1、本科毕业论文（20 届）煤矿供电系统继电保护系统设计所在学院 专业班级 矿山机电 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 辽宁工程技术大学毕业设计（论文）I摘要随着科学技术的飞速发展，继电保护器在 35kV 变电站中的应用也越来越广泛，它不仅保护着设备本身的安全，而且还保障了生产的正常进行，因此，做好继电保护的设计对于保障设备安全和生产的正常进行是十分重要的。继电保护装置广泛应用于电力系统、农网和小型发电系统，是电网及电气设备安全可靠运行的保证。加强继电保护管理，健全沟通渠道，加强继电保护定值整定档案管理是提高继电保护定值整定的必要措施。本论文围绕 35kV 变电站的继电保护算展开分
2、析和讨论，重点设计了电力系统基本常识以及需要系数法计算负荷、电力网接线方案的选择原则、短路电流的计算、变压器和线路的继电保护配置以及无功功率补偿等。同时介绍了主设备差动保护的整定算法，做出短路点的等效电路图，对设备保护进行了相应的选择与校验。通过进行继电保护的整定和计算，进而达到保护设备和安全生产的目的。关键词：变电所；负荷计算；短路电流AbstractWith the rapid development of science and technology, application of 35kV substation protection equipment is more and more
3、 widely, not only can safety equipment to protect themselves, but also to protect the normal production. Therefore, in normal production equipment safety and protection of the whole set of protection is very important. The protection device is widely used in power system, power system and rural smal
4、l network are the safe and reliable operation of power network and electrical equipment. Strengthen protection management, improve communication channels, strengthen the protection of fixed value management is a necessary protective measures to improve the setting value.The protection of the 35kV su
5、bstation setting calculation and analysis and discussion, pay attention to calculate the basic knowledge of power system load coefficient method and need to select the grid connection scheme of the principle of calculation of short circuit current, relay protection of transformer and line, no power
6、compensation design. The master of the setting algorithm of differential protection is introduced, and the short-circuit point is chosen and the equivalent circuit diagram of the protection device is chosen and the main wiring design is presented. By comparing the advantages and disadvantages of the
7、 respective connection types, the main connection substations are determined.Keywords: substation, ；oad calculation； short-circuit current辽宁工程技术大学毕业设计（论文）目录前言 .11.电力系统简介 .21.1 煤矿供电系统简介 .21.2 煤矿企业对供电系统的基本要求 .21.3 电力负荷的分级 .32.负荷计算及无功率补偿 .42.1 全矿基本负荷统计 .42.2 全矿总计算负荷 .52.3 无功功率补偿 .52.4 主变压器与所用变压器的选择 .72
8、.5 主接线方案的选择 .83.短路电流的计算 .123.1 短路的类型 .123.2 计算短路电流的目的 .133.3 供电系统各原件的电抗标幺值 .133.4 短路电流的计算 .154.高压电气设备的选择 .184.1 断路器的选择 .184.2 高压隔离开关的选择 .194.3 电流互感器的选择 .214.4 电压互感器的选择 .224.5 高压熔断器的选择 .235.供电系统的继电保护 .245.1 继电保护的原理和基本要求 .245.1.1 继电保护的基本原理 .245.1.2 保护分类 .245.1.3 供电系统对保护性能的要求 .255.2 电力线路的保护 .265.2.1 定时
9、限过电流保护 .265.2.2 电流速断保护 .285.2.3 单相接地保护 .296.自动重合闸 .317.电力变压器的继电保护 .337.1 过电流保护与电流速断保护 .337.2 变压器低压侧的单相接地保护 .347.3 变压器的过负荷保护 .357.4 差动保护 .357.5 变压器的瓦斯保护 .37致谢 .39参考文献 .40附录 A.41附录 B.43辽宁工程技术大学毕业设计（论文）1前言变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂有用户的中间环节，起着变换和分配作用。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电
10、气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。 继电保护发展现状，电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，因此，继电保护技术得天独厚，在 40 余年的时间里完成了发展的 4 个历史阶段。随着系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为：计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。继电保护的未来发展，继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信
11、一体化发展。微机保护技术的发展趋势：(1)高速数据处理芯片的应用(2)微机保护的网络化(3)保护、控制、测量、信号、数据通信一体化(4)继电保护的智能化21.电力系统简介1.1 煤矿供电系统简介供电系统就是由电源系统和输配电系统组成的产生电能并供应和输送给用电设备的系统。确定供电系统的一般原则是：供电可靠，操作方便、运行安全灵活，经济合理，具有发展的可能性。（1）供电可靠性供电可靠性是指供电系统不间断供电的可靠程度。应根据负荷等级来保证其不同的可靠性。在设计时，不考虑双重事故。（2）操作方便，运行安全灵活供电系统的接线应保证在正常运行和发生事故时操作和检修方便、运行维护安全可靠。为此，应简化接
12、线，减少供电层次和操作程序。（3）经济合理接线方式在满足生产要求和保证供电质量的前提下应力求简单，以减少投资和运行费用，并应提高供电安全性。（4）具有发展的可能性接线方式应保证便于将来发展，同时能适应分期建设的需要。1.2 煤矿企业对供电系统的基本要求（1）保证供电安全可靠供电系统的可靠性是指电力系统连续不断供电的可能程度，一旦出现断电的情况，不仅仅影响生产，而且由于设备突然停止运行，可能会对设备造成一定的损害甚至会对工作人员造成人身危险，是十分可怕的，也是应该极力避免的突然断电情况的发生。所以保证供电的安全是十分重要的。为保证矿山企业供电的可靠性，供电电源应该采用双回路供电方案，它是来自不同
13、变电所的不同母线，并且电源线路上不得分接任何负荷。安全指的是不发生人员触电事故和因电气系统故障而引起的火灾、爆炸等事故。因为矿山企业工作环境复杂，自然条件恶劣，供电设备和其他设备极易受到损坏和老化，有造成重大事故的隐患，所以必须采取必要的措施和制定相应的安全操作规程以确保供电系统的安全。辽宁工程技术大学毕业设计（论文）3保证供电质量在满足供电需求和安全的前提下，还应该保证供电的质量。所谓质量，就是供电的电能的电压偏移不超过额定值，频率不超过 60Hz。此外由于大功率整流和其他技术手段的应用使配电网中的谐波分量增加，可能会造成电力电容器过负荷，严重的时候可能会造成重大事故。所以一定要采取措施保证
14、电能的供电质量。供电系统的经济性在满足安全、生产的条件下，还应该考虑供电系统的经济性问题，投资少、易操作、运行方便才会是运行费用降低，减少支出的同时带来更大的经济效益。1.3 电力负荷的分级按照对供电系统可靠性的要求不同，一般电力负荷可分为三级一级负荷（1）中断供电将造成人身伤亡时。（2）中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。（3）中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员
15、集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。二级负荷（1）中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。 4（2）中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。三级负荷不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。2.负荷计算及无功率补偿2.1 全矿基本负荷统计表 2-1 全矿负荷
16、统计表Table 2-1 shows the load statistics设备名称电压KV单机容量 安装台数/工作台数工作容量需用系数 dK功率因数 cos主井提升 6 1200 1/1 1200 0.90 0.85副井提升 6 800 1/1 800 0.85 0.82主扇风机 6 1000 2/1 1000 0.85 -0.90压风机 6 250 4/2 500 0.80 -0.90矿综合厂 0.38 320 0.65 0.75机修厂 0.38 580 0.55 0.78洗煤厂 0.38 650 0.72 0.77地面低压 0.38 750 0.72 0.76主排水泵 6 500 5/3 1500 0.88 0.85一采区 6 850 0.65 0.70
