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1、河南理工大学毕业设计(论文)说明书摘要随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，对供电系统的设计有了更高、更完善的要求。而作为接受和分配电能的变电所在工业企业中占据很重要的地位，因此设计、分析、发展变电所是一项很重要的任务。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
2、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：变电站；负荷统计；短路计算ABSTRACTWith the development of economy and the rapid rise of modern industrial building, the design of the power supply syste
3、m more comprehensive, systematic, rapid growth in electricity plants, power quality, technical and economic conditions, supply reliability indicators are increasing the power supply system design have higher and better requirements. And as receiving and distributing power substation in industrial en
4、terprises occupy a very important position, so the design, analysis, development substation is a very important task.This paper designed a preliminary mine surface 35kV substation. The design process includes load calculations, the main wiring design, short circuit calculations, electrical equipment
5、 selection, protection schemes, substation lightning protection and grounding. By doing mine 35kV substation load statistics, with the required coefficient method for load calculation, based on the results of load calculations determine the number of units of the main transformer station, capacity a
6、nd models. Pu France with the power supply system for a short-circuit current calculation for electrical equipment selection and verification of data. According to the characteristics of coal-powered systems, developing the mine substation main connection mode, operation mode, relay protection schem
7、e. Key words：substation；load calculation；short-circuit current.i目录1 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32.1 负荷计算的目的32.2 负荷计算方法32.3 负荷计算过程42.3.1 各用电设备组负荷计算42.3.2各低压变压器的选择与损耗计算62.4计算6kV母线上补偿前的总负荷并初选变压器72.4.1功率因数补偿与电容柜的选择82.4.2主变压器校验及经济运行方案93电气主接线设计113.1 对主接线的基本要求113.2 本所电气主接线方案的确定113.2.1 确定矿井35kV
8、进线回路113.2.2 35kV、6kV主接线的确定113.2.3下井电缆回数的确定124 短路电流计算154.1 短路电流计算的目的154.2短路电流计算过程154.2.1选取短路计算点并绘制等效计算图154.2.2选择计算各基准值174.2.3计算各短路点的短路电流185 高压电气设备的选择215.1 高压电气设备选择原则215.2 高压开关设备的选择及校验215.2.1 高压断路器的选择及校验215.2.2 隔离开关的选择245.2.3电流互感器的选择255.2.4电压互感器的选择265.2.5避雷器的选择275.2.6 支柱绝缘子和套管绝缘子的选择275.2.7 开关柜的选择285.3
9、 电力线路的选择295.3.1 35kV电源架空线路选择295.3.2 6kV母线的选择305.3.3 主提升机6kV电缆线路选择315.3.4 6kV下井电缆选择325.3.5 6kV架空线路的选择356.1 变电所各断路器过流保护的设置与配合396.1.1 QF1、QF2、QF3断路器保护的设置与配合396.1.2 QF4、QF5断路器上保护的设置与配合396.1.3 各kV低压馈出线断路器的设置与配合396.1.4 6kV联络开关QF8的保护设置与配合406.2 各断路器的过流保护整定406.2.1 QF1、QF2、QF3过流保护整定406.2.2 QF4、QF5的过流保护整定416.2
10、.3各6kV馈出线的过流保护整定426.2.4 QF8过流保护整定437 变电所的防雷与接地457.1 变配电所的防雷设计457.2 接地装置的设计及计算468 变电所的平面布置478.1 变电所位置选择478.2 配电室建筑要求478.3 控制室布置48结论49致谢50参考文献51附录52附图1 35kV矿用变电所主接线图52附图2 35kV矿用变电所平面布置图53i1 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（
11、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矿井基础资料某年产110万吨原煤的矿井，其供电设计所需的基本原始数据如下：矿井产量110万吨；服务年限100年；立井深度0.4km；矿井地面土质为粘土；两回35kV架空电源线路长度L1=L2=6km；两回35kV电源上级出线断路器过流保护动作时间t1=t2=3s；本所35kV电源母线上最大运行方式下的系统电抗：xs.min=0.28(s
12、d=100MVA)本所35kV电源母线上最小运行方式下的系统电抗：xs.max=0.37(sd=100MVA)井下6kV母线上允许短路容量sal=100MVA；电费收取办法：两部电价制，固定部分按最高负荷收费；本所6kV母线上补偿后功率因数要求值：cos35.a0.95；最热月室外最高气温月平均值：42。C；最热月室外最高气温月平均值：32。C；最热月室外最高气温月平均值：27。C；表 1.1 全矿负荷统计及相关数据设备名称负荷等级电压(V)线路类型电机型式单机容量(kW)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16000CY14002/1
13、140008708404副 井提 升16000CY10002/1100008508206 扇 风 机 116000KT8002/1800087-0.9124扇 风 机 216000KT8002/1800087-0.9124压风机16000KT3005/3900086-0.8902地 面低 压1380C1250076082005机修厂3380C45006007503洗煤厂2380K120007608405工人村3380K45008008025排水泵16000CX68012/4272008608608井 下低 压2660CX2600072078 注1.线路类型：C表示电缆线路；K表示架空线路。 2
14、.电机类型：Y表示绕线异步；X表示鼠笼异步；T表示同步。2 负荷计算2.1 负荷计算的目的 为一个企业或用电户电，首先要解决的是企业要用多少度电，或选用多大容量的变压器等问题，这就需要进行负荷的统计合计算，为正确地选择变压器容量与无功补偿装置、选择电气设备与导线、以及继电器保护的整定等提供技术参数。 负荷计算的目的是为了解用电情况，合理选择供配电系统的设备和元件，如导线、电缆、变压器等。负荷计算过小，则依此选用的设备和载流部分有过热的危险，轻者使线路和配电设备寿命降低，重者影响供电系统的安全运行。负荷计算偏大，则造成设备的浪费和投资的增大。为此，正确的负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。2.2 负荷计算方法供电设计常用的电力负荷计算方法有需用系数法、二项系数法、利用系数法、和单位产品电耗法等。需用系数法计算简便，对任何性质的企业负荷均适用，且计算结果基本上符合实际。公式简单，计算方便只用一个原始公式就可以
