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1、河南理工大学万方科技学院本科毕业论文毕业设计论文35kV变电站煤矿地面供电摘 要本设计初步设计了煤矿地面35kV变电站的设计。其设计过程主要包括负荷计算、主接线设计、短路计算、电气设备选择、继电保护方案、变电所的防雷保护与接地等。通过对煤矿35KV变电站做负荷统计，用需用系数法进行负荷计算，根据负荷计算的结果确定出该站主变压器的台数、容量及型号。用标幺值法对供电系统进行了短路电流计算，为电气设备的选择及校验提供了数据。根据煤矿供电系统的特点，制定了矿井变电所的主结线方式、运行方式、继电保护方案。其中35KV侧为全桥接线，6KV主接线为单母分段。两台主变压器采用分列运行方式。并根据电流整定值以及
2、相关数据的校验，选择了断路器、隔离开关、继电器、变压器等电气设备。关键字：负荷计算; 变电站; 继电保护;运行方式ABSTRACTThe coal mine ground 35kV transformer substation was designed. Design process is mainly including load calculate, the design of main electrical connection, short out calculate, electric equipment choose, relay protection, defend thunde
3、r earth, etc. According to load statistics and the result of load calculation determine the quantity, capacity and mode of the main voltage transformer .According to the characteristic of the coal electric system determine the main electrical connection and operation mode of the ground transformer s
4、ubstation and relay protection. The side of 35kV is Full-Bridge Connection and the bus of 6kV is single bus Section. The two voltage transformers adopt the mode of split run. And according to the check-up of whole definite value and relevant data of the electric current, have chosen such electric eq
5、uipment as the relay, voltage transformer, etc.Keyword: Load calculation; Substation; Relay protection；Operation mode70目 录摘 要IABSTRACTII1 概 述11.1 设计依据11.2 设计目的及范围11.3 矿井基础资料12 负荷计算42.1 负荷计算的目的42.2 负荷计算方法42.3 负荷计算过程52.3.1 各用电设备组负荷计算52.3.2 低压变压器的选择与损耗计算82.3.3 6kV母线侧补偿前总计算负荷112.3.4 无功补偿计算及电容器柜选择112.3.5
6、 补偿后6kV母线侧总计算负荷及功率因数校验123 变电所主变压器选择133.1 变压器的选取原则133.2 变压器选择计算133.3 变压器损耗计算143.4 35kV侧全矿负荷计算及功率因数校验153.5 变压器经济运行方案的确定154 电气主接线设计164.1 对主接线的基本要求164.2 本所电气主接线方案的确定164.2.1 确定矿井35kV进线回路164.2.2 35kV、6kV主接线的确定174.2.3下井电缆回数的确定174.2.4 负荷分配185 短路电流计算205.1 短路电流计算的目的205.2 短路电流计算中应计算的数值205.3 三相短路电流计算计算的步骤205.4短
7、路电流计算过程215.5短路参数汇总表305.6 负荷电流统计表326 高压电气设备的选择336.1 高压电气设备选择原则336.2 高压开关设备的选择及校验346.2.1 高压断路器的选择及校验346.2.2 本所断路器的选择及校验346.2.3 隔离开关的选择及校验366.2.4 限流电抗器的选择386.2.5 高压熔断器的选择406.3 互感器和避雷器的选择及校验416.3.1 电流互感器的选择及校验416.3.2 电压互感器的选择及校验426.3.3 35kV避雷器选择436.4 6kV高压开关柜的选择436.5 电力线路的选择446.5.1 35kV输电线路及母线的选择与校验446.
8、5.2 6kV母线、电缆及架空线的选择466.5.3 母线支柱绝缘子、穿墙套管及室外构架的选择536.6 设备选择汇总表557 继电保护方案的初步拟定587.1 变电所各断路器过流保护的设置与配合58各断路器编号如图4-5所示587.1.1 QF1、QF2、QF3断路器保护的设置与配合587.1.2 QF4、QF5断路器上保护的设置与配合587.1.3 各KV低压馈出线断路器的设置与配合597.1.4 6KV联络开关（QF8）的保护设置与配合。597.2 变压器的保护设置597.2.1 变压器的气体保护597.2.1 变压器的差动保护607.2.3 变压器过负荷保护607.2.4 变压器的过流
9、保护608 变电所的防雷与接地618.1 变配电所的防雷设计618.1.1 变电所的防雷措施618.2 接地装置的设计及计算648.2.1 保护接地方案设计648.2.2 保护接地装置计算64结 论66致 谢67参考文献68前 言本设计的目的是通过本次设计巩固所学的专业知识，培养分析问题、解决问题的能力及实际工程设计的基本技能。电力是现代煤矿的动力，首先应该保证供电的可靠和安全，并做到技术和经济方面合理的满足生产的需要。由于煤矿生产条件的特殊性，对供电系统有特殊的要求，尤其是煤矿地面供电系统作为整个煤矿供电开端，对整个煤矿供电的安全，可靠，经济具有举足轻重的作用。本论文根据变电所的设计原则，围
10、绕某矿井35KV变电所设计这一课题展开了全面的设计与研究，主要完成以下工作： 针对矿井负荷的用电要求，根据需要系数法进行了负荷计算。据此对主变压器进行选择，并进行无功补偿。根据变电所主接线的设计原则，对变电所的主接线进行设计：高压35kV采用全桥接法,6kV母线采用单母分段接线形式。采用标幺值法对供电系统进行了短路计算。按安装地点、运行环境和使用要求对电气设备的规格型号进行选择，并对它们进行动稳定和热稳定校验。为了在供配电系统发生故障时，能够自动地、迅速地、有选择地将故障设备从系统中切除，以免事故的扩大，在论文中对变电所继电保护进行了设计。防雷保护是变电所保护中不可缺少的一项保护措施，本文采用
11、了在线路上安装阀型避雷器对其进行防雷保护，并在变电所装设避雷针。1 概 述1.1 设计依据1、中华人民共和国建设部及国家技术监督局联合发布的矿山电力设计规范。2、中华人民共和国电力公司发布的35kV110kV无人值班变电站设计规程。3、电力工程电气设计手册（电气一次部分）。4、煤矿电工手册（地面供电部分）。1.2 设计目的及范围本设计的目的是通过本次设计巩固所学的专业知识，培养分析问题、解决问题的能力。本论文的设计范围包括：（1）对变电所的主接线进行设计： （2）对电气设备的规格型号进行选择。（3）变电所继电保护设计。（4）变电所防雷保护设计。1.3 矿井基础资料1、本矿概况本矿井为年产60万
12、吨的高沼气矿井，分主、副两井，为立井开掘，一水平井深250m，预期服役年限为80年。主副两井距离为80m，距35kV变电所距离均为0.2km。2、供用电协议 矿井地面变电所距上级变电所6km，采用双回路架空线供电，已知上级变电所最大运行方式下的系统阻抗为0.36，最小运行方式下的系统阻抗为0.69。35kV过流整定时限为3s。电费收取方法采用两部电价制收费，在变电所35kV侧进行计量，固定部分按主变压器容量收费，每千瓦每月5元，流动部分为每千瓦5分。3、自然条件（1）日最高气温43，日最低气温-17。（2）土壤温度27（最热日）。a（3）冻土层厚度为0.55m，变电所土质为沙质粘土。 （4）本
13、矿主导风向为西北方向，最大风速为26m/s。（5）地震烈度为7度。4、原始负荷资料负荷资料见表1-1 全矿电力负荷统计表。编号设备名称电压（kV）电机型号电机容量(kW)安装台数设备容量（kW）需要系数 kd 功率因数costan离地面变电所的距离（km）备 注安装容量工作容量1234567891011121主提升机6绕线8001/18008000.890.830.670.2离副井80m2副提升机6绕线6301/16306300.800.800.750.23主扇风机6同步10002/1200010000.83-0.90-0.481.2cos超前4压风机6同步2503/27505000.80-0.90-0.480.2cos超前5矿综合厂0.383302900.620.800.750.53类负荷6机修厂0.386205500.520.750.880.253类负荷7选煤厂0.388006500.750.780.800.458地面低压0.388007000.700.750.880.05变压器在所内，生产负荷占75%9井下主排水泵6鼠笼5004/2200010000.850.850.620.5井下6kV电缆长14km10一采区66806500.650.780.8011二采区611009500.700.760.8612井底车厂0.661651650.700.750.8813工人
