1、 毕 业 设 计 （ 论 文） （ 说 明 书 ） 题 目： 十一矿 35KV 变电所设计 姓 名： 学 号 ： 平 顶 山工 业职业 技 术学 院 年 月 日 平顶山工业职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文） 任 务 书 姓名 专业 班级 任 务 下 达 日 期 2014 年 2 月 18 日 设计 （ 论 文） 开 始日期 2014 年 2 月 25 日 设计 （ 论 文）完成日期 2014 年 4 月 30 日 设计 （ 论 文） 题 目： 平煤十一矿 35KV变电所设计 指 导 教 师 院 （部） 主 任 2014 年 5 月 8 日 平顶山工业职业技术学院 毕业设计 （ 论 文）
2、答 辩 委 员会记录 学院 专业 ， 学 生 于 2014 年 6 月 10 日 进 行了 毕业设计 （ 论 文）答 辩 。 设计题 目： 平煤十一矿 35KV变电所设计 专题 （ 论 文） 题 目： 平煤十一矿 35KV变电所设计 指 导 老 师 ： 曹 翾 答 辩 委 员会 根据 学 生提交的 毕业设计 （ 论 文）材料，根据 学 生答 辩 情 况 ，经 答 辩 委 员会讨论评 定， 给 予 学 生 毕业设计 （ 论 文）成 绩为 。 答 辩 委 员会 人，出席 人 答 辩 委 员会 主任（ 签 字）： 答 辩 委 员会 副主任（ 签 字）： 答 辩 委 员会 委 员 ： ， ， ， ，
3、， , 。 平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计 （ 论 文） 评语 第 页 共 页 学 生姓名： 专业班级 机电一体化 (15)班 年 级 2011 级 毕业设计 （ 论 文） 题 目： 平煤十一矿 35KV 变电所设计 评 阅 人： 指 导教师 ： 曹 翾 （ 签 字） 2014 年 6 月 12 日 成 绩 ： 系（科）主任： （ 签 字） 2014 年 6 月 12 日 毕业设计 （ 论 文）及答 辩评语 ： 平 顶 山 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 说 明 书 I 摘要 该地区变电所所涉及方面多 ， 考虑问题多，分析变电所 担负的任务及用户负
4、荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。 变电所是电力系统的枢纽环节，由变压器，母线和开关设备等电气设备按一定的结线方式所构成，他从电力系统取得电能，进行电压变换和分配，然后将电能安全、可靠、合理的供给不同的用电场所和电力设备。变电所设计的主要任务是根据变电所担负的任务及用户负荷情况等，选择所址，对用户的负荷进行统计、分析计算，确定用户无功功率补偿装置。进行变压器选择，确定变电站的结线方式，进行短路电流计 算，选择变配电开关设备，绘制变电所平面布置图。本变电所的初步设计包括：总体方案的确定；负荷分析；短路电流的计算；配电系统设计与系统接线方案选择；变电所高压进线
5、、一次设备和低压出线的选择；防雷与接地保护等内容。 本变电所的设计首先是要进行负荷的分析与计算，负荷分析的方法有许多，需用系数法，二项式法等等。经过分析，采用需用系数法更加的适合。接着就是无功补偿，通过公式和查阅无功补偿率的表可以求出所需的无功补偿容量。在变压器台数及容量的选择时，为了提高平煤十一矿 变电所供电的可靠性，采用的是两台型号相同的变压器，而主 接线的设计，在高低压侧都采用了单母线分段接线。短路计算中最终采用了更为普遍的标么值法。 随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样
6、在新技术领域得到了充分的发展。 关键词： 负荷的计算； 变压器选择； 开关设备选择； 线路设计； 防雷设计。 平 顶 山 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 说 明 书 II 目录 摘要 . I 绪论 . 1 第一章 负荷计算与变压器的选择 . 2 1.1 负荷计算 . 2 1.2 功率因数的提高 . 7 1.3 主变压器的选择 . 10 1.4 确定变电所选址 . 11 第二 章 电气主接线方案选择 . 12 2.1 供电电源的确定 . 12 2.2 主接线的基本要求 . 12 2.3 电气主接线的设计原则 . 13 2.4 主接线的方案与分析 . 14 2.5
7、电气主接线的确定 . 16 第三章 短路电流计算 . 17 3.1 下井电缆根数的确定 . 17 3.2 短路的危害 . 17 3.3 短路电流计算 . 18 第四章 电气设备的选择及变压器保护 . 25 4.1 高压侧电气设备选择 . 26 4.2 低压侧电气设备选择 . 33 4.3 变压器的保护 . 35 第五章 变电所的防雷接地 . 38 5.1 变电所的防直击雷保护 . 38 5.2 配电 网的防雷接地设计 . 40 总结 . 42 平 顶 山 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 说 明 书 III 致谢 . 43 参考文献 . 44 平 顶 山 工 业
8、职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 说 明 书 第 1 页 绪论 1.矿区简介 平顶山煤业（集团）有限责任公司十一矿，位于平顶山市西郊香山脚下，距市中心约 13公里。是平煤集团的大型骨干矿井之一。现有固定资产 3 亿元，职工 4700 多人。十一矿是平煤集团唯一开采急倾斜煤层的矿井。井田东西走向长约 7 公里，倾斜宽约 3 公里，井田范围23.5 平方公里，可采煤 5 组 9 层。 2002 年平煤十一矿矿井生产能力预计达到 150 万吨， 2004年将成为平煤集团的产量和利润大户。平煤十一矿先后荣获中煤总公司特级质量标准化矿井，原煤炭部特级质量标准化矿井、现代化矿井。平煤
9、十一矿改扩建项目：矿井设计能 力由 120万吨 /年扩建到 300 万吨 /年，新增规模 180 万吨 /年，项目总投资 64856.87 万元，截至报告期末累计完成投资 34042.89 万元。平顶山市处于暖温带和亚热带气候交错的边缘地区，具有明显的过渡性特征。气温：年平均气温在 15.2-15.8 之间；与常年平均值相比显著偏 高 0.6-1.1 。年极端最低气温 为 -10.4 。降水：年降水量 819 毫米。 2.变电站简介 该变电站主要满足十一矿矿井的生产和生活用电需求，煤矿生产负荷为一类负荷，对供电的可靠性有较高的要求。该变电站主要由两条 35KV电压等级进线向其 供电，每条线路全
10、长 30KM。设计时查阅有关电力规程和手册等相关要求，通过经济性、灵活性、可靠性等综合分析与比较，变电站主接线采用单母线分段接线方式，根据负荷性质和电力系统 510 年发展规划，根据系统电气一次部分设计要求依次选择了变压器、母线、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、站用变压器、配电装置、无功补偿电容等主要电器设备，并对这些设备进行了动稳定、热稳定等校验，以满足系统设计要求。考虑到电器设备可能的漏电现象，对变电站进行了保护接地的设计，满足了接触电压和跨步电压的要求，保证了人身安全。为防止变电 所遭到雷击，还进行了防雷保护。采用了避雷器、避雷针、避雷线等保护措施，保证了安全。 平 顶 山 工
11、 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 说 明 书 第 2 页 第一章 负荷计算与变 压 器的选择 1.1负荷计算 所谓负荷计算，是指对某一线路中的实际用电负荷的运行规律进行分析，从而求出该线路的计算负荷的过程。负荷计算与计算负荷，是两个不同的概念，不可混淆。在现行的设计规范中，负荷计算的内容不仅包括确定计算负荷，还包括确定尖峰电流和确定一极、二级负荷的容量已及季节性负荷的容量。 计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如 计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确
12、定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷重要性。 目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法 ， 前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和 ABC 法等 ， 常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，应将性质相同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需用系数 xK，然后按照表一给出的公式求出该组用电 设备的计算负荷。此设计采用的是需用系数法来对电力负荷计算的。 计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动
13、负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用 30 分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。 平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。 负荷计算的方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及 二项式等几种。在确定了容量后可以按需用系数法计算负荷 平 顶 山 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 说 明 书 第 3 页 用电设备组计算负荷的确定 。 电设备组是由工艺性质相同、需用系数相近的一些设备合并成
14、的一组用电设备。在一个车间中，可以根据具体情况将用电设备分为若干组，再分别计算各用电设备组的计算负荷。 其计算公式为： ndca PKP kW tan nca PQ kVA 22 cacaca QPS kVA )3( ncaca USI A （ 1-1） 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； nU 额定电压， V； tan 功率因数角的正切值 ； caI 该用电设备组的计算负荷电流， A； dK 需用系数 。 多个用电设备组的计算负荷。在配电干线上或矿井变电所低压母线上，常有多个用电设备组同时工作，但是各个用电设备组的最大负荷也非同时出现，因此在求配电干线或矿井变电所低压母线的计算负荷时，应再计入一个同时系数 siK 。具体计算公式如下： mi indisica PKKP 1 )( i=1， 2， 3 .m mi iindisica PKKQ 1 )t a n(
