煤矿地面35KV变电所的设计

1、肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆

2、芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃

3、聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈

4、莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂

5、膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆

6、羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀

7、艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅

8、肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂

9、莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆

10、膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀

11、羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄

12、芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿

13、肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃

14、芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂肆膅莆薁衿肁莅蚄肄羇蒄螆袇芆蒃蒆肂膂蒂蚈袅膈蒁螀膁肄蒁袃羄莂蒀薂螆芈葿蚅羂膄薈螇螅肀薇蒇羀羆薆蕿螃芅薅螁羈芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莁薂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇蚂袆羅芆袄肂莄芅薄羄芀芄蚆膀

15、膆芃蝿羃肂芃袁螆莁节薁羁芇莁蚃螄膃莀螅罿聿荿薅螂肄莈蚇肈莃莇螀袀艿莇袂 摘 要本设计初步设计了煤矿地面35KV变电所的设计。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、防雷与接地等。通过对煤矿35KV变电所的负荷统计，用需用系数法进行负荷计算，根据负荷计算的结果确定主变压器的台数、容量及型号。用标幺值法对供电系统进行短路电流计算，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接线方式、运行方式。其中35KV侧为全桥接线，6KV主接线为单母分段接线。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，选择了断路器、隔离开关、互感器等电气

16、设备，并进行校验。关键词：负荷计算； 短路计算； 变电所； 运行方式Abstract The coal mine ground 35KV transformer substation was designed. Design process is mainly including load calculate, the design of main electrical connection, short out calculate, electric equipment choose, lightning protection and grounding, etc. According to

17、 load statistics and the result of load calculation determine the quantity ,capacity and mode of the main voltage transformer .According to the characteristic of the coal electric system determine the main electrical connection and operation mode of the ground transformer substation .The side of 35K

18、V is Full bridge Connection and the bus of 6KV is single bus section .The two voltage transformers adopt the mode of split run .And according to the checkup of whole definite value and relevant data of the electric current , have chosen such electric equipment as the relay, voltage transformer ,etc.

19、Keywords：Load calculation; short-circuit calculation; substations; operation mode 目 录1概述11.1矿井简介11.2十二矿供电系统简介11.3原始负荷资料12负荷计算32.1负荷计算目的32.2负荷计算方法32.3负荷计算过程52.3.1各用电设备组负荷计算52.3.2各低压变压器的选择与损耗计算102.3.3计算6KV母线上补偿前的总负荷并初选主变压器122.3.4功率因数补偿与电容器柜的选择123变电所主变压器的选择与校验153.1变压器选择原则153.2变压器选择计算153.3变压器的损耗计算163.4

20、35KV侧全矿负荷计算及功率因数校验163.5变压器经济运行方案的确定174电气主接线设计184.1对电气主接线的基本要求184.2本所电气主接线方案的确定184.2.1电源进线与主接线184.2.2负荷分配195短路计算215.1短路电流计算的目的215.2三相短路计算的方法与步骤215.3短路电流计算过程215.3.1选择计算各基准值235.3.2计算各元件的标幺电抗235.3.3计算各短路点的短路参数245.4短路参数汇总表286高压电气设备选择296.1高压电气设备选择原则296.2 35KV电气设备选择及校验306.2.1高压断路器的选择306.2.2隔离开关的选择316.2.3电流

21、互感器的选择326.2.4电压互感器的选择336.2.5 35KV避雷器的选择336.3 6KV电气设备选择346.4电力线路的选择396.4.1 35KV输电线路及母线的选择与校验396.4.2 6KV电缆及架空线的选择406.4.3电力线路选择计算汇总表477防雷与接地487.1 雷电过电压的保护487.2 接地装置497.2.1 接地装置的分类497.2.2接地装置的布置50总结51参考文献52致谢531概述1.1矿井简介 本矿井为年产万吨的矿井，三水平可采储量为万吨，考虑的备用储量系数，三水平的服务时间为年。年平均气温为，最高气温为，最低气温为，土壤最高温度。1.2十二矿供电系统简介目

22、前十二矿工业场地有一座35KV变电所，共有四回35KV供电电源，其中来自平煤集团矸石电厂的两回35KV电源作为主供电源，长度为320m；来自十矿地面变电所的两回35KV电源作为备用电源，长度为2.3km。正常情况下，只允许十二矿使用矸石电厂的电源，只有在矸石电厂停止供电的情况下，才允许十矿地面变电所向十二矿供电，而且只能保证十二矿的矿井通风、排水、提升等安全用电，不准许十二矿生产。平煤集团矸石电厂位于十二矿西北方向约200m处，装机容量为3x6MW，发出的电力扣除厂用电及十二矿用电外全部通过联网线送向月台35KV变电站。月台35KV变电站通过35KV输电线路与贾庄110KV变电站联接。因此平煤

23、集团矸石电厂的35KV电源安全、可靠。1.3原始负荷资料负荷资料见表1-1全矿电力负荷统计表。表1-1 全矿电力负荷统计表设备名称电压（V）电机类型单机容量（KW）安装台数/工作台数工作设备总容量（KW）需用系数功率因数离变电所的距离主井提升6000Y12001/112000.900.850.30副井提升6000Y8001/18000.850.820.15主扇风机6000T10002/110000.85-0.901.50压风机6000T2504/25000.80-0.900.32矿综合厂3803200.650.750.50机修厂3805800.550.780.20洗煤厂3806500.720.

24、770.47地面低压3807500.720.760.05主排水泵6000X5005/315000.880.850.65一采区60008500.650.70二采区60009500.700.76井底低压66023780.700.756工人镇3805500.850.812.2支农3803300.820.852.6注 电机类型：Y表示绕线异步；X表示鼠笼异步；T表示同步。2 负荷计算2.1负荷计算目的 电力负荷的计算，对合理配置电源，合理布局供电线路，以及正确选择各个电气设备和导线、电缆等都是不可缺少的。负荷计算得准确，使设计工作建立在可靠的基础资料之上，得出的工程设计方案经济合理。反之，若负荷计算得

25、过大或过小，则会造成投资和设备器材的浪费，或使设备承受不了负荷电流而造成事故，影响安全供电。 在进行供电设计时。基本的原始资料为工艺部门提供的各种用电设备的产品铭牌数据，如额定容量、额定电压等。安装的设备并非都同时运行，而且运行着的设备实际需用的负荷也并不是每一刻都等于设备的额定容量，而是在不超过额定容量的范围内变化着。所以直接用安装容量选择供电设备和供配电系统，必将导致工程投资的增加。2.2负荷计算方法 供电设计常采用的电力负荷计算方法有需用系数法、二项系数法、利用系数法和单位产品电耗法等，需用系数法计算简便，对于任何性质的企业负荷均适用。且计算结果符合实际。尤其对各用电设备容量相差很小且用

26、电设备数量较多的用电设备组。公式简单、计算方便，只用一个原始公式就可以表征普遍的计算方法。该公式对用电设备组、车间变电站乃至一个企业变电站的负荷计算都适用。对于不同性质的用电设备、不同车间或企业的需用系数值，经过几十年的统计和积累，数值比较完整和准确，查取方便，因此为我国设计部门广泛采用。本设计采用需用系数法进行负荷计算：1.用电设备组计算负荷的确定用电设备组是由工艺性质相同、需用系数相近的一些设备合并成的一组用电设备。在一个车间中，可根据具体情况将用电设备分为若干组，再分别计算各用电设备组的计算负荷，其计算公式为 （2-1） 式中、该用电设备组的有功、无功、视在功率计算负荷； 该用电设备组的

27、设备总额定容量，KW； 额定电压，V； 功率因数角的正切值； 该用电设备组的计算负荷电流，简称计算电流，A； 需用系数，由表1-1查得。2.多个用电设备组的计算负荷在配电干线上或车间变电所低压母线上，常有多个用电设备组同时工作，而各个用电设备组的最大负荷也非同时出现，因此在求配电干线或车间变电所低压母线的计算负荷时，应再计入一个同时系数。具体计算式为 （2-2） 式中、配电干线或变电所低压母线的有功、无功、视在计算负荷； 组间同时系数； 该配电干线或变电所低压母线上所接用电设备组总数；、分别对应于某一用电设备组的需用系数、功率因数角正切值，总设备容量； 该干线或变电所低压母线上的计算电流，A；

28、 该干线或低压母线上的额定电压，V。2.3负荷计算过程2.3.1各用电设备组负荷计算由表1-1查出各用电设备组的需用系数和功率因数，根据公式2-1计算各用电设备组的计算负荷。 1 对主井提升 ， 则: 有功功率 无功功率 视在功率 2 对副井提升 ， 则：有功功率 无功功率 视在功率 3对主扇风机 ，则：有功功率 无功功率 视在功率 4 对压风机 ， 则：有功功率 无功功率 视在功率 5 对矿综合厂 ， 则：有功功率 无功功率 视在功率 S6 对机修厂 ， 则：有功功率 无功功率 视在功率 7 对洗煤厂 ， 则：有功功率 无功功率 视在功率 8 对地面低压 ， 则：有功功率 无功功率 视在功率

29、 9 对主排水泵 ， 则：有功功率 无功功率 视在功率 10 对一采区 ， 则：有功功率 无功功率 视在功率 11 对二采区 ， 则：有功功率 无功功率 视在功率 12 对井底低压 ， 则：有功功率 无功功率 视在功率 13 对工人镇 ，则： 有功功率 无功功率 视在功率 14 对支农 ， 则： 有功功率 无功功率 视在功率 将各用电设备组的计算负荷，结果计入表2-1全矿电力负荷计算负荷。 表2-1 全矿负荷计算统计表用户名称设备容量需用系数功率因数计算负荷一、地面部分1、主井提升12000.900.850.62108067012712、副井提升8000.850.820.70680476830

30、3、主扇风机10000.85-0.90-0.48850-4129444、压风机5000.80-0.90-0.48400-1924435、矿综合厂3200.650.750.882081832776、机修厂5800.550.780.803192554087、洗煤厂6500.720.770.834683886088、地面低压7500.720.760.86540464712地面小计45451832二、井下部分9、主排水泵15000.880.850.621320818155210、一采区8500.650.701.0255356479011、二采区9500.700.760.8666557287712、井底

31、低压23780.700.7560.866166514422203井下小计42033396三、其他部分13、工人镇5500.850.810.7246833757714、支农3300.820.850.62271168319其他小计739505全矿计算负荷94875733110852.3.2各低压变压器的选择与损耗计算 因采用电压6KV集中补偿功率因数，固对各低压变压器均无补偿作用，对各低压变压器选择时据表2-1中的计算视在容量进行选择。1机修厂、矿综合厂、工人镇与支农变压器分别选用，、，、，、，型三相油浸自冷式铜线电力变压器各一台。2地面低压变压器选用两台，型铜线电力变压器3洗煤厂变压器选用两台，

32、型铜线电力变压器。4各变压器功率损耗计算。单台变压器的功率损耗按式（2-3）、式（2-4）计算。两台变压器一般为分列运行，其功率损耗应为按运行的单台变压器损耗的两倍。对于井下低压负荷，因表2-1未作分组，故不选变压器。 （2-3） 式中 变压器空载有功功率损耗，； 变压器的短路电流等于额定电流时的有功功率损,； 计算负荷，； 变压器的额定容量，； 变压器的负荷率，。 （2-4） 式中变压器空载无功功率损耗， ，其中为变压器空载电流占额定电流的百分数，。 变压器额定短路无功功率损耗， ，其中为变压器短路电压占额定电压的百分数，。（1） 对于机修厂变压器： （2） 对于矿综合厂变压器 （3） 对于

33、630kVA工人镇变压器 （4） 对于400kVA支农变压器 （5） 对于地面低压两台800kVA变压器 （6） 对于洗煤厂两台630kVA变压器 （7） 对于井下负荷的变压器损耗 各低压变压器功率损耗计算结果如表2-2所示：表2-2 各低压变压器功率损耗计算结果负荷名称机修厂矿综合厂工人镇支农地面低压洗煤厂井下负荷)合计；2.3.3计算6KV母线上补偿前的总负荷并初选主变压器各组低压负荷加上各低压变压器的功率损耗后即为其高压侧的负荷，因，故查表得，忽略矿内高压线路的功率损耗，变电所6KV母线补偿前得总负荷为 补偿前功率因数 根据矿井一、二级负荷的比重大于,可初选两台主变压器，其型号容量应选为

34、，由于固定电费按最高负荷收费，故可采用两台同时分列运行的方式，当一台因故停运时，另一台亦能保证全矿一、二负荷的供电，并留有一定得发展余地。2.3.4功率因数补偿与电容器柜的选择 由于无功损耗与负荷率的平方成正比，故出现变压器最大功率损耗的运行方式应为一台使用，一台因故停运的情况，据此计算35kv侧的补偿前负荷及功率因数，并求出当功率因数提高至0.9时所需要的补偿容量，该数值就可以作为6kv母线上应补偿的容量。考虑到35kv变电所的6kv侧均为单母线分两段接线，故所选电容器柜应为偶数：1)无补偿时主变压器的损耗计算。按一台运行、一台因故停运计算，则负荷率为 2)35kv侧补偿前的负荷与功率因数为

35、 3） 计算选择电容器柜与实际补偿容量。设补偿后功率因数提高到，则，取平均负荷系数选用GR-1C-08型，电压为6KV每柜容量qc=270kvar的电容器柜，则柜数取偶数得实际补偿容量：折算到计算补偿容量为 4） 补偿后6KV侧的计算负荷与功率因数为 因补偿前后有功计算负荷不变，则： 5） 补偿后主变压器最大损耗计算。补偿后一台运行的负荷率略有减小 6） 补偿后35KV侧的计算负荷与功率因数校验 符合要求。 3 变电所主变压器的选择与校验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。变电所的容量是由其装设的主变压器容量所决定的。从供电可靠性出发，变压器台数越多越好，但变压

36、器台数的增加，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，合理决定。3.1变压器选择原则 1）当企业绝大多数负荷属三级负荷，其少量一、二级负荷或由邻近企业取得备用电源时，可以装设一台变压器。 2）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，另一台应能承担全部一、二级负荷。 3）特殊情况下可装设两台以上变压器。如分期建设的大型企业，其变电站个数及变压器台数均可分期投建，从而台数可能较多。3.2变压器选择计算 由表2-1负荷统计计算可知，全矿三级负荷占总负荷的13.34%，根据主变压器选择原则，一般选择两台

37、，当一台故障停运时，另一台必须保证一、二级负荷的用电，故可取负荷保证系数，则 按此参数亦可选容量为8000KVA的主变压器，但设计上考虑将来的发展情况，故选两台SF7-10000,35/6.3KV为宜。其技术参数如表3-1所示：两台主变压器采用分列运行方式，备用方式为暗备用。 表3-1 主变压器技术参数型号规格（KVA）联结组别阻抗电压7.5空载电流0.8损耗（KW）空载13.6短路533.3变压器的损耗计算由公式2-4计算可得空载无功损耗：短路无功损耗：变压器的负荷率： 则有功损耗： 无功损耗：3.4 35KV侧全矿负荷计算及功率因数校验有功功率：无功功率：视在功率：35kv侧功率因数校验

38、满足设计要求。3.5变压器经济运行方案的确定两台变压器经济运行时的临界负荷值可以由公式3-1确定 （3-1）当SSec时，宜于两台同时运行。式中Sec经济运行临界负荷，kVA；SN.T变压器额定功率，kVA；变压器空载有功损耗，kw；变压器空载无功损耗，kw；变压器短路有功损耗，kw；变压器短路无功损耗，kw；无功功率经济当量，取；故经济运行方案为：当S5950kVA，宜两台同时运行。4 电气主接线设计变电所的主接线是由各种电气设备（变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等一次设备）及其连接线组成，用以接受和分配电能，时供电系统的组成部分。它与电源回路数、电压和负荷的大小、级别以及变

39、压器的台数、容量等有关，所以变电所的主接线有多种形式。确定变电所的主接线对变电所电气设备的选择、配电装置的布置及运行的可靠性与经济性等有密切的关系，是变电所设计的主要任务之一。4.1对电气主接线的基本要求 （1）根据系统和用户的要求，保证供电的可靠性和电能质量。 （2）接线力求简单、清晰、操作方便。 （3）保证进行一切倒闸操作的工作人员及设备的安全，并能保证维护和检修的安全进行。 （4）在满足技术要求的前提下，应使接线的投资和运行的费用最经济。 （5）具有扩建的可能性。4.2本所电气主接线方案的确定4.2.1电源进线与主接线对上一级供电部门来说35KV矿井变电所是一级负荷，故上级变电所对矿井采

40、用有备用的双回路供电 ，即35KV进线为两路架空进线。对于煤矿企业，因一、二级负荷占总量的2/3以上，故35KV侧宜用全桥接线，6KV主接线根据矿井为一级负荷的要求及变压器是两台的情况确定为单母线分段的接线方式。图4-1 一次侧主接线图4.2.2负荷分配考虑一、二级负荷必须由联于不同母线段的双回路供电，而主、副井提升机因相距较近，可采用环形供电。将下井电缆与地面低压等分配于两段母线上，力图在正常生产时两段6KV母线上的负荷接近相等。具体分配方案如图4-1所示。下井电缆回数确定。考虑0.96的同时系数得井下总负荷 井下最大长时负荷电流（计算电流） 根据井下开关的额定电流最大为400A，而煤矿安全

41、规程规定：下井电缆至少两回，当一回因故停止供电后，其他电缆应能满足井下全部负荷的供电，所以应选三回，考虑到负荷分配和运行的灵活性，最后确定4回下井电缆，两两并联后分列运行。5 短路计算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。5.1短路电流计算的目的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的范围，在供电系统的设计和运行中，必须进行短路电流计算，以解决下列技术问题。（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，使之能正确切除短路故障。（3）确定限流

42、措施，当短路电流过大造成设备选择困难或不够经济时，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。5.2三相短路计算的方法与步骤（1）根据短路电流技术要求，根据供电系统图选定短路计算点。（2）画出计算短路电流的等效电路图。（3）选取基准容量和基准电压，计算各级基准电流。（4）据等效电路计算元件的标幺电抗。（5）计算短路点的总标幺电抗与短路参数。5.3短路电流计算过程地面变电所6KV母线上的线路类型及线路长度如表5-1所示。表5-1 地面变电所6KV母线上的线路类型及线路长度序号设备名称电压（KV）距6KV母线距离（km）线路类型1主井提升60.30C2副井提升60.15C

43、3主扇风机61.5K4压风机60.32C5矿综合厂0.40.5K6地面低压0.40.09C7机修厂0.40.20C8洗煤厂0.40.47K9工人镇0.42.2K10支农0.42.6K11井下6KV母线60.65C注 C表示电缆线路，K表示架空线路 线路电抗：对于电缆线路，架空线路短路点选取35KV母线、6KV母线和各6KV出线末端，故可画出图5-1所示的等效短路计算图。图5-1 等效短路计算图5.3.1选择计算各基准值选取基准容量，基准电压Ud1=37KV，Ud2=6.3KV，Ud3=0.4KV，则各级基准电流为 5.3.2计算各元件的标幺电抗（1） 电源的电抗 （2） 变压器电抗主变压器电抗

44、 地面低压变压器电抗 （3）线路电抗 35KV架空线路电抗 下井电缆线路电抗 主扇风机 主井提升 副井提升 压风机 矿综合厂 地面低压（两台分列运行）由于变压器在所内，只计算变压器阻抗，不计线抗 机修厂 洗煤厂 工人镇 支农 5.3.3计算各短路点的短路参数（1）K1点短路电流计算。（35KV）1）最大运行方式下的三相短路电流短路回路电抗标幺值： 短路电流标幺值： 三相短路电流周期分量有效值: 短路冲击电流峰值： 短路冲击电流有效值： 三相短路容量： 2）最小运行方式下的三相短路电流短路回路电抗标幺值： 短路电流标幺值： 三相短路电流周期分量有效值: 短路冲击电流峰值： 短路冲击电流有效值：

45、三相短路容量： （2）K2点短路电流计算（6KV）1）最大运行方式下短路回路电抗标幺值： 短路电流标幺值： 三相短路电流周期分量有效值: 短路冲击电流峰值： 短路冲击电流有效值： 三相短路容量： 2）最小运行方式下短路回路电抗标幺值： 短路电流标幺值： 三相短路电流周期分量有效值: 短路冲击电流峰值： 短路冲击电流有效值： 三相短路容量： （3）K8点短路电流计算（折算到6KV侧）(地面低压)1）最大运行方式下短路回路电抗标幺值： 短路电流标幺值： 6KV侧的短路电流参数三相短路电流周期分量有效值: 短路冲击电流峰值： 短路冲击电流有效值： 三相短路容量： 2）最小运行方式下短路回路电抗标幺值

46、： 短路电流标幺值： 三相短路电流周期分量有效值: 短路冲击电流峰值： 短路冲击电流有效值： 三相短路容量： （4）K3点短路电流计算（下井电缆）1）最大运行方式下短路回路电抗标幺值： 短路电流标幺值： 三相短路电流周期分量有效值： 短路冲击电流峰值： 短路冲击电流有效值： 三相短路容量： 2）最小运行方式下短路回路电抗标幺值： 短路电流标幺值： 三相短路电流周期分量有效值： 短路冲击电流峰值： 短路冲击电流有效值： 三相短路容量： 其他短路点的计算与以上各点类似，结果见表5-2短路参数汇总表。5.4短路参数汇总表表5-2 短路参数汇总表短路点最大运行方式下短路参数最小运行方式下短路参数K14

47、.39211.206.68281.453.158.034.79201.9K28.2921.1412.690.477.3618.7711.1980.3K37.4118.911.2680.896.6616.9810.1272.66K43.508.935.3238.213.328.485.0536.27K57.8620.0411.9585.777.0217.910.6776.58K68.0720.5812.2788.067.1818.3210.9178.4K77.8319.97111.9085.446.9917.8410.6276.32K81.363.472.0714.861.333.392.0214.56K95.714.528.6662.145.2413.367.9657.17K108.0020.412.1687.297.1318.1810.84