大兴煤矿采区供电系统设计采区供电系统设计论.doc

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中国矿业大学银川学院
本 科 毕 业 论 文
（2013届）

题 目 大兴煤矿采区供电系统设计
系 别 机电动力与信息工程
专业班级 工业工程（2）
学生姓名 XXX
指导教师 XXX

教务处制
2013年5月1日

大兴煤矿采区供电系统设计

毕业设计共38页
图纸共1张
说明书共0页
完成日期：2013年5月1日
答辩日期：2013年5月9日

摘要
通过煤矿矿井供电系统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地投入运行。
煤矿矿井供电系统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的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。
煤矿矿井供电系统工作面供电系统设计中，遵循煤矿企业对供电的基本要求及《煤矿井下供电设计技术规定》。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

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目录
绪论 1
1 采区供电系统及变电所位置的确定 2
1.1 采区变电所位置的确定 2
1.2 电压等级的确定 2
1.3 采区负荷计算及变压器、台数的确定 2
2 变压器的选择 4
2.1 负荷统计 4
2.2 变压器的选择 5
3 供电系统的拟定 8
4 高压电缆的选择 9
4.1 高压电缆选择原则 9
4.2 高压电缆计算 11
5 低压电缆的选择 15
5.1 电缆的选择原则 15
5.2 上山绞车低压电缆选择 15
5.3 对掘进工作面配电点干线电缆进行选择 19
5.4 对第一炮采工作面干线电缆选择 20
5.5 对第二炮采工作面干线电缆选择 22
6 采区高低压开关的选择 23
6.1 选择按照下列一般原则进行 23
6.2 采区选择的隔爆型高压配电箱 24
6.3 采区低压开关选择及保护装置整定 24
结论 35
致谢 36
参考文献 37
附录A 38

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绪论
⑴ 全矿概貌
1) 地质储量600万吨；
2) 矿井生产能力：设计能力12万t/年，实际数11万t/年；
3) 年工作日：300天，日工作小时：14小时；
4) 矿井电压等级及供电情况：该矿井供电电源进线采用双回路电源电压为35KV，变电所内设有630KVA,10/6.3变压器两台和400KVA，10/0.4变压器两台，承担井下和地面低压用电负荷。用两条高压电缆下井，电压等级均为6KV，经中央变电所供给采区变电所。
⑵采区资料
采区设计年产量6万吨，水平标高从+830至+755，下山道两条，一条轨道下山，一条人行下山，倾角为25°；分4个区段开采，方式为炮采，区段高20-30m。整个采区现为一掘两采。
表1-1 采区电气设备技术特征
采区设备
额定
容量
Pe
(KW)
额定
电压
Uc(V)
额定
电流
Ie(A)
额定起动
电流
IQe (A)
功率因数
cosφ
效率
ηj
台数
设备名称
设备型号
上山绞车
JT1600/1224
110
380
121
242
0.86
0.93
1
照明

1.2
127

煤电钻
MZ2-12
1.2
127
9
54
0.79
0.795
2
回柱绞车
YB3160M-4
11
660
14.5
87
0.84
0.885
2
喷浆机
YB112M-4
4
660
5.08
30.5
0.80
0.85
1
局部扇风机
BKY60-4
4
660
4.7
32.9
0.80
0.85
6
耙斗装岩机
Ybb-10-4
11
660
12.1
72.6
0.75
0.80
1
充电机
KGCA10-90/40
16
660
21

0.75
0.88
3

1 采区供电系统及变电所位置的确定
1.1 采区变电所位置的确定
根据采区变电所位置确定原则，采区变电所位置选择要依靠低压供电电压，供电距离，采煤方法，采区巷道布置方式，采煤机械化程度和机械组容量大小等因素确定。
1.2 电压等级的确定
根据本采区提供的数据电压等级分为两种，一种是660V,另一种是380V。
1.3 采区负荷计算及变压器、台数的确定
根据机械设备位置、功率电压及供电情况把用电设备分成三组。具体的分组情况见下表1-1、表1-2、表1-3。
表1-1 1号变压器供电设备
设备名称
台数
电动机型号
额定容量Pe（KVA）
额定电压/V
额定电流/A
额定功率因数
上山绞车
1
JT1600/1224
110
380
121
0.86
照明

1.2
127

表1-2 2号变压器供电设备
设备名称
台数
电动机型号
额定容量Pe（KVA）
额定电压/V
额定电流/A
额定功率因数
煤电钻
2
MZ2-12
1.2
127
9
0.79
回柱绞车
2
YB3160M-4
11
660
14.5
0.84
喷浆机
1
YB112M-4
4
660
5.08
0.80
耙斗装岩机
1
Ybb-10-4
11
660
12.1
0.75
充电机
3
KGCA10-90/40
16
660
21
0.75
表1-3 3号变压器供电设备表
设备名称
台数
电动机型号
额定容量Pe（KVA）
额定电压/V
额定电流/A
额定功率因数
局部扇风机
6
BKY60-4
4
660
4.7
0.80
根据电压等级设备情况选用三台变压器，第一台变压器供上山绞车和照明使用，第两台变压器供煤电钻、回柱绞车、喷浆机、耙斗装岩机、充电机使用，第三台供局部扇风机使用。

2 变压器的选择
2.1 负荷统计
按各组用电要求，采区用电设备负荷统计采用需用系数法。该计算方法是借助一些统计数据，由各用电设备的额定功率求取一组用电设备的计算负荷。一组用电设备的计算负荷容量为式：
(2-1)
式中：S---------一组用电设备的计算负荷，kw；
-----具有相同需用系数的一组用电设备额定功率之和，kw；
--------需用系数；
---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率与额定功率因数的乘积之和与他们总功率之比，按下式求得。
﹦ （2-2）
由于该采区为炮采工作面用电设备的需用系数可按下式计算。
﹦0.286+ 0.714 （2-3）
式中：------ 一组设备中容量最大一台电动机额定功率，kw。
矿井及采区其它用电负荷的需用系数和加权平均功率因数见表2-1：

表2-1 矿井用电负荷计算需用系数和加权平均功率因数
用 电 设 备
需用系数
加权平均功率因数
采煤工作面
综合机械化工作面﹙自移支架﹚
一般机械化工作面﹙单机支架﹚
一般机械化工作面﹙倾斜机采面﹚
缓倾斜煤层﹙炮采工作面﹚
急倾斜煤层﹙炮采工作面﹚

0.4 + 0.6 P/∑P
0.286 + 0.714 P/∑P
0.6～0.75
0.4～0.5
0.5～0.6

0.7
0.6～0.7
0.6～0.7
0.6
0.7
掘井工作面
采用掘井机
不采用掘井机的

0.5
0.3～0.4

0.6～0.7
0.6
井下运输
蓄电池电机车
其他运输设备﹙如输送机、绞车等﹚
架线电机车

0.8
0.5
0.5～0.65

0.9
0.7
0.9
井底车场
有主排水设备
无主排水设备

0.6～0.7
0.75～0.8

0.7
0.8
2.2 变压器的选择
通常情况下，采区变电所采用多台变压器方可满足供电要求。变压器容量应根据设备的布置、电压等级，确定几个分组方案，分别求出各方案下的各组计算容量，初选变压器的额定容量及台数，确定最优分组方案。
变压器的额定容量应大于等于一组负荷的计算容量，即：
（2-4）
1号变压器选择
1号移变压器拟向上山绞车，照明，负荷计算容量为：

＝＝
选用1台KSJ-180/6/0.4变压器用于上山绞车及照明供电，变压器技术数据见表2-2。

表2－2 变压器技术数据
型号
额定电压（V）
额定容量Se
(KVA)
阻抗电压（％）
损耗（W）
线圈阻抗（Ω）
重量（KG）
参考价格 /元
一次
二次
Ud
Ur
Ux
空载
短路
R
X
KSJ-180/6/0.4
6000
400
180
4.5
2.27
3.88
830
3070
0.0267
0.046
1200
4万

2号变压器选择
2号变压器拟向2个炮采面1个掘进面供电，负荷计算容量为：
＝0.286+ 0.714＝0.286+ 0.714×＝0.41
＝＝=45.94KVA
选用1台KSJ-100/6/0.693变压器用于2个炮采面1个掘进面供电，变压器技术数据见表2-3。

表2－3 变压器技术数据
型号
额定电压（V）
额定容量Se
(KVA)
阻抗电压（％）
损耗（W）
线圈阻抗（Ω）
重量（KG）
参考价格 /元
一次
二次
Ud
Ur
Ux
空载
短路
R
X
KSJ-100/6/0.693
6000
660
100
4.5
2.5
3.74
490
1875
0.159
0.236
950
3.1万

3号变压器的选择
3号变压器拟向6台局部扇风机供电，负荷计算容量为：
＝0.286+ 0.714＝0.286+ 0.714×＝0.405
=＝= 12.15KVA
选用1台KSJ-50/6/0.693变压器用于局部扇风机，变压器技术数据见2-4。
表2－4 变压器技术数据
型号
额定电压（V）
额定容量Se
(KVA)
阻抗电压（％）
损耗（W）
线圈阻抗（Ω）
重量（KG）
参考价格 /元
一次
二次
Ud
Ur
Ux
空载
短路
R
X
KSJ-50/6/0.693
6000
660
50
4.5
2.83
3.54
250
850
0.446
0.562
650
2.5万

3 供电系统的拟定
本采区一共有2个炮采工作面，1个掘进工作面及一个绞车硐室，设立4个配电点，2个炮采工作面各一个配电点，掘进工作面一个配电点，绞车硐室一个配电点。
拟定原则：
⑴ 在保证供电安全可靠的前提下，力求减少电缆的根数和长度，尽量避免回头供电；功率相对较大，宜采用单独电缆供电。
⑵ 工作面配电点到各用电设备宜采用辐射式线路供电工作面配电点最大容量电动机用的起动器应靠近配电点进线，以减少起动器间连接电缆的截面。
⑶ 低沼气矿井、掘进工作面与回采工作面的电气设备应分开供电，局部扇风机实行风电沼气闭锁，沼气喷出区域、高压沼气矿井、煤与沼气突出矿井中，所有掘进工作面的局扇机械装设三专（专用变压器、专用开关、专用线路）二闭锁设施即风、电、沼气闭锁。
⑷ 在保证供电安全可靠的前提下，力求所用的开关、起动器和电缆等设备最少。
⑸ 原则上一台起动器只控制一台低压设备；一台高压配电箱只控制一个变压器。
⑹ 采区变电所的动力变压器多于一台时，应合理分配变压器的负荷，且变压器最好不并联运行。
⑺ 由工作面配电点到各用电设备宜采用辐射式供电，上山及顺槽的输送机宜采用干线式供电；供电线路应走最短的路线，并尽量避免回头供电。
⑻ 低瓦斯矿井掘进工作面的局部通风机，可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路供电，或采用掘进与采煤工作面分开供电。
⑼ 瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中，掘进工作面的局部通风机都应实行三专(专用变压器、专用开关、专用线路)供电。
⑽ 局部通风机与掘进工作面的电气设备，必须装有风电闭锁装置。瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中的所有掘进工作面应装设两闭锁(风电闭锁、瓦斯电闭锁)设施。因此，在掘进工作面的供电线路上应设一台闭锁用的磁力起动器，或专用的风电闭锁装置。

4 高压电缆的选择
4.1 高压电缆选择原则
（1）向采区变电所供电的高压电缆，可以采用铝芯电缆，其他地点必须采用铜芯电缆，井下严禁使用铝包电缆，电缆应带有供保护接地用的足够的截面的导体。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。
1）按经济电流密度选电缆截面
按经济电流密度选择电缆主截面：
（4-1）
式中：------经济截面， ；
------正常运行时，通过电缆的最大长时负荷电流，当两条电缆并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，A/，经济电流密度取2.25；
2）按长时允许负荷电流校验 由于运行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就会超过允许值，加速绝缘老化，从而造成漏电或短路事故。通常电缆允许电流是以环境温度25℃、最高允许工作温度65℃时的值确定的，当环境温度不等于25℃时，应乘以修正系数，不同环境温度下的电缆载流量修正系数见表4-1：
表4-1 不同环境温度下的电缆载流量修正系数
电缆芯线实际工作温度/℃
5
10
15
20
25
30
35
40
45
修正系数
1.22
1.17
1.12
1.06
1.0
0.94
0.87
0.79
0.71
供电线路工作最大长时负荷电流的计算如下，
向一台变压器供电时，取变电器一次侧额定电流：
＝＝ （4-2）
式中：------变压器额定容量，kVA；
------变压器高压侧额定电压，V；
------变压器高压侧额定电流，A；
向两台变压器供电时，最大长时负荷电流为两台电压器高压侧额定电流之和，即：
＝ + ＝ （4-3）
（4-4）
式中： ------折算至电压器高压侧最大长时负荷电流，A；
----由移变压器供电的各用电设备额定功率总和，kW；
------用电设备额定电压，V；
------变压器的变化；
---用电负荷加权平均功率因数。
3）按短路电流热稳定校验电缆截面 为确保最大短路电流通过时电缆绝缘受热不被老化，高压电缆所选主芯线截面应大于等于最小热稳定截面的要求。最小热稳定截面计算如下。
（4-5）
（4-6）
式中： ----电缆的最小热稳截面，；
------通过电缆的最大短路电流，A；
------短路电流的持续时间，取井下高压配电装置断路器跳闸时间，约为0.25秒。
C-------电缆芯线热稳定系数，见表4-2。

表4-2 10kV及以下电缆的热稳定系数

芯线绝缘材料
短路允许温度/℃
铝线
铜线
120℃
150℃
200℃
120℃
150℃
200℃
230℃
橡胶
聚乙烯
交联聚乙烯
75
63
53
87
—
70
100
—
87
100
95
80
120
—
100
145
—
—
—
—
141
注：电缆线路中间有压接接头时，最高允许温度为150℃，锅焊接头时为120℃。
4） 按允许电压损失校验电缆截面 电压损失是指线路首末两端电压的数值差，用表示。对于10kV及以下高压电缆线路电压损失率，我国规定的标准为7%，在计算电压损失时，其长度应从地面变电所至移动变电站进线处。电压损失计算公式为：
＝()×100% （4-7）
式中： ----电缆线路电压损失率，%；
------通过电流的最大长时工作电流，A；
----分别为电缆所带负荷的功率因数和对应的正切值；
P--------负荷有功功率，W；
------电缆线路的额定电压，V；
------电缆长度，km；
,---分别为电缆线路单位长度的电阻和阻抗 ，可由表4-3求取。
表4-3 矿用1kV橡套电缆单位长度电阻和阻抗 单位：
相阻抗
电缆型号
截面 /
2.5
4
6
10
16
25
35
50
70

电阻
MZ、MZP
MY、U
MC、MCP
8.83
—
—
5.39
4.66—
—
3.13—
—
1.83
1.85
—
1.16
1.25
—
0.732
0.794
—
0.522
0.579
—
0.380
0.416
—
0.267—
电抗

0.101
0.095
0.092
0.090
0.088
0.084
0.081

注：表中的数值为20℃时的值，换算到65℃的电阻值为＝1.18
4.2 高压电缆计算
按照上述的计算方法，选择采区变电所高压电缆，计算如下所示：
(1) 按经济电流密度选择主截面
计算采区变电所总负荷电流为

式中：---采区工作面所有用电设备额定功率之和；
------需用系数，=0.286+ 0.714=0.286+ 0.714=0.639；
---加权平均功率因数，取0.60；
取电力电缆经济电流密度=2.25A/ ，则：

选型号为VV-6-316高压电缆，长度L=800m。
(2) 按长时最大允许负荷电流校验，查表得VV-6-316型电缆的长时最大允许负荷电流73A,满足要求。
(3) 按热稳定条件校验电缆截面，电缆首段三相最大短路电流：

=4588×mm²<16mm²
满足热稳定要求。
(4) 按允许电压损失校验电缆截面
查表得VV-6-316型电缆r=1.16Ω/km，x=0.09Ω/km。取负荷的功率因数，,。

=0.63%<7%
所选VV-6-316型电缆能够满足供电的要求。
1号变压器高压电缆选择
(1) 按经济电流密度选择主截面
计算1号变压器总负荷电流为：
＝= =12.32A
式中：------采区工作面所有用电设备额定功率之和；
------需用系数，=0.99；
------加权平均功率因数，取0.86；
取电力电缆经济电流密度=2.25A/ ，则：
==5.48
选型号为VV-6-316高压电缆，长度L=6m
(2) 按长时最大允许负荷电流校验 查表得VV-6-316型电缆的长时最大允许负荷电流73A,满足要求。
经效验各项均满足要求。
2号变压器高压电缆选择
(1) 按经济电流密度选择主截面
计算2号变压器总负荷电流为：
＝= =4.76A
式中：-----采区工作面所有用电设备额定功率之和；
------需用系数，=0..41；
------加权平均功率因数，取0.65；
取电力电缆经济电流密度=2.25A/ ，则：
==2.12
选型号为VV-6-316高压电缆，长度L=8m。
(2) 按长时最大允许负荷电流校验查表得VV-6-316型电缆的长时最大允许负荷电流73A,满足要求。
经效验各项均满足要求。
3号变压器高压电缆选择
(1) 按经济电流密度选择主截面
计算3号变压器总负荷电流为
＝= =1.17A
式中：------采区工作面所有用电设备额定功率之和；
------需用系数，=0..405；
------加权平均功率因数，取0.80；
取电力电缆经济电流密度=2.25A/，则：
==0.52
选型号为VV-6-310高压电缆，长度L=10m。
(2) 按长时最大允许负荷电流校验，查表得VV-6-316型电缆的长时最大允许负荷电流50A,满足要求。
经效验各项均满足要求。

5 低压电缆的选择
5.1 电缆的选择原则
(1) 按《煤矿安全规程》要求，选择煤矿用阻燃电缆。
(2) 电缆的电压等级必须大于或等于电网的实际工作电压。
(3) 电缆实际运行电流必须小于或等于电缆允许的载流量。
(4) 正常运行时电缆网络的实际电压损失必须小于或等于允许的电压损失，不超过7%。
(5)距电源最远、容量最大的电动机启动时，应保证电动机端电压不低于该设备允许的最小启动电压和保证电磁启动器有足够的吸合电压。
(6) 电缆应满足机械强度的要求。
(7) 在电缆线路发生短路故障时应满足热稳定性的要求。
对不同用电设备要求：电缆机械强度的允许截面见表5-1。
表5-1 井下机电设备满足按机械强度要求的电缆最小截面
用 电 设 备 名 称
要求最小截面/
各种采煤机
带式输送机、刮板输送机和转载机
小功率刮板输送机
安全回柱绞车、装岩机
调度绞车、照明干线
手持式煤电站
50～95
25～50
10～25
16～25
4～6
4～6

表5-2 各电缆截面的长时允许电流IP值
主芯线截面mm2
4
6
10
16
25
35
50
70
95
长期允许电流A
36
46
64
85
113
173
198
215
260
5.2 上山绞车低压电缆选择
（1）按长时最大工作电流选择，对于电缆向一台电动机供电时，流过电缆的长时最大工作电流为电动机的额定电流
=121A
式中：------线路长时最大工作电流，A:
------电动机的额定电流，A，查表的=121A:
(2)电缆主芯线截面的选择，选择要求为
（5-1）
式中：K------不同环境温度修正系数；
------环境温度为25℃时，电缆长时允许负荷电流，A；
按强度和长期允许通过电流查表5-1,5-2，选用U-1000-335+110，长度L=80m。
⑶按允许电压损失效验电缆主截面
表5-3 煤矿井下不同电网电压下正常与最大允许电压损失值见
额定电压/V
变压器副边额定电压/V
正常运行时电动机负偏移5%/V
个别情况下电动机最大负偏移10%/V
电动机运行最小端电压
允许电压损失
电动机运行最小端电压
允许电压损失
127
380
660
1140
3300
133
400
693
1200
3465
121
361
627
1083
3135
12
39
63
117
330
114
342
594
1026
2970
19
58
99
174
495
采区低压电网电压损失分布如下图所示。总电压损失通常由三部分组成，即变压器电压损失、供电干线电压损失、支线电压损失。线路实际总电压损失应小于或等于允许电压损失，即
（5-2）

1）电缆支线电缆电压损失，支线电缆电压损失为
（5-3）
式中：----支线电缆电压损失，V；
------支线电缆工作电流，通常取电动机的额定电流，A；
--支线电缆电阻，电抗值，；
---电动机的功率因数，取电动机额定功率因数；
---功率因数角对应的正弦值。
2）变压器电压损失，变压器的电压器损失与计算电缆线路的电压损失相同，只是由于变压器绕组的电抗较大，不能忽略，按式计算：
（5-4）
式中：------变压器的电压损失，V；
------电压器的负荷电流，A;按计算负荷求值；
------电压器的功率因数，取所带负荷的加权平均功率因数；
------功率因数家偶的正弦值；
------分别是变压器每相绕组的电阻、电阻值，。
3）干线电缆电压损失计算，为了便于计算，干线允许电压损失是在选择了供电距离最远，负荷最大支线电缆，并在计算出奇电压损失和变压器的电压损失的基础上求的，由此值计算选择干线电缆的截面。
干线上允许的电压损失为
（5-5）
满足电压损失要求的干线电缆计算截面为
（5-6）
式中：------干线电缆允许电压损失，V；
------干线电缆供电的所有电动机额定功率，KW；
------变压器所带负荷的需用系数；
------干线电缆的长度，m；
------电缆材料的电导系数m/()，对铜芯软电缆取42.5（芯线温度为65℃）；
------干线电缆截面，mm。
选择大于或等于计算的标称截面的煤矿用阻燃型橡套电缆。
（4）按启动条件效验电缆主截面 鼠笼型电动机，其启动电流可达4~7倍额定电流，对于大容量的电动机启动时照成较大的电压损失，当电压损失超过规定值时，将使电动机因端电压过低而无法启动，根据《煤矿井下供电设计技术规定》，被启动条件效验电缆主截面以工作面容量最大，供电距离最远的电动机在启动，其他工作过机械在正常工作为条件，对正在启动时的电动机端电压不低于额定电压的75%进行效验。
启动时允许电压损失 大容量电动机启动时，线路允许电压损失为：
（5-7）
电气设备语允许最小启动电压为：
= （5-8）
当电网电压为660V时，启动时的允许电压损失=198V，最小允许启动电压为495V：电网电压为380V，启动时的允许电压损失=115V，最小允许启动电压为285V。
⑸对上山绞车U-1000-335+110，长度L=80m的低压电缆进行效验。
1）按电压损失效验
①电缆电压损失计算：

=
=8.86V
②变压器电压损失：

=
=6.88V
总电压损失=8.86V+6.88V=15.74V <39V 满足要求。
2）按启动条件效验
查表可得启动电流为是额定工作电流的2倍故总的电压损失为额定工作电压损失的2倍，启动时电压损失为15.742=31.48A<115A。
5.3 对掘进工作面配电点干线电缆进行选择
根据值的取值原则,选取配电点中线路最长,电动机额定功率最大的支线来计算。
本配电点11KW耙斗装岩机的功率最大，初选电缆为U-1000-316+16，L=100m。
支线电缆损失计算：
（5-9）
==12.8A

=12.8（0.75+0.090.66）
=2.1V
变压器电压损失：
（5-10）
===42.4A

干线电缆允许电压损失为:

=
=41V
根据允许电压损失确定电缆截面的计算公式为：

式中：A-------电缆计算截面，mm；
----干线电缆所带负荷额定功率之和，KW；
L-------干线电缆长度， m，取850m；
------电缆导体芯线的电导率，，铜芯取42.5；
-----电网的额定电压， V；
--干线电缆电压损失，V；
------加强平均效率；
根据计算选择干线电缆为U-1000-3，L=850m。
5.4 对第一炮采工作面干线电缆选择
选取配电点中线路最长,电动机额定功率最大的支线来计算。
本配电点11KW回柱绞车的功率最大，初选电缆为U-1000-310+16，L=100m。
支线电缆损失计算：
（5-11）
==11.46A;

11.46（0.84+0.452）
4.7V
变压器电压损失：
（5-12）
===42.4A

42.4（0.159

干线电缆允许电压损失为:

根据允许电压损失确定电缆截面的计算公式为：

=

式中：A---------电缆计算截面，mm；
------干线电缆所带负荷额定功率之和，KW；
L------干线电缆长度， m，取850m；
------电缆导体芯线的电导率，，铜芯取42.5；
------电网的额定电压， V；
------干线电缆电压损失，V；
------加强平均效率。
根据计算选择干线电缆为U-1000-3，L=650m。
5.5 对第二炮采工作面干线电缆选择
由于两炮采工作面设备相同，故两者的干线电缆允许电压损失相同为38.4V则：

根据计算选择干线电缆为U-1000-3，L=600m。

6 采区高低压开关的选择
6.1 选择按照下列一般原则进行
⑴低压的选择原则
1)按环境要求，采区一律选用隔爆型或隔爆兼本质安全型电器。
2)按电器额定参数选择
① 低压控制电器的额定电流要大于或等于用电设备的持续工作电流，其额定电压也应与电网的额定电压相符合。
② 控制电器的分断能力，电流应不小于通过它的最大三相短路电流。
3)工作机械对控制的要求选择
① 工作线路总开关和分路开关一般选用自动馈电开关，如新系列的KBZ型自动馈电开关。
② 不需要远方控制或经常起动的设备，如照明变压器，一般选用手动起动器，如QJC型等。
③ 需要远方控制，程控或频繁起动的机械，如采煤机、装岩机、输送机等一般选用QJC系列，DQBH型磁力起动器或新系列隔爆型磁力起动器等。
④ 需要经常正、反转控制的机械，如回柱绞车、调度绞车等，一般选用QC83－80N型或新系列可逆磁力起动器等。
4) 开关电器的保护装置，要适应电网和工作机械的保护要求
① 变压器二次的总开关要有过电流和漏电保护。
② 变电所内各分路的配出开关及各配电点的进线开关要有过电流保护。
③ 大型采掘机械，如采煤机组、掘进机组等需要短路保护、过负荷保护，有条件的增设漏电闭锁保护。
④ 一般小型机械，如电钻、局扇、回柱绞车及小功率输送机等需要有短路保护和断相保护。
5) 开关电器接线口的数目要满足回路和控制回路接线的要求，其内径应与电缆外径相适应。
⑵高压的选择原则
1)配电装置的额定电压应符合井下高压网络的额定电压等级。
2)配电装置的额定开断电流应不小于其母线上的三相短路电流。
3)配电装置的额定电流应不小于所控设备的额定电流。
4)动作稳定性应满足母线上最大三相短路电流的要求。
6.2 采区选择的隔爆型高压配电箱
表6-1 本采区选择的隔爆型高压配电箱技术数据见
被保护电压器型号
高压开关型号
额定电压KV
额定电流A
断流容量MVA
额定开断电流KA
极限通过电流KA
十秒热稳定电流KA
峰值
有效值
KSJ-180/6/0.4
PB-6GA
6
50
50
4..8
12.5
1.2
1.25
KSJ-100/6/0.693
PB-6GA
6
30
30
2.88
7.22
4.17
0.75
KSJ-50/6/0.693
PB-6GA
6
20
20
1.92
4.80
2.78
0.5
6.3 采区低压开关选择及保护装置整定
（1）KSJ-180/6/0.4变压器中个开关的整定见下表6-2：

表6-2 本采区选择的开关技术数据
序号
开关型号
保护方式
整定值
备注
1
DW80-200
过电流继电器
300A

2
DW80-200
过电流继电器
260A

3
QSS81-40
熔断器
10A

(2) KSJ-180/6/0.4变压器供电系统图

图6-1 KSJ-180/6/0.4变压器供电系统图

⑶按短路电流效验
进行两项电流计算时，需要考虑系统电抗和高压电缆的阻抗。
1）系统电抗
每项系统电抗为：

式中：----系统电抗，；
------系统电压，V；
------短路容量，取50MVA。
2）高压电缆的阻抗值
VV-6-325-800m查表折算到400伏每公里0.0164/相。
R=0.01640.8=0.01312

3）变压器的电阻及电抗值
R=0.0267，X=0.046查表得。
4）短路电流的计算
以D点为例，查表
U-1000-3+1,80m。
,

U-1000-3,20m。

计算D点一项总电阻和总电阻抗：

短路电流为：

灵敏效验：
，合格
其余各点短路电流值及灵敏效验见表6-3。

表6-3 短路电流及灵敏度效验表
短路点
两项短路电流A
开关整定值
灵敏度
D
1784.5
260
6.86>1.5
D
620
10
16>7
D
2918.8

（4）KSJ-100/6/0.693变压器中个开关的整定见下表6-4

表6-4 KSJ-100/6/0.693变压器中个开关的整定
序号
开关型号
保护方式
整定值
备注
1
DW80-200
过电流继电器
200

2
DW80-200
过电流继电器
100

3
DW80-200
过