毕业设计（论文）-煤矿地面35kV变电站的设计.doc

太原理工大学现代科技学院毕业论文 摘 要本设计初步设计了煤矿地面35kV变电站的设计。其设计过程主要包括负荷计算、主接线设计、短路计算、电气设备选择、继电保护方案、变电所的防雷保护与接地等。通过对煤矿35KV变电站做负荷统计，用需用系数法进行负荷计算，根据负荷计算的结果确定出该站主变压 器的台数、容量及型号。用标幺值法对供电系统进行了短路电流计算，为电气设备的选择及校验提供了数据。根据煤矿供电系统的特点，制定了矿井变电所的主结线方式、运行方式、继电保护方案。其中35KV侧为全桥接线，10KV主接线为单母分段。两台主变压器采用分列运行方式。并根据电流整定值以及相关数据的校验，选择了断路器、隔离开关、继电器、变压器等电气设备。关键字：负荷计算; 短路电流计算; 高压设备选择及校验;线路选择及校验目 录摘 要ABSTRACT1 概 述1.1 设计依据1.2 设计目的及范围1.3 矿井基础资料 1.4 地方及矿区电力系统现状电 1.5 矿井供电电源 1.6气候及地震2 负荷计算 2.1 用电设备的设备容量 2.1.1 设备容量的定义 2.1.2 设备容量的确定 2.2 负荷计算方法 2.3 功率损耗和电能损耗 2.4 用户总负荷计算和尖峰电流计算 2.4.1用户总负荷计算 2.4.2 尖峰电流的计算 2.5 功率因数和无功功率补偿 2.5.1功率因数的计算 2.5.2功率因数对供配电系统的影响及提高功率因数的方法 2.5.3 并联电容器补偿 2.5.4 并联电容器的装设 2.5.5 补偿后用户的负荷和功率因数的计算 2.6无功补偿 3 变电所主变压器选择 3.1 变压器型号的选择 3.2 变压器台数和容量的确定 3.3 变压器的选取原则 3.4 变压器选择计算 4 短路电流计算4.1 短路电流计算的目的4.2 短路电流计算中应计算的数值4.3 三相短路电流计算计算的步骤4.4短路电流计算过程4.5短路参数汇总表5 高压电气设备的选择 5.1 电气设备选择的一般原则 5.2高压开关电器的选择 5.3母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择 5.3.1母线的选择 5.3.2母线热稳定校验 5.3.3支柱绝缘子的选择 6导线和电缆选择的一般原则 6.1 导线和电缆型号的选择原则 6.2 导线、电缆的截面选择原则 6.3 按经济电流密度选择导线和电缆的截面 6.3.1 选择导线和电缆截面的经济原则 63.2 按经济电流密度选择导线和电缆的截面 结 论致 谢参考文献前 言本设计的目的是通过本次设计巩固所学的专业知识，培养分析问题、解决问题的能力及实际工程设计的基本技能。电力是现代煤矿的动力，首先应该保证供电的可靠和安全，并做到技术和经济方面合理的满足生产的需要。由于煤矿生产条件的特殊性，对供电系统有特殊的要求，尤其是煤矿地面供电系统作为整个煤矿供电开端，对整个煤矿供电的安全，可靠，经济具有举足轻重的作用。本论文根据变电所的设计原则，围绕某矿井35KV变电所设计这一课题展开了全面的设计与研究，主要完成以下工作： 针对矿井负荷的用电要求，根据需要系数法进行了负荷计算。据此对主变压器进行选择，并进行无功补偿。根据变电所主接线的设计原则，对变电所的主接线进行设计：高压35kV采用全桥接法,10kV母线采用单母分段接线形式。采用标幺值法对供电系统进行了短路计算。按安装地点、运行环境和使用要求对电气设备的规格型号进行选择，并对它们进行动稳定和热稳定校验。为了在供配电系统发生故障时，能够自动地、迅速地、有选择地将故障设备从系统中切除，以免事故的扩大，在论文中对变电所继电保护进行了设计。防雷保护是变电所保护中不可缺少的一项保护措施，本文采用了在线路上安装阀型避雷器对其进行防雷保护，并在变电所装设避雷针。531 概 述1.1 设计依据1、中华人民共和国建设部及国家技术监督局联合发布的矿山电力设计规范。2、中华人民共和国电力公司发布的35kV110kV无人值班变电站设计规程。3、电力工程电气设计手册（电气一次部分）。4、煤矿电工手册（地面供电部分）。1.2 设计目的及范围本设计的目的是通过本次设计巩固所学的专业知识，培养分析问题、解决问题的能力。本论文的设计范围包括：1.确定主变电所主接线型式。2. 确定矿井地面供电系统的结线方案。3. 负荷统计。4.短路电流的计算。5.选择高低压电气设备。6.选择供电线路。7.继电保护整定计算。8.绘制变电所供电系统图。1.3 矿井基础资料山西朔州平鲁区芦家窑煤矿有限公司（简称“芦家窑煤矿”）位于山西省朔州市平鲁区陶村乡的东侧，行政区划隶属平鲁区陶村乡管辖。山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发200936号文“关于朔州市平鲁区煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复”，该矿属单独保留矿井，矿井生产能力由0.9Mt/a增加到1.5Mt/a1.4 地方及矿区电力系统现状电芦家窑煤矿位于山西省朔州市平鲁区境内，属山西省朔州电力公司供范围，矿井工业场地附近现有杏园110kV变电站一座和四座35kV变电站。其中华美奥35kV变电站、后安35kV变电站及芦西煤矿35kV变电站等三座变电站均为各煤矿（公司）的矿井变电站，变压器均已满负荷运行；杏园110kV变电站位于本矿井东北约10.5km处，两回110kV电源分别引自向阳堡220kV变电站110kV母线段，导线型号均为LGJ-240mm2，站内设有两台主变压器，其容量均为40MVA，本矿现有两回35kV电源线路引自该变电站。西家寨35kV变电站位于本矿井西北约2km处，两回35kV电源分别引自井坪110kV变电站35kV母线段和铺上220kV变电站35kV母线段，导线型号均为LGJ-120mm2，站内设有两台主变压器，其容量均为10MVA，本矿现有一回10kV电源线路引自该变电站。1.5 矿井供电电源根据朔州供电分公司关于对平鲁区芦家窑煤矿供电方案的批复，在芦家窑煤矿建有一座35kV变电站。其供电电源为：从杏园110kV变电站35kV不同母线段各出一回35kV线路作为主供电源，导线型号均为LGJ-120 mm2，长度均为10.5km；另外由西家寨35kV变电站出一回10kV线路作为矿井的保安电源，导线型号为LGJ-120mm2，长度为2km。地区电力系统地理接线示意图见图1011。电力负荷统计见表1021。1.6气候及地震井田位于晋西北黄土高原区，属温带大陆性气候。干燥、昼夜温差大，风沙多为本区气候的主要特点。全年平均气温4.5，一月份最冷，平均气温-12，极端最低气温-32.4。7y份最热，平均气温20，极端最高气温38.2。平均年降水量420mm，主要集中在七、八月份，占全年降水量的50%以上。年蒸发量1375.62898.0mm，平均2351mm，为年降水量的5倍。全年无霜期100120a，初霜期为九月下旬。冰冻期为十月下旬到次年四月中旬，最大冻土深度1.51m。本区风沙大，八级以上大风(风速大于17.2m/s)平均有25d以上。一般风沙日在290天以上，多集中在冬春季节。风向以西北风最多，最高风速可达21m/s以上。据历史记载，平鲁区于1407年6月9日和1958年9月5日曾发生两次5.5级地震。据中国地震动峰值加速度区划图（GB18306-2001图A-1）井田地震动峰值加速度为0.10g。本区地震烈度7度。 2 负荷计算2.1用电设备的设备容量2.1.1 设备容量的定义 设备的銘牌额定功率PN经过换算至统一规定的工作制下的“额定功率”称为设备容量，用Pe来表示。2.1.2 设备容量的确定 1.长期工作制和短期工作制的用电设备长期工作制和短时工作制的设备容量就是所有设备的 名牌额定功率，即 2.反复短时工作制的用电设备反复短时工作制的设备容量是指某负荷持续率的额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率。（1）电焊机和电焊装置组要求统一换算到=100%时的功率，即： 式中，为电焊机额定有功功率；为额定视在功率；为额定负荷持续率； 为额定功率因数。（2）起重机（吊车电动机） 要求统一换算到=25%时的功率，即： 式中，为额定有功功率；为额定负荷持续率。（3）电炉变压器组 设备容量是指额定功率下的有功功率，即： Pe=SN*cos式中，是电炉变压器的额定容量；cos是电炉变压器的额定功率因数。（4）照明设备 不用镇流器的照明设备的设备容量指灯头的额定功率，即： 用镇流器的照明设备的设备容量要包括镇流器中的功率损失。荧光灯： 高压水银灯、金属卤化物灯： 照明设备的设备容量还可按建筑物的单位面积容量法估算： Pe=WS /10002.2 负荷计算方 需要系数法 所有用电设备的计算负荷并不等于其设备容量，两者之间存在一个比值关系，因此引进需要系数的概念，即 式中，即为需要系数；为计算负荷；为设备容量。 需要系数可表达为： 式中，为用电设备效率；为负荷系数；为线路平均效率；为用电设备组的同时系数。 (1)单组用电设备的计算负荷 (2)多组用电设备的计算负荷 式中，n为用电设备组的组数，、分别为有功、无功同时系数， 为各用电设备组的计算负荷。2.3 功率损耗和电能损耗 供配电系统的功率损耗 ,供配电系统的功率损耗是指最大功率时功率损耗。 1.线路的功率损耗： 线路功率损耗 式中，为线路的计算电流（A）；为线路每相电阻（），为线路单位长度的电阻（/km），L为线路的计算长度（km）；为线路每相的电抗（），为线路单位长度的电抗（/km） 2.变压器的功率损耗估算法 =0.015 =0.062.4 用户总负荷计算和尖峰电流计算2.4.1用户总负荷计算 逐级计算法确定用户计算负荷的原则如下：将用电设备分类，采用需要系数法确定各用电设备组的计算负荷；根据用户的供配电系统图，从用电设备朝电源方向逐级计算负荷；在配电点处考虑同时系数；在变压器安装处计及变压器损耗；用户的电力线路较短时，可不计电力线路损耗；在并联电容器安装处计及无功补偿容量。1.供给单台用电设备的支线的计算负荷确定计算目的：用于选择其开关设备和导线截面 计算负荷为： 2.用电设备组计算负荷的确定计算目的：用来选择车间配电干线及干线上的电气设备。计算负荷为： 3.车间干线或多组用电设备的计算负荷确定计算公式为： 4.车间变电所低压母线计算负荷的确定计算目的：以此选择车间变电所的变压器容量。 5.车间变电所高压母线的计算负荷确定计算目的：以次选择高压配电线及其上的电气设备。计算公式： 6.总降变电所二次侧的计算负荷确定 计算目的：以此选择高压配电线及其上的电气设备。 计算负荷为： 7.总降变电所高压侧的计算负荷确定计算负荷为： 2.4.2 尖峰电流的计算 尖峰电流是指单台或多台用电设备持续12秒的短时最大负荷电流。它是由于电动机起动、电压波动等原因引起的，尖峰电流比计算电流大的多。 计算尖峰电流的目的是选择熔断器、整定低压断路器和继电保护装置、计算电 压波动及检验电动机自起动条件等。 1、给单台用电设备供电的支线尖峰电流计算 尖峰电流就是用电设备的起动电流，即 式中，为用电设备的起动电流；为用电设备的额定电流；为用电设备的起动电流倍数 2、给多台用电设备供电的干线尖峰电流计算 计算公式为 或 式中，为用电设备组中起动电流与额定电流之差为最大的那台设备的起动电流;为用电设备组中起动电流与额定电流之差为最大的那台设备的起动电流与额定电流电流之和； 为上述n1台设备的同时系数，其值按台数多少选取，一般为；为全部设备投入运行时线路的计算电流2.5 功率因数和无功功率补偿2.5.1功率因数的计算 1.瞬时功率因数 2.最大负荷功率因数 3.平均功率因数（1）由消耗的电能计算 式中，为某一时间内消耗的有功电能（kWh）；为某一时间内消耗的无功电能（kvarh）。（2）由计算负荷计算 式中， 为有功负荷系数（一般为）；为无功负荷系数（一般为）。4.供电部门对用户功率因数的要求 cos0.92.5.2功率因数对供配电系统的影响及提高功率因数的方法 1. 功率因数对供电系统的影响 电能损耗增加 电压损失增大 供电设备利用率降低 2. 提高功率因数的方法(1) 提高自然功率因数 自然功率因数是指未装设任何补偿装置的实际功率因数。提高自然功率因数，采用科学措施减少用电设备的无功功率的需要量，使供配电系统总功率因数提高。(2) 人工补偿功率因数 并联电容器 同步电动机补偿 调相机(仅发无功功率的同步发电机)补偿 动态无功补偿2.5.3 并联电容器补偿 1.补偿容量和电容器的台数的确定(1) 补偿容量的确定 采用固定补偿时的补偿容量在变电所610kV高压母线上进行人工补偿时，一般采用固定补偿，即补偿电容器不随负荷变化投入或切除，其补偿容量按下式计算式中，为补偿容量；为平均有功负荷,Pc为负荷计算得到的有功计算负荷，为有功负荷系数，为时间t内消耗的电能； ， 为补偿前后平均功率因数角的正切值 采用自动补偿时的 补偿容量在变电所0.38kV母线上进行补偿时，都采用自动补偿，即根据cos测量值按功率因数设定值,自动投入或切除电容器。其补偿容量按下式计算 （2） 电容器台数的确定 式中，为单个电容器的额定容量（） 电容器若为单相，n为3的整数倍 电容器若为三相，n为整数 实际补偿容量为 （） 2.5.4 并联电容器的装设 1.并联电容器的接线并联补偿的电力电容器大多采用三角形接线。2.并联电容器的装设并联电力电容器在供配电系统中的装设有三种，即： （1）高压集中补偿 高压集中补偿将电容器组集中装设在变电所的6kV10kV母线上。补偿范围最小，经济效果较差。但装设集中，运行条件较好，维护管理方便，投资较少。（2）低压集中补偿 低压集中补偿将电容器集中装设在变电所的0。38kV低压母线上，低压电容器补偿屏安装在低压配电室。补偿范围比高压集中补偿大，比较经济，运行维护安全方便。（3）单独就地补偿单独就地补偿将电容器装设装设功率因数较低的设备旁。补偿范围最大，效果最好。 但投资较大，电容器的利用率较低。2.5.5 补偿后用户的负荷和功率因数的计算 1. 补偿后的计算负荷 若补偿装置装设地点在变压器一次侧，补偿后的计算负荷为 2. 补偿后的功率因数计算 固定补偿补偿后的平均功率因数为 自动补偿 一般计算其最大负荷时的功率因数，补偿后的功率因数为 全矿电力负荷计算负荷表负荷名称电压 V计算容量/kw/kvar/kVA1、主斜井带式输送机10000 410 307.5512.52、组380279.36245.84372.133、组380327.356 297.5834、组380318.495269.09416.955、副斜井提升机10000278.4208.83486、组380369.6277.2461.887、井下负荷100002786.042747.063912.592.6无功补偿 解：第2组（1）补偿前的计算负荷和功率因数 低压侧的功率因数为 cos=279.36/372.13=0.75 变压器的功率损耗为=0.015372.13=5.58kW =0.06372.13=22.33kvar 变电所高压侧总的计算负荷为 =279.36+5.58=284.94kW = 245.84+22.33=268.17 kvar kWA 变电所高压侧的功率因数为 =284.94/391.29（2）确定补偿容量 现要求在高压侧不低于0.9，而补偿在低压侧进行，可设低压侧补偿后的功率因数为0.93，计算需补偿的容量=279.36tan(arccos0.75)-tan(arccos0.93)=136.02kvar 若选BW0.4-14-3 型电容器，需要的个数为应装设BW0.4-14-3 型电容器10个,实际补偿容量为 =1014=140kvar （3）补偿后 变电所低压侧视在计算负荷 =298.74 kWA 此时变压器的功率损耗 0.015298.74=4.48kW =0.06298.74=17.92 kvar变电所高压侧总的计算负荷为 =279.36+4.48=283.84kW =105.84+17.92=123.76kvar =309.65kVA变电所高压侧总的视在计算负荷减少 S=391.29-309.65=kVA变电所高压侧的功率因数 功率因数符合要求通过上述计算所得：需补偿的容量为140kvar，补偿后车间变电所高压侧功率因数达到0.917。补偿前车间变电所变压器容量应选400kVA， 补偿后选315kVA即满足要求。 第3组（1）补偿前的计算负荷和功率因数 低压侧的功率因数为 cos=0.74 变压器的功率损耗为=6.6kW =26.54kvar变电所高压侧总的计算负荷为 =333.97kW =324.12kvar 465.4kWA 变电所高压侧的功率因数为 =0.718（2）确定补偿容量 现要求在高压侧不低于0.9，而补偿在低压侧进行，可设低压侧补偿后的功率因数为0.93，计算需补偿的容量 =168.59kvar 若选BW0.4-14-3 型电容器，需要的个数为应装设BW0.4-14-3 型电容器10个,实际补偿容量为 =1314=182kvar （3）补偿后 变电所低压侧视在计算负荷 347.2kWA 此时变压器的功率损耗 =5.21kW =20.82 kvar 变电所高压侧总的计算负荷为 =332.566kW=136.4kvar359.45kVA 变电所高压侧总的视在计算负荷减少 S=465.4-359.45kVA 变电所高压侧的功率因数 0.93 功率因数符合要求 通过上述计算所得：需补偿的容量为182kvar，补偿后车间变电所高压侧功率因数达到0.93。补偿前车间变电所变压器容量应选500kVA， 补偿后选400kVA即满足要求。 第4组（1）补偿前的计算负荷和功率因数 低压侧的功率因数为 cos=0.764 变压器的功率损耗为 =6.25kW =25kvar变电所高压侧总的计算负荷为=324.745kW =294.09kvar 438.12kWA 变电所高压侧的功率因数为 =0.74（2）确定补偿容量现要求在高压侧不低于0.9，而补偿在低压侧进行，可设低压侧补偿后的功率因数为0.93，计算需补偿的容量=143.32kvar 若选BW0.4-14-3 型电容器，需要的个数为应装设BW0.4-14-3 型电容器11个,实际补偿容量为=1114=154kvar （3）补偿后 变电所低压侧视在计算负荷 338.65kWA此时变压器的功率损耗 =5.1kW=20.32 kvar 变电所高压侧总的计算负荷为 =323.595kW=135.41kvar350.78kVA变电所高压侧总的视在计算负荷减少 S=438.12-350.78kVA变电所高压侧的功率因数 0.92 功率因数符合要求通过上述计算所得：需补偿的容量为154kvar，补偿后车间变电所高压侧功率因数达到0.93。补偿前车间变电所变压器容量应选500kVA， 补偿后选400kVA即满足要求。第6组（1）补偿前的计算负荷和功率因数 低压侧的功率因数为 cos=0.8 变压器的功率损耗为=6.93kW =27.7kvar变电所高压侧总的计算负荷为=376.53kW=304.9kvar 484.5kWA 变电所高压侧的功率因数为=0.78（2）确定补偿容量现要求在高压侧不低于0.9，而补偿在低压侧进行，可设低压侧补偿后的功率因数为0.93，计算需补偿的容量=131.21kvar 若选BW0.4-14-3 型电容器，需要的个数为应装设BW0.4-14-3 型电容器11个,实际补偿容量为=1014=140kvar （3）补偿后 变电所低压侧视在计算负荷 394.24kWA此时变压器的功率损耗 =5.9kW=23.65 kvar 变电所高压侧总的计算负荷为 =375.5kW=460.85kvar408.5kVA变电所高压侧总的视在计算负荷减少 S=484.5-408.5kVA变电所高压侧的功率因数 0.919 功率因数符合要求通过上述计算所得：需补偿的容量为140kvar，补偿后车间变电所高压侧功率因数达到0.93。补偿前车间变电所变压器容量应选500kVA， 补偿后选500kVA即满足要求。主变选取取 得=4310.97kW =3632.93kvar =5637.61kWA（1）补偿前的计算负荷和功率因数 低压侧的功率因数为 cos=0.765 变压器的功率损耗为 =84.56kW =338.26kvar变电所高压侧总的计算负荷为=4395.53kW=3971.199kvar 5923.77kWA 变电所高压侧的功率因数为=0.742（2）确定补偿容量现要求在高压侧不低于0.9，而补偿在低压侧进行，可设低压侧补偿后的功率因数为0.93，计算需补偿的容量=1927.0kvar 若选BW10.4-40-3 型电容器，需要的个数为应装设BW0.4-14-3 型电容器49个,实际补偿容量为=4940=1960kvar （3）补偿后 变电所低压侧视在计算负荷 4624.19kWA此时变压器的功率损耗 =69.36kW=277.45 kvar变电所高压侧总的计算负荷为 =4380.33kW=1950.38kvar4794.92kVA 变电所高压侧的功率因数 0.91 功率因数符合要求通过上述计算所得：需补偿的容量为1960kvar，补偿后车间变电所高压侧功率因数达到0.91。补偿前车间变电所变压器容量应选6300kVA， 补偿后选5000kVA即满足要求。3 变电所主变压器选择3.1 变压器型号的选择 变压器是变电所中关键的一次设备，其主要功能是升高或降低电压，以利于电能的合理输送、分配和使用。1.变压器的分类 （1）按绝缘介质分：油浸式；干式 （2）按调压方式分：有载调压；无载调压 （3）按相数分：单相；三相 （4）按导线分：铜芯；铝芯 （5）按冷却方式分：自冷；风冷；强冷2.变压器型号的选择根据使用要求和工作环境选择变压器型号,应选用低损耗节能型变压器S9系列或S10系列）； 对于高层建筑、地下建筑等对消防要求较高场所，应采用干式电力变压器（SC6，SG10系列）；对电网电压波动较大、电能质量要求较高时,采用有载调压电力变压器（SZ7系列）。3.2 变压器台数和容量的确定 安装在总降压变电所的变压器通常称为主变压器（简称主变）， 安装在610KV/0.4KV的变压器常叫做配电变压器（简称配变）。1 总降变电所变压器台数和容量的确定（1） 变压器台数的确定：12台满足负荷对供电可靠性的要求,、级负荷比较大时,选择2台主变压器。季节性负荷或昼夜负荷比较大时，宜采用经济运行方式,技术经济合理时，可设2台主变。三级负荷一般选择一台主变压器，如果负荷较大时，也可选择两台主变压器。有少量、级负荷可从邻近取得低压备用电源，可设1台主变压器。（2） 容量：1台变压器： SN = (1.151.4) SC2台变压器： SN = (0.60.7) SC SN SC（+）2车间变电所的变压器台数和容量的确定(1） 台数： 同总降变电所 负荷不大时视负荷大小及距邻近车间变电所的距离决定是否设车间变电所。 由邻近车间变电所供电的容量和距离计算负荷（）180240320320以上供电最大距离（m）320230175单独设变电所 （2） 容量： 1台变压器：SN SC 2台变压器：SN = (0.60.7) SC SN SC（+） 单台容量不宜超过1000KVA3.3 变压器的选取原则 供电变压器是根据其使用环境条件、电压等级及计算负荷选择其形式和容量。变电所的容量是有其装设的主变压器容量所决定的。从供电的可靠性出发，变压器台数是越多越好。但变压器台数增加，开关电器等设备以及变电所的建设投资都要增大。所以，变压器台数与容量的确定，应全面考虑技术经济指标，合理选择。当企业绝大多数负荷属三级负荷，其少量负荷或由邻近企业取得备用电源时，可装设一台变压器。如企业的一、二级负荷较多，必须装设两台变压器。两台互为备用，并且当一台出现故障时，另一台能承担全部一、二及负荷。特殊情况下可装设两台以上变压器。例如分期建设大型企业，其变电站个数及变压器台数均可分期投建，从而台数可能加多。3.4 变压器选择计算按第二章计算出来的计算负荷进行用电负荷分析，根据分析结果选择变压器容量及台数。其计算计算过程如下：1、用电负荷分析 一级负荷：包括副提升机、主扇风机、井下主排水泵各项，其总负荷为2184kW，占全矿总负荷的33.6%。 二级负荷：包括主提升机、压风机、选煤厂、地面低压（生产负荷占75%）、一采区、二采区、井底车场各项，其总负荷为3171.5kW，占全矿总负荷的48.8%. 三级负荷：包括矿综合厂、机修厂、地面低压负荷的15%、工人村、支农各项，其总负荷为1142.5kW，占全矿总负荷的17.6%。2、 根据矿井主变压器的选择条件，一般选两台，当一台故障停运时，另一台必须保证一、二级负荷的用电。在上述分析中一、二级负荷占全矿总负荷的82.4%，当两台变压器中一台停止运行时，另一台必须保证82.4%的正常供电，再考虑将来的发展情况，矿井不断延伸，负荷不断增加，故选用两台S7-8000/35型铜线双绕组无励磁调压变压器，其技术参数如表3-1所示：表3-1 主变压器技术参数型号SZ11-5000kVA/35kV结构油浸电力变压器调压方式无调压分接开关容量(kVA)5000连接组别Y,d11电压35kV/10kV阻抗电压7空载电流0.8两台主变压器采用分列运行方式，备用方式为暗备用。4 短路电流计算4.1 短路电流计算的目的研究供电系统的短路并计算各种情况下的短路电流，对供电系统的拟定、运行方式的比较、电气设备的选择及继电保护整定都有重要意义。短路产生的后果极为严重，为了限制短路的危害和缩小故障影响范围，在供电设计和运行中，必须进行短路电流计算，以解决些列技术问题。(1) 选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和机械强度。(2) 设置和整定继电保护装置，使之能正确地切除短路故障。(3) 确定限流措施，当短路电流过大造成设备选择困难或不经济时，可采取限制短路电流的措施。(4) 确定合理的主接线方案和主要运行方式等。4.2 短路电流计算中应计算的数值1、 短路电流,即三相短路电流周期分量第一周期的有效值。它可供计算继电保护装置的整定值和计算短路冲击电流及短路全电流最大有效值之用。 2、三相短路容量，用来判断母线短路容量是否超过规定值、作为选择限流电抗器的依据，并可供下一级变电所计算短路电流之用；3、短路电流稳态有效值,可用来校验设备、母线及电缆的热稳定性；4、短路冲击电流及短路全电流最大有效值，可用来校验电器设备、载流导体及母线的动稳定性。4.3 三相短路电流计算计算的步骤1、根据供电系统绘制等值网络（1）选取基准容量Sj和基准电压Uj，并根据公式决定基准电流值Ij。（2）求出系统各元件的标么基准电抗，将计算结果标注在等值网络图上。（3）按等值网络各元件的联接情况，求出由电源到短路点的总阻抗。（4）按欧姆定律求短路电流标么值：对于电源是无限大容量的系统，其短路电流标么值可按公式5-1求出： （4-1）且短路后各种时间的短路电流标么值与短路容量标么值都相等，即（5）求短路电流和短路容量；为了向供电设计提供所需的资料，应下列短路电流和短路容量： 求出次暂态短路电流和短路容量； 求出短路冲击电流和短路全电流最大有效值 kA MVA (4-2) kA kA4.4短路电流计算过程等值电路图如图4-1所示图4-1 等值电路图短路电流计算系统如图4-5所示，短路点选取35kV母线侧、10kV母线侧及10kV各出线回路末端，各元件参数可由表1-1中获得。输电线路、主变压器和下井电缆均为一台（路）工作，一台（路）备用。离上一级变电所距离为10.5km。主变压器为两台，每台容量为5000kVA，=7线路电抗：对于电缆=0.08/km，架空线=0.4/km。1、 选取基准容量=100MVA，基准电压，2个电压等级的基准电压分别为=37kV,=10.5,相应的基准电流分别为，则个元件电抗标幺值为2、计算各元件的电抗标幺值 （1）40MVA变压器： （2）主变压器: （3）35kV进线（架空线）（线路1 2）: （4） 线路3:（5） 线路4：（6）线路5：（7）线路6：（8）线路7：（9） 线路8：（10） 线路9：等值电路图如图4-2所示图4-2 等值电路图3、各短路点短路计算点三相短路时的短路电流和容量的计算（1）计算短路回路的总阻抗标幺值（2）计算点所在电压级的基准电流kA(3)计算点短路电流各量=1.64.15=6.64kA=2.556.64=16.93KAMVA点三相短路时的短路电流和容量的计算（1）计算短路回路的总阻抗标幺值（2）计算点所在电压级的基准电流kA(3)计算点短路电流各量kA=5.85kA=14.9KAMVA点三相短路时的短路电流和容量的计算（1）计算短路回路的总阻抗标幺值（2）计算点所在电压级的基准电流kA(3)计算点短路电流各量=5.45kA=1