煤矿井下供电常用计算公式及系数.docx
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煤矿井下供电常用计算公式及系数
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设
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常
用
公
式
及
系
数
取
值
目录：
一、短路电流计算公式
1、两相短路电流值计算公式
2、三相短路电流值计算公式
3、移动变电站二次出口端短路电流计算
（1）计算公式
（2）计算时要列出的数据
4、电缆远点短路计算
（1）低压电缆的短路计算公式
（2）计算时要有计算出的数据
二、各类设备电流及整定计算
1、动力变压器低压侧发生两相短路，高压保护装值电流整定值
2、对于电子高压综合保护器，按电流互感器二次额定电流（5A）的1-9倍分级整定的计算公式
3、照明、信号、煤电钻综合保护装置中电流计算
（1）照明综保计算公式
（2）煤电钻综保计算公式
4、电动机的电流计算
（1）电动机额定电流计算公式
（2）电动机启动电流计算公式
（3）电动机启动短路电流
三、保护装置计算公式及效验公式
1、电磁式过流继电器整定效验
（1）、保护干线电缆的装置的计算公式
（2）、保护电缆支线的装置的计算公式
（3）、两相短路电流值效验公式
2、电子保护器的电流整定
（1）、电磁启动器中电子保护器的过流整定值
（2）、两相短路值效验公式
3、熔断器熔体额定电流选择
（1）、对保护电缆干线的装置公式
（2）、选用熔体效验公式
（3）、对保护电缆支线的计算公式
四、其它常用计算公式
1、对称三相交流电路中功率计算
（1）有功功率计算公式
（2）无功功率计算公式
（3）视在功率计算公式
（4）功率因数计算公式
2、导体电阻的计算公式及取值
3、变压器电阻电抗计算公式
4、根据三相短路容量计算的系统电抗值
五、设备、电缆选择及效验公式
1、高压电缆的选择
（1）按持续应许电流选择截面公式
（2）按经济电流密度选择截面公式
（3）按电缆短路时的热稳定（热效应）选择截面
①热稳定系数法
②电缆的允许短路电流法（一般采用常采用此法）
A、选取基准容量
B、计算电抗标什么值
C、计算电抗标什么值
D、计算短路电流
E、按热效应效验电缆截面
（4）按电压损失选择截面
①计算法
②查表法
（5）高压电缆的选择
2、低压电缆的选择
（1）按持续应许电流选择电缆截面
①计算公式
②向2台或3台以上的设备供电的电缆，应用需用系数法计算
③干线电缆中所通过的电流计算
（2）按电压损失效验电缆截面
①干线电缆的电压损失
②支线电缆的电压损失
③变压器的电压损失
（3）按起动条件校验截面电缆
（4）电缆长度的确定
3、电器设备选择
（1）变压器容量的选择
（2）高压配电设备参数选择
①、按工作电压选择
②、按工作电流选择
③、按短路条件校验
④、按动稳定校验
（3）低压电气设备选择
一、短路电流计算公式
1、两相短路电流值计算公式
式中：
————两相短路电流，A；
∑R∑X_______短路回路一相电阻、电抗值的和，Ω；
————————根据三相短路容量计算的系统电抗值，Ω；（可查表或计算）
（按控制柜分段电流取值就可以）
R1、X1__________高压电缆的电抗、电阻值的总和，Ω；（可查表或计算）
Kb———————————变压器的的变压比，一次侧电压除以二次侧电压（电压按400、690、1200、3500计算）比；
Rb、Xb———
矿用变压器的电阻、电抗值，Ω；（可查表或计算）
R2、X2———————矿用电缆的电阻、电抗值，Ω；（可查表或计算）
Ue——————变压器的二次侧电压，V（按电压400、690、1200、3500计算）；
2、三相短路电流值计算公式
Id（3）=1.15×Id
（2）Id（3）三相短路电流，A
3、移动变电站二次出口端短路电流计算
（1）、计算公式
（2）计算时要列出一下数据：
、变压器的一次电压（V），二次电压值Ue（V），高压电缆的型号（mm2），供电距离L（km），变压器的容量（）KVA，系统短路容量（）MVA；
、根据电缆型号，计算或查表得高压电缆的电阻R1、电抗值X1,Ω/km；根据变压器型号计算或查表变压器的电阻、电抗值，Ω;
、根据提供数据出变压器的变比；系统电抗Xx（=变压器二次电压2/系统容量）；高压电缆的电阻Rg、电抗Xg（=电缆长度km×查表的电阻、电抗）；
④、把计算出的结果带入算式中得短路值。
4、电缆远点短路计算
（1）低压电缆的短路计算公式
（2）计算时要有计算出的数据：
、低压电缆的型号（mm2），查表或计算出电缆长度换算系数。
供电距离L（km=电缆长度×系数）。
注：
所有电缆换算后结果相加才是供电最远点距离。
、根据电缆型号，计算或查表得低压电缆的电阻R2、电抗值X2,Ω/km；低压电缆的电阻R2、电抗X2（=电缆长度km×查表的电阻、电抗）；
、计算出变压器的短路值，其它值可直接从计算结果中提取。
④、把计算出的结果带入算式中得低压电缆远点短路值。
二、各类设备电流整定值及计算
1、动力变压器低压侧发生两相短路，高压保护装值电流整定值
式中：
Kb————变压器的变比；
1.2~1.4——可靠系数；
IQe—————————容量最大的电动机的额定启动电流，对于有数台电动机同时启动的工作机械，若其总功率大于单台启动的容量最大的电动机功率时，IQe则为这几台同时启动的电动机的额定电流之和，A；
∑Ie——————其余电机的额定电流之和，A;
——————需用系数，取0.5~1。
2、对于电子高压综合保护器，按电流互感器二次额定电流（5A）的1-9倍分级整定的计算公式
式中：
————互感器二次额定电流（5A）的倍数；
Ige————高压配电装置的额定电流，A;
Kb————变压器的变比；
IQe—————————容量最大的电动机的额定启动电流，对于有数台电动机同时启动的工作机械，若其总功率大于单台启动的容量最大的电动机功率时，IQe则为这几台同时启动的电动机的额定电流之和，A；
∑Ie——————其余电机的额定电流之和，A;
——————需用系数，取0.5~1。
3、照明、信号、煤电钻综合保护装置中电流计算
（1）照明综保计算公式
式中：
IR———熔体额定电流，A;
Ie———照明负荷电流，A；
Kb———变压比，分别为使用电压/133V的比值。
（2）煤电钻综保计算公式
式中：
IQe———容量最大的电钻电动机的额定启动电流，A;
∑Ie———其余单钻电动机的额定电流之和，A；
Kb———变压比，分别为使用电压/133V的比值。
（3）所选熔体额定电流效验公式
式中：
Id
（2）———变压器低压侧两相短路电流，A;
Kb—————变压比；
————Y/∆接线变压器二次侧凉席那个短路电流折算到一次侧时的系数，当∆/∆接线时此系数取1。
4、电动机的电流计算公式
（1）电动机的额定工作电流
式中：
I———电动机的额定工作电流，A；
U———电动机的工作电压，V;
——电动机的系数0.65~1
———效率取0.65--0.9。
（2）电动机启动电流
IQ______一般计算按IQ=I×1.1~1.2。
（3）电动机启动短路电流
Id______短路值按4~10倍、与供电电压、供电距离、短路倍数整定、过流时间有关。
三、保护装置计算公式及效验公式
1、电磁式过流继电器整定效验
（1）、保护干线电缆的装置的计算公式
式中：
IZ————————过电流保护装置的电流整定值，A;
IQe—————————容量最大的电动机的额定启动电流，对于有数台电动机同时启动的工作机械，若其总功率大于单台启动的容量最大的电动机功率时，IQe则为这几台同时启动的电动机的额定电流之和，A；
∑Ie——————其余电机的额定电流之和，A;
——————需用系数，取0.5~1。
（2）、保护电缆支线的装置的计算公式
IZIQe——同干线电缆解释
（3）、两相短路电流值效验公式
式中：
Id
（2）——————被保护电缆干线或支线距离变压器最远点的两相电流值，A；
IZ_____________过流保装置的电流整定值，A；
1.5———保护装置的可靠动作系数。
若线路上串联两台及以上开关时（期间无分支线路），则上一级开关的整定值，也应该按下一级开关保护围最远点的两相短路电流来效验，效验的灵敏度应满足1.2~1.5的要求，以保证双重保护的可靠性。
解决办法：
1.加大干线或支线的电缆截面；2.设法减少低压电缆线路的长度；3.采用相敏保护器或软起动等新技术提高灵敏度；4.换用大容量变压器或采取变压器并联运行；5.增设分段保护开关；6.采用移动变电站或移动变压器。
2、电子保护器的电流整定
（1）、电磁启动器中电子保护器的过流整定值
式中：
Iz———电子保护器的过流整定值，取电动机额定工作电流的近似值，A;
Ie———电动机的额定电流，A。
（2）、两相短路值效验公式
式中：
Id
（2）——————被保护电缆干线或支线距离变压器最远点的两相电流值，A；
IZ_____________电子保护器的过流整定值，取电动机额定工作电流的近似值，A；
8IZ_____________电子保护器短路保护动作值；
1.2———保护装置的可靠动作系数。
3、熔断器熔体额定电流选择
（1）、对保护电缆干线的装置公式
式中：
IR——————————熔体额定电流，A;
IQe—————容量最大的电动机的额定启动电流，对于有数台电动机同时启动的工作机械，若其总功率大于单台启动的容量最大的电动机功率时，IQe则为这几台同时启动的电动机的额定电流之和，A；
∑Ie——————其余电机的额定电流之和，A;
1.8~2.5———当容量最大的电动机启动时，保证熔体不化系数，不经常启动取2.5；经常启动取1.8~2。
（2）、对保护电缆支线的计算公式
式中：
IR——————————熔体额定电流，A;
IQe—————容量最大的电动机的额定启动电流，对于有数台电动机同时启动的工作机械，若其总功率大于单台启动的容量最大的电动机功率时，IQe则为这几台同时启动的电动机的额定电流之和，A；
1.8~2.5———当容量最大的电动机启动时，保证熔体不化系数，不经常启动取2.5；经常启动取1.8~2。
（3）、选用熔体效验公式
式中：
Id
（2）——————被保护电缆干线或支线距离变压器最远点的两相电流值，A
4~7________为保证熔体及时熔断的系数，100A及以下系数取7；电流为125A时，系数取6.4；电流为160A时，系数取5；电流为200A时，系数取4；电压127V时，系数一律取4。
4、对于Y/Y接线或Y/∆接线变压器，效验公式
（1）、公式
（a）
（b）
式中：
Id
（2）———变压器低压侧两相短路电流，A；
Iz———高压配电装置过流保护装置的电流整定值，A;
Kb———变压器的变比
———Y/∆接线变压器的二次侧两相短路电流折算到一次侧时的系数；
1.5———保证过电流保护装置的可靠系数。
（2）、电力变压器高压配电装置保护整定原则
①电子式过流反时限继电器保护装置，按变压器的额定电流整定。
②电磁式动作时间为10~15S,启动电流按躲过变压器的额定电流来整定：
式中：
Iz————高压配电装置过流保护装置的电流整定值，A;
K————可靠系数，一般取1.05；
Kf—
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