1、*礦綜采工作面供電設計（一）綜采工作面主要條件該工作面屬于#煤層一盤區，平均煤層厚度5m，工作面長度250m,走向長度為2000m，平均傾角0-3，采用一次采全高采煤工藝，可采最高煤層厚度5.0m礦井井下高壓采用10kv供電，由西翼盤區變電所負責向該綜采工作面供電。西翼盤區變電所雙回10kv電源來自地面工業園區35變電站盤，采用兩趟myjv22240，電纜長度3400m。變電所高壓設備采用bgp9l-10型高壓隔爆開關，保護選用上海山源zbt11綜合保護，盤區變電所距綜采工作面皮帶機頭200m。（二）設備選用1、工作面設備采煤機選用西安煤機的mg750/1850wd兩臺截割主電動機功率為750

2、kw,額定電壓為3300v；兩臺牽引電機功率為90kw,額定電壓為460v;調高泵電機電壓1000v，功率35kw，破碎機功率100kw，額定電壓為3300v。兩臺主電動機同時起動。工作面刮板輸送機采用奔牛sgz1000-z700型輸送機，機頭及機尾都采用額定功率為350/700kw的雙速電機，額定電壓為3300v。2、順槽設備1）破碎機：采用山西煤機廠制造pcm-315型破碎機，其額定功率315kw,額定電壓1140v。2）轉載機：采用山西煤機廠制造szz1200/315型轉載機。其額定功率315kw,額定電壓1140v。3）順槽帶式輸送機：采用晉煤集團機電總廠生產的ssj-140/250/

3、3*400型輸送機（1部），驅動電機額定功率3400 kw,循環油泵電機額定功率318.5kw,冷卻風扇電機額定功率35.5kv,抱閘油泵電機額定功率24kw,額定電壓均為1140v，自動漲緊油泵電機額定功率12kw，卷帶電機額定功率15kw,電壓1140v。皮帶機采用cst啟動方式。4）乳化液泵站：三泵二箱，乳化液泵采用無錫威順生產的brw400/31.5型液泵，其額定功率250kw,額定電壓1140v。5）噴霧泵：采用無錫威順生產的bpw516/13.2型（2臺），其額定功率132kw,額定電壓1140v。3、其它設備 移動列車處安裝jh2-18.5慢速絞車兩部，用于移動列車牽引。絞車電機

4、功率18.5kw,額定電壓等級1140v；順槽皮帶機機頭安裝電磁除鐵器一臺，型號rcdc-25s，電機功率30kw,額定電壓1140v；皮帶順槽巷采用2臺15kw 排污泵臨時排水，額定電壓1140v；其余巷道排水設備及水倉處固定離心泵就近接取電源或另設移動變電站供電。（三）工作面移動變電站及配電點位置的確定 工作面電源電壓為10kv,來自200m以外的盤區變電所。根據用電設備的容量與布置，采用1140v和3300v兩種電壓等級供電，照明及保護控制電壓采用127v。在順槽皮帶機機頭設置移動變電站及配電點，為順槽皮帶機供電；在順槽皮帶巷距工作面100-200米處設移動列車，將移動變電站，采煤機、工

5、溜、轉載機、破碎機控制開關，液壓泵站、噴霧泵及其控制開關裝在移動列車上，可以隨著工作面的推進定期在軌道上進行移動。見設備布置示意圖。（四）負荷統計及移動變電站選擇按用電設備額定電壓分為1140v和3300v兩種，按移動變電站二次側兩種電壓等級選取：1、3300v 用電設備變電站選取由于采煤機（1815kw）、刮板輸送機（2*700kw）單機容量較大，且考慮過電流保護靈敏系數的要求，分別選用1臺容量較大的移動變電站。1） 供采煤機移動變電站選取（1# 移變） 各設備的加權平均功率因素，1#移變供電1臺采煤機組，取0.85；設備額定功率之和； 需用系數，在綜采工作面，=0.4+0.6，為最大一臺設

6、備額定功率，對單臺設備，=1。選擇 2）供工作面運輸機移動變電站選取（2#移變） 選擇2、1140v用電設備變電站選取順槽皮帶機容量較大，且為固定供電設備，單獨選用一臺移動變電站，其余設備選用一臺移動變電站。順槽皮帶巷2臺15kw潛污泵可就近在移動變電站接取電源。1)順槽皮帶機移動變電站選取（3#移變）順槽皮帶機長度約為2000m,且皮帶巷坡度不大，皮帶機采用兩驅運行，一驅備用可滿足要求。 選擇 2)其它設備移動變電站選取（4#移變）=0.4+0.6/=0.4+0.6315/1394=0.54 選擇根據井下移動變電站要求選取型號為kbsgzy型移變。工作面負荷統計供電設備用電設備及型號額定功率

7、（kw）額定電壓（v）1#移變kbsgzy250010/3.3采煤機sl5002*750+2*90+ 35+1003300、1000 4602#移變kbsgzy200010/3.3刮板輸送機sgz-1000-2*700高速 2*700低速 2*35033003#移變kbsgzy125010/1.14皮帶運輸機ssj-140/250/3* 400驅動電機3*400其余電機 951140電磁除鐵器3011404#移變kbsgzy125010/1.14破碎機pcm-3153151140轉載機szz1200/3153151140乳化液泵站brw400/31.5 3臺單機功率2501140噴霧泵brw5

8、16/13.2 2臺單機功率1321140合計6184（五）供電系統選型與供電系統擬定 由采區變電所1#、2#、3#、4#四臺高壓開關（200/5）向工作面四臺移動變電站高壓供電。移動變電站高壓側開關采用真空斷路器，開關具有短路、過負荷和無壓釋放保護。低壓饋電開關及磁力啟動器按其斷路器（接觸器）額定電流大于等于所控制（啟動）設備額定電流進行選取，按斷路器（接觸器）分斷能力等于或大于所通過最大三相短路電流來校驗。饋電應具備短路、過負荷、漏電跳閘及閉鎖等保護，磁力起動器應具有短路、過負荷、漏電閉鎖、斷相等保護及遠方控制功能。采煤機額定電流375a，1#移變選取德國貝克生產pbe3006型低壓開關，

9、三回3300v出線，額定電流450a，一用兩備，低壓開關直接向采煤機供電，另一回路出線127v；刮板運輸機額定電流2*143a。2#移變低壓側選取英國allenwest公司生產aw2000型開關，五回3300v出線，單回額定電流200a，四用一備，另一回路出線127v。3#移變低壓側運行負荷額定電流585.1a，移變低壓側選取平陽開關廠生產bxd-800型真空饋電開關，皮帶機三臺驅動電機的電流256a，三臺油泵額定電流12a，三臺風扇額定電流3.5a，兩臺抱閘額定電流2.6a，采用長治海通生產組開關進行控制，其中3回采用400a接觸器控制驅動電機，另外8回采用30a接觸器控制油泵、風扇、抱閘油

10、泵，滿足使用要求，自動油泵漲緊電機采用kxj3-80/1140型專用開關，電磁除鐵器、卷帶電機選用qbz-80/1140型開關均滿足要求。4#移變低壓側運行負荷額定電流izdieq+iekx。其中ieq為最大負荷額定電流，取轉載機額定電流200a，ie 為其余設備額定電流之和為700a，kx 為需用系數0.54，izd200+700*0.54=578a。移變低壓側選用平陽開關廠生產bxd-800型真空饋電開關，乳化液泵、噴霧泵、轉載機、破碎機均采用長治海通生產6路組合開關控制，每臺開關六回1140v出線，額定電流400安，滿足使用要求。根據供電設備選型與布置擬定供電系統圖。（六）高壓電纜截面選

11、擇校驗按設計規定及礦用高壓電纜選型，初選myptj型礦用10kv銅芯、橡套、雙屏蔽電纜。1、供1#移變高壓電纜截面選擇（l1）1）按長時允許電流選電纜截面 -平均效率，查表得0.9。根據礦用橡套電纜長時允許載流量查表得35mm2 電纜為138a 137a 滿足要求。2）按經濟電流密度校驗電纜截面。a-電纜主芯截面j-經濟電流密度 a/mm2 查表得2.25根據高壓電纜經濟電流密度校驗35 mm2不能滿足要求，應選取70 mm2截面電纜，長時允許截流量215a。3）按允許電壓損失校驗高壓電纜線路中的電壓損失百分數。 兆瓦公里負荷矩電纜中電壓損失百分數。 電纜長度，km。 允許電壓損失百分數。校驗

12、滿足要求。4) 熱穩定校驗電纜截面設井下盤區變電所10kv 母線最大短路容量限制50mva，最大三相穩態短路電流短路電流的假象時間，即熱等效時間，取0.25s;c電纜熱穩定系數，銅芯橡套電纜c=93.4。熱穩定校驗電纜截面滿足要求。2、供2#移變高壓電纜截面選擇（l2）1）按長時允許電流選電纜截面 取25mm2電纜長時允許截流量113a105.7a滿足要求。2）按經濟電流密度校驗電纜截面。 25mm2電纜不能滿足要求，選取50 mm2電纜截流量173a。3）按允許電壓損失校驗 不能滿足要求選取70mm2 電纜4） 熱穩定校驗電纜截面amin=15.5 mm270 mm2 滿足要求3、供3#移變

13、高壓電纜截面選擇1）按長時允許電流選電纜截面 取25mm2電纜長時允許截流量113a 滿足要求。2）按經濟電流密度校驗電纜截面。不能滿足要求，選取50mm2電纜。 3）按允許電壓損失校驗 滿足使用要求4）熱穩定校驗電纜截面amin=15.5 mm250 mm2 滿足要求4、供4#移變高壓電纜截面選擇1）按長時間允許電流選擇電纜截面取16 mm2 電纜長時間允許截流量83a，滿足要求。2）按經濟電流密度校驗截面不能滿足要求。取35 mm2電纜截面流量138a。3）按允許電壓損失校驗 不能滿足要求。選取70mm2 電纜滿足要求。4）熱穩定校驗電纜截面滿足要求。四條高壓電纜選取為：l1myptj-1

14、03*70+3*25+3*2.52200ml2myptj-103*70+3*25+3*2.52200ml3myptj-103*50+3*16+3*2.5300ml4myptj-103*70+3*25+3*2.52200m(七)按長時負荷電流初選低壓電纜截面長時負荷電流要求電纜截面載流量大于等于電纜長時間負荷電流，電纜標號見擬定供電系統圖。電纜編號負荷名稱長時負荷電流（a）長時負荷電流要求最小截面（查表mm）初選截面(mm)備注l5采煤機375150150450ml6l9刮板輸送機14350502*200+2*450ml10順槽皮帶機548.22*120mm2*1202*20ml11漲緊卷帶36

15、.96640ml125#開關電源343.62*702*702*50ml136#開關電源3082*502*502*50ml14l16皮帶主電機256959510+2*30ml17l19油泵12463*15ml20l22風扇3.54610+2*30ml23l24抱閘油泵2.6462*5ml25l27乳化液泵16050503*50ml28l29噴霧泵9025252*50ml30l31轉載、破碎機2007070200+220ml32慢速絞車2446100ml33自動漲緊7.8465ml34卷帶9.7465ml35電磁除鐵器19.44630ml36l37慢速絞車12462*5m采煤機選用mcpr1.9/

16、3.3kv拖移電纜，刮板運輸機選用myptj1.9/3kv型電纜，其余1140v電纜均選用myp型礦用橡套屏蔽電纜。l10選取兩趟120mm2電纜，l12選取兩趟70 mm2電纜，l13選取兩趟50 mm2電纜.（八）按機械強度要求校驗電纜截面機械強度要求采煤機電纜允許最小截面35-55 mm2，工作刮板輸送機為16-35 mm2，均滿足要求。（九）按允許電壓損失校驗電纜截面3.3kv系統允許電壓損失1.14kv系統為1、 1移動變電站低壓配電系統移變參數： 1)正常運行時的電壓損失校驗推導參數：變壓器內部電阻上壓降百分數 變壓器內部電抗上壓降百分數正常負荷變壓器內部電壓損失百分數變壓器內部電

17、壓損失 l5電纜上允許電壓損失為： 要求l5最小截面為： 滿足正常供電要求。2）按起動時電壓損失校驗電纜截面 （1）阻抗等值電路圖如1-1所示。 圖1-1變電站供電系統起動阻抗等值電路z1變壓器內部阻抗 z2 l5電纜阻抗 z3 采煤機等值阻抗 （2）變壓器內部阻抗 變壓器二次額定電流：（3）l5電纜阻抗:(4)采煤機起動時相阻抗雙電機同時啟動 回路總阻抗： 采煤機啟動時實際起動電流isq:采煤機起動時電壓機端電壓uq所以采煤機干線電纜截面滿足起動要求。2、2#移動變電站低壓配電系統。 1)正常運行時的電壓損失校驗（按機尾高速電機運行校驗）變壓器推導參數： 變壓器內部電壓損失：l9電纜上允許電

18、壓損失為：要求l9最小截面為：2）按起動時電壓損失校驗電纜截面 （1）阻抗等值電路圖如1-2所示。 圖1-2變電站供電系統起動阻抗等值電路z1變壓器內部阻抗 z2 z3 機頭機尾電纜阻抗 z4 低速電動機起動阻抗 （2）變壓器內部阻抗（3）、電纜阻抗 機頭電纜l7：機尾電纜l8 ： （4）、電動機（低速）起動相阻抗：雙電機同時起動：計算總阻抗：變壓器輸出起動電流：機尾電動機起動電流：機尾電動機起動電壓：所以刮板運輸機初選電纜截面滿足使用要求。3、3#移動變電站低壓配電系統（驅動電機兩用一備） 變壓器參數： 1）正常運行時電壓損失校驗變壓器推導參數：變壓器內部損失：l10 截面反算校驗支線電纜l

19、14電壓損失為：同理求得支線電纜l15、l17、l18、l20、l21、l23、l24上電壓損失。l10干線允許電壓損失 l10最小截面：l10、l14-l24電纜截面選取滿足要求。l11 截面反算校驗支線電纜l33、l34、l35電壓損失為：l11最小截面：l11、l33l35滿足使用要求。2）按起動時電壓損失校驗電纜截面 阻抗等值電路圖如圖1-3 變壓器內部阻抗 圖1-3 變電站供電系統起動阻抗等值電路圖z1 ：變壓器阻抗；z2 ：驅動電機正常運行阻抗；z3 ：驅動電機起動時阻抗；z4 ：油泵運行阻抗；z5 ：風扇運行阻抗； z6 ：抱閘油泵運行阻抗；z7 ：漲緊電機運行阻抗；z8 ：卷帶

20、電機運行阻抗；z9 ：電磁除鐵器運行阻抗；其余為對應編號電纜阻抗。 l10、l11電纜阻抗l10等于兩條120mm2電纜阻抗并聯，等于單條120mm2電纜阻抗一半。 驅動電機正常運行時和l14電纜串聯阻抗 電導：電納：( 5)、驅動電機啟動時和l15電纜串聯阻抗采用cst起動，電機啟動時起動電流為3倍額定電流。功率因數取0.5。 （6）、油泵電機運行時和l17（l21）電纜串聯阻抗 （7）、風扇電機運行時和l20（l21）電纜串聯阻抗 （8）、抱閘油泵運行時和l23（l24）電纜串聯阻抗 （9）、漲緊電機運行與l33電纜串聯阻抗 （10）、卷帶機運行與l34電纜串聯阻抗 （11）、電磁除鐵器與

21、l35電纜串聯阻抗 （12）、計算兩個并列系統阻抗 導納 導納 （13）、計算回路阻抗 變壓器負載總阻抗：回路總阻抗： （14）、驅動電機起動時變壓器輸出電流與電壓（15）、驅動電機實際起動電流與電壓3#移動變電站供電系統滿足起動要求。4、4#移動變電站低壓配電系統1）正常運行時電壓損失校驗變壓器參數同3#移變，用l12、l13 兩趟干線允許電壓損失反算電纜截面，方法同3#移變低壓系統，校驗可以滿足要求。2）按起動時電壓損失校驗電纜截面 阻抗等值電路如圖1-4 圖1-4 變電站供電系統器動阻抗等值電路圖z1:變壓器阻抗；z2乳化液泵正常運行時阻抗；z3：噴霧泵正常運行阻抗；z4轉載機電機正常運

22、行阻抗；z5：破碎機電機起動阻抗；其余為對應編號電纜阻抗。 阻抗值計算 ：經計算： 變壓器負載阻抗： 回路總阻抗： （3）、破碎機起動時變壓器輸出電流與電壓 （4）、破碎機實際起動電流電壓4#移動變電站低壓供電系統滿足起動要求。（十）、低壓電網短路點計算 1、短路點的選定 短路點應選在母線上與線路的首末端，如果線路很短可以只選線路首端。根據這一原則，在擬定供電系統圖中選定d1d8八個點計算短路電流，能滿足開關選擇校驗與繼電保護整定要求。短路電流可以查表也可以利用系統阻抗計算，這里計算求得。 2、短路回路元件阻抗計算電源系統電抗：采區變電所10kv母線短路容量，取50mva。3300v系統 11

23、40v系統 高壓電纜阻抗： 其余變壓器，電纜阻抗見前面。3、短路電流計算通用公式： 、l1號高壓電纜阻抗。、1號移動變電站阻抗低壓網絡短路電流電弧電阻，取。電流系統電抗。同理求得： （十一）、熱穩定和開關分斷能力校驗 1、低壓電纜熱穩定校驗 1#移變低壓配電熱穩定需最小電纜截面為： 滿足要求。 2#移變低壓配電熱穩定需最小電纜截面為： 滿足要求。 3#移變低壓配電熱穩定需最小電纜截面為： 將l11截面增加至35mm2,其余負荷線根據電機喇叭嘴口徑大小改動。l17l19、l33l35均改用16mm2截面電纜。重新計算d7點短路電流： 4#移變低壓配電熱穩定需最小電纜截面為： 將l32、l36、l

24、37更換為35mm2電纜。d7點短路電流： 2、低壓開關分斷能力校驗1#移變低壓開關斷路器分斷能力 2#移變低壓開關分斷能力 3#移變低壓開關分斷能力 4#移變低壓開關分斷能力 （十二）保護整定1、1#移變高壓側開關整定1# 移變高壓側最大負荷電流 1# 移變高壓側選取額定電流200a隔爆配電裝置。 過載保護整定電流取125a123.6a 過電流短路保護過電流短路保護取660a652.9a1#移變高壓側 1#高壓開關整定（200/5） 過流段： 取18.5a 過流段： 取3.5a2、2#移變高壓側開關整定2# 移變高壓側最大負荷電流2# 移變高壓側選取額定電流200a隔爆配電裝置。過載保護整定

25、電流取100a95.3a過電流短路保護 取2#高壓開關整定（200/5）過流段： 取10a過流段： 取2.8a3、3#移變高壓側開關整定3# 移變高壓側最大負荷電流3# 移變高壓側選取平陽開關廠生產gkdz-100/10y， 額定電流100a過載整定范圍：0.41ie；短路整定范圍310ie； 過流短路保護：取3#高壓開關整定（200/5）過流段： 取8.5a過流段： 取2a4、4#移變高壓側開關整定4# 移變高壓側最大負荷電流 4# 移變高壓側選取平陽開關廠生產gkdz-100/10y， 額定電流100a取4#高壓開關整定過流段： 取8.5a過流段： 取2a2、低壓側保護整定計算（1）1移變

26、低壓側開關低壓饋電開關額定電流450a，長期負荷電流375a，過電流短路保護電流1632.3a。取過載保護iz1=0.9ie=405a375a取電流短路保護iz2=4ie=1800a1632.3ak=id5/ iz2=3091/1800=1.721.5（2）2移變低壓側開關低壓饋電單回路額定電流200a，低速長期負荷電流71.5a，高速長期負荷電流143a，低速最大啟動電流393.3a，高速最大啟動電流取2倍額定電流286a。低速iz1取0.4ie=80a71.5a iz2取3ie=600a393.3a高速iz1取0.8ie=160a143a iz2取2ie=400a286ak=id6/2 iz2=2640/800=3.31.5（3）3移變低壓側開關3移變低壓饋電開關為bxd800/1140型，額定電流800a，長期最大負荷電流585.1a，過電流短路保護電流1341.2a。取過載保護iz1=0.8ie=640a585.1a取電流短路保護iz2=2ie=1600a1341.2ak=id7/ iz2=4938/1600=3.091.5ht11l4