煤矿35KV地面变电所供电系统设计毕业论文目录摘要............................................................ 错误!未定义书签。
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目录 (I)第一章概述 (1)1.1电源 (1)1.2基本地质气象资料 (1)第二章负荷计算及变压器选择 (1)2.1负荷分析 (1)2.1.1 负荷分类 (1)2.2负荷曲线 (1)2.3矿井用电负荷计算 (2)2.3.1 设备容量确定 (2)2.3.2 需用系数的含义 (2)2.3.3 本系统的负荷计算 (3)2.3.4 原始资料 (5)2.4.1 计算负荷： (8)2.4.2 全矿负荷统计 (12)2.5无功功率的补偿 (12)2.6主变压器的选择 (14)2.6.1 主变压器容量的确定 (14)2.6.2 主变压器台数的确定 (14)2.7全矿总负荷的计算 (15)2.7.1 变压器损耗计算 (15)2.7.2 全矿总负荷 (15)第三章电气主接线的设计 (16)3.1 电气主接线的概述 (16)3.2电气主接线的设计原则和要求 (16)3.2.1 电气主接线的设计原则 (16)3.2.2 电气主接线设计的基本要求 (17)3.3电气主接线方案的比较 (18)第四章短路电流的计算 (21)4.1短路电流计算的一般概述 (21)4.1.1 短路的原因 (21)4.1.2 短路的危害 (21)4.1.3短路的类型 (22)4.2短路电流计算 (22)第五章电气设备的选择与校验 (27)5.1高压电器设备选择的一般原则 (27)5.1.1 按正常工作条件选择高压电气设备 (27)5.1.2 按短路条件校验 (29)5.2电气设备的选择和校验 (30)5.2.1 高压断路器的选择和校验 (30)5.2.2 低压隔离开关的选择和校验 (31)5.2.3 电流互感器的选择及校验 (31)5.2.4 母线 (32)5.2.5 高压开关柜的选择 (34)第六章导线的选择与敷设 (36)6.1导线选择的条件 (36)6.2电缆型号的含义 (37)6.3导线截面的选择 (37)6.4电缆的选择与计算 (38)第七章主变压器的继电保护 (40)7.1继电保护的任务和基本要求 (40)7.2保护的装设原则 (41)7.2.1 电力变压器应装设的保护装置 (41)7.2.2 保护形式 (42)7.2.3 变电所的室外布置 (46)第二部分采区变电所 (47)第一章采区变电所的负荷统计 (47)第二章变压器的选择 (49)2.1变压器的选择 (49)第三章采区电缆的选择 (52)3.1电缆型号的确定 (52)3.1.1电缆选择的基本原则 (52)3.1.2 型号的确定 (52)3.2电缆截面的选择 (52)3.2.1 采区变电所6kv电源，电缆的选择 (52)3.2.2按长时允许电缆流校验电缆截面： (53)3.2.3 按电压损失校验。
(53)3.2.4 按热稳定条件校验。
(54)第四章电气设备的选择 (58)4.1选择原则 (58)4.1.1 高压配电装置的选择原则 (58)4.1.2 低压电气设备的选择原则 (58)4.2电气设备的选择 (58)4.2.1 高压配电装置的选择 (58)第五章短路电流的计算 (59)5.1变压器的供电网络 (59)第六章高低压配电的继电整定 (61)6.1高压配电的继电保护与整定。
(61)6.1.1 高压开关（PB2-6改型，ni=100/s） (61)6.1.3 高压开关，PB2-6GA改型 ni2100/S (62)6.1.4 总高压开关 PB2-6改，ni=/S (62)6.2低压电气开关的继电整定 (63)第七章制定保护接地及漏电保护 (64)7.1制度保护接地措施 (64)7.2漏电保护 (64)结束语 (65)参考文献 (66)致谢 (67)第一章概述本设计的矿变电所位于省庄境，是一个终端变电所，只供庄煤矿用电，设计的电压等级为35/6kV。
35kV线路为双回路进线，系统最大运行方式阻抗X*=0.4193；系统最小运行方式阻抗X*=0.7389。
所用电由负荷端引出，经动力变压器提供，采用单母分段原则。
1.1 电源1. 供电电压等级：35kV2．离矿井地面变电所的距离：4km3. 系统电抗最大运行方式：*m inxX=0.4193最小运行方式：*m axxX=0.7389输电方式：架空线双回路出线过流保护动作时间：3秒电费收取方法：两部电价制，固定部分按最高负荷收费，每千瓦6元。
1.2 基本地质气象资料1．日西北4．最大风速 4米/秒5．地震烈度 7度第二章负荷计算及变压器选择2.1 负荷分析为了满足电力用户对供电可靠性的要求，即停电所造成的影响不同，同时又考虑到供电的经济性，根据用电设备在企业中所处的重要地位，以方便在不同情况下区别对待，通常将电力负荷分为3类。
2.1.1 负荷分类一类负荷（一级负荷）。
凡因突然中断供电，可能造成人身伤亡或重要设备损坏事故，给国民经济造成重大损失的或在政治上产生不良影响的负荷，均属一类负荷。
一级负荷要求有两个独立电源供电。
例如：煤矿主通风设备，井下主排水泵，副井提升机。
一类负荷应有两个独立的电源供电，对有特殊要求的一类负荷，两个独立电源应来自不同的地点，以保证供电的可靠连续性要求。
二类负荷(二级负荷)。
凡因突然中断供电，造成大量废品或大量减产形成较大经济损失的负荷，属于二类负荷。
例如：煤矿的集中提煤设备，地面空气压缩机，井下采区变电所等。
对于二类负荷应有两个电源，并且两回路电源应尽量取自不同的变电所或母线段。
三类负荷（三级负荷）。
不属于一类和二类的所有其他负荷均为三类负荷。
三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。
2.2 负荷曲线年最大负荷：就是指一年中典型日负荷曲线（全年至少出现3次的最大工作班负荷曲线）中的最大负荷，即30min 消耗电能最大时的平均负荷。
并分别用符号m ax P 、max Q 、m ax S表示年有功、无功和视在最大负荷。
年最大负荷小时是这样一个假想时间，电力负荷按照年最大负荷m axP 持续运行m axT 时间所消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗电能。
年最大负荷利用小时：P A T p def max max ， h （2-1）式中pA ——全年消耗的有功电能，kw ·h 。
2.3 矿井用电负荷计算2.3.1 设备容量确定将电动机不同工作制的铭牌功率换算为统一的功率。
1）长期工作制（连续运转时间在2小时以上者）的电动机，按电动机的额定容量。
2）短时工作制（连续运转时间在10分钟至2小时围）的电动机按电动机的额定容量确定。
如此类电动机正常不使用（事故或检修时用）支线上的负荷按额定容量确定；干线上的负荷可不考虑。
3）反复短时工作制（运转时为反复周期地工作，每周期的接电时间不超过10分钟者）的电动机，按电动机暂载率为25%时的额定容量确定，当电动机铭牌上的额定容量不是25%的暂载率时，应按下式换算：ee een P P P εεε225== (2-2)式中 n P ——换算的额定容量，千瓦；eP ——与某一暂载率相应的电动机铭牌功率，千瓦； e ε——与eP 相对应的暂载率；25ε——换算的暂载率，既25%。
2.3.2 需用系数的含义以一组用电设备来分析需用系数d K值的含义。
设该组用电设备有n 台电动机，其额定总容量为Ne P（kw ）。
则当此用电设备组满载运行时需从电网接用容量。
ηNeNe P P =； KW （2-3）式中NeP ——用电设备从电网吸收容量，KW ；η ——n 台电动机的加权平均效率∑=+++=ni ninNn N N PP P P 12211......ηηηη （2-4）然而n 台电动机同时运行的可能性很小。
我们可以定义同时运行系数siK量全部电动机的总额定容的总和行的电动机的额定容量在最大负荷期间投入运=si K本次设计所需用席数按照参考质料均已记入表中 2.3.3 本系统的负荷计算计算负荷又称需要负荷或最大负荷。
计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间实际变动负荷所产生的最大热效应相等。
在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。
平均负荷为一段时间用电设备所消耗的电能与该段时间之比。
常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。
平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。
负荷计算的方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。
在确定了容量后可以按需用系数法计算负荷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，可以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：∑=n d ca P K P KW φtan ∑=n ca P Q KVA 22caca ca Q P S +=KVA)3(n ca ca U S I = A（2－5）式中ca P 、caQ 、caS ——该用电设备组的有功、无功、视在功率计算负荷；∑n P ——该用电设备组的设备总额定容量，KW nU ——额定电压，Vtan φ——功率因数角的正切值ca I ——该用电设备组的计算负荷电流，A dK ——需用系数多个用电设备组的计算负荷。
在配电干线上或矿井变电所低压母线上，常有多个用电设备组同时工作，但是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矿井变电所低压母线的计算负荷时，应再计入一个同时系数si K。
具体计算公式如下：∑=∑=mi i n di si ca P K K P 1)( i=1，2，3…….m∑=∑=mi i i n di si ca P K K Q 1)tan (φ22caca ca Q P S +=)3(n ca ca U S I = (2-6)式中caP 、caQ 、caS ——为配电干线或变电站低压母线有功、无功、视在功率计算负荷；siK ——同时系数m ——为配电干线或变电站低压母线上所接用电设备总数;n U ——该干线或低压母线上的额定电压，V caI ——该干线变电站低压母线上的计算负荷电流，Ad K ——需用系数 dK 、iφtan 、in P ∑——分别对应于某一用电设备组的需用系数、功率因数角的正切值、总设备容量。
2.3.4 原始资料表2-1 矿井原始数据Table 2-1 The original data of coal mine.专业.专注..专业.专注.2.4.1 计算负荷：根据所给原始资料计算过程如下； 地面高压：主井提升机：620.085.085.01cos cos 1tan 22=-=-=φφφ18009.02000p =⨯==n de ca p k.1116620.01800tan =⨯==φca ca P Q6.2117111618002222=+=+=caca ca Q p S副井提升机：620.085.085.01cos cos 1tan 22=-=-=φφφ.12808.01600=⨯==n de ca p k p6.793620.01280tan =⨯==φca ca P Q9.15056.7930.12802222=+=+=ca ca ca Q p S压风机：48.09.081.01cos cos 1tan 2=-=-=φφφ96012008.0=⨯==n de ca p k p8.46048.0960tan =⨯==φca ca P Q8.10648.4609602222=+=+=ca ca ca Q p S南风井： 328.095.09025.01cos cos 1tan 2=-=-=φφφ148893.01600=⨯==n de ca p k p 489328.01488tan =⨯==φca ca P Q3.156648914882222=+=+=ca ca ca Q p S北风井：328.095.09025.01cos cos 1tan 2=-=-=φφφ148893.01600=⨯==n de ca p k p 489328.01488tan =⨯==φca ca P Q3.156648914882222=+=+=ca ca ca Q p S地面低压:机修厂：169.165.065.01cos cos 1tan 22=-=-=φφφ2.3554.0888=⨯==n de ca p k p2.415169.12.355tan =⨯==φca ca P Q5.5462.4152.3552222=+=+=ca ca ca Q p S家属区：02.17.07.01cos cos 1tan 22=-=-=φφφ5.3675.0735=⨯==n de ca p k p9.37402.15.367tan =⨯==φca ca P Q.5259.3745.3672222=+=+=ca ca ca Q p S工业广场：821.0773.0773.01cos cos 1tan 22=-=-=φφφ5.1273678.06.1879=⨯==n de ca p k p 3.1044821.05.1273tan =⨯==φca ca P Q9.16463.10445.12732222=+=+=ca ca ca Q p S排矸系统：94.0727.0727.01cos cos 1tan 22=-=-=φφφ83065.01.1277=⨯==n de ca p k p 78472.0830tan =⨯==φca ca P Q7.11417848302222=+=+=ca ca ca Q p S洗煤厂： 75.08.064.01cos cos 1tan 2=-=-=φφφ4.18986.03164=⨯==n de ca p k p8.142375.04.1898tan =⨯==φca ca P Q.23738.14234.18982222=+=+=ca ca ca Q p S水源井：75.08.064.01cos cos 1tan 2=-=-=φφφ.1408.0175=⨯==n de ca p k p.10575.00.140tan =⨯==φca ca P Q.1750.1050.1402222=+=+=ca ca ca Q p S井下高压:主排水泵(大)： 62.085.085.01cos cos 1tan 22=-=-=φφφ5.318785.03750=⨯==n de ca p k p3.197662.05.3187tan =⨯==φca ca P Q.37503.19765.31872222=+=+=ca ca ca Q p S主排水泵(小)：62.085.085.01cos cos 1tan 22=-=-=φφφ.212585.02500=⨯==n de ca p k p5.131762.00.2125tan =⨯==φca ca P Q3.25005.13170.21252222=+=+=ca ca ca Q p S井下低压350变电所：02.17.07.01cos cos 1tan 22=-=-=φφφ2.5476.0912=⨯==n de ca p k p1.55802.12.547tan =⨯==φca ca P Q7.7811.5582.5472222=+=+=ca ca ca Q p S430变电所：02.17.07.01cos cos 1tan 22=-=-=φφφ.5436.0905=⨯==n de ca p k p9.55302.10.543tan =⨯==φca ca P Q7.7759.5530.5432222=+=+=ca ca ca Q p S520变电所：02.17.07.01cos cos 1tan 22=-=-=φφφ4.55762.0899=⨯==n de ca p k p5.56802.14.557tan =⨯==φca ca P Q3.7965.5684.5572222=+=+=ca ca ca Q p S井底车场：75.08.08.01cos cos 1tan 22=-=-=φφφ2.3856.0642=⨯==n de ca p k p9.28875.02.385tan =⨯==φca ca P Q5.4819.2882.3852222=+=+=ca ca ca Q p S2.4.2 全矿负荷统计a 、全矿高压负荷总计.将全矿各组高压计算负荷相加,即9.192252.38512801800=+++=∑ caPkw 8.127589.2886.7930.1116=+++=∑ caQkvarb 、全矿计算负荷.计算全矿6KV 侧总的计算负荷,应考虑各组间最大负荷的同时系数,取Ksp=0.9,Ksq=0.95,则31.173039.192259.0=⨯==∑∑ca sp P K P kw 86.121208.1275895.0=⨯==∑∑ca sq Q K Q kvar3.211269.121203.173032222=+=∑+∑=∑Q P S819.03.211263.17303cos ==∑∑=S P ANTϕ2.5 无功功率的补偿根据《全国供用电规则》的规定：高压供电的工业用户功率因数应该在0.90以上，所以当变电所的功率因数低于0.9时，应采取人工补偿措施，补偿后的功率因数应不低于0.95。