煤礦供電畢業(yè)論文

1、. . . . 煤礦供電畢業(yè)論文前言本設(shè)計是根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，利用所學的煤礦供電知識，在指導老師的辛勤指導下完成設(shè)計共分八章，第一章：概述；第二章：負荷的計算與無功功率的所償；第三章：供電系統(tǒng)；第四章：短路電流計算；第五章：電器設(shè)備的選擇，第六章：變電所布置；第七章：繼電保護；第八章：其它設(shè)計本著計算準確，選型恰當，布置合理的原則，保證做到安全，可靠，技術(shù)經(jīng)濟合歡由于所學知識有限，技術(shù)資源缺乏，實踐經(jīng)驗不足，設(shè)計中不能避免存在許多錯誤和不足之處，如某些設(shè)備可能已經(jīng)過時等等，敬請老師指教設(shè)計任務(wù)的完成，與老師的認真，耐心，細致的指導是分不開的，在此僅對老師致以衷心的感概述. 礦井簡介本設(shè)計是

2、一所的礦井地下變電所，占地平方米礦井年產(chǎn)量是萬噸，采用一對豎井開拓，中央邊界式通風礦井為低沉氣礦井，沒有煤塵爆炸危險，但涌水量較大礦井最高溫度為度，凍土帶厚度為.米，地面變電所為黃土，變電所與副井口的距離為米井筒深度為米，礦井所在地的電業(yè)部的按最高負荷收費，變電所高新電纜上為千米，6架空線全長為千米，風井距變電所距離為.千米電域變電所最大的運行方式阻抗為.歐姆，最小運行方式阻抗為.歐姆，對本礦的新出線為通電流保護，動作時限為.秒。.系統(tǒng)概述電力是現(xiàn)代礦山企業(yè)的動力，首先應(yīng)該保證供電的可靠和安全，并做到技術(shù)和經(jīng)濟方式合歡的滿足生產(chǎn)的需要。. 礦山企業(yè)對供電的基本要求，具體要求如下：（1）保證供電

3、安全可靠性供電可靠性是指供電系統(tǒng)不間斷供電的可能程度礦山如果供電中斷，不僅影響產(chǎn)量，而且有可能造成人身事故和設(shè)備損壞為了保證對礦山的可靠性，供電電源應(yīng)采用兩回路獨立電源線路，它可以來自不同的變電所或都是同一變電所的不同母線，且電源線路上不得分接任何負載。安全是指不發(fā)生人身觸電事故和電器故障而引起的爆炸等重大事故由于礦山生產(chǎn)環(huán)境復雜，自然條件惡劣，供電設(shè)備容易受損壞，可能造成觸電與電火花和瓦斯煤塵爆炸等事故，所以必須采取如防炸，防觸電過負載與過電流保護等一系列的技術(shù)措施和制定相應(yīng)的管理規(guī)程，以確保供電的安全。（2）保證供電電能質(zhì)量在滿足供電可靠性與安全的前提下，還應(yīng)確保供電質(zhì)量，即供電技術(shù)合理。

4、良好的電源就是指電壓偏移不超過額定值的正負百分之，頻率偏移不能超過正負.到.赫茲。此外由于大功率整流和可控硅的應(yīng)用使原電網(wǎng)中的諧波量增加，可能會造成電力電容過負載，嚴重時甚至造成事故所以必要時應(yīng)采取相應(yīng)的技術(shù)措施保證電能質(zhì)量。（3）保證供電系統(tǒng)的經(jīng)濟性在滿足以上要求的條件下，應(yīng)力求供電系統(tǒng)簡單，安裝，操作方便，投資少，見效快和運行費用低. 電力負荷的分級按照對供電可靠性的要求下同，一般將電力負荷分為級，以便在不同的情況下區(qū)別對待（1） 一級負荷這類負荷若供電突然中斷造成生命危險，或者造成重大設(shè)備損壞而難以修復，或者打亂復雜的生產(chǎn)過程并使大量的廢品報廢，給國民經(jīng)濟帶來極大的損失如礦井主扇風機，分

5、壓扇風機與井下主排水泵以與主井經(jīng)常提人的提升機等。這類負荷必須有兩個獨立的電源供電，無論是電力網(wǎng)在正?；蛘呤鹿蕰r均應(yīng)保證對它的供電。（2） 二極負荷這類負荷突然停電，會造成生產(chǎn)設(shè)備局部損壞，或生產(chǎn)流程紊亂且恢復困難，企業(yè)部運輸停頓或出現(xiàn)廢品或大量減產(chǎn)，因而在經(jīng)濟造成一定損失。如煤礦集中提運設(shè)備、大型礦井地下空氣壓縮機、井筒防凍設(shè)備等。這類負荷一般采用雙線路或經(jīng)方案對比確定。（3） 三級負荷凡不屬于一二級負荷的用電設(shè)備，均列為三級負荷這類負荷停電不影響生產(chǎn)，對這類供電無特殊要求，允許長時間停電，可用單回路供電。.某礦周圍電源情況本礦井附近有一條電壓域變電所向另一礦井的備用線路本礦與區(qū)域變電所的距

6、離為千米，與另一礦井的距離為.千米。另一礦井正常情況下由另一變電所供電，用雙回路供電，長度為千米具體情況如圖。. 變電站選址礦區(qū)變電所不設(shè)容量大小，應(yīng)有兩個以上的獨立企業(yè)用戶會使與電力系統(tǒng)聯(lián)系的樞紐，這樣的變電所位置應(yīng)符合有關(guān)整體的合理性。應(yīng)考慮的條件是：（1） 接近符合中心（2）不占或少占農(nóng)田（3）便于各級電壓線路有引進和引出家里架空線路走廊應(yīng)與所址同時確定（4） 交通方便（5） 具有適宜的地質(zhì)條件（6）盡量不設(shè)在空氣污濁的地區(qū)，否則應(yīng)采取防污措施或設(shè)在污染源的上風側(cè)（7）變電站的地址標高宜在在百年一遇的高水位上，變電所地址標高在年一遇的高水位上，否則應(yīng)有防護措施（8） 所址不應(yīng)為積水淹侵，

7、山區(qū)變電所的防洪設(shè)施滿足泄洪要求（9）具有生產(chǎn)和生活用水的可靠水源（10）適當考慮職工生活上的方便（11）確定所址時，應(yīng)考慮與鄰近設(shè)施之間有相互影響（12）所址位置必須影響礦區(qū)供電系統(tǒng)的接線方式，送電線路的規(guī)格與布局，電網(wǎng)損失和投資的大小幫所址位置的選擇應(yīng)與礦區(qū)變電所的數(shù)量，容量，用戶負荷的匹配同時考慮應(yīng)避免電力倒流對于相近方案應(yīng)從技術(shù)經(jīng)濟比較擇優(yōu)確定. 本設(shè)計的目的，意義與要求本設(shè)計的目的是通過本次設(shè)計鞏固所學的專業(yè)知識，培養(yǎng)分析解決的能力設(shè)計根據(jù)任務(wù)書與國家有關(guān)政策和各專業(yè)的設(shè)計規(guī)格進行，要求對用戶供電可靠、保證電能質(zhì)量，接線簡單清晰，操作方便，運用靈活，投資少，費用低，并只有可擴建的方便

8、性設(shè)計的主要要求：（1）選擇主變電所臺數(shù)，容量和型號；（2） 設(shè)計主變電所所主接線；（3） 短路電流計算與電器設(shè)備的選擇；（4） 各電機等級的配電裝置的確定；（5） 變電所布置與繼電保護裝置的設(shè)置；（6） 變電所低壓配電室設(shè)備的選擇；（7）變電所的防雷與接地保護；設(shè)計說明書就根據(jù)以上要求展開礦井負荷計算與無功功率補償變電所可以說是電力供應(yīng)的樞紐，所處的位置十分重要，如何準確地計算選擇變電所的變壓器容量與其它電氣設(shè)備，這是保證進行安全供電，可靠供電的前提進行電力設(shè)備的型號，規(guī)格與供電電網(wǎng)所用有導線的型號等提供科學的依據(jù)負荷計算主要包括以下方面：（1）求計算負荷，或者需要負荷目的是為了合理選擇變電

9、所變壓器容量和電氣設(shè)備的型號等；（2）求平均負荷這是用計算電能所需要量，電能損耗和選擇無功功率裝置等. 負荷統(tǒng)計與計算.負荷統(tǒng)計礦井負荷統(tǒng)計表. 負荷計算（1）主井絞車：Pn=800KW Kd=0.81 COS=0.85有功功率負荷：Pca=KdPn=800-0.81=648KW無功計算負荷：Qca=Pcatan648-0.62-401.6KVar視在計算負荷： Sca=Pca/cos=648/0.85=762.4KVA（2）煤樓;Kd=0.8 cos=0.75額定功率：Pe=3.15×0.7=220.5kw有功功率負荷：Pa=kdpe=220.5×0.8=176.4kw無

10、功計算負荷：Qca=pcatan=176.4×0.88=155.3kvar視在計算負荷：Sca=pca/cos=176.4/0.75=235.2kvA(3)東風井：Pn=380kw kd=0.75 cos=0.85有功功率負荷：Pca=kdpn=380×0.75=285kw無功功率負荷：Qca=pcatan=285×0.62=176.7kvar視在計算負荷：Qca=pca/cos=285/0.85=335.3kvA(4)副井絞車：Pn=380kw kd=0.78 cos=0.8有功功率負荷：Pca=kdpn=380×0.8=296.4kw無功計算負荷：Q

11、ca=pcatan=296.4×0.75=222.3kvar視在計算負荷：Sca=pca/cos=296.4/0.8=370.5kva其它的負荷不再做詳細計算，見負荷統(tǒng)計表由負荷統(tǒng)計表，我們統(tǒng)計如下：pca=pca1pca2pca3+pca12 =648+176.4+285+342=7916.8kwqca=qca1+qca2+qca3+qca12 =401+155.3+176.7+292.4=5972.6kvar表礦井負荷統(tǒng)計表順序設(shè)備名稱電壓功率因數(shù)需用系數(shù)有功計算負荷無功計算負荷視在計算負荷主井絞車6.30.850.81648401.6762.4煤樓0.40.750.8176.4

12、155.3235.2東風井6.30.850.75285176.7335.3副井絞車6.30.80.78296.4222.3370.5矸石山6.30.80.6513097.5162.51號冶煉廠0.40.80.6720540900無井電車0.40.760.460.852.380壓風機6.30.80.8200124250井下變電所6.30.780.739203144.95025.6鍋爐房0.40.80.65463.2347.3579西風井6.30.850.75675418.3794.22號冶煉廠0.40.760.6342292.4450注：井下中央變電所為井下設(shè)備供電，其容量包含井下設(shè)備的總?cè)萘俊?/p>

13、2.1.3地面低壓變化四選擇礦井低壓變化四選擇原則：(1) 選一臺變壓器，只需要變壓器額定容量大于其計算容量。 (2)選兩臺變壓器，單臺容量滿足一、二級負荷需要，是兩臺容量之和大于或者等于計算容量。特殊情況下可裝設(shè)兩臺以上變壓器，引起電網(wǎng)電壓嚴重波動的設(shè)備裝設(shè)礦用變壓器。1、生產(chǎn)負荷以無軌電車為例 有功功率： Pca=Kd×Pe=152×0.4=60.8kw 無功功率： Qca=Pca×tan=60.8×0.86=52.3kvar視在功率： Sca=Pca÷cos=60.8÷0.76=80KVA 由計算數(shù)據(jù)與變壓器選擇原則，所以選用S

14、9100/10型電力變壓器一臺。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表： 容量 KVA高壓額定值KV低壓額定值KV 阻抗電壓額定電流空載損耗KW負載損耗KW 100 6.3 0.4 4 1.6 0.29 1.5 變壓器損耗計算：=80÷100=0.8 有功損耗：Pr=Po+²Pk=0.29+1.5=1.79kw 無功損耗：Qr=Qo+²Qk =（+）Sn=4.16kvar2、非生產(chǎn)負荷以1號冶煉廠為例有功功率：Pca=kdpn=0.6×1200=720kw無功計算：Qca=pcatan=720×0.75=540kvar視在計算：Sca=pca/cos=720/0.8

15、=900kvA由計算數(shù)據(jù)與變壓器選擇原則，所以選用S91000/10型電力變壓器一臺。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表： 容量 KVA高壓額定值KV低壓額定值KV 阻抗電壓額定電流空載損耗KW負載損耗KW 100 6.3 0.4 4.5 0.7 1.7 10.3 變壓器損耗計算：=900÷1000=0.9 有功損耗：Pr=Po+²Pk=1.7+10.3=12kw 無功損耗：Qr=Qo+²Qk =（+）Sn=43.45kvar2.1.4低壓變壓器選擇匯總其它的地面低壓變壓器的選擇，不給出詳細的計算過程，所有的地面低壓變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)與損耗見表22。由表22經(jīng)計算得到數(shù)據(jù)，地面低壓變

16、壓器有功損耗，無功損耗之和為： 變壓器總有功損耗：Pr=36.8kw 變壓器總有功損耗：Qr=132.58kvar 順序負荷名稱計算容量KVA型號臺數(shù)高壓額定值KV 低壓額定值KV 阻抗電壓空載電流有功損耗KW無功損耗kvav 1煤樓235.2S9250/1026.30.441.23.6111.9 21#冶煉廠900S91000/1016.30.44.50.71243.45 3無軌電車80S9100/1016.30.441.61.794.16 4鍋爐房57.9S9630/1026.30.44.50.97.429.62 52#冶煉廠450S91000/1016.30.44.50.71243.45

17、 表22地面低壓變壓器的技術(shù)參數(shù)與損耗2.2 主變壓器的選擇與無功功率補償主變壓器的選擇，容量一般按照變電所建成后510年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮遠期1020年的負荷發(fā)展。具體就是根據(jù)變電所帶的負荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量。對于象礦山變電所，應(yīng)考慮當一臺主變停運時，其余變壓器容量在計算過負荷能力后的允許的時間，保證用戶的一、二級負荷。所以，礦山主變壓器一般選用兩臺，以保證對一二類負荷供電的可制性。當選用兩臺主變壓器時，每臺變壓器的容量為：Sb =式中：Ksh事故時負荷保證系數(shù)，根據(jù)礦井一、二級負荷所得比例決定，一般可取0.81總降壓站人工補償后的功率因數(shù)，按要求一般取0.9以上。2.2

18、.1變電所6KV母線的計算負荷 礦井的負荷經(jīng)計算將變電所所供電的各種用電設(shè)備和用戶的設(shè)備容量，需用系數(shù)，功率因數(shù)，有功與無功負荷等數(shù)據(jù)都統(tǒng)計出來了，由此我們得到全礦區(qū)的計算負荷。負荷經(jīng)計表中最續(xù)負荷來以同時系數(shù)KS，就得到計算負荷。統(tǒng)計得到有功最續(xù)在5000千瓦以下時，KS取0.9，在5000千瓦以上時，KS取0.85，無功最續(xù)負荷則對應(yīng)取0.95和0.9計算后的即6千伏母線的計算負荷。 此礦壓變電所，折算到6KV的功率為： Pca=Pca+Pr=7916.8+36.8=7953.6kw Qca=Qca+Qr=5972.6+132.58=6105.18kvar 對于有功Pca=7953.6kw

19、>5000kw,取ks=0.85；對于無功Qca=6105.18kw>5000kw,取ks=0.9。由此得到全礦區(qū)總計算負荷： 有功功率：Pca=0.85×7953.6=6760.56kw 無功功率： 視在功率： 功率因數(shù)：2.2.2無功功率補償 用6kv母線計算符合按要求選擇電力電容器進行無功功率補償，一般補償后6KV母線的功率因數(shù)應(yīng)達到0.9以上。 礦井設(shè)備的自然功率因數(shù)值，通常小于電力部門的規(guī)定，礦井的功率因數(shù)一般應(yīng)提高到0.9以上。在煤礦企業(yè)中，最常采用的無功功率補償是裝靜電電容器，它具有投資省，有功功率損失小，因是單個容量所組成的靜止電容，故它的維護方便，事故圍

20、小等優(yōu)點。 根據(jù)已知的礦井用電符合的自然功率因數(shù)和預(yù)備提高到的功率因數(shù)的數(shù)值，靜電電容器補償容量按下式計算： 或 式中 Qc靜電電容器的補償容量，千乏；全礦井的有功功率計算負荷，千瓦； qc補償率，千乏/千瓦； ，補償前，后功率因數(shù)角對應(yīng)的正切值。此礦壓預(yù)備將功率因數(shù)提高到0.92由上式計算得： =6760.56×（0.81-0.43）=2569.01kvar 選擇GR1型電容器柜，該電容框裝YY6.3101電容器。容量為150千乏。由以上計算，需要電容器柜的數(shù)量： 由于電容器柜要選擇偶數(shù)個，故取N為18個。 利用電力電容器進行無功功率補償，容量為： 補償后礦井變電所的總無功功率為：

21、 Qz=5494.66-2700=2794.66kvar 補償后的無功功率為：？ 滿足要求。 由于煤礦變電所6KV供電采用雙母線的段電容器分別安裝在一，二段母線上。故每段母線補償電容器1350千乏。分別安裝9個電容器柜。共計18個電容器柜。滿足無功功率的補償要求。2.2.3主變壓器損失計算 補償后的6KV母線計算負荷即主變壓器應(yīng)輸出的電力負荷，此時計算主變壓器損失，在未選型之前可用上述的計算負荷按下式近似計算如下：2.2.4主變壓器選型 為了保證煤礦供電，并根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定主變壓器應(yīng)選用一主一備，在一臺主變壓器故障或者檢修時，另一臺變壓器必須保證煤礦的安全礦用電原則。根據(jù)煤礦電工手冊取事故

22、負荷保證系數(shù)。 則每臺編譯器的容量為： 考慮到本礦區(qū)的發(fā)展情況，礦井不斷延伸，負荷不斷增加，選用SP8000/35型電力變壓器兩臺，作為主變壓器。SP8000/35型電力變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)如下：容量KVA高壓額定值KV抵押額定值KV阻抗電壓空載電流%空載損耗KW負載損耗KW8000356.37.50.558.542.0 礦井變電所主變壓器兩臺采用分列同時運行，所以主變壓器損耗計算如下： 有功損耗： 無功功率： 由上述計算，則35KV母線總負荷為：2.3全礦年電耗與頓煤電耗 取最大有功功率負荷年利用小時數(shù)小時，則年電耗An為：則頓煤電耗At為：3、供電系統(tǒng)擬定3.1 35KV電源系統(tǒng)的供電方式 由第

23、一章敘述的電源情況以與圖11，本礦附近有一條由#區(qū)域變電所的#礦井的35KV備用線路；#礦井正常運行情況下由號區(qū)域變電所用雙回路供電。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，本礦采用從號區(qū)域變電所引出一回35kv架空線路作為主回路，供電距離為4km。另一回路以號礦井的備用回路引出作為備用回路。正常情況下回路運轉(zhuǎn)回路備用。3.2 35kv與6kv主接線方式的確定 電氣主接線是由各種電器設(shè)備（如發(fā)電機、變壓器、開關(guān)電路、互感器、電抗器、計量接線等設(shè)備），按一定的順序連接而成的一個接受和分配電能的總電路。主接線是發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)計的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體與發(fā)電廠、變電站本身運行

24、的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)。并且對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。因此，必須正確處理各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，合理確定主接線方案。3.2.1 主接線的設(shè)計原則 主接線應(yīng)滿足安全性、可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三項基本要求。必須保證供電的安全性 安全性包括設(shè)備安全和人身安全，要滿足這一點，必須按照國家標準和規(guī)的規(guī)定，正確選擇電氣設(shè)備與正常情況的監(jiān)督系統(tǒng)和故障情況下的保護系統(tǒng)，考慮各種人身安全的技術(shù)措施。必須保證供電的可靠性 可靠性是指主接線應(yīng)滿足不同負荷的不中斷供電，且保護裝置在正常情況下不誤動，發(fā)生事故不據(jù)動，能盡快地縮小停電圍。因此

25、主接線應(yīng)力求簡單清晰。要具有一定的靈活性用最小的切換能適應(yīng)不同的運行方式，適應(yīng)調(diào)度的要求，并能靈活簡單迅速地倒換運行方式，使發(fā)生故障時停電的時間最短，影響圍最小。因此，主接線必須滿足調(diào)度靈活，操作方便的基本要求。經(jīng)濟上應(yīng)合理 即在保證以上要求的條件下，保證需要的投資最小。在主接線設(shè)計時主要矛盾往往發(fā)生在可靠性和經(jīng)濟性之間，于是主接線可靠靈活性必須選用高質(zhì)量設(shè)備和現(xiàn)代化的自動裝置，從而導致投資費用的增加。因此，主接線的設(shè)計應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下，做到經(jīng)濟合理，主要從投資省、占地面積少、電能損耗小等幾個方面綜合考慮。總的來說，以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以有關(guān)技術(shù)規(guī)、規(guī)程為標準，結(jié)合具體工作的特點

26、，準確基礎(chǔ)資料，全面分析，以確定方案。做到既有先進技術(shù)又經(jīng)濟實用。3.2.2 35kv主接線方式的確定本礦井距離號區(qū)域變電所4km，進線較短，礦井對于供電部分來說是一類負荷，故區(qū)域變電所應(yīng)對礦井采用有備用系統(tǒng)中的雙回路供電或與其它礦井形成環(huán)形供電網(wǎng)。本礦井規(guī)模比較大，還是采用雙橋雙回路較好，即采用雙母線分段接線方式，所以，35kv進線的回路為2。這樣優(yōu)點是操作方便，運行靈活、供電可靠、易于發(fā)展。缺點是設(shè)備多，投資大，變電所占地面積廣。當采用兩臺變壓器分列同時運行時，變壓器的有功損耗為101.0kw，無功損耗為275.23kw。當采用兩臺變壓器一備一運時，變壓器的有功損耗和無功損耗都將增大，從經(jīng)

27、濟合理的角度出發(fā)，本礦主變壓器正常情況下采用兩臺變壓器分列同時運行。3.2.3 6kv主接線方式的確定6kv主接線根據(jù)礦井為一類負荷的要求和兩臺主變壓器分列運行的情況下確定為單母線分段。3.3 負荷的分配考慮一、二類負荷必須由聯(lián)于不同母線的雙回路供電，再將下井回路和地面低壓分配于各段母線上，力求再生產(chǎn)時兩段母線上的負荷接近相等。具體分配方案見圖3-1。3.4 下井電纜回的確定礦井井下由4臺排水泵，每臺額定功率為600kva，需用系數(shù)ks=0.9，功率因素cos=0.89。由以上數(shù)據(jù)的主排水泵的有功、無功計算負荷為：有功損耗： 無功損耗： 由礦？負荷統(tǒng)計表2-1，井下總計算負荷為：井下最大荷時工

28、作電流：規(guī)程規(guī)定，下井電纜必須采用銅芯，而井下開關(guān)的額定電流有限，故下井電纜至少要兩根，另外，下井電纜的選擇原則還要求，當一回路電纜因故停止時，其它電纜應(yīng)能滿足井下全部計算負荷的供電，所以確定下井電纜的因數(shù)由補充材料知：+1式中井下主排水泵計算有功、無功負荷；井下低壓總的計算有功、無功負荷；330 指下井用銅芯電纜的最大允許負荷電流； 1 規(guī)程規(guī)定所需要的備用電纜。=2.44故取下井電纜根數(shù)為4。4.短路電流計算41 短路的原因 主要原因是電器設(shè)備截流部分絕緣所致。其它如操作人員帶負荷控閘或者檢修后未拆除地線就送電等誤操作，鳥獸在裸露的截流部分上跨越以與風雪等現(xiàn)象也能引起短路。42短路的種類

29、在三相供電系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路類型有三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路等。第一種是對稱短路，后兩種是不對稱短路。一切不對稱短路在采用對稱分量法后，都可以收納為對稱電路的計算。 43 短路的危害 發(fā)生短路時，由于系統(tǒng)中總阻抗太大或小，因此短路電流可能達到很大的數(shù)值。絕大的短路電流所產(chǎn)生的熱和電動力效應(yīng)會使電器設(shè)備受到破壞；短路點的電弧可能燒壞電器設(shè)備；短路點的電能顯著降低，使供電受到嚴重影響或被迫中斷；若在發(fā)電廠附近發(fā)生短路，還可能使全電力系統(tǒng)運行破裂，引起嚴重后果。不對稱短路所選成的零序電流，會在鄰近的通訊線路產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，干擾通訊，亦可能危與人身和設(shè)備安全。4.4 短路電流計算

30、的目的（1）在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需要進行必要的短路電流計算。（2）在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障下都能安全、可靠的工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。（3）在設(shè)計高壓配電裝置時，需按短路條件效險軟導線的相間和相對地安全距離。（4）在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需的各種短路時的短路電流依據(jù)。（5）按照裝置需根據(jù)短路電流進行設(shè)計。4.5進行短路電流計算的基本假設(shè)供電系統(tǒng)短路的物觀過程是很復雜的，影響因素也是很多的，為了簡化分析和計算，采取一些合理的假設(shè)來滿足工程的需要，通常采用以下假設(shè)

31、：（1）忽略磁路飽和與磁滯現(xiàn)象，認為系統(tǒng)中各元件參數(shù)一定。（2）忽略各元件的電阻。高壓電網(wǎng)的各種電氣元件，其電阻一般都比電抗的小的多。一般當電阻大于電抗才考慮。（3）忽略短路點的過渡電阻。過渡電阻是指相與相之間短接所經(jīng)過的電阻，如被外來物體短按時，外來物體的電阻、按地短路的按地電阻、電流短路的電弧電阻等。一般情況下，都以金屬性短路對待，只在某些繼電器飽和的計算中才考慮過渡電阻。（4）除不對稱故障出現(xiàn)局部不對稱，時間的店里系統(tǒng)通常都可以當做相對稱的。 4.6短路電流計算的標么值法對較復雜的高壓供電系統(tǒng)，計算短路電流時采用標么制進行計算比較簡便。標么制屬于相對電位制的一種，在用標么制計算時，各電器

32、元件的參數(shù)都用標么值表示。在短路計算中所遇到的電氣量有功率、電壓、電流和電抗等四個量.。某一電氣量的標么值就是它的實際值（有名值）與一個預(yù)先選定的通單位的基準值的比值。下面我們就用標么值法進行短路電流的計算。4.7短路電流計算本礦井主絞車電動機、副井絞車電動機、壓風機與東風井電動機總?cè)萘砍^定值（800kw尺以上），且距6kv母線距離很遠計算k2點（6.3kv）短路參數(shù)時考慮附加電源，計算k4點短路參數(shù)時考慮主絞車電動機的影響，其它短路點的考慮附加電源。4.7.1計算各元件的電抗標么值選取基準容量：Sd100MVA選取短路點所在母線的平均電壓為基準電壓，即：計算k1點，選取,計算k2點，選取，

33、37KV母線最大運行方式時系統(tǒng)阻抗，最小運行方式時系統(tǒng)阻抗為 主變壓器： 電纜線路： 架空線路： 4.72 短路電流計算K1點短路：（1）最大運行方式：(2) 最小運行方式：K2點短路： (1)最大運行方式：(2)最小運行方式： K15點短路：（1）最大運行方式：(2) 最小運行方式：K3點短路： (1)最大運行方式（下井電纜兩并行運行）(2)最小運行方式：以上只對短路點K1,K2,K15,K3進行了計算，其它的短路點計算結(jié)果。列表4-1給出，不再列出詳細的計算過程。 4-1短路參數(shù)計算結(jié)果匯總表運行方式 最大最小備注短路參數(shù) 短 路 點 2.461586.273.741.9235KV母線5.

34、866417.298.914.866KV母線5.4259.1113.828.244.5330板井下變電所2.6862.0215.578.634.724板，元井5.656214.418.594.699板，副井絞車4.665111.887.083.9039板，西風井5.776314.728.774.795板，水處理5.7963.214.768.804.8027板，無軌電車1.6418.04.182.491.4223板，冶煉廠5.7262.414.588.694.756板，東風井4.9153.6412.537.464.1019板，矸山5.6962.1714.518.654.7328板，壓風機5.19

35、56.713.237.894.3341板，冶煉廠5.6161.2514.318.534.6636板，鍋爐房5.8764.0214.978.934.8729板，電抗器4.8短路電流的限制與限流電抗的選擇 在煤礦供電系統(tǒng)中，由于電力系統(tǒng)的容量大，故短路電流可能達到很大的數(shù)值。如不加以限制，不但設(shè)備選擇困難，且也不很經(jīng)濟。故增大系統(tǒng)電抗，限制短路電流量必安得。加載電抗器的目的就是為了限制短路電流。由短路計算井下短路容量：按規(guī)定6KV當斷流容量在100MVA時，應(yīng)折半使用，僅為50MVA，,因此需選擇限流電抗器。4.8.1 電抗器的選擇下面我們由井下負荷計算下井總負荷電流。井下負荷為： 則井下總負荷電

36、流： 下井電纜為四根，如果其中一根發(fā)生故障，其余三根？免擔全礦井下負荷電流，此時，每根電纜通過的電流為： 為限制井下短路電流，按規(guī)程規(guī)定則系統(tǒng)總阻抗為： 式中為系統(tǒng)在最大運行方式電抗前的最大阻抗。 母線電壓為6kv，由此上計算的負荷電流，與一條電纜損壞時，其余三條供電的條件，可選用的水深電抗器四臺，每臺電抗器計算如下： 由計算，我們可選用型號為NKL-6-200-3的水深電抗器，此電抗器百分值為 。4.8.2 電抗器的電壓損失校驗 正常工作時電抗器的電壓損失不宜大于額定電壓的5%滿足要求。4.8.3 短路電流的糾正 加入電抗器后，影響到下井電纜的短路電流，與影響短路點K3 。 電抗器：K3點短

37、路：（1）最大運行方式：（下井電纜兩并行運行）(2)最小運行方式： 短路容量,符合要求。5 變電所供電系統(tǒng)設(shè)備選擇 變電所電氣設(shè)備和導體的選擇是根據(jù)環(huán)境條件和供電要求確定其型號和參數(shù)的，保證電氣設(shè)備正常運行時安全可靠性，故障時不導致?lián)p壞，并在技術(shù)合理的情況下注意節(jié)約。還應(yīng)根據(jù)電能需求和國供應(yīng)能力運籌兼顧，條件允許時優(yōu)先選用先進設(shè)備，并且按照環(huán)境條件、電網(wǎng)電壓、長時工作電流、動穩(wěn)定性能校驗、熱穩(wěn)定性能校驗的要求綜合考慮，合理選取電氣設(shè)備和載流導體。 5.1 35kv設(shè)備選擇 5.1.1 35kv母線選擇 礦井為一級負荷，對于礦井變電所的？接線，我們已經(jīng)選用全橋接線方式。本設(shè)計中兩回進線采用分列運

38、行，正常情況下每回母線只負擔全所總負荷的一半，但當一臺變壓器故障時，長時最大負荷即等于變壓器的額定容量。此時流過母線的負荷電流為：母線選擇，一般接時工作電流選擇，用 路條件校驗其動，熱穩(wěn)呈現(xiàn)。母線截面按允許截流量選擇。 IalIar.m=If=131.97A由此，初選35KV母線型號為LGJ-95，查得其額定電流為335A(40 )。由于所處環(huán)境最高溫度為48，則其長時允許電流為：Ial =Ial=335×=234.24A考慮啟動穩(wěn)定性，母線采用平放，其允許電流 較低，故為：Ial=234.24×0.29=215.50 >131.97A長時允許電流符合要求。以上計算，

39、以截流量考慮此母線已經(jīng)滿足要求，但還需要 熱穩(wěn)定極強。 就是短路熱穩(wěn)定極強。SSmin=I=2460×=53.72mm2 < 90mm2滿足熱穩(wěn)定安裝要求，可將型號為LGJ-95的鋼芯鋁絞線作為35KV 配電裝置的母線。35KV室外母線瓷瓶選用 式絕緣子， 或絕緣串，作為母線絕緣瓷瓶，每側(cè)絕緣子常用4個。35KV架空線的選擇和母線的選擇校驗一樣，35KV架空線選用LGJ-95鋼芯鋁絞線。5.1.2 變壓，短路的選擇變電所35KV配電裝置采用室外布置，因此，選用為油斷路器 。接先得情況考慮，若一臺變壓器故障，則一臺變壓器承擔全部負載。油斷路器選用DW8-35型 油斷路器，選用于此

40、配套的CD11-X 型直流電磁操作機構(gòu)，共需安裝5臺。校驗結(jié)果見表5-1.5.1.3 35KV進線隔離開關(guān)選擇(1)35KV進線隔離開關(guān)選擇為了便于檢測時接地，35KV進線隔離開關(guān)應(yīng)選用帶刀閘的。擬選用隔離開關(guān)型號為GW5-35GD/1000，共需選用2臺。校驗結(jié)果見表5-1.(2)母線橋和35KV出現(xiàn)隔離開關(guān)選擇擬選用GW5-35G/1000型隔離開關(guān)，共需選用8臺。其校驗和35KV進線隔離開關(guān)的校驗一樣，具體校驗結(jié)果見表5-1。以上選用的10臺隔離開關(guān)，操動機構(gòu)均為CS-G.5.1.5 電流互感器的選擇 35KV變電所進線處的電流互感器供電流，電能測量與繼電保護用的，故選用LB6-35型油

41、紙絕緣，全密封的電流互感器。最終工作電壓40.5KV，額定二次電流為5A。 靠近變壓器處的電流互感器是裝在DW13-35型外油斷路器電容或套管中的，可供變壓器保護裝置用，故選用LRD-35型，額定電流300A，裝入式電流互感器。 其他選用LR-35型，額定電流為300A，裝入式電流互感器。 校驗型號接電壓選接電流選接斷流器動穩(wěn)定校驗熱穩(wěn)定校驗UeUgIeIgSeSIgfIchItIUeUgIeIgSeSIgfIchItTtITj35KV進線斷路器DW8-3535KV35KV600A132A10000MVA64MVA41KA17.4KA16.5KA4S5.9KA2S33>8.3535KV進

42、線隔離開關(guān)GW5-35G35KV35KV600A132A50KA17.4KA14KA5S5.9KA2S313>8.356KV進線柜斷路器SN10-1010KV6KV1000A770A500MVA63.2MVA80KA14.8KA31.5KA2S5.8KA2S44.5>8.26KV進線柜隔離開關(guān)GN19-10C10KV6KV1000A77080KA14.8KA31.5KA4S5.8KA2S63>8.2表5-1 變壓斷路器、隔離開關(guān)校驗結(jié)果表5.1.6 所用變壓器選擇 選用59-50/35型變壓器2臺，技術(shù)參數(shù)如下：空載損耗 Po=210W 負載損耗Pk=1220W 空載功率Pk

43、=1220W 阻抗電壓Vd%=6.5%5.1.7 變壓熔斷器的選擇 保護35KV所用變壓器選用RW10-35/2型變壓熔斷器，額定電流為2A，最大三相斷流額定為600MVA。需選用2臺。 保護電壓互感器的熔斷器選用RW10-35/0.5型戶外限流熔斷器2臺。此熔斷額定電流為0.5A，三相斷流額定2000MVA。5.1.8 35KV避雷針選擇 礦用變電所避雷針一般選用FZ-35型，選用兩組設(shè)在35KV兩段母線上，配用放電記錄儀JS-4型2臺。5.2 6KV電氣設(shè)備選擇5.2.1 主要開關(guān)柜的選擇根據(jù)本礦變電所主接線情況，地面6KV電纜裝置選KGN-10型開關(guān)柜35 面。大致分為下面幾個類型：進線

44、柜，電壓互感器和避雷器柜、電容器柜、聯(lián)絡(luò)柜和其他出線柜、備用柜等。（1） 進線柜 因總開關(guān)、負載電流較大（Igmax=770A）, 三相電流，所以選用KGN-10-08作為進線柜。其額定電流為1000A，柜中斷路器、隔離開關(guān)所選擇校驗結(jié)果見表5-1。（2） 電壓互感器和避雷器柜 選用KGN-10-52型綜合柜，因其流過的電流較小，并出不需要要測電流，所以只需要一個隔離開關(guān)就行了。（3） 變壓器柜 因變壓器容量為250-1000KVA，同時考慮互換，故因選用節(jié)油斷路器的開關(guān)柜，同時安了測變壓器電能的消耗和滿足繼電保護要求，需安裝兩只電流互感器，所以選用KGN-10-03型變壓開關(guān)柜。（4） 電容

45、器柜 因電容器是為2700KVar(大于400KVar),用斷路器控制。同時需監(jiān)測三相電流，應(yīng)安裝兩個電流互感器，所以選用KGN-10-03作為電容器柜。額定電流為630A。03柜中斷路器、隔離開關(guān)的選擇校驗結(jié)果與進線柜一樣，見表5-1.（5） 聯(lián)絡(luò)柜 本變電所容量比較大，采用油開關(guān)聯(lián)絡(luò)，可由KGN-10-22和KGN-10-57兩個柜組成，其額定電流為1000A。柜中斷路器、隔離開關(guān)的選擇校驗同線柜，詳見表5-1.（6） 其他出線柜 本設(shè)計為了避免開關(guān)柜型號過多，并且有一定的互換性，所以其他的柜選用KGN-10-07型變壓開關(guān)柜。為了保護和測量的要求，都裝有兩個電流互感器，其額定電流為630

46、A，斷路器的兩端均裝有隔離開關(guān)，以保證在雙電源回路中檢修的安全。柜中斷路器，隔離開關(guān)的選擇校驗結(jié)果與進線柜校驗一樣，詳見表5-1。（7） 變壓開關(guān)柜選型匯總 由負載的的因素、大小選用變壓開關(guān)柜的型號如下表5-2所示型號數(shù)量名稱額定電流KGN-10-082進線柜1000AKGN-10-2216KV母線聯(lián)絡(luò)柜1000AKGN-10-571KGN-10-522電壓互感器、避雷器柜630AKGN-10-035變壓器柜630AKGN-10-0715其他出線柜630A表5-2 變壓開關(guān)柜選擇匯總表合計26個柜，去25%的備用柜，共需33個柜，備用7個柜。5.2.2 6KV母線選擇（1） 接正常持續(xù)電流選擇

47、，考慮最大持續(xù)電流，計算得： Inmax=770A 擬選定鋁母線LMY-80X8，平放在40最大允許截流量為1260A. 由于環(huán)境溫度最高為48，則其允許電流為： 考慮其穩(wěn)定性，母線采用平放其允許電流應(yīng)再較低8%,故為： 長時允許電流符合要求。（2） 熱穩(wěn)定性校驗 斷路熱穩(wěn)定校驗。 熱穩(wěn)定均符合要求。（3） 動穩(wěn)定性校驗 一只L=121.8cm, a=25cm.由于采用中間進線，故并聯(lián) 時，母線所受的電動力最大，其數(shù)值為： 母線最大計算應(yīng)力為： 母線的計算應(yīng)力為： 因為，動穩(wěn)定均符合要求。 6KV母線選用LMY-80X8型，符合要求。5.2.3 母線支柱絕緣子的選擇 由于母線為單一弧形母線，且

48、面積不大，故選用ZNA-6MM型戶式支柱絕緣子，其額定電壓為6KV，破壞力為3679N，故最大允許抗彎力：因為是單一母線平放，其換算數(shù)為，故 動穩(wěn)定符合條件。5.2.4 穿墻套管的選擇 選用戶外式鋁平線的穿墻絕緣子，型號為CWLB-10/1000，套管長度為0.6m,最大破壞力為7358N，5S的熱穩(wěn)定電流為20KA。由于環(huán)境最高溫度為48，其長時允許電流為： 長時允許電流符合條件。(2) 動穩(wěn)定校驗 一只L=105cm,a=25cm 則其電動力為： 則動穩(wěn)定性符合要求。(3) 熱穩(wěn)定校驗 散熱時間為Tj=2.7S,其熱穩(wěn)定電流為： 則熱穩(wěn)定符合要求。5.2.5 6KV供電導線的選擇 對于高壓

49、電纜的選擇一般按經(jīng)濟電流密度選,按長時允許電流的最小熱穩(wěn)定 進行校驗。在此選用油侵絕緣鋁包鎧裝帶裝電纜。具體選擇見表5-3名稱主井絞車副井絞車壓風機地面低壓型號ZLQD5-6-3X70ZLQD5-6-3X35ZLQD5-6-3X35ZLQD5-6-3X35現(xiàn)以主井絞車為例，進行選擇校驗。主井提升（雙回路）路則：選用導線型號為：ZLQD5-6-3X70校驗：其長時允許電流為145A>73.4A滿足要求。熱穩(wěn)定性：校驗符合條件。5.2.6 6KV架空線的選擇 6KV架空線一般選用鋁絞線。導線截面按經(jīng)濟電流密度選，按長時允許電流進行校驗，并校驗其電壓損失是否符合要求。這里選用LJ-16型導線作

50、為6KV架空線。5.3 下井電纜的選擇下井電纜為4根，由于受工作環(huán)境與條件的限制，必須用耐抗的電纜，本設(shè)計中選用鋼絲鎧裝鉛包芯電纜。5.3.1 下井電纜選擇計算允許電流為：則 選ZQD5-6-3X70型號電纜。5.3.2 允許電壓損失校驗 允許電壓損失為： 實際電壓損失為5.3.3 熱穩(wěn)定性校驗 熱穩(wěn)定符合條件。 主井電纜選用ZQD5-6-3X70型號電纜。6 變電所布置6.1 總的布置原則 變壓配電裝置的設(shè)計必須執(zhí)行貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，遵循上級頒發(fā)的有關(guān)規(guī)程、規(guī)與技術(shù)規(guī)定，并根據(jù)電力輸送條件，自然環(huán)境特點和交接、檢測、施工方面的要求，含現(xiàn)特定布置方案和選用設(shè)備，積極優(yōu)先地選用先布置、新設(shè)備、新材料、新結(jié)構(gòu)。使配電裝置設(shè)計不斷創(chuàng)新，做新技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、保證安全、維護方便。具體的遵循節(jié)約用地、保證安全和操作，巡視方便，便于檢測和安裝、節(jié)約用材、降低造價的原則。布置方案和選用設(shè)備，積極慎重地采用新布置、新設(shè)備、新材料、新結(jié)構(gòu)，使配電裝置設(shè)計不斷創(chuàng)新，做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、運行可靠、維護方便。是體現(xiàn)遵循節(jié)約用地、運行安全和操作巡視方便，便于檢修和安裝、節(jié)約用材、降低造價等原則。6.2 配電裝置布置6.2.1 35kv配電裝置 35kv配電裝置采用屋外布置形式，其