《矿山电工学》 课程设计说明书
设计题目:煤矿企业35KV 6KV 变电站设计
助学院校: 河南理工大学
自考助学专业: 机电设备与管理 姓 名: 张 珂 自考助学学号: 410402199509 成 绩: 指导教师签名:
河南理工大学成人高等教育
2O14 年 月 日
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目录
第1章 本设计研究内容 ................................................................................................... 4
1、工厂供电的意义和要求 ........................................................................................ 4 2、工厂供电设计的一般原则 .................................................................................... 4 3、本设计的具体内容 ................................................................................................ 5 4、本设计的原始资料 ....................................................................................................... 6 第2章 工厂的电力负荷及其计算 .......................................................................................... 7
1、负荷计算的目的与负荷分级 ....................................................................................... 7
1.1、负荷计算的内容和目的 .................................................................................... 7 1.2、电力负荷分级及其对供电电源的要求 ............................................................ 7 2、计算负荷的实用计算方法 ........................................................................................... 8
2.1、负荷计算的方法 ................................................................................................ 8 2.2、各个设备组的计算负荷 .................................................................................... 9 3、无功功率补偿及其计算 ............................................................................................. 11
3.1、功率因数的改善方法 ...................................................................................... 11 3.2、功率因数补偿及补偿装置的选择 .................................................................. 11
第3章 降压变电站及主变压器的选择 ................................................................................ 14
1、总降压变电站地址的选择 ......................................................................................... 14 2、总降压变电站型式的选择 ......................................................................................... 14 3、主变压器台数和容量的选择 ..................................................................................... 15 第4章 总降压变电站主接线方案及供电线路设计 ............................................................ 16
1、电气主接线的基本要求 ............................................................................................. 16 2、电气主接线设计原则 ................................................................................................. 16 3、电气主接线方案的选择 ............................................................................................. 17
3.1、35kV侧接线方案 ............................................................................................. 17 3.2、6kV侧接线方案 ............................................................................................... 19 3.3、降压变电站运行方式选择 .............................................................................. 19
第5章 短路电流计算 ............................................................................................................ 21
1、短路的原因及危害 ..................................................................................................... 21 2、短路的类型 ................................................................................................................. 21 3、短路计算的目的 ......................................................................................................... 22
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4、短路计算的方法和步骤 ............................................................................................. 22
4.1、短路计算的方法 .............................................................................................. 22 4.2、短路计算的具体步骤 ...................................................................................... 23 4.3、各点短路电流计算 .......................................................................................... 24
第6章 电气设备的选择与校验 ............................................................................................ 27
1、电气设备选择的一般条件 ......................................................................................... 27 2、一次设备校验公式 ..................................................................................................... 27 3、高压断路器和隔离开关的原理和选择计算 ............................................................. 28 4、高压熔断器的选择 ..................................................................................................... 30 5、互感器的原理与选择 ................................................................................................. 30
5.1、电流互感器的原理与选择 .............................................................................. 30 5.2 电压互感器的原理与选择 ................................................................................ 31 6、高压开关柜的选择 ..................................................................................................... 31 7、避雷器的选择 ............................................................................................................. 31 8、站用变压器的选择 ..................................................................................................... 31 9、输电线及母线的选择 ................................................................................................. 32
9.1、35kV输电线及母线的选择 ............................................................................. 32 9.2、6kV输电线路及母线的选择 ........................................................................... 32 10、选择结果汇总 ........................................................................................................... 34 第7章 继电保护装置的整定计算 ........................................................................................ 35
1、主变压器的保护 ......................................................................................................... 36
1.1、差动保护参数整定 .......................................................................................... 36 1.2、过负荷保护 ...................................................................................................... 38 2、35kV电力线路保护 .................................................................................................... 38 3、6kV电力线路保护 ...................................................................................................... 40 结束语 ...................................................................................................................................... 42 参考文献 .................................................................................................................................. 43
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第1章 本设计研究内容
1、工厂供电的意义和要求
本次课程设计的内容是：煤矿企业地面35／6kV变电所设计。此次课程设计是对矿山电工这一学科知识的综合应用，通过课程设计理论联系实践，旨在检验自己对本矿山电工这一学科知识的掌握程度，综合运用机电设备与管理这一专业知识的能力。是毕业前的一次综合性训练，是对所学知识的全面检查。通过本次课程设计，既有助于提高自己综合运用知识的能力，同时也有助于以后在工作岗位能很快的适应工作环境。 此次矿山电工课程设计目的在于掌握矿山供电系统中负荷统计计算、短路计算、电气设备的选择等设计环节，并进行初步的工程设计，为将来能够独立设计完成供电系统打下坚实的基础
工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。
工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：
（1）安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。 （2）可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。 （3）优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。
（4）经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。
2、工厂供电设计的一般原则
工厂供电设计必须遵循以下原则：
（1）工厂供电设计必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包
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括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。
（2）工厂供电设计应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。
（3）工厂供电设计应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。
（4）工厂供电设计应按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。
3、本设计的具体内容
八矿选煤厂总降压变电站及高压配电系统设计，是根据工厂电力负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷分布，结合国家供电情况，解决对电能分配的安全可靠，经济合理的问题。其具体内容有以下七个方面： （1）负荷计算及无功功率补偿
全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。 （2）厂总降压变电站选址及主变压器的台数和容量选择
参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。
（3）工厂总降压变电站主接线方案及高压供电线路的设计
根据变电站配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电站高、低压接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济，安装容易维修方便。
（4）工厂供、配电系统短路电流计算
工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。 （5）变电站高、低压侧设备选择
参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和动稳定检验。
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