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1、矿山电工学课程设计说明书设计题目: 35/6kv变电所设计 目 录摘 要I第 一 章 负荷计算与功率因数补偿11.1 概述11.2 计算各组负荷与填表41.3 各低压变压器的选择与损耗计算61.3.1 机修厂、工人村与支农变压器61.3.2 地面低压动力变压器61.3.3 洗煤厂变压器61.3.4 各变压器功率损耗计算61.4 计算6kV母线上补偿前的总负荷并初选主变压器71.5 功率因数补偿与电容器柜选择81.5.1 选择思路81.5.2 无补偿时主变压器的损耗计算81.5.3 35kV侧补偿前的负荷与功率因数91.5.4 计算选择电容器柜与实际补偿容量91.5.5 补偿后6kV侧的计算负荷
2、与功率因数101.5.6 补偿后主变压器最大损耗计算101.5.7 补偿后35kV侧的计算负荷与功率因数校验101.6 主变压器校验及经济运行方案111.7 全矿电耗与吨煤电耗计算111.8 拟定绘制矿井地面供电系统一次接线图12第 二 章 供电系统短路电流计算142.1 概述142.2 选取短路计算点并绘制等效计算图152.3 计算各元件的标么电抗162.3.1 电源的电抗162.3.2 变压器电抗162.3.3 线路电抗172.4 计算各短路点的短路参数172.4.1 K35点短路电流计算182.4.2 K66点短路电流计算182.4.3 点短路电流计算（折算到6kV侧）192.4.4 井
3、下母线短路容量计算（K7点）202.5 设计计算选择结果汇总23第 三 章 35kV高压电气设备选择243.1 概述243.2 高压断路器的选择243.2.1 按当地环境条件校验243.2.2 按短路条件校验253.3 隔离开关的选择253.4 电流互感器选择263.5 电压互感器的选择273.6 35kV避雷器的选择283.7 6kV电气设备选择283.7.1 开关柜方案编号选择283.7.2 高压开关柜校验293.7.3 36kV母线选择303.7.4 6kV支柱绝缘子的选择313.7.5 穿墙套管的选择313.8 动稳定校验323.9 热稳定校验323.10 选择结果汇总333.10.1
4、 35kV电气设备333.10.2 6kV电气设备33第 四 章 电力线路选择354.1 概述354.2 35kV电源架空线路选择354.2.1 架空导线型号选择354.2.2 按经济电流密度初选导线截面364.2.3 按长时允许负荷电流校验导线截面364.2.4 按机械强度校验导线截面374.3 主、副井提升机6kV电缆线路选择374.3.1 6kV电缆型号选择374.3.2 按经济电流密度选择主井、副井6kV电源电缆电截面374.3.3 按长时允许负荷电流校验384.3.4 按允许电压损失校验电缆截面384.3.5 按短路电流校验电缆的热稳定384.4 6kV下井电缆选择394.4.1 6
5、kV下井电揽型号选择394.4.2 按经济电流密度选择下井电缆截面404.4.3 按长时允许负荷电流校验404.4.4 按允许电压损失校验电缆截面404.4.5 按短路电流校验电缆的热稳定414.5 压风机等其他负荷组6kV电缆线路选择414.6 扇风机1等其他负荷组6kV架空线路选择424.6.1 扇风机1架空导线型号选择424.6.2 按经济电流密度初选导线截面424.6.3 按长时允许负荷电流校验导线截面424.6.4 按允许电压损失校验导线截面434.6.5 按机械强度校验导线截面434.7 选择计算结果汇总43课程设计的收获和建议48参考文献48第 一 章 负荷计算与功率因数补偿1.
6、1 概述工矿企业负荷计算，首先需收集必要的负荷资料，按表1-1的格式做成负荷统计计算表，计算或查表求出各负荷的需用系数和功率因数，然后由低压到高压逐级计算各组负荷，在进行负荷归总时，应计入各低压变压器的损耗，考虑组间同时系数后，就可求得矿井kV母线上的总计算负荷，作为初选主变压器台数容量的主要依据功率因数的补偿计算与主变压器的容量、负荷率及运行方式密不可分，题意是要求将35kV母线的功率因数提高到0.9以上，故应将主变压器的功率损耗也计入总的负荷中，在计算过程中将会存在估算与最后验算的反复。拟定供电系统，主要是综合考虑矿井负荷性质，主变压器的台数、容量及电源线的情况来决定矿井地面356kV变电
7、所的主接线方式。并绘制供电系统一次接线图。本章可按以下八步去计算。（一）计算各组负荷并填入表1-1中1114各栏。（二）选择各低压变压器并计算其损耗。（三）计算6kV母线上补偿前的总负荷并初选主变压器。（四）功率因数补偿计算与电容器柜选择。（五）主变压器校验及经济运行。（六）全矿电耗与吨煤电耗计算。（七）拟定并绘制矿井地面供电系统一次接线图。（八）设计计算选择结果汇总。某年产90万吨原煤的煤矿，其供电设计所需的基本原始数据如下：矿年产量：90万吨；服务年限：75年；矿井沼气等级：煤与沼气突出矿井；立井深度：0.36 km ；冻土厚度： 0.35 m ； 矿井地面土质：一般黑土；两回35kV架空
8、电源线路长度： 两回35kV电源上级出线断路器过流保护动作时间：本所35kV电源母线上最大运行方式下的系统电抗：本所35kV电源母线上最小运行方式下的系统电抗井下6kV母线上允许短路容量：电费收取办法：两部电价制，固定部分按最高负荷收费；本所35kV母线上补偿后平均功率因数要求值：地区日最高气温： 最热月室外最高气温月平均值： 最热月室内最高气温月平均值：最热月土壤最高气温月平均值：全矿负荷统计分组及有关需用系数、功率因数等如表1-1所示。 表1-1 全矿负荷统计分组表设 备名 称负荷等级电压V线路类型电机类型单机容量kW安装台数工作台数工 作设 备总容量kW需用系数Kd功率因数cos离35k
9、V变电所的距离km12345678910111 主机提升26000CY10001/110000.950.850.282 副井提升16000CY6301/16300.940.840.203 扇风机116000kT8002/18000.88-0.911.54 扇风机216000kT8002/18000.88-0.911.55 压风机16000CT2504/25000.9-0.890.366 地面低压1380C8700.720.780.057 机修厂3380C7500.60.70.208 洗煤厂2380K9200.750.780.469工人村3380K4800.760.852.010支农3380K3
10、600.750.852.711主排水泵16000CX5005/315000.880.860.6512井下低压2660CX23780.70.76注1：线路类型：C电缆线路；k架空线路。注2：电机型式：Y绕线异步；X鼠笼异步；D直流；T同步。试对该矿地面356kV变电所初步设计中的负荷计算、主变压器选择、功率因数补偿及供电系统拟定等各内容进行设计计算。1.2 计算各组负荷与填表利用表1-1中811各列的数据和公式,分别算出各设备或设备组的Pca、Qca、及Sca,并填入表1-1中1214列。例如，对于主井提升机有又如，对于扇风机1，由同步电动机拖动，表1-2中其cos标出负值，其原因是：同步电动机
11、当负荷率0.9，且在过励磁的条件下，其功率因数超前，向电网发送无功功率，故为负值。此时同步电动机的无功补偿率约为4060%，近似计算取50%，故其补偿能力可按下式计算： 同理可得其余各组数据见表2。在表1-1的合计栏中，合计有功负荷9591 kW和无功负荷5357 kvar是表中12列、13列的代数和，而视在负荷10986 kVA，则是据上述两个数值按公式计算得出，视在容量的代数和无意义。表1-2 全矿负荷统计分组表设 备名 称负荷等级电压V线路类型电机类型单机容量kW安装台数工作台数工 作设 备总容量kW需用系数Kd功率因数cos计算容量离35kV变电所的距离km有功kW无功kvar视在kV
12、A12345678910111213141 主机提升26000CY10001/110000.950.8595058911180.282 副井提升16000CY6301/16300.940.845923857060.203 扇风机116000kT8002/18000.88-0.91704-1627221.54 扇风机216000kT8002/18000.88-0.91704-1627221.55 压风机16000CT2504/25000.9-0.89450-1154650.366 地面低压1380C8700.720.786265018020.057 机修厂3380C7500.60.74504596430.208 洗煤厂2380K9200.750.786905528840.469工人村3380K4800.760.853652264292.010支农3380K3600.750.852701673172.711主排水泵16000CX5005/315000.880.862125147525870.6512井下低压2
