煤矿工作面供电设计

煤矿工作面供电设计
神华神东上榆泉煤矿管理处
I021005综放工作面供电设计说明书
综采二队
2013.03.20
审批栏
I021005综放工作面供电设计
（一）综放工作面主要条件
1、Ⅰ021005回采工作面位于现10#煤层主运大巷的东部第2勘探线—第3勘探线、标高为880～990米之间的10#煤层内。

4、该工作面的四邻关系为：工作面东部为煤层露头，北部为Ⅰ021003综放工作面（现已采终），南部相隔519米为Ⅰ021004综放工作面（现已采终），西部为10#煤层集中主、辅运大巷和Ⅰ021001综采工作面（已采终）。

5、工作面对应地表为山西西北部黄土高原中——低山区地形，地表冲刷沟较多，地面最低点在工作面开切眼附近的沟谷中，标高为990.3m，该沟谷下游为曲峪水库，下部煤层底板标高为920m，煤层埋藏深度为70.3m；地表最高处在工作面开切眼往西北288m处，地表标高为1108.1m，下部煤层底板标高为970m，煤层埋藏深度138.1m；在工作面靠近10#煤层集中主、辅运大巷附近地表标高为1060米，该范围煤层底板高为890米，煤层埋深为170米，工作
面周围200m范围内对应地表无建（构）筑物。

（二）综放工作面设备选用
1、工作面设备
采煤机选用德国艾柯夫生产的SL-300型采煤机，其额定功率1138KW，其中两台截割主电动机功率为480KW,额定电压为3300V；两台牵引电机功率为80KW,额定电压为460V;两台调高泵电机电压600V，功率9KW。

工作面前部刮板输送机为山西煤矿机械制造有限公司制造的SGZ1000/1400型输送机，机头及机尾都采用额定功率为350/700KW 的双速电机，额定电压为3300V。

工作面后部刮板输送机为西北奔牛实业集团有限公司的SGZ1200/1400型输送机，机头及机尾都采用额定功率为350/700KW 的双速电机，额定电压为3300V。

2、顺槽设备
1）破碎机：采用西北奔牛实业集团有限公司制造的PLM4000型破碎机，其额定功率400KW,额定电压1140V。

2）转载机：采用山西煤矿机械制造有限公司制造的SZZ1200/525型转载机。

其额定功率263/525KW,额定电压3300V。

3）乳化液泵站：两泵一箱，乳化液泵采用无锡威顺生产的BRW400/31.5X4A型液泵，其额定功率250KW,额定电压1140V。

4）喷雾泵：两泵一箱，采用无锡威顺生产的BPW516/13.2X4A 型，其额定功率125KW,额定电压1140V。

3、其它设备
1）回柱绞车：采用徐州煤矿机械制造有限公司生产的JH-30型回柱绞车（2台）。

其额定功率45KW,额定电压660V 。

2）调度绞车：采用徐州煤矿机械制造有限公司生产的JD-11.4型调度绞车。

其额定功率11.4KW,额定电压660V 。

3）煤矿用防灭火液压泵站：采用抚顺正工矿业科技装备有限公司生产的BH-160/16-G 型防灭火液压泵站。

其额定功率55KW,额定电压660V 。

（三）工作面移动变电站位置的确定
工作面电源电压为10kV,来自井下北翼变电所。

根据用电设备的容量与布置，采用3300V 、1140V 、660V 电压等级供电，照明及保护控制电压采用127V 。

移动变电站安装在设备列车组内，共计4台移动变电站。

（四）负荷统计及移动变电站选择
1、1#移动变电站的选取 1#移动变电站负荷统计：
计算电力负荷总视在功率 S=ΣP N
os r
C K KVA
式中 S —所计算的电力负荷总的视在功率 ，KVA ； ΣP N —参加计算的所有用电设备额定功率之和， KW ； Cos Φ—参加计算的电力负荷的平均功率因数； K r --需用系数。

K r 按下式进行选择
K r =0.4+0.6
N
S
P P 式中 P S —最大电机的功率数 ，KW ；
ΣP N —其他参加计算的用电设备额定功率之和， KW ； 则 K r =0.4+0.6×
2538
1400
=0.731 CosΦ取0.7 K r 取0.731 电力负荷总视在功率为 S=2538×
7
.0731
.0=2650KVA 根据计算负荷，选用KBSGZY-3150/10矿用隔爆型移动变电站一台。

2、2#移动变电站的选取 1#移动变电站负荷统计：
计算电力负荷总视在功率 K r =0.4+0.6×
1925
1400
=0.836 CosΦ取0.7 K r 取0.836 电力负荷总视在功率为 S=1925×
7
.0836
.0=2298KVA 据计算负荷，选用KBSGZY-2500/10矿用隔爆型移动变电站一台。

3、3#移动变电站的选取 3#移动变电站负荷统计：
计算电力负荷总视在功率 K r =0.4+0.6×
1150
400
=0.609 CosΦ取0.7 K r 取0.609 电力负荷总视在功率为 S=1150×
7
.0609
.0=1001KVA 3#移动变电站主供破碎机和液压泵站使用，由负荷统计可知，选择KBSGZY-1250/10型移动变电站一台可以满足供电需求。

4、4#移动变电站的选取 4#移动变电站负荷统计：
计算电力负荷总视在功率 K r =0.4+0.6×
05
.19555
=0.569 CosΦ取0.7 K r 取0.569 电力负荷总视在功率为 S=195.05×
7
.0569
.0=158.5KVA 4#移动变电站主供绞车及排水、照明使用，由负荷统计可知，选择KBSGZY-200/10型移动变电站一台可以满足供电需求。

预防工作面排水量增加，考虑移动变电站容量不足，故选择KBSGZY-315/10型移动变电站一台可以满足供电需求。

（五）、移动变电站高压开关的选择
（1）、配电装置额定电压：选定为10KV 。

（2）、高压配电装置额定电流应大于变压器的最大长时工作电流。

变压器最大长时工作电流即额定电流I e 为
I e =
V e
e 3S
式中 S e—变压器额定容量，KV．A ；
V e—变压器高压侧额定电压，KV。

1.1#移变高压开关的选择
高压侧额定电流为
I
e =
V e
e
⨯
3
S=()A8.
181
10KV
3
3150KV A
=
⨯
根据计算选择PBG1-200/10 100/5型高压真空配电装置。

2.2#移变高压开关的选择
高压侧额定电流为
I
e =
V e
e
⨯
3
S=()A3.
144
10KV
3
KV A
2500
=
⨯
根据计算选择PBG1-200/10 100/5型高压真空配电装置。

3.3#移变高压开关的选择
高压侧额定电流为
I
e =
V e
e
⨯
3
S=()A2.72
10KV
3
KV A
1250
=
⨯
根据计算选择KBG-315/10 100/5型高压真空配电装置。

（六）高压电缆截面选择校验
按设计规定及矿用高压电缆选型，初选MYPTJ型矿用10KV铜芯、橡套、双屏蔽电缆。

北翼配电所至1005辅助运输顺槽设备列车段高压电缆选择计算该综放工作面设有四台移动变电站，其中：KBSGZY3150-10/3.3移动变电站（提供后部刮板机及采煤机电源），KBSGZY1250-10/1.14（提供破碎机及泵站电源）单独由一根3.5Km长的高压电缆供电（1号线路）。

另一台KBSGZY2500-10/3.3移动变电站（提供前部刮板机
及转载机电源）、和KBSGZY315-10/0.66移动变电站（提供低压电源）由一根3.5Km长的高压电缆供电（2号线路）。

I021005工作面设备功率表
1号线路所带负荷共计：3688 KW
2号线路所带负荷共计：2120KW
一、计算1号线路供电电缆
1、1号线路负荷计算
工作面需用系数Kr计算：根据《煤矿电工手册》第348页(10-3-3)公式：
Kr=0.4+0.6Ps/ ∑PN
Kr=0.4+0.6×1400/3688=0.627
Kr—需用系数
Ps—最大电动机的功率，KW.
∑PN--参加计算的所有用电设备（不包括备用）额定功率之和，KW.
S= ∑PN Kr/ Cosø 煤矿电工手册第348页(10-3-1)公式
S=3688*0.627/0.7=3303.3KVA
S—所计算的电力负荷总的视在功率，KVA
Cosø—平均功率因数，综采工作面取0.7
流过1号线路的长时计算工作电流为；
Im.n =S/1.732Ue
Im.n =3303.3/1.732*10=190.7A
2、按经济电流密度选择电缆截面：
A=Im.n/J 《煤矿电工手册》第349页(10-3-7)公式
A—电缆截面积mm2
J—经济电流密度A/mm2
上榆泉矿年工作时间为20小时*350天=7000小时，取J =2
Im.n—最大长时工作电流 A
A=190.7/2=85mm2
由上式计算可知，选用一条MYPTJ-10 3*95+1*35+3*4电缆供电能满足负荷要求。

3、按最大长时工作电流选择截面：（95mm2电缆载流量为250A）
K×Ip≥Im.n 《煤矿电工手册》第349页公式
1.1×250A＝275A>190.7A
Im.n—通过电缆的最大持续工作电流，A
K－环境不同时载流量的修正系数，井下环境温度按15℃时 K ＝1.1
Ip－空气温度为25℃时，电缆允许载流量，A。

由上式计算可知，95 mm2电缆能满足供电要求。

4、按最大短路热稳定电流校检：
I∞（3）=
=
+2
2
*
3R
x
U
N
6671 A
A m in=
=
∞
c
t
I
f
*)3(
=
4.
93
4.0
*
667145mm2 <95 mm2
由上式计算可知，95 mm2电缆能满足供电要求
式中：t f—短路电流的假想时间取0.4s
C—热稳定系数，查《煤矿电工手册》350页表取93.4
I∞（3）－电缆首端最大三相稳态短路电流A
A m in－电缆最小热稳定截面 mm2
R0—电缆单位长度阻抗0.24Ω/km（查表，）R0=3.5*0.24=0.84 X0—电缆单位长度电抗0.080Ω/km（查表）X0=3.5*0.080=0.28 Un—额定电压10KV
5、按允许电压损失校验：
△V%=0.1L(P×R0+Q×x0)/Un2=0.1*3.5（3688*0.24+3303.3
*0.080）/102= 3.94< 7
符合《全国供用电规则》
式中：P－电缆输送有功功率：3688 KW
Q－电缆输送视在功率 3303.3 KW
L—电缆长度 3.5 km
R0—电缆单位长度阻抗0.24Ω/km（查表）
X0—电缆单位长度电抗0.080Ω/km（查表）
Un—额定电压10KV
由上式计算可知，选用1条MYPTJ3*95+1*35+3*4能满足负荷要求。

二、计算2号线路供电电缆
1、2号线路负荷计算
工作面需用系数Kr计算：根据《煤矿电工手册》第348页(10-3-3)公式：
Kr=0.4+0.6Ps/ ∑PN
Kr=0.4+0.6×1400/2120=0.79
Kr—需用系数
Ps—最大电动机的功率，KW.
∑PN--参加计算的所有用电设备（不包括备用）额定功率之和，KW.
S= ∑PN Kr/ Cosø 煤矿电工手册第348页(10-3-1)公式
S=2120*0.79/0.7=2392.5 KVA
S—所计算的电力负荷总的视在功率，KVA
Cosø—平均功率因数，综采工作面取0.7
流过2号线路的长时计算工作电流为；
Im.n =S/1.732Ue
Im.n =2392.5/1.732*10=138 A
2、按经济电流密度选择电缆截面：
A=Im.n/J
A—电缆截面积mm2
J—经济电流密度A/mm2
上榆泉矿年工作时间为20小时*350天=7000小时，取J =2
Im.n—最大长时工作电流 A
A=138/2=69 mm2
由上式计算可知，选用一条MYPTJ-10 3*70+1*25+3*4电缆供电能满足负荷要求。

3、按最大长时工作电流选择截面：（70mm2电缆载流量为215A）
K×Ip≥Im.n 《煤矿电工手册》第349页公式
1.1×215A＝236.5A>138A
Im.n—通过电缆的最大持续工作电流，A
K－环境不同时载流量的修正系数，井下环境温度按15℃时 K ＝1.1
Ip－空气温度为25℃时，电缆允许载流量，A。

由上式计算可知，70 mm2电缆能满足供电要求。

4、按最大短路热稳定电流校检：
I∞（3）=
=
+2
2
*
3R
x
U
N
5020 A
A m in=
=
∞
c
t
I
f
*)3(
=
4.
93
4.0
*
502034 mm2 <70mm2
由上式计算可知，70 mm2电缆能满足供电要求
式中：t f—短路电流的假想时间取0.4s
C—热稳定系数，查《煤矿电工手册》350页表取93.4
I∞（3）－电缆首端最大三相稳态短路电流A
A m in－电缆最小热稳定截面 mm2
R0—电缆单位长度阻抗0.32Ω/km（查表，）R0=3.5*0.32=1.12 X0—电缆单位长度电抗0.083Ω/km（查表）X0=3.5*0.083=0.29 Un—额定电压10KV
5、按允许电压损失校验：
△V%=0.1L(P×R0+Q×x0)/Un2=0.1*3.5（2120*0.32+2392.5
*0.083）/102= 3.01< 7
符合《全国供用电规则》
式中：P－电缆输送有功功率：2120 KW
Q－电缆输送视在功率 2392.5 KW
L—电缆长度 3.5 km
R0—电缆单位长度阻抗0.32Ω/km（查表）
X0—电缆单位长度电抗0.083Ω/km（查表）
Un—额定电压10KV
由上式计算可知，选用1条MYPTJ 3*70+1*25+3*4能满足负荷要求。

(七)按长时负荷电流选择低压电缆截面
长时负荷电流要求电缆截面载流量大于等于电缆长时间负荷电流，电缆标号见拟定供电系统图。

1、采煤机电缆（L 5）选择：
=
⨯∑=
ϕ
cos U 31000K P I N W e r A
2488
.030033100011381=⨯⨯⨯⨯
式中 ΣP N —参加计算的所有用电设备额定功率之和， kW ；
K r --需用系数。

Cos Φ—参加计算的电力负荷的平均功率因数；
根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得95mm 2 电缆为260A >248A 满足要求。

2、转载机电缆（L 6）选择：
1）、转载机低速电缆截面的选择：
=
⨯∑=
ϕ
cos U 31000K P I N W e r A
588
.03003310001632=⨯⨯⨯⨯
2）、转载机高速电缆截面的选择：
=
⨯∑=
ϕ
cos U 31000K P I N W e r A 1158
.03003310001255=⨯⨯⨯⨯
根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得70mm 2 电缆为215A >58A 、115A 满足要求。

3、破碎机电缆（L 7）选择：
=
⨯∑=
ϕ
cos U 31000K P I N W e r A
2538
.01140310001004=⨯⨯⨯⨯
根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得95mm 2 电缆为260A >253A 满足要求。

4、前、后部输送机电缆（L 10-11）选择：
1）、输送机低速电缆截面的选择：
=
⨯∑=
ϕ
cos U 31000K P I N W e r A
768
.0300331000
1350=⨯⨯⨯⨯
2）、输送机高速电缆截面的选择：
=
⨯∑=
ϕ
cos U 31000K P I N W e r A 1538
.0300331000
1700=⨯⨯⨯⨯
根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得70mm 2 电缆为215A >76A 、153A 满足要求。

(因前后部运输机所使用的电机为同一型号的电机，故计算结果相同，只列出一次即可)
5、移动变电站与组合开关间电缆截面的选择：
1）1号移变与其所控制的组合开关间电缆（L 13）截面的选择：
=
⨯∑=
ϕcos U 31000K P I N W e r A
3068.0300331000
14001=⨯⨯⨯⨯ =
⨯∑=
ϕ
cos U 31000K P I N W e r A
2488
.0300331000
11138=⨯⨯⨯⨯
根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得120mm 2 电缆为300A >306A 、248A 满足要求。

2）2号移变与其所控制的组合开关间电缆截面的选择：
=
⨯∑=
ϕcos U 31000K P I N W e r A
3068.0300331000
14001=⨯⨯⨯⨯ =
⨯∑=
ϕ
cos U 31000K P I N W e r A
1158
.0300331000
1525=⨯⨯⨯⨯
根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得120mm 2 电缆为300A >306A 、115A 满足要求。

3）3号移变与其所控制的组合开关间电缆截面的选择：
=
⨯∑=
ϕcos U 31000K P I N W e r A
2538
.0114031000
1400=⨯⨯⨯⨯ =
⨯∑=
ϕ
cos U 31000K P I N W e r A
2378
.0114031000
1)125250(=⨯⨯⨯⨯+
根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得95mm 2 电缆为260A >253A 、237A 满足要求。

6、乳化液泵电缆（L 14-15）选择：
=
⨯∑=
ϕ
cos U 31000K P I N W e r A
1588
.0114031000
1502=⨯⨯⨯⨯
根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得50mm 2 电缆为173A >158A 满足要求。

7、喷雾泵电缆（L 16-17）选择：
=
⨯∑=
ϕ
cos U 31000K P I N W e r A
798
.0114031000
1251=⨯⨯⨯⨯
根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得25mm 2 电缆为113A >79A 满足要求。

根据计算，初选电缆见下表：
采煤机选用进口307s - 400m x 95sqmm型电缆，转载机、前后部运输机选用截面70mm2耐压3300V、MYCP型矿用橡套金属屏蔽电缆。

破碎机选用95mm2耐压1140V、MYP型矿用橡套屏蔽电缆。

考虑到低压系统排水问题，故低压电缆干线选用一根50mm2耐压660V、MYP型橡套屏蔽电缆
（八）按机械强度要求校验电缆截面
机械强度要求采煤机电缆允许最小截面35-50 mm2，工作刮板输送机为16-35 mm2，均满足要求。

（九）短路电流计算
1.1#移变二次出口端的短路电流I d1计算
（1）系统阻抗
变压器二次电压3300V，容量3150kVA，系统短路容量按50MVA 计算；则系统电抗为
=
=dy
x S X 50MV A （2）高压电缆阻抗 10kV 电缆L 1=3.5km 查表得,R o =0.588Ω/ km, X o =0.078Ω/ km 高压电缆电阻、电抗： R g =0.229×3.5=0.802Ω X g =0.096×3.5=0.336Ω （3）变压器阻抗
查表得KBSGZY-3150/10型移动变电站的v s =5.5, ΔP N.T =6100W 则变压器的电阻、电抗：
=∆=2
T 2..b1S N T T N V P R =⨯22
(3150kVA))4.3(6100kV W 0.0071Ω
=
=T 2.b1
S N T s V u X =⨯3.15MV A )4.3(%5.52
kV 0.2018Ω
=+=
∑12b
g K R R b R 0945.00071.003
.30.802
2
=+Ω =++=∑12b
g K X X b x X X 4562.02018.003.30.336
2178.02
=++
Ω 2
2
e
d1)(R)2U I X ∑+∑=
（
A 36494562
.00.094523400
2
2=+=
2.2#移变二次出口端的短路电流I d2计算 （1）系统阻抗
变压器二次电压3300V ，容量2500kVA ，系统短路容量按50MVA 计算；则系统电抗为
=
=dy
x S X 50MV A （2）高压电缆阻抗 10kV 电缆L 1=3.5km 查表得,R o =0.31Ω/ km, X o =0.101Ω/ km 高压电缆电阻、电抗： R g =0.31×3.5=1.085Ω X g =0.101×3.5=0.354Ω （3）变压器阻抗
查表得KBSGZY-2500/10型移动变电站的v s =5.5, ΔP N.T =5200W 则变压器的电阻、电抗：
=∆=2
T 2..b1S N T T N V P R =⨯22
(3150kVA))4.3(5200kV W 0.0061Ω
=
=T 2.b1
S N T s V u X =⨯3.15MV A )4.3(%5.52
kV 0.2018Ω
=+=
∑12b
g K R R b R 1243.00061.003
.31.085
2
=+Ω =++=∑12b
g K X X b x X X 4582.02018.003.30.354
2178.02
=++
Ω 2
2
e
d2)(R)2U I X ∑+∑=
A 35844582
.00.124323400
2
2=+=
3.3#移变二次出口端的短路电流I d3计算 （1）系统阻抗
变压器二次电压1140V ，容量1250kVA ，系统短路容量按50MVA 计算；则系统电抗为
=
=dy x S X 50MV A
（2）高压电缆阻抗 10kV 电缆L 1=3.5km 查表得,R o =0.588Ω/ km, X o =0.078Ω/ km 高压电缆电阻、电抗： R g =0.229×3.5=0.802Ω X g =0.096×3.5=0.336Ω （3）变压器阻抗
查表得KBSGZY-1250/10型移动变电站的v s =4.5, ΔP N.T =3100W 则变压器的电阻、电抗：
=∆=2
T 2..b1S N T T N V P R =⨯22
(1250kV A))2.1(3100kV W 0.0029Ω
=
=T 2.b1
S N T s V u X =⨯1.25MV A )2.1(%5.42
kV 0.0518Ω
=+=
∑12b
g K R R b R 0145.00029.03
.80.802
2
=+Ω =++=∑12b
g K X X b x X X 3263.00518.03.80.336
2178.02
=++
Ω 2
2
e
d1)(R)2U I X ∑+∑=
（
A 18373263
.00.014521200
2
2=+=
4.4#移变二次出口端的短路电流I d4计算 （1）系统阻抗
变压器二次电压660V ，容量315kVA ，系统短路容量按50MVA 计算；则系统电抗为
=
=dy
x S X 50MV A （2）高压电缆阻抗 10kV 电缆L 1=3.5km 查表得,R o =0.31Ω/ km, X o =0.101Ω/ km 高压电缆电阻、电抗： R g =0.31×3.5=1.085Ω X g =0.101×3.5=0.354Ω （3）变压器阻抗
查表得KBSGZY-315/10型移动变电站的v s =1.8, ΔP N.T =1300W 则变压器的电阻、电抗：
=∆=2
T 2..b1S N T T N V P R =⨯22
(315kV A))69.0(1300kV W 0.0062Ω
=
=T 2.b1
S N T s V u X =⨯0.315MV A )69.0(%8.12
kV 0.0272Ω
=+=
∑12b
g K R R b R 0114.00062.05
.141.085
2
=+Ω =++
=∑12b
g K X X b x X X 0427.00272.05.140.354
0138.02
=++
Ω 2
2e
d4)(R)(2U I X ∑+∑=
A 77180427
.00.01142690
2
2
=+=
5.转载机电机处短路电流I d 计算：
转载机所使用的电缆为MYCP 3×70+1×50+3X4型。

其电缆的长度、电阻、电抗为：L 2=500米，为2趟线路高低速使用。

阻抗参数：R o =0.346Ω/ km, X o =0.078Ω/ km
R g1=0.247×0.5/3=0.041167Ω X g1=0.075×0.5/3=0.0125Ω
由于CHP33-9组合开关进线的电缆很短，故其电阻、电抗值可忽略不计 ∑
R=0.1243+0.041167=0.1655
Ω
∑
X=0.4582+0.0125=0.4707Ω
2
2e
d )(R)2U I X ∑+∑=
A
34074707
.00.165523400
2
2
=+=
6.采煤机电机处短路电流I d 计算：
选用进口 307S 3×95+1×35+3×4型电缆的电阻、电抗： L 2=400米，阻抗参数：R o =0.247Ω/ km, X o =0.075Ω/ km R g1=0.247×0.4=0.0988Ω X g1=0.075×0.4=0.03Ω 由于CHP33-7组合开关进线的电缆很短，故其电阻、电抗值可忽略不计
∑
R=0.0945+0.0988=0.1933
Ω
∑
X=0.4562+0.03=0.4862Ω
2
2e
d )(R)2U I X ∑+∑=
A 32494862
.01933.023400
2
2
=+=
7.破碎机电机处短路电流I d 计算：
MCPT 3×95+1×50+3×4型电缆的长度、电阻、电抗：L=500
阻抗参数：R o =0.247Ω/ km, X o =0.075Ω/ km
由于CHP11-8组合开关进线的电缆很短，故其电阻、电抗值可忽略不计
R g1=0.247×0.5=0.1235Ω X g1=0.075×0.5=0.0375Ω ∑R=0.0145+0.1235=0.138Ω ∑X=0.3263+0.0375=0.3638Ω
2
2e
d4)(R)2U I X ∑+∑=
（
A
15423638
.00.13821200 2
2
=+=
8.后部运输机前电机处短路电流I d 计算：
选用MCPT 3×70+1×35+3×4型电缆的电阻、电抗： L 2=400米，阻抗参数：R o =0.346Ω/ km, X o =0.078Ω/ km R g1=0.346×0.4=0.1384Ω X g1=0.078×0.4=0.0312Ω 由于CHP33-7组合开关进线的电缆很短，故其电阻、电抗值可忽略不计 ∑
R=0.0945+0.1384=0.2329
Ω
∑
X=0.4562+0.0312=0.4874Ω
2
2e
d )(R)2U I X ∑+∑=
A 31614874
.02329.023400
2
2
=+=
因后部运输机前电机高低速电缆型号及长度相同，故只计算一根
9.后部运输机后电机处短路电流I d 计算：
选用MCPT 3×70+1×35+3×4型电缆的电阻、电抗： L 2=160米，阻抗参数：R o =0.346Ω/ km, X o =0.078Ω/ km R g1=0.346×0.16=0.0554Ω X g1=0.078×0.16=0.0078Ω 由于CHP33-7组合开关进线的电缆很短，故其电阻、电抗值可忽略不计
∑
R=0.0945+0.0554=0.1499
Ω
∑
X=0.4562+0.0078=0.464Ω
2
2e
d )(R)2U I X ∑+∑=
A 3487464
.01499.023400
2
2
=+=
因后部运输机后电机高低速电缆型号及长度相同，故只计算一根即可。

10.前部运输机前电机处短路电流I d 计算：
选用MCPT 3×70+1×35+3×4型电缆的电阻、电抗： L 2=400米，阻抗参数：R o =0.346Ω/ km, X o =0.078Ω/ km R g1=0.346×0.4=0.1384Ω X g1=0.078×0.4=0.0312Ω 由于CHP33-9组合开关进线的电缆很短，故其电阻、电抗值可忽略不计
∑
R=0.1243+0.1384=0.2627
Ω
∑
X=0.4582+0.0312=0.4894Ω
2
2
e
d )(R)2U I X ∑+∑=
A 30604894
.02627.023400
2
2=+=
因前部运输机前电机高低速电缆型号及长度相同，故只计算一根即可。

11.前部运输机后电机处短路电流I d 计算：
选用MCPT 3×70+1×35+3×4型电缆的电阻、电抗： L 2=160米，阻抗参数：R o =0.346Ω/ km, X o =0.078Ω/ km R g1=0.346×0.16=0.0554Ω X g1=0.078×0.16=0.0123Ω 由于CHP33-7组合开关进线的电缆很短，故其电阻、电抗值可忽略不计
∑
R=0.1243+0.0554=0.1797
Ω
∑
X=0.4582+0.0123=0.4705Ω
2
2e
d )(R)2U I X ∑+∑=
A 33764705
.01797.023400
2
2
=+=
因前部运输机后电机高低速电缆型号及长度相同，故只计算一根即可。

12.乳化泵A 泵电机处短路电流I d 计算：
MCP 3×70+1×25+3×4型电缆的长度、电阻、电抗：L=30米， 阻抗参数：R o =0.346Ω/ km, X o =0.078Ω/ km
由于CHP11-8组合开关进线的电缆很短，故其电阻、电抗值可
R g1=0.346×0.03=0.0104Ω X g1=0.078×0.03=0.0023Ω ∑R=0.0145+0.0104=0.0249Ω ∑X=0.3263+0.0023=0.3286Ω
2
2e
d )(R)2U I X ∑+∑=
A
18213286
.00.024921200
2
2
=+=
13.乳化泵B 泵电机处短路电流I d 计算：
MCP 3×70+1×25+3×4型电缆的长度、电阻、电抗：L=35米， 阻抗参数：R o =0.346Ω/ km, X o =0.078Ω/ km
由于CHP11-8组合开关进线的电缆很短，故其电阻、电抗值可忽略不计
R g1=0.346×0.035=0.0121Ω X g1=0.078×0.035=0.0027Ω ∑R=0.0145+0.0121=0.0266Ω ∑X=0.3263+0.0027=0.329Ω
2
2e
d )(R)2U I X ∑+∑=
A
1818329
.00.026621200
2
2
=+=
14.清水泵E 泵电机处短路电流I d 计算：
MCP 3×50+1×25+3×4型电缆的长度、电阻、电抗：L=15米， 阻抗参数：R o =0.491Ω/ km, X o =0.081Ω/ km
由于CHP11-8组合开关进线的电缆很短，故其电阻、电抗值可
R g1=0.491×0.015=0.0074Ω X g1=0.081×0.015=0.0012Ω ∑R=0.0145+0.0074=0.0219Ω ∑X=0.3263+0.0012=0.3275Ω
2
2e
d )(R)2U I X ∑+∑=
A
18283275
.00.021921200
2
2
=+=
15.清水泵F 泵电机处短路电流I d 计算：
MCP 3×50+1×25+3×4型电缆的长度、电阻、电抗：L=20米， 阻抗参数：R o =0.491Ω/ km, X o =0.081Ω/ km
由于CHP11-8组合开关进线的电缆很短，故其电阻、电抗值可忽略不计
R g1=0.491×0.02=0.0098Ω X g1=0.081×0.02=0.0016Ω ∑R=0.0145+0.0098=0.0243Ω ∑X=0.3263+0.0016=0.3279Ω
2
2e
d )
(R)2U I X ∑+∑=
A 18253279
.00.024321200
2
2
=+=
（十）高压开关的整定。

1、过流保护整定
1#和2#移动变电站高压侧使用的是PBG1-200/10型高压真空配电装置，其保护器为电子式高压综合保护器；3#移变使用的是
KBG-315/10型高压真空开关,其保护器为PLC 型可编程逻辑控制器，其过流整定值按下式进行选择：
ϕcos U 31000
K P I N Z e r ⨯∑=
1#移动变电站高压侧过流整定：
=⨯∑=ϕcos U 31000
K P I N Z e r A 17285.010*********)11381400(=⨯⨯⨯⨯+
==IE I n Z A 86.0200172=
故1#移动变电站高压侧过流整定系数n 取0.8
2#移动变电站高压侧过流整定：
=⨯∑=ϕcos U 31000
K P I N Z e r A 13185.010*********)5251400(=⨯⨯⨯⨯+
==IE I n Z 65.0200131=
故3#移动变电站高压侧过流整定系数n 取0.6
3#移动变电站高压侧过流整定：
=⨯∑=ϕcos U 31000
K P I N Z e r A 7085.010*********.0)250500400(=⨯⨯⨯⨯++
因3#移动变电站高压侧保护器为PLC 式，故过流整定值取70 4#移动变电站高压侧为负荷开关，故过流整定不需进行计算。

2、短路保护整定
1#和2#移动变电站高压侧使用的是PBG1-200/10型高压真空配电装置，其保护器为电子式高压综合保护器；3#移变使用的是KBG-315/10型高压真空开关,其保护器为PLC 型可编程逻辑控制器，其短路整定值按下式进行选择：
n ≥ge
Kb e x e I I K IQ ∑+ 式中 n —互感器二次侧额定电流（5A ）的倍数；
I ge —高压配电装置额定电流，A 。

按上式计算出的整定值还应按下式进行校验：
ge
K n b I 3I (2)
d ≥1.5 ge
nK b I (2)d I ≥1.5
式中 I d （2）—变压器低压侧两相短路电流值，A ；
I Z —高压配电装置过电流保护装置的电流整定值，A ；
K b —变压器的变比；
3—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可靠动作的系数。

（1）1#移变的短路保护整定
n ≥ge Kb e
x e I I K IQ ∑+=200
94.224885.06304⨯⨯+⨯ =3.5 则 1#开关的短路保护整定为3倍。

校验
ge nK b I (2)
d I =200
94.233649⨯⨯=2.1≥1.5 合格 （2）2#移变的短路保护整定
n ≥ge Kb e
x e I I K IQ ∑+=200
94.211285.06304⨯⨯+⨯ =3.3 则 2#高压开关的短路保护整定为3倍。

校验
ge nK b I (2)
d I =200
94.233584⨯⨯=2.03≥1.5 合格 （3）3#高压开关的短路保护整定
n ≥z Kb e
x e I I K IQ ∑+=70
33.8)2762144(85.06224⨯+⨯+⨯ x x =2.9 则 3#高压开关的短路保护整定为2倍。

校验
z nK b I (2)
d I =70
33.821837⨯⨯=1.57≥1.5 合格 （十一）低压开关的整定及校验
对保护电缆干线的装置按下式选择
I Z ≥I Qe +K x ∑I e
式中 I Z —过流保护装置的电流整定值，A ；
I Qe —容量最大的电动机的额定起动电流，A ；
∑I e —其余电动机的额定电流之和，A ；
K x —需用系数，取0.5-1。

按上式选择出的整定值，还应用两相短路电流值进行校验，应符合下式的要求：
5.1I I )
2(d ≥z 式中 I Z —过流保护装置的电流整定值，A ；
I d （2）—被保护电缆干线或支线距变压器最远点的两相短路电
流值，A ；
1.5—保护装置的可靠动作系数。

电磁起动器中电子保护器的过流整定值，按下式选择
I Z ≤I e
式中 I Z —电子保护器的过流整定值，取电动机额定电流近似值，A ；
I e —电动机的额定电流，A ；
按上式选择出的整定值，也应以两相短路电流值进行校验，应符合下式的要求：
2.18I I )
2(d z 式中 I Z —含义同上；
I d （2）—含义同上；
8I Z —电子保护器短路保护动作值；
1.2—保护装置的可靠系数。

1、1#移动变压器的保护箱：
该移变为KBSGZY-3150/10型，低压侧配用XBD1-630/3.3Y 型矿用隔爆型移动变电站用低压保护箱，安装在移动变电站的低压侧，能对低压侧的各种故障进行监测，并能将故障断电信号传递给移动变电站用高压真空开关，对低压供电系统可实现漏电、漏电闭锁、过压、欠压、短路、过载等保护。

(1) 过压保护
Ug=115%×3300=3630V
(2) 欠压保护
Uq=75%×3300=2475V
(3) 断相保护处于“开启”状态
（4）漏电保护
单相漏电动作电阻整定值为：50k Ω
单相漏电闭锁动作电阻整定值为：100k Ω
（5）过载保护
I=ΣI e =256+152+152=560A
==z d I I n 89.0630
560= 则 n 取0.8
（6）短路保护
I d ≥I Qe +K x ∑I e =（152+152）×5+0.838×256=1734A
==z d I I n 44.3504
1734= 则 n 取3
灵敏度系数校验：
=d
I I d101.217343487=＞1.2 满足灵敏度要求 2、2#移动变压器的保护箱：
该移变为KBSGZY-2500/10型，低压侧配用XBD1-500/3300矿用隔爆型移动变电站用低压保护箱。

(1) 过压保护
Ug=115%×3300=3630V
(2) 欠压保护
Uq=75%×3300=2475V
(3) 断相保护处于“开启”状态
（4）漏电保护
单相漏电动作电阻整定值为：50k Ω
单相漏电闭锁动作电阻整定值为：100k Ω
（5）过载保护
I z =ΣI e =2×152+112=416A
==z d I I n 83.0500
416= 则 n 取0.8
（6）短路保护
I d ≥I Qe +K x ∑I e =（152+152）×5+0.838×112=1613A
==z d I I n 87.3416
1613= 则 n 取3
灵敏度系数校验：
=d
I I d213.216133407=＞1.2 满足灵敏度要求 3、3#移动变压器的保护箱：
该移变为KBSGZY-1250/10型，低压侧配用BXB-800/1140(660)矿用隔爆型移动变电站用低压保护箱。

(1) 过压保护
Ug=115%×1200=1380V
(2) 欠压保护
Uq=75%×1200=900V
(3) 断相保护处于“开启”状态
（4）漏电保护
单相漏电动作电阻整定值为：20k Ω
单相漏电闭锁动作电阻整定值为：40k Ω
（5）过载保护
I z =ΣI e =2×144+(88+88) +224=688A
则 I Z 取688A
（6）短路保护
I d ≥I Qe +K x ∑I e =224×5+0.838×（144×2+76×2）=1488A
==z d I I n 16.26881488=
则 n 取2
灵敏度系数校验：
=d
I I d33.114881828=＞1.2 满足灵敏度要求 4、4#移动变压器的保护箱：
该移变为KBSGZY-315/10型，低压侧配用KBZ21-400/1140(660)Y 矿用隔爆型移动变电站用永磁真空馈电开关。

(1) 过压保护
Ug=115%×690=794V
(2) 欠压保护
Uq=75%×690=518V
(3) 断相保护处于“开启”状态
（4）漏电保护
单相漏电动作电阻整定值为：11k Ω
单相漏电闭锁动作电阻整定值为：22k Ω
（5）过载保护
I z =ΣI e =56+3+3+3+3+10+10+3+3+6+6=106A
则 I Z 取106A
（6）短路保护
I d ≥I Qe +K x ∑I e =56×5+0.838×（3+3+3+3+10+10+3+3+6+6）=322A
==z d I I n 04.3106
322= 则 n 取2
灵敏度系数校验：
=d
I I d34.63222076=＞1.2 满足灵敏度要求 5. 编号D205008为QBZ-80/1140(660)控制加油泵的开关保护整定为：
P e =11kW U e =660V
ϕCOS U I e e 3P e =A 3.1185
.0660311000=⨯⨯= I z =I e =11A 整定11A
经查《煤矿电工手册》矿井供电（下）864页及895页表：该
线路的最远点两相短路电流为：I d 2
＝1951 A
灵敏度系数校验：
=z 8I I d22.2211
81951=⨯＞1.2 满足灵敏度要求
6. 编号D205Z02为QJZ9-1200/1140(660)-6型矿用隔爆型兼
本质安全型真空组合开关控制照明保护整定为：（cos φ取0.85）
（1） 电压：133V 容量：4KVA P 总=1800W
（2）一次侧熔体选择：
依据公式：1ΓI =Kb 4
.1~2.1×Ie =96.42
.1×1.25
=0.3A
因此照明信号综合保护装置一次侧应选用额定电流为3A 的熔
体。

（3）二次侧熔体的选择：
依据公式：2ΓI =ϕcos 3U p
∑ =85
.0133732.10180⨯⨯W =9.19A
因此照明信号综合保护装置二次侧应选用额定电流为10A 的
熔体。

（4）校验：经查《煤矿电工手册》矿井供电（下）866页及898页表：该线路的最远点两相短路电流为：I(2)＝ 128A
灵敏度系数校验：
K L = I d 2
= 128 = 12.8 > 4 合格
2ΓI 10 经校验选用熔体符合保护要求。

式中：1ΓI ----一次侧熔体选择(A)
Kb----变压器的变比
Ie------所带负荷额定电流(A)
∑p-----所有电动机的功率之和(W)
U-------电压(V)
cos φ----功率因数取1
I d 2-----被保护电缆干线或支线距变压器最远点的两相短
路电流(A)
2ΓI ------二次侧熔体选择（A ）
K-------保护装置的可靠动作系数
7. 编号D205Z01为QJZ9-1200/1140(660)-6型矿用隔爆型兼
本质安全型真空组合开关控制的热水器保护整定为：（cos φ取0.85）
（1） 电压：133V 容量：4KVA P 总=2000W
（2）一次侧熔体选择：
依据公式：1ΓI =Kb 4
.1~2.1×Ie =96.42
.1×1.25
=0.3A
因此照明信号综合保护装置一次侧应选用额定电流为3A 的熔
体。

（3）二次侧熔体的选择：
依据公式：2ΓI =ϕcos 3U p
∑ =
85
.0133732.10200⨯⨯W
=10.12A
因此照明信号综合保护装置二次侧应选用额定电流为10A 的熔体。

（4）校验：经查《煤矿电工手册》矿井供电（下）866页及898页表：该线路的最远点两相短路电流为：I(2)＝ 583A
灵敏度系数校验： K L =
I d 2
=
583 =
58.3
>
4 合格
2ΓI
10
经校验选用熔体符合保护要求。

式中：1ΓI ----一次侧熔体选择(A) Kb----变压器的变比
Ie------所带负荷额定电流(A) ∑p-----所有电动机的功率之和(W) U-------电压(V) cos φ----功率因数取1
I d 2-----被保护电缆干线或支线距变压器最远点的两相短路电流(A)
2ΓI ------二次侧熔体选择（A ） K-------保护装置的可靠动作系数
8. 编号D205011为QBR-80/1140(660)自动清水过滤器开关整定
为：
P e =0.25kW U e =660V
ϕ
COS U I e e 3P e =
A 25.085
.06603250
=⨯⨯=
I z =I e =0.25A 整定0.2A
经查《煤矿电工手册》矿井供电（下）864页及895页表：该线路的最远点两相短路电流为：I d 2
＝1931 A 灵敏度系数校验：
=
z 8I I d2
12062
.081931=⨯＞1.2 满足灵敏度要求 9. 编号D205Z02为QJZ9-1200/1140(660)-6型矿用隔爆型兼本质安全型真空组合开关控制的11.4调度绞车开关整定为：
P e =11.4kW U e =660V
ϕ
COS U I e e 3P e =
A 7.1185
.0660311400
=⨯⨯=
I z =I e =11.7A 整定11A
经查《煤矿电工手册》矿井供电（下）864页及895页表：该线路的最远点两相短路电流为：I d 2
＝1953 A 灵敏度系数校验：
=
z 8I I d24.2411
81953
=⨯＞1.2 满足灵敏度要求 10. 编号D205013为QJZ-30/1140(660)的11.4阻化剂抛洒泵开关整定为：
P e =3kW U e =660V
ϕ
COS U I e e 3P e =
A 08.385
.066033000
=⨯⨯=
I z =I e =3.08A 整定3A
经查《煤矿电工手册》矿井供电（下）864页及895页表：该线路的最远点两相短路电流为：I d 2
＝2278 A 灵敏度系数校验：
=
z
8I I d29.94382278
=⨯＞1.2 满足灵敏度要求 11. 编号D205014为QJZ-30/1140(660)的11.4阻化剂抛洒泵开关整定为：
P e =3kW U e =660V
ϕ
COS U I e e 3P e =
A 08.385
.066033000
=⨯⨯=
I z =I e =3.08A 整定3A
经查《煤矿电工手册》矿井供电（下）864页及895页表：该线路的最远点两相短路电流为：I d 2
＝2166 A 灵敏度系数校验：
=
z
8I I d22.90382166
=⨯＞1.2 满足灵敏度要求 12. 编号D205015为QBZ-120/1140(660)的11.4阻化剂抛洒泵开关整定为：
P e =55kW U e =660V
ϕ
COS U I e e 3P e =
A 6.5685
.0660355000
=⨯⨯=
I z =I e =56.6A 整定56A
经查《煤矿电工手册》矿井供电（下）864页及895页表：该线路的最远点两相短路电流为：I d 2
＝2076 A 灵敏度系数校验：
=
z 8I I d26.456
82076
=⨯＞1.2 满足灵敏度要求 13. 编号D205016为QBZ-120/1140(660)N 的30回柱绞车开关整定为：
P e =45kW U e =660V
ϕ
COS U I e e 3P e =
A 2.498
.0660345000
=⨯⨯=
I z =I e =49.2A 整定48A
经查《煤矿电工手册》矿井供电（下）864页及895页表：该线路的最远点两相短路电流为：I d 2
＝1043 A 灵敏度系数校验：
=
z 8I I d27.248
81043
=⨯＞1.2 满足灵敏度要求 14. 编号D205017为QBZ-120/1140(660)N 的30回柱绞车开关整定为：
P e =45kW U e =660V
ϕ
COS U I e e 3P e =
A 2.498
.0660345000
=⨯⨯=
I z =I e =49.2A 整定48A
经查《煤矿电工手册》矿井供电（下）864页及895页表：该线路的最远点两相短路电流为：I d 2
＝1026 A
灵敏度系数校验：
=
z 8I I d26.248
81026
=⨯＞1.2 满足灵敏度要求 15. 编号为D205Z01的组合开关CHP33-7的保护整定： (1) A 、B 两路开关的整定：
A 路负荷开关用于后部运输机的控制，负荷驱动器为五路，
B 路负荷驱动器用于采煤机的控制，负荷驱动器为两路。

A 路驱动器的整定： 1、 过载保护：
A 路后部运输机的电机为双速电机，其高低速额定电流分别为108/152A ，选择n =0.95 I Z 则取104/152A
2、短路保护：
后部运输机电机功率为350/700KW ，因现使用的电机为国产电机，驱动器为英国BF 组合开关其启动电流按额定电流的4倍，则为608A ，取n 为4
灵敏度系数校验：
=z I I d 2.5608
3161
=＞1.2 满足灵敏度要求 3、 漏电、断相、欠/过压保护因属于保护卡保护范围内，故保持出厂值不变。

B 路驱动器的整定：
F 、
G 两路驱动器控制采煤机。

一路在用、一路备用。

各部位电机功率之和为1138KW。