毕业设计煤矿35KV供电系统设计

1河南科技大学毕业设计(论文)说明书毕业设计(论文)说明书经主变压器变为，由单母分段的接线方式向矿区供电。2河南科技大学毕业设计(论文)说明书3河南科技大学毕业设计(论文)说明书4河南科技大学毕业设计(论文)说明书息级矿井用电负荷计算变压器功率因数补偿与电容器柜的选择提高功率因数补偿的意义高功率因数的方法主变压器选择与主接线方案的确定择压器的确定原则数式的确定供电系统接线方式的要求接线方式选择接线方式选择常识与计算方法路电流的目的法计算短路电流选取短路计算点并绘制等效电路图5河南科技大学毕业设计(论文)说明书设备选择.....................................................、热稳定性校验原则母线的选择线绝缘子及穿墙套管侧各出线电缆的选择井下中央变电所设计.............................................井下情况及负荷统计算主接线图以及变电所位置选择井下中央变电所短路电流计算井下中央变电所设备选择选择及校验及校验配电装置.....................................................6河南科技大学毕业设计(论文)说明书防雷保护及接地................................................雷设计原则计接地原理结论..........................................................致谢.........................................................参考文献.......................................................1河南科技大学毕业设计(论文)说明书概述如何保证整个供电系统的安全性和可靠性，是本次设计的主要内容。息矿区冻土带厚度为，一般黑土；两回架空电源线路长度：L=L=7.5km；12井下母线上允许短路容量S；2河南科技大学毕业设计(论文)说明书全矿用电负荷统计表需用系功率容量装配使总容量线路类变电所负荷用电设备名称电压(V)数因数(kW)Kcos用台数(kW)型距离等级d(km)主井提升机C1副井提升机C1压风机C1风井通风机K1风井压风机C1锅炉房—K2修配厂—C3选煤厂—K2水处理设施—K2—K3地面其它低压设备—K1排水泵C1A采区——K—2B采区——K—2——K—2井底车场——K—23河南科技大学毕业设计(论文)说明书负荷计算与负荷曲线。年负荷曲线年负荷曲线T4012Tmax图2-年1最大负荷和最大负荷利用小时数年最大负荷：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Q、S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。年最大负荷小时是一个假想的时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷P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T表示，如图2-所2示，年最大PN负荷P延伸到T的横线与两坐标轴所包围的矩形面积，恰好等于年maxmax包围的面积，既全年实际消耗的电能A。因此年最大负荷利用pT=A/P(h)maxpmax(2-)14河南科技大学毕业设计(论文)说明书pT=15054W()用电负荷计算用电设备铭牌上标出的功率(或称容量)称为用电设备的额定功率P，该功率是NN()长期连续工作制：设备长期连续运行，负荷稳定。对这种用电设备有(P=P(NN(()短时工作制：设备工作时间很短，停歇时间长。这类设备同样有(P=PNN))P=KPcadN()Q=PNta()SP2+Q2cacaca()I=S(3U)cacaN()cacacaNn值I——该用电设备组的计算负荷电流，K——需用系数cad5河南科技大学毕业设计(论文)说明书vca1d1N1caca1S=P2+Q2=1888(kVA)表其他设备的计算负荷设备名称P(kW)主井提升机副井提升机压风机风井通风机风井压风机锅炉房修配厂选煤厂水处理设施地面其他低压设备排水泵采区采区采区井底车场cacacacaTca6河南科技大学毕业设计(论文)说明书Tca母线补偿ca6sicaT6ca6ca6SkVA)选出两台主变压器，型号为SF我们知道，全矿负荷中一级二级负荷占大7功率因数补偿与电容器柜的选择)降低网络中的功率损耗)减少网络中的电压损失，提高供电质量)降低电能成本)提高用电设备本身的功率因数。)采用人工补偿提高功率因数人工补偿提高功率因数的做法是采用供应无功功率的设备来就地补偿用电设备所需要的无功功率，以减少线路中的无功输送。7河南科技大学毕业设计(论文)说明书以上。)补偿前主变压器损耗计算(一台运行，一台停运)T0KTNTKkvr)补偿前侧负荷与功率因数ca.35ca.6Tcacaca.35=KP(tan-tan')loCloca.353535cCcfC.caC.floC.ffccaca.6C.ca8河南科技大学毕业设计(论文)说明书cacaca.66ca.6ca.6)主变压器在补偿后最大损耗计算(一台运行，一台停运)T0K)补偿后侧的计算负荷与功率因数校验cacaTca.35ca.6Tc9河南科技大学毕业设计(论文)说明书7主变压器选择与主接线方案的确定7()主变压器容量一般按变电站建成后~年的规划负荷选择，并适当考虑到()根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要()对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以()如企业的一、二级负荷较多，必须装设两台变压器，两台互为备用。()特殊情况下可装设两台以上变压器。bca表SF变压器的主要参数()低压()联结方式压流短路损77电缆根数C可按下式来确定：n河南科技大学毕业设计(论文)说明书Cn((P+1.02P)2+(Q+1.08Q)2pdpd+1PQPQ主排水泵计算有功，无功负荷，井下低压总的计ppdd999()外桥接线河南科技大学毕业设计(论文)说明书()内桥接线②缺点：变压器的切除和投入较复杂，需两台断路器动作，影响一回线路的暂时③适用范围：适用于较小容量的变电所，并且变压器不经常切换或线路较长、故()全桥接线全桥接线()缺点：不够灵活可靠，任一元件故障或检修时，均需使整个配电装置停电。河南科技大学毕业设计(论文)说明书()优点：用断路器把母线分段后，对重要一、二级用户可以从不同段上引出两()缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在此()适用范围：由于单母线分段接线比单母线接线的供电可靠性相灵活性有所提图单母线分段式接线图河南科技大学毕业设计(论文)说明书()优点：供电可靠、调度灵活、扩建方便。()缺点：增加一组母线，每回路就要增加一组母线隔离开关。当母线故障或检()适用范围：图变电所主接线简图河南科技大学毕业设计(论文)说明书短路计算短路电流常识与计算方法度。()设置和整定继电保护装置，使之能正确地切除短路故障。()确定限流措施。()确定合理的主接线方案和主要运行方式等。计算短路电流例如容量、电压、电流、阻抗(电抗)标幺值分别为：dSSd，U*=dUUd，I*=dI IddXXd 河南科技大学毕业设计(论文)说明书基准容量(S)、基准电压U、基准电流I和基准阻抗(X)亦符合功率dddd方程S=3UI和电压方程U=3IX。因此，个基准值中只有两个是独立的，通dddddk常选定基准容量和基准电压为给定值，再按计算式求出基准电流和基准电抗，即SdIddd各元件的标幺电抗计算U2UX=ddSd ()davd0xll0XSX*=l=xldlX0U2dav即SX*=xldl0U2 ()变压器电抗标幺值。若变压器的额定容量为S和阻抗电压百分数为U%，则TNk抗标幺值为XU%U2U2U%SX*=T=(k*av)/d=kdTX100SS100SdTNdT.N即U%SX*=kdT100S ()系统的标幺电抗。供电部门提供供电系统的电抗参数或相应的条件，应计及供电系统电源的电抗，并看作无限大容量电源系统，这样计算的短路电流更为精确。若已知供电系统的系统电抗有名值X则系统标幺电抗为sSd2X*=d2sskU2UX=avkSk () ()SU2SX*=Xd=ddkkUSUdkd即SX*=dkSk ()河南科技大学毕业设计(论文)说明书()短路冲击电流i=2.55II=1.52Ishk式中I——三相短路电流周期分量的有效值k()()本矿井上变电所采用全桥接线，采用单母分段接线；主变压器型号为7K9K表地面变电所母线上的线路类型及线路长度序号设备名称电压()距母线距离()线路类型主井提升副井提升风井通风机压风机风井压风机地面其他低压锅炉房修配厂洗煤厂水处理设施井下母线工房地机I河南科技大学毕业设计(论文)说明书S135kV6kV248624869357kkkkkk8k9k10k11k12k13k14d图等效短路计算图基准电压U=37kVU=6.3kVU=0.4kV则可求dd2d3Sd=d=ISd=d=I=d=()电源的电抗X=0.17=0.25其中，S=10VA)smins.maxd河南科技大学毕业设计(论文)说明书()变压器电抗()线路阻抗SX*=U%dT1kSSX*=U%dT2kSS100X*=lXd=7.50.4=0.21910U23726.32346789()点短路电流计算n1河南科技大学毕业设计(论文)说明书X()点短路电流计算11I*===1.2674XmAn66.n()井下母线短路容量计算(点)X*=lXd=0.80.08=0.161l0U26.32河南科技大学毕业设计(论文)说明书表短路电流计算结果短路点最大运行方式下短路参数最小运行方式下短路参数kkkk河南科技大学毕业设计(论文)说明书设备选择允许运行的电压为(~)U，电网最高允许运行的电压为U，因此电NNSNNSUU()NNSC，但总的增加值不得超过额定电流的。电气设备的额定电流I应不小于通过它的最大长时负荷电流I或计算电流Nlo.mI，即IINlo.m ()rNrN河南科技大学毕业设计(论文)说明书II,，SS,()rNrNrNrN则当电器选定之后，应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验，校验所般取三相短路时的短路电流。短路电流通过电气设备时，电器的各部件温度(或发热效应)应不超过短时允许发或或QQtsktstsitIIitst () () ()tsktstsi短路电流通过电器设备时，电器设备各部件应能承受短路电流所产生的机械力效应，不发生变形损坏，即河南科技大学毕业设计(论文)说明书ii或II ()我们知道输电线路以及到煤矿变电所母线选用同一规格的导线，根据我国产品供应市场情况以及导线的材料发展，宜用铝线，对于架空线路线杆挡距一般在()按经济电流密度选择导线截面型号I=ecmaxT~小时，J。maxecI300经济截面为：A=gmax==130mm22J21.15℃，在环境温度为℃时长()机械强度校验一类用户的架空线等级为，其导线截面不应小于，所选架空线满()按长时允许电流校验导线截面选择的导线截面应使导线的长时允许电流大于IIalgmax河南科技大学毕业设计(论文)说明书I'=Im0alal9-9m0m0Aalal(4)以电压损失校验导线截面00NN5.3.1.2母线的6选k择V(1)其最大长时负荷电流I为变压器二次侧最大长时负荷电流I,再乘以分配系lo.mlo.m电流的1.0倍5，其值为:I=KI,=lo.mlo.m一般情况，10k以V下室外及35k以V下室内，多采用矩形铝母线，故初选LMY-125河南科技大学毕业设计(论文)说明书ⅹ型矩形母线，其截面为ⅹ，采用平放方式。在环境温度为℃时长时允许载流量为。实际环境温度为32℃时，其长时允许电流为I'=Ialal99al0I'>Il<limaxmaxsh②按机械共振要求ⅹ型矩形母线机械共振允许的最大跨距为，而母线跨距为，IA=KtminCfiIiiff(继电保护，断路器固有动作时间)KKt=13.2=219mm2A=fifi95型多油断路器，本设计采用—河南科技大学毕业设计(论文)说明书。表所选断路器参数额定电流额定电压额定容量极限电流额定电流额定电压额定容量极限电流热稳定电流稳定型号()额定电压：U=35kV=U=35kV，符合要求。NNS()额定电流：1.05S1.0520000I=600AI=N==346.4A，符合要求。Nmax3U335N()热稳定校验：继电保护动作时间t秒，断路器的分闸时间t秒则Tofft4tst=4ststsit=t+tiToffToffN.QF()根据布置方式，室内一般采用Ⅲ型少油断路器，本设计采用表所选断路器参数额定电压额定电流额定开断额定容量极限电峰热稳定电流稳定Ⅲ()额定电压：U=10kV>U=6kV，符合要求。NNS河南科技大学毕业设计(论文)说明书()额定电流：I=3000AI=N=NmaxU36N()热稳定校验：继电保护动作时间t秒，断路器的分闸时间t秒则Tofft4tst=4s侧的隔离开关~的选择及校验()根据布置方式，室外一般采用或型隔离开关。本设计中为了方便检修时的接地，两个进线隔离开关、和两个电压互感器隔离开关、选用表所选隔离开关参数额定电压额定电流极限电流峰值热稳定电流热稳定时间()额定电压：U=35kV=U=35kV，符合要求。NNS1.05S1.0520000 ()额定电流：I=600AI=N==346.4A，Nmax3U335N河南科技大学毕业设计(论文)说明书maxsh()热稳定校验：继电保护动作时间t秒，断路器的分闸时间t秒Tofft5表所选隔离开关参数额定电压额定电流极限电流峰值热稳定电流热稳定时间()额定电压：U=10kV>U=6kV，符合要求。NNS ()额定电流：I=3000AI=N==2021A，NmaxU36N()热稳定校验：继电保护动作时间t秒，断路器的分闸时间t秒ToffkAt5IkAI9.32kA河南科技大学毕业设计(论文)说明书该矿井下最大短路容量为大于井下母线上允许短路容量，故需要在地面加装限流电抗器，取将短路电流限制在抗()井下计算负荷电流cacacaN，一根故障时，正常情况下，每根电缆应承受的负荷电流为I=，一根故障时，IIgg()电抗器电抗值计算电抗器前系统电抗为(系统电抗取最大运行方式值)xsminT1lXdgjkXCI0.15kjkI9.16j2IkkI秒热稳定电流为，其在额定电流下的电抗相对值为河南科技大学毕业设计(论文)说明书()电抗器的电压损失校验情况下，四根电缆承担井下总负荷电流~~kkkI故障时三根电缆承受井下总负荷电流kkI150()电抗器的动、热稳定校验为I9.16kAshXX1.58+2.44Ck。此时短路电流冲击值为I9.16i=2.55j2=2.55=12.26kAshX*+X*/21.58+2.44/2Ck通过每台电抗器的冲击电流为i/2②热稳定校验本线路有的限时速断保护ightitiIi=shtt2.55t()本设计为终端变电所，不进行绝缘检测，只需测量线路电压，可选两台双圈河南科技大学毕业设计(论文)说明书—型电压互感器技术参数e表一次电压()33额定容量为级一级基本二次线圈辅助二次线圈3333级最大容量()高压熔断器的选择除按工作环境条件、电网电压、长时最大负荷电流(对保护电压互感器的熔断器不考虑负荷电流)选择型号外，还必须校验其断流容量，即N对保护变压器的熔件，其额定电流可按变压器额定电流的~倍选取。由短路参数统计表可查得侧最大短路容量为，故选用()侧电流互感器，数，动稳定倍数。()侧电流互感器根据侧隔离开关的计算数据，侧选用型母线式电流互感器额定电压，额定电流为，秒热稳定电流为。chdN河南科技大学毕业设计(论文)说明书验t2.2t2.2t1()母线支柱绝缘子的选择动稳定校验0支柱绝缘子受力按下式计算FF=1.76.i2102；i—短路电流冲击()高压穿墙套管的选择②热稳定校验II=Ii=11.65Rt0kA5F=1.76.li2102ashl+l2l+l200+23222河南科技大学毕业设计(论文)说明书2sh为；()下井电缆型号及截面的选择高压电缆型号根据敷设地点及敷设方法选，在地面一般选油浸纸绝缘铝包铠装电缆，若采用直埋时，电缆外面应有防腐层，除立井井筒中敷设电缆外，一般采用铝芯，Ica11I=I=862=287A~取T~导线经济截面为I287A=g==127.56mm2J2.25I'=I'=Ialalm0=380河南科技大学毕业设计(论文)说明书I'I，满足要求algiIAinCKt10.2561mm2fi95rAU6000N()主井提升机电缆选择~取T~N6I'Im0260I'Im0260206m0I，满足要求河南科技大学毕业设计(论文)说明书为速断保护，t=0.25iAsICKt10.2561mm2fi95已知主提升机电缆距变电所0.5，kcmos=0.由9于.电缆的电抗很小，一般为0.08Q/k，m故计算电压损失时只需要考虑导线电阻的影响，电抗忽略不计，则导线的电压gmaxgmaxrAgmaxAlr48.6m/(mm2)；A—导线截面面积150mm2。UIlcos5000.932.84VN表5-6电缆选择结果汇总zlIIAAminAAUU%主提升机副提升机压风机2061621206162182153ZLQ2ⅹ09-53ZLQ2ⅹ07-03130.7.58616161150957032.8.5530.9.5233.8.56河南科技大学毕业设计(论文)说明书地面其他低压修配厂风井压风机下井电缆ⅹⅹⅹⅹ一般矿用供电系统开关柜选用型，本矿选用型固定式开关柜，共面，取的备用柜面，共计面柜。()进线柜()电压互感器与避雷器柜的选择型(个)，熔断器为型，电压互感器熔断器为型，电压互()电容器出线柜选择()电容器进线柜()联络开关柜号柜与选用型(个)。()其它各柜的选择均选用号柜，共面，内设两个隔离开关和一个少油断路器，断路器选用型户内少油断路器，配套选用型电磁操动机构，隔离开关选用、型户内隔离开关，配套选用型手动操动机构。机修厂、水处理设施、工房、锅炉房均为单回路供电，都选用号柜，内型户内隔离开关，配套选用型河南科技大学毕业设计(论文)说明书河南科技大学毕业设计(论文)说明书井下中央变电所设计情况及负荷统计副井距变电所，距井下中央变电所，井深。中央变电所距一号采区变电所，距二号采区变电所，距三号采区变电所至井底车场的距离表井下负荷统计表荷名称设备台数设备容量额定电压数功率因数φ主排水泵井底车场硅整流井底水泵采区变电所采区变电所采区变电所硅整流检修泵站()接线方式及母线的确定()配出线接线的确定河南科技大学毕业设计(论文)说明书()变压器：号硅整流、号井底水泵、充电硐室、变电所室内照明。()变压器：号硅整流、号井底水泵、火药库及东大巷照明等。()变压器、：井底车场和低压设备及照明。根据表和式()及式()，分别算数各设备组的P、Q及S。cacaca。表各组计算负荷统计表计算电流功功φ系计算电流功功φ系用路线井底车场号硅整流号井底水泵变电所室内照明干线负荷采区变电所采区变电所采区变电所号井底水泵号硅整流瓦斯监测电源号井底水泵检修泵站干线负荷河南科技大学毕业设计(论文)说明书NTca表矿用变压器技术参数型号规格电压(kV)损耗(kW)高压低压空载短路阻抗电空载电压流连接组别重量外形尺寸(m)(T)长ⅹ宽ⅹ高ⅹⅹⅹⅹⅹⅹ()变压器功率损耗计算TTTcasicaT河南科技大学毕业设计(论文)说明书6V进线6V进线6V进线6V进线casicaTSPQ2=5595.752+3569.972=6637.55(kVA)cacaca图以及变电所位置选择()本矿中央变电所采用单母线分段接线，分列运行，主接线简图如下所示：TTA采区变电所井底车场低压动力及照明采区变电所采区变电所主排水泵3主排水泵1主排水泵2主排水泵4干干图中央变电所主接线()位置选定原则：井下中央变电所短路电流计算()线路类型统计表母线上的线路类型及长度序号负荷名称电压()距母线距离()线路类型排水泵排水泵排水泵排水泵线线井下车场低压采区变电所采区变电所采区变电所()绘制等效短路计算图并选择基准值S=X*SX*LS=X*SX*LA采区号干线主排水泵1主排水泵3主排水泵4主排水泵2干线B采区河南科技大学毕业设计(论文)说明书XX*4X*T2k4X*X*T3k10X*7X*k7X*k11X*3X*6k612X*5k5Xk8X*9k9*8CC采区图中央变电所短路等效计算图dd4()计算各元件的标幺电抗ST6kS1S100X*=U%d=0.04=20T7kS0.2X*=U%d=0.04=12.7T8kS0.315LLIU0.156.3L.Nd河南科技大学毕业设计(论文)说明书()计算各短路点的短路参数X*2.328X*=X*+L+X*=1.164++0.091=2.4193.mS2k323.md表各短路点电流计算汇总短路点kk井下中央变电所设备选择河南科技大学毕业设计(论文)说明书表矿用隔爆型配电装置技术参数压流流(峰值)(峰值)持—荷电流，连接主排水泵的NNSNmaxmaxsh秒秒ToffIi3.73Ii3.73=3.34kAt4I=10kAI=3.34kAtst=4sN表配电箱型号表河南科技大学毕业设计(论文)说明书()按经济电流密度选择导线截面maxJ2.55选用错误！未找到引用源。(四芯)铜芯聚氯乙烯绝缘及护套钢带内铠装电力电缆，在环境温度为℃时长时允许载流量为。()按长时允许电流校验导线截面almax()热稳定校验考虑短路发生在线路首端，此时短路电流最大。稳态短路电流I=I=7.33kA，主iIA=minCKt=10.25=39mm2fi93.4min()电压损失校验导线截面maxrA48.650N综上，至采区变电所和采区的电缆同样选择错误！未找到引用