田庄煤矿供电系统设计

摘要国民经济发展水平越来越高，人民对生活质量的要求也随之日渐提升，由此对电能产生着高度的需求性和依赖性，电力供应能否做到可靠、经济和灵活直接关系到经济能否平稳快速发展，电能的质量更是亟待进一步提升和完善。田庄煤矿35kV供电系统包括井上供电系统和井下供电系统两个部分。煤矿供电系统的设计主要包括：矿井负荷计算与无功补偿，变压器选择，主接线形式，短路电流计算、电气设备选择、继电保护方案、变电所的防雷保护接地等。本设计主供电系统由来自科苑220kV变电站，35kV经过主变压器变为6kV，其中35kV侧为全桥接线，6kV主接线为单母线分段方式，分别向地面和井下供电。论文采用了需用系数法对煤矿35kV变电站进行负荷计算，并根据负荷计算的结果确定出该主变压器的台数、容量及型号。对供电系统进行短路电流计算，短路电流计算的结果为电气设备的选择及效验提供了数据，并对他们进行了动稳定和热稳定等方面的效验。为了及时切除故障设备，对变电所继电保护进行了整定计算。在线路上安装了阀型避雷器进行防雷保护，并在变电所安装了避雷针进行保护。关键词：煤矿供电系统；供电设计；负荷计算；设备选择；继电保护ABSTRACTYueJincoal35kVelectricitysupplysystemincludestwopartsoftheundergroundpowersupplysystemandabovegroundpowersupplysystem.Thedesignisbasedonthecompletionoftheinternshipinthecoalmine.YueJinCoalMinethroughfieldvisits,inconjunctionwiththeexistinglevelofproductionplantandtheprospectsforfuturedevelopmentinthepowersupplysystemonthebasisoftherelevantprovisionsofthecoalproductionindustryfurtherstandardizeandimprove.ThepowersystemdesignofYueJinCoalMineinclude:groundsubstationsdesign,minesupplydesign,shortcircuitcurrentcalculations,groundandundergroundhigh-lowvoltageequipmentselection,protectiondevices,groundandundergroundgrounded.Thedesignofmainpowersupplysystemisfromleapofloopandtheloopofthe35kVlinepowersupply,35kVto6kV,afterthemaintransformerSingleBuswiringofpowersupplytothesurfaceanddownhole.Through35kVsubstationloadstatistics,usethecoefficientmethodforloadcalculation.Accordingtotheloadcalculationresults,wecanidentifytransformersnumber,transformerscapacity,transformersmodel.Basedontheshortcircuitcurrentcalculation,wecanobtaindataofelectricalequipmentselectionandvalidation.Accordingtothecharacteristicsofpowersupplysystemincoalmine,developedminesubstationmainwiringmode,operationmode,relayprotectionscheme,whichthe35kVsidefull-bridgewiring,6kVmainwiringforSingleBusway.Keywords:substation;powersupplydesign;loadcalculation;equipmentselection目录第一章概论.11.1前言.11.2电力系统概述.11.3变电所的功用及其位置选取.11.4设计企业资料.21.5矿井供电电源.21.5.1地面供电系统.21.5.2井下供电系统.2第二章负荷统计与计算.22.1负荷计算的原则、目的与意义.22.2负荷计算的方法.32.3负荷统计表.42.4无功补偿的意义.7第三章电力变压器及其选择.83.1变电所主变压器台数的选择.83.2变电所主变压器容量的选择.93.3变压器损耗计算.103.435KV侧负荷统计及功率效验.10第四章变电所的主接线.114.235kV侧主接线.124.26kV侧主接线.124.3井下变电所主接线.13第五章短路计算.145.1短路形成的原因及其危害.145.2计算短路电流的目的.155.3短路电流计算步骤.155.4短路电流计算.165.4.1计算各元件的电抗标幺值.165.4.2各短路点短路计算.175.5短路计算结果汇总表.23第六章高压设备的选择.256.1选择高压一次设备的原则.256.2短路的热、动稳定条件.266.3断路器隔离开关的选择.266.3.135kV断路器的选择.266.3.235kV隔离开关的选择与效验.276.3.36kV断路器的选择与效验.286.3.46kV隔离开关的选择与效验.286.4母线的选择.296.4.135kV母线的选择与效验.296.4.26kV母线的选择与效验.316.5互感器的选择.326.5.135kV电流互感器的选择.326.5.26kV电流互感器的选择.33第七章继电保护.347.1继电保护原理及要求.347.2变压器的保护设置.347.2.1变压器的气体保护.357.2.2变压器的差动保护.357.2.3变压器过负荷保护.367.2.4变压器的过流保护.367.335kv进线保护.377.46kv保护整定.38第八章防雷保护与接地.398.1防雷设计.398.2接地装置的设计及计算.418.2.1保护接地方案设计.418.2.2保护接地装置计算.41第九章结论.42翻译部分.45英文原文.45中文译文.54致谢.601概论1.1前言纵观全球现代国民经济现状，电力系统作为一项重要组成部分无疑是经济发展的基础环节，电力这一庞大而复杂的动态系统，为整个农业、工业、交通运输业以及涉及社会生活的各行各业创造着无可替代的能源供应。国民经济发展水平越来越高，人民对生活质量的要求也随之日渐提升，由此对电能产生着高度的需求性和依赖性，电力供应能否做到可靠、经济和灵活直接关系到经济能否平稳快速发展，电能的质量更是亟待进一步提升和完善。众所周知，煤炭作为重要的一次性能源与电力系统的平稳运转息息相关，而煤炭在我国整个能源消费构成中所占比率高达70以上，矿山供电系统的高效运行与否事关国家经济命脉。变电所是一个煤矿供电系统中进行电压变换和电能交换的场所，主要由电力变压器和相关的配电装置组成，设计一个变电所首先要考虑其运行能否做到安全可靠，矿区作为安全事故的高危区，整个矿区煤矿职工的人身安全和矿业的正常产出都首先依赖变电所的可靠性。1.2电力系统概述发电厂提供源源不断的电力能源，它能通过自身运行将非电形式的能通过转换变成电能，出于资源节约和充分利用的考虑，发电厂应建于动力资源较为丰富的地区，然后经过远距离的输送，再经过变电所升压、降压的转接，最终将电能输送到到民众家庭和单位企业中。我们对于电能的生产、供应以及使用都是在一瞬间完成的，要求同时保持平衡。电能生产由发电机组、输电线路、变电设备、配电设施和用电设备等环节组成，它与电能消费系合称为电力系统。1.3变电所的功用及其位置选取煤矿变电所是指煤矿进行电能接受、电压变换以及电能分配的地方，是整个供配电系统的一个重要构成要素。35/6kV变电所是户内式变电所，负责向地面、井下以及通风设施进行供电。就35kV变电所一个在煤矿供配电系统中所处的地位而言，可划分为车间变电所和总降压变电所。主要有屋内式、屋外式以及组合式3种型式。变电所位置选取应遵循如下原则：要尽可能的靠近负荷中心，由此减少配电系统的电压损耗、电能损耗，降低有色金属的消耗；不能选取有腐蚀性气体或多尘的位置，当无法规避该位置时，要避免设在污染源盛行风向的下风向；不能选取地势低洼或易造成积水的位置；应便于设备运输；要考虑电源进线的方向，进出线要方便；要偏向电源侧；防火间距（变电所屋外配电装置与其他建筑物、构筑物之间）必须符合相关规定。变电所布置的要求：布置要做到紧凑合理，合理安排变电所各室的位置，应尽可能的使用自然采光和自然通风。1.4设计企业资料田庄煤矿位于山东省济宁市高新区王因镇南5km，西距济宁市11km，北距兖州市15km，东距邹城市25km。行政区划属济宁市高新区和济宁市任城区。区内陆路、水路交通极为方便。东部有京沪铁路、兖石铁路、兖州邹城滕州公路、104国道、京福高速公路；西北有兖新铁路、327国道、京杭大运河；南侧有邹城济宁公路。区内交通以公路为主，兖微公路、济宁快速路（崇文大道）从矿区穿过，乡村间公路纵横交错，形成四通八达的公路网，交通十分便利。田庄煤矿2000年试生产，设计生产能力30万吨/年，经过技术改造现为90万吨/年，东邻横河煤矿井田、北与杨村井田相接、南至辛集井田边界、西至煤层露头，开采上限为-148m。1.5矿井供电电源1.5.1地面供电系统矿井工业场地设35/6kV变电所一座，采用双回路电源，一回路电源引自济宁接庄220/35kV变电站，导线规格采用了LGJ-95架空线路，另一会路电源引自科苑220/35kV变电站，导线规格采用了LGJ-95架空线路，同杆架设，线路长度分别为4.5km和8.7km，双回路均能承担全矿井负荷，采用分列运行的方式。1.5.2井下供电系统井下-167m中央变电所由地面35kV变电站6kV两段母线供电，两路电缆沿副井井筒敷设至井下-167m中央变电所6kV两段母线上，长度为430m,当一回路电缆发生故障时，另一回路可保证井下全部负荷，井下共有3个中央变电所，负责井下采区生产用电，中央变电所全部采用双回路供电，主排水泵房和采区泵房全部实现双回路供电，井下采区共有4个采区变电所和9个移动变电站，分布在两个生产水平，井下各变电所、配电点等低压馈电线路上均装设了检漏继电器或选择性的漏电保护装置。2田庄煤矿负荷计算2.1负荷计算的原则、目的与意义负荷计算原则：负荷计算是电源进线选择和一二次侧设备选择的根本，采用需要系数法进行逐级计算（从用电设备方向向电源方向进行负荷的逐级计算）。负荷计算的意义与目的：负荷计算主要是用来确定负荷，根据计算负荷的结果选择导体和电器，由此在系统的实际运行过程中导体和电器的最高温升就不会超出允许值。计算负荷是设计时的依据，用于选择开关电器和互感器等的额定参数、选择供配电系统中供电线路的导线截面以及选择变压器容量。正确确定计算负荷有着举足轻重的意义，它是进行供电设计的前提，更是保证整个供电系统运行安全、操作经济的有效手段。2.2负荷计算的方法由于负荷情况复杂，影响计算负荷的因素很多，虽然各类负荷的变化有一定的规律可循，但仍难准确确定计算负荷的大小。实际上，负荷也不是一成不变的，它与设备的性能、生产的组织、生产者的技能及能源供应的状况等多种因素有关，因此负荷计算只能力求接近实际。本设计的负荷计算按需要系数法来确定煤矿计算负荷.1)经统计田庄煤矿副井变电所低压回路有9台电机，正常工作9台，总容量为1100kW，实际工作容量为949kW,电压为380V,求其计算负荷？（查表得)62.0,75.cos,4.0tgKx解：有功功率：KWPKex05.42795.0ma无功功率：var.6.aktQ视在功率:VAS5027.405.2max2amax计算电流：eUI3A38.2)经统计田庄煤矿35kv低压变1#、2#有13台电机，正常工作12台，总容量为1170kW，实际工作容量为841kW，电压为0.38kV，求工作负荷。经查表）62.0,75.,45.0tgCOSKX解：有功功率：KWPKex496815.0ma无功功率：var2.axktgQ视在功率：KVAQPS708549622maxamax计算电流：UIe1083.73ax3)经统计田庄煤矿井下主排水泵电机3台，实际工作2台，总容量为6240kW，实际工作容量为670kW，电压为6kV，求工作负荷。（经查表）75.0,8.,.tgCOSKX解：有功功率：WPKpex536708.ma无功功率：var42.axktgQ视在功率：VAPS6705322maxamax计算电流:AUIe4.6370ax2.3负荷统计表表2-1田庄煤矿负荷统计表计算负荷序号负荷名称电压设备数量设备容量(kW)需用系数costg有功无功视在一(kV)全部工作全部工作(kW)(kVar)(kVA)13#压风机0.381020000.70.80.751401051752西机厂0.3811107.8850.150.51.731322263锅炉房1回路0.381155.5560.10.651.1766942#压风机0.38112002000.70.80.751401051755污水处理站0.381122220.60.60.801311176合计585363312249401二洗煤厂回路1厂内负荷0.3811140013000.60.80.757805859752锅炉房2回路0.381155.555.500.651.170003工区办公楼和宿舍楼0.38112492490.610.001490149合计17041604.59295851124三副井变电所低压回路1生产办公楼等照明0.381175500.810.00400403矸石山绞车、爬车机0.381155550.30.61.331722284A、B、C楼照明0.381180800.610.00480485王因建筑公司0.381194300.40.71.021212176东机厂0.3811125.2630.150.51.73916197ABCD楼空调电源0.38115565560.40.80.752221672788生产办公楼空调及信息中心电源0.381185850.50.80.754332539矿灯放及洗衣机房0.381130300.70.70.7521162610新宿舍楼空调0.38111051050.30.71.02323245合计1100949443297554四副井绞车房6114004000.70.850.62280174329五抽风机6116306300.70.80.62441273519六新污水处理站6112101240.50.80.75625878合计783505926七35KV低压变1#、2#1主井绞车0.38102102100.80.80.751681262102皮带工区破碎机0.381145450.70.71.023232453栈桥、中煤皮带皮带0.38112742500.60.71.021501532144原煤仓0.3811140500.60.850.623022355食堂、招待所、办公楼、调度室等0.3811250850.80.80.756851856职工公寓0.381118180.40.71.0277107澡堂照明0.381140.3280.30.651.17810138电视台喷泉0.381162550.40.61.332229379钢材库行吊0.38111550.70.651.1744510南门卫及主井彩灯0.381121.8150.50.61.338101311教培科0.381141.4280.70.61.3320263312办公楼水泵0.381122220.780.61.331723291原煤仓霓虹灯0.381130300.50.850.62159183合计1170841548503690八井下负荷1一水平主排水泵63113204500.80.80.75360270450一水平主排水泵63213209000.80.80.757205409002二水平主排水泵6316602200.80.80.75176132220二水平主排水泵6326604400.80.80.753523845213二水平直排水泵660426000.80.850.62000二水平直排水泵664426028400.80.80.752272170428404主运输带式输送机西一150.750.88110971475主运输带式输送机西二150.750.881851632466主运输带式输送机西三150.750.88110891427主运输带式输送机西四150.750.88110971478主运输带式输送机西五160.750.8890791209主运输带式输送机东翼0.6611115403600.50.750.8818015824010二采区泵房0.66623902000.70.80.7514010517511综采装备130.80.7519314524112采煤工作面运输设备0.66111651650.70.750.8811610215413采煤顺槽绞车0.6612124204200.40.71.0216817124014掘进工作面掘进机械1.1455101010100.40.71.0240441257715综掘工作面运输系统140.71.0216016322916炮掘工作面运输设备0.6699145814580.40.71.0258359583317掘进通风机0.66189198990.550.80.7554416818西翼暗斜井绞车0.66111601600.60.750.889684128取82.0PK93.0q(2-1)maxmaxpqmaxmaxQKq57136982.0a52461793.0a(2-2)maxmaxQPSkVA4.7152713(2-3)maxCOS74.0153(2-4)NUSImaxax19西翼暗斜井猴车0.661137370.50.750.8819162520人行道猴车0.6611757521二水平南轨道巷猴车0.661145450.50.750.8823203022恒压供水0.662190450.60.750.8845405023掘进工作面掘进机械150.750.8820217826924综采装备1550.80.7535426544225其他0.6660601501500.50.80.7575569426正常涌水量时14142805839523478526527最大涌水量时14142102516760九正常涌水量负荷统计井上负荷合计580049110.500.90.48301521393350井下负荷合计1414280580.450.90.48395234784391合计1994212969696756177741ASI209374.15maxaI.4.16axa2.4无功补偿的意义由于一般企业采用了大量的异步电动机和变压器等用电设备，特别近年来大功率电力电子拖动设备的应用，企业供电系统除要供给有功功率外，还需要供给大量的无功功率，发电和输电设备的能力得不到充分利用。功率因数太低对电力系统有不良影响，因此必须提高用电户的功率因数，减小电源系统的无功需求量。调高功率因数的方法是首先提高自然功率因数，然后进行人工补偿。其中，人工补偿最常用的是并联电容器补偿。2.5无功补偿方法和补偿后计算采用并联电力电容器的方法来补偿无功功率是目前用户、企业内广泛采用的一种补偿装置。具有以下优点：有功损耗小，为0.250.5，而同步调相机为1.53；无旋转部分，运行维护方便；可按系统需要，增加或减少补偿容量个别电容器损坏；不影响整个装置运行。功率因数由0.74提高到0.9)tan(tPQmaxmaxCvar29143.0rcos74.0rcos(tn5713k(2-5)2maxamaxSCQKVA6)5(1323主变压器的选择电力变压器是变电所中最关键的一次设备，其功能是将电力系统中的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。电力变压器按功能分，有升压变压器和降压变压器两大类。煤矿变电所都采用降压变压器。3.1变电所主变压器台数的选择选择主变压器台数时应考虑下列原则：1）应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级负荷而无一级负荷的变电所，也可以只采用一台变压器，但必须在低压侧敷设与其他变电所相连接的联络线作为备用电源，或另有自备电源。2）对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，也可考虑采用两台变压器。3）除上述两种情况外，一般车间变电所宜采用一台变压器。但是负荷集中而容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可采用两台或多台变压器。4）在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。5）变压器的容量不应过大或过小。对于具有两台及以上变压器的变电所，应考虑其中任何一台变压器故障时，其余变压器的容量应能满足一、二类全部负荷的需要。3.2变电所主变压器容量的选择电力变压器空载运行时，需要较大的无功功率。这些无功功率需有供电系统供给。变压器的容量若选择过大，不但增加了初投资，而且使变压器长期处于空载或轻载运行，使空载消耗的比重增大，功率因数降低，网络损耗增大，这样运行既不经济又不合理。变压器容量选择过小，会使变压器长期过负荷，易损坏设备。因此，我们必须合理地选用变压器的额定容量。装有两台主变压器的变电所，每台主变压器容量（设计中一般概略地当作）TS.NTS应同时满足以下两个条件：1）任一台变压器单独运行时，宜满足总计算负荷的6070的需要，即max=(0.60.7)TS.NS2）任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要，即maxT.Nmax本35/6KV变电所变电所，无功补偿后的计算负荷为计算负荷=6162kVA，根据该maxS变电所的情况，需选择两台变压器。其容量=(0.60.7).NTS=(0.60.7)6162kVA=(3697.24313.4)kVA.NTS故本变电所设计确定每台变压器容量为6300kVA，所选变压器的技术参数如表3-1所示：（表3-1S11型油浸式10KV系列配电变压器技术参数）注：铜芯电缆出线的变压器，应附带低压电缆出线铜排3.3变压器损耗计算空载无功损耗：var7.563019.0kSIQNT满载无功损耗：.28.4Ue变压器负荷率：9.6302maxbeS由式计算得变压器损耗：有功：kwPeT61.358.220无功：var97.28.9.076Q由式35KV线路损耗：型式S11高压侧电压3522.5KV容量6300KVA低压侧电压622.5KV相数3高压侧额定电流104A频率50HZ低压侧额定电流606A短路阻抗4.5空载电流0.9空载损耗(KW)3.0负载损耗(KW)35有功：302maxax1LrUQPeLL=111.39kvar32210469.357.861.97无功：302maxax1LUQPeLL=73.16kvar322104.3597.861.973.435KV侧负荷统计及功率效验kwPPLTe71539.61.97maxvar3.26.2830QQKVAS9.714.7152maxamax35KV侧功率因数的效验：0.93大于0.9满足规程要求39.761435max35SPCO4变电所的主接线供配电系统中承担输送和分配电能任务的电路，称为一次回路，也称为主电路或主接线。一次回路中所有电气设备称为一次设备，如电力变压器、断路器、互感器等。变电所的主接线是表示电能输送和分配的电路图，又称一次电路图。在变电所主接线中，将各种开关电器、电力变压器、母线、导线和电力电缆、并联电容器等电器设备用图形符号表示，并以一定次序连接，通常以单线来表示三相系统。确定变电所的主接线应满足以下基本要求：安全，主接线的设计应符合国家标准有关技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全；可靠，应满足用电单位对供电可靠性的要求；灵活，能适应各种不同的运行方式，操作检修方便；经济，在满足以上要求的前提下，主接线设计应简单，投资少，运行管理费用低，一般情况下，应考虑节约电能和有色金属消耗量。4.135kV侧主接线由于本矿供电电压为35kV，矿井终端变电所采用接线方式有如下几种。如图4.1所示：QS1QS5QF2T1QS2QS6QF3T2QF1QS3QS4QS1QF1QS3QS7QF4T1QS2QF2QS4QS8QF5T2QF3QS5QS6QS1QF1QS3QS7T1QS2QF2QS4QS8T2QF3QS5QS6a外桥接线b内桥接线c全桥接线（图4-1桥式接线示意图）1）外桥接线外桥接线如图4.1a所示。其优点是：高压断路器数少、四个回路只需三台断路器。缺点是：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运；桥联络断路器检修时，两个回路需解列运行；变压器侧的断路器检修时，变压器需较长时间停运。适用范围：适用于较小容量的变电所，并且变压器的切换较频繁或线路较短、故障率较小的情况。2）内桥接线内桥接线如图4.1b所示。其有点是：高压断路器数少、四个回路只需三台断路器。缺点是：变压器的切除和投入较复杂，需两台断路器动作，影响一回线路的暂时停运；桥联络断路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需较长时间停运。适用范围：适用于较小容量的变电所，并且变压器不经常切换或线路较长、故障率较高的情况。3）全桥接线全桥接线如图4.1c所示。它适应能力强，运行灵活，操作方便，但所用设备较多，占地面积大。从投入经济和少占工业广场面积两个方面考虑，采用全桥式主接线来完成35kV侧变电所设计。4.26kV侧主接线1)单母线接线单母线接线的优点：接线简单清晰，操作方便，设备少，配电装置的建造费用低。隔离开关仅在检修时作隔离电压用，不作任何其他操作，便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件(母线及母线隔离开关等)故障或检修时，均需使整个配电装置停电。引出线回路的断路器检修时，该回路要停止供电。适用范围：由于单母线接线工作可靠性和灵活性都较差，故这种接线主要用于小容量特别是只有一个电源的变电所中。双母线接线（图4.2单母线分段接线图）2)单母线分段接线单母线分段接线的优点：用断路器把母线分段后，对重要一、二级用户可以从不同段上引出两个回路，有两个电源供电。当一段进线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和重要用户的供电。缺点是：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在此期间内停电。当出线为双回路时，架空线路会出现交叉跨越。适用范围：由于单母线分段接线比单母线接线的供电可靠性有所提高，所以在6kV以下的变电所中较广泛使用这种接线方式。综上所述，在本设计中考虑经济和满足供电要求的需要，在6kV母线侧采用单母线分段的接线方式。3)双母线接线中有两组母线，每一电源或每条引出线，通过一台或两台断路器，分别借到两组母线上。双母线的两组母线同时工作，并通过母线联络断路器并联运行，电源与负荷平均分配到两组母线上。由于母线继电保护的要求，一般某一回路固定与某一组母线连接，以固定连接方式运行。双母线接线优点：供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关时，只停运该回路。调度灵活，各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。扩建方便，向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。缺点：每增加一组母线，每回路就要增加一组母线隔离开关。当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，开关误操作，需要在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。适用范围：当出线回路数或母线上电源较多，输送和穿越功率较大，母线故障后要求迅速恢复供电。母线和母线设备检修时，不允许影响对用户的供电，系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时，采用双母线接线较合适。4.3井下变电所主接线一水平中央变电所：所内安装KYGG-Z型高压开关柜17台，分别向二采区变电所、三采区变电所、二水平中央变电所、直排泵房变电所、中央泵房3台主排水泵、充填面移变等供电。所内还安装2台KBSG-500/6/0.69kV干式变压器，经6台KYDZ-1型低压开关柜分别向主井、副井底、二采区1#泵房、中央泵房电动闸门、上仓皮带等用电设备供电。二水平中央变电所：所内安装KGS1型高压开关柜17台，分别向中央泵房3台主排水泵供电。所内还安装2台KBSG-500/6/0.69kV干式变压器，经6台KYDZ-1型低压开关柜分别向八采区皮带巷、西翼三部皮带巷、泵房电动闸门、井底车场等用电设备供电。二水平直排泵房变电所：所内安装KUGC-Z型高压开关柜26台，分别向直排水泵房6台主排水泵、北轨道巷移动变电站供电、八采区变电所、所内2台KBSG-500/6/0.69kV干式变压器供电，经5台KYDZ-1型低压开关柜分别向南大巷和水泵电动闸门等用电设备供电。井下电压等级：高压为6kV，采煤面为1.14kV，掘进面为1.14kV及660V，煤电钻及照明为127V。4.4煤矿主要供电系统图YD5短路计算5.1短路形成的原因及其危害可能造成短路的原因有电气设备的载流部分绝缘损坏，或者人员错误操作、鸟兽动物的危害等。电气设备载流部分的绝缘损坏的原因一是由于设备长期运行情况下绝缘自然的老化，或着是因为设备本身绝缘的缺陷而容易被工频电压击透，或者是因设备的绝缘正常却被过电压击穿（例如雷击过电压）击穿，再次是设备绝缘受到了外力的损坏从而造成短路。在日常工作中，工厂供电系统一般要求正常的不间断的对用电负荷进行供电，从而保证工厂的生产与生活的正常运行。但是因为种种原因，也难免会出现各种故障，就会让系统正常运行遭到损坏。短路是系统中最易碰到的故障。造成短路的原因是在不同的电位中导电部分间的低阴性短接。电气设备的载流部分绝缘损坏是造成短路是常见原因，或是因为误操作而造成，或是鸟兽动物跨接导电部分与绝缘损坏而造成。短路造成的危害有以下几种：1)短路的电流会产生热效应，会使电气设备与线路严重过热从而烧毁。此外，短路点强大的电弧更会使设备与线路烧毁。2)短路电流会产生电动力效应，从而造成设备的机械性破坏或者结构性破坏。3)在短路的时候，特别是电源母线或者变电所母线的附近发生了短路，会使短路点的电压下降到零，从而使母线电压也下降，会使这个母线上其他负荷的供电可能被迫停止供电。4)如果是发电厂附近的短路，还会导致电力系统运行的解裂，甚至会引起更严重的后果。5)不对称接地短路的不仅会危及人身与设备的安全，也会对其附近的通信线路与设备造成干扰。5.2计算短路电流的目的为了降低短路的危害与缩小造成的故障影响的范围，在变电所与供电系统的设计和运行时，必须要计算出短路电流，以用来解决下面若干技术问题：1)在选择电气设备与载流导体时，必须要使用短路电流检验设备的热稳定性和机械强度。2)在选择与整定相应继电保护装置的时候，让其能够正确安全的切除短路造成的故障。3)在确定限流措施时，可采用限制短路电流的措施应对短路电流过大从而造成设备在选择困难或者不经济时的问题。4)可以正确合理的确定主接线与主运行方式等问题。5.3短路电流计算步骤根据供电系统绘制等值网络1)选取基准容量和基准电压，并根据公式决定基准电流值。dSdUdI2)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。X4)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：*I(5.1)*1SXI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*I5)求短路电流和短路容量；为了向供电设计提供所需的资料，应求出短路电流和短路容量：求出次暂态短路电流和短路容量；IS求出短路冲击电流和短路全电流最大有效值。shishIkAjIIMVA(5.2)jSSkA5.2IishkA.1Is5.4短路电流计算当电源经变压器变成35kV送到地面变电所后，计算各点的短路电流值短路点选取35kV母线侧、6kV母线侧输电线路、主变压器和下井电缆均为一台（路）工作，一台（路）备用。最大运行方式下，系统阻抗为=0.0075，最小运行方式下，系统阻抗为=0.0929，离上一minsXmaxsX级变电所距离为5km。主变压器为两台，每台容量为6300kVA，=4.5。线路电抗：对%kU于电缆=0.08/km，架空线=0.38/km。01x1x5.4.1计算各元件的电抗标幺值选取基准容量：100MVAdS对应于基准电流值：kAKVUd3756.1371031ddUSI对应于基准电流值：kA.62.92d37kV母线最大运行方式时系统阻抗：，最小运行方式时系统阻抗为075.X。092.X37kV线路架空线路阻抗:124.0375.4/38.021*kmVSLxb电力变压器阻抗:12.0*TNKtX电缆线路:1.03.65.0/8.220*1kVSLxb./.220*3mXb05.3.610/8.220*4kVSLxb4./.220*5mXb06.3.10/8.220*6kVSLxb8.4/.220*7mXb3.0.619/08.220*8kVSLxb6.7./.220*9mXb.03.61/08.220*1kVSLxb38.0.619/08.220*1kmVSLxXb94.47/.220*12b07.3.6150/8.220*13kmVSLxXb./.220*14b5.4.2各短路点短路计算1)d1点短路电流计算最大运行方式：195.04.75.1maxX29.0IkA8.6.bIkA9175.2imkA.21IiMVA25.0.0ax1XSd最小运行方式:169.491mi