晋煤集团赵庄煤业5313工作面设备选型、电流整定书

5313综采工作面设备选型整定计算书编制单位：机电信息管理部编制人：常海渊审核： 主任工程师： 5313综采工作面供电系统设备选型及整定计算书一、工作面概述5313工作面属于3#煤层五盘区，平均煤层厚度5.5m,工作面长度300m,顺槽巷走向长度为1839m，回采长度为1392.7米，平均倾角2-4度、最大倾角6°33'3〃度，采用一次采全高采煤工艺，可采最高煤层厚度5.5m，工作面采用U性通风方式布置，为一进一回工作面。矿井井下高压采用10KV供电，由5盘区11横川变电所负责向该综采工作面负荷中心供电，变电所双回路10KV电源均来自地面赵庄110KV变电站858、859号线，变电所高压设备采用BGP9L-10型高压隔爆开关，保护选用上海山源ZBT—11综合保护，变电所距离5313工作面负荷中心1600米。二、设备选用1、工作面设备采煤机选用德国艾柯夫公司生产的SL-500型采煤机，其额定功率1815KW，实际组装功率1715KW（未安装破碎机），其中两台截割主电动机功率为750KW,额定电压为3300V；两台牵引电机功率为90KW,额定电压为460V;液压油泵电机电压1000V，功率35KW，破碎机功率100KW，额定电压为3300V。两台主电动机同时起动。工作面刮板输送机采用集团公司金鼎煤机制造厂制造的SGZ-1000/3*855KW型输送机，机头采用2台电机驱动，机尾采用1台电机驱动，均采用额定功率为855KW的双速电机，额定电压为3300V。2、顺槽设备1）破碎机：采用集团公司金鼎煤机制造厂制造PCM-375型破碎机，其额定功率375KW,额定电压1140V。2）转载机：采用集团公司金鼎煤机制造厂制造SZZ1200/375型转载机。其额定功率375KW,额定电压1140V。3）顺槽带式输送机：采用集团公司金鼎煤机制造厂生产的DSJ-140/250/3X400型输送机（1部），驱动电机额定功率3X400KW,循环油泵电机额定功率3X18.5KW,冷却风扇电机额定功率3X5.5KV,抱闸油泵电机额定功率4KW*2,额定电压均为1140V,自动涨紧油泵电机额定功率18.5KW,卷带电机额定功率18.5KW,电压1140V。皮带机采用CST启动方式。4）乳化液泵站：三泵二箱，乳化液泵采用无锡威顺生产的BRW400/31.5型液泵，其额定功率250KW,额定电压1140V。5）喷雾泵：采用无锡威顺生产的BPW516/13.2型（2台），其额定功率132KW,额定电压1140V。3、其它设备移动列车处安装SDJ-32/45KW慢速绞车三部，用于移动列车牵引。绞车电机功率45KW,额定电压等级1140V；顺槽皮带机在1横川口处安装电磁除铁器一台，型号RCDC-25S,电机功率30KW,额定电压1140V；巷道排水及水泵供电沿用掘进时供电线路。

表2-1：工作面负荷统计表序号负荷名称电压（kV）设备功率（kW）设备数量设备容量kW）需用系数COS0计算负荷全部工作全部工作有功无功视在1采煤机3.3181511181517150.660.7(kW)(kvar)(kVA)2制板机3.3855332565256506073转载机1.144001140040010.74破碎和1.14400114004001075一部胶带机1.1440033133213150.70.77期化液泵站1.1428032840560064078喷雾泵站1.14132212641320.70.79除铁器1.1430113939107小计 779072160.7三、工作面移动变电站位置工作面电源电压为10kV,来自1600m以外的5101巷11横川变电所。根据用电设备的容量与布置，采用1140V和3300V两种电压等级供电，照明及保护控制电压采用127V。一部皮带机移变安装于53131巷口向里10米；在53131巷距工作面100-200米处设移动列车，将移动变电站，采煤机、工溜、转载机、破碎机控制开关，液压泵站、喷雾泵及其控制开关装在移动列车上，可以随着工作面的推进定期在轨道上进行移动。工作面负荷分配如下见下表：表3-1：移动变电站负荷分配表移变序号型号用电设备型号额定功率（KW）额定电压（V）备注1#KBSGZY—2500-10/3.3采煤机SL-500181733002#KBSGZY—2000-10/3.3刮板输送机SGZ-1000/3*855KW256533003#KBSGZY—1000-10/1.14破碎机PCM-3154001140乳化液泵BRW400/31.5型28011401#、2#（备用）喷雾泵BPW516/13.2型13211401#水泵3011404#KBSGZY—1000-10/1.14转载机SZZ1200/3154001140乳化液泵BRW400/31.5型28011403#喷雾泵BPW516/13.2型13211402#5#KBSGZY—1600-10/1.14胶带运输机SSJ-140/250/3*40013321140除铁器RCDC-25S3011406#KBSGZY—1600-10/1.14胶带运输机SSJ-140/250/3*40013321140四、负荷统计及移动变电站选择按用电设备额定电压分为1140V和3300V两种，按移动变电站二次侧两种电压等级选取：1、3300V用电设备移动变电站选取：2

工作面负荷中心移变及胶带输送机的移变根据井下移动变电站要求选取型号为KBSGZY型移变。由于采煤机（1815KW）、刮板输送机（3*855KW）单机容量较大，且考虑过电流保护灵敏系数的要求，分别选用1台容量较大的移动变电站，转载机（375KW）、破碎机（375KW）、乳化液泵电机（250KW）、喷雾泵电机（132KW）电机等相对较小单元分别选用两台负荷移变进行供电，其中转载机和1#喷雾泵电机、1#、2#（备用）乳化泵电机选用一台移变供电；破碎机和3#乳化液泵、2#喷雾泵选用一台移变供电。1、用电设备额定电压分为1140V和3300V两种，移动变电站容量核算按以下公式计算：SbSb-^eKx<sbe

cos@pj be其中:cos①pj——各设备的加权平均功率因数，取0.7；Zpe-设备额定功率之和;k需用系数，K=0.4+0.6匕e。X X PPnmax----为最大一台设备额定功率。Sb——计算容量；Sbe——选用移变容量；e 表4-1：移变容量核算表移变序号型号所带功率（KW）最大电机功率（KW）功率因数需用系数计算容量（KVA）实际容量（KVA）选用结果，丁J1#KBSGZY2—2500-10/3.31815750COs『0.7/J、0.61680.02500满足要求2#KBSGZY2—2500-10/3.325658550.70.62198.62500满足要求3#KBSGZY2—1000-10/1.14 7424000.70.7766.91000满足要求4#KBSGZY—1000-10/1.147424000.70.7766.91000满足要求5#KBSGZY—1000-10/1.1413494000.70.61113.71600满足要求6#KBSGZY—1600-10/1.1413194000.70.61096.61600满足要求五、供电系统选型与供电系统拟定5313工作面负荷列车上的负荷中心供电系统沿用5312工作面，由5103巷11横川变电所内BGP9L-55215、55213高压开关供电。移动变电站高压侧开关采用真空断路器，开关具有短路、过负荷和无压释放保护。低压馈电开关及磁力启动器按其断路器（接触器）额定电流大于等于所控制（启动）设备额定电流进行选取，按断路器（接触器）分断能力等于或大于所通过最大三相短路电流来校验。馈电具备短路、过负荷、漏电跳闸及闭锁等保护，磁力起动器具有短路、过负荷、漏电闭锁、断相等保护及远方控制功能。1、采煤机额定电流375A，1#移变选取德国贝克生产PBE3006型低压开关，五回3300V出线，单个HPC450快插式接触器模块额定电流450A，低压开关直接向采煤机供电，可满足要求。2、刮板运输机单电机额定电流173A，2#移变低压侧选取德国贝克生产PBE3006型低压开关，五回3300V出线，单个HPC450快插式接触器模块额定电流450A，可满足要求。3.53131巷胶带输送机3#移变低压侧选取平阳开关厂生产BKD20-630型真空馈电开关，皮带机三台驱动电机的电流256A,三台油泵额定电流15.3A,三台风扇额定电流3.5A,两台抱闸额定电流2.6A,采用长治海通生产的十五组开关进行控制，其中3回采用400A接触器控制驱动电机，另外8回采用30A接触器控制油泵、风扇、抱闸油泵，满足使用要求，自动油泵涨紧电机采用KXJ3-80/1140型专用开关，卷带电机选用QBZ-80/1140型开关。4、破碎机移变4#低压侧选用德国贝克生产PBE1008C型低压开关，五回1140V出线，单个HPC450快插式接触器模块额定电流450A；破碎机电机额定电流238A,乳化液泵电机额定电流为176A,喷雾泵电机额定电流为116A,均可满足要求。5、转载机移变5#低压侧选用德国贝克生产PBE1008C型低压开关，五回1140V出线，单个HPC450快插式接触器模块额定电流450A,转载机电机额定电流238A,乳化液泵电机额定电流为176A,喷雾泵电机额定电流为116A,均可满足要求。六、高压电缆截面选择校验及低压电缆选型按设计规定及矿用高压电缆选型，延用5312工作面供电线路，分别用MYPTJ型矿用MYPTJ-10KV-3X70+3X25/3+3X2.5mm型电缆；共3趟线路：1趟线路供采煤机、破碎机移变使用，1趟供刮板输送机、转载机移变使用，一趟供胶带输送机使用。1)长时允许电流选电缆截面按以下公式计算:I=PeKxX103N 3Uecos3夕式中:Pe.---电缆所带负荷的额定功率之和，KW；Ue—电缆所在电网的额定电压，V；Kx---电缆线路所带负荷的需用系数，Kx=0.4+0.6，『reCOS3叩---电动机的加权平均功率因数，取0.7；,N―流过电缆的长时工作电流,A；表6-1：电缆长时工作电流计算表电缆序号所带负荷所带功率—(KW)最大电机功率 LKW) 功率因数(cos需用系数额定电压—(KVA)长时电流 O)—电缆载流量选用结果1#采煤机、破碎机、泵站2557750的为0.610.0121.5215.0满足要求2#刮板输送机、转载机、泵站与33078550.70.610.0151.4215.0满足要求3#胶带输送机26684000.70.510.00107.8215.0满足要求2)允许电压损失校验按以下公式计算:△U%=AU]%+AU2%=AU1%+KP[％<7%其中:U%——高压电缆线路中的电压损失百分数；U1%——110KV变电站至变电所电压损失百分数，为1.37%；u2%——变电所至移动变电站电压损失百分数；K——兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失百分数，查表得：K=0.35%P——电缆输送的有功功率，MW；L——电缆线路长度，Km；7%——允许电压损失百分数；表6-2：10KV供电电压损失计算表电缆序号所带负荷输送功率(MW)电缆长度(Km)K△U1%△U2%△U%压降计算结果1#采煤机、破碎机、泵站2.5571.7000.00350.2790.020.29满足要求2#刮板输送相，、转载和，、泵站3.3071.7000.00350.2790.020.30满足要求3#胶带输送机2.6681.1000.00350.2790.010.29满足要求3)电缆经济电流密度校验按以下公式计算：A=IN=138=55.2mm2<70mm2nJ2.5其中：A 电流截面，mm2；IN---流过电缆的长时最大工作电流，见上表4计算值;n---同时工作电流根数；J---经济电流密度(A/mm2)查表得：j=2.5A/mm2；表6-3：经济电流密度计算表电缆序号所带负荷长时电流(A)电流密度(A/mm2)电缆根数计算截面实际截面计算结果1#采煤机、破碎机、泵站1212.500148.470满足要求2#刮板输送机、转载机、泵占1512.500160.470满足要求3#胶带输送机1072.500142.870满足要求4）、热稳定性校验按以下公式计算:,、 t~A.=I⑶ f；min d.maxCI（3） ='d.maxd.max3U.p〕S=4d.maxyXjsXjs=L1X/L2X2其中：Amin——电缆短路时热稳定要求的最小截面，mm2；I⑶——最大三相稳态短路电流，KA；d.maxSd.max--系统最大允许方式下，电缆首端发生三相短路时短路容量，MVA；S. 基准短路容量，100MVA;xjs——高压线路电抗标幺值；L——高压电缆长度；X*——高压电缆阻抗表标幺值，查表得：240mm2高压电缆阻抗标幺值为0.079/km、70mm2为0.091/km；Up. 平均电压，kV.;C——电缆芯线热稳定系数；C=93.4tf——短路电流作用的假想时间，s;取0.25s；表6-4：按电缆短路时热稳定选择电缆截面计算表电缆序号所带负荷L1X1L2X2XJSSjSd.maxId.maxAmin计算结果1#采煤机、破碎机、泵站8.30.0791.7000.0910.8104100123.407.124538.1满足要求2#刮板输送机、转载机、泵f占8.30.0791.7000.0910.8104100123.407.124538.1满足要求3#胶带输送机8.30.0791.1000.0910.7558100132.317.639240.9满足要求5）、工作面低压电缆截面选择：工作面低压电缆采煤机选用MCPT-3X150+1X70+4X10mm2拖移电缆，刮板运输机、破碎机、转载机选用MCPT-3X70+3X35/3+4*41™2型电缆，其余1140V电缆均选用MYP型矿用橡套屏蔽电缆。七、各短路点计算由于最小两相短路值，用以校验短路保护装置的灵敏度，因此短路点应选在线路的首末端。为此在配电系统图中选定分别选定d1—d14十三个点计算短路电流，即能满足开关选择校验与继电保护整定要求。1、低压供电线路最小两相短路电流由以下公式计算：I（2）=u/2%；£R2+£X2deZR=R/K2+R+R1bb2ZX=Xx+X1/Kb2+Xb+X2式中： 1d（2）----两相短路电流，A；ZR、ZX----短路回路内一相电阻、电抗值的总和，Q；Xx=U2--根据三相短路容量计算的系统电抗值；XSs斗、X1----高压电缆的电阻、电抗值，Q；Kb----矿用变压器的变压比；Rb、Xb----矿用变压器的电阻、电抗值，Q；

R2、X「-一低压电缆的电阻、电抗值，Q；Ue---变压器二次侧的额定电压，V；2、10KV线路终端最小两相短路电流d2根据以下公式计算:Z*Z*Z*Z*R2+XZ*Z*Z*R2+X2+ZKb根据以上公式，得出：_3I2=- d20.7499+(5.5RTTF+Zb).愕e式中： Id 最小两相短路电流，KA；耳 三相短路电流，KA；IJZ——10KV系统的基准电流标幺值，5.5KA；Z* 系统总阻抗标幺值；Z*.--110KV变电站最小方式标么值，0.7499；minZ*----系统线路阻抗标幺值；Zb——变压器短路阻抗值，分别为：2500KVA-5.5%、1000KVA-4%、1600KVA-4.5%；SS——系统容量，100MVA；Ue——10KV系统的基准电压，10.5KA；Z---10KV线路总阻抗；R----供电线路的总阻抗；X----供电线路的总感抗；表8-1：低压供电线路末端最小两相短路电流计算表短路点编号电缆名称Ue>R>XId 1# □ J-11 1采煤机低压供电线路末端―3300—0242058250510525934Cl2920 2# 工溜低压供电线路末端―3300—0.3831335650.5185459562559 3# 破碎机低压供中线路末端—1140—0.06293249801807010892979 4# 转载机低压供电线路末端—1140—0.0629324980.1807010892979 5# 乳化液泵低压供电线路末端—1140—0.0441724980.0815210896148 6# 喷雾泵低压供电线路末端—1140—004417249800815210896148 7# 一部皮带张紧油泵电机线路末端―1140—00995594530.0820060644419 8# 一部皮带驱动中和线路末端—1140—00312594530073606064 7128 9# 一部皮带张紧油泵中和线路末端—1140—00929951060079700454 4654 10# 一部皮带驱动中机线路末端―—1140—0.0246951060.071300454 7554 表8-2：高压供电线路末端最小两相短路电流计算表短路点编号中缆名称Ue ^.R ——口——ZI.采煤机移赤高压线路末端10.510097b——0.055—d 2.104 10# 机”少变高压线山路末、,而工溜移变高压线路末端10.5_L.1LD.L2.1J——1.2642————1.0027—— 0055— 2104 11# 转载机移变高压线路末端10.5——1.2642————1.0027—— 0.04 2117 12# 破碎机移变高压线路末端10.5——1.2642——090150042170 13# 一部皮带移变高压线路末端10.5——1.0782——08409 0.04 2350 1/i++口口方^"歹IT/_Li.xl-1-I，卜力川一却由里政赤宜工建政主晚10.51nv«onQQ/1900452351九、供电系统整定电流计算1、综采工作面移动变电站低压侧（低压模块）电流整定按以下公式计算:Iz1=k1INe+kx汽1dz=1Qe+kx”其中：Iz1—长时工作电流，A；k1安全系数，取1.2；kx需用系统，取1；INe最大电机额定电流,A；2Ie—其余负荷的额定电流之和，A；1dz—短路整定电流，A；IQe—最大电机额定启动电流，按额定电流6倍计算，A；表：9-1：移动变电站低压侧开关定值计算表编号型号所带负荷名称额定电压所带功率（功忠最大电机T+,诙fIZUA最大电机额其余电机额定电流过载整定值短路整定佶（kA）两相短路电。有俏（kA）灵敏系特J1KRSG7Y-1nnn/1n/12胶带输送机1141349-t-07功率（KW）400电1流289■额定电流687定值103'值（kA）242，流值（kA）4419数182KRSG7Y-1600/10/12胶带输送机114131907400289665101240465119备注：因工作面移变低压侧均采用模块进行供电，一个隔离开关控制一台电机，只需对单个电机整定即可，具体数字见

表：9-2：低压供电组合开关及电动机定值计算表编型号所带负荷名称额定电压额定功率功率因数额定电流re整定电流短路整定号QT71—800/3300—21•采,埠走几(kV)——3^ (KW)——1815—―0J—(A)4536—(A) 454 (kA)—2724 2QJZ1-800/3300-21工溜1驱中机 3^ 855——―0J—213.7— 214 —1284 工海2驱中相 3^—— 855——―0J—213.7— 214 —1284——下溜3版电机 3^ 855 -0^―2137- 21d -1284 3QJZ1-800/3300-21转载机 1.U-400 -0^―2894- 289 -1734 破碎机 1.1- 400 ―0^—2894_ 289 —1734 4QJZ4-1350/1.14-61#乳化液泵 1.1- 280 ―0^—2026— 203 —1218—2#乳化液泵——1.1— 280——―0J—2026— 203 —1218—1#喷雾泵——1.1— 132——―0J—―95^— 96 ——576——5QJZ4-1350/1.14-6#乳化液泵——1.1— 280——―0J—2026— 203 —1218—2#喷雾泵——1.1— 132——―0J——95.5— 96 ——576——水质处理器——1.14— 5^——―0J——4.0—— 4 ——24 6QJZ-1800/1.14-14皮带1驱主中相——U44— 400——―0J—289.4———289 —1734—皮带2驱主电机 1-U-400 -0^―2894- 289 -1734 皮带3驱主电机 1.1- 400 ―0^—2894- 289 —1734 皮带1驱风扇电机 1.1- 5^ ―0^——4.0 4 24 皮带2驱风扇电机——U1— 5^——―0J——4.0—— 4 24 皮带3驱风扇电机——U1— 5^——―0J——4.0—— 4 24 皮带1驱油泵中机——U1— 18.5——―0J——13U— 13 78 皮带2驱油泵中机——U1———18^—―0J——13U- 13 ——78 皮带3驱油泵中机——U1———18^—―0J——13U- 13 ——78 -§-QBZ-80/1140(660)皮带卷带中相——U44— 15 ―0J——10.9— 11 66 9KXB-80/1140(660)1jJL£T1H L_i17Li涨紧绞车抱闸由机1144 -0^—-2.9 3 18 张紧绞车电机 1.1- 18^—―0^——13^— 13 78 张紧油泵电机 1.1― 8^ ―0J—―6. 6 36 2、综采工作面移动变电站高压侧电流整定按以下公式计算:PI=—= e g3Uecos0L+Ky II>1.2〜1.4-Qe——X-ez Kb1.2Iz其中:i----定时限过流ni段保护，躲开最大负荷电流，保护范围大，时限长;gpe——所带负荷总功率，KW；Ue——额定电压，10.5KV；iz——定时限过流n段保护，不躲开最大动作电流，a；IQe 最大电机的启动电流，A;Ie——其余电机的额定电流，A;Kb——移动变电站的变压比；KX----需用系数，取1；1k 无时限过流I段速断保护；表：9-3：移动变电站高压侧定值计算表编口型号所带负荷名称额定电压所带功率最大电机功率变压比过流III段电、法献r士过流n段巾、庐弛生短路I段速短路电流安全,KBSG7Y-25nn/10/345采煤机（kV）—10—（KW）1815功率（所）-750—因数07303流整定-150 电流整定—180 断整定（A） 220 晅（A）-^104―系数96KBSG7Y-25nn/10/345 工溜 —10—2565―855—07303—210———250————300 -^104—70KBSGZY-1000/10/12转载机—10—-800—_400_078^-——70 —30 40 -2117—529上KBSGZY-1000/10/12 破碎机—10—_692-_280_078^-——60 —70 80 -2120—271-5-KBSGZY-1000/10/12—一部皮带——10—1349_400_078^-—110 ―130————160 -2350—147-6-KBSGZY-1600/10/12—一部皮带—W—1319—400—07—8^——110 —130 160 -2351—147十、其它1、顺槽皮带使用PROMOS控制，实现皮带跑偏、堆煤、烟雾、速度及超温自动洒水保护。工作面控制及通讯采用PROMOS系统，实现工作面三机控制、通讯及闭锁功能，工作面支架电液控系统采用德国EEP控制系统，实现自动控制。2、顺槽皮带机头安装一台BXZ—4/127照明综保，负责皮带巷照明；工作面组合开关上的127V低压模块负责综采工作面架间照明。附：《5313综采工作面供电系统图》《5313综采工作面设备布置图》10

表8-3：供电线路电阻、电抗计算表短路点编号电缆名称110KV电站至变电所供电线路变电所至移变供电线路变压器变压器至电机组合开5二-A-LR.v.人-A--L-R.v.SKRv.-A-―L-R「一-A--L-1#采煤机低压供电线路末端102408.30.730.7107020.530.225003.030.02060.2611500.650.08520.0432#工溜低压供电线路末端102408.30.730.7107020.530.225003.030.02060.261700.650.2250.0513#破碎机低压供电线路末端10/