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1、源设计图纸请联系本人，参见豆丁备注。目 录1 概述12 负荷计算与变压器选择32.1 负荷分级与负荷曲线32.1.1 供电负荷分级32.1.2 负荷曲线32.2 矿井用电负荷计算42.2.1 设备容量确定42.2.2 需用系数的含义52.2.3 需用系数法计算电力负荷62.3 功率因数的改善92.4 主变压器的选择102.4.1 变电站主变压器容量的确定102.4.2 主变压器台数的确定112.4.3 主变压器损失计算112.4.4 主变压器选型112.5 全矿年电耗与吨煤电耗123 供电系统的拟订与短路计算153.1 短路电流的分类与计算目的153.1.1 短路的原因153.1.2 短路的种
2、类153.1.3 短路的危害153.1.4 短路电流计算的目的153.1.5 短路电流计算的标么值法173.2 短路电流计算183.2.1 计算各元件的电抗标么值183.2.2 短路电流计算193.2.3 短路电流的限制及限流电抗器的选择233.2.4 电抗器的选择233.3 九里山矿供电系统简图243.3.1 主接线形式253.3.2 单元接线253.3.3 桥形接线253.3.4 单母线分段式接线264 设备选型284.1 35kv设备选型284.1.1 35KV架空线、母线的选择284.1.2 电压互感器、熔断器的选择294.1.3 电流互感器的选择304.1.4 35KV避雷器选择30
3、4.1.5 带接地刀闸的隔离开关选型304.1.6 隔离开关的选择314.1.7 35kV断路器的选择32 10千伏电气设备的选择344.2.1 母线的选择344.2.2 母线瓷瓶及穿墙套管354.2.3 断路器选择354.2.4 隔离开关选择364.2.5 电流互感器器选择364.2.6 下井电缆型号及截面的选择364.2.7 电压互感器的选择374.2.8 配电柜的选择375 继电保护方案及整定405.1 概述405.2 继电保护的优化配置及整定原则415.3 供电系统继电保护配置情况41 35KV进线保护425.4.1 限时速断保护的整定计算425.4.2 过流保护的整定计算425.4.
4、3 35kV母联开关保护435.5 主变压器保护435.5.1 主变差动保护435.5.2 主变过流保护455.5.3 主变过负荷保护465.6 10kV母联保护.465.7 各10kV出线保护476 变电所室内外布置536.1 电气总平面布置的特点536.2 变电站土建要求536.3 电气照明547 防雷保护及接地567.1 变电所的防雷56变电所的防雷设计原则56变电所主要防雷设备56防雷设计基本经验56变电所的防雷设计577.2 变电所的接地设计607.2.1 设计原则607.2.2 简单接地设计60结 束 语62致 谢62参考文献64附图1：九里山矿供电系统简图附图2：变电所室内外布置
5、1 概述九里山矿于1983年投产，设计生产能力、入洗能力均达90万吨/年。矿井位于焦作煤田东部，井田面积平方公里，地质储量万吨，是焦煤集团的主力矿井之一，目前其以106万吨的年产煤量居焦煤集团各矿之首，现在部分设备正处于更新中，其属于厚砾石层覆盖区，比较突出的采煤技术是单体支柱放顶煤开采，井深约在400米左右，由于其地下水丰富，矿山总共配有12台大型潜水泵，由与大型潜水泵的利用，其年耗电量大大增加。按其采煤量计算耗电总耗电时间是4000h/年九里山矿无烟煤属中等变质程度无烟煤，现有煤炭产品分块精、精煤和末煤三大系列。主要有：优质洗中块、洗小块、洗粒煤、1洗小块、洗末煤和末煤等。具有发热量高，灰
6、分、硫分低，机械强度高，热稳定性好等特点，素有香煤之称。1991年无烟洗中块获河南省优质产品称号，1993年无烟洗末煤获河南省“兴豫杯”名、优、特、新产品金奖，2001年12月九里山矿成功通过了ISO90012000质量体系认证。该矿以煤为本，大力发展多种经营，投资兴建碳化硅厂、宏源工业厂等企业，碳化硅厂年产优质碳化硅2000吨，加工石墨化电极2500吨。九里山矿供电系统由古九线，九九线，九位线三条35kv进线供电。其矿内变配电所占地约2200平方米，三条进线分别到所内室外三个35/6kv主变压器，平常起用一台主变，地下水丰富的夏季一般开两台主变，室外部四脚分别设置四个15米高的避雷器。采用单
7、母分段的主接线形式，主母线分为三段，每段母线间以断路器隔开投入使用时是少油断路器，刚改用高压六氟化硫断路器，稳定性及灭弧能力大大提高 设备名称负荷等级电压v线路类型电机型式单机容量kv安装/工作台数工作设备总容量kw需用系数功率因数离35kv变电所的距离km主井提 升110000CY1400 2/1140008708404副井提 升110000CY10002/1100008508204扇风机 1110000KT8002/180008708224扇风机2110000KT8002/180008708222压风机110000K T3005/390008608602排水泵110000CX68012/4
8、272008608608机修厂3380C45045006007503综采车间3380C48048007007806洗煤厂2380K120007608405村3380K45008008025排地面低压水泵1380C 13501250076082005井下低压2660CX2600072078表 1.1 全矿负荷统计及相关数据m，服 务 年 限：100年 该矿井为地下水丰富矿井。矿区冻土带厚度为0.3km，变电所土质为粘土;两回35kV架空电源线路长度：=6km;两回上级35kV电源出线断路器过流保护动作时间： =3s;本所35KV电源母线最大运行方式下的系统电抗: =0.28 (=100MVA);
9、本所35KV电源母线最小行方式下的系统电抗:=0.37 (=100MVA);井下10KV母线上允许短路容量: =50MVA;电费收取办法：两部点价制，固定部分按最高负荷收费；井下10KV电缆（不含下井电缆）总长度: =20km本所10KV母线上补偿后功率因数要求值： 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: 2 负荷计算与变压器选择2.1 负荷分级与负荷曲线 供电负荷分级 本矿采用三级负荷：为一般电力负荷。一级负荷属重要负荷，如中断供电将造成十分严重的后果，因此要求应由两个电源供电，对于一级负荷中特别重要的负荷，除要求两个电源外南海要求必须增设应
10、急电源，为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。九里山矿属于比较重要的工业部门，其供配电采用三条进线（古九线，九九线，九位线），下设三个35kv的电力变压器，平常用一台主变，当地下水丰富的夏秋季一般采用两台运行，一台备用。 负荷曲线1年最大负荷：就是全年中负荷最大的工作班内（这一工作班的最大负荷不是偶然出现的而是全年至少出现2-3次）消耗电能最大的半小时平均功率。并分别用符号、表示年有功最大负荷、年无功最大负荷和年视在功率最大负荷。1.14012年负荷曲线2-1 年每日最大负荷曲线2-2 年最大负荷和最大负荷利用小时年最大负荷小时是一个假想的时间，在此时间内，电力负荷按年最
11、大负荷持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗电能，用表示，如图2-2所示，年最大负荷延伸到的横线与两坐标轴所包围的矩形面积，恰好等于年负荷曲线与两坐标轴所包围的面积，既全年实际消耗的电能。因此年最大负荷利用小时： ， h （2-1）式中全年消耗的有功电能，kw.h。 而一般计算矿用最大负荷利用小时可以用公式近似计算： （2-2）其中W既为矿井年产煤量（万吨/年），九里山矿年产量设计为90万吨，实际年产量106万吨。为两班制企业，按公式2-2计算其年耗电量为4000小时左右。2.2 矿井用电负荷计算 设备容量确定将不同工作制的铭牌功率换算为统一的功率。电动机1） 长期工作制（连续运
12、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小时范围内）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，每周期内的接电时间不超过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 (2-3) 式中 换算的额定容量，千瓦； 与某一暂载率相应的电动机铭牌功率，千瓦； 与相对应的暂载率； 换算的暂载率，既25%。 需用系数的含义以一组用电设备来分析需用系数值的含义。设该组用电设备有n台电动机，其额定总容量为（kw）。则当此用电设备组满载运行时需从电网接用容量 ； KW （2-4）式中 用电设备从电网吸收容量，KW； n台电动机的加权平均效率， （2-5）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本次设计所需用席数按照参考质料均已记入表中 需用系数法计算电力负荷在确定了容量后可以按需用系数法计算负荷1） 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
