【正文】 NU —— 額定電壓， kV； OR 、 OX —— 電纜線路單位長度的電阻及電抗， Ω /km； L —— 電纜線路長度， km； ?cos 、 ?sin 、 ?tg —— 功率因數(shù)及與功率因數(shù)相對應的正弦、正切值。 高壓系統(tǒng)中的電壓損失按《全國供用電規(guī)則》的規(guī)定，在正常情況下不得超過 7%，故障狀態(tài)下不得超過 10%。電壓損失從地面變電所算起至采區(qū)變電所母線止。 電纜截面選擇計算 舉例為短路時的熱穩(wěn)定選擇電纜截面，當供電系統(tǒng)在最大運行方式時，地面變電所下井電纜首端發(fā)生三相短路電流，其電流 )3(KI = kA，按式 CtIA fK )3(min ? 校驗下井電纜截面，即： 查電纜的熱穩(wěn)定系數(shù)表 C=, 假 想時間 ft = 故 CtIA fK )3(min ?= 1683 = mm2 故下井電纜最小截面應不小于 mm2,又考慮其他方面校驗的影響，這里選用 70mm2做為下井電纜。 井下開關選擇 嚴禁井下配電變壓器中性點直接接地，嚴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。 額定電壓與額定電流的選擇與地面高壓開關選擇相同，斷流容量的選擇也按地面開關的選擇方法，井 下主要選用 DW80型饋電開關和 QC83型磁力起動器，對電鉆和照明采用綜合保護裝置。 其它設備的選擇方法與井上選擇基本相同，這里不在說明，其所選設備型號均標于設備選擇或所畫大圖中。 17 6 保護裝置 靈北煤礦供電系統(tǒng)井上、井下的保護裝置包括繼電保護和防雷、接地等，本章只對這些保護作簡單的介紹。 繼電保護裝置 煤礦供電系統(tǒng)的繼電保護是保證煤礦安全供電的重要工具。裝設繼電保護裝置是根據(jù)靈北煤礦電力系統(tǒng)的接線和運行的特點，適當考慮其發(fā)展，選擇設備力求技術先進經(jīng)濟合理。 本設計中的電力設備和線路有主保護 和后備保護，必要時可增設輔助保護。 主保護 —— 滿足系統(tǒng)穩(wěn)定及設備安全要求，有選擇地切除被保護設備和全線路故障的保護。 后備保護 — 一應在主保護或斷路器拒絕動作時切除故障。 后備保護可分為遠后備和近后備兩種形式： 遠后備 —— 當主保護或斷路器拒絕動作時，由相鄰設備或線路的保護實現(xiàn)后備。 近后備 —— 當主保護拒絕動作時，由本設備或線路的另 — 套保護實現(xiàn)后備；當斷路器拒絕動作時，由斷路器失靈保護實現(xiàn)后備。 輔助保護 —— 為補充主保護和后備保護的不足而增設的簡單保護。 本設計在考慮下列 因素的情況下裝設保護裝置： (1)當被保護元件發(fā)生短路或足以破壞系統(tǒng)正常運行的情況時，保護裝置應動作于掉閘；在發(fā)生不正常運行時，保護裝置應動作于信號。 (2)礦井變電所的高壓饋電線上，裝設有選擇性的檢漏保護裝置。 (3)保護裝置應以足夠小的動作時限去切除故障，保證系統(tǒng)剩余部分仍能可靠運行。 (4)動作于掉閘的保護裝置一般應保證選擇性，在必須加快動作時，應考慮由自動重合閘來補救保護的無選擇性動作。 (5)選擇保護方式時，不考慮考慮可能性很小的放障類型和運行方式。力求使用最少數(shù)量 的繼電器和觸點，使其接線簡單可靠。 (6)保護裝置的電壓回路斷線時如能造成誤動作，則裝設防止這種誤動作的閉鎖裝置并發(fā)出信號。 (7)表示保護裝置動作的必要回路內(nèi)裝設信號繼電器。 (8)保護裝置除作為被保護元件的主保護外，如有可能還作相鄰元件的后備保護。 (9)在實際可能出現(xiàn)的最不利方式或故障類型下，保護裝置應對計算點有足夠的靈敏度。保護裝置的靈敏系數(shù)為： 18 對反應電氣量上升的保護裝置 定值保護裝置的動作參數(shù)整 短路時故障參數(shù)計算值保護范圍內(nèi)發(fā)生金屬性靈敏系數(shù)＝ 對反應電氣量下降的保護裝置 短路時故障參數(shù)計算值保護范圍內(nèi)發(fā)生金屬性 定值保護裝置的動作參數(shù)整靈敏系數(shù)＝ (10)保護裝置的靈敏度應該互相配臺，從故障點向電源側(cè)方向逐步降低保護裝置的靈敏度。 (11)保護裝置所用的電流互感器，對最大負載和最大整定的故障電流，其誤差小于 10%。 防雷保護及接地 變電所防雷裝置 （ 1）避雷針 為防止直擊雷對變電所電氣設備、線路及建筑物等侵害，本設計變電所采用避雷針。避雷針高于被保護設備，并具有良好的接地，所以能起到保護作用。上圖為地面變電所防雷保護的平面布置圖，避雷針接地線與保護接地線在土壤中距離大于 3米。 （ 2）避雷器 避雷器是防護感應雷對電氣設備產(chǎn)生危害的保護裝置，它一端與被保護設備并聯(lián)，另一端接地，且放電電壓低于被保護設備的絕緣水平。當感應雷 (雷電波 )入侵設備時，避雷器首先被擊穿并對地放電，從而使電氣設備受到保護。 地面變電所保護接地網(wǎng) 保護接地網(wǎng)是將變電所在正常運行時，設備 (構架 )不帶電的外露金屬體與接地引線、接地干線和接地極在電氣上連接起來組成的整體。保護接地網(wǎng)地下部分是實習中看不到的，但可從原設計資料中收集到上圖。 為了減少對地電位分布曲線的陡度，接地網(wǎng)還設有水平均壓帶，從而減小接觸 電壓和跨步電壓。對不同點的接地電阻至少每年測量一次，保證達到一定的要求。地面變電所保護接地網(wǎng)如下圖 72所示。 井下保護接地網(wǎng) 本設計在井下指定點敷設主接地極、局部接地極、并用電纜鉛包、鎧裝外皮及接地線心相互連接起來，形成一個總接地網(wǎng)。從接地網(wǎng)上任一局部接地極測得的總接地網(wǎng)電阻，不應超過 2Ω。接地網(wǎng)電阻越低對人身越安全，但太低有一定的困難。 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、連接導線和接地導線。 19 禁止采用鋁導線作為接地極、接地母線、輔助接地母線、連接導線和接地導線 ，禁止使用無接地線芯（或無其他可供接地的護套，如鉛皮、銅皮套等）的橡套電纜或塑料電纜。 7 結 論 本設計基本滿足了礦區(qū)的生產(chǎn)和生活的要求。在設計的過程中，力求對數(shù)據(jù)的計算達到精確和合理。從中得到了許多具有參考價值的數(shù)據(jù)。例如對負荷分組的確定、功率因數(shù)的提高、短路電流的計算，電氣設備的選擇等。對電氣設備的選擇力求達到合理和經(jīng)濟的原則。 通過這段時間對靈北煤礦供電系統(tǒng)的設計，使我對所學知識進行了系統(tǒng)的歸納，對自己現(xiàn)在所掌握的知識水平有了一定的了解，這對我以后的實際工作將會起著很大的促進作用。 8 參考文獻 [1]劉涳主 .電氣及自動化專業(yè)畢業(yè)設計寶典 [M].西安：西安電子科技大學出版社 ,2021 [2]趙世玉，李想，李飛等 . 供電技術 [M].北京：機械工業(yè)出版社 ,2021 [3]鄒有明主編 .現(xiàn)代供電技術 [M].北京：中國電力出版社， 2021 [4] 傅知蘭主編 .電力系統(tǒng)電氣設備選擇與實用計算 [M].北京：中國電力出版社 ,2021 [5]紀銀光主編 . AutoCAD2021電氣設計基礎與典型范例 [M].北京：電子工業(yè)出版社 ,2021 [6]解東、周可等 . 電氣設計教程 [M].北京：化學工業(yè)出版社， 2021. [7]35kV～ 110kV無人值班變電站設計規(guī)程 [M].北京：中國電力出版社， 2021. [8]吳希再，等 . 電力工程電氣設計手冊（電氣一次部分） [M].武漢：華中科技大學出版社， 1997. [9]張根現(xiàn)，唐志平等 . 煤礦電工手冊（地面供電部分） [M].北京：中國電力出版社 2021. [10]李先彬主編，電力系統(tǒng)自動化 [M].北京：中國電力出版社， 2021. 20 附表 課程設計 評 語 課程設計 成 績 指導教師 （簽字） 年 月 日