《九里山35kV煤矿变电站的设计毕业设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《九里山35kV煤矿变电站的设计毕业设计（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 摘要本设计主要包括：变电站发展的现状与前景；矿井概况；变电站负荷计算无功功率补偿及补偿设备的选择；主变压器选择；电气主接线设计；短路电流的计算；高压电气设备（母线、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、高压熔断器）的选择与校验、变电所的平面布置设计以及变电站的防雷保护等。本设计是根据九里山35kV煤矿变电站进行的设计。 关键词： 变电站； 负荷计算； 短路电流； 变压器； 主接线； 防雷保护ABSTRACTThis dissertation included:the present situation and the prospects of the development of tra
2、nsformer substation; mine Survey; substation load calculation of reactive power compensation and compensation equipment selection; main transformer select; the design of the main electrical wiring; short-circuit current calculation; high-voltage electrical equipment (busbars, circuit breakers,isolat
3、ing switches, current transformers, voltage transformers, high voltage fuses) selection and validation, substation layout design and substation lightning protection. The design is based on the Jiulishan 35kV transformer substation design. Keywords: substation; load calculation; short-circuit current
4、; transformer; wiring; lightning protection目录1概述12负荷计算与主变压器选择32.1负荷分级32.2矿井负荷计算32.3功率补偿82.4主变压器的选择102.4.1变压器台数的选择102.4.2变压器选择计算103 电气主接线的设计113.1 电气主接线的设计原则和要求113.1.1电气主接线的设计原则113.1.2电气主接线设计的基本要求123.2变电所的主接线方式123.3本所主接线方案153.3.1电气主接线方案比较154 短路电流计算184.1 短路电流计算的一般概述184.2 短路回路参数的计算194.2.1标幺值194.2.2短路回路中
5、各元件阻抗的计算204.3短路电流的计算过程225 电气设备的选择和校验255.1高压电气选择的一般原则255.2母线的选择265.2.1 35kV母线的选择265.2.2 6kV母线的选择275.3电气设备的选择275.3.1断路器的选择275.3.2高压隔离开关的选择295.3.3电流互感器的选择305.3.4电压互感器的选择325.3.5高压熔断器的选择336 变电所的平面布置346.1变电所位置确定原则346.2配电室建筑要求346.3控制室布置357 变电所的防雷保护及接地装置367.1直击雷过电压保护367.2 本设计中避雷针的选择377.3雷电侵入波的过电压保护377.4防雷接地
6、38结束语40参考文献41致 谢42附 录43I1概述随着现代工业的发展，电能在工业中显示出越来越重要的作用。而作为接受和分配电能的变电所，更是在工业企业中的关键环节。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610kV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610kV电压变为220V/380V/660V的低电压供用电设备使用。某些矿区也有采用“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
7、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，供电范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,两台主变压器分列运行。矿井年产量：90万吨 服 务 年 限：60年 两回35kV架空电源线路长度：=4km；本所35kV电源母线最大运行方式下的系统电抗: =0.23 (=
8、100MVA)；本所35kV电源母线最小运行方式下的系统电抗:=0.31 (=100MVA)；本所6kV母线上补偿后功率因数要求值：=0.9。自然条件本矿位于平原地区(1)年最热月平均温度为35。(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。432负荷计算与主变压器选择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。 二级负荷：为中断供电将造成设备局部破坏或生产
9、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。2.2矿井负荷计算 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
10、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: （2-1） （2-2） （2-3） （2-4）、该用电设备组的有功、无功、视在功率计算负荷；该用电设备组的设备总额定容量；功率因数角的正切值；额定电压；该用电设备组的计算负荷电流；需用系数，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
11、数K。具体计算如下： i1、2、3，m （2-5） （2-6） （2-7） （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；同时系数；该干线变电站低压母线上的计算负荷电流;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；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。以下是用电设备负荷表2-1。表2-1本矿变电所用电负荷设备名称负荷等级电压(kV)线路类型容量(kW)安装
12、台数设备总容量(kW)需用系数功率因数距35kV变电所距离(km)提升机16C1200112000.890.830.3抽风机16C800216000.900.871.2压风机16C15046000.880.860.2机修厂30.38C3500.600.720.4地 面低 压10.38C4800.720.760.7洗煤厂20.38K15000.750.830.8工人村30.38K4200.750.852.8排水泵16C560422400.890.850.6井 下低 压20.66C12500.740.790.6 (1)提升机计算负荷=1200kW =0.89 =0.83=tan(art)=0.67
13、=0.891200=1068kW=10680.67=715.56kVA= =1068/0.83=1287kVA=/=1287kVa/1.7326000=123.8A(2)抽风机计算负荷=800kW =0.90 =0.87 =tan(art)=0.57=0.901600=1440kW=14400.57=820kVA= =720/0.87=828kVA=/=828/1.7326000=80A(3)压风机计算负荷=600kW =0.88 =0.86 =tan(art)=0.59=0.88600=528kW=5280.59=311.52kVA= =528/0.86=614kVA=/=614/1.7326000=59A(4)机修厂计算负荷=350kW =0.60 =0.72 =tan(art)=0.96=0.60350=210kW=2100.96=201.6kVA= =210/0.72=292kVA=/=292/1.7326000=28A(5)地面低压计算负荷=480kW =0.72 =0.76 =tan
