采区变电所

采区变电所（精选4篇）

采区变电所 篇1

经笔者现场调研发现, 演马矿采区变电所开关虽然都采用了微机综合保护装置, 实现开关运行状态和电网参数的实时监测, 而且绝大部分开关都配备了RS-485通信接口和Modbus通信协议[1], 但是所有开关没有组成网络, 形成一个统一的系统, 这样导致多次出现开关误动作造成大面积停电。在事故处理方面, 由于缺乏网络化的监测系统, 造成供电的二次事故, 影响矿井安全生产。因此, 笔者提出采用PIC单片机, 基于Modbus协议开发采区变电所监测系统, 将采区所有开关联成一个网络, 统一管理以提高井下采区供配电的安全性。

1 采区变电所监测系统的结构和功能*

根据演马矿实际情况, 笔者设计的变电所监测系统如图1所示。监测平台与各综保开关采用RS-485总线连接。采区变电所监测平台集中监测综保开关的运行状态, 显示采区电网参数, 同时作为井下以太网的一个节点, 将必要的信息打包传送至地面配电所。

循检。监测平台按地址编码顺序对各个综保开关进行循检, 综保开关接收到平台发送来的读取数据请求后, 将实测电压、电流、功率因素、整定参数和故障信息 (过流、短路、漏电、过压、欠压及断相等) 发送到监测平台, 进行集中显示并打包处理, 供调度室采集。对系统中的全部综保开关检查完后, 整个系统才算完成一个周期。

远程控制。通过监测平台, 操作人员发出启停及参数整定等命令, 监测平台暂停循检, 向综保开关发出控制命令, 综保开关收到命令并判断控制命令正确后, 向监测平台发出确认信息, 并执行控制命令。完成后, 手动恢复循检。

对控制功能的实现, 需对操作人员进行身份验证。平台自动记录操作人员的编号、整定参数值和操作时间, 以便以后查询, 确保责任到人。

2 采区变电所监测平台的设计

采区变电所监测平台是该系统的核心, 因为不同的综保开关支持的寄存器地址不同, 设计的平台需能够支持演马矿所有的综保开关。因此就必须在元件选型、电路设计和软件开发过程中全面考虑。

2.1 元件选型和电路设计

采区变电所监测平台结构如图2所示, 该平台以PIC24FJ32GA104单片机为核心, 外扩CM320240-8液晶显示模块、EDG-4504串口服务器模块和RS-485光隔通信模块。

PIC24FJ32GA104单片机有两个串口, 一个用于和综保开关组成RS-485网络, 另一个用于连接串口服务器[2]并接入井下工业以太网;CM320240-8液晶显示模块自带中文、西文和特殊字符库, 减少了平台代码;EDG-4504串口服务器具有4个独立的RS-232/422/485端口, 10/100Mbit/s Base-T以太网支持;RS-485光隔通信模块选用MAX485完成单片机的TTL电平与RS-485电平的相互转换[3], 在单片机和MAX485之间采用光耦方式将信号隔离, 电路如图3所示。

监测平台外壳设计成隔爆兼本安型, 本安电源安装在隔爆腔内, 主电路板和液晶显示器安置在本安腔内, 并采用钢化玻璃将液晶显示器与外界隔开, 隔爆兼本安型外壳设有喇叭口, 可以接入127V (AC) 电源和通信电缆, 其结构示意如图4所示。

2.2 软件设计

在标准的Modbus网络上, Modbus协议有两种发生模式———ASCII和RTU。两种模式不可混合使用[4]。笔者采用Modbus RTU模式开发监测平台软件, 波特率为9 600Bd, 通信的主要流程为:先发送带地址信息、功能信息、CRC校验码的8字节, 然后等待接收并存储综合保护装置发来的数据, 同时整理显示在液晶屏上。软件流程如图5所示。

使用Modbus RTU模式, 主机、从机数据格式分别见表1、2。

表1为读机位号为01的以23 8D开始的长度为01的寄存器中的值, 1F A5为01 03 23 8D00 01计算所得的CRC值。表2为正确响应了主机的信息, 发送23 8D中的数据00 1A, 数据长度为2位, 39 8F为从机计算的01 03 02 00 1A的CRC值。

下面为一段主机侧通信程序:

3 结束语

基于分布式集中控制的思想, 笔者开发了采区变电所监测系统, 将采集综保开关联成网络, 可以及时发现停电故障点, 尽快维护开关, 缩短影响生产的时间, 及时恢复供电, 尤其是对高突、高瓦斯矿井意义深远。当系统中的一个开关出现问题或例行检修时, 不会影响整个系统的正常运行。该系统已在实验室调试成功, 并在演马矿进行工业实验, 结果表明:该系统运行可靠。

参考文献

[1]张惠刚.变电站综合自动化原理与系统[M].北京:中国电力出版社, 2004.

[2]王亚民, 陈青, 刘畅生, 等.组态软件设计与开发[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2003.

[3]李喜东, 刘波涛, 刘刚, 等.Modbus RTU串行通信协议在工业现场的应用[J].自动化技术与应用, 2005, (7) :37~40.

[4]王兆华, 孟文, 王文玺.Modbus协议在变电站监控组态软件中的实现[J].自动化与仪表, 2007, 22 (3) :46~50.

采区变电所 篇2

1、需要检修停电的单位必须办理停电工作票，由检修单位负责人把停电票送到机运队，由机运队通知变电所值班人员停电操作，并悬挂警示牌。

2、工作票签发人应由矿停送电联系人签发；工作票签发人员名单应以书面形式公布，并严格按照工作票上的工作时间进行，不得随意延长工作时间。

3、事故抢修工作可不用工作票，但应记入操作记录簿。

4、工作人员必须在停电设备的范围内作业，并与带电部件保持规定的安全距离，并在馈电开关或真空断路器处设专人监护，悬挂有“人工作 禁止合闸”警示牌，安全防护用品着装齐全后方可作业。

5、停电检修工作完成后，由检修人员亲自通知变电所值班人员，经检查一切无误后，由安全员检查设备20米内风流中瓦斯浓度符合规定时方可取下警示牌恢复送电。

6、计划安排停电时，变电所值班电工应提前通知用电单位停电范围，停电时间并汇报调度室是否安排撤人。

7、停送电应由专职人员负责，严禁非工作人员任意停送电。

8、停电先停负荷侧，送电时先送电源侧，严禁带负荷停电。

9、停送电前后都得向矿调度室和有关负责人汇报。

采区变电所 篇3

采区变电所是矿井采区供电的中枢, 设备集中、保护密集, 对采区供电的重要性不言而喻。

随着采区生产的发展和供电负荷的增加, 经常会遇到采区变电所的空间无法满足供电需求的现象。另外, 随着对矿井安全生产认识的深入, 相关规程对矿井供电的要求也不断提高, 如要求局部通风机的“三专”供电、双回路供电等, 这都对现有的供电系统特别是采区供电中枢———采区变电所提出更高的要求, 面对这种状况, 采区变电所必须及时调整和改造, 以适应新的要求。

因此, 如何适应新的要求, 解决新要求与采区变电所空间与复杂的改造之间的矛盾, 如何降低采区变电所的改造成本、减少供电系统的变动幅度及改造施工量和影响时间, 尽可能的保持供电系统的稳定, 是亟待解决的课题。

1 方案分析

1.1 双回路干线式供电

《煤矿安全规程》要求:正常工作的局部通风机和备用局部通风机的电源必须取自同时带电的不同母线段的相互独立的电源, 保证正常工作的局部通风机故障时, 备用局部通风机正常工作。双回路干线式供电符合这一要求, 同时, 双回路干线式供电在保障供电可靠性的基础上, 将大大减少高压电缆和高压开关柜的投入和电缆敷设与维护的工作量、简化供电系统, 其经济性十分显著, 是响应相关规定、提高供电系统改造效率的便捷途径。

1.2 部分负荷采用移动变电站供电

采用移动变电站供电相当于扩展了采区变电所, 形成了外置变电所--变电峒室外的变电所供电系统, 其优点在于极大地降低了采区变电所的改造成本、减少了供电系统的变动幅度及改造施工量和影响时间, 有利于保持供电系统的稳定。

1.3 移动变电站供电系统保护系统的完善

移动变电站供电系统为一相对独立的供电区域, 其高低压保护自成体系, 其中漏电保护由移动变电站低压侧馈电开关提供, 鉴于此馈电开关中的漏电保护与分控开关中的漏电保护装置一般无法配合, 所以若不经调整将无法实现漏电的二级保护, 而移动变电站作为一个外置的变电所供电系统, 其供电范围一般较大, 分支较多, 漏电的二级保护十分重要, 为此, 做如下调整, 可实现漏电的二级保护 (如图1所示) 。

1.3.1 选用一台与移动变电站低压侧馈电开关容量相近或略大的馈电开关, 如KBZ-630。

1.3.2 从移动变电站低压侧馈电开关引两路大截面电缆 (其额定电流之和与馈电开关额定电流相仿) 向馈电开关并联供电。

1.3.3 KBZ-630通过两分支分别带若干KBZ-400、KBZ-200馈电开关。

1.3.4 禁用移动变电站低压侧馈电开关漏电保护。

1.3.5 KBZ-630设置为总控漏电保护, KBZ-400、KBZ-200设置为分控漏电保护, 形成两级漏电保护系统。

3 效果分析

采区变电所 篇4

煤矿采区供电设计所需原始资料

在进行井下采区供电设计时，必须首先收集以下原始资料，作为设计的依据。

(1)矿井的瓦斯等级，采区煤层走向、倾角，煤层厚度、煤质硬度、顶底板情况、支护方式。

(2)采区巷道布置，采区区段数目、区段长度、走向长度、采煤工作面长度，采煤工作面数目，巷道断面尺寸。

(3)采煤方法，煤、矸、材料的运输方式，通风方式。(4)采区机械设备的布置，各用电设备的详细技术特征。

(5)电源情况。了解采区附近现有变电所及中央变电所的分布情况，供电距离、供电能力及高压母线上的短路容量等情况。

(6)采区年产量、月产量、年工作时数，电气设备的价格、当地电价、硐室开拓费用、职工人数及平均工资等资料。此外，在做井下采区供电设计时还需要准备下述资料：

《煤矿安全规程》、《煤炭工业设计规范》、《煤矿井下供电设计技术规定》、《矿井低压电网短路保护装置整定细则》、《矿井保护接地装置安装、检查、测定工作细则》、《煤矿井下检漏继电器安装、运行、维护与检修细则》、《煤矿电工手册》第二分册(下)、《中国煤炭工业产品大全》、各类有关的电气设备产品样本、各类供电教材。煤矿采区供电设计供电系统的拟定

拟定采区供电系统，就是确定变电所内高、低压开关和输电线路及控制开关的数量。在拟定供电系统时，应考虑以下原则：

(1)在保证供电安全可靠的前提下，力求所用的开关、起动器和电缆等设备最少；

(2)原则上一台起动器只控制一台低压设备；一台高压配电箱只控制一个变压器。当高压配电箱或低压起动器三台及以上时，应设置进线开关；采区为双电源供电时，应设置两台进线高压配电箱。(3)当采区变电所的动力变压器多于一台时，应合理分配变压器的负荷，原则上一台变压器负担一个工作面的用电设备；且变压器最好不并联运行；

(4)由工作面配电点到各用电设备宜采用辐射式供电，上山及顺槽的输送机宜采用干线式供电；供电线路应走最短的路线，但应注意回采工作面（机采除外）、轨道上下山等处不应敷设电缆，溜放煤、矸、材料的溜道中严禁敷设电缆，并尽量避免回头供电；

(5)大容量设备的起动器应靠近配电点的进线端，以减小起动器间电缆的截面；

(6)低瓦斯矿井掘进工作面的局部通风机，可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路供电，或采用掘进与采煤工作面分开供电；(7)瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中，掘进工作面的局部通风机都应实行三专(专用变压器、专用开关、专用线路)供电；

(8)局部通风机与掘进工作面的电气设备，必须装有风电闭锁装置。

瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中的所有掘进工作面应装设两闭锁(风电闭锁、瓦斯电闭锁)设施。因此，在掘进工作面的供电线路上应设一台闭锁用的磁力起动器，或专用的风电闭锁装置。

(9)局部通风机无论在工作或交接班时，都不准停风。因此要在专用变压器与采区变电所内其他任意一台变压器之间加设联络开关。平时断开，在试验局部通风机线路的漏电保护时，合上联络开关，以防局部通风机停电；

(10)采区变电所、上山绞车房、装车站及综采工作面应设照明灯。当供电系统有多种可行方案时应经过技术经济比较后择优选择。煤矿采区供电设计低压电缆的选择

低压电缆又分为支线和干线两种。支线是指起动器到电动机的电缆，向单台电动机供电；干线是指分路开关到起动器的电缆，向多台电动机供电。低压电缆的选择就是确定各低压电缆的型号、芯线数、长度和截面等。

一、低压电缆型号、芯数和长度的确定 1.低压电缆型号的选择

电缆的型号主要依据其电压等级、用途和敷设场所等条件来决定。煤矿井下所选电缆的型号必须符合《煤矿安全规程》的有关规定。矿用低压电缆的型号，一般按下列原则确定：

(1)支线一律采用阻燃橡套电缆。1140V设备及采掘工作面的660V和380V设备，必须用分相屏蔽阻燃橡套电缆；移动式和手持式电气设备，应使用专用的橡套电缆。

(2)固定敷设的干线应采用铠装或非铠装聚氯乙烯绝缘电缆；对于半固定敷设的干线电缆，为了移动方便一般选用阻燃橡套电缆，也可选用上述铠装电缆。

(3)采区低压电缆严禁采用铝芯。

(4)电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体。

(5)照明、通信和控制用电缆，固定敷设时应采用铠装电缆、阻燃橡套电缆或矿用塑料电缆；非固定敷设时应采用阻燃橡套电缆。矿用电缆的型号规格见表7-6～表7-7。2.确定电缆的芯线数目

(1)干线用的铠装电缆选三芯电缆，非铠装电缆选用四芯电缆。(2)支线用电缆就地控制（控制按钮在起动器上）时，一般采用四芯电缆；远方控制和联锁控制（控制按钮在工作机械上）时，应根据控制要求增加控制芯线的根数。注意电缆中的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼作其他用途。

(3)信号电缆芯线根数要按控制、信号、通讯系统的需要决定，并留有备用芯线。3.确定电缆长度

就地控制的支线电缆长度，一般取5m～10m。其它电缆因吊挂敷设时会出现弯曲，所以电缆的实际长度L应按式(7-8)计算。即

Ｌ＝ＫｍＬｍ（7-8）

式中Lｍ——电缆敷设路径的长度，m；

Kｍ——电缆弯曲系数，橡套电缆取1.1，铠装电缆取1.05。为了便于安装维护和便于设备移动，确定电缆长度时还应考虑以下两点：

(1)移动设备的电缆，须增加机头部分活动长度3m～5m余量。(2)当电缆有中间接头时，应在电缆两端头处各增加3m余量。

二、低压电缆主芯线截面的选择

低压电缆主芯线截面必须满足以下几个条件：

（1）正常工作时，电缆芯线的实际温度应不超过电缆的长时允许温度，所以应保证流过电缆的最大长时工作电流不得超过其允许持续电流。

（2）正常工作时，应保证供电网所有电动机的端电压在95％～105％的额定电压范围内，个别特别远的电动机端电压允许偏移8％～10％。（3）距离远、功率大的电动机在重载情况下应保证能正常起动，并保证其起动器有足够的吸持电压。

（4）所选电缆截面必须满足机械强度的要求。

在按上述条件选择低压电缆主芯线的截面时，支线电缆一般按机械强度初选，按允许持续电流校验后，即可确定下来。选择干线电缆主芯线截面时，如干线电缆不长，应先按电缆的允许持续电流初选；当干线电缆较长时，应先按正常时的允许电压损失初选；然后再按其他条件校验。

某煤矿供电系统设计计算示例之一

一、供电系统的拟定

1、地面主供电线路（详见供电系统图）

根据《煤矿规程》第四百四十一条规定，结合某煤矿的实际情况，现拟定矿井供电线路为两条，一是由某地（1）变电站向某煤矿地面配电室输送的6KV供电线路；二是由某地（2）变电站向某煤矿地面配电室输送的6KV供电线路。

2、矿井主供电线路详见供电系统图）

根据《煤矿规程》第四百四十一条规定，结合五一煤矿的实际情况，现拟定矿井供电线路为两条，第一条：采用ZLQ50mm2铠装电缆从地面10KV站向+510中央变电所供6000V电源，电缆长度为1200m。

第二条：采用ZLQ35mm2铠装电缆从地面10KV站向+350中央变电所供6000V电源，电缆长度为1700m。

第三条：采用ZLQ35mm2铠装电缆从地面10KV站向+200中央变电所供6000V电源，电缆长度为2200m；从+200中央变电所采用VUZ35mm2铠装电缆向南翼采区变电所供6000V电源，电缆长度为2300m。

3、联络电缆供电情况：

+510水平中央变电所与+350水平中央变电所联络供电采用ZLQ35mm2铠装电缆，电缆长度为500m；+350水平中央变电所与+200水平中央变电所的联络供电采用ZLQ35mm2铠装电缆，电缆长度为500m。

二、各中央变电所变压器容量的计算

1、+510中央变电所变压容量的计算 P510=ΣPeKx÷Cosψpj 其中ΣPe=P1+P2+P3，P1=130KW为2m绞车负荷； P2=75KW为1.2m人车负荷； P3=30KW为照明等其它负荷。则

ΣPe=130+75+30=255KW；Kx=0.7，Cosψpj=0.7 P510=235×0.7÷0.7 =235KVA＞180KVA。

由于考虑到1.2m绞车是专提升人员用，故该变电所采用两台变压器分别向2m绞车和1.2m绞车供电。即一台180KVA和一台100KVA的变压器。因此完全能够满足生产需要。

2、目前+350水平中央变电所变压器容量的计算 P350前=ΣPeKx÷Cosψpj 其中ΣPe=P1+P2+P3+P4+P5，P1=250KW为D280×43×5的主排水泵负荷； P2=155KW为150D30×7排水泵的负荷； P3=130KW为压风机负荷； P4=110KW为1.6m人车负荷；

P5=15×2=30KW为充电设备及照明等其它负荷；则 ΣPe=250+155+130+110+30=675KW；Kx=0.85，Cosψpj=0.8 P350前=675×0.85÷0.8

=717.8KVA。

由于该中央变电所，目前有比较多的大容量设备，因此，选用三变压器，两台320KVA和一台200KVA的变压器。其中一台320KVA的变压器供200D43×5的水泵250KW电动机的电；另一台320KVA的变压器供压风机130KW和1.6m人车130KW电动机的电；一台200KVA的变压器供两台150D30×7的水泵155KW电动机的电，两台水泵一台排水，一台备用。

3、南翼投产后+350中央变电所变压器的容量计算

由于南翼投产后两台压风机已搬至南翼采区变电所，因此，+350中央变电所的负荷发生变化，其变化后的情况如下： P350后=ΣPeKx÷Cosψpj 其中ΣPe=P1+P2+P3+P4，P1=250KW为D280×43×5的主排水泵负荷； P2=155KW为150D30×7的排水泵负荷； P3=110KW1.6m人车负荷；

P4=15×2=30KW为充电设备及照明等其它负荷；则 ΣPe=250+155+110+30=545KW；Kx=0.85，Cosψpj=0.8 P350后=545×0.85÷0.8 =579KVA。

由于该中央变电所有比较多的大容量设备，而且又有主排水设备，因此，选用两台320KVA变压器。其中一台320KVA的变压器供200D43×5的水泵250KW电动机的电；另一台320KVA的变压器供1.6m人车

110KW电动机的电和两台150D30×7的水泵155KW电动机的电；两台水泵一台排水，一台备用。

4、+200水平中央变电所变压器容量的计算 P200=ΣPeKx÷Cosψpj 其中ΣPe=P1+P2+P3，P1=250KW为D280×43×5的主排水泵负荷； P2=155KW为150D30×7的排水泵负荷； P3=70KW为充电设备及照明等其它负荷；则 ΣPe=250+155+70=475KW；Kx=0.85，Cosψpj=0.8 P200=475×0.85÷0.8 =504.7KVA。

由于该中央变电所担负着南翼主排水任务。因此，选用两台315KVA变压器，其中一台315KVA的变压器供200D43×5的水泵250KW电动机的电；另一台315KVA的变压器供两台150D30×7的水泵155KW电动机的电，两台水泵一台排水，一台备用。

5、南翼采区变电所变压器容量的计算 P南翼=ΣPeKx÷Cosψpj 其中ΣPe=P1+P2+P3+P4+P5+P6，P1=130KW为压风机负荷；

P2=40×2=80KW为两个采煤工作面40型电刮板运输机的负荷； P3=30×2=60KW为两个采煤工作面泵站的负荷； P4=17×2=34KW为两个掘进碛头装岩机的负荷；

P5=25×2=50KW为两个掘进碛头内齿轮绞车的负荷；

P6=70KW为各工作面和掘进碛头的干变、水泵、煤电钻、局扇以及硐室照明等其它负荷；则

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。

由于该采区变电所担负着南翼主生产任务。因此，选用一台320KVA变压器和一台180KVA的变压器，320KVA的变压器供压风机及充电设备的电；180KVA的变压器供两个掘进碛头和采煤工作面所有设备的电。

三、按经济电流密度校验各主输电电缆载面

1、+510中央变电所主输电电缆截面的校验 ①、+510中央变所两台压器无功功率的计算 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)②、计算+510中央变电所的最大长时负荷电流

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)③、按经济电流密度校验电缆截面

S510=Ig510÷Jn式中：Ig510=22.7A，Jn=1.15 S510=22.7÷1.15 =19.7(A)根据计算电流19.7A查电工手册可选取电缆截面为10mm2电缆，允许电流为65A，而现使用的电缆截面为50mm2，允许电流为135A，能继续使用，但不经济。

2、目前+350中央变电所主输电电缆截面的校验 ①、+350中央变所三台压器无功功率的计算 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)②、计算目前+350中央变电所的最大长时负荷电流

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)③、按经济电流密度校验电缆截面

S350前=Ig350前÷Jn式中：Ig350前=69.52A，Jn=1.15 S350前=69.52÷1.15 =60.5(A)根据计算电流60.5A查电工手册可选取电缆截面为16mm2电缆，允许电流为65A,而现使用的电缆截面为35mm2，允许电流为105A,能继续使用,但不经济。

3、南翼投产后+350中央变电所主输电电缆截面的校验 ①、南翼投产后+350中央变所二台压器无功功率的计算 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)②、计算投产后+350中央变电所的最大长时负荷电流

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、按经济电流密度校验电缆截面

S350后=Ig350后÷Jn式中：Ig350后=56A，Jn=1.15 S350后=56÷1.15 =48.7(A)根据计算电流48.7A查电工手册可选取电缆截面为16mm2电缆，允许电流为65A,而现使用的电缆截面为35mm2，允许电流为105A,能继续使用,但不经济。

4、南翼投产后采区变电所主输电电缆截面的校验 ①、南翼投产后采区变所二台压器无功功率的计算 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)②、计算南翼投产后采区变电所的最大长时负荷电流 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)③、按经济电流密度校验电缆截面

S南=Ig350后÷Jn式中：Ig南=36.6A，Jn=1.15 S南=36.6÷1.15 =31.8(A)根据计算电流31.8A查电工手册可选取电缆截面为10mm2电缆，允许

电流为48A，而现使用的电缆截面为35mm2，允许电流为105A,能继续使用，但不经济。

5、南翼投产后+200中央变电所主输电电缆截面的校验 ①、南翼投产后+350中央变所二台压器无功功率的计算 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、计算投产后+200中央变电所的最大长时负荷电流

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)③、按经济电流密度校验电缆截面

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)根据计算电流74.2A查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，允许电流为95A,而现使用的电缆截面为35mm2，允许电流为105A,能继续使用,但不经济。

6、按经济电流密度校验+510与+350联洛电缆的载面 ①、根据+510或+350水平的经济电流密度校验联络电缆截面 若因向+510或+350主供电电缆任何一路出现电缆故障时，启用联络电缆，这时联络电缆则担分别任+510或+350水平的负荷。根据计算电流 Ig510= 22.7A；Ig350前=69.5A；Ig350后=65A；查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，其长时允许电流为95A；而现使用的联络电缆截面为35mm2，其长时允许电流为105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装联络电缆符合供电要求，可以继续使用，但不经济。②、根据经济电流密度校验+

510、+350主输电电缆的截面 若因向+510或+350主供电电缆任何一路出现电缆故障时，启用联络电缆，这时任何路主输电电缆就要担负+510和+350两个水平的全部负荷，则主输电电缆电流为两个水平高压电流之和。Ig=Ig350+Ig510Ig350=69.5A，Ig510=22.7A

Ig=22.7+69.5=92.2（A）

根据计算电流92.2A，查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，其长时允许电流为95A；而现使用的主输电电缆截面为35mm2，其长时允许电流105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装主输电电缆符合供电要求，可以继续使用。

7、根据经济电流密度校验+350与+200联洛电缆的载面 ①、根据+350或+200水平的经济电流密度校验联络电缆截面 若因向350或+200主供电电缆任何一路出现电缆故障时，启用联络电缆，这时联洛电缆则担分别任+350或+200水平的负荷。根据计算电流Ig350后=65A；Ig200=85.3A；查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，其长时允许电流为95A；而现使用的联络电缆截面为35mm2，其长时允许电流为105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装联洛电缆符合供电要求，可以继续使用。

②、根据经济电流密度校验+350、+200主输电电缆的截面 若因向+350或+200供电电缆任何一条出现电缆故障时，启用联络电缆，这时任何一条主输电电缆就要担负+350和+200两个水平的全部负荷，则主输电电缆电流为两个水平高压电流之和。Ig=Ig350+Ig200Ig350=65A，Ig200=85.3A Ig=65+85.3=150.3（A）

根据计算电流150.3A，查电工手册可选取电缆截面为70mm2电缆，其长时允许电流为165A；而现使用的主输电电缆截面为35mm2，其长时允许电流105A；因此，+350和+200两个水平现使用的ZLQ35mm2

铠装主输电电缆不能担负两水平的全部负荷，使用联络时，不能满足正常生产的需要。

某煤矿供电系统设计计算示例之二

四、按长时允许电流校验各主输电电缆载面

1、按长时允许电流校验+510中央变电所主输电电缆截面

根据计算电流Ig510=22.7A，查电工手册可选取电缆截面为10mm2电缆，其长时允许电流为48A；而现使用的电缆截面为50mm2，其长时允许电流为135A；因此，现使用ZLQ50mm2铠装电缆符合供电要求，可以继续使用。

2、按长时允许电流校验+350中央变电所主输电电缆截面

根据计算电流Ig=69.5A，查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，其长时允许电流为95A；而现使用的电缆截面为35mm2，其长时允许电流为105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装电缆符合供电要求，可以继续使用。

3、按长时允许电流校验+200中央变电所主输电电缆截面

根据计算电流Ig200=85.3A，查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，其长时允许电流为95A；而现使用的电缆截面为35mm2，其长时允许电流为105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装电缆符合供电要求，可以继续使用。

4、按长时允许电流校验南翼采区变电所主输电电缆截面

根据计算电流Ig南=36.6A，查电工手册可选取电缆截面为10mm2电 19

缆，其长时允许电流为48A；而现使用的电缆截面为35mm2，其长时允许电流为105A；因此，现使用VUZ35mm2铠装电缆符合供电要求，可以继续使用。

五、按长时允许电流校验各联络电缆载面

1、按长时允许电流校验+510与+350联洛电缆载面

若因向+510或+350主供电电缆任何一路出现电缆故障时，启用联络电缆，这时联络电缆则担分别任+510或+350水平的负荷。根据计算电流Ig510=22.7A，查电工手册可选取电缆截面为10mm2电缆，其长时允许电流为65A；而现使用的联络电缆截面为35mm2，其长时允许电流为105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装联络电缆符合供电要求，可以继续使用。

根据计算电流Ig350=69.5A，查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，其长时允许电流为95A；而现使用的联络电缆截面为35mm2，其长时允许电流为105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装联洛电缆符合供电要求，可以继续使用。

2、按长时允许电流校验+

510、+350主输电电缆截面

若因向+510或+350主供电电缆任何一路出现电缆故障时，启用联络电缆，这时任何路主输电电缆就要担负+510和+350两个水平的全部负荷，则主输电电缆电流为两个水平高压电流之和。Ig=Ig350+Ig510Ig350=69.5A，Ig510=22.7A Ig=22.7+69.5=92.2（A）

根据计算电流Ig=92.2A，查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，其长时允许电流为95A；而现使用的主输电电缆截面为35mm2，其长时允许电流105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装主输电电缆符合供电要求，可以继续使用。

3、按长时允许电流校验+350与+200联洛电缆载面

若因向350或+200主供电电缆任何一路出现电缆故障时，启用联络电缆，这时联洛电缆则担分别任+350或+200水平的负荷。根据计算电流Ig350=69.5A，查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，其长时允许电流为95A；而现使用的联络电缆截面为35mm2，其长时允许电流为105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装联洛电缆符合供电要求，可以继续使用。

根据计算电流 Ig200= 85.3A，查电工手册可选取电缆截面为25mm2电缆，其长时允许电流为95A；而现使用的电缆截面为35mm2，其长时允许电流为105A；因此，现使用ZLQ35mm2铠装联络电缆符合供电要求，可以继续使用。

4、按长时允许电流校验+350、+200主输电电缆截面

若因向+350或+200供电电缆任何一条出现电缆故障时，启用联络电缆，这时任何一条主输电电缆就要担负+350和+200两个水平的全部负荷，则主输电电缆电流为两个水平高压电流之和。Ig=Ig350+Ig200Ig350=69.5A，Ig200=85.3A Ig=69.5+85.3=154.8（A）

根据计算电流154.8A，查电工手册可选取电缆截面为70mm2电缆，其长时允许电流为165A；而现使用的主输电电缆截面为35mm2，其长

时允许电流105A；因此，+350和+200两个水平现使用的ZLQ35mm2铠装主输电电缆不能担负两水平的全部负荷，使用联络时，不能满足正常生产的需要。

六、按输电电压损失校验各主输电电缆截面

1、按输电电压损失校验+510主输电电缆截面 ①、计算+510输电电压损失

△UK=PL÷UeγS式中：P=235×103W，L=1200m，Ue=6000，γ=28.8米/欧.毫米2，S=50mm2 △UK=235×103×1200÷（6000×28.8×50)=32.6(V)②计算+510容许电压损失

根据有关规定截面为50mm2的高压电缆电压损失率为2.57%，则△U=Ue×2.57% =6000×2.57% =154.2(V)＞32.6V符合要求

2、按输电电压损失校验+350主输电电缆截面 ①、计算+350输电电压损失

△UK=PL÷UeγS式中：P=579×103W，L=1700m，Ue=6000，γ=28.8米/欧.毫米2，S=35mm2 △UK=579×103×1700÷（6000×28.8×35)=162.7(V)②计算+350容许电压损失

根据有关规定截面为35mm2的高压电缆电压损失率为3.5%，则 △U=Ue×3.5% =6000×3.5% =210(V)＞162.7V符合要求

3、按输电电压损失校验+200主输电电缆截面 ①、计算+200输电电压损失

△UK=PL÷UeγS式中：P=504.7×103W，L=2200m，Ue=6000，γ=28.8米/欧.毫米2，S=35mm2 △UK=504.7×103×2200÷（6000×28.8×35)=183.5(V)②计算+200容许电压损失

根据有关规定截面为35mm2的高压电缆电压损失率为3.5%，则 △U=Ue×3.5% =6000×3.5% =210(V)＞183.2V符合要求

4、按输电电压损失校验南翼主输电电缆截面 ①、计算+南翼输电电压损失

△UK=PL÷UeγS式中：P=378×103W，L=4500m，Ue=6000，γ=28.8米/欧.毫米2，S=35mm2 △UK=378×103×4500÷（6000×28.8×35)=281(V)②计算+200容许电压损失

根据有关规定截面为35mm2的高压电缆电压损失率为5%，则 △U=Ue×5% =6000×5% =300(V)＞281V 符合要求

七、按短路电流的热效应校验电缆截面

1、按短路电流的热效应校验+510电缆截面 ①、选取基准容量Sb=100MVA 计算6KV最远点基准电流值 Ib=Sb÷√3Ub式中:Ub=6KV Ib=100÷√3×6 = 9.6(KA)②、计算电抗标么值

电力系统:X1=Sb÷SK=100÷500=0.2 输电线路:X2=0.957×1.2=1.148 X=(X1+X2)×S÷Sb=(0.2+1.148)×500÷100=6.74 ③、计算电流标么值

根据计算电抗等于6.74大于3，故可按电源为无限容量的方法处理。IS=I*0.2=I*无穷=1/X=1/6.74=0.148 ④、计算短路电流

IS=I*0.2=I*无穷=0.148×500÷√3U式中:U=6KV =0.148×500÷(√3×6)=7.12(KA)

⑤、按热效应校验+510电缆截面

SZX=I无穷√tj÷C 式中：C=165，tj=0.2，SZX=7120×√0.2÷165 =19.2(mm2)＜50mm2 符合要求

2、按短路电流的热效应校验+350电缆截面 ①、选取基准容量Sb=100MVA 计算6KV最远点基准电流值 Ib=Sb÷√3Ub式中:Ub=6KV Ib=100÷√3×6 = 9.6(KA)②、计算电抗标么值

电力系统:X1=Sb÷SK=100÷500=0.2 输电线路:X2=0.957×1.7=1.627 X=(X1+X2)×S÷Sb=(0.2+1.627)×500÷100=9.1 ③、计算电流标么值

根据计算电抗等于9.1大于3，故可按电源为无限容量的方法处理。IS=I*0.2=I*无穷=1/X=1/9.1=0.109 ④、计算短路电流

IS=I*0.2=I*无穷=0.109×500÷√3U式中:U=6KV =0.109×500÷(√3×6)=5.24(KA)⑤、按热效应校验+350电缆截面

SZX=I无穷√tj÷C式中：C=165，tj=0.2，SZX=5240×√0.2÷165 =14.2(mm2)＜35mm2符合要求

3、按短路电流的热效应校验+200电缆截面 ①、选取基准容量Sb=100MVA 计算6KV最远点基准电流值 Ib=Sb÷√3Ub式中:Ub=6KV Ib=100÷√3×6 =9.6(KA)②、计算电抗标么值

电力系统:X1=Sb÷SK=100÷500=0.2 输电线路:X2=0.957×2.2=2.1 X=(X1+X2)×S÷Sb=(0.2+2.1)×500÷100=11.5 ③、计算电流标么值

根据计算电抗等于11.5大于3，故可按电源为无限容量的方法处理。IS=I*0.2=I*无穷=1/X=1/11.5=0.087 ④、计算短路电流

IS=I*0.2=I*无穷=0.087×500÷√3U式中:U=6KV =0.087×500÷(√3×6)=4.2(KA)⑤、按热效应校验+200电缆截面

SZX=I无穷√tj÷C 式中：C=165，tj=0.2，SZX=4200×√0.2÷165 =11.4(mm2)＜35mm2 符合要求

4、按短路电流的热效应校验南翼电缆截面 ①、选取基准容量Sb=100MVA 计算6KV最远点基准电流值 Ib=Sb÷√3Ub式中:Ub=6KV Ib=100÷√3×6 =9.6(KA)②、计算电抗标么值

电力系统:X1=Sb÷SK=100÷500=0.2 输电线路:X2=0.957×4.5=4.3 X=(X1+X2)×S÷Sb=(0.2+4.3)×500÷100=22.5 ③、计算电流标么值

根据计算电抗等于22.5大于3，故可按电源为无限容量的方法处理。IS=I*0.2=I*无穷=1/X=1/22.5=0.044 ④、计算短路电流

IS=I*0.2=I*无穷=0.044×500÷√3U式中:U=6KV =0.044×500÷(√3×6)=2.7(KA)⑤、按热效应校验南翼电缆截面

SZX=I无穷√tj÷C式中：C=165，tj=0.2，SZX=2700×√0.2÷165

=7.3(mm2)＜35mm2符合要求

八、结论

根据以上的计算，按电缆长时允许电流、允许电压损失、短路电流的热稳定校验电缆截面的情况，作出如下结论：

1、某煤矿现使用的一根ZLQ50mm2主供电电缆单独向+510水平供电，完全能够满足生产的需要；使用的一根ZLQ35mm2主供电电缆单独向+350水平供电，完全能够满足生产的需要；使用的一根ZLQ35mm2主供电电缆单独向+200水平供电，完全能够满足生产的需要。

2、某煤矿现使用的两根ZLQ35mm2联络供电电缆，完全能够满足联络的要求。

3、在南翼投产后，若+350水平或+200水平的主输电电缆发生供电故障时，启用联洛电缆供电，则+350水平或+200水平任意一条主输电电缆均不能满足同时向+350水平和+200水平供电的要求。但是，如果在+510输电电缆、+350输电电缆、+200输电电缆以及联络输电电缆的相序完全相同的情况下，当+200水平主输电电缆出现故障时，可以通过+510水平主输电电缆、+350水平主输电电缆和联络输电电缆并联向+200水平中央变电所供电，是完全能够满足生产需要；当+350水平主输电电缆出现故障时，可以通过+510水平主输电电缆、+200水平主输电电缆和联络输电电缆并联向+350水平中央变电所供电，是完全能够满足生产需要；

4、为了保证某煤矿供电安全，建议由机运科组织，机电队配合，将+350水平主供电电缆、+200水平主供电电缆、两根联络供电电缆的