35Kv变电所设计毕业论文.doc

1、 中国矿业大学 x 届本科毕业设计（论文） 题 目 xx 所 在 系 x 专业班级 x 姓 名 x 指导教师 x 教务处制 35 Kv 变电所的设计 35 Kv substation design 毕业设计（论文）共 37 页 完成日期 x 年 5 月 15 日 答辩日期 x 年 5 月 18 日 I 摘 要 本设计初步设计了煤矿地面 35 Kv变电站的设计。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、 变电所的防雷保护与接地等。通过对煤矿 35 Kv变电站做负荷统计，用需用系数法进行负荷计算，根据负荷计算的结果确定出该站主变压器的台数、容量及型号。 用标幺值法对供电系

2、统进行了短路电流计算，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结线方式、运行方式、继电保护方案。其中 35 Kv侧为全桥接线， 6 Kv主接线为单母分段。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的校验，选择了断路器、隔离开关、继电器、变压器 等电气设备 关键字： 负荷计算 ; 变电站 ; 运行方式 II Abstract This design, preliminary design for the design of coal mine ground 35kV substation. The design process includ

3、ing load calculations, design of the main connection, short circuit calculations, electrical equipment selection, and protection program, substation lightning protection and grounding. Coal 35KV substation load statistics, the required coefficient method for load calculation, based on the results of

4、 load calculations to determine the main transformer in the station number, capacity and model. Unit value method, the power system short-circuit current calculation, provide data for the Selection and verification of electrical equipment. According to the characteristics of the coal supply system,

5、the main wiring of the mine substation, operation mode, the relay program. Which 35KV side for the whole bridge wire, 6KV main wiring is segmented as a single mother. The two main transformer operating mode of breakdown. Keywords: load calculation; substation; operation mode 目录 摘 要 . I Abstract . II

6、 1 概 述 . 1 1.1 设计依据 . 1 1.2 设计目的及范围 . 1 1.3 矿井基础资料 . 1 2 负荷计算 . 4 2.1 负荷计算的目的 . 4 2.2 负荷计算方法 . 4 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 低压变压器的选择与损耗计算 . 7 2.3.3 6 Kv母线侧补偿前总计算负荷 . 9 2.3.4 无功补偿计算及电容器柜选择 .10 2.3.5 补偿后 6 Kv母线侧总计算负荷及功率因数校验 . 11 3 变电所主变压器选择 .12 3.1 变压器的选取原则 .12 3.2 变压器选择计算 .12 3.3 变压器损耗

7、计算 .13 3.4 35 Kv侧全矿负荷计算及功率因数校验 .13 3.5 变压器经济运行方案的确定 .14 4 电气主接线设计 .15 4.1 对主接线的基本要求 .15 4.2 本所电气主接线方案的确定 .15 4.2.1 确定矿井 35 Kv进线回路 .15 4.2.2 35 Kv、 6 Kv主接线的确定 .15 4.2.3下井电缆回数的确定 .16 4.2.4 负荷分配 .16 5 短路电流计算 .18 5.1 短路电流计算的目的 .18 5.2 短路电流计算中应计算的数值 .18 5.3 三相短路电流计算计算的步骤 .18 5.4 短路电流计算过程 .19 5.5 短路参数汇总表

8、.27 5.6 负荷电流统计表 .28 6 变电所的防雷与接地 .30 6.1 变配电所的防雷设计 .30 6.2 接地装置的设计及计算 .32 6.2.1 保护接地方案设计 .32 6.2.2 保护接地装置计算 .33 结 论 .35 致 谢 .36 参考文献 .37中国矿业大学银川学院毕业设计 (论文 ) 1 1 概述 1.1 设计依据 1、中华人民共和国建设部及国家技术监督局联合发布的 1矿山电力设计规范。 2、中华人民共和国电力公司发布的 7 35 Kv 110 Kv无人值班变电站设计规程。 3、电力工程电气设计手册 8（电气一次部分）。 4、煤矿电工手册 9（地面供电部分）。 1.2

9、 设计目的及范围 本设计的目的是通过本次设计巩固所学的专业知识，培养分析问题、解决问题的能力。 本论文的设计范围包括： （ 1）对变电所的主接线进行设计： （ 2）对电气设备的规格型号进行选择。 （ 3）变电所继电保护设计。 （ 4）变电所防雷保护设计。 1.3 矿井基础资料 1、本矿概况 本矿井为年产 60 万吨的高沼气矿井，分主、副两井，为立井开掘，一水平井深 250m，预期服役年限为 80 年。主副两井 距离为 80m，距 35 Kv变电所距离均为 0.2km。 2、供用电协议 矿井地面变电所距上级变电所 6km，采用双回路架空线供电，已知上级变电所最大运行方式下的系统阻抗为 0.36，

10、最小运行方式下的系统阻抗为 0.69。 35 Kv过流整定时限为3s。电费收取方法采用两部电价制收费，在变电所 35 Kv侧进行计量，固定部分按主变压器容量收费，每千瓦每月 5 元，流动部分为每千瓦 5 分。 3、自然条件 （ 1）日最高气温 43 ，日最低气温 -17 。 （ 2）土壤温度 27 （最热日）。 a （ 3）冻土层厚度为 0.55m，变电所土质 为沙质粘土。 （ 4）本矿主导风向为西北方向，最大风速为 26m/s。 （ 5）地震烈度为 7 度。 董文辉： 35kV 变电所的设计 2 4、原始负荷资料 中国矿业大学银川学院毕业设计 (论文 ) 3 编号 设备名称 电压（ Kv）

11、电机 型号 电机容量 (kW) 安装台数 设备容量（ kW） 需要系数 kd 功率因数 cos tan 离地面变电所的距离（ km） 备 注 安装容量 工作容量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 主提升机 6 绕线 800 1/1 800 800 0.89 0.83 0.67 0.2 离副井 80m 2 副提升机 6 绕线 630 1/1 630 630 0.80 0.80 0.75 0.2 3 主扇风机 6 同步 1000 2/1 2000 1000 0.83 -0.90 -0.48 1.2 cos 超前 4 压风机 6 同步 250 3/2 750 500 0.80

12、 -0.90 -0.48 0.2 cos 超前 5 矿综合厂 0.38 330 290 0.62 0.80 0.75 0.5 3 类负荷 6 机修厂 0.38 620 550 0.52 0.75 0.88 0.25 3 类负荷 7 选煤厂 0.38 800 650 0.75 0.78 0.80 0.45 8 地面低压 0.38 800 700 0.70 0.75 0.88 0.05 变压器在所内，生产负荷占 75% 9 井下主排水泵 6 鼠笼 500 4/2 2000 1000 0.85 0.85 0.62 0.5 井下 6kV 电缆长14km 10 一采区 6 680 650 0.65 0.

13、78 0.80 11 二采区 6 1100 950 0.70 0.76 0.86 12 井底车厂 0.66 165 165 0.70 0.75 0.88 13 工人村 0.38 450 360 0.85 0.81 0.72 1.5 3 类负荷 14 支农 0.38 310 310 0.80 0.80 0.75 2.5 3 类负荷 董文辉： 35kV 变电所的设计 4 2 负荷计算 1234568 2.1 负荷计算的目的 为一个企业或用电户电，首先要解决的是企业要用多少度电，或选用多大容量的变压器等问题，这就 需要进行负荷的统计合计算，为正确地选择变压器容量与无功补偿装置、选择电气设备与导线、以

14、及继电器保护的整定等提供技术参数。 负荷计算的目的是为了解用电情况，合理选择供配电系统的设备和元件，如导线、电缆、变压器等。负荷计算过小，则依此选用的设备和载流部分有过热的危险，轻者使线路和配电设备寿命降低，重者影响供电系统的安全运行。负荷计算偏大，则造成设备的浪费和投资的增大。为此，正确的负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。 2.2 负荷计算方法 供电设计常用的电力负荷计算方法有需 用系数法、二项系数法、利用系数法、和单位产品电耗法等。需用系数法计算简便，对任何性质的企业负荷均适用，且计算结果基本上符合实际。公式简单，计算方便只用一个原始公式 Ndca PKP

15、 就可以表征普遍的计算方法。该公式对用电设备组、车间变电站乃至一个企业变电站的负荷计算都适用。对不同性质的用电设备、不同车间或企业的需用系数值，经过几十年的统计和积累，数值比较完整和准确，查取方便，因而为我国设计部门广泛采用。 本设计采用需要系数法进行负荷计算，步骤如下： 1、 用电设备组计算负荷的确定 2345 用电设备组是由工艺性质相同需要系数相近的一些设备合并成的一组用电设备。在一个车间中可根据具体情况将用电设备分为若干组，在分别计算各用电设备组的计算负荷。其计算公式为： Ndca PKP ， kW tancaca PQ , kvar （ 2-1） 22 cacaca QPS ， kVA 式中 caP 、 caQ 、 caS 该用电设备组的有功、无功、视在功率计算负荷； NP 该用电设备组的设备总额定容量， kW； tan 功率因数角的正切值；