【正文】 屬鹽池縣惠安堡鎮(zhèn)管轄，具體位置在萌城以東，北至賀陡溝，南抵新建隊到甘肅省界，東至南河隊，西至四股泉村。07′30″～37176。丘陵多呈長塬形，長軸呈北西方向展布，丘間洼地展布方向與之相同，地形東南高，西北低，發(fā)育的溝谷主要有煙泉溝、沙坡子溝、羊糞溝、苦水河等，呈“Ⅴ”或“∪”形，一般寬540m，切深350m不等，呈蛇曲狀向北西—北延伸，匯集于北部的苦水河中。位于礦井工業(yè)場地東北面20km處，有110kV變電站一座，內(nèi)設(shè)兩臺20000kVA 110/35/10kV變壓器，高峰負(fù)荷15000kW,其110kV電源兩回；無35kV及10kV出線間隔。四股泉煤礦設(shè)計地面用電負(fù)荷統(tǒng)計如表11所示。采煤方法為長壁后退式綜采采和普通機采，三班出煤，一班檢修，日產(chǎn)量約5000噸，本采區(qū)服務(wù)年限為50年。將10kV高壓電能經(jīng)過敷設(shè)在副井筒中的電纜送到井下中央變電所，再由井下中央變電所通過電纜將6KV電能送到井下各用電設(shè)備，在井底車場附近設(shè)置井下中央變電所。為了便于安裝和維護(hù)，電纜截面一般不超過120mm2。 技術(shù)方面論證供電可靠性：主變壓器、地面及井下直接供電的各變壓器，均采用雙線兩臺變壓器供電。同時，在設(shè)備之間裝設(shè)閉瑣保護(hù)裝置，增加了設(shè)備運行操作的安全性和靈活性。由于設(shè)備的折舊費一般是固定不變的，只有從降低維護(hù)費和電費的角度考慮。由于輸電線路固定，主要從變壓器、電抗器等耗電設(shè)備考慮電能損耗。本礦地面變電所設(shè)計采用的是第一種方案，即35kV變電所供電?？梢暂^正確計算出用電功率的設(shè)備，如提升機、通風(fēng)機等的電力負(fù)荷，應(yīng)取其計算負(fù)荷。變配電所的位置是否合理，直接影響供電系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性，對供電系統(tǒng)的質(zhì)量也有很大的影響。交通運輸方便。具有生產(chǎn)和生活用水的可靠水源?？紤]以上因素，將此變電所選在工業(yè)廣場邊緣的上風(fēng)向區(qū)，此處環(huán)境污染小，又能滿足其他方面的要求。 35kV側(cè)主接線由于本礦供電電壓為35kV，礦井終端變電所采用接線方式有如下幾種如圖31所示，現(xiàn)通過比較后選擇主接線形式。 3) 適用范圍：適用于較小容量的變電所，并且變壓器的切換較頻繁或線路較短、故障率較少的情況。 1) 優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)少、四個回路只需三臺斷路器。 10kV側(cè)主接線 單母線接線 1) 優(yōu)點：接線簡單清晰，操作方便，設(shè)備少，配電裝置的建造費用低。 3) 適用范圍：由于單母線接線工作可靠性和靈活性都較差，故這種接線主要用于小容量特別是只有一個電源的變電所中。當(dāng)出線為雙回路時，架空線路會出現(xiàn)交叉跨越。這個缺點在某些情況下特別突出，因此，對于電壓為35kV及以上的配電裝置，當(dāng)引出線較多時，應(yīng)廣泛采用單母線分段帶旁路母線的接線。 2) 缺點 ? 增加一組母線，每回路就要增加一組母線隔離開關(guān)。綜上所述，本設(shè)計中考慮經(jīng)濟(jì)和滿足供電需求的需要。煤礦井下的機電設(shè)備，由于井下工作條件比較復(fù)雜，使其負(fù)荷變化較大，而且對礦井不同的采煤方法、機械化程度、供電接線方式，其總負(fù)荷也是各不相同的。其中= （42）井下井底車場等負(fù)荷，可按式（41）計算，其所取的各用電設(shè)備的需用系數(shù)及平均功率因數(shù)如表41所示。圖41 井下中央變電所位置[1]1一主井；2一副井；3一中央變電所；4一水泵房 井下中央變電所主接線 井下中央變電所主接線應(yīng)遵循以下原則[5] 常見的主接線原則如下：1) 高壓電源進(jìn)線與饋出線同時控制；2）高壓母線用單母線分段，兩段母線之問設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，正常時母線分列運行；3) 一類負(fù)荷分別接于兩段母線上，其它高壓負(fù)荷盡量均勻地分配在兩段母線上；4) 高壓電纜進(jìn)線數(shù)目與母線段數(shù)相對應(yīng)，并分別接于備段上。 供電系統(tǒng)中可能發(fā)生的故障類型比較多，但常見的，而且危害較大的故障就是短路。 由于煤礦供電系統(tǒng)大都為小接地電流系統(tǒng)，且大都距大發(fā)電廠較遠(yuǎn)，故單相短路電流值一般都小于三相短路電流值，而兩相短路電流值也比三相短路電流值小，因此在本設(shè)計的短路電流計算中，以三相短路電流為重點進(jìn)行計算。 電源為無限容量時的短路電流計算當(dāng)電源為無限容量時，即認(rèn)為在短路過程中，電源的電壓維持不變。 具體的計算步驟如下： 根據(jù)供電系統(tǒng)繪制等值電路圖，一般稱為“計算系統(tǒng)圖”，要求在圖上標(biāo)出各元件的參數(shù)，并標(biāo)出各短路點的位置(短路點應(yīng)根據(jù)計算短路電流的目的決定)。 求出系統(tǒng)各元件的相對基準(zhǔn)電抗，并將計算結(jié)果標(biāo)注在等值圖上。為了向供電設(shè)計提供所需的資料，應(yīng)確定下列幾種短路電流和短路容量： A 、求出當(dāng) t＝0時的短路電流I″和短路容量S″； B、求出當(dāng)t＝； C、求出當(dāng)t＝∞時的穩(wěn)定短路電流I∞，和穩(wěn)定短路容量S∞。對此情況一般都采用計算曲線（也稱運算曲線）的方法，求得短路電流。由等值圖逐步地求出各短路點的總電抗相對值XΣ*。根據(jù)計算電抗XΣ*39。而且在書寫電抗相對值的符號時，均省略相對值“*”的符號，例如本來應(yīng)為編號后改為，進(jìn)—步又可省略改寫成。 （2）計算各元件的電抗相對值： X1=0 （由于該電源為無限大容量，其電抗很小，這里忽略不計） X2==100/275= X3== （=）X4==。 X17=X15+X16=則分布系數(shù)：C1=X16/X13= X14/（X13+ X14）=C2= X16/X14=X13/（X13+ X14）=而各支路的轉(zhuǎn)移電抗為：X18= X17/ C1=。= X24= 8）K8點的短路回路總阻抗: X25=X10+X24=計算電抗 X2539。 = I″=(kA)短路點K2的短路參數(shù)，應(yīng)分別為兩個電源提供的數(shù)據(jù)之和 I″k2＝*k2＝I∞*k2＝+=(kA) S″k2＝*k2＝S∞*k2=+=(MVA) =+=(kA)。 = I″k4=(kA) 5）K5點的短路參數(shù) =1/X22=1/= I″k5＝*k5＝I∞*k5＝ = =(kA) S″k5＝*k5＝S∞*k5=Sb =100=(MVA) = I″k5= (kA)。 = I″k7= (kA) 8）K8點的短路參數(shù) =1/ X2539。 = I″k9= (kA) 10）K10點的短路參數(shù) =1/ X2739。本設(shè)計分別對井下和地面部分設(shè)備進(jìn)行計算。這時電器所有部分的發(fā)熱溫度都不超過允許值。 按斷路容量選擇斷路器的額定斷流量IrN或額定斷流容量SrN是指斷路器在額定電壓時的斷流能力。用熔斷器保護(hù)的導(dǎo)體和電器，可不進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗。 變壓器選擇[3]根據(jù)變電所變壓器的計算容量，選擇變壓器的型號、容量、臺數(shù)。變壓器臺數(shù)的確定：35kV主變壓器、地面供電變壓器、井下中央變電所的變壓器均設(shè)為兩臺。2）熱穩(wěn)定校驗由tf=，Ik=21720A，C=95，Ksk=1按式 A≥=254（mm2） 該截面小于所選導(dǎo)線截面，故所選LGJ300截面能滿足熱穩(wěn)定要求。 911斷路器的選型表63 斷路器的選型[10]項目實 際 需 要 值LW35/1600額 定 值電壓35kVUN=35kV電流IN=1600A動穩(wěn)定= kAIlim=63 kA熱穩(wěn)定== kAIt=4=25 kA斷流容量S=SrN=2205MVA由表63所示，計算結(jié)果說明選用LW35/1600型斷路器符合要求。電流互感器選用LDJ10/1200[10]型。其操動機構(gòu)選用手動CS61T型操作機構(gòu)。實際上并不需要對每條電纜均用上述各種方法選擇，而是抓住每個電纜段(或每條電纜)的主要問題選擇該段(條)電纜截面即可滿足其它條件要求。下井主電纜的年運行小時，一般取30005000h。 按電壓損失校驗電纜截面此種電壓損失校驗電纜截面有計算法和查表法[1]，這里主要介紹計算法： （67） 也可寫成： （68） 式中 ——電壓損失百分?jǐn)?shù)； ——電纜中的負(fù)荷電流，A； ——額定電壓，kV； 、——電纜線路單位長度的電阻及電抗，Ω/km； ——電纜線路長度，km； 、——功率因數(shù)及與功率因數(shù)相對應(yīng)的正弦、正切值。 井下開關(guān)選擇嚴(yán)禁井下配電變壓器中性點直接接地，嚴(yán)禁由地面中性點直接接地的變壓器或發(fā)電機向井下供電。 繼電保護(hù)裝置[15]煤礦供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)是保證煤礦安全供電的重要工具。后備保護(hù)應(yīng)在主保護(hù)或斷路器拒絕動作時切除故障。 本設(shè)計在考慮下列因素的情況下裝設(shè)保護(hù)裝置： 當(dāng)被保護(hù)元件發(fā)生短路或足以破壞系統(tǒng)正常運行的情況時，保護(hù)裝置應(yīng)動作于掉閘；在發(fā)生不正常運行時，保護(hù)裝置應(yīng)動作于信號。 選擇保護(hù)方式時，不考慮可能性很小的故障類型和運行方式，力求使用最少數(shù)量的繼電器和觸點，使其接線簡單可靠。 在實際可能出現(xiàn)的最不利方式或故障類型下，保護(hù)裝置應(yīng)對計算點有足夠的靈敏度。避雷針高于被保護(hù)設(shè)備，并具有良好的接地，所以能起到保護(hù)作用。地面變電所防雷保護(hù)平面圖如71所示。地面變電所保護(hù)接地網(wǎng)如下圖72所示。井下總接地網(wǎng)包括：主接地極、局部接地極、接地母線和輔助接地母線、連接導(dǎo)線和接地導(dǎo)線。雖然本設(shè)計滿足了本礦一般的生產(chǎn)需要，但由于本人知識水平的相對欠缺，對現(xiàn)代先進(jìn)的煤礦開采方式和供電系統(tǒng)先進(jìn)設(shè)備缺少一定的了解，因此在設(shè)計中很少使用現(xiàn)代化的微機監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)，這也是本設(shè)計有待于改進(jìn)的地方。在與史艷梅老師相處的這段時間里，她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和在指導(dǎo)我們完成畢業(yè)設(shè)計中所表現(xiàn)出來的吃苦耐勞的精神、開拓創(chuàng)新的能力給我留下了深深的印象。參考文獻(xiàn)[1] 王崇林 [2] [3] [4] . 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