信息与电气工程学院课程设计说明书（２01５/2016学年第一学期）课程名称：企业供电系统工程设计题目:杜家村煤矿3５kV变电所设计专业班级：学生姓名:学号：指导教师：设计周数: 1周设计成绩：201６年1月１4日目录1 设计目的.................................................. 错误!未定义书签。
2 设计数据ﻩ错误!未定义书签。
2．1 给定数据............................................ 错误!未定义书签。
2.2 用电负荷数据ﻩ错误!未定义书签。
3 技术要求.................................................. 错误!未定义书签。
4 主要任务 (2)5 变电所的设计ﻩ错误!未定义书签。
５.1 负荷计算ﻩ错误!未定义书签。
地面６ｋV高压：ﻩ25．２短路电流计算ﻩ错误!未定义书签。
5．２.1 ３５kV母线K1点短路......................... 错误!未定义书签。
5.２.2 6ｋV母线K2点短路：ﻩ错误!未定义书签。
5．2.3 ６kV母线短路电流............................ 错误!未定义书签。
５.3 供配电系统的设计方案技术及经济性对比................ 错误!未定义书签。
5.4 供配电系统图的拟定和绘制ﻩ错误!未定义书签。
5.4.1 一次侧的设计................................... 错误!未定义书签。
5．4.2 二次侧的设计.................................. 错误!未定义书签。
5．5 变压器的选择........................................ 错误!未定义书签。
5．6 主要电气设备的选择.................................. 错误!未定义书签。
5．6.1 高压设备的选择ﻩ错误!未定义书签。
5.6.2 选隔离开关..................................... 错误!未定义书签。
5.6.３低压设备的选择ﻩ错误!未定义书签。
５．6.4 互感器的选择ﻩ错误!未定义书签。
５.６．５高压熔断器的选择ﻩ错误!未定义书签。
5.７线缆的选择ﻩ错误!未定义书签。
5.7.1 母线的选择ﻩ95.7.2 各负荷电缆的选择ﻩ错误!未定义书签。
6 心得体会.................................................. 错误!未定义书签。
7 参考文献.................................................. 错误!未定义书签。
8 指导教师评语ﻩ错误!未定义书签。
１ 设计目的本设计的矿变电所位于山西省静乐县境内,是一个终端变电所，只供杜家村煤矿用用电，设计的电压等级为35／6kV 。
３5kV 线路为双回路进线，其中一线是从3公里外的静乐经过架空线路引接而来的是主要电源，另一线是从谢村通过架空线路引接而来,依照设计要求设计线路。
2 设计数据２．1 给定数据(1）电源:供电电压等级为35k Ｖ，离矿井地面变电所的距离为４k ｍ。
（2）系统电抗:最大运行方式 *min x X =０．419３;最小运行方式*m ax x X ＝0.７38９。
(3)输电方式：架空线双回路。
(4）出线过流保护动作时间:3秒（5)电费收取方法：两部电价制,固定部分按最高负荷收费,每千瓦6元。
２.2 用电负荷数据3 技术要求(１)35ｋＶ母线上的功率因数大于0.9，电压损失小于5%,母线残压大于60%。
（2）满足煤矿对供电的要求。
（3）满足煤矿安全规程要求,变电所设计规范等要求。
４ 主要任务（1）负荷计算; （2）短路电流计算;（3）供配电系统的设计方案技术和经济的比较； （4）供配电系统图的拟定和绘制;（5）变压器的台数、容量和型号选择； （6）变电所主要电气设备的选择； （7）线缆型号、截面、长度的选择； （8）变电所的一次接线图设计; （9）撰写一份课程设计说明书。
5 变电所的设计5.1 负荷计算地面6kV 高压: （１）主井提升机N P ∑＝2000k Ｗ, d K =0.9,cos ϕ=０.8５,tan ϕ=0．6２ca d N P K P =⨯∑=０.９⨯2000＝180０k Ｗ,ca⨯tan ϕ=180０⨯0.62＝１116kvar/cos ca ca S P ϕ==１800÷0.85＝2117．6ｋV Ａ,)ca ca N I S ==2０３．8A（２）副井提升机N P ∑＝1600k Ｗ，d K =0.8，cos ϕ=０.85，tan ϕ=０．62ca d N P K P =⨯∑=0.８⨯16０0=1280kW ，ca Q ＝caP ⨯tan ϕ=1６0０⨯０．６２=793.6kｖar/cos ca ca S P ϕ==1６0０÷0.8５=１５05.９kV Ａ，)ca ca N I S =＝1４4．９Ａ(3)压风机N P ∑=１200kW ，d K ＝0.8,cos ϕ=0.9,tan ϕ=－0.48ca d N P K P =⨯∑=0.8⨯１２00＝96０kW ，ca Q ＝caP ⨯tan ϕ=９60⨯（-0.4８）=－４６0.8ｋｖar/cos ca ca S P ϕ=＝9６0÷０.9＝1066．7ｋVA,)ca ca N I S ==１02.６A其它同理，则高压侧负荷总计ca P =∑1８00+１080＋······+1２12.8=18073．5k ＷcaQ=∑１１16+79３．6＋······1０67.3=11087.1k ｖa ｒ 最大负荷同时系数,0.9sp K =,0.95sq K =，则：P ∑＝sp K ּca P ∑=0．9⨯１8073.5=16266.2k Ｗsq ca Q K Q =⋅∑∑=０.9５⨯１1087.1=１0532．7kvar22SP Q =+∑∑∑=2216266.210532.7+=19378．５K ｖａ 16266.2cos 0.83919378.5NAT P S ϕ∑===∑5．２ 短路电流计算根据设备的选择和继电保护的要求选择短路计算点,一般选择在线路的始末端,本设计将35k Ｖ母线、６kV 母线、各6kV 出线端选为短路计算点。
5.2．1 35ｋＶ母线Ｋ１点短路设Ｅx ＝1,Sj=1００MVA,U j1=6.3kV ， 短路参数113337j j S I U ===⨯１.５6ｋA,1L x *=０.4⨯3⨯210037=0．０88.⑴在最大运行方式下:min x *=0.4193短路标幺值：1.min 121111/ 1.970.41930.088k L I xx x x x ****=====∑+++ 三相短路电流：(3)10.211 1.97 1.56 3.07k K j I I I I I *∞====⨯=kA短路电流冲击值：(3)112.55 2.553.077.83ch K i I kA =⨯=⨯=短路容量:10.21 1.97100197K K j S S S I S MVA *∞====⨯=⑵最小运行方式下:min 0.7389x *=短路电流的标幺值:1max 341111.170.73890.088K L I x xx x ***⋅====+++三相短路电流:(3)10.211 1.17 1.56 1.83K K j I I I I I kA *∞===⨯=⨯= 两相短路电流:(2)(3)1min130.866 1.83 1.582K K I I kA ==⨯= 5．2.2 6kV 母线Ｋ2点短路:令Ｓｊ=10０MVA,Uj ＝6．3kV ，则2210033 6.3j j j S I U ===⨯9.1６ｋA⑴在最大运行方式下:min x *=0．41931L x*=0.４⨯3⨯210037=0.088.100%7.5%0.46916j T k N T S x U S ⋅=⋅=⨯=K x ＝0.4193+０.08８+0.４69=０.97６321 1.024K KI x *==,(3)222 1.0249.169.38K K j I I I kA *=⨯=⨯=(3)222.55 2.559.3823.92ch K i I kA =⨯=⨯=330.12910012.9K K j S I S MVA *==⨯=⑵最小运行方式下：K x ＝0．73８9+0.０88+0.４69=1.２９６，210.772K KI x *== (3)2220.7729.167.072K K j I I I kA *=⨯=⨯=(2)(3)3min 30.866 1.1360.9342K K I I kA ==⨯= 5.2.3 ６kV 母线短路电流计算过程中依照上述计算方法确定各设备的短路电阻,在短路点处依照公式极端短路电５.3 供配电系统的设计方案技术及经济性对比本变电所是3５／6KV ，双电源进线的终端变电所,属双回路供电。
主变容量１6000ＫVA ，故拟定选用桥式接线。
桥式接线分为内桥、外桥、全桥三种。
下对其可行性作简单比较。
内桥接线：它由两台受电线路的断路器和内桥上的母联断路器组成。
主变压器与一次母线的隔离开关联结。
它的优点是切换进线方便，设备投资、占地面积相对全桥少，缺点是倒换变压器不方便,继电保护较复杂,适用于距离较长，变压器切换不很频繁的变电所。
这种接线一次侧可设线路保护,但主变压器和受电线路保护的短路器均由受电断路器承担，互有影响，这是它的主要缺点。
主变压器一次由隔离开关与母线联接，对环形供电的变电所，在操作时常被迫用隔离开关切合空载变压器。
当主变压器电压为：电压35KV ，容量750０KV 以上时，其空载电流超过了隔离开关的切合能力。
此时必须改用由五个断路器组成的全桥接线。
外桥接线：它由主变压器一次侧两断路器和外桥上的联络短路器组成,进线由隔离开关受电。
这种接线对变压器的切换方便，比内桥少两组隔离开关,继电保护简单,易于过渡到全桥或单母线分段的结线,且投资少，占地面积小。
缺点是倒换线路时操作不方便。
所以这种接线适用于进线短而倒闸次数少的变电所,或变压器采用经济运行需要经常切换的终端变电所。
全桥接线：它由进线的两台断路器、变压器一次侧的两断路器和3５ＫV 汇流母线上的联络短路器组成。