河南理工大学毕业设计（论文）说明书
摘 要
本设计初步设计了煤矿地面35KV变电所的设计。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、防雷与接地等。通过对煤矿35KV变电所的负荷统计，用需用系数法进行负荷计算，根据负荷计算的结果确定主变压器的台数、容量及型号。用标幺值法对供电系统进行短路电流计算，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接线方式、运行方式。其中35KV侧为全桥接线，6KV主接线为单母分段接线。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，选择了断路器、隔离开关、互感器等电气设备，并进行校验。
关键词：负荷计算； 短路计算； 变电所； 运行方式
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Abstract
The coal mine ground 35KV transformer substation was designed. Design process is mainly including load calculate, the design of main electrical connection, short out calculate, electric equipment choose, lightning protection and grounding, etc. According to load statistics and the result of load calculation determine the quantity ,capacity and mode of the main voltage transformer .According to the characteristic of the coal electric system determine the main electrical connection and operation mode of the ground transformer substation .The side of 35KV is Full –bridge Connection and the bus of 6KV is single bus section .The two voltage transformers adopt the mode of split run .And according to the check–up of whole definite value and relevant data of the electric current , have chosen such electric equipment as the relay, voltage transformer ,etc.
Keywords：Load calculation; short-circuit calculation; substations; operation mode
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目 录
1概述 ................................................................................................................. 1 1.1矿井简介 ................................................................................................... 1 1.2十二矿供电系统简介 ............................................................................... 1 1.3原始负荷资料 ........................................................................................... 1 2负荷计算 ......................................................................................................... 3 2.1负荷计算目的 ........................................................................................... 3 2.2负荷计算方法 ........................................................................................... 3 2.3负荷计算过程 ........................................................................................... 5 2.3.1各用电设备组负荷计算 .................................................................... 5 2.3.2各低压变压器的选择与损耗计算 .................................................. 10 2.3.3计算6KV母线上补偿前的总负荷并初选主变压器 ...................... 12 2.3.4功率因数补偿与电容器柜的选择 .................................................. 12 3变电所主变压器的选择与校验 ................................................................... 15 3.1变压器选择原则 ..................................................................................... 15 3.2变压器选择计算 ..................................................................................... 15 3.3变压器的损耗计算 ................................................................................. 16 3.4 35KV侧全矿负荷计算及功率因数校验 ............................................... 16 3.5变压器经济运行方案的确定 ................................................................. 17 4电气主接线设计 ........................................................................................... 18 4.1对电气主接线的基本要求 ..................................................................... 18 4.2本所电气主接线方案的确定 ................................................................. 18 4.2.1电源进线与主接线 .......................................................................... 18 4.2.2负荷分配 .......................................................................................... 19 5短路计算 ....................................................................................................... 21 5.1短路电流计算的目的 ............................................................................. 21
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5.2三相短路计算的方法与步骤 ................................................................. 21 5.3短路电流计算过程 ................................................................................. 21 5.3.1选择计算各基准值 .......................................................................... 23 5.3.2计算各元件的标幺电抗 .................................................................. 23 5.3.3计算各短路点的短路参数 .............................................................. 24 5.4短路参数汇总表 ..................................................................................... 28 6高压电气设备选择 ....................................................................................... 29 6.1高压电气设备选择原则 ......................................................................... 29 6.2 35KV电气设备选择及校验 ................................................................... 30 6.2.1高压断路器的选择 .......................................................................... 30 6.2.2隔离开关的选择 .............................................................................. 31 6.2.3电流互感器的选择 .......................................................................... 32 6.2.4电压互感器的选择 .......................................................................... 33 6.2.5 35KV避雷器的选择 ......................................................................... 33 6.3 6KV电气设备选择 ................................................................................. 34 6.4电力线路的选择 ..................................................................................... 39 6.4.1 35KV输电线路及母线的选择与校验 ............................................. 39 6.4.2 6KV电缆及架空线的选择 ............................................................... 40 6.4.3电力线路选择计算汇总表 .............................................................. 47 7防雷与接地 ................................................................................................... 48 7.1 雷电过电压的保护 ................................................................................ 48 7.2 接地装置 ................................................................................................ 49 7.2.1 接地装置的分类 ............................................................................. 49 7.2.2接地装置的布置 .............................................................................. 50 总结 .................................................................................................................. 51 参考文献 .......................................................................................................... 52 致谢 .................................................................................................................. 53
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1概述
1.1矿井简介
本矿井为年产150万吨的矿井，三水平可采储量为3108.4万吨，考虑
1.3的备用储量系数，三水平的服务时间为15.9年。年平均气温为15?C，
最高气温为42.3?C，最低气温为?15?C，土壤最高温度30?C。
1.2十二矿供电系统简介
目前十二矿工业场地有一座35KV变电所，共有四回35KV供电电源，其中来自平煤集团矸石电厂的两回35KV电源作为主供电源，长度为320m；来自十矿地面变电所的两回35KV电源作为备用电源，长度为2.3km。正常情况下，只允许十二矿使用矸石电厂的电源，只有在矸石电厂停止供电的情况下，才允许十矿地面变电所向十二矿供电，而且只能保证十二矿的矿井通风、排水、提升等安全用电，不准许十二矿生产。
平煤集团矸石电厂位于十二矿西北方向约200m处，装机容量为3x6MW，发出的电力扣除厂用电及十二矿用电外全部通过联网线送向月台35KV变电站。月台35KV变电站通过35KV输电线路与贾庄110KV变电站联接。因此平煤集团矸石电厂的35KV电源安全、可靠。
1.3原始负荷资料
负荷资料见表1-1全矿电力负荷统计表。
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表1-1 全矿电力负荷统计表 设备电压 电机单机容安装台工作设备总容需用功率因离变电所的距离(km) 0.30 0.15 1.50 0.32 0.50 0.20 0.47 0.05 0.65 2.2 2.6 名称 （V） 类型 量（KW） 数/工系数 数 作台数 量（KW） (Kd) cos? 1/1 1/1 2/1 4/2 5/3 1200 800 1000 500 320 580 650 750 1500 850 950 2378 550 330 0.90 0.85 0.85 0.80 0.65 0.55 0.72 0.72 0.88 0.65 0.70 0.70 0.85 0.82 0.85 0.82 -0.90 -0.90 0.75 0.78 0.77 0.76 0.85 0.70 0.76 0.756 0.81 0.85 主井提升 副井提升 主扇风机 压风机 矿综合厂 机修厂 洗煤厂 地面低压 主排水泵 一采区 二采区 井底低压 工人镇 支农 6000 6000 6000 6000 380 380 380 380 6000 6000 6000 660 380 380 Y Y T T X 1200 800 1000 250 500 注 电机类型：Y表示绕线异步；X表示鼠笼异步；T表示同步。
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