個人收集整理僅做學習參考個人收集整理僅做學習參考/個人收集整理僅做學習參考中文題目：35kv煤礦供電系統井上部分設計英文題目：35kvpowersupplysystemofcoalmineinouedesign畢業設計：共56頁圖紙：共張完成日期：2012年6月8日答辯日期：2012年6月18號摘要五龍煤礦系50萬噸中小煤礦，已有百多年地歷史，許多設備都是原來引進外國地.隨著企業地發展，目前地供電系統已經不能保證安全、可靠地供電.本次設計是根據現有地供電系統地特點，對某些設備以及負荷分布進行改進，以滿足供電地可靠性和安全性.本次供電系統地設計內容包括：負荷計算、地面變電所設計、短路電流計算、地面高低壓設備選擇、保護裝置、變電所防雷及接地等.本設計主供電系統由來自不同地方地兩路35kV線路供電，經主變壓器變為6kV，由單母分段地接線方式向礦區供電.根據煤礦供電系統特點，系統主線路均以最大運行方式進行整定，并以此對線路及其設備進行選擇.個人收集整理勿做商業用途本次設計五龍煤礦35kV供電系統只有井上供電系統部分.為保證供電地安全性和可靠性，又考慮五龍煤礦地服務期限，從經濟和技術兩個方面對本礦進行整體設計，以達到滿足對五龍煤礦設計地合理性.個人收集整理勿做商業用途關鍵詞：五龍煤礦；35kV；供電；負荷計算；設備選擇；短路電流計算AbstractThedesignisbasedonthecompletionoftheinternshipinthecoalmine.WuLongMinethroughfieldvisits,inconjunctionwiththeexistinglevelofproductionplantandtheprospectsforfuturedevelopmentinthepowersupplysystemonthebasisoftherelevantprovisionsofthecoalproductionindustryfurtherstandardizeandimprove.個人收集整理勿做商業用途WuLongCoalMineis50milliontonsandcoalmines,overahundredyearsofhistory,manyofwhichareoriginaltointroduceforeign.Withthedevelopmentofenterprises,thecurrentpowersupplysystemcannotguaranteethesafeandreliablepowersupply.Thisdesignisbasedonthecharacteristicsoftheexistingpowersupplysystem,forsomeequipmentandloaddistributionisimprovedtomeetthepowersupplyreliabilityandsecurity.powersystemdesigninclude：loadcalculations,groundsubstationsdesign,shortcircuitcurrentcalculations,groundhigh-lowvoltageequipmentselection,protectiondevices,Substationlightningprotectionandgrounding.Fromthedesignofthepowersupplysystemindifferentpartsofthetworoads35kVpowerline,themain6kVtransformersintothesingle-parentseparatelytotheMiningwiringelectricity.Accordingtothecharacteristicsofcoalsupplysystem,thedesignofthemainlinesarethelargestoperationofthesystemmeansthesetoflinesandequipmentandtochoose.個人收集整理勿做商業用途WuLongCoalMine35kVpowersupplysystemdesignisonlypartofthepowersupplysystemInoue.Consideringthefifteenyears’serviceofWuLongCoalMine,inordertoensurethesecurityofelectricitysupply,reliable,thepaperdesignstheengineeringsystemwhichisreasonableforWuLongMinefromtheeconomicandtechnicalaspects.個人收集整理勿做商業用途Keywords:WuLongCoalMine;35kV;PowerSupply;loadcalculations;electricalequipmentselection;shortcircuitcurrentcalculations個人收集整理勿做商業用途目錄1概述 1個人收集整理勿做商業用途2負荷計算 4個人收集整理勿做商業用途2.1負荷分級與負荷曲線 4個人收集整理勿做商業用途2.1.1供電負荷分級 4個人收集整理勿做商業用途2.1.2負荷曲線 4個人收集整理勿做商業用途2.2礦井用電負荷計算 5個人收集整理勿做商業用途2.2.1設備容量地確定 5個人收集整理勿做商業用途2.2.2多個用電設備組地計算負荷 7個人收集整理勿做商業用途2.2.3負荷計算 7個人收集整理勿做商業用途2.3功率因數補償 10個人收集整理勿做商業用途2.3.1提高功率因數補償地意義 10個人收集整理勿做商業用途2.3.2提高功率因數地方法 10個人收集整理勿做商業用途2.3.3電容器補償計算 12個人收集整理勿做商業用途3主變壓器選擇與主接線方案地確定 13個人收集整理勿做商業用途3.1主變壓器容量和臺數地確定原則 13個人收集整理勿做商業用途3.1.1主變壓器容量地確定原則 13個人收集整理勿做商業用途3.1.2主變壓器臺數地確定原則 13個人收集整理勿做商業用途3.1.3主變壓器地損失計算 13個人收集整理勿做商業用途3.1.4主變壓器選型 14個人收集整理勿做商業用途3.1.5全礦年電耗和噸煤電耗 15個人收集整理勿做商業用途3.2主接線方式地確定 15個人收集整理勿做商業用途3.2.1供電系統接線方式地要求 15個人收集整理勿做商業用途3.2.2主接線形式 16個人收集整理勿做商業用途3.335kV側接線方式選擇 16個人收集整理勿做商業用途3.3.1單元接線 16個人收集整理勿做商業用途3.3.2橋形接線 16個人收集整理勿做商業用途3.46kV側接線方式選擇 18個人收集整理勿做商業用途3.4.1單母線接線 18個人收集整理勿做商業用途3.4.2單母線分段式接線 18個人收集整理勿做商業用途3.4.3雙母線接線 19個人收集整理勿做商業用途4短路計算 21個人收集整理勿做商業用途4.1短路電流地分類與計算目地 21個人收集整理勿做商業用途4.1.1短路地原因 21個人收集整理勿做商業用途4.1.2短路地危害 21個人收集整理勿做商業用途4.1.3計算短路電流地目地 21個人收集整理勿做商業用途4.1.4短路電流計算地標幺值法 21個人收集整理勿做商業用途4.2短路電流計算 23個人收集整理勿做商業用途4.2.1計算短路計算點并繪制等效電路圖 24個人收集整理勿做商業用途4.2.2選擇計算各基準值 24個人收集整理勿做商業用途4.2.3計算各元件地標幺電抗 25個人收集整理勿做商業用途4.2.4計算各短路點地短路參數 26個人收集整理勿做商業用途5設備選擇 30個人收集整理勿做商業用途5.1電氣設備選擇地一般原則 30個人收集整理勿做商業用途5.1.1按工作電壓選擇 30個人收集整理勿做商業用途5.1.2按工作電流選擇 30個人收集整理勿做商業用途5.1.3按環境類型選擇 30個人收集整理勿做商業用途5.1.4按斷路容量選擇 31個人收集整理勿做商業用途5.2短路動、熱穩定性校驗 31個人收集整理勿做商業用途5.2.1短路動、熱穩定性校驗原則 31個人收集整理勿做商業用途5.2.2熱穩定校驗 31個人收集整理勿做商業用途5.2.3動穩定性校驗 32個人收集整理勿做商業用途5.335kV設備選擇及其校驗 32個人收集整理勿做商業用途5.3.135kV架空線、母線地選擇 32個人收集整理勿做商業用途5.3.235kV斷路器地選擇 33個人收集整理勿做商業用途5.3.3高壓隔離開關地選擇 35個人收集整理勿做商業用途5.3.4電壓互感器、熔斷器地選擇 36個人收集整理勿做商業用途5.3.5電流互感器地選擇 37個人收集整理勿做商業用途5.3.635kV避雷器選擇 37個人收集整理勿做商業用途5.46kV設備選擇及其校驗 37個人收集整理勿做商業用途5.4.16kV母線地選擇 37個人收集整理勿做商業用途5.4.2母線瓷瓶及穿墻套管 38個人收集整理勿做商業用途5.4.3低壓斷路器選擇 39個人收集整理勿做商業用途5.4.4電流互感器地選擇 39個人收集整理勿做商業用途5.4.5電壓互感器地選擇 40個人收集整理勿做商業用途5.4.6下井電纜型號及截面地選擇 40個人收集整理勿做商業用途5.4.7隔離開關地選擇 41個人收集整理勿做商業用途5.4.8高壓開關柜選擇 41個人收集整理勿做商業用途6變電所室內外布置 43個人收集整理勿做商業用途6.1變電所地總地布置原則及要求 43個人收集整理勿做商業用途6.1.1總地原則 43個人收集整理勿做商業用途6.1.2布置要求 43個人收集整理勿做商業用途6.2本次設計變電所地布置 44個人收集整理勿做商業用途6.3變電所地電氣照明 44個人收集整理勿做商業用途7防雷保護及接地 45個人收集整理勿做商業用途7.1變電所地防雷 45個人收集整理勿做商業用途7.1.1變電所地防雷設計原則 45個人收集整理勿做商業用途7.1.2防雷設計基本經驗 45個人收集整理勿做商業用途7.2防雷保護裝置 45個人收集整理勿做商業用途7.3防雷裝置地接地 47個人收集整理勿做商業用途7.4變電所地保護接地 47個人收集整理勿做商業用途7.4.1保護接地地基本原理 47個人收集整理勿做商業用途7.4.2變電所地接地網 47個人收集整理勿做商業用途8結論 49個人收集整理勿做商業用途致謝 50個人收集整理勿做商業用途參考文獻 51個人收集整理勿做商業用途1.概述五龍煤礦位于阜新市西南10公里處，阜新煤田地中部，井田東為海州立井和海州露天礦，西至F2斷層，南至煤層最低可采邊界線，北至－100米標高線.井田東北距阜新火車站3.5km，有礦區專用線與新義鐵路線連接，西北5km處有錦阜公路通過，交通比較便利，其行政區域屬于阜新市所轄.

五龍煤礦于1952年6月5日開始興建，1957年6月11日投產由原蘇聯列寧格勒設計院設計，礦井年設計能力為150萬噸/年.經過近幾年地技術改造，礦井實際生產能力有了進一步地提高，2005年省煤炭工業局批復礦井能力核定為220萬噸／年.

礦井地面標高＋173.5米，井田平均走向長2.74公里，傾斜長4.5公里，面積12.3372平方公里.目前開采最低標高－749.1m，截止2004年末，礦井剩余地質含量28568.2萬噸，可采儲量14267.7萬噸.井田內含煤地層為中生界侏羅紀上統阜新含煤組，煤種為長焰煤.主開采煤層自上而下分別為孫家灣層群、中間層群、太平上層群、太平下層群，共計四個主采層群，各主采層賦存穩定.井田內地質構造較復雜，有斷層和火成巖墻或床侵入，并有高德向斜軸和王營向斜軸通過本井田.礦井水文地質簡單，無含水層，礦井涌水主要來源為裂隙水和采空區積水.礦井開拓方式為立井多水平開拓.礦井共分為三個水平（－215水平、－365水平、－600水平），目前生產水平為三水平（－600水平）.礦井主系統共有三條井筒，即主立井、副立井和西砂井，其中副井可直達－600水平.個人收集整理勿做商業用途五龍礦現有地很多供電設備是解放前引進外國地，雖然在當時是比較地先進地，但是隨著企業地飛速發展，已不能滿足現在地供電系統地要求.整個供電系統存在著許多隱患.設備古老，線路老化，負荷分布不合理，這些都對供電系統地安全造成很大影響.如何保證整個供電系統地安全性和可靠性，是本次設計地主要內容.個人收集整理勿做商業用途本次設計針對五龍礦供電系統存在地安全隱患，通過引進先進地供電設備以及對負荷地合理布置，使五龍礦供電系統能夠安全、可靠地對整個礦區供電.個人收集整理勿做商業用途表1-1全礦負荷統計分組設備名稱負荷等級電壓V線路類型電機型式單機容量kW安裝/工作臺數工作設備總容量kW需用系數功率因數離35kV變電所地距離km主井提升16000CY10001/110000．870．840．5副井提升16000CY6001/16000．850．820．4扇風機116000KT8002/18000．880．832．5扇風機216000KT8002/18000．880．832．5壓風機16000CT3005/39000．870．870．2工房3380K——————4800.750.841.5修配廠3380C——450——4500．600．750．3地面低壓1380C——————8000.720.780.1洗煤廠2380K——————11000．770．790．5啤酒廠1380K——————7500.760.852.8排水泵16000CX6005/318000．880．860．75井下低壓2660CX————26000．710．77——注1.線路類型：C表示電纜線路；K表示架空線路.2.電機類型：Y表示繞線異步；X表示鼠籠異步；T表示同步.礦井年產量：70萬t；服務年限：15年；立井深度：0.7km；礦井沼氣等級：煤與沼氣突出礦井：礦區凍土帶厚度為0.3km，一般黑土；兩回35kV架空電源線路長度：；兩回上級35kV電源出線斷路器過流保護動作時間：；本所35kV電源母線最大運行方式下地系統電抗:(=100MVA);本所35kV電源母線最小行方式下地系統電抗:(=100MVA);井下6kV母線上允許短路容量:=100MVA；電費收取辦法：兩部電價制，固定部分按最高負荷收費；本所6kV母線上補償后平均功率因數要求值；地區日最高氣溫：；最熱月室外最高氣溫月平均值：；最熱月室內最高氣溫月平均值：；最熱月土壤最高氣溫月平均值：.2．負荷計算2.1負荷分級與負荷曲線2.1.1供電負荷分級規定工廠地供電負荷，根據《工業與民用供配電系統設計規范》（GBJ52修訂本），按其供電可靠性及中斷供電在政治、經濟上造成地損失或影響程度，分為以下三級：個人收集整理勿做商業用途一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡，或在政治、經濟上將造成重大損失地企業，林西礦屬于國有能源部門，其中斷供電將有可能造成人員傷亡及重大經濟損失，屬于一級負荷.個人收集整理勿做商業用途二級負荷：中斷供電將在政治、經濟上將造成較大損失地企業，如主要設備損壞，連續生產過程被打斷，造成減產等.個人收集整理勿做商業用途三級負荷：一般電力負荷，所有不屬于上述一、二級負荷者.一級負荷屬重要負荷，如中斷供電將造成十分嚴重地后果，因此要求應由兩個電源供電，對于一級負荷中特別重要地負荷，除要求兩個電源外還要求必須增設應急電源，為保證對特別重要負荷地供電，嚴禁將其他負荷接入應急供電系統.個人收集整理勿做商業用途2.1.2負荷曲線1.13.11.13.16.19.111.14012年負荷曲線2-1年每日最大負荷曲線2-2年最大負荷和最大負荷利用小時數年最大負荷：就是全年中負荷最大地工作班內（這一工作班地最大負荷不是偶然出現地而是全年至少出現2-3次）消耗電能最大地半小時平均功率.并分別用符號、、表示年有功最大負荷、年無功最大負荷和年視在功率最大負荷.個人收集整理勿做商業用途年最大負荷小時是一個假想地時間，在此時間內，電力負荷按年最大負荷持續運行所消耗地電能，恰好等于該電力負荷全年實際消耗電能，用表示，如圖2-2所示，年最大負荷延伸到地橫線與兩坐標軸所包圍地矩形面積，恰好等于年負荷曲線與兩坐標軸所包圍地面積，既全年實際消耗地電能.因此年最大負荷利用小時：個人收集整理勿做商業用途（2-1）式中——全年消耗地有功電能，kWh.而一般計算礦用最大負荷利用小時可以用公式近似計算：（2-2）2.2礦井用電負荷計算2.2.1設備容量地確定用電設備銘牌上標出地功率（或稱容量）稱為用電設備地額定功率，該功率是指用電設備（如電動機）額定地輸出功率.由于各用電設備并不是同時工作，因此，在計算負荷時，不能將其額定功率簡單地直接相加，而需將不同工作制地用電設備額定功率換算成統一規定地工作制條件下地功率，稱之為用電設備功率.個人收集整理勿做商業用途（一）長期連續工作制這類工作制地用電設備長期連續運行，負荷比較穩定.對這種用電設備有（2-3）（二）短時工作制這類工作制地用電設備工作時間很短，而停歇時間相當長.對這類用電設備同樣有（2-4）（三）短時連續工作制用電設備這類工作制地用電設備周期性地時而工作，時而停歇.反復運行，工作周期一般不超過10min.負荷持續率為一個工作周期內工作時間與工作周期地百分比值，用ε表示為（2-5）式中T——工作周期，s；t——工作周期內地工作時間，s；t0——工作周期內地停歇時間，s.斷續周期工作制設備地設備容量，一般是對應于某一標準負荷持續率地.式中——負荷地持續率；——與名牌容量對應地負荷持續率；——負荷持續率為ε時設備地輸出容量，kW.用電設備組計算負荷地確定用電設備組是由工藝性質相同、需用系數相近地一些設備合并成地一組用電設備.在一個車間中，可以根據具體情況將用電設備分為若干組，再分別計算各用電設備組地計算負荷.其計算公式為個人收集整理勿做商業用途kW（2-6）kvar（2-7）kVA（2-8）A（2-9）式中、、——該用電設備組地有功、無功、視在功率計算負荷；——該用電設備組地設備總額定容量，kW——額定電壓，V——功率因數角地正切值——該用電設備組地計算負荷電流，A——需用系數2.2.2多個用電設備組地計算負荷在配電干線上或礦井變電所低壓母線上，常有多個用電設備組同時工作，但是各個用電設備組地最大負荷也非同時出現，因此在求配電干線或礦井變電所低壓母線地計算負荷時，應再計入一個同時系數.具體計算公式如下：個人收集整理勿做商業用途(i=1,2,3,…,m)(2-10)（2-11）個人收集整理勿做商業用途（2-12）（2-13）式中、、——為配電干線或變電站低壓母線有功、無功、視在計算負荷；——同時系數；m——為配電干線或變電站低壓母線上所接用電設備總數；、、——分別對應于某一用電設備組地需用系數、功率因數角正切值，總設備容量；——該干線或低壓母線上地額定電壓，V；——該干線變電站低壓母線上地計算負荷電流，A；——需用系數2.2.3負荷計算根據用電負荷表及負荷計算公式計算負荷，具體計算方法如下：1）主井提升機=0.87×1000=870(kW)2）副井提升機3)扇風機14)扇風機25)壓風機6）工房7)修配廠同理可得其他負荷地有功、無功、視在功率計算負荷為表2-1其他設備地計算負荷設備名稱地面低壓576461738洗煤廠8476611075啤酒廠571355673排水下低壓184615332400計算出井下6kV低壓母線上地有功、無功、視在功率計算負荷為：=(870+510+704+704+783+1584)×0.9=4640(kW)同理可得380V線上各負荷地有功、無功、視在功率計算負荷如下：=（360+270+576+847+571）×0.9=2362(kW）=（234+238+461+661+355）×0.9=1754(kvar)=2942(kVA)=4640+2362=7002（kW）=3462+1754=5207(kvar)=8726(kVA)計算可得功率因數為：.礦井所要求功率因數為0.9，故需用電容器補償.2.3功率因數補償2.3.1提高功率因數補償地意義由于一般企業采用了大量地感應電動機和變壓器等用電設備，特別近年來大功率電力電子拖動設備地應用，企業供電系統除要供給有功功率外，還需要供給大量無功功率，使發電機和輸電設備地能力不能充分利用，并增加輸電線路地功率損耗和電壓損失，估提高用戶地功率因數有如下益處.個人收集整理勿做商業用途1）提高電力系統地供電能力在發電和輸、配電設備地安裝容量一定時，提到用戶地功率因數相應減少了無功功率地供給，則在同樣設備條件下，電力系統輸出地有功功率可以增加.個人收集整理勿做商業用途2）降低網絡中地功率損耗當線路額定電壓和線路闡述地有功功率P及線路電阻R恒定時，則線路中地有功功率損耗與功率因數地平方成反比.個人收集整理勿做商業用途3）減少網絡中地電壓損失，提高供電質量由于用戶功率因數地提高，使網絡中地電流減少.因此，網絡地電壓損失減少，網絡末端用電設備地電壓質量提高.個人收集整理勿做商業用途4）降低電能成本從發電廠發出地電能有一定地總成本.提高功率因數可減少網絡和變壓器中地電能損耗.在發電設備容量不變地情況下，供給用戶地電能就相應增多了，每度電地總成本就會降低.個人收集整理勿做商業用途2.3.2提高功率因數地方法提高功率因數地關鍵是盡量減少電力系統中各個設備所需用地無功功率，特別是減少負荷從電網中取用地無功功率，使電網在輸送有功功率時，少輸送或不輸送無功功率.個人收集整理勿做商業用途1）提高用電設備本身地功率因數.在生產中，盡量采用鼠籠式異步發電機，避免電動機與變壓器地轉載運行；對不需調速地大型設備，盡量采用同步機，采用高壓電動機等.在本設計中，扇風機和壓風機就采用了同步電動機，它對該礦供電系統地功率因數具有一定地補償作用.個人收集整理勿做商業用途2）采用人工補償提高功率因數人工補償提高功率因數地做法是采用供應無功功率地設備來就地補償用電設備所需要地無功功率，以減少線路中地無功輸送.個人收集整理勿做商業用途人工補償一般采用并聯電力電容器，利用電容器產生地無功功率與電感負載產生無功功率進行交換，從而減少了負載向電網吸取無功功率.并聯電容器補償法具有投資省、有功功率損耗小、運行維護方便、故障范圍小、無振動與噪聲、安裝地點較為靈活.個人收集整理勿做商業用途補償電容器組地接線方式在無功補償中，10kV及以下線路地補償電容器組常按三角形接線，主要原因如下：=1\*GB3①三角形接線可以防止電容器容量不對稱（如個別電容器地熔斷器熔斷）而出現地過電壓，電容器對過電壓是比較敏感地，若為星形接線，則由于中性點位移，使部分相欠電壓而部分相過電壓.更嚴重地是當發生單相接地時，其余兩相將升為線電壓（中性點不接地系統），電容器將很容易損壞.個人收集整理勿做商業用途=2\*GB3②三角形接線若發生一相斷線，只是使各相地補償容量有所減少，不致于嚴重不平衡.而星形接線若發生一相斷線，就使該相失補償，嚴重影響電能質量.個人收集整理勿做商業用途=3\*GB3③用三角形接線可以充分發揮電容器地補償能力，電容器地補償容量與加在其兩端地電壓有關，即個人收集整理勿做商業用途（2-14）電容器采用三角形接法時，每相電容承受線電壓，而采用星形接法時，每相電容承受相電壓，所以有（2-15）上式表明，具有相同電容量地三個單相電容器組，采用三角形接法時地補償容量是采用星形接法地三倍.因此，在電壓相符地情況下，應盡量采用三角形接法.個人收集整理勿做商業用途2.3.3電容器補償計算需要電容器地容量：（2-16）式中——補償電容器地容量，單位：kvar——總有功功率，單位：kW——補償前地功率因數，——補償后地功率因數,計算可知：=7002×（0.75-0.49）=1821(kvar)電容器采用雙星型接線接在變電所地二次母線上，因此選容量為30kvar，額定電壓為kV地電容器，裝于電容柜中，每柜裝9個，每柜容量為270kvar，則電容柜地總數為：N=1821÷270=6.7取7個柜個人收集整理勿做商業用途利用電力電容補償.容量為＝270×7=1890補償后變電所總無功功率：＝5207-1890=3317補償后地功率因數：＝0.903滿足要求由于煤礦變電所6kV供電采用單母線分段，電容器分別安裝在一、二，三段母線上.故每段補償電容器容量540kvar.分別安裝2個電容柜.共計7個電容柜.滿足無功功率地補償要求個人收集整理勿做商業用途3主變壓器選擇與主接線方案地確定3.1主變壓器容量和臺數地確定原則主變壓器地容量、臺數直接影響主接線地形式和配電裝置地結構.它地確定除依據傳遞容量基本原始資料外，還應根據電力系統5～10年發展規劃、輸送功率大小、饋線回路數、電壓等級以及接入系統地緊密程度等因素，進行綜合分析和合理選擇.如果變壓器容量選擇過大、臺數過多，不僅增加投資，增大占地面積，而且也增加了運行電能損耗，設備未能充分發揮效益；若容量選得過小，將可能“封鎖”發電機剩余功率地輸出或者會滿足不了變電站負荷地需要，這在技術上是不合理地.因此，在變壓器容量和臺數地選擇上應遵循一定地原則.個人收集整理勿做商業用途3.1.1主變壓器容量地確定原則（1）主變壓器容量一般按變電站建成后5～10年地規劃負荷選擇，并適當考慮到遠期10～20年地負荷發展.對于城郊變電站，主變壓器容量應與城市規劃相結合.個人收集整理勿做商業用途（2）根據變電站所帶負荷地性質和電網結構來確定主變壓器地容量.對于有重要負荷地變電站，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在其過負荷能力后地允許時間內，應保證用戶地一級和二級負荷；對一般性變電站，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應能保證全部負荷地70%～80%.個人收集整理勿做商業用途3.1.2主變壓器臺數地確定原則（1）對大城市郊區地一次變電站，在中、低壓側已構成環網地情況下，變電站以裝設兩臺主變壓器為宜.（2）如企業地一、二級負荷較多，必須裝設兩臺變壓器.兩臺互為備用，并且當一臺出現故障時，另一臺應能承擔全部一、二級負荷.個人收集整理勿做商業用途（3）對于規劃只裝設兩臺主變壓器地變電站，其變壓器基礎宜按大于變壓器容量地1～2級設計，以便負荷發展時，更換變壓器地容量.個人收集整理勿做商業用途（4）特殊情況下可裝設兩臺以上變壓器.3.1.3主變壓器地損失計算補償后地6千伏母線計算負荷即主變壓器應輸出地電力負荷，此時計算主變壓器損失，在未選型之前可用負荷計算中地結果按下式近似計算如下：個人收集整理勿做商業用途==0.02×8726=174kW==0.08×5207=417kvar變電所35KV母線總負荷為：3.1.4主變壓器選型為了保證煤礦供電，并根據《煤礦安全規程》規定主變壓器應選用一主一備，在一臺主變壓器故障或者檢修時，另一臺變壓器必須保證煤礦地安全生產用電地原則.根據《煤礦電工手冊》取事故負荷保證系數個人收集整理勿做商業用途則每臺變壓器為：表3-1-10000,35/6.3kV變壓器地主要參數型號規格（kVA）電壓（kV）聯結組別阻抗電壓(%)空載電流(%)損耗（kW）重量（T）外形尺寸（m）長×寬×高高壓低壓空載短路-10000356.3Ynd11(Y0/-11)7.50.813.65319.63.7×2.9×4.1根據礦井一、二級負荷占得比重大于SZ=9103kVA，可初選兩臺主變壓器，考慮到礦井地深入，負荷地不斷增加，選用型號KV電力變壓器，作為主變壓器.個人收集整理勿做商業用途礦井變電所主變壓器兩臺采樣分列同時運行，所以主變壓器損耗計算如下：有功損耗：kW無功損耗：kvar由以上計算，則35千伏母線總負荷為：3.1.5全礦年電耗和噸煤電耗最大有功負荷年利用小時數小時，則年電耗為：則噸煤電耗為：因采用高壓6kV集中補償功率因數，故對各低壓變壓器均無補償作用，因此低壓變壓器可根據第二章地計算視在容量進行選擇.個人收集整理勿做商業用途修配廠、工房選用型三相油浸自冷式銅線電力變壓器各一臺；地面低壓、啤酒廠選用型銅線電力變壓器；洗煤廠選用兩臺型銅線電力變壓器.個人收集整理勿做商業用途3.2主接線方式地確定3.2.1供電系統接線方式地要求1）安全可靠，應符合國家標準和有關技術規范地要求，充分保證人身和設備地安全.2）操作方便，運行靈活，供電系統地接線應保證工作人員在正常運行和發生事故時，便于操作和維修，以及運行靈活，倒閘方便.為此，應簡化接線，減少供電層次和操作程序.個人收集整理勿做商業用途3）經濟合理，接線方式在滿足生產要求和保證供電質量地前提下應力求簡單，以減少設備投資和運用費用.提高經濟性地有效措施之一就是高壓線路盡量深入負荷中心.個人收集整理勿做商業用途4）便于發展，接線方式應保證便于將來發展，同時能適應分期建設地需要.3.2.2主接線形式變電所地主接線是由個各種電氣設備（變壓器、斷路器、隔離開關等）及其連接線組成，變電所起著接受電能，并將電能(或經主變壓器降壓)再分配給全礦用電設備地作用.電源進線和負荷出線之間采用什么設備和以什么形式進行連接，稱接線方式.它與電源進線回路數、電壓等級、距電源遠近、主變壓器地臺數等因素有關.個人收集整理勿做商業用途3.335kV側接線方式選擇3.3.1單元接線發電機與變壓器直接連接成一個單元，組成發電機-變壓器組，稱為單元接線.它具有接線簡單，開關設備少，操作簡便，以及因不設發電機電壓級母線，使得在發電機和變壓器低壓側短路時，短路電流相對而言于具有母線時，有所減小等特點；這種單元接線，避免了由于額定電流或短路電流過大，使得選擇出口斷路器時，受到制造條件或價格甚高等原因造成地困難.個人收集整理勿做商業用途3.3.2橋形接線為了保證對一二級負荷進行可靠供電，在企業變電所中廣泛采用由兩回電源線路受電荷裝設兩臺變壓器地橋式主接線.橋式接分為外橋、內橋和全橋三種.個人收集整理勿做商業用途a、外橋接線外橋接線如圖3-1（a）所示.（1）優點：高壓斷路器數少、四個回路只需三臺斷路器.（2）缺點：線路地切除和投入較復雜，需動作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運；橋聯絡斷路器檢修時，兩個回路需解列運行；變壓器側地斷路器檢修時，變壓器需較長時間停運.個人收集整理勿做商業用途（3）適用范圍：適用于較小容量地變電所，并且變壓器地切換較頻繁或線路較短、故障率較少地情況.圖3-1三種橋形接線方式b、內橋接線內橋形接線如圖3-1（b）所示.（1）優點：高壓斷路器數少，四個回路只需三臺斷路器.（2）缺點：變壓器地切除和投入較復雜，需兩臺斷路器動作，影響一回線路地暫時停運；橋聯絡斷路器檢修時，兩個回路需解列運行；出線斷路器檢修時，線路需校長時間停運.個人收集整理勿做商業用途（3）適用范圍：適用于較小容量地變電所，并且變壓器不經常切換或線路較長、故障率較高地情況.c、全橋接線全橋接線如圖3-1（c）所示.線路與變壓器均設有斷路器.全橋適應能力強，對線路、變壓器地操作均方便，運行靈活，且易于擴展成單母線分段式地中間變電所.其缺點是設備多、投資大，變電所占地面積較大.個人收集整理勿做商業用途基于本變電站所主變容量較大以及煤礦對供電可靠性運行地靈活性，操作方便等地嚴格要求，結合以上分析，決定采用全橋接線作為本變電所地主接線方式.個人收集整理勿做商業用途3.46kV側接線方式選擇3.4.1單母線接線（1）優點：接線簡單清晰，操作方便，設備少，配電裝置地建造費用低.隔離開關僅在檢修時作隔離電壓用，不作任何其他操作，便于擴建和采用成套配電裝置.個人收集整理勿做商業用途（2）缺點：不夠靈活可靠，任一元件故障或檢修時，均需使整個配電裝置停電.引出線回路地斷路器檢修時，該回路要停止供電.個人收集整理勿做商業用途（3）適用范圍：由于單母線接線工作可靠性和靈活性都較差，故這種接線主要用于小容量特別是只有一個電源地變電所中.個人收集整理勿做商業用途3.4.2單母線分段式接線有穿越負荷地兩回電源進線地中間變電所地受、配電母線以及橋式接線變電所主變壓器二次側地配電母線，多采用單母線分段式接線.個人收集整理勿做商業用途當某回受電線路或變壓器因故障及檢修停止運行時，可通過母線分段斷路器地聯絡，保證繼續對兩段母線上地重要負荷供電.所以多用于具有一、二級負荷，且進、出線較多地變電所.個人收集整理勿做商業用途（1）優點：用斷路器把母線分段后，對重要一、二級用戶可以從不同段上引出兩個回路，有兩個電源供電.當一段進線發生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電.個人收集整理勿做商業用途（2）缺點：當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線地回路都要在此期間內停電.當出線為雙回路時，架空線路會出現交叉跨越.另外，在擴建時需向兩個方向均衡擴建.個人收集整理勿做商業用途（3）適用范圍：由于單母線分段接線比單母線接線地供電可靠性相靈活性有所提高，所以在6.3kV以下地變電所中較廣泛使用這種接線方式.個人收集整理勿做商業用途圖3-2單母線分段式接線圖3.4.3雙母線接線雙母接線中有兩組母線，每一電源或每條引出線，通過一臺或兩臺斷路器，分別接到兩組母線上.雙母線地兩組母線同時工作，并通過母線聯絡斷路器并聯運行，電源與負荷平均分配到兩組母線上.由于母線繼電保護地要求，一般某一回路固定與某—組母線連接，以固定連接方式運行.個人收集整理勿做商業用途（1）優點a.供電可靠：通過兩組母線隔離開關地倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復供電；檢修任一回路地母線隔離開關時，只停該回路.個人收集整理勿做商業用途b.調度靈活：各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一母線上，能靈活地適應系統中各種運行方式調度和潮流變化地需要.個人收集整理勿做商業用途c.擴建方便：向雙母線地左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線地電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路地停電.個人收集整理勿做商業用途（2）缺點a.增加一組母線，每回路就要增加一組母線隔離開關.b.當母線故障或檢修時，隔離開關作為倒換操作電器，開關誤操作，需要在隔離開關和斷路器之間裝設連鎖裝置.個人收集整理勿做商業用途（3）適用范圍當出線回路數或母線上電源較多，輸送和穿越功率較大，母線故障后要求迅速恢復供電.母線和母線設備檢修時，不允許影響對用戶地供電，系統運行調度對接線地靈活性有一定要求時，采用雙母線接線較合適.個人收集整理勿做商業用途綜上所述，考慮到經濟性和滿足礦井供電地要求，6kV側采用單母分段式接線方式.變電所地主接線簡圖可以表示為：圖3-3變電所主接線簡圖4．短路計算4.1短路電流地分類與計算目地4.1.1短路地原因產生短路故障地主要原因是電氣設備地載流部分絕緣損壞所致.絕緣損壞時由于絕緣老化、過電壓或機械損傷等原因造成地.其他如運行人員帶負荷拉、合隔離開關或者檢修后未拆除接地線就送電等誤操作而引起地短路.此外，鳥獸在裸露地導體上跨越以及風雪等自然現象也能引起短路.個人收集整理勿做商業用途4.1.2短路地危害發生短路時，因短路回路地總阻抗非常小，故短路電流可能達到很大地數值.強大地短路電流所產生地熱和電動力效應會使電氣設備受到破壞，短路點地電弧可能燒毀電氣設備，短路點附近地電壓顯著降低，使供電受到嚴重影響或被迫中斷.若在發電廠附近發生短路，還可能使全電力系統運行解列，引起嚴重后果.個人收集整理勿做商業用途4.1.3計算短路電流地目地短路產生地后果極為嚴重，為了限制短路地危害和縮小故障影響地范圍，在供電系統地設計和運行中，必須進行短路電流計算，以解決下列技術問題.個人收集整理勿做商業用途（1）選擇電氣設備和載流導體，必須用短路電流校驗其熱穩定性和機械強度.（2）設置和整定繼電保護裝置，使之能正確地切除短路故障.（3）確定限流措施，當短路電流過大造成設備選擇困難或不夠經濟時，可采用限制短路電流地措施.（4）確定合理地主接線方案和主要運行方式等.4.1.4短路電流計算地標幺值法計算具有多個電壓等級供電系統地短路電流時，若采用有名制法計算，必須將所有元件地阻抗都歸算到同一電壓下才能求出短路回路地總阻抗，從而計算出短路電流，計算過程繁瑣比易出錯，這種情況采用標幺值法較為簡單.個人收集整理勿做商業用途（1）標幺制用相對值表示元件地物理量，稱為標幺制.標幺值是指任意一個物理量地有名值與基準值地比值，即標幺值=物理量地有名值/物理量地基準值例如容量、電壓、電流、阻抗（電抗）標幺值分別為，，（4-1）基準容量（）、基準電壓()、基準電流()和基準阻抗（）亦符合功率方程和電壓方程.因此，4個基準值中只有兩個是獨立地，通常選定基準容量和基準電壓為給定值，再按計算式求出基準電流和基準電抗，即個人收集整理勿做商業用途（4-2）（2）各元件地標幺電抗計算取，為基準容量1.線路標幺電抗.若線路長度為、單位長度地電抗為，則線路電抗.線路地標幺電抗為即（4-3）個人收集整理勿做商業用途2.變壓器電抗標幺值.若變壓器地額定容量為和阻抗電壓百分數為，則忽略變壓器繞組電阻R地電抗標幺值為即（4-4）3.系統地標幺電抗.一般工礦企業地供電系統可看作無限大容量系統，其系統阻抗可以作為零對待.但若供電部門提供供電系統地電抗參數或相應地條件，應計及供電系統電源地電抗，并看作無限大容量電源系統，這樣計算地短路電流更為精確.個人收集整理勿做商業用途若已知供電系統地系統電抗有名值,則系統標幺電抗為（4-5）若已知供電系統出口處地短路容量,則系統地電抗有名值為（4-6）進而求得系統標幺電抗為即（4-7）個人收集整理勿做商業用途（3）短路沖擊電流在高壓供電系統中為（4-8）（4-9）式中——三相短路電流周期分量地有效值4.2短路電流計算本變電所35kV采用全橋接線，6kV采用單母分段接線；主變壓器型號為,35/6.3型，(%)=7.5；地面低壓變壓器型號為,6/0.4型，；35kV電源進線為雙回路架空線路，線路長度為6km；系統電抗在最大運行方式下，在最小運行方式下.地面變電所6kV母線上地線路類型及線路長度見表格.個人收集整理勿做商業用途表4-1地面變電所6kV母線上地線路類型及線路長度序號設備名稱電壓（kV）距6kV母線距離（km）線路類型1主井提升60.5C2副井提升60.4C3扇風機162.5K4扇風機262.5K5壓風機60.2C6地面低壓0.40.1C7修配廠0.40.3C8洗煤廠0.40.5K9工房0.41.5K10啤酒廠0.42.8K11井下6kV母線60.75C4.2.1計算短路計算點并繪制等效電路圖一般選取各線路始、末端作為短路計算點，線路始端地最大三相短路電流常用來校驗電氣設備地動、熱穩定性，并作為上一級繼電保護地整定參數之一，線路末端地最小兩相短路電流常用來校驗繼電保護地靈敏度.故可選35kV母線、6kV母線和各6kV出現末端為短路計算點.個人收集整理勿做商業用途由于本設計35/6kV變電所正常運行方式為全分列方式，故任意點地短路電流由系統電源通過本回路提供，且各短路點地最大、最小短路電流僅與系統地運行方式有關，故可畫出等效短路計算圖.個人收集整理勿做商業用途4.2.2選擇計算各基準值選基準容量,基準電壓,,,則可求得各級基準電流為 35kV 6kV C下扇主副地洗工修扇啤壓電井風提提面煤房配風酒風容電機升升低廠廠機廠機器纜1機機壓2組 圖4-1等效短路計算圖4.2.3計算各元件地標幺電抗（1）電源地電抗()()（2）變壓器電抗主變壓器電抗地面低壓變壓器電抗（3）線路阻抗35kV架空線路電抗下井電纜線路電抗75×0.08×=0.75×0.20156=0.151扇風機1饋電線路電抗扇風機2饋電線路電抗主井提升饋電線路電抗副井提升饋電線路電抗壓風機饋電線路電抗地面低壓饋電線路電抗洗煤廠饋電線路電抗工房饋電線路電抗修配廠饋電線路電抗啤酒廠饋電線路電抗4.2.4計算各短路點地短路參數（1）k35點短路電流計算最大運行方式下地三相短路電流最小運行方式下地兩相短路電流（2）點短路電流計算.最大運行方式下地三相短路電流最小運行方式下地兩相短路電流（3）點短路電流計算（折算到6kV側）最大運行方式下地三相短路電流6kV側地短路電流參數最小運行方式下地兩相短路電流6kV側地最小兩相短路電流為(4)井下母線短路容量計算（點）井下6kV母線距井上35kV變電所地最小距離是：副井距35kV變電所距離+井深+距井下中央變電所地距離，即，其電抗標幺值為個人收集整理勿做商業用途最大運行方式下井下母線短路地標幺電抗為井下母線最大短路容量為在煤礦供電系統中，由于電力系統地容量大，故短路電流可能達到很大地數值.如不加以限制，不但設備選擇困難，且也不很經濟.故增大系統電抗，限制短路電流是必要地.個人收集整理勿做商業用途該值小于井下6kV母線上允許短路容量100MVA，故不需要在地面加裝限流電抗器.其他短路點地計算與以上各點類似.各短路點地短路電流計算結果如表所示表4-2短路電流計算結果短路點最大運行方式下短路參數最小運行方式下短路參數k352.716.924.13173.93.853.34k666.9217.6410.5275.57.946.87k206.9217.6410.5275.57.946.87k16.2315.899.47687.066.11k22.386.073.62262.472.14k36.4216.379.76707.336.35k46.5116.69.9717.426.43k51.313.341.9914.31.351.17k64.9512.627.52545.54.76k73.218.194.88353.392.94k86.616.8310.03727.516.5k92.386.073.62262.472.14k102.25.613.34242.291.98k116.7817.2910.31747.796.755．設備選擇電氣設備選擇是供電系統設計地主要內容之一，選擇是否合理將直接影響整個供電系統地可靠運行.5.1電氣設備選擇地一般原則變電所用地高壓設備一般有斷路器，限流電抗器，隔離開關，電流互感器，電壓互感器等，它們各有特點，根據安裝地點地環境不同，電器分室內型和室外型，在選擇電氣設備地時候，應注意安全可靠和留有適當發展裕度，盡管電力系統中各種電氣設備地作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不盡相同，但對它們地基本要求卻是相同地，即現在電氣設備應遵循以下幾項共同地原則.個人收集整理勿做商業用途5.1.1按工作電壓選擇高壓電器地額定電壓是指電器銘牌上標明地相間電壓(線電壓).高壓電氣設備最高允許運行地電壓為（1.1～1.15）%，電網最高允許運行地電壓為1.1%，因此電氣設備地額定電壓應不小于裝設處電網地額定電壓，即個人收集整理勿做商業用途（5-1）我國普通電器額定電壓標準時按海拔1000m設計地.如果使用在高海拔地區，應選用高海拔設備或采取某些必要地措施增強電器地外絕緣，方可使用.個人收集整理勿做商業用途5.1.2按工作電流選擇電器設備地額定電流是指規定環境溫度為時，長期允許通過地最大電流.如果電器周圍環境溫度與額定環境溫度不符時，應對額定電流值進行修正.當高于時，每增高，額定電流減少1.8%，當低于時，每降低，額定電流增加0.5%，但總地增加值不得超過額定電流地20%.個人收集整理勿做商業用途電氣設備地額定電流應不小于通過它地最大長時負荷電流(或計算電流)，即（5-2）個人收集整理勿做商業用途5.1.3按環境類型選擇電氣設備分為戶內與戶外兩大類.戶外設備地工作條件較惡劣，各方面要求較高，成本也高.戶內設備不能用于戶外，戶外設備雖可用于戶內，但不經濟.當屋外配電裝置處在塵穢很嚴重或空氣中含有有害于絕緣氣體地地區時，必須加強電器地絕緣，選用特殊絕緣結構地加強型電器或選用額定電壓高一級地電器.此外，選擇電氣設備時，還應根據實際環境條件考慮防水、防火、防腐、防塵、防爆以及高海拔地區或濕熱帶地區等方面地要求.個人收集整理勿做商業用途5.1.4按斷路容量選擇斷路器地額定斷流量或額定斷流容量是指斷路器在額定電壓時地斷流能力.斷路器斷開地實際電流是斷路器地滅弧觸頭開始分離瞬間，電路內短路電流地有效值.因此按斷流能力選擇斷路器時，必須滿足下列條件：個人收集整理勿做商業用途，（5-3）式中——電器地額定斷流量，kA；——電器地額定斷流容量，MVA；——次暫態短路電路，kA；—一次暫態三相短路容量，MVA.5.2短路動、熱穩定性校驗按正常選擇條件選擇地電器設備，當短路電流通過時應保證各部分發熱溫度和所受電動力不超過允許值，因此必須按短路情況進行校驗.個人收集整理勿做商業用途5.2.1短路動、熱穩定性校驗原則(1)當電器選定之后，應按最大可能通過地短路電流進行動、熱穩定校驗，校驗所用地短路電流一般取三相短路時地短路電流.個人收集整理勿做商業用途(2)用熔斷器保護地導體和電器，可不進行熱穩定校驗.當熔斷器具有限流作用時，可不校驗其動穩定.(3)用熔斷器保護地電壓互感器回路，可不進行動、熱穩定地校驗.(4)懸式絕緣子可不校驗動穩定.5.2.2熱穩定校驗短路電流通過電氣設備時，電器地各部件溫度（或發熱效應）應不超過短時允許發熱溫度.即 （5-4）或 （5-5）或 （5-6）式中 ——電器設備允許通過地短時熱效應，； ——短路電流產生地熱效應，； ——電器設備地額定熱穩定電流，； ——電器設備熱穩定時間，s； ——穩態短路電流，； ——假想時間，s.5.2.3動穩定性校驗短路電流通過電器設備時，電器設備各部件應能承受短路電流所產生地機械力效應，不發生變形損壞，即 或 （5-7）式中、——電器設備額定動穩定電流峰值及其有效值，； 、——短路沖擊電流峰值及其有效值，.5.335kV設備選擇及其校驗5.3.135kV架空線、母線地選擇35KV室外高壓架空線、母線一般選用鋼芯鋁絞線，導線截面應按經濟電流密度選擇，按長時允許電流進行校驗，并應校驗其電壓損失是否合乎要求.高壓線路地電壓損失不允許超過5%，此外架空線路地導線應有足夠地機械強度，不應由于機械強度不夠而發生事故.個人收集整理勿做商業用途1）按持續工作電流選擇對電壓為35kV地屋外配電裝置采用鋼芯鋁絞線作母線，選取LGJ-185，鋼芯鋁絞線最高溫升不超過+70℃，其載流量在環境溫度為250C時為539A，由于所處環境最高溫度為350C，其載流量為：個人收集整理勿做商業用途考慮到動穩定性，母線采用平放，其允許電流值應再降低8％，故為：故載流量和長時允許電流符合要求，但還需要進行熱穩定校驗.2）熱穩定校驗，已知式中A——所選導線截面，mm；C——材料熱穩定系數，C=95；——集膚效應系數，取1；——短路穩定地最大有效值；校驗合格所以35kV母