田庄煤矿供电系统设计.doc

1、摘 要国民经济发展水平越来越高，人民对生活质量的要求也随之日渐提升，由此对电能产生着高度的需求性和依赖性，电力供应能否做到可靠、经济和灵活直接关系到经济能否平稳快速发展，电能的质量更是亟待进一步提升和完善。田庄煤矿35kV供电系统包括井上供电系统和井下供电系统两个部分。煤矿供电系统的设计主要包括：矿井负荷计算与无功补偿，变压器选择，主接线形式，短路电流计算、电气设备选择、继电保护方案、变电所的防雷保护接地等。本设计主供电系统由来自科苑220kV变电站，35kV经过主变压器变为6kV，其中35kV侧为全桥接线，6kV主接线为单母线分段方式，分别向地面和井下供电。论文采用了需用系数法对煤矿35kV

2、变电站进行负荷计算，并根据负荷计算的结果确定出该主变压器的台数、容量及型号。对供电系统进行短路电流计算，短路电流计算的结果为电气设备的选择及效验提供了数据，并对他们进行了动稳定和热稳定等方面的效验。为了及时切除故障设备，对变电所继电保护进行了整定计算。在线路上安装了阀型避雷器进行防雷保护，并在变电所安装了避雷针进行保护。关键词：煤矿供电系统； 供电设计； 负荷计算； 设备选择；继电保护ABSTRACT YueJin coal 35kV electricity supply system includes two parts of the underground power supply sys

3、tem and above ground power supply system. The design is based on the completion of the internship in the coal mine. YueJin Coal Mine through field visits, in conjunction with the existing level of production plant and the prospects for future development in the power supply system on the basis of th

4、e relevant provisions of the coal production industry further standardize and improve. The power system design of YueJin Coal Mine include: ground substations design, mine supply design, short circuit current calculations, ground and underground high-low voltage equipment selection, protection devic

5、es, ground and underground grounded. The design of main power supply system is from leap ofloop and the loop of the 35kV line power supply, 35kV to 6kV, after the main transformer Single Bus wiring of power supply to the surface and downhole. Through 35kV substation load statistics, use the coeffici

6、ent method for load calculation. According to the load calculation results, we can identify transformers number, transformers capacity, transformers model. Based on the short circuit current calculation, we can obtain data of electrical equipment selection and validation. According to the characteri

7、stics of power supply system in coal mine, developed mine substation main wiring mode, operation mode, relay protection scheme, which the 35kV side full-bridge wiring, 6kV main wiring for Single Bus way. Key words: substation; power supply design; load calculation; equipment selection目 录第一章 概论11.1前言

8、11.2电力系统概述11.3变电所的功用及其位置选取11.4设计企业资料21.5矿井供电电源21.5.1地面供电系统21.5.2井下供电系统2第二章 负荷统计与计算22.1负荷计算的原则、目的与意义2 2.2负荷计算的方法32.3负荷统计表42.4 无功补偿的意义7第三章 电力变压器及其选择83.1变电所主变压器台数的选择83.2 变电所主变压器容量的选择93.3变压器损耗计算103.4 35KV侧负荷统计及功率效验10第四章 变电所的主接线114.2 35kV侧主接线124.2 6kV侧主接线124.3井下变电所主接线13第五章 短路计算145.1短路形成的原因及其危害145.2计算短路电流

9、的目的155.3短路电流计算步骤155.4短路电流计算165.4.1计算各元件的电抗标幺值16 5.4.2各短路点短路计算17 5.5短路计算结果汇总表23第六章 高压设备的选择25 6.1选择高压一次设备的原则256.2短路的热、动稳定条件266.3断路器隔离开关的选择266.3.1 35kV断路器的选择266.3.2 35kV隔离开关的选择与效验276.3.3 6kV断路器的选择与效验286.3.4 6kV隔离开关的选择与效验28 6.4母线的选择296.4.1 35kV母线的选择与效验296.4.2 6kV母线的选择与效验31 6.5互感器的选择326.5.1 35kV电流互感器的选择3

10、26.5.2 6kV电流互感器的选择33第七章 继电保护347.1继电保护原理及要求347.2变压器的保护设置347.2.1变压器的气体保护357.2.2变压器的差动保护357.2.3变压器过负荷保护367.2.4变压器的过流保护367.3 35kv进线保护377.4 6kv保护整定38第八章 防雷保护与接地398.1 防雷设计398.2接地装置的设计及计算418.2.1保护接地方案设计418.2.2保护接地装置计算41第九章 结 论42翻译部分45英文原文45中文译文54致 谢601 概论1.1前言纵观全球现代国民经济现状，电力系统作为一项重要组成部分无疑是经济发展的基础环节，电力这一庞大而

11、复杂的动态系统，为整个农业、工业、交通运输业以及涉及社会生活的各行各业创造着无可替代的能源供应。国民经济发展水平越来越高，人民对生活质量的要求也随之日渐提升，由此对电能产生着高度的需求性和依赖性，电力供应能否做到可靠、经济和灵活直接关系到经济能否平稳快速发展，电能的质量更是亟待进一步提升和完善。众所周知，煤炭作为重要的一次性能源与电力系统的平稳运转息息相关，而煤炭在我国整个能源消费构成中所占比率高达70以上，矿山供电系统的高效运行与否事关国家经济命脉。变电所是一个煤矿供电系统中进行电压变换和电能交换的场所，主要由电力变压器和相关的配电装置组成，设计一个变电所首先要考虑其运行能否做到安全可靠，矿

12、区作为安全事故的高危区，整个矿区煤矿职工的人身安全和矿业的正常产出都首先依赖变电所的可靠性。1.2电力系统概述 发电厂提供源源不断的电力能源，它能通过自身运行将非电形式的能通过转换变成电能，出于资源节约和充分利用的考虑，发电厂应建于动力资源较为丰富的地区，然后经过远距离的输送，再经过变电所升压、降压的转接，最终将电能输送到到民众家庭和单位企业中。 我们对于电能的生产、供应以及使用都是在一瞬间完成的，要求同时保持平衡。电能生产由发电机组、输电线路、变电设备、配电设施和用电设备等环节组成，它与电能消费系合称为电力系统。1.3变电所的功用及其位置选取 煤矿变电所是指煤矿进行电能接受、电压变换以及电能

13、分配的地方，是整个供配电系统的一个重要构成要素。35/6kV变电所是户内式变电所，负责向地面、井下以及通风设施进行供电。 就35kV变电所一个在煤矿供配电系统中所处的地位而言，可划分为车间变电所和总降压变电所。主要有屋内式、屋外式以及组合式3 种型式。变电所位置选取应遵循如下原则： 要尽可能的靠近负荷中心，由此减少配电系统的电压损耗、电能损耗，降低有色金属的消耗； 不能选取有腐蚀性气体或多尘的位置，当无法规避该位置时，要避免设在污染源盛行风向的下风向； 不能选取地势低洼或易造成积水的位置； 应便于设备运输； 要考虑电源进线的方向，进出线要方便； 要偏向电源侧； 防火间距（变电所屋外配电装置与其

14、他建筑物、构筑物之间）必须符合相关规定。 变电所布置的要求：布置要做到紧凑合理，合理安排变电所各室的位置 ，应尽可能的使用自然采光和自然通风。1.4设计企业资料田庄煤矿位于山东省济宁市高新区王因镇南5km，西距济宁市11km，北距兖州市15km，东距邹城市25km。行政区划属济宁市高新区和济宁市任城区。 区内陆路、水路交通极为方便。东部有京沪铁路、兖石铁路、兖州邹城滕州公路、104国道、京福高速公路；西北有兖新铁路、327国道、京杭大运河；南 侧有邹城济宁公路。区内交通以公路为主，兖微公路、济宁快速路（崇文大道）从矿区穿过，乡村间公路纵横交错，形成四通八达的公路网，交通十分便利。田庄煤矿200

15、0年试生产，设计生产能力30万吨/年，经过技术改造现为90万吨/年，东邻横河煤矿井田、北与杨村井田相接、南至辛集井田边界、西至煤层露头，开采上限为-148m。1.5矿井供电电源1.5.1地面供电系统矿井工业场地设35/6kV变电所一座，采用双回路电源，一回路电源引自济宁接庄220/35kV变电站，导线规格采用了LGJ-95架空线路，另一会路电源引自科苑220/35kV变电站，导线规格采用了LGJ-95架空线路，同杆架设，线路长度分别为4.5km和8.7km，双回路均能承担全矿井负荷，采用分列运行的方式。1.5.2井下供电系统井下-167m中央变电所由地面35kV变电站6kV两段母线供电，两路电缆沿副井井筒敷设至井下-167m中央变电所6kV两段母线上，长度为430m,当一回路电缆发生故障时，另一回路可保证井下全部负荷，井下共有3个中央变电所