【正文】 esults of load statistics, make load calculation with demanding coefficient method. Determine the number of the main transformer, load capacity and type of the transformer based on the results of load calculation. Calculate short circuit current for power supply system with Perunit value method in order to provide data for the selection and verification of electrical equipment. According to the characteristics of coalpowered systems, make substation main wiring, mode of operation, relay protection programs and so on. Taking the possible leakage phenomenon of electrical equipment and substation was struck by lightning into account, make grounding and lightning protection for substation. Keywords: substation。microputer protection。 電能是現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)的主要能源和動力，首先應(yīng)該保證供電 的可靠性和安全性，并做到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面合理的滿足生產(chǎn)的需要。 本設(shè)計(jì)主要完成以下工作：針對礦井負(fù)荷的用電要求，用需要系數(shù)法進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算。根據(jù)變電所主接線的設(shè)計(jì)原則，對變電所的主接線進(jìn)行設(shè)計(jì)： 35kV 側(cè)采用全橋接線 ,10kV 母線采用單母分段接線形式。按安裝地點(diǎn)、運(yùn)行環(huán)境和使用要求對電氣設(shè)備的規(guī)格型號進(jìn)行選擇，并對它們進(jìn)行動 穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性校驗(yàn)。為防止變電所遭到雷擊，還進(jìn)行了防雷保護(hù)。 以上只是 35kV 變電所供電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)的簡單介紹，一些具體的數(shù)據(jù)分析和計(jì)算方法，在本設(shè)計(jì)中會給出詳細(xì)的說明。 2 第一章 概 述 設(shè)計(jì)內(nèi)容 （ 1）礦井負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償； （ 2）地面 35kV 變電所主變壓器的選擇與校驗(yàn)； （ 3）地面 35kV 變電所主接線方案確定； （ 4）短路電流計(jì)算； （ 5）地面 35kV 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)； （ 6）電力線路的選擇與校驗(yàn) （ 7）地面 35kV 變電所二次回路方案的選擇與微機(jī)保護(hù)的整定； （ 8）地面 35kV 變電所的防雷與接地。兩個井田均批準(zhǔn)開采 1 15 號等五個煤層，井田面積共計(jì) 。 現(xiàn)需建設(shè)地面 35/10kV 礦井變電所一座，供電線路采用雙回路 35kV 架空線。 35kV 母線最大短路參數(shù) Sdmax=450MVA,變電所距井下中央變電所 1km. 3 第二章 負(fù)荷計(jì)算和無功補(bǔ)償 負(fù)荷計(jì)算的目的 進(jìn)行企業(yè)電力負(fù)荷計(jì)算的主要目的就是為正確的選擇企業(yè)各級變電站的變壓器容量，各種電氣設(shè)備的型號、規(guī)格以及供電網(wǎng)所需導(dǎo)線的型號、截面積等提供科學(xué)依據(jù)。求尖峰電流，用于計(jì)算電壓損失、電壓波動、選擇熔斷器和保護(hù)元件等。 負(fù)荷計(jì)算的方法 我國設(shè)計(jì)部門在進(jìn)行企業(yè)供電設(shè)計(jì)時經(jīng)常采用地電力負(fù)荷計(jì)算方法有：需用系數(shù)法、二項(xiàng)系 數(shù)法、單位電耗法、利用系數(shù)法和單位面積功率法等。因此，這種計(jì)算方法應(yīng)用最廣泛。二項(xiàng)系數(shù)法則主要適用于用電設(shè)備容量相差大的場合，如機(jī)械加工企業(yè)、煤礦井下綜采工作面等。這種計(jì)算方法雖理論依據(jù)較充分，但由于目前積累的使用數(shù)據(jù)不多，且計(jì)算步驟較繁瑣，精確度也并不比前兩種方法強(qiáng)多少，所 以，目前已逐漸不被采用。因此， 本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，步驟如下： 負(fù)荷計(jì)算方法 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、需要系數(shù)相近的一些設(shè)備合并成的一組用電設(shè)備。其計(jì)算公式為： Pca=KdPNΣ （ 21） 4 Qca=Pcatan φ （ 22） Sca= caca QP 22 ? （ 23） Ica=NcaUS3 （ 24） 式中 Pca、 Qca、 Sca—— 該用電設(shè)備組的有功、無功、視在功率計(jì)算負(fù)荷。 Kd—— 需要系數(shù)，由表 22查得。具體計(jì)算如下： Pca=Ksi?? ?mi iNdiPK1 )( （ 25） Qca=Ksi?? ?mi iiNdiPK1 )tan( ? （ 26） Sca= caca QP 22 ? （ 27） Ica=NcaUS3 （ 28） 式中 Pca 、 Qca 、 Sca—— 為配電干線或變電站低壓母線的有功、無功、視在計(jì)算負(fù)荷； Ksi —— 同時系數(shù)，其值見表 23； m —— 該配電干線或變電站低壓母線上所接用電設(shè)備組總數(shù)； Kdi 、 i?tan 、 ?iNP —— 分別對應(yīng)于某一用電設(shè)備組的需用系數(shù)、功率因數(shù)角 正切值、總設(shè)備容量； 5 Ica—— 該干線或變壓站低壓母線上計(jì)算電流， A； UN—— 該干線或低壓母線上的額定電壓， V。 由表 22查出各用電設(shè)備組的需用系數(shù) Kd和功率因數(shù) cosφ，根據(jù)公式 21計(jì)算出各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。 無功功率： Qca=Pcatanφ = =； 視在功率： Sca= caca QP 22 ? = 22 ? = 計(jì)算電流： Ica=NcaUS3 = ? = 用同樣方法可計(jì)算出其它各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，結(jié)果記 入表 21全礦電力負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷表中。 (2)地面負(fù)荷合計(jì) 有功功率： Pca=Ksi?? ?mi iNdiPK1 )(= 5211= 無功功率： Qca=Ksi?? ?mi iiNdiPK1 )tan( ?= 3661= 視在功率： Sca= caca QP 22 ? = 22 ? = 全礦電力負(fù)荷的計(jì)算負(fù)荷如表 21 所示 7 礦井電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 表 2－ 1 序號 負(fù) 荷 名 稱 電壓 （ kV） 設(shè)備 容量 （ kW） 設(shè)備數(shù)量 （臺） 設(shè)備容量 （千瓦） 需用 系數(shù) Kx 功率 因數(shù) cos φ tg φ 最大負(fù)荷 最大負(fù) 荷利用 小時 (h) 年耗電量 (kW h) 備注 全部 工作 全部 工作 有功 （ kW） 無功 (kvar) 視在 (KVA) 12 注水鉆 2 2 13 小水泵 2 2 14 巖石電鉆 2 2 15 煤電鉆 2 2 小 計(jì) 29 28 2583 2458 1361 1389 3000 4083120 （五） 9403綜采工作面 1 采煤機(jī) 1 1 2 刮板運(yùn) 輸機(jī)（前） 1 1 3 轉(zhuǎn)載機(jī) 1 1 4 噴霧泵 1 1 5 乳化液泵 2 1 6 可伸縮膠帶運(yùn)輸機(jī) 1 1 7 調(diào)度絞車 8 8 8 注水泵 2 2 9 回柱絞車 2 2 10 注水鉆 2 2 11 小水泵 2 2 12 小 計(jì) 23 22 1751 1626 1010 1031 3000 3031440 （六） 15煤巖巷綜掘工作面 1 局部扇風(fēng)機(jī) 2 1 2 煤巷掘進(jìn)機(jī) 1 1 3 可伸縮膠帶運(yùn)輸機(jī) 1 1 9 礦井電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 續(xù)表 2－ 1 序號 負(fù) 荷 名 稱 電壓 （ kV） 設(shè)備 容量 （ kW） 設(shè)備數(shù)量 （臺） 設(shè)備容量 （千瓦） 需用 系數(shù) Kx 功率 因數(shù) cos φ tg φ 最大負(fù)荷 最大負(fù) 荷利用 小時 (h) 年耗電量 (kW h) 備注 全部 工作 全部 工作 有功 （ kW） 無功 (kvar) 視在 (KVA) 5 砼噴射機(jī) 1 1 6 探水鉆 1 1 7 調(diào)度絞車 2 2 8 小水泵 2 2 小 計(jì) 12 11 385 348 219 223 2200 480744 （九） 15煤開拓工作面 1 局部扇風(fēng)機(jī) 2 1 2 耙斗裝巖機(jī) 1 1 3 砼攪拌機(jī) 1 1 4 砼噴射機(jī) 1 1 5 錨桿機(jī) 1 1 6 調(diào)度絞車 3 3 7 小水泵 2 2 8 巖石電鉆 2 2 9 探水鉆 1 1 小 計(jì) 14 13 166 129 39 40 2021 77520 （十） 9煤綜掘工作面 1 局部扇風(fēng)機(jī) 4 2 2 煤巷掘進(jìn)機(jī) 2 2 3 可伸縮膠帶運(yùn)輸機(jī) 2 2 4 轉(zhuǎn)載刮板運(yùn)輸機(jī) 6 6 11 礦井電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 續(xù)表 2－ 1 序號 負(fù) 荷 名 稱 電壓 （ kV） 設(shè)備 容量 （ kW） 設(shè)備數(shù)量 （臺） 設(shè)備容量 （千瓦） 需用 系數(shù) Kx 功率 因數(shù) cos φ tg φ 最大負(fù)荷 最大負(fù)