【正文】 . . . .. .1 緒 論 12 負(fù)荷計(jì)算與變壓器選擇 3 3 供電負(fù)荷分級(jí)及其對(duì)供電的要求 3 負(fù)荷曲線 3 礦井用電負(fù)荷計(jì)算 4 設(shè)備容量確定 4 需用系數(shù)的含義 5 需用系數(shù)法計(jì)算電力負(fù)荷 5 功率因數(shù)的改變 9 主變壓器的選擇 10 變電站主變壓器容量的確定 10 主變壓器臺(tái)數(shù)的確定 10 主變壓器損失計(jì)算 11 主變壓器選型 11 全礦年電耗與噸煤電耗 123 供電系統(tǒng)的確定與短路計(jì)算 13 短路電流的分類與計(jì)算目的 13 短路的原因 15 短路的種類 15 短路的危害 15 短路電流計(jì)算的目的 15 短路電流計(jì)算的標(biāo)幺值法 15 短路電流計(jì)算 16 計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值 16 短路電流計(jì)算 17 短路電流的限制及限流電抗器的選擇 21 電抗器的選擇 21 井花溝礦供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 22 主接線形式 22 單元接線 22 橋形接線 23 單母線分段式接線 244 設(shè)備選型 26 35kv設(shè)備選型 26 35kv架空線、母線的選擇 26 電壓互感器、熔斷器的選擇 27 電流互感器的選擇 28 35kv避雷器選擇 28 帶接地刀閘的隔離開關(guān)選型 28 隔離開關(guān)的選擇 29 35kv斷路器的選擇 29 6kv電氣設(shè)備的選擇 31 母線的選擇 31 母線瓷瓶及穿墻套管 32 斷路器選擇 33 隔離開關(guān)選擇 33 電流互感器的選擇 34 下井電纜型號(hào)及截面的選擇 34 電壓互感器的選擇 35 配電柜的選擇 355 繼電保護(hù)方案及調(diào)整 38 概述 38 繼電保護(hù)的優(yōu)化配置及整定原則 39 供電系統(tǒng)繼電保護(hù)配置情況 39 35kv進(jìn)線保護(hù) 39 限時(shí)速斷保護(hù)的整定計(jì)算 39 過流保護(hù)的整定計(jì)算 40 35kv母線開關(guān)保護(hù) 41 41 主變差動(dòng)保護(hù) 41 主變過流保護(hù) 43 主變過負(fù)荷保護(hù) 44 6kv母聯(lián)保護(hù) 44 各6kv出線保護(hù) 446 變電所室內(nèi)外布置 46 電氣總平面布置的特點(diǎn) 46 變電站土建要求 46 電氣照明 477 防雷保護(hù)及措施 49 變電所的防雷 49 變電所的防雷設(shè)計(jì)原則 49 變電所主要防雷設(shè)備 49 防雷設(shè)計(jì)基本經(jīng)驗(yàn) 49 變電所的防雷設(shè)計(jì) 50 變電所的接地設(shè)計(jì) 52 設(shè)計(jì)原則 53 簡(jiǎn)單接地設(shè)計(jì) 53致 謝 54參考文獻(xiàn) 55 學(xué)習(xí)好幫手 1 緒 論XXXX礦是XXX礦業(yè)集團(tuán)下屬一個(gè)子礦，位于XXXXXX。其設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、入洗能力均達(dá)90萬(wàn)噸/年。礦井位于煤田東部，現(xiàn)在部分設(shè)備正處于更新中，其屬于厚礫石層覆蓋區(qū)，比較突出的采煤技術(shù)是單體支柱放頂煤開采，井深約在400米左右，由于其地下水豐富，該礦總共配有12臺(tái)大型潛水泵，由于大型潛水泵的使用，其年耗電量大大增加。按其采煤量計(jì)算耗電總耗電時(shí)間是4000h/年。XXXX礦供電系統(tǒng)由三條35kv進(jìn)線供電。其礦內(nèi)變配電所占地約2200平方米，三條進(jìn)線分別到所內(nèi)室外三個(gè)35/6kv主變壓器，平常起用一臺(tái)主變，地下水豐富的夏季一般開兩臺(tái)主變，室外部四腳分別設(shè)置四個(gè)15米高的避雷器。采用單母分段的主接線形式，主母線分為三段，每段母線間以斷路器隔開．使用高壓六氟化硫斷路器，穩(wěn)定性及滅弧能力較高。表 全礦負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及相關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)備名稱負(fù)荷等級(jí)電壓v線路類型電機(jī)型式單機(jī)容量kv安裝/工作臺(tái)數(shù)工作設(shè)備總?cè)萘縦w需用系數(shù)功率因數(shù)離35kv變電所的距離km主 井提 升16000CY14002/114000．870．840．4副 井提 升16000CY10002/110000．850．820．4扇 風(fēng)機(jī) 116000KT8002/18000．870．822．4扇 風(fēng)機(jī) 216000KT8002/18000．870．822．2壓風(fēng)機(jī)16000KT3005/39000．860．860．2地 面低 壓1380C135012500．760．820．05機(jī)修廠3380C4504500．600．750．3綜 采車 間3380C4804800．700．780．6洗煤廠2380K12000．760．840．5大汪村3380K4500．800．802．5排水泵16000CX68012/427200．860．860．8井 下低 壓2660CX26000．720．78礦井年產(chǎn)量：110萬(wàn)噸 井筒深度： ，服 務(wù) 年 限：100年 該礦井為地下水豐富礦井。，變電所土質(zhì)為粘土。兩回35kV架空電源線路長(zhǎng)度： l1=l2=6km。兩回上級(jí)35kV電源出線斷路器過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間：t1=t2=3s。本所35KV電源母線最大運(yùn)行方式下的系統(tǒng)電抗: = (=100MVA)。本所35KV電源母線最小行方式下的系統(tǒng)電抗:= (=100MVA)。井下6KV母線上允許短路容量: =50MVA。電費(fèi)收取辦法：兩部電價(jià)制，固定部分按最高負(fù)荷收費(fèi)；井下6KV電纜（不含下井電纜）總長(zhǎng)度: =20km本所6KV母線上補(bǔ)償后功率因數(shù)要求值：=最熱月室外最高氣溫月平均值： 最熱月室內(nèi)最高氣溫月平均值: 最熱月土壤最高氣溫月平均值: 2 負(fù)荷計(jì)算與變壓器選擇 供電負(fù)荷分級(jí)及其對(duì)供電的要求根據(jù)用電設(shè)備在工藝生產(chǎn)中的作用，以及供電中斷對(duì)人身和設(shè)備安全的影響，電力負(fù)荷通常可分為三個(gè)等級(jí)：一級(jí)負(fù)荷：為中斷供電將造成人身傷亡，或重大設(shè)備損壞難以修復(fù)帶來極大的政治經(jīng)濟(jì)損失者。一級(jí)負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。井花溝礦屬于國(guó)有能源部門，其中斷供電將有可能造成人員傷亡及重大經(jīng)濟(jì)損失，屬于一級(jí)負(fù)荷。 二級(jí)負(fù)荷：為中斷供電將造成設(shè)備局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂且需較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)造成較大經(jīng)濟(jì)損失者。二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩回線路供電，但當(dāng)兩回線路有困難時(shí)（如邊遠(yuǎn)地區(qū)）允許由一回架空線路供電。 三級(jí)負(fù)荷：不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷的一般電力負(fù)荷，三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無特殊要求，允許長(zhǎng)時(shí)間停電，可用單回線路供電。井花溝礦屬于比較重要的工業(yè)部門，其供配電采用三條進(jìn)線，下設(shè)三個(gè)35kv的電力變壓器，平常用一臺(tái)主變，當(dāng)?shù)叵滤S富的春夏季一般采用兩臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。 負(fù)荷曲線年最大負(fù)荷：就是指一年中典型日負(fù)荷曲線（全年至少出現(xiàn)3次的最大工作班負(fù)荷曲線）中的最大負(fù)荷，即30min內(nèi)消耗電能最大時(shí)的平均負(fù)荷。并分別用符號(hào)、表示年有功、無功和視在最大負(fù)荷。年最大負(fù)荷小時(shí)是這樣一個(gè)假想時(shí)間，電力負(fù)荷按照年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行時(shí)間所消耗的電能恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗電能。如圖22所示，年最大負(fù)荷延伸到的橫線與兩坐標(biāo)軸所包圍的矩形面積，恰好等于年負(fù)荷曲線與兩坐標(biāo)軸所包圍的面積，既全年實(shí)際消耗的電能。因此年最大負(fù)荷利用小時(shí)： ， h （21）式中——全年消耗的有功電能， 。而一般計(jì)算礦用最大負(fù)荷利用小時(shí)可以用公式近似計(jì)算： （22）其中W既為礦井年產(chǎn)煤量（萬(wàn)噸/年），井花溝礦年產(chǎn)量設(shè)計(jì)為90萬(wàn)噸，實(shí)際年產(chǎn)量106萬(wàn)噸。為兩班制企業(yè)，按公式22計(jì)算其年耗電量為4000小時(shí)左右。 礦井用電負(fù)荷計(jì)算 設(shè)備容量確定將不同工作制的銘牌功率換算為統(tǒng)一的功率。電動(dòng)機(jī)1）長(zhǎng)期工作制（連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間在2小時(shí)以上者）的電動(dòng)機(jī)，按電動(dòng)機(jī)的額定容量。2）短時(shí)工作制（連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間在10分鐘至2小時(shí)范圍內(nèi)）的電動(dòng)機(jī)按電動(dòng)機(jī)的額定容量確定。如此類電動(dòng)機(jī)正常不使用（事故或檢修時(shí)用）支線上的負(fù)荷按額定容量確定；干線上的負(fù)荷可不考慮。3）反復(fù)短時(shí)工作制（運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為反復(fù)周期地工作，每周期內(nèi)的接電時(shí)間不超過10分鐘者）的電動(dòng)機(jī)，按電動(dòng)機(jī)暫載率為25%時(shí)的額定容量確定，當(dāng)電動(dòng)機(jī)銘牌上的額定容量不是25%的暫載率時(shí)，應(yīng)按下式換算： (23) 式中 ——換算的額定容量，千瓦； ——與某一暫載率相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)銘牌功率，千瓦； ——與相對(duì)應(yīng)的暫載率； ——換算的暫載率，既25%。 需用系數(shù)的含義以一組用電設(shè)備來分析需用系數(shù)值的含義。設(shè)該組用電設(shè)備有n臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其額定總?cè)萘繛椋╧w）。則當(dāng)此用電設(shè)備組滿載運(yùn)行時(shí)需從電網(wǎng)接用容量 ； KW （24）式中 ——用電設(shè)備從電網(wǎng)吸收容量，KW； ——n臺(tái)電動(dòng)機(jī)的加權(quán)平均效率， （25）然而n臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行的可能性很小。我們可以定義同時(shí)運(yùn)行系數(shù)本次設(shè)計(jì)所需用席數(shù)按照參考質(zhì)料均已記入表中 需用系數(shù)法計(jì)算電力負(fù)荷在確定了容量后可以按需用系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷1）用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定用電設(shè)備組是由工藝性質(zhì)相同、需用系數(shù)相近的一些設(shè)備合并成的一組用電設(shè)備。在一個(gè)車間中，可以根據(jù)具體情況將用電設(shè)備分為若干組，再分別計(jì)算各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。其計(jì)算公式為： KW KVA KVA A （2－6）式中、——該用電設(shè)備組的有功、無功、視在功率計(jì)算負(fù)荷；——該用電設(shè)備組的設(shè)備總額定容量，KW——額定電壓，Vtan——功率因數(shù)角的正切值——該用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷電流，A——需用系數(shù)2）多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷在配電干線上或礦井變電所低壓母線上，常有多個(gè)用電設(shè)備組同時(shí)工作，但是各個(gè)用電設(shè)備組的最大負(fù)荷也非同時(shí)出現(xiàn)，因此在求配電干線或礦井變電所低壓母線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)再計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)。具體計(jì)算公式如下： i=1，2，3…….m (27)式中、——為配電干線或變電站低壓母線有功、無功、視在功率計(jì)算負(fù)荷；——同時(shí)系數(shù)m ——為配電干線或變電站低壓母線上所接用電設(shè)備總數(shù)。——該干線或低壓母線上的額定電壓，V——該干線變電站低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷電流，A——需用系數(shù)、——分別對(duì)應(yīng)于某一用電設(shè)備組的需用系數(shù)、功率因數(shù)角的正切值、總設(shè)備容量。根據(jù)要求及需用系數(shù)負(fù)荷計(jì)算公式，分別計(jì)算礦用負(fù)荷1）主井提升機(jī)(公式26)=1400kw = cosφ=tanφ=tan(artcosφ)===1400=1218kwQ10=tanφ=1218=S10=P10／cosφ= =1176/=1450kvaI10=S10/UN=1450kva/6000=2) 副井提升機(jī)=1000kw = cosφ=tanφ=tan(artcosφ)==Pe=1000=850kwQ20=tanφ=850=593kvaS20=／cosφ= =850/=1036kvaI20=S20/UN=1036/6000=99a3) 扇風(fēng)機(jī)1=800kw = cosφ=tanφ=tan(artcosφ)==Pe=800=696kwQ30=tanφ=696=485kvaS30=／cosφ= =696/=848kvaI30=S30/UN=848/6000=81a4) 扇風(fēng)機(jī)2=800kw = cosφ=tanφ=tan(artcosφ)==Pe=800=696kwQ40=tanφ=696=485kvaS40=／cosφ= =696/=848kvaI20=S20/UN=1060/6000=81a5)壓風(fēng)機(jī)=300kw = cosφ= n=3=3300=900kwtanφ=tan(artcosφ)==Pe=900=774kwQ50=tanφ=774=540kvaS50=／cosφ= =774/=943kvaI50=S50/UN=943/6000=90a6）排水泵=680kw = cosφ= n=4=4680=2720kwtanφ=t