所向綜采工作面移動變電站供電的高壓電纜長 1100m，移動變電站型號為 KBSGZY1000/6/，該電纜允許電壓損失為 1%UN① ，試選電纜型號和截面。校驗長時允許電流 o s3 N Ndeca ??????? ?U PKI A IP＞ Ica，合格 L4段： 6 1 Nde4 ??? ??????? ）（uU PKA ? mm2 選取 35mm2， IP=138A。校驗長時允許電流 os3 N Ndeca ??????? ?U PKI A IP＞ Ica，合格。校驗長時允許電流 os3 N Ndeca ??????? ?U PKI A IP＞ Ica，合格。此方法 只適用于電纜 。 例 59 炮采工作面運輸巷配電接線圖如下，試選擇各段電纜的截面。 T KB S G 400 /10/ 0. 693 L2 L1 圖 5 1 例 5 8 電路圖 55kW 75kW 400m 80m 30kW 2NdeN2 2caL2 ??? ??????? UA LPKUA LPU ?? V 總電壓損失為 ???????? UUU V LU? ≈ LPU? ，合格。長時允許電流為 173A， Ip＞ Ica滿足要求，初選合格。因臺數(shù)較少，故取 Kde= 。 2）計算 L1的截面 L1的負(fù)荷是一臺電動機，長時工作電流為： Ica=IN ==75=86A 查表 52，選取 25mm2，長時允許電流為 113A， Ip＞ IN滿足要求，初選合格。 例 58 某采區(qū)供電系統(tǒng)局部如圖 51 所示，試選擇電纜 L1和 L2的型號與截面。增大截面為 50mm2 400110NcaL ??? ???? UA LPU ? V LU? ＜ LpU? 校驗合格。 Ip＞ IN滿足要求，初選合格。 解 ： 1） 選取 。表 54 為電網(wǎng)額定電壓與線路允許電壓損失的對照表 5 4 電網(wǎng)額定電壓與線路允許電壓損失的對照表 電網(wǎng)額定電壓 UN/ kV 線路允許電壓損失 Δ ULP/ V 0. 12 7 6 0. 38 19 0. 66 33 1. 14 57 6 300 10 500 表。考慮到井下變壓器的電壓損失通常不超過 5%UN，則如果從變壓器出口處到電動機的線路電壓損失不超過 5%UN，即可滿足電動機運行的要求。 因為電纜線路的電抗很小（ ~ Ω/km），通常情況下可忽略，式 （ 512） 和式 （ 513） 可簡化為 NcacaL c o s3 UA LPALIU ?? ? ??? （ 516） 例 56 設(shè)例 55 中電纜長度為 400m，試計算其電壓損失。mm2；橡膠電纜取 ，塑料電纜取 ，鋁芯 電纜取 。 在式 （ 512） 和式 （ 513） 中， Ica、 Pca、 Qca、 cosφ、 sinφ都在負(fù)荷計算時得到，需要計算的是 RL、 XL。三相線路的線電壓損失為 ? ??? s inc o s3 LLcaL XRIU ??? （ 512） 式中 ΔUL—— 線路的線電壓損失， V； Ica—— 線路的長時工作電流， A； φ —— 線路所帶負(fù)載的功率因數(shù)角； RL、 XL—— 線路每相電阻、電抗， Ω。因此，按長時允許電流初選的長電纜，還要校驗允許電壓損失。 表 411 橡套電纜滿足機械強度的最小截面（ mm2） 用電設(shè)備名稱 最小截面 用電設(shè)備名稱 最小截面 采煤機組 可彎曲輸送機 一般輸送機 回柱絞車 裝巖機 35～ 50 16～ 35 10～ 25 16～ 25 16～ 25 調(diào)度絞車 局部扇風(fēng)機 煤電鉆 照明設(shè)備 4～ 6 4～ 6 4～ 6 ～ 4 導(dǎo)線截面 輸電線路通過電流時，將產(chǎn)生電壓損失 LU? 。為避免在拖拽、碰撞等外力作用下斷線、破裂，給采掘工作面生產(chǎn)機械供電的支線電纜按長時允許電流初選后，還要校驗機械強度允許最小截面。實際中，如果環(huán)境溫度高于 25℃ ，可選擇大一級的截面。查表 52，選取 70mm2低壓礦用橡套電纜，其長時允許電 流 Ip=215A， Ip＞ Ica，滿足要求，初選合格。 例 55 試為例 52 的采煤工作面選擇電纜線路截面。 為了使導(dǎo)線在正常運行時不超過其長 時允許溫度，流過導(dǎo)線的長時工作電流不得超過導(dǎo)線的長時允許電流。長時允許電流是導(dǎo)線能長期通過又不過熱的最大電流。 一、電纜導(dǎo)線截面的計算方法 導(dǎo)線是有電阻的，當(dāng)電流通過時會發(fā)熱。 和變電所內(nèi)的低壓電纜 （ 1）按長時允許電流初選電纜導(dǎo)線截面 ； （ 2） 長電纜要 校驗允許電壓損失。 當(dāng)電纜長度較長，或負(fù)荷較大時，按以下步驟計算電纜截面 。 當(dāng)電纜長度較短，且負(fù)荷不太大時，按以下步驟計算電纜截面。合適的電纜導(dǎo)線截面，可以使電纜安全運行，可以使電動機電壓正常、高效運行，可以使過流保護(hù)動作靈敏度校驗容易滿足要求。 解： k v a a n 11ca1ca ???? ?PQ k v a a n 22ca2ca ???? ?PQ ?????? PPP k v a r264771872ca1caca ?????? Q k V 222ca2caca ????? ?? QPS 需選用 KBSG400/6/ 礦用隔爆型干式變 壓器，其額定容量為 400kVA。 5）計算 Sca 2ca2caca ?? ?? QPS （ 510） 例 54 設(shè)一個炮采工作面和一個掘進(jìn)工作面由一臺變壓器供電， 已知： 炮采 工作面 Pca1 =， cosφ1=，tanφ1=；掘進(jìn)工作面 Pca2 =58kW， cosφ2=， tanφ2=；電動機額定電壓 660V。步驟如下： 1）計算各組的 ΣPN 2）查表 51 選取各組的 Kde、 cosφ和 tanφ 3）計算各組的 Pca和 Qca ?tancaca PQ ? （ 57） 4）計算 PcaΣ和 QcaΣ )( 3ca2ca1caspca ??????? PPPKP （ 58） )( 3ca2ca1casqca ??????? QKQ （ 59） 式中 Ksp—— 用電設(shè)備組 間的有功功率同時系數(shù)，取 ~； Ksq—— 用電設(shè)備組 間的無功功率同時系數(shù)，取 ~。 3） 計算有功計算功率 kW6 9 8 ????? PKP 4）計算視在功率 k V A9 8 9 2c o scaca ??? ?PS 可 選取一臺 KBSGZY1000/10/ 型礦用隔爆型 移動變電站。 解 ：項目中的綜采工作面設(shè)備，除下順槽可伸縮皮帶輸送機和上順槽設(shè)備外，均由工作面移動變電站供電。 解 ： 1）計算總額定功率 Nn2N1NN?????????????????）（PPPP 2）查 表 51， 緩傾斜炮采工作面 Kde取 ， cosφ取 。有 SGB620/40T 刮板輸送機 5 臺，額定功率 40kW； BRW80/20 乳化液泵站 2 臺（一臺工作，一臺備用），額定功率 30 kW； JH8 回柱絞車 2 臺，額定功率 ， 小水泵 2 臺，額定功率 ， 調(diào)度絞車 2 臺，額定功率 ；煤電鉆 2 臺，額定功率 。負(fù)荷計算的方法還有利用系數(shù)法、二項式法，不再贅述。地質(zhì)條件好、產(chǎn)量高的工作面 Kde和 cosφ可取較大的值，反之，取較小的值。 Kde和 cosφ均可由表 51 查得。則總額定功率為： Nn2N1NN PPPP ???????? （ 53） 但是這些電動機在生產(chǎn)運行時，一般不會同時工作，同時工作的電動機一般也不會同時滿載，因此實際需要的功率 Pca總小于 ΣPN。 設(shè)一個用電 設(shè)備組有 n 臺電動機，每臺電動機的額定功率已知為 PN PN PN3 解 ： 當(dāng)電動機額定電壓為 660V 時， IN ≈ ，把額定功率等于 40kW 代入公式 IN ≈ 40 = 46A 生產(chǎn)工藝相同或相近，在生產(chǎn)過程中相互協(xié)同共同完成一項生產(chǎn)任務(wù)的多臺生產(chǎn)機械稱為一個用電設(shè)備組。 當(dāng)電動機額定電壓為 380V 時， IN ≈ 2PN； 當(dāng)電動機額定電壓為 660V 時， IN ≈ ； 當(dāng)電動機額定電壓為 1140V 時， IN ≈ ； 當(dāng)電動機額定電壓 為 6kV 時， IN ≈ ； 當(dāng)電動機額定電壓為 10kV 時， IN ≈ 。 NNN NN c os3 ??UPI ? （ 52） 式中 PN —— 電動機額定功率， kW； UN —— 電動機額定電壓， kV； ηN —— 電動機 額定效率； cosφN —— 電動機 額定功率因數(shù) 。電動機的額定電流可用式 （ 52） 計算 。例如電動機起動時的瞬時最大電流可達(dá)其額定電流的數(shù)倍，但持續(xù)時間只有幾秒。與長時功率、長時電流相對的是瞬時功率、瞬時電流。用來選擇開關(guān)和電纜截面。三是長時工作電流，用 Ica 表示。它是負(fù)荷在運行時實際需要的長時最大視在功率 ,單位是 kVA（ 千伏安 ） 。它是負(fù)荷在運行時實際需要的長時最大有功功率，單位是 kW（ 千瓦 ） 。負(fù)荷計算是正確選擇開關(guān)、變壓器等電氣設(shè)備和電纜截面的基礎(chǔ)。掘進(jìn)工作面配電點，一般距掘進(jìn)工作面 80～ 100m。為減少搬遷次數(shù)，移動變電站可距掘進(jìn)工作面 300～ 500m?；仫L(fēng)巷配電結(jié)線與此類似。采煤工作面配電點，一般設(shè)在距采煤工作面 50～ 100m 處，工作面配電點隨工作面的推進(jìn)而移動。炮采和普通機采工作面設(shè)備功率較小，通常由采區(qū)變電所用 660V 低壓供電；當(dāng)工作面離采區(qū)變電所太遠(yuǎn)時，也可采用移動變電站供電，移動變電站可安放在運輸巷口附近。 工作面 運輸巷 的調(diào)度絞車要擔(dān)負(fù) 1移動變電站和工作面配電點的搬移任務(wù)，因此不能由 1移動變電站供電。電動機在 工作面 運輸巷口的可伸縮皮帶輸送機和其他小型設(shè)備由2移動變電站供電。工作面內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備由 1移動變電站供電， 1移動變電站距離工作面 150~300 米，在電壓損失滿足要求的條件下，距離大些可以減少搬移次數(shù)。 綜采工作面設(shè)備的額定電壓通常為 1140V，大型高產(chǎn)高效工作面已使用 3300V。 1）綜采工作