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1、矿业工程学院毕业设计题目： 某C煤矿采区供电设计 专业： 采矿工程 作者： 袁龙龙 指引教师： 曹金燕 摘要本设计初步设计了煤矿地面35kV变电系统。用需用系数法进行全矿负荷计算，再进行无功率补偿，根据补偿后的负荷成果拟定出该站主变压器的台数、容量及型号。对供电系统进行了短路电流计算，选择了电缆型号及长度，制定了矿井变电所的主结线方式、运营方式、继电保护、防雷与接地保护方案。选择了断路器、隔离开关、继电器、变压器等电气设备，绘制了供电系统图。对矿山公司进行可靠、安全、经济、合理的供电，对提高经济效益及保证安全生产方面都十分重要。核心字：负荷计算; 负荷记录；变电站;运营方式；经济；安全Abst
2、ract The design of the coal mine ground 35kV substation design. According to the results of load calculation, the main transformer of the substation is determined by the load statistics of 35KV substation. The short-circuit current for power supply system is calculated, and the main knot line mode,
3、operation mode and relay protection scheme of the substation are formulated. Select the circuit breaker, isolated switch, relay, transformer and other electrical equipment.It is very important for the mine enterprise to carry on the reliable, safe, economical and reasonable power supply, which is ve
4、ry important to improve the economic benefit and guarantee the safety.Keywords: load calculation; load statistics; substation; operation mode; economy; safety.目 录摘要2前言11.概论2 1.1供电设计目的2 1.2 井上供电设计一般环节2 1.3供电设计的基本规定32.全矿负荷记录4 2.1 负荷计算的目的4 2.2 负荷计算措施4 2.3 负荷计算过程5 2.4 全矿井上下合计11 2.5 无功补偿计算及电容器柜选择113.主变压器
5、的选择13 3.1 变压器的选用原则13 3.2 变压器选择计算13 3.3 变压器损耗计算14 3.4 变压器经济运营234.井上供电系统的接线方案20 4.1 井上供电系统的拟定原则21 4.2 井上供电系统图225.短路电流计算23 5.1 短路电流计算的目的23 5.2 短路电流计算中应计算的数值23 5.3 三相短路电流计算的环节23 5.4 短路电流计算过程236.10kv供电线路的选择29 6.1 电缆选择原则29 6.2 电缆长度的拟定29 6.3 电缆型号的拟定297.35kv供电线路选择34 7.1 供电线路选择原则34 7.2 选择环节368.电气设备的选择36 8.1
6、电气设备的选择原则36 8.2 5v开关柜的选择36 8.3 断路器的选择37 8.4 电流互感器的选择38 8.5 10kv开关柜的选择38 8.6 断路器的校验38 8.7 电流互感器的校验399.继电保护设定40 9.1.断路器上保护的设立与配合40 9.2 各10KV低压馈出线断路器的设立与配合40 9.3 10KV联系开关的保护设立与配合。40 9.4 变压器的保护设立40 9.5 变压器的气体保护40 9.6 变压器的差动保护40 9.7 变压器过负荷保护40 9.8 变压器的过流保护4210.变电所的防雷与接地43 10.1变配电所的防雷设计43 10.2变电所的防雷措施44 1
7、0.3接地装置的设计及计算4510.3.1保护接地方案设计4510.3.2保护接地装置计算45设计总结47道谢语46参照文献47文献翻译50前言由于煤矿生产条件的特殊性，对供电系统有特殊的规定，特别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。本论文根据煤矿变电所的设计原则，对某C矿井地面35KV变电所设计展开了全面的设计与研究。 一方面根据需要系数法进行了负荷计算，并进行无功补偿，选定变压器。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,10kV母线采用单母分段接线形式。采用标幺值法进行了短路电流计算。按安装地点
8、、运营环境和使用规定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，可以自动地、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，并在变电所四周装设避雷针. 1、概论煤矿的供电系统有着很高的规定，这些规定是： 1、供电可靠 所谓供电可靠，就是规定供电不间断。一旦煤矿供电中断，将会给煤矿人身及财产安全带来严重威胁。煤矿安全规程规定：矿井应有两回路来自不同变电所的电源线路，当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能肩负矿
9、井所有负荷。 2、供电安全井下供电容易导致触电或由电火花引起的瓦斯煤尘爆炸等事故，因此，必须采用一系列技术措施，制定严格的管理制度，保证安全供电。 3、供电质量良好 对煤矿供电，不仅规定电能数量满足生产需要，并且规定供电电能质量良好：即频率波动范畴不得超过额定频率的0.5赫兹，电压波动范畴不得超过额定电压的5%。 4、供电经济 煤矿供电设备耗电量很大，如果供电系统设计不合理，电器设备使用不当，会导致功率因数减少，线路损耗加大，使生产成本上升。因此，保证煤矿供电的经济性意义重大。1.1供电设计目的 为一种公司或用电户电，一方面要解决的是公司要用多少度电，或选用多大容量的变压器等问题，这就需要进行
10、负荷的记录合计算，为对的地选择变压器容量与无功补偿装置、选择电气设备与导线等提供技术参数。 负荷计算的目的是为理解用电状况，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减少，重者影响供电系统的安全运营。负荷计算偏大，则导致设备的挥霍和投资的增大。为此，对的的负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运营的必要手段。1.2 井上供电设计一般环节1. 负荷记录计算2. 无功功率计算及补偿3. 全矿变电所的位置和主变压器的台数及容量选择4. 全矿变电所主接线设计5. 高压配电系统设计6. 全矿供、配电
11、系统短路电流计算7. 变电所高、低压侧设备选择8. 电路保护1.3供电设计的基本规定1.供电安全供电安全具有两个方面的意义，即避免人身触电和避免由于电气设备的损坏和故障引起的电气火灾及瓦斯、煤尘爆炸事故。煤矿井下空间狭小、潮湿阴暗，井下电气设备的受潮和机械损伤容易发生人身触电事故；供电线路和用电设备的损伤和故障产生的电气火花，会导致火灾或瓦斯、煤尘爆炸事故。因此，为了避免事故的发生，在煤矿供电工作中，应按照有关规定，采用防爆、防触电、过负荷及过流保护等一系列技术措施和管理制度，消除多种不安全因素，保证供电的安全。2.保证供电质量 衡量供电质量高下的技术指标是频率的稳定性和电压的偏移。交流电的频
12、率对交流电动机的性能有着直接的影响，频率的变动会影响交流电动机的转速。按照电力工业技术管理法规规定，对于额定频率为50Hz的工业用交流电，其频率相对于额定值的偏差不容许超过0.2-0.5Hz，即为额定频率的0.4-1。 电压偏移是衡量供电质量的又一重要指标。所谓电压偏移，是指用电设备在运营中，实际的端电压与其额定电压的偏差。用电设备对定范畴内的电压偏移具行适应能力，但随着电压偏移的增大，用电设备的性能将会恶化，严重时会导致设备的损坏。3.技术经济合理 技术经济合理是指在满足上述三项规定的前提下，使供电系统的投资和运营达到最佳的经济效益。供电系统的投资要少，运营费用要低，并尽量地节省电能和减少有
13、色金属的消耗量。 此外，在供电工作中，应合理地解决局部和全局、目前和长远等关系，既要照顾局部的目前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 2、全矿负荷记录2.1 负荷计算的目的 为一种公司或用电户电，一方面要解决的是公司要用多少度电，或选用多大容量的变压器等问题，这就需要进行负荷的记录合计算，为对的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理解用电状况，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减少，重者影响供电系统的安全运营。负
14、荷计算偏大，则导致设备的挥霍和投资的增大。为此，对的的负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运营的必要手段。2.2 负荷计算措施供电设计常用的电力负荷计算措施有需用系数法、二项系数法、运用系数法、和单位产品电耗法等。需用系数法计算简便，对任何性质的公司负荷均合用，且计算成果基本上符合实际。公式简朴，计算以便只用一种原始公式就可以表征普遍的计算措施。本设计采用需要系数法进行负荷计算，环节如下：1 用电设备组计算负荷的拟定 用电设备组是由工艺性质相似需要系数相近的某些设备合并成的一组用电设备。在一种车间中可根据具体状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： ，kW , kvar ，kVA 式中、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，kW；功率因数角的正切值；需要系数，由
