铁岭市韫达煤矿某综采工作面供电设计说明书

铁岭市韫达煤矿203综合机械化采煤工作面供电设计说明书
目录
前言 (5)
第一章矿井概况 (6)
第一节矿井自然概况 (6)
第二节矿井生产概况 (7)
第三节203工作面概况 (8)
第四节供电电源 (8)
第二章203综采工作面供电系统拟定 (9)
第一节供电电源系统拟定 (9)
第二节瓦斯监测与通讯系统拟定 (11)
第三章移动变电站、高压低开关选择 (13)
第一节203综采工作面负荷统计 (13)
第二节工作面变压电站负荷统计及负荷分配率计算 (14)
第四章供电系统高低压电缆选择计算 (16)
第一节供电系统中各段电缆截面信号选择 (16)
第二节系统中主要线路的电缆载流量、电压损失校验 (18)
第五章短路点选择与短路电流计算 (26)
第一节短路点的选择 (26)
第二节各短路点短路阻抗、短路电流计算 (27)
第三节三相短路电流、短路容量、热稳定及动稳定校验 30 第六章高、低压电气设备的继电保护整定 (32)
第一节地面高压开关继电保护整定 (32)
第二节井下高压开关继电保护整定 (34)
第三节低压开关继电保护整定 (36)
第四节高低压开关灵敏度校验 (38)
第七章安装技术要求 (41)
第一节安装质量和要求 (41)
第二节继电保护整定要求 (42)
附表一各台高压开关继电保护整定表 (43)
附表二各主要段电缆选择一览表 (44)
附表三馈电开关继电保护整定值表 (44)
附表四各台磁力起动器整定值表 (45)
附表五203综采工作面机电设备清册 (46)
附图
1、203综采工作面供电系统图
2、203综采工作面机电设备布置图
3、203综采工作面硐室机电设备布置（图一）
4、203综采工作面硐室机电设备布置（图二）
5、203综采工作面硐室电气设备接线图
6、203综采工作面运输系统图
7、韫达煤矿地面变电所供电系统改造图
8、韫达煤矿中央变电所改造系统图
前言
为提高矿井生产能力和矿井机械化水平，我矿决定在井下203工作面安装一套综合机械化采煤设备，为适应综采工作面的供电要求，根据“安全、可靠、经济、合理”的供电设计原则，对203综采工作面供电系统设计如下。

一、设计依据
1、煤矿井巷工程平面图。

2、《煤炭工业煤矿设计规范》、《煤矿安全规程》以及国家其它现行的有关煤炭项目建设的技术法规和技术政策
3、《井工煤矿初步设计安全专篇编制导则》
4、《煤矿建设工程安全设施设计审查标准》（AQ 1055-2008）
5、《煤矿安全监控系统通用技术要求》（AQ6201—2006）
6、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》
AQ1029-2007。

7、203综采工作面已选型设备清册。

二、设计原则
根据该煤矿现有供电情况结合矿井的开拓布置和生产情况，依据“系统可靠、安全、经济，网络简单、操作方便、技术合理”的原则进行矿井供电设计
第一章矿井概况
第一节矿井自然概况
一、位置与交通
铁岭市韫达煤矿位于铁岭市西北12km，铁岭县镇西铺营盘村北，行政区隶属镇西堡镇管辖。

井田南部1.5km有铁—康公路，井田南部2.5km有铁岭至大青站国铁通过，交通便利。

二、自然地理、气候与地震
本井田范围内为低山剥蚀丘陵和河流冲积平原，井田内地形属平坦。

井田范围内地形标高在+80—+90m。

本区属季风型大陆气候，春级干旱小雨，多西南风，风力可达6-7级，夏季炎热多雨，最高温度+33°C，最低温度-32°。

冻结期自10月末至次年3月，冻结厚度1m左右。

年降雨量1009mm，最大月降雨量262mm。

该地区为农业区，农作物以高粱、玉米、谷子、大豆为主。

地方工业以开发煤炭资源为主。

地区地震活动强度小，地震烈度为Ⅶ度区。

第二节矿井生产概况
开拓方式及主要巷道布置：该矿井为斜井片盘开拓方式，现有一对斜井，斜井位于井田东部。

井口标高+82.36m，井底标高-100m，主井提升斜长586m，倾角18°斜井串车混合提升方式。

工作面主要设备203综采工作面采用MG200/456-WD1型采煤机落煤，工作面采用SGZ730/320型刮板运输机、运输顺槽采用SGZ730/132转载机和SSJ-800/2×40皮带运输机，工作面采用ZY4000/10/23型液压支架支护。

一、矿井通风方式
矿井采用中央并列抽出式全负压通风，在西风井地面安装主、备通风机各一台，型号均为BDK-4-№13对旋风机，电动机容量为55×2KW。

安装瓦斯抽放泵两台。

二、矿井提升方式
矿井提升主井为混合提升井，提升方式为斜井串车单勾提升方式，主井安装一台JK2/20型矿用提升绞车，电动机功率为240KW，电压6000V，绞车最大静张力为6000kg，使用6×7+1NF-28mm 钢丝绳，钢丝绳破断拉力为479KN，井筒斜长596m，井筒倾角18°，每次提升煤车7辆。

三、矿井排水
矿井采用一段集中排水，水泵房设置两台100D-45×7性水泵，一台工作，一台备用。

电动机功率为132kw,排水能力为60m/h，扬程为315m。

实际排水高度为183m。

沿主井铺设两条直径为
133mm钢管排水管路。

矿井正常涌水量40m3³/h最大涌水量70m3/h，水仓容积600m3。

第三节203工作面概况
（1）、工作面走向长度：600m；工作面长度：100m。

（2）、预计开采时间：2011 年11 月中旬
（3）、预计结束时间：2011 年3月
（4）、生产能力7万吨/月
（5）、采区瓦斯浓度：高瓦斯。

（6）、煤层预计发火期：3-6月
（7）、工作面通风方式：全负压通风
第四节供电电源
该矿高压进线供电系统为双回路供电，其中一回路引自大青二次变电站配出的10KV西煤线供电线路，电压等级为10KV，另一条线路引自铁岭电业局团结变电所配出的10KV营盘线线路，供电电压10KV。

第二章203综采工作面供电系统拟定
第一节供电电源系统拟定
一、6000V供电系统拟定
由中央变电所农电段母线配出一根MYJV-6000 3*70 高压电缆至203工作面机电硐室。

在机电硐室内安装一台BGP9L-6型400A高压开关，分别控制两台容量分别为800KVA，一台容量为
315KVA变压器。

采用高压电缆由高压开关负荷侧串联接至各台变电站。

二、1140V供电系统拟定
该工作面的1140v用电设备分别是：工作面运输机、采煤机、乳化液泵、喷雾泵、转载机、破碎机。

其中乳化液泵和喷雾泵设置在机电硐室内，采用远方供电、供液方式。

分别引自两台KSGZY-800/1140变电站供电，当一台变电站低压侧发生故障时，可开动另外一台乳化液泵或喷雾泵。

保证工作面不间断供液和喷雾用水。

工作面内的采煤机和破碎机采用一条MYP-1140 3*120+1*25聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套屏蔽电缆供电，工作面内的转载机和工作面运输机采用一条MYP-1140 3*120+1*25聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套屏蔽电缆供电。

在串车平车上分别安装两台KBZ-630型馈电开关作为两根MYP-3×120+1×25型电缆引入的馈电开关。

三、660V供电系统拟定
工作面660V设备包括调度绞车、运输顺槽皮带机、信号照明综合保护、皮带机张紧绞车电机、煤电钻综合保护等。

由在机电硐室设置得一台KSGZY-315/0.69型移动变电站作为工作面660V供电电源。

工作面运输顺槽皮带机、各台调度绞车、串车上的660V设备、工作面照明、回风顺槽各台绞车分别引自该变电站的低压侧。

其中皮带机电源由变电站单独引出一条MY-1000 3×50+1×16型橡套电缆向皮带机供电。

在变电所内安装一台KBZ-200型馈电开关，配出一条MY-1000 3×50+1×16型橡套电缆供运输顺槽和串车660V
设备。

在机电硐室内安装一台KBZ-200型馈电开关作为回风顺槽和硐室照明用的总开关。

在回风顺槽的入口设置一台KBZ-200型馈电开关作为回风顺槽的电源总开关。

各台调度绞车控制开关一律选用QBZ-1140/660型磁力起动器。

第二节瓦斯监测与通讯系统拟定
一、瓦斯监测供电系统拟定
瓦斯监测电源引自中央变电所的风机专用电源变压器。

现已形成的203工作面瓦斯监测系统电源作为机电硐室的瓦斯监测电源。

瓦斯监测的断电方式为切断工作面高压控制开关的负荷侧电源，即与硐室内的高压开关联锁，当工作面瓦斯超限时，工作面机电硐室内的高压开关动作，切断工作面所有动力电源。

瓦斯监测由设在机电硐室内的监测分站实现监测。

二、矿井通讯
分别在机电硐室、203工作面运顺皮带头、工作面串车处设直通矿调度的电话。

在工作面串车安装一台KTC102型矿用集中通讯控制台。

工作面串车处、转载机处、工作面内每隔15m设置带有集中控制与闭锁的载波电话，采用专用通讯电缆连接。

机电硐室、乳化液泵、皮带机机头设置载波通讯电话（可采用一般型电缆连接，不需要闭锁功能）
三、配电点设置
1、机电设备硐室高、低压设备；
2、运输顺槽皮带机配电点；
3、
运顺各台绞车配电点；4、运顺串车配电点；5、回顺入口配电点；6、回顺各台绞车配电点。

四、工作面运回顺照明、信号、控制系统拟定
工作面设备的控制均有设在移动变电列车上的KCT101集中控制台完成。

安装时要在电缆捆中铺设控制线。

工作面照明干线线路一律采用MY-1000 3*4+1*4电缆。

皮带机综合保护干线选用MY-1000 7×2.5电缆。

皮带机保护机头、机尾跑偏开关控制线、皮带机沿线停车控制线、皮带机沿线信号线。

工作面串车集中控制台要实现集中和就地分别控制。

五、工作面供电系统和设备布置拟定
见《韫达煤矿203综采工作面供电系统图》《韫达煤矿203综采工作面机电设备布置图》《韫达煤矿综采工作面机电设备硐室布置图》、《韫达煤矿机电设备硐室供电系统接线图》、《203工作面调度绞车运输系统图》。

第三章移动变电站、高压低开关选择
与负荷计算
第一节203综采工作面负荷统计
一、工作面1140V全部负荷统计
第二节 工作面变压电站负荷统计及负荷分配率计算
一、变电站负荷率计算
供转载机KSGZY-800移动变电站负荷率计算 转载机回路总负荷=320+132+200+37=689KW
2
*689*0.7
*100%
80.38%
*cos
800*0.75
ex x
E p k S
供转载机回路的移动变电站满足要求。

同理可计算供采煤机回路变电站负荷率93.6%。

采煤机回路变电站负荷率偏高，但根据实际运行经验，该变电站能够满足要求。

供工作面660V 设备的KSGZY-315/0.69变电站负荷率计算。

1
2
3
......
n
Pe
p p p p
=205.7
3
*205.7*0.7
*100%
61%
*cos
315*0.75
ex x
E p k S
（一）各变电站的负荷率及其变电站的技术数据
（一）、高压开关的选择
第四章供电系统高低压电缆选择计算第一节供电系统中各段电缆截面信号选择
根据设备容量初步选择供电系统中的各主要段电缆如下表。

其他各段电缆见供电系统图。

能满足要求。

选择的电缆满足设备的长期允许电流要求、满足正常工作和设备起动时的电压要求、高压电缆满足热稳定和动稳定的电流要求。

1、中央变电所至203工作面机电硐室高压电缆
2、机电硐室到串车运输机馈电开关的干线电缆
3、串车采煤机开关到采煤机电缆
4、工作面运输机负荷电缆
5、转载机和破碎机负荷电缆
6、运输顺槽660V 干线电缆
7、回风顺槽660V 干线电缆
第二节 系统中主要线路的电缆载流量、电压损失校验
地面至中央变电所、中央变电所至机电硐室高压电缆校验 1、按正常工作电流校验
因此设计采用1600KVA 变压器直接供综采工作面，该电缆的正常工作负荷为整个工作面的所有正常工作负荷之和，其中1140V 负荷为1255KW ，660V 负荷为205.7KW 。

1255205.71460.7e kw p =+=∑
3
1
*114.583**3*0.92*6000
p k Ig A
Ue COS
1e
e x A P -kw
COS Φ-:0.92U -6000V K -0.75
Ig -∑电缆的实际工作电流。

电缆的工作负荷之和加权平均功率因数电网的额定电压：
经计算该电缆的实际工作电流为：114.58A ，小于电缆允许长期工作电流275A 。

按正常工作电流校验合格。

2、按正常工作电压损失校验
（1）、地面SCB-1600/10/6型变压器的电阻及电抗计算
根据变压器参数表可得SCB-1600 10/6KV 变压其技术数据如下：空载损耗P0=2450KVAR ， 负载损耗PF=11730kw ，阻抗电压百分数UD%=6%。

变压器的直流电阻、电抗、阻抗为：
22222
2
600011730*0.16495(16001000)6000% 5.5% 1.237516001000
1.248cu e e e d e b p u S u X u S Z ∆⨯∆===Ω
⨯=⨯=⨯=Ω
⨯===Ω
b b R
（2）、地面变电所到中央变电所的电缆电阻、电抗、阻抗 电缆为MYJV22-6000 3×95型,电缆长度950m 。

单位公里电阻：R0=0.22Ω 单位公里电抗：X0=0.085Ω 电缆电阻：R1=0.22×0.95=0.209Ω 电缆电抗：R1=0.085×0.95=0.08075Ω （3）、中央变电所到机电硐室高压电缆电阻及电抗 单位公里电阻：R0=0.305Ω 单位公里电抗：X0=0.089Ω
电缆电阻：R1=0.305×0.9=0.2745Ω 电缆电抗：R1=0.089×0.9=0.08Ω
（4）、变压器电压损失计算
变压器正常工作电流为114.58A 则变压器的电压损失为
(cos sin)
114.58(0.164950.92 1.23750.3919)
116.48
b b b b
U R X
V
∆=Φ+Φ
=⨯⨯+⨯
=
（5）、地面至中央变电所电缆电压损失计算
1111
(cos sin)
114.58(0.2090.920.080750.3919)
44.43
U R X
V
∆=Φ+Φ
=⨯⨯+⨯
=
（6）、中央变电所至机电硐室高压电缆电压损失
2222
(cos sin)
114.58(0.27450.920.080.3919)
56.3
U R X
V
∆=Φ+Φ
=⨯⨯+⨯
=
（7）、6000V侧全部电压损失为
13
116.4844.4356.3217
B
U U U U v
∆=∆+∆+∆=++=
∑<6000×5=300V。

二、机电硐室至串车采煤机回路的干线电缆校验
（一）按长期允许电流校验
该电缆正常工作时的全部负荷包括采煤机和破碎机。

计算负荷为：456110566
e
p kw
=+=
∑
2
2
2
22
*1200
5200*0.0117
(800*1000)
1200
%*10 5.50.099
800*1000
0.098306
cu e
e
e
d
e
b
p u
S
u
u
S
X
∆
∆===Ω
==⨯⨯=Ω
===Ω
b
b
R
Z
（2）、供采煤机干线线路电阻及电抗
采煤机干线电缆为：MYP-1140 3*120+1*25
单位公里电阻：R0=0.164Ω/km
单位公里电抗：X0=0.056Ω/km
因此采煤机干线电缆电阻为：R1=0.164*0.62=0.10168Ω 因此采煤机干线电缆电抗为：X1=0.056*0.62=0.03472Ω （3）、采煤机负荷线路电缆（MCP-1140 3*95+1*16+4*4）电阻及电抗
单位公里电阻：R2=0.247Ω/km 单位公里电抗：R2=0.075Ω/km
采煤机支线电缆电阻为：R2=0.247*0.265=0.065455Ω 采煤机支线电缆电抗为：X2=0.056*0.62=0.01484Ω (4)、采煤机回路总电阻
ΣR=Rb+R1+R2=0.0117+0.10168+0.065455=0.1788Ω 采煤机回路总电抗
ΣX=XB+X1+X2=0.0983+0.03472+0.01484=0.14786Ω 2、采煤机正常工作时的变压器二次工作电流 计算负荷为：
45611020037803e
p
kw
=+++=∑
长期工作电流为：
3
0.6803103241.73211400.75b k p I A
⨯⨯⨯===⨯⨯∑
3、各元件电压损失计算
（1）、采煤机正常工作时电压损失计算
(cos sin )324(0.01170.750.0980.66)41.38b b b b U R X V
∆=Φ+Φ=⨯⨯+⨯=
（2）、采煤机干线电压损失
1111(cos sin )
267(0.101680.750.034720.66)33U R X V
∆=Φ+Φ=⨯⨯+⨯=
（3）、采煤机支线电缆电压损失 采煤机正常工作电流
3
20.7456101841.73211400.75k p I A
⨯⨯⨯===⨯⨯∑
采煤机支线电压损失
22221
3
(cos sin )
184(0.0654550.750.014840.66)1648.28331697120010%120B
X
U R X V
U U U U v
U v ∆=Φ+Φ=⨯⨯+⨯=∆=∆+∆+∆=++=∆=⨯=∑∑
3、采煤回路正常工作时的电压损失
1348.283321.92103B
U U U U v
∆=∆+∆+∆=++=∑
3、采煤机回路允许电压损失
120010%120X
U
v
∆=⨯=∑
采煤机正常工作时系统允许电压损失120V 大于系统实际电压
损失，因此采煤机回路电缆选择合理。

经济电流密度校验各段电缆结果见下表：
果在此略。

根据以上计算，所选用的各段电缆载流量和正常工作电压损失满足要求。

（三）、按线路起动时的电缆电压损失校验
本设计的供电系统中，负荷最大的设备是采煤机。

但是根据实际运行经验，采煤机采用变频控制，实际采煤机的起动电流并不大。

因此选用工作面运输机机尾电机的起动电压损失校验，该段电缆最长，且运输机经常处于重载起动，只要工作面运输机的最小起动电压满足要求，其他设备不需计算，均能满足起动损失电压要求。

运输机起动时电压损失计算的电气参数
①供工作面运输机回路的变电站（KSGZY-800/1200）电阻、电抗Rb=0.117ΩXB=0.0983
②起动时的功率因数：cosφ=0.6，sinφ=0.8
③运输机起动时允许的起动电压损失：1200-1200*75%=300V
④运输机起动时的系统系数KX=0.7
⑤运输机起动电流倍数按6倍计算
⑥按运输机双机同时起动计算电压损失
⑦运输机功率P1=320kw，低速起动时的功率为160KW。

⑧其他设备功率之和ΣP=200+37+132=369kw
⑨运输机低速起动时的干线电阻、电抗（选用MYP-1140 3×35+1×16）电缆，
RL=0.10168Ω
XL=0.03472Ω
⑨运输机机尾电机支线电阻
RZ=0.24*0.616=0.14784Ω
XZ=0.24*0.084=0.02016Ω
2、运输机起动时变压器的、运输机干线、运输机支线工作电流计算运输机起动时，其他设备（转载机、乳化液泵、喷雾泵）正常工作是的变压器二次起动电流为：（采用低速起动，电动机的起动电流按低速运行的起动电流计算）。

则变压器二次电流为：
3
0.61601060.7(13220037)
660
1.73211400.6 1.73211400.75
q
k p
I A
⨯⨯⨯⨯⨯++ ==+=
⨯⨯⨯⨯
∑
运输机干线工作电流
3
0.61601060.7132*1000
549
1.73211400.6 1.73211400.75
qL
k p
I A
⨯⨯⨯⨯⨯
==+=
⨯⨯⨯⨯
∑
运输机机尾电机起动电流
3
0.6800106
243
1.73211400.6
ql
k p
I A
⨯⨯⨯⨯
=+==
⨯⨯
∑
运输机起动时各元件电压损失
变压器电压损失
(cos sin)
660(0.1170.60.09830.8)
170
B L B q B q
U R X
V
∆=Φ+Φ
=⨯⨯+⨯
=
干线电压损失
(cos sin)
549(0.101680.60.034720.8)
84
L qL L q L q
U R X
V
∆=Φ+Φ
=⨯⨯+⨯
=
运输机起动时机尾电机支线电压损失
(cos sin)
243(0.107520.60.019440.8)
37
z qz z q z q
U R X
V
∆=Φ+Φ
=⨯⨯+⨯
=
运输机起动时全部电压损失
1708437291
B L Z
U U U U v
∆=∆+∆+∆=++=
∑
4、运输起动时电机末端电压为1200-291=909V，为额定电压79.7%>75%,按电压损失计算合格。

根据以上计算，运输机起动时的电压为额定电压的79.7%，由于运输机的配套电机为2*160KW，出厂长度为按运输机长度是200M设计，实际安装长度为100m，所以运输机的需用系数应较低，起动电压应高于计算值，控制运输机的开关能够可靠吸合。

其他回路起动电压不需计算能够满足要求。

第五章短路点选择与短路电流计算
第一节短路点的选择
选择短路点的原则是按电气最远点进行选择，本设计对各主要回路均进行了选择，其目的是合理整定供电系统中的高低压开关，保证供电系统发生故障时，继电保护动作可靠。

保证继电保护动作的合理性、准确性，并具有选择性。

系统短路点选择
选择D1点为中央变电所至机电硐室高压开关电源侧，目的是校验中央变电所到硐室高压电缆末端短路时的继电保护灵敏度。

选择D2点为机电设备硐室KSGZY-800/6/1.2变电站出口短路，校验硐室内高压开关灵敏度。

选择D3点为运输机机尾电机接线端子短路，校验运输机控制开关的灵敏度。

选择D4点为采煤机电机接线端子短路，校验采煤机控制开关的灵敏度
选择D5点为运输顺槽回柱绞车电机接线端子短路，校验机电设备硐室馈电开关灵敏度。

选择D6点为回风顺槽后三角点JD-25绞车接线端子短路，校验回风顺槽入口处馈电开关灵敏度。

第二节 各短路点短路阻抗、短路电流计算
一、机电硐室D1点短路回路阻抗及短路电流计算
D1点短路回路包括地面变电所至中央变电所高压电缆阻抗、中央变电所至机电设备硐室高压电缆阻抗，地面变电所SCB-1600型变压器阻抗。

其中变压器、电缆组抗在第四章已经计算，数据如下： 地面变电所至中央变电所的高压电缆阻抗 电缆电阻：R1=0.22×0.95=0.209Ω 电缆电抗：R1=0.085×0.95=0.08075Ω 中央变电所到机电设备硐室阻抗 电缆电阻：R1=0.305×0.9=0.2745Ω 电缆电抗：R1=0.089×0.9=0.08Ω 因此该点短路时系统总阻抗为
33
3
55
5
0.01170.101680.147840.261220.0983060.034720.020160.15320.3027270.0101
0.232960.09590.339960.06820.042120.0063
0.11662D D D D D D R X Z R X Z
=++=Ω=++=Ω=
=Ω=++=Ω=++=Ω=∑∑∑∑∑0.35941=Ω
∑
D1点短路阻抗
1
1.54D Z
==
=Ω∑
D1点两相短路电流
21
1
6300
204522*1.54
p D D U I
A
Z =
=
=∑
二、机电硐室KSGZY-800/1140移动变电站二次出口短路阻抗及电流计算
（一）、变压器出口电路电阻及电抗
2
2
2
22
*1200
5200*0.0117
(800*1000)
1200
%*10 5.50.099
800*1000
0.098306
cu e
e
e
d
e
b
p u
S
u
u
S
X
∆
∆===Ω
==⨯⨯=Ω
===Ω
b
b
R
Z
（二）、变压器出口两相短路电流
(2)
2
2
1140
5757
22*0.099
p
D
D
U
I A
Z
===
∑
三、工作面运输机机尾电机电缆（D3点）短路阻抗及短路电流计算（一）短路回路阻抗计算
1、变压短路阻抗计算（前节已计算）数据如下：
2
2
2
22
*1200
5200*0.0117
(800*1000)
1200
%*10 5.50.099
800*1000
0.098306
cu e
e
e
d
e
b
p u
S
u
u
S
X
∆
∆===Ω
==⨯⨯=Ω
===Ω
b
b
R
Z
2、运输机干线电阻、电抗
RL=0.10168Ω
XL=0.03472Ω
3、运输机机尾电机支线电阻
RZ=0.24*0.616=0.14784Ω
XZ=0.24*0.084=0.02016Ω
短路回路总阻抗
33
3
0.01170.101680.147840.261220.0983060.034720.020160.15320.302727D D D R X Z
=++=Ω=++=Ω=
=Ω∑∑∑
（二）、D3点短路电流
(2)
33
1140
188222*0.302727
p D D U I A
Z =
=
=∑
四、采煤机电机电缆（D4点）短路阻抗及短路电流计算 （一）、采煤机变电站电阻及电抗计算
2
22
2
2
*12005200*0.0117(800*1000)1200%*10 5.50.099800*10000.098306cu e e e d e b p u S u u S X ∆∆===Ω==⨯⨯=Ω
===Ω
b b R Z
2、采煤机干线电阻及电抗 RL=0.10168Ω XL=0.03472Ω
3、采煤机支线电阻及电抗 R2=0.247*0.265=0.065455Ω X2=0.056*0.62=0.01484Ω
4、采煤机回路总电阻及电抗
ΣR=Rb+R1+R2=0.0117+0.10168+0.065455=0.1788Ω ΣX=XB+X1+X2=0.0983+0.03472+0.01484=0.14786Ω 5、采煤机回路总阻抗
4
0.232d Z
==Ω
∑
（二）、采煤机电机接线盒处电缆短路短路电流计算
(2)
44
1140
245622*0.232
p D D U I A
Z =
=
=∑
拉放串车回柱绞车负荷电缆末端（D5点）短路阻抗及短路电流计算 （三）、KSGZY-315移动变电站的电阻及电抗计算
1、 根据变电站的短路阻抗电压Ud=4%，Pcu 负载损耗2300W 、Pfe=1300VAR 。

按上述相同方法可计算出变压器的直流电阻为： Rb=0.0101Ω Xb=0.0682Ω Zb=0.069Ω
2、变电站至工作面串车干线电缆电阻及电抗 电缆电阻及电抗
000.4480.520.232960.0810.520.04212L L L L R X L X X L =⨯=⨯=Ω=⨯=⨯=Ω
3、回柱绞车支线电阻及电抗
1100.07 1.370.09590.070.090.0063L L L R X L X X L =⨯=⨯=Ω=⨯=⨯=Ω
4、回柱绞车回路总电阻、电抗、阻抗
55
5
0.01010.232960.09590.65210.06820.063360.001350.0.3584D D D R X Z
=++=Ω=++=Ω==Ω
∑∑∑
（二）、回柱绞车电缆末端短路电流
(2)5
5
660
92022*0.3584
p D D U I
A
Z =
=
=∑
回风顺槽电缆末端D6点短路电流计算 1、变压器电阻及电抗： Rb=0.0101Ω Xb=0.0682Ω
2、干线电缆电阻及电抗
000.8640.720.6220.0880.720.06336L L L L R X L X X L =⨯=⨯=Ω=⨯=⨯=Ω
3、支线电阻及电抗 R2=1.37×0.015=0.02Ω X2=0.09×0.015=0.00135Ω
4、回路总电阻、电抗
66
6
0.01010.6220.020.65210.06820.063360.001350.132910.6655D D D R X Z
=++=Ω=++=Ω==Ω
∑∑∑
D6点两相短路电流
(2)66
660
49522*0.6655
p D D U I A
Z =
=
=∑
根据以上计算各短路点短路电流计算统计表如下：
D1—D6点短路电流计算结果表
第三节 三相短路电流、短路容量、热稳定及动稳定校验
本设计以D1点短路计算为例，说明计算方法，其他各点计算从 略计算结果见短路点短路电流计算结果表。

根据计算D1点的两相短路电流为：2045A 。

1、则D1点的三相短路电流为：
32111.15 1.15*20452352d d I I A
===
2、D1点的短路电流冲击值得稳态值
I 1.52*23253575A
1d ch
==
3、D1点短路电流的最大短路容量
11S 1.732*6.3*3575=39.01MVA
d p D ch I ==
4、高压电缆的最小热稳定截面校验 （1）、高压电缆热稳定常数：C=75
（2）、高压电缆的开关的过电流保护为瞬动，后备保护过电流时间 为1秒，因此采用这一级后备保护装置的动作时间所对应的假想时间效验电缆短路的热稳定性。

已知系统容量无限大，因此短路电流可能存在的最大假想时间：
0.05
max
t t j d =+
其中：t 10.1 1.1t t s
d j fd ==+=+ 1.10.05 1.15max
t s
j =+=
高压电缆发生末端三相短路时，要求的最小热稳定截面为
2
min
s 51.11a mm ===
在6000v 系统中的最小电缆接面为75mm ²。

所以合格。

5、高压开关的动稳定和热稳定校验
因系统中的BGP9L-400型高压开关和额定动稳定电流为12.5A ，额定动稳定电流：31.5KA 额定热稳定电流：12.5KA ，经计算系统中尚无超过上述额定电流值的短路点，所以满足系统最大短路电流的稳态值要求。

第六章高、低压电气设备的继电保护整定第一节地面高压开关继电保护整定
一、地面变电所保护1600KVA变压器的高压开关继电保护整定
1、保护该变压器的一次侧高压开关柜为XHGN17型开关柜，该开关柜的电流互感器将在变电所改造后更换为150/5型电流互感器，因此按开关的额定电流为150A计算。

2、整定计算基础数据
（1）、开关互感器变比150/5
（2）、开关的接线方式为不完全星形接线，接线系数为1.
（3）、该变压器所带最大负荷为203综采工作面的采煤机，采煤机的额定功率为456KW。

3、整定计算的需要说明的问题
（1）、变压器速断保护值计算，应按保护变压器二次出口短路电流值计算，但是考虑变压器二次出口短路电流值过大，不利于保护6000V系统其他故障，且该变压器保护不具备差动保护功能，不能有效保护变压器的匝间短路，为了提高灵敏度，此设计按该开关躲过
系统中最大设备起动时的最大电流整定。

（2）、系统中最大设备（采煤机）起动时，线路总电流值计算
3
max
1
()
1
0.74561070.7(1600456)1000
2426
1.73211400.6 1.73211400.75
2426(10000/1140)276
1.4276386
92
1.2*92110
DZ
B
dz
k p
I A I A
I A
I A
I A
⨯⨯⨯⨯⨯-⨯==+=
⨯⨯⨯⨯=⨯=
=⨯=
===
==
∑
（3）、折算到变压器一次侧的电流值
1
2426(10000/1140)276
I A
=⨯=
4、速断保护应整定为
()
1.4276386
DZ
I A
=⨯=
(其中1.4为可靠系数)
继电器的速断保护整定倍数为386/150=2.6倍，取整数为3 倍。

5、过负荷整定
按被保护的变压器一次侧电流整定
1
92
B
I A
===
继电器保护整定为：
1.2*92110
dz
I A
==
应整定倍数为：
110/150=0.76倍，考虑整定阶梯型原则，整定为1倍。

过负荷保护整定时限确定：
为了防止越级跳闸，对过负荷保护时限整定规定如下：
硐室BGP9L-400高压开关整定时限10S
中央变电所高压开关时限应大于硐室变电所的高压开关时限5s，因此中央变电所的高压开关整定时限为15S。

地面6000V系统的主受开关整定时限为20S，则地面变电所的10KV高压开关过负荷整定时限取25S。

二地面变电所保护1600KVA变压器配出的高压电缆线路的高压开关继电保护整定
该开关保护GCB-1600型变压器配出的高压电缆保护。

按保护线路进行整定。

该开关的电流互感器更换为300/5型电流互感器。

根据以上计算，对该开关的速断保护整定为：2.5倍，对该开关的过负荷保护整定为0.9倍，过负荷时间20秒。

第二节井下高压开关继电保护整定
一、中央变电所配出的高压电缆线路的高压开关继电保护整定
该开关保护自中央变电所配出到机电硐室的高压电缆，中央变电所的高压开关电流互感器变比为400/5型。

该开关的速断按保护整定为1.8倍
过负荷保护整定为0.7倍，动作时间15S
二、机电硐室高压开关继电保护整定
该开关保护综采工作面三台变压器，开关的互感器变比为400/5。

开关的速断保护值按1.6整定。

过负荷保护按0.7倍，时间10S整定。

三、井下高压开关各种保护的开起状态调整
1、短路保护投入
2、过负荷保护投入；
3、过电压保护投入；
4、低电压保护投入
6、两段式零序过流保护（既漏电保护）（中央变电所漏电保护调整为1A，动作时间为1S，硐室内高压开关漏电保护调整为0.5A，动作时间为0.5S）
7、电缆绝缘监视保护关闭
8、风电闭锁保护关闭
9、瓦斯闭锁保护投入
各台高压开关继电保护整定表
第三节 低压开关继电保护整定
此设计仅以两台KSGZY-800型移动变电站整定为例，说明整定计算方法，其它各馈电开关、磁力起动器整定见低压开关整定值表。

一、KSGZY-800/1140型供采煤机移动变电站低压侧馈电开关整定
1、馈电开关额定电流为630A 。

2、采煤机正常工作时的起动电流
3max
0.74561070.7(800456)1321000
20481.73211400.6
1.73211400.75k p I
A
⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=+=⨯⨯⨯⨯∑ 3、因此该变电站的低压侧总开关的瞬时整定为
N=2048/630=3.25倍，考虑采煤机实际情况，取3倍。

4、移动变电站低压侧总开关的过负荷保护（长延时保护） 移动变电站正常工作时的负荷电流：
379I A
=
=
变电站低压侧总开关过负荷整定为：379/630=0.6倍 二 KSGZY-800/1140型供工作面运输机变电站低压侧继电保护整定
同以上计算方法相同。

可得变电站在乳化液泵起动时的最大电流。