8110工作面综采工作面供电设计 毕业设计

摘要通过综采工作面选定的配套机械设备，正确选择配套的电气设备，以保证综采设备能够正常的投入运行。综采工作面供电是否安全、可靠、技术和经济合理，将直接关系到人身、矿井和设备的安全及采区生产的正常进行。由于煤矿井下工作环境十分恶劣，因此在供电上除采取可靠地防止人身触电危险的措施外，还必须正确地选择电气设备的类型及参数，并采用合理的供电、控制和保护系统，加强对电气设备的维护和检修，以确保电气设备的安全运行和防止瓦斯、煤尘爆炸。综采工作面供电设计中，根据工作面用电设备的技术参数，对移动变电站进行选择计算、高压低压电缆进行选择计算、高压低压开关进行选择、短路计算及继电保护装置进行整定。关键词综合机械化采煤；负荷统计计算；设备选型；移动变电站ABSTRACTMECHANIZEDMININGFACEBYSUPPORTINGSELECTEDMECHANICALEQUIPMENT,ELECTRICALEQUIPMENTSUPPORTINGTHERIGHTCHOICETOENSURETHEFULLYMECHANIZEDMININGEQUIPMENTTONORMALOPERATIONALFULLYMECHANIZEDCOALMININGFACEPOWERSUPPLYISSAFE,RELIABLE,TECHNICALANDECONOMICRATIONALITY,WILLBEDIRECTLYRELATEDTOTHEPHYSICAL,MINESANDEQUIPMENT,SAFETYANDPRODUCTIONOFNORMALMININGAREAASTHECOALMINEWORKINGENVIRONMENT,ISVERYBAD,SOINADDITIONTOTHEPOWERSUPPLYONTHERISKOFELECTRICSHOCKANDRELIABLEMEASURESTOPREVENTTHEPHYSICAL,BUTALSOHAVETHERIGHTTOCHOOSETHETYPEOFELECTRICALEQUIPMENTANDPARAMETERS,USINGREASONABLEPOWER,CONTROLANDPROTECTIONOFELECTRICALEQUIPMENTANDTOPREVENTGASANDCOALDUSTEXPLOSIONWORKINGFACETHEDESIGNOFPOWERSUPPLYSYSTEM,FACEOFELECTRICALEQUIPMENTACCORDINGTOTHETECHNICALPARAMETERSOFTHEMOBILESUBSTATIONTOSELECTTERMS,SELECTIONANDCALCULATIONOFHIGHVOLTAGELOWVOLTAGECABLES,HIGHPRESSURELOWPRESSURESWITCHTOCHOOSESHORTCIRCUITCALCULATIONSANDPROTECTIVEDEVICESETTINGKEYWORDSMECHANIZEDCOALMININGLOADSTATISTICALCOMPUTINGEQUIPMENTSELECTIONMOBILESUBSTATION目录1综采工作面供电说明111已知资料112工作面设备选用及布置1121工作面机电配备表1122主要设备技术特征113工作面设备布置22综采工作面供电系统负荷计算421电压等级422工作面供电系统负荷统计4221负荷统计见表4222供电系统的拟定原则523移动变电站的选择6231移动变电站容量计算6232移动变电站容量选择73供电系统的拟定及高压电缆的选择1031供电系统的拟定1032高压电缆的选择10321高压电缆型号的选择10322高压电缆的主芯线截面的计算与校验104低压电缆截面的选择1441低压电缆的选择14411低压电缆型号的选择14412低压电缆长度的确定16413低压电缆的芯数的确定16414低压电缆主芯线截面的选择1642低压电缆主芯线截面的计算16421按长时最大工作电流选择17422各移动变电站向设备供电的电缆截面积算175短路电流计算2051计算短路电流的目的2052短路电流的计算20521移动变电站高压进线电缆短路电流的计算20522低压电网短路电流计算21523计算短路电流226高低压配电装置选择及过电流保护装置整定计算2861高低压配电装置的选择28611高压配电装置的选择28612隔爆低压配电装置的选择2962过电流保护装置整定30621高压配电箱的过流保护装置的整定30622低压配电箱的过流保护装置的整定31结束语33参考文献34致谢351综采工作面供电说明11已知资料123层301盘区是侏罗纪最下部煤层，属不稳定煤层，因为基底不平造成不稳定，顶底板岩性厚度变化大，煤层变化比较大。301盘区共设计12个综采工作面。8110工作面是大井123层301盘区的第5个采煤工作面。工作面长1605米，顺槽长为1094米。8110工作面煤层厚度为145246M，平均厚度为2M。工作面倾斜长度为160M，走向长度为1095M。为实现生产集约化，工作面采高为1927M，确定选用MG300/700QAWD采煤机，ZZS5600/14/28液压支架等配套综采设备。根据用电设备的容量与布置，采用660V和1140V两种电压等级供电，两巷的运输、排水设备仍采用660V供电，照明（信号）电压为127V，其供电电源来自123层301盘区变电所。12工作面设备选用及布置121工作面机电配备表表11工作面机电配备表序号设备名称型号单位容量数量1采煤机MG300/700QAWD台700KW12刮板输送机SGZ764/630部2315KW13转载机SZZ830/200部200KW14顺槽皮带输送机SSJ1000/200部200KW25破碎机PCM160部160KW16乳化液泵BRW200/315台125KW27水泵4DA89台45KW28回柱车JD214台185KW29调度绞车JD25台25KW810排沙泵BQW100150台45KW2122主要设备技术特征1MG300/700QAWD采煤机适用煤层1836米适用煤层倾角小于20煤质硬度硬或中硬截深800截割功率500KW牵引速度64/79M/MIN机面高度1487MM2ZZS5600/14/28液压支架初撑力4515KN工作阻力5600KN支护强度072076MPA顶梁面积638M2最低高度14M最大高度28M支架宽度145M重量175T拉架力4044KN推溜力1806KN通风断面最小40M2,最大10M23SGZ764/630型刮板输送机输送能力1200T/H装机功率2315KW链速11M/S链条破断负荷1130KN中部槽150072433513工作面设备布置综采工作面供电设备布置一般根据运输巷道断面、顶底板地质情况及瓦斯含量等因素综合考虑确定。一般说来有三种布置方法大断面单巷道布置法、小断面双巷道布置法和定点布置发。三中方法各有利弊，现归纳如下大断面单巷道布置法工作面配电点及乳化泵站等设备布置在可伸缩式输送机一侧并随工作面推进相应的移动供电设备及泵站，同时应该指出的是启动器通常放置在平板矿车上。这一布置方法的缺点很清楚，即为了保证巷道断面足够，开拓量也相应的很大，支护成本不菲；同时其有点也足够明显，即供电距离短，低压电缆损以及液压管路压力损失也相应较小，同时设备移动相对较为方便，也为相应的维护带来方便。小断面双巷道布置法这一布置方法的特点是将移变、乳化泵站及喷雾泵站均布置在单独的辅助巷道且每隔相应的距离通过联络巷道与工作面运输巷道相连并向工作面供配电。这一方法有点同样清晰，因运输巷道断面要求小，开拓量相应的小，支护成本不高。这种方法特别适合下一个工作面尚未回采但其回风巷已经开拓完毕的情况下，这时就可以将移变及泵站布置于回风巷道。定点布置法这一方法特点是将供电设备安装在距离工作距离相对较远的短石门或者硐室中并随着工作面的推进而多次移动供电设备。适用于顶板比较破碎且巷道维护比较困难同时走向长度和工作面长度相对较短综采工作面。有点就是投资小，维护相对方便。当然除了这三种典型的方法以外，为了适应工作面复杂的工作环境也会采取其他相对更为合适的方法。总之工作面布置方法的典型方案或者不同于典型的其他方案的选择都是为了更好的服务于一个设计科学合理经济的综采工作面。例如本工作面的巷道布置利用的就是适应实际情况的一种非典型的巷道布置方法，本属123层301盘区，该盘区采用三巷布置，一条专用回风巷，一条轨道运输巷和一条皮带运输巷，这三条巷道均布置在煤层中，三条巷平行布置，每条巷间隔20M。三条巷道均与工作面顺槽巷正交。工作面布置附图1。2综采工作面供电系统负荷计算21电压等级综采工作面电压等级的确定受多方面因素的影响，例如需要综合考虑日生产能力、单机或双机最大容量、总装机容量等方面，同时也要注意实际生产的相关其他影响因素。实际生产中总结得以下表格表21电压等级表电压等级/V适用采煤方法综采总容量/KW单机最大容量/KW双机最大容量/KW日生产量/T1D660薄煤层和部分中厚煤层50010001501702150217050010001140综煤10001500以上30040023753400100050003300一次全高厚煤层综采3000以上1000以上3400500010000同时煤矿安全规程第448条也有相关规定“井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，应符合下列要求高压，不超过10KV；低压，不超过1140V；照明、信号、电话和手持式电气设备的供电电压，不超过127V；远距离控制线路的额定电压，不超过36V；采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。”综合考虑用电设备的容量与布置和一般适用情况及相关规定，本工作面最终决定采用660V和1140V两种电压等级供电，两巷的运输、排水设备仍采用660V供电，照明（信号）电压为127V，其供电电源电压为6KV，来自123层301盘区变电所。22工作面供电系统负荷统计221负荷统计见表负荷统计表如表22表22工作面负荷序号设备名称规格型号数量额定功率KW额定电压V需用系数率因数1采煤机MG300/700AWD17001140060852刮板输送机SGZ764/63012315114006073乳化液泵BRW315/31522125114006074转载机SZZ830/2001200114006075喷雾泵KPB315/1622110114006076破碎机PCM1601160114006077皮带输送机SSJ1000/22002220066006078排沙泵BQW100150224566006079回柱车JD21422185660060710水泵4DA892245660060711调度绞车JD25882566006072662总计KW1140V1845660V817222供电系统的拟定原则1在保证供电可靠的前提下，力求减少电缆的条数与长度，尽量减少回头供电，电缆截面不超过70MM2。橡套电缆长度按敷设路径长度乘11，铠装电缆长度按敷设路径长度乘105。2采煤机宜用单独电缆供电，综采工作面配电点到各用电设备宜用辐射式线路供电，带式输送机可以用干线式线路供电。3配电点的设置一般都设置工作面集中配电点。对输送机及其它附属机械因位置分散也可分别设配电点。4力求减少开关或起动器的使用量，原则上1台起动器控制1台电动机。对采煤机等重要生产机械应设置备用起动器即一用一备；对于刮板输送机起动器，宜按二用一备考虑。5配电点起动器在3台以下并联配电时，可以不设置进线用总馈电开关。6移动变电站低压侧已有低压馈电开关，而且保护齐全，可以不在移动变电站之外再设置低压总馈电开关。7工作面配电点最大容量电动机的起动器应靠近配电点的进线以减小起动器间连接电缆的截面。8根据供电设备容量，供电系统一般都选用23台移动变电站1移动变电站向带式输送机及其它转运设备供电；2移动变电站向采煤机、乳化液泵站和喷雾泵供电；3移动变电站向刮板输送机、转载机等供电。2、3移动变电站的负荷可以根据需要适当调换。根据供电系统的拟定原则，拟选择4台移动变电站。23移动变电站的选择231移动变电站容量计算综采工作面变压器的容量计算一般用需用系数法（也叫需要系数法）。就整个供电系统来说，因为各类设备工作制度的不同以及设备自身的工作特点决定工作面的类设备在同一时间内一般不会同事都在工作，所以出于对供电系统设计经济原则的考虑，供电负荷计算不单纯是系统内全部的设备额定容量的简单加和。而出于简便负荷计算的考虑，总结实际生产中各类设备的实际工作状况和其额定容量的差异，就得到了一个近似表示实际工作状态和设备额定工作状态并同时能够满足工程需要且方便进行负荷技术的一个系数，这是需用系数的由来也反映了需用系数法的计算原理。具体的说，需用系数法计算系统负荷所用的公式如下（21）COSDENAWMKPS上式中设备的计算负荷，单位是KVA。A具有相同需用系数的一组用电设备额定功率只和，单位是KW。N综采工作面用电设备的需用系数。DEK一组设备的又可以按照以下公式进行计算（22）MAX046DENP上式中最大一台电动机的额定功率。AX一组用电设备的加权平均功率因数，即各用电设备的额定功COSWM率与功率因数的乘积之和与它们总功率之比，即NIPCOSNI（23）121CSCOSCOSNNNWMPP采区其他作业电力负荷的需用系数和加权平均功率因数也可查询DEKCOSWM煤矿电工手册和煤矿井下供电设计技术规定等资料求取。232移动变电站容量选择通常情况下，综采工作面需采用多台移动变电站才能满足供电要求。应根据设备的布置、电压等级，确定移动变电站容量的几个分组方案，分别求出各方案下的各组计算容量，初选移动变电站的额定容量及台数，确定最优分组方案。移动变电站的额定容量SN应大于等于一组负荷的计算容量，即CAS。NCAS由于采煤机、刮板输送机单机容量较大，再考虑过流保护装置灵敏系数要求，分别由一台移动变电站供电。选型如下11移动变电站（向采煤机供电）容量计算查表22知的采煤机的额定功率为700KW，需用系数07，加权平均功率因数取电动机的额定功率因数，即085，代入公式21得06749COS85DENAWMKPSKVA查国产矿用隔爆型移动变电站（联合设计）主要技术数据表，选用KBSGZY800/6/12型移动变电站,SN800KVA，大于SCA494KVA，满足要求。22移动变电站（向刮板运输机供电）容量计算查表22知刮板运输机的额定功率为630KW，需用系数06，功率因数07，代入公式21得063540COS7DENAWMKPSKVA查国产矿用隔爆型移动变电站（联合设计）主要技术数据表，选用KBSGZY630/6/33型移动变电站,630KVA，大于SCA540KVA，满足要求。NS33移动变电站（向转载机、破碎机、乳化液泵、喷雾泵供电）容量计算因为该移动变电站须向一组设备供电，需用系数需按公式22计算。已知各设备技术指标如表23。表23设备技术指示表设备名称规格型号数量额定功率KW额定电压V需用系数功率因数转载机SZZ830/200120011400607破碎机PCM160116011400607乳化液泵BRW200/3152212511400607喷雾泵KPB315/16211011400607代入公式22、23，得MAX21504604606DENPK1122COSCSCOSCOS207605071NNNNWMP由此需用系数和功率因数全部求得，代入公式21得KVAPKSWMNDECA61770012560OS查国产矿用隔爆型移动变电站（联合设计）主要技术数据表，选用KBSGZY1000/6型移动变电站，SN1000KVA，大于SCA805KVA，满足要求。44移动变电站（皮带输送机、调度绞车、水泵等分两路供电）容量计算已知该组设备技术指标如表24。表24设备技术知识表设备名称规格型号数量额定功率KW额定电压V需用系数功率因数皮带输送机SSJ1000/220022006600607排沙泵BQW1001502456600607回柱车JD21421856600607水泵4DA892456600607调度绞车JD258256600607因为该移动变电站也是向一组设备供电，所以需要系数和功率因数的计算类似3移动变电站，将数据代入公式22和公式23得MAX04620245184520468179DENPK1122COSCSCOSCOS20458450787NNNNNWMPP由此需用系数和功率因数全部求得，代入公式21得COS0692452184520785DENAWMKPSKVA查国产矿用隔爆型移动变电站（联合设计）主要技术数据表，选用KBSGZY1000/6型移动变电站，SN1000KVA，大于SCA805KVA，满足要求。3供电系统的拟定及高压电缆的选择31供电系统的拟定根据综采工作面机电设备的布置情况，以及各台移动变电站所带的负荷，初步拟定出综采工作面供电系统图,如附图2。32高压电缆的选择电缆又分为支线和干线两种。支线是指启动器到电动机的电缆，向单台电动机供电；干线是指分路开关到启动器的电缆，向多台电动机供电。电缆的就是确定各低压电缆的型号、芯线数、长度等。321高压电缆型号的选择高压电缆是依据其电压等级、用途和敷设场所等条件决定其型号。矿用高压电缆的型号，一般按下列原则确定1井下严禁使用铝包电缆；2固定敷设的电缆应选用铠装电缆。在立井井筒或倾斜角450及其以上的井巷内，应采用钢丝铠装电缆；在水平巷道或倾角450以下的井巷内，应采用钢带铠装电缆；3电缆实际敷设地点的水平差，应与电缆规定的允许敷设水平差相适应；4硐室内和木支架的井巷中敷设的电缆，应采用裸铠装电缆；或将电缆的黄麻外皮剥除；5用于移动变电站的高压电缆，必须采用监视型屏蔽橡套电缆；6电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体。322高压电缆的主芯线截面的计算与校验向综采工作面移动变电站供电的6KV或10KV高压电缆（本工作面为6KV），应该选用矿用监视型高压橡套屏蔽电缆。其主芯线截面的确定，通常按经济电流密度初选，按长时允许负荷电流校验，按允许电压损失校验，按电缆线路电源端最大三相短路电流校验热稳定。导线截面积的大小对电网的运行费用有密切关系。导线截面大，输电损耗小、电费小，但增加了线路的投资，结果使线路年折旧费和维修费用增加；导线截面小，虽然降低了线路投资，但使线路的电能损耗费用增加。所以为了供电的经济性，应选择一个比较合适的导线截面，使全年的电能损耗费、年折旧费和维修费用的总和，即年运行费用为最小。年运行费用最小的导线截面称为经济截面。对应于经济截面的电流密度，称为经济电流密度。因此，按经济电流密度选择电缆的截面，就是按年运行费用最低的原则来确定电缆的截面积。按经济电流密度选择电缆截面为EA（31）CAEDIAJ上式中经济截面，E2M正常运行时，通过电缆的最大长时负荷电流，当两条电缆并CAI联运行时，应考虑一条线路故障时的最大负荷电流，A；经济电流密度，其数值可参照表31来选取。EDJ2A表31铜芯电力电缆经济电流密度年最大利用负荷时间/H经济电流密度/2M生产班次10003000250一班作业30005000225两班作业5000以上220三班作业供电线路工作最大时长负荷电流的计算如下CAI向一台移动变电站供电时，取变电站一次侧额定电流（32）3110NCASIU上式中移动变电站额定容量，KVA；移动变电站高压侧额定电压，V；1N移动变电站高压侧额定电流，A。I向两台移动变电站供电时，最大长时负荷电流为两台移动变电站高压侧额定CAI电流之和，即（33）212310NCANSIIU向三台以上移动变电站供电时，最大时长负荷电流为CAI（34）310COSDENCAWMKPIU上式中折算至移动变电站高压侧最大时长负荷电流，A；CA由移动变电站供电的各用电设备额定功率总和，KW；N用电设备额定电压，V；变压器的变比；SCK用电负荷加权平均功率因数。OWM当计算出经济截面后，选择接近或等于计算截面的标准截面。运行当中电缆的电流超过长期允许电流时，电缆芯线的电阻产生的热量会超过允许的范围，加速绝缘老化，容易造成漏电或短路事故的发生，所以需对电缆按长时允许负荷电流进行校验。矿用橡套电缆的长时允许电流见表32。表32矿用橡套电缆长时允许载流量主芯线截面/2M46101625355070951036466485113138173215260114851101351702052506094121148170205250额定电压/KV100104138171213注表中数据时环境温度为25，电缆芯线最高允许工作温度65时的值。当环境温度COCO不等于25时，应乘以修正系数，才是电缆的长时允许载流量。CO1按经济电流密度选择主截面根据公式34得，相四台移动变电站供电的总负荷电流为WMSCNDECAKUPIO3103A20476012583上式中综采工作面所有用电设备额定功率之和，62NPW需用系数，DE；MAX7004646582NP加权平均功率因数，代入公式23得WMCOS121COSCSCOSCOS07NNNNWMPP查表31，取电力电缆经济电流密度，经济截面为根据公式32/EDJAM1得，2041CAEDIAJ经查表高压开关电源选用MYJV22395。从高压开关到电气列车选用UYJP36/6395325/3325高压电缆，长度为1130M。2按长时最大允许负荷电流校验经查表32得UYJP6395型电缆的长时最大允许负荷电流，长时最250PIA大负荷电流204CAIA故,满足要求。P5所选UYJP6395型高压电缆能够满足供电要求。4低压电缆截面的选择41低压电缆的选择411低压电缆型号的选择电缆的型号主要依据其电压等级、用途和敷设场所等条件来决定。煤矿井下所选电缆的型号必须符合煤矿安全规程的有关规定。矿用低压电缆的型号有MZ矿用电钻电缆；MCP采煤机用屏蔽橡套软电缆；MYP矿用移动屏蔽橡套软电缆；MYPJ矿用移动屏蔽监视型橡套电缆；矿用低压电缆型号选择应该根据电压等级、使用环境、机械设备的工作情况等确定。矿用电缆的型号及适用场所见表41。表41煤矿井下移动设备常用阻燃电缆型号电缆名称额定电压/KV主芯线截面/2M数量主要用途ZMZP煤矿用电钻电缆煤矿用电钻用屏蔽电缆03/0525445电钻、照明设备MC采煤机橡套软电缆038/0661650MCP采煤机屏蔽橡套软电缆038/066066/11419/33165035953595MCPT采煤机金属屏蔽橡套软电缆19/333595MCPTJ采煤机金属屏蔽监视型橡套软电缆066/11419/3316953595410采煤机、掘进机及类似设备MY煤矿用移动橡套软电缆038/066495MYP煤矿用移动屏蔽橡套软电缆038/066066/1144951095MYPT煤矿用移动金属屏蔽橡套软电缆19/333595410动采煤设备及类似设备MYPT煤矿用移动金属屏蔽监视型36/616959移动变MYPJ橡套软电缆6/10电站及类似设备MHYV煤矿用聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套通讯电缆用于平巷、斜巷及机电硐巷MHJYV煤矿用加强型聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套通讯电缆于机械损伤较高的平巷和斜巷HYA32煤矿用聚乙烯绝缘铝聚乙烯黏结护层钢丝铠装聚氯乙烯护套通讯电缆用于竖井或斜井MHYAV煤矿用聚乙烯绝缘铝聚乙烯黏结护层聚氯乙烯护套通信电缆于较潮湿的钻井和平巷矿用低压电缆的型号，一般按下列原则确定1支线一律采用阻燃橡套电缆。1140V设备及采掘工作面的660V和380V设备，必须用分相屏蔽阻燃橡套电缆；移动式和手动式电气设备，应使用专用的橡套电缆。2固定敷设的干线应采用铠装或非铠装聚氯乙烯绝缘电缆；对于半固定敷设的干线电缆，为了移动方便一般选用阻燃橡套电缆，也可选用上述铠装电缆或聚氯乙烯绝缘电缆。3采取低压电缆严禁采用铝芯和铝包电缆。4电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体5照明、通信和控制用电缆，固定敷设时应采用铠装电缆、阻燃橡套电缆或矿用塑料电缆；非固定敷设时应采用阻燃橡套电缆。412低压电缆长度的确定考虑电缆在敷设过程中的弯曲和工作状况等因素，铠装电缆按所经过巷道长度的105倍计算，橡套电缆按所经过巷道长度的110倍计算，移动设备还须要增加机头部分活动长度35M。本工作面长1605米，顺槽长为1094米，选择的电缆时橡套电缆，则电缆长度为1605110518155M413低压电缆的芯数的确定低压电缆芯线数目主要取决于控制按钮是否装在工作机械上，分两种情况来考虑。1控制按钮不装在工作机械上或者另设控制电缆的。如输送机、液压绞车等，供电电缆应选择4芯的，其中3芯线为作为动力回路，另外1芯线作地线使用。2控制按钮装在工作机械上的。如采煤机、装岩机等，根据具体情况需要选711芯。414低压电缆主芯线截面的选择低压动力电缆主芯线截面选择的原则如下。1按电缆的机械强度应符合用电设备适用场合的要求选择截面。防止设备在运行中电缆弯曲过度、打结、扭伤或砸碰等绝缘损坏，引起断线或短路事故。2按最大工作电流选择主截面。最大工作电流不大于电缆的长时允许电流，以保证在电缆正常运行时不过热。3按允许电压损失选择主截面。从而保证电动机正常运转。4按距离最远、功率最大的电动机启动时来校验电压损失。从而保证该电动机能够正常启动，同时已启动的电动机能够正常运转。5用熔断器保护的应该按照熔件额定电流与两相短路电流和电缆最小截面的配合要求进行校验。6按过流保护装置动作灵敏度要求来校验电缆截面。实际应用中，对于向一台电动机供电的支线电缆主芯线截面，按原则1、2初选；对于向多台电动机供电的干线电缆按2、3选择，两者都应该按其余条件进行校验。42低压电缆主芯线截面的计算低压电缆主芯线截面的选择计算可分为按长时最大工作电流选择、电缆主芯线截面的选择、按满足机械强度要求选择电缆截面、按照允许电压损失校验电缆主截面等几种方法，在此不一一介绍，本工作面选择按长时最大工作电流选择这一方法。421按长时最大工作电流选择对于电缆向一台电动机供电的时候，流过电缆的长时最大工作电流为电动机的额定电流，即41）310COSNCAPIU上式中线路长时最大工作电流，ACA电动机的额定电流，ANI电动机的额定电压，V；电动机的额定功率，KW；P电动机的额定功率因数；COSN电动机的额定效率，一般取095；对于电缆向两台电动机供电时，长时最大工作电流取两台电动机的额定电流之和，即（42）12CANII对于向三台以及以上电动机供电的干线电缆，长时最大工作电流用下面的公式计算。（43310COSDENCAWMKPIU上式中干线电缆长时最大工作电流，A；A干线所带电动机额定功率之和，KW；N用电设备额定电压，V；需用系数；DEK所带负荷的加权平均功率因数。COSWM422各移动变电站向设备供电的电缆截面积算11移动变电站向采煤机供电的电缆的主芯线的截面计算供给采煤机电源干线电缆采用千伏级橡套电缆，查工作面供电系统负荷统计表22知其电压等级为1140V，额定功率为700KW，需用系数为06，功率因数DEK为085，代入公式43计算所选用电缆载流量如下式COSWM3310670125COS48DENCAWMKPIAU选用型号UPQ395125矿用移动屏蔽橡套软电缆长时工作电流285A校验合格22移动变电站向刮板运输机供电的电缆主芯线的截面计算供给刮板输送机电源干线电缆采用千伏级橡套电缆，查工作面供电系统负荷统计表22知电压等级为1140V，额定功率为315KW，需用系数为06，功率因数DEK为07，分两路，代入公式43计算所选用电缆载流量如下式COSWM3310651068COS47DENCAWMKPIAU选用型号UPQ370125长时工作电流215A校验合格33移动变电站向乳化液泵，喷雾泵，破碎机，转载机供电干线电缆的主芯线截面计算供给乳化液泵，喷雾泵，破碎机，转载机（乳化液泵一用一备，喷雾泵一用一备）电源干线电缆采用千伏级橡套电缆，查工作面供电系统负荷统计表22知电压等级为1140V，总额定功率为595KW，需用系数为06，功率因数为DEKCOSWM07，分两路，代入公式43计算所选用电缆载流量如下式33106591028COS47DENCAWMKPIAU选用型号UPQ395125长时工作电流285A校验合格44移动变电站向皮带输送机供电电缆主芯线截面计算供给皮带输送机电源干线电缆采用千伏级橡套电缆，查工作面供电系统负荷统计表22知电压等级为660V，额定功率为200KW，需用系数为06，功率因数DEK为07，分两路，代入公式43计算所选用电缆载流量如下式COSWM331062105COS7DENCAWMKPIAU选用型号UPQ370125长时工作电流215A校验合格54移动变电站向调度绞车、水泵、回柱车、排沙泵等供电干线电缆主芯线截面计算供给调度绞车和水泵电源干线电缆采用千伏级橡套电缆，查工作面供电系统负荷统计表22知电压等级为660V，由于绞车不同时运行总额定功率按2085KW计算，需用系数为06，功率因数为07，代入公式43计算所选用电缆载流量DEKCOSWM如下式33106285106COS7DENCAWMPIAU选用型号UPQ370125矿用移动屏蔽橡套软电缆长时工作电流215A校验合格各用电设备支线电缆均按照其额定电流选择采煤机支线选采煤机专用电缆刮板输送机支线选UPQ3701125转载机、破碎机、喷雾泵，乳化液泵支线选UPQ370116皮带支线选UPQ370116绞车支线选UPQ3251105短路电流计算51计算短路电流的目的在综采工作面供电计算中，短路电流的计算目的在于校验电气设备的开断能力、电缆的热稳定性以及校验保护装置的灵敏度等等。为此，需要计算某设备安装处最大三相短路电流和开关保护范围末端最小两相短路电流。合理的计算短路电流，关键就在于选取短路点，一般选在被保护线路的始端、末端、作为短路点。用以方便计算所用的最大三相短路电流和最小两相短路电流。52短路电流的计算端路电流的计算方法有解析法、表格法，两种方法的实质都是欧姆定律的应用。521移动变电站高压进线电缆短路电流的计算6KV或10KV的移动变电站高压进线供电系统短路电流的计算方法相同。计算短路电流时，通常选择电网的平均电压作为计算值，矿井常用标准电压等级的平均电压见表51。表51标准电压等级的平均电压值标准电压/KV0127038066114033610平均电压/KV01330400691203463105移动变电站高压电缆进线短路电流计算。短路点选在移动变电站高压电缆进线处，计算短路回路中各元件阻抗。1电源系统的电抗（51）2233AVAVAVSYSSSUUXSII上式中电源系统电抗，；Y平均电压，V；AV稳态三相短路电流，A；3SI井下电源变电所母线短路容量，MKA。SS26KV电缆线路的阻抗0WXXL（52）RR上式中电缆线路单位长度的电阻、电抗值，；0,XKM井下电源变电所至综采工作面移动变电站电缆的总长度，KM。L短路回路的总阻抗（53）22WAVWZRX三相短路电流（54）23AVSUI短路容量（55）3SSAVSI522低压电网短路电流计算计算综采工作面低压电网短路电流时，短路点一般选在移动变电站二次侧出口处和低压配电线路首、末两端。解析法和查表法都为计算方法。用解析法计算短路电流三相短路电流（56）32223NNAVSUUIZRXRX两相短路电流（57）23AVSSIIZ公式56、57中分别为移动变电站二次侧额定电压，电网的平均电压，V；2,NAVU分别为计算点三相短路电流，两相短路电流，A；3SI短路回路等效每相的总阻抗，。Z（58）WTHR（59）SYWTXX公式58、59中，移动变电站高压侧电缆折算到低压侧的每相电阻，210AVURXL；移动变电站每相电阻值，；T移动变电站锝二次侧电缆每相电阻值，；WR电弧电阻，取001；H移动变电站高压侧系统电抗折算到低压侧的电抗值，21AVSYSUX；移动变电站高压侧电缆折算到低压侧的电抗值，；210AVWXL移动变电站每相电抗值，；TX移动变电站的二次侧电缆每相电抗值，。W选6KV的系统的平均电压；1140KV的系统的平均电压。163AVUKV21AVUKV523计算短路电流1计算1移动变电站各短路点的短路电流各元件阻抗计算（1）系统电源电抗根据公式51得26307985AVSYSUXS（2）高压电缆阻抗1W查表得UYPJ3X95高压电缆。由图知为1130M,代0024,76RKMXK1W入公式52得107676WXXL1024701247WRRL（3）高压侧系统电抗、电缆阻抗折算至移动变电站二次侧21112193806083AVWSYWUX21112076AVR（4）移动变电站阻抗查表得，KBSGZY1000/6/12KV移动变电站，阻抗电压U5，负载损耗。59NP2201085TURS2257NTZU222085019TXR（5）干线电缆阻抗查表得UPQ3X95每相单位阻抗值W023,RKM。由图知为30M，代入公式52得076XKM2207603456WL29RR（6）给采煤机供电的支线电缆阻抗查表得，MYP3X701X254X4电缆每相单位阻抗。由图知为220M,代入公式52得0034,78RKMXK3W302016WXL36RR短路电流计算（1）点短路电流计算（在1移动变电站前面）1S1S短路回路的阻抗，根据公式53得，11221079410923WSYWZRX两相短路电流，根据公式57得1126304192AVSUIAZ三相短路电流，根据公式54得113234SSII（2）点短路电流计算（点在1移动变电站后面）22S短路回路的阻抗，108501WTR1279X22220185017Z两相短路电流，根据公式57得2242017AVSUI三相短路电流，根据公式544得，223674SSII（3）点短路电流计算（点在采煤机处取点）3S3短路回路的阻抗，代入公式58、59中得1230850697120WTWHRR123274604WTWXX22230154015ZR两相短路电流，根据公式57得，23362015AVSUIA三相短路电流332418SSIIA2计算2移动变电站各短路点的短路电流各元件阻抗计算（1）系统电源电抗根据公式51得26307985AVSYSUXS（2）高压电缆阻抗1W查表得UYPJ3X95高压电缆。由图知为00247,76RKMXK1W1130M,代入公式52得10766WXXL12401247RR（3）高压侧系统电抗、电缆阻抗折算至移动变电站二次侧21112193806083AVWSYWUX21112076AVR（4）移动变电站阻抗查表得，KBSGZY630/6/12KV移动变电站，阻抗电压U5，负载损耗。385NP22015TURS2257NTZU22205018TXR（5）干线电缆阻抗查表得UPQ3X95每相单位阻抗值4W0315,RKM。由图知为10M，代入公式52得078XKM440780178WL403150315WRRL6给刮板输送机机头、机尾供电的支线电缆阻抗查表得UPQ3X701X16电缆每相单位阻抗。由图知分别为15M、220M,代入公式00,78RKMXK56,W52得5015WXXL530473RR60782WX61569RL短路电流计算（1）点短路电流计算（在2移动变电站前面）4S4S短路回路的阻抗，根据公式53得11221079410923WSYWZRX两相短路电流，根据公式57得142630492AVSUIA三相短路电流，根据公式54得443231SSII（2）点短路电流计算（点在2移动变电站后面）55S短路回路的阻抗，1001WTR1287X222501501Z两相短路电流，根据公式57得258701AVSUI三相短路电流，根据公式54得5532679SSII（3）点短路电流计算（点在刮板输送机机头处取点）66S短路回路的阻抗，代入公式58、59中得，145003104713WTWHRR1452878096WTWXX222039601ZR两相短路电流，根据公式57得26158710AVSUIA三相短路电流663279SSII（4）点短路电流计算（点在刮板输送机机尾处取点）77S短路回路的阻抗，代入公式58、59中得1460503190198WTWHRR1232787206WTWXX222709160985ZR两相短路电流，根据公式57得271320985AVSUIA三相短路电流77323490SSIIA6高低压配电装置选择及过电流保护装置整定计算61高低压配电装置的选择611高压配电装置的选择根据煤矿安全规程有关规定，通常选择矿用隔爆型高压真空配电装置。根据供电要求确定高压配电装置的形式和参数。1电气参数选择隔爆高低压配电装置电气参数应按工作条件选择。设备额定电压不应小于所装设处电网的额定电压；额定电流不应小于所控制的设备或线路的长时最大工作电流。2根据短路条件校验矿用6KV隔爆型高压真空配电箱的断路器的分断能力为100MVA。在实际应用中，在选择井底中央变电所高压配电装置时已对高压进线母线的短路容量加以限制。一般情况下，在综采工作面供电系统中，高压真空配电箱的断路器分断能力能够满足要求，可不必进行短路条件的校验。型号的确定6KV电源由采区变电所高压配出线开关控制，该配电开关选用BGP9L6隔爆型高压真空配电箱。电气参数选择（1）额定电压。6NUKV（2）6000V长时实际负荷电流331058261042COS7DECANWMKPIA上式中综采工作面所用设备额定功率之和，；KWPN26需用系数；DE58026740640MAXNPK加权平均功率因数，取07；COSWM额定电压，。NU60NUV由额定电压、最大负荷电流查综采技术手册选高压配电箱为BGP9L6矿用隔爆型真空高压配电箱，其主要技术数据额定电压（最高工作电压6NUKV69KV），额定电流，开关符合要求。402NIA612隔爆低压配电装置的选择综采工作面选用的电气设备必须符合煤矿安全规程的规定，即综采工作面选用的低压电气设备一律为隔爆型、本质安全型或隔爆兼本质安全型。低压电气设备选择原则如下。1结构及性能（1）作馈电用的总开关或分路开关，磁力启动器的额定电压应与其所在电网电压等级相符；开关的额定电流应大于等于用电设备的额定工作电流。（2）尽量选用性能稳定、安全可靠、保护完善的新产品。（3）对于不需要经常正、反控制的生产机械，如采煤机、截煤机、输送机等，选用不可逆真空磁力启动器；对于需要经常正、反转控制的生产机械，如回柱铰车、调度铰车等，选用可逆真空磁力启动器。（4）对于工作面用电设备较多的情况根据生产机械拖动电动机的要求，选用组合式磁力控制开关。（5）对向煤电钻、照明设备供电，选用变压器综合装置等。（6）对不经常启动的生产机械，如局部通风机、照明设备等，应选用手动启动器。（7）各类低压开关的接线喇叭口的数目要满足电网接线的要求，喇叭口的出口内径要与所用电缆外径相适应。（8）低压配电开关的分断能力应大于被保护线路三相短路电流。2保护装置开关设备的继电保护装置应满足煤矿安全规程的要求，具体需用原则如下。（1）向综采工作面供电的移动变电站的低压馈电开关或低压保护箱，应具有过载保护、短路保护、失压保护、漏电闭锁和漏电跳闸保护装置。（2）控制电动机的真空磁力启动器，一般均应具有短路保护、过载保护、断相保护、过电压保护和漏电闭锁保护装置。（3）采区变电所的总低压馈电开关，应设有短路保护、过载保护、漏电保护装置，或至少要装设漏电和短路保护装置。（4）采区变电所内的分路馈电开关及配电点的总馈电开关，应装设短路、过载保护、漏电保护或选择性的漏电保护装置。62过电流保护装置整定过电流保护是煤矿井下电网三大保护之一，对保护方式的具体要求如下。1确保可靠性和快速性，兼顾选择性。井下纵向各级过流保护多为瞬时动作，所以有时很难保证纵向过流保护的选择性。多数情况下，靠拉大上、下级保护装置的动作电流的差距来获得选择性。2各级保护应有一级后备保护，即当本级保护范围内发生过流故障且保护装置拒动时，上一级保护装置应该动作，切断电源。熔断器保护不需要后备保护。3采用熔断器保护时，为了不使在短路发生后低压电缆过热损坏，熔断器的熔体必须与所保护的电缆截面配合。621高压配电箱的过流保护装置的整定1工作面6KV侧最大负荷电流为AUSINCACA316031803MX配电装置BGP9L6额定电流取整得400A。2过载保护整定电流取08倍，即。MAX842SCCII3短路保护的整定，按躲开最大电动机启动，即采煤机启动其他电动机正常运行来考虑，其一次侧动作电流计算值为AIKINMSBTRSB79368521084上式中瞬时保护继电器动作电流，A；SBRI1214可靠性系数,取12；变压器的变压比；TK容量最大的一台或几台同时启动时电动机的额定启动电流，STMI；250STIA其余电气设备额定电流之和，。NIAIN85动作电流倍数，取N2。6397124N按移动变电站一次进线端两相短路电流校验主保护区灵敏度12850SRSBRIK按移动变电站二次出线端两相短路电流校验后备保护灵敏度224162150SRGTSBRI满足要求。622低压配电箱的过流保护装置的整定1采煤机开关整定选用QJZ400/1140型开关，额定功率，额定电压,KWPN70140NUV33106125COS48DENNWMKPIAU过流整定取整为300A短路保护器动作整定（K取6）ZNI63018ZNIKA校验灵敏度由前面短路电流的计算知，得326SI3260158SZI满足灵敏度要求。2刮板输送机开关整定选用QJZ400/1140型开关，额定功率，分两路，额定电压KWPN3152，140NUV33106157COS4DENWMKPIA过流整定取整为200A短路保护器动作整定（K取6）ZNI6201ZNIKA校验灵敏度由前面短路电流的计算知，得7230SI320511SZI满足灵敏