ΔU=ΔUT+ΔUms+ΔUbl
计算出整个低压电网的电压损失,然后按式ΔU≤ΔUp 进行校验。
如校验后不满足,可采取如下措施:
(1) 加大电缆截面,一般加大干线电缆的截面; (2) 分散负荷,即增加电缆的根数;
(3) 更换大容量的变压器,以减小变压器的电压损失; (4) 移动变电所的位置,使其靠近工作面; (5) 调整变压器的分接头,此方法在设计中不考虑。 5)按起动时的电压损失校验电缆截面
由于电动机起动电流大,起动时电压损失大,必须满足电动机和磁力起动器的起动条件的要求,否则无法起动。一般只须校验供电功率最大、供电距离最远的干线,如该干线满足起动要求,其它干线必能满足要求。 ①确定电动机的最小启动电压。满足电动机最小启动转矩所需要的最小启动电压Ust.min,可按下式求出:
Ustmin=UNK? (7-24)
UN——电动机的额定电压,V;
K——电动机的最小启动转矩倍数,见表7-11;
α——电动机额定电压时的启动转矩MstN与电动机额定转矩MN之比
(α值可查电动机技术数据),矿用隔爆型电动机一般可取2~2.5。 ②起动时支线电压损失。应选择起动时电压损失最大的一条支线计算:
△Ubl.st=3IstLblcos?st?scAbl (7-25 )
Ist=IstNUst/UN (7-26) cosst——支线所带电动机起动时的功率因数
③启动时干线电缆的电压损失。按干线所带电动机中最大一台
启动,其他正常工作条件计算,即:
ΔUms?stLmsKde.re∑PN.re×103=3(Istcosφst+)γscAmsUN (7-27)
Lms——干线电缆的长度,m; Ams——干线电缆的截面积,mm2
γsc——干线电缆的电导率,m/(Ω?mm2); Ist、cosφst——与式(7-25)中符号相同;
Kdere——除启动电动机外,干线中其他用电设备的需用系数,查表; ∑PNre——除启动电动机外,干线中其他用电设备额定功率之和,kW; UN——用电设备的额定电压,V。
④启动时变压器的电压损失。按变压器所带电动机中最大一台启动,其他正常工作条件计算,即
ΔUTst=3ITst(RTcosφTst+XTsinφTst) (7-28)
ITst=(Istcosφst+∑INrecosφwmre)2+(Istsinφst+∑IN.resinφwmre)2
⑤按启动条件检验电缆截面
电动机启动时,其端电压不小于电动机的最小启动电压。即 Ust≥Ust.min
Ust=U2N.T-ΔUst≥Ust.min
磁力起动器的起动电压应不小于起动器的最小吸合电压(为线路额定电压UN的0.7倍)。即:
U2N.T—△UT.st-△Ums.st≥0.7UN
第四节 采区低压电网短路电流计算 一、概 述 1.计算目的
为了正确选择和校验电气设备,使之能满足短路电流的动、热稳定性要求。对于低压开关设备的断路器、熔断器等,主要用于校验其分断能力。
为了正确整定计算短路保护装置,使之在短路故障发生时,能灵敏可靠地动作,确保供电安全。 3.计算任务
计算最大三相短路电流值,以校验开关设备等的分断能力和动热稳定性。此时短路点应选择在开关设备等负荷侧的端子上,并按最大运行方式计算。
计算最小的两相短路电流值,以校验短路保护装置的灵敏度。此时短路点应选择在保护范围的末端,并按最小运行方式计算。 3 计算特点
低压电网(包括变压器)一般不允许忽略电阻。由于电缆线路的电感电抗值远小于电阻值。故有时感抗值反而可以忽略。
低压元件如不太长的母线电缆、电流互感器的一次线圈、自动馈电开关的过电流脱扣线圈、开关触头的接触电阻以及短路点的电弧电阻等,对于低压电网的短路电流计算都有影响,但为了简化计算,一般可以忽赂。
计算短路电流时,电缆线路相间电容可以不考虑。
为统一公式,均按星形联结系统分析,对三角形联结的系统,可用
星-三角等效变换为星形系统进行计算。 三、两相短路电流的计算 1.两相短路电流的计算公式
Is(2)?2?Uav
??R????X?22
Is(2)——两相短路电流A;
Uav——短路点所在电网中首端的平均线电压(为电网额定电压的1.05倍)V;
∑R——短路回路内一相电阻值的总和Ω; ∑X——短路回路内一相电抗值的总和Ω; 短路回路的阻抗计算: (1)系统电抗的计算
电源系统的感抗远大于电阻,电阻可略,只计算电源系统的电抗Xsy:
UUXsy?2N.(T3)?2N.T
Ss3Is2Xsy——折算至变压器低压侧的电源系统电抗,Ω; U2N
T——电源变压器或发电机二次侧的额定电压,kV;
Is(3)——电源母线上的三相短路电流,kA;
Ss——电源母线上的短路容量(可按电源配电箱的额定断流容量计),MVA。
(2)变压器的阻抗计算 见变压器电压损失计算。 (3)电缆线路的电抗和电阻
线路电抗XW可用下式计算: XW=X0L
线路电阻可用下式计算:RW?四、三相短路电流的计算
L ?A由于三相短路为对称短路,故可按单相电路计算短路电流:
Is(3)?3Uav??R????X?22
公式中的符号意义与两相短路公式中的字符相同。但Id(3)与Id(2)之间存在着如下关系:
Is2?(2)Is3
(3)所以,计算出其中的一种短路电流,便可得知另一短路电流。
第五节 高压电缆的选择 一、高压电缆型号、芯数、长度的选择 1.高压电缆的型号确定
据工作电压等级、用途、敷设场所,并符合《煤矿安全规程》规定选择: (1)必须选用取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。 (2)严禁采用铝包电缆。
(3)在进风斜井、井底车场及其附近、中央变电所至采区变电所之间,可以采用铝芯电缆;其他地点必须采用铜芯电缆。
(4)在立井井筒或倾角为45°及其以上的井巷内,应采用MVV42型聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、MYJV42型交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆;
(5)在水平巷道或倾角在45°以下的井巷内,应采用MVV22型聚氯乙烯绝缘钢带或MVV32型细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、MYJV22型交