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1、 专业 专注 煤矿 35KV 地面变电所供电 系统设计毕业论文 目 录 摘摘 要要 1 1 ABSTRACTABSTRACT 2 2 目目 录录 I I 第一章第一章 概述概述 1 1 1 1 电源 1 1 2 基本地质气象资料 1 第二章第二章 负荷计算及变压器选择负荷计算及变压器选择 1 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 4 2 4 1 计算负荷 8 2 4 2 全矿负荷统计 11 2 5 无功功率的补偿
2、 12 2 6 主变压器的选择 13 2 6 1 主变压器容量的确定 13 2 6 2 主变压器台数的确定 13 2 7 全矿总负荷的计算 14 2 7 1 变压器损耗计算 14 2 7 2 全矿总负荷 14 第三章第三章 电气主接线的设计电气主接线的设计 1515 专业 专注 3 1 电气主接线的概述 15 3 2 电气主接线的设计原则和要求 15 3 2 1 电气主接线的设计原则 15 3 2 2 电气主接线设计的基本要求 16 3 3 电气主接线方案的比较 17 第四章第四章 短路电流的计算短路电流的计算 2020 4 1 短路电流计算的一般概述 20 4 1 1 短路的原因 20 4
3、1 2 短路的危害 20 4 1 3 短路的类型 21 4 2 短路电流计算 21 第五章第五章 电气设备的选择与校验电气设备的选择与校验 2626 5 1 高压电器设备选择的一般原则 26 5 1 1 按正常工作条件选择高压电气设备 26 5 1 2 按短路条件校验 28 5 2 电气设备的选择和校验 28 5 2 1 高压断路器的选择和校验 28 5 2 2 低压隔离开关的选择和校验 29 5 2 3 电流互感器的选择及校验 30 5 2 4 母线 31 5 2 5 高压开关柜的选择 32 第六章第六章 导线的选择与敷设导线的选择与敷设 3535 6 1 导线选择的条件 35 6 2 电缆
4、型号的含义 35 6 3 导线截面的选择 36 6 4 电缆的选择与计算 36 第七章第七章 主变压器的继电保护主变压器的继电保护 3939 7 1 继电保护的任务和基本要求 39 7 2 保护的装设原则 40 7 2 1 电力变压器应装设的保护装置 40 7 2 2 保护形式 40 7 2 3 变电所的室外布置 44 第二部分第二部分 采区变电所采区变电所 4646 第一章第一章 采区变电所的负荷统计采区变电所的负荷统计 4646 第二章第二章 变压器的选择变压器的选择 4848 2 1 变压器的选择 48 第三章第三章 采区电缆的选择采区电缆的选择 5151 3 1 电缆型号的确定 51
5、3 1 1 电缆选择的基本原则 51 3 1 2 型号的确定 51 3 2 电缆截面的选择 51 3 2 1 采区变电所 6kv 电源 电缆的选择 51 3 2 2 按长时允许电缆流校验电缆截面 52 3 2 3 按电压损失校验 52 3 2 4 按热稳定条件校验 52 专业 专注 第四章第四章 电气设备的选择电气设备的选择 5757 4 1 选择原则 57 4 1 1 高压配电装置的选择原则 57 4 1 2 低压电气设备的选择原则 57 4 2 电气设备的选择 57 4 2 1 高压配电装置的选择 57 第五章第五章 短路电流的计算短路电流的计算 5858 5 1 变压器的供电网络 58
6、第六章第六章 高低压配电的继电整定高低压配电的继电整定 6060 6 1 高压配电的继电保护与整定 60 6 1 1 高压开关 PB2 6 改型 ni 100 s 60 6 1 3 高压开关 PB2 6GA 改型 ni2100 S 61 6 1 4 总高压开关 PB2 6 改 ni S 61 6 2 低压电气开关的继电整定 62 第七章第七章 制定保护接地及漏电保护制定保护接地及漏电保护 6363 7 1 制度保护接地措施 63 7 2 漏电保护 63 结结 束束 语语 6464 参参 考考 文文 献献 6565 致致 谢谢 6666 专业 专注 第一章 概述 本设计的矿变电所位于省庄境 是一
7、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 35kV 2 离矿井地面变电所的距离 4km 3 系统电抗 最大运行方式 minx X 0 4193 最小运行方式 maxx X 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
8、度 7 度 专业 专注 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
9、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 专业 专注 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 max P max Q max
10、 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 max P 持续运 行 max T 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 PAT p def maxmax h 2 1 式中 p A 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
11、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 e en PPP 2 25 2 2 式中 n P 换算的额定容量 千瓦 e P 与某一暂载率相应的电动机铭牌功率 千瓦 e 与 e P 相对应的暂载率 25 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
12、组满载运行时需从电网接用容量 专业 专注 Ne Ne P P KW 2 3 式中 Ne P 用电设备从电网吸收容量 KW n 台电动机的加权平均效率 n i ni nNnNN P PPP 1 2211 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 si K 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
13、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 ndca PKP KW tan nca PQ KVA
14、 22 cacaca QPS KVA 3 ncaca USI A 专业 专注 2 5 式中 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 KW n U 额定电压 V tan 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 d K 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 m i indisica PKKP 1 i
15、1 2 3 m m i iindisica PKKQ 1 tan 22 cacaca QPS 3 ncaca USI 2 6 式中 ca P ca Q ca S 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 si K 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 ca I 该干线变电站低压母线上的计算负荷电流 A d K 需用系数 d K i tan in P 分别对应于某一用电设备组的需用系数 功率因数角 专业 专注 的正切值 总设备容量 2 3 4 原始资料 专业 专注 表 2 1 矿井原始数据 Table 2 1 The
16、 original data of coal mine 设备容量 kW计算容量编号设备名称电动 机型 式 电动机额 定容量 kW 安装台数 工作台数安装容量工作容量 需用系数 cos 有功功率 kW 无功功率 kvar 视在功率 kVA 年最大工 作小时数 12345678910111213 一 1 2 3 二 三 四 1 2 3 4 5 6 五 六 1 2 3 4 七 1 地面高压 主井提升机 副井提升机 压风机 南风井 北风井 地面低压 机修厂 家属区 工业广场 排矸系统 洗煤厂 水源井 井下高压 主排水泵 最大 涌水量 主排水泵 最小 涌水量 井下低压 350 变电所 430 变电所 520 变电所 井底车场 统计计算结果 全矿合计 绕线 绕线 同步 同步 同步 2000 1600 600 1600 1600 1250 1250 1 1 1 1 3 2 2 1 2 1 5 3 5 2 2000 1600 1800 3200 3200 6250 6250 2000 1600 1200 1600 1600 888 735 1879 6 1277 1 3164 175 3750 250
