煤礦供電畢業(yè)設(shè)計(jì)

太 原 理 工 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）任 務(wù) 書第 1 頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：某 F 煤礦地面供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求及已知條件（資料）：要求：1按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。2強(qiáng)調(diào)獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，杜絕抄襲。3設(shè)計(jì)內(nèi)容要求方案合理，各種參數(shù)處理、選取得當(dāng)，計(jì)算正確。4設(shè)計(jì)說明書要求語言簡練、文理通順、字跡工整。5圖紙嚴(yán)格按工程圖紙要求繪制。6完成 5000 字左右的相關(guān)英文資料的翻譯。已知條件：某 F 有限責(zé)任公司下轄的甲煤礦和乙煤礦，井田相鄰，兩個(gè)井田均批準(zhǔn)開采3、8、9、12、15 號等五個(gè)煤層，井田面積共計(jì) 11.884km2。根據(jù)兩個(gè)礦井的實(shí)際情況，F(xiàn) 煤炭有限責(zé)任公司決定對兩個(gè)礦井的技術(shù)改造工程進(jìn)行調(diào)整：關(guān)閉甲煤礦，將其 0.30Mt/a 的生產(chǎn)能力劃歸乙煤礦；集中改造乙煤礦，生產(chǎn)規(guī)模由 0.45 Mt/a 擴(kuò)建至 1.20 Mt/a?，F(xiàn)需建設(shè)地面 35/10kV 礦井變電所一座，供電線路采用雙回路 35kV 架空線。一回主供電源引自 FA 110kV 變電站，長度 9.5km；另一備用電源線路引自 FB 110kV 變電站，長度 2.77km。35kV 母線最大短路參數(shù) Sdmax=450MVA,變電所距井下中央變電所 1km.負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見附表一。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：概述；礦井負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償；地面 35kv 變電所主變壓器的選擇與校驗(yàn)；地面 35kv 變電所主接線方案確定；短路電流計(jì)算；地面 35kv 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)；地面 35kv 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定；地面 35kv 變電所的防雷與接地；井下中央變電所負(fù)荷計(jì)算與短路電流計(jì)算；第 2 頁學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計(jì)文件（論文）：1、 文獻(xiàn)綜述（單獨(dú)成冊）。2、 設(shè)計(jì)說明書一冊。3、 5000 字左右的相關(guān)英文資料翻譯（附英文原稿）。4、 成績評定表和答辯評定表一份。5、 設(shè)計(jì)的學(xué)生提供壹號圖紙一張。主要參考文獻(xiàn)（資料）：1.煤礦安全規(guī)程 2011 版2.礦山供電 李虎偉3.采礦工程設(shè)計(jì)手冊4.煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 502155.礦用電氣設(shè)備選型手冊6. 煤礦電氣圖專用圖形符號 MTT 57019967.煤礦井下供配電設(shè)計(jì)規(guī)范 GB504178.煤礦電工手冊（第二分冊）。礦井供電（上）9.煤礦電工手冊（第四分冊）。專業(yè)班級 采礦 1109 學(xué)生 邢雅龍 要求設(shè)計(jì)（論文）工作起止日期 指導(dǎo)教師簽字 日期 教研室主任審查簽字 日期 系主任批準(zhǔn)簽字 日期 I某 F 煤礦地面供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要煤礦供電系統(tǒng)的安全可靠，對煤礦的安全，經(jīng)濟(jì)，高效生產(chǎn)有重要的意義。我的設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了煤礦地面35kV變電站的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括負(fù)荷計(jì)算、主接線設(shè)計(jì)、短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選擇等。在做負(fù)荷統(tǒng)計(jì)時(shí)，用需用系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，根據(jù)負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果確定出該站主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量及型號。用標(biāo)幺值法對供電系統(tǒng)進(jìn)行了短路電流計(jì)算，對高壓進(jìn)線的速斷保護(hù)和過流保護(hù)，10KV出線的速斷保護(hù)和過流保護(hù)及主變壓器的差動(dòng)保護(hù)、過流保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)的整定值、動(dòng)作時(shí)限及靈敏度進(jìn)行了計(jì)算和校驗(yàn)，最終使繼電保護(hù)達(dá)到最佳狀態(tài)。為電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)提供了數(shù)據(jù)。根據(jù)煤礦供電系統(tǒng)的特點(diǎn)，制定了礦井變電所的主結(jié)線方式、運(yùn)行方式、繼電保護(hù)方案。主接線形式為35KV側(cè)是單母線分段，10KV側(cè)是單母線分段。兩臺(tái)主變壓器采用分列運(yùn)行方式。最佳運(yùn)行方式為一路運(yùn)行、一路備用。關(guān)鍵字：負(fù)荷計(jì)算; 變電站; 短路電流;運(yùn)行方式IIA Power Supply System Of The Ground F DesignAbstractThe design of the preliminary design of the design of the Ground 35kV substation. The design process includes load calculation, the main wiring design, short circuit calculations, electrical equipment selection. Through Mine 35KV substation load statistics do with required load factor method to calculate, determine the stations main transformer station number, capacity and type of load calculation based on the results. With a unit value method of the power supply system of the short-circuit current calculation, for the selection and verification of electrical equipment to provide data. According to the characteristics of coal mine power system, develop a mine substation main connection mode, operation mode, relay protection scheme. Which side is the inner bridge connection 35KV, 10KV main connection is a single mother segments. Two main transformer breakdown operation mode. And according to the current setting and check relevant data and choose the circuit breakers, isolation switches, relays, transformers and other electrical equipment.Keywords: load calculation; substation; protection; RunIII目 錄某 F 煤礦地面供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) .I摘要 .IAbstract.II目 錄 .III第一章 概述 .11.1 礦井地面供電設(shè)計(jì)目的 .11.2 礦井地面供電設(shè)計(jì)一般步驟 .11.3 礦井供電設(shè)計(jì)原始資料 .2第二章 全礦負(fù)荷統(tǒng)計(jì) .32.1 負(fù)荷計(jì)算的目的 .32.2 負(fù)荷計(jì)算方法 .32.3 負(fù)荷計(jì)算過程 .42.4 全礦井上下合計(jì) .122.5 無功補(bǔ)償計(jì)算及電容器柜選擇 .12第三章 主變壓器的選擇 .133.1 變壓器的選取原則 .143.2 變壓器選擇計(jì)算 .143.3 變壓器損耗計(jì)算 .153.3 變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析 .15第四章 地面供電系統(tǒng)的接線方案 .194.1 地面供電系統(tǒng)的擬定原則 .194.2 地面供電系統(tǒng)圖 .20第五章 短路電流計(jì)算 .235.1 短路電流計(jì)算的目的 .235.2 短路電流計(jì)算中應(yīng)計(jì)算的數(shù)值 .235.3 三相短路電流計(jì)算的步驟 .235.4 短路電流計(jì)算過程 .245.5 最大運(yùn)行方式 .265.6 最小運(yùn)行方式 .28第六章 供電線路的選擇 .296.1 電纜選擇原則 .306.2 10kV 架空線的選擇 .326.3 35kV 電纜以及架空線的選擇 .34第七章 電氣設(shè)備的選擇 .357.1 電氣設(shè)備的選擇原則 .357.2 35kv 開關(guān)柜的選擇 .367.3 斷路器的校驗(yàn) .37IV7.4 電流互感器的校驗(yàn) .387.5 電壓互感器的選擇 .387.6 10kv 開關(guān)柜的選擇 .387.7 斷路器的校驗(yàn) .407.8 電流互感器的校驗(yàn) .40第八章 繼電保護(hù)方案的初步擬定 .418.1 變電所各斷路器過流保護(hù)的設(shè)置與配合 .418.2 QF4、QF5 斷路器上保護(hù)的設(shè)置與配合 .428.3 各 10KV 低壓饋出線斷路器的設(shè)置與配合 .428.4 10KV 聯(lián)絡(luò)開關(guān)（QF8）的保護(hù)設(shè)置與配合。 .428.5 變壓器的保護(hù)設(shè)置 .43設(shè)計(jì)總結(jié) .43致謝語 .44參考文獻(xiàn) .45Safety of mine supply.46礦山供電的安全性研究 .541第一章 概述在礦山的生產(chǎn)過程中，電力是現(xiàn)代化采礦工業(yè)的主要?jiǎng)恿?，在采礦實(shí)踐中占有極其重要的地位。由于煤礦井下工作的特殊性，對煤礦供電提出了很高的要求，這些要求是： 1、供電可靠 所謂供電可靠，就是要求供電不間斷。一旦煤礦供電中斷，將會(huì)給煤礦人身及財(cái)產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重威脅。煤礦安全規(guī)程規(guī)定：礦井應(yīng)有兩回路來自不同變電所的電源線路，當(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時(shí)，另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。 2、供電安全 井下供電容易導(dǎo)致觸電或由電火花引起的瓦斯煤塵爆炸等事故，所以，必須采取一系列技術(shù)措施，制定嚴(yán)格的管理制度，保證安全供電。 3、供電質(zhì)量良好 對煤礦供電，不但要求電能數(shù)量滿足生產(chǎn)需要，而且要求供電電能質(zhì)量良好：即頻率波動(dòng)范圍不得超過額定頻率的0.5 赫茲，電壓波動(dòng)范圍不得超過額定電壓的5%。 4、供電經(jīng)濟(jì) 煤礦供電設(shè)備耗電量很大，如果供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，電器設(shè)備使用不當(dāng)，會(huì)造成功率因數(shù)降低，線路損耗加大，使生產(chǎn)成本上升。因此，保證煤礦供電的經(jīng)濟(jì)性意義重大。1.1 礦井地面供電設(shè)計(jì)目的能對礦井供電系統(tǒng)有個(gè)更深入的了解，應(yīng)用煤礦井下供電理論知識(shí)具體解決一些井下供電的技術(shù)問題。培養(yǎng)供電設(shè)計(jì)應(yīng)用基本能力，并學(xué)習(xí)供電系統(tǒng)運(yùn)行和設(shè)備維護(hù)與管理等知識(shí)。鞏固和擴(kuò)展知識(shí)領(lǐng)域，培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，提高獨(dú)立工作的能力。1.2 礦井地面供電設(shè)計(jì)一般步驟1. 負(fù)荷計(jì)算2. 改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì)3. 主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量選擇4. 全礦總降壓變電所主接線設(shè)計(jì)5. 礦區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)6. 全礦供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算7. 變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇21.3 礦井供電設(shè)計(jì)原始資料現(xiàn)需建設(shè)地面 35/10kV 礦井變電所一座，供電線路采用雙回路 35kV 架空線。一回主供電源引自 FA 110kV 變電站，長度 9.5km；另一備用電源線路引自 FB 110kV變電站，長度 2.77km。35kV 母線最大短路參數(shù) Sdmax=450MVA,變電所距井下中央變電所 1km.3第二章 全礦負(fù)荷統(tǒng)計(jì)2.1 負(fù)荷計(jì)算的目的為一個(gè) 煤礦企業(yè)進(jìn)行供電設(shè)計(jì)，首先要解決的是企業(yè)要用多少度電，或選用多大容量的變壓器等問題，這就需要進(jìn)行負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，為正確地選擇變壓器容量與無功補(bǔ)償裝置、選擇電氣設(shè)備與導(dǎo)線、以及繼電器保護(hù)的整定等提供技術(shù)參數(shù)。負(fù)荷計(jì)算的目的是為了解用電情況，合理選擇供配電系統(tǒng)的設(shè)備和元件，如導(dǎo)線、電纜、變壓器等。負(fù)荷計(jì)算過小，則依此選用的設(shè)備和載流部分有過熱的危險(xiǎn)，輕者使線路和配電設(shè)備壽命降低，重者影響供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。負(fù)荷計(jì)算偏大，則造成設(shè)備的浪費(fèi)和投資的增大。為此，正確的負(fù)荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)的前提，也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。2.2 負(fù)荷計(jì)算方法本供電設(shè)計(jì)采用的電力負(fù)荷計(jì)算方法是需用系數(shù)法。需用系數(shù)法計(jì)算簡便，對任何性質(zhì)的企業(yè)負(fù)荷均適用，且計(jì)算結(jié)果基本上符合實(shí)際。公式簡單，計(jì)算方便只用一個(gè)原始公式 就可以表征普遍的計(jì)算方法。該公式對用電設(shè)備組、車NdcaPK間變電站乃至一個(gè)企業(yè)變電站的負(fù)荷計(jì)算都適用。對不同性質(zhì)的用電設(shè)備、不同車間或企業(yè)的需用系數(shù)值，經(jīng)過幾十年的統(tǒng)計(jì)和積累，數(shù)值比較完整和準(zhǔn)確，查取方便，因而為我國設(shè)計(jì)部門廣泛采用。本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，步驟如下：1.用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定用電設(shè)備組是由工藝性質(zhì)相同需要系數(shù)相近的一些設(shè)備合并成的一組用電設(shè)備。在一個(gè)車間中可根據(jù)具體情況將用電設(shè)備分為若干組，在分別計(jì)算各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。其計(jì)算公式為：kW （2-1） NdcaPKkvar （2-2） tncQkVA （2-3）2cacaS4式中 、 、 該用電設(shè)備組的有功、無功、視在功率計(jì)算負(fù)荷；caPQcaS該用電設(shè)備組的設(shè)備總額定容量，kW；N功率因數(shù)角的正切值；tn需要系數(shù)，由表查得。dK2、多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷在配電干線上或車間變電所低壓母線上，常有多個(gè)用電設(shè)備組同時(shí)工作，但是各個(gè)用電設(shè)備組的最大負(fù)荷也非同時(shí)出現(xiàn)，因此在求配電干線或車間變電所低壓母線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)再計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù) 。具體計(jì)算如下：sK（2-4）miiNdscaPK1)(（2-5） i iidscaQ1tan（2-6）2