煤矿35KV变电站毕业设计目录1概述 (4)2负荷计算 (6)2.1负荷分级 (6)2.2矿井负荷计算 (7)2.3功率补偿 (11)3 主变器的选择 (13)3.1变压器台数的选择 (13)3.2 变压器选择计算 (13)4 电气主接线的设计 (15)4.1 电气主接线的设计原则和要求 (15)4.1.1电气主接线的设计原则 (15)4.1.2电气主接线设计的基本要求 (16)4.2变电所的主结线方式 (16)4.3本所主接线方案 (19)4.3.1方案比较： (19)5 短路电流计算 (22)5.1 短路电流计算的一般概述 (22)5.2 短路回路参数的计算 (23)5.2.1标么值 (24)5.2.2短路回路中各元件阻抗的计算 (24)5.3短路电流的计算过程 (26)6 电气设备的选择和校验 (29)6.1高压电器选择的一般原则 (29)6.2母线的选择 (31)6.2.1 35KV母线的选择 (31)6.2.2 6KV母线的选择 (31)6.3电气设备的选择 (31)6.3.1断路器的选择 (31)6.3.2高压隔离开关的选择 (33)6.3.3电流互感器的选择 (35)6.3.4电压互感器的选择 (36)6.2.5高压熔断器的选择 (37)6.2.6开关柜的选择 (38)7 变电所的平面布置 (40)7.1变电所位置确定原则 (40)7.2 配电室建筑要求 (40)7.3 控制室布置 (41)8 变电所的防雷保护及接地装置 (41)8.1直击雷过电压保护 (41)8.2 本设计中避雷针的选择 (42)8.3雷电侵入波的过电压保护 (43)8.4防雷接地 (44)9 继电保护 (44)9.1 概述 (44)9.1.1 变压器的瓦斯保护 (45)9.1.2变压器的过电流保护 (45)9.1.3变压器的差动保护 (45)结束语 (46)致谢 (47)参考书目 (48)1概述随着现代工业的发展，电能在工业中越来越显示其作用的巨大，而作为接受和分配电能的变电站所更是在工业企业占据十分重要的位置，因此，设计、分析和发展变电所是一项很重要的任务。

大型电力用户的供电系统，采用电源电压等级为35KV，经主变电所和车间变电所两级变压。

主变电所将35KV电压变为6—10KV电压，然后经配电线路引至各个车间变电所，车间变电所再将6—10KV电压变为220V/380V/660V的低电压供用电设备使用。

某些矿区环境和设备条件许可的大型电力用户也有采用所谓“高压深入负荷中心”的供电方式，即35KV的进线电压直接一次降为220V/380V/660V的的低压配电电压。

国民经济的不断发展对电力能源的需求也不断增大，致使变电所数量增加，电压等级提高，供电围扩大及输配电容量增大，采用传统的变电站一次及二次设备已经越来越难以满足变电站安全及经济运行，少人值班或者无人值班的要求。

随着变电所综合自动化技术的不断发展与进步，变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电所二次系统，继而实现“无人值班”变电所已成为电力系统新的发展方向和趋势。

本矿供电系统由两条35kv进线供电。

两条进线分别到室外两个35/6kv 主变压器，平常只用一台主变，另外一台备用。

矿井年产量：90万吨服务年限：80年两回35kV架空电源线路长度：1l=2l=4km；本所35KV电源母线最大运行方式下的系统电抗: Xx=0.23 (Sj=100MVA)；min本所35KV电源母线最小运行方式下的系统电抗: Xx=0.31 (Sj=100MVA)；max本所6KV母线上补偿后功率因数要求值：COS =0.9。

自然条件本矿位于平原地区1、年最热月平均温度为40℃。

2、冻土层厚度为0.55m，变电所土质为沙质粘土。

3、本矿主导风向为西北方向，最大风速为26m/s。

2负荷计算2.1负荷分级根据用电设备在工艺生产中的作用，以及供电中断对人身和设备安全的影响，电力负荷通常可分为三个等级：一级负荷：为中断供电将造成人身伤亡，或重大设备损坏难以修复带来极大的政治经济损失者。

一级负荷要求有两个独立电源供电。

本矿属于国有能源部门，其中断供电将有可能造成人员伤亡及重大经济损失，属于一级负荷。

二级负荷：为中断供电将造成设备局部破坏或生产流程紊乱且需较长时间才能恢复或大量产品报废，重要产品大量减产造成较大经济损失者。

二级负荷应由两回线路供电，但当两回线路有困难时（如边远地区）允许由一回架空线路供电。

三级负荷：不属于一级和二级负荷的一般电力负荷，三级负荷对供电无特殊要求，允许长时间停电，可用单回线路供电。

本矿属于比较重要的工业部门，其供配电采用两条进线，下设两个35kv的电力变压器。

2.2矿井负荷计算目前，负荷计算常用需用系数法、利用系数法和二项式法。

本设计采用需用系数法进行负荷计算，步骤如下：需用系数法：用设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。

这种方法比较简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。

(1)用电设备分组，并确定各组用电设备的总额定容量。

(2)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要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，在分别计算各用电设备组的计算负荷。

其计算公式为:∑=N x ca P K P （2-1） ϕtan ca ca P Q = （2-2）22ca ca ca Q P S += （2-3）)3(n ca ca U S I = （2-4）ca P 、ca Q 、ca S ——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；ϕtan ——功率因数角的正切值；nU ——额定电压；ca I ——该用电设备组的计算负荷电流； x K ——需要系数，根据资料查得。

(3)多组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，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∑K。

具体计算如下：∑=∑∑=mi i N xi ca P K K P 1)(i ＝1、2、3…，m （2-5）∑=∑∑=m i i N xi ca P K K Q 1)tan (ϕ （2-6）22ca ca ca Q P S += （2-7）)ca ca n I S = （2-8）式中P 、Q 、S ——为配电干线式变电站低压母线的有功、无功、视在计算负荷；∑K ——同时系数； caI ——该干线变电站低压母线上的计算负荷电流; nU ——该干线或低压母线上的额定电压;m ——该配电干线或变电站低压母线上所接用电设备组总数；i N x P K ∑、、ϕtan ——用电设备组的需要系数、功率因数角正切值、总设备容量；(4)负荷计算过程采用需用系数法确定计算负荷，方法简便，使用广泛，为目前确定变电所负荷的主要方法。

需用系数法负荷计算的步骤从负荷开始逐级上推，到电源进线为止。

表2-1本矿变电所用电负荷从表2-1中知本矿变电所的最续负荷为9640KW ，无功负荷为4842KVar. 计算有功负荷时的x K 值相应取0.85，计算无功负荷时的x K 值相应取0.95。

即6KV 母线计算负荷：6KV P =9640x0.85=8194（KW ），6KV Q =4842x0.95=4600（Kvar ）。

(1)提升机计算负荷e P =1200kw X K =0.89 cos ϕ=0.83tan ϕ=tan(art cos ϕ)=0.6710P =X K ·e P =0.89×1200=1068kw 10Q =10P ·tan ϕ=1068×0.67=715.56kva10S =10P ／cos ϕ=10I =10S N U =1287kva/1.732×6000=123.8A(2)抽风机计算负荷e P =800kw X K =0.90 cos ϕ=0.87tan ϕ=tan(art cos ϕ)=0.5720P =X K ·e P =0.90×800=720kw 20Q =20P ·tan ϕ=720×0.57=410kva20S =20P ／cos ϕ=20I =20S N U =828/1.732×6000=80A(3)压风机计算负荷e P =600kw X K =0.88 cos ϕ=0.86tan ϕ=tan(art cos ϕ)=0.5930P =X K ·e P =0.88×600=528kw 30Q =30P ·tan ϕ=528×0.59=311.52kva30S =30P ／cos ϕ=30I =30S N U =614/1.732×6000=59A(4)机修厂计算负荷e P =350kw X K =0.60 cos ϕ=0.72tan ϕ=tan(art cos ϕ)=0.9640P =X K ·e P =0.60×350=210kw 40Q =40P ·tan ϕ=210×0.96=201.6kva40S =40P ／cos ϕ40I =40S N U =292/1.732×6000=28A(5)地面低压计算负荷e P =480kw X K =0.72 cos ϕ=0.76tan ϕ=tan(art cos ϕ)=0.8650P =X K ·e P =0.72×480=345.6kw 50Q =50P ·tan ϕ=345.6×0.86=297.2kva50S =50P ／cos ϕ50I =50S N U =455/1.732×6000=43.8A(6)洗煤厂计算负荷e P =1500kw X K =0.75 cos ϕ=0.83tan ϕ=tan(art cos ϕ)=0.6760P =X K ·e P =0.75×1500=1125kw 60Q =60P ·tan ϕ=1125×0.67=753.75kva60S =60P ／cos ϕ60I =60S N U =1355/1.732×6000=130.4A(7)工人村计算负荷e P =420kw X K =0.75 cos ϕ=0.85tan ϕ=tan(art cos ϕ)=0.6270P =X K ·e P =0.75×420=315kw 70Q =70P ·tan ϕ=315×0.62=.3kva70S =70P ／cos ϕ70I =70S N U =370.6/1.732×6000=35.7A(8)排水泵计算负荷e P =2240kw X K =0.89 cos ϕ=0.85tan ϕ=tan(art cos ϕ)=0.6280P =X K ·e P =0.89×2240=1993.6kw 80Q = 80P ·tan ϕ=1993.6×0.62=1236kva80S = 80P ／cos ϕ80I = 80S N U =2345.4/1.732×6000=225.7A(9)井下低压计算负荷e P =1250kw X K =0.74 cos ϕ=0.79tan ϕ=tan(art cos ϕ)=0.7890P =X K ·e P =0.74×1250=925kw90Q =90P ·tan ϕ=925×0.78=721.5kva90S =90P ／cos ϕ90I =90S N U =1170.9/1.732×6000=112.7A根据变压器损耗公式：△P=0.026KV P △Q=0.16KV Q则有:△P=.88(KW) △Q=460(KVar)考虑变压器损耗后全变电所计算负荷，即35KV 母线处计算负荷：35KV P =8194+.88=8357.88(KW)35KV Q =4600+460=5060(Kva)35KV S =9770.25(Kva)则自然功率因数：COS α=8357.88/9770.25=0.8552.3功率补偿在工业企业供电系统中，由于绝大多数用电设备均属于感性负荷，这些用电设备在运行时除了从供电系统取用有功功率P 外，还取用相当数量的无功功率Q 。