1、 摘 要本论文对沛城煤矿扩区地面35kV变电站进行了初步设计，其设计过程主要包括负荷的计算、主变的选择、主接线设计、 短路计算、电气设备的选择、继电器保护方案、变电所的防雷保护等。具体内容是通过对沛城煤矿扩区35kV变电站做负荷统计，用需要系数法进行负荷计算，通过对全矿负荷统计计算得出矿井供电的功率因数小于供电规程要求，需进行功率因数的人工补偿。通过采用静电电容器作为无功补偿提高功率因数的方法得到补偿后的功率因数符合规定要求。根据负荷统计计算结果确定该站主变的容量为6300kVA。煤矿系统负荷中一、二级负荷较多，为保证供电设计的可靠性一般选用两台主变压器。因此，主变压器选择两台型号为S11-6
2、300/35型，两台主变采用一备一用的运行方式。根据供电系统的特点，制定了矿井变电所的主接线方式，运行方式、继电保护方案。其中35kV侧为全桥，6kV侧为单母线分段，并绘制了供电系统图。采用标么值法对供电系统进行了短路电流的计算，为电气设备的选择及效验提供了数据。并根据电流的整定值以及相关数据的效验，选择了6kV与35kV配电室的断路器，隔离开关等电气设备并进行了校验。关键词：负荷计算；短路计算；设备选择；运行方式AbstractThis thesis for pei city coal mine expanding area of 35 kV substation has carried o
3、n the preliminary design, the main design process including load calculation, the selection of main transformer, the main wiring design, short-circuit calculation, selection of electrical equipment, the design of relay protection, substation lightning protection, etc.Expansion of pei city coal mine
4、area is specific content load statistics, 35 kV substation do need coefficient method for load calculation, based on the calculated mineral sheers load statistical rules of the power factor of mine power supply is less than the power supply requirements, need to artificial compensation of power fact
5、or. By adopting electrostatic capacitors for reactive power compensation method to improve the power factor compensation after the power factor of conform to specified requirements.According to load calculations to determine the station of the main transformer capacity is 6300 kva. Coal mining syste
6、m load and secondary load is more, to ensure the reliability of power supply design generally choose two of the main transformer. Therefore, the main transformer choose two models for S11-6300/35 type, two of the main transformer USES a have a operation mode.According to the characteristics of the p
7、ower supply system, making the mine substation main connection mode, operation mode, the relay protection plan. 35 kV side for whole bridge, 6 kV side for single bus section, and map the power supply system.Using the method of power supply system, the short circuit current calculation, provides the
8、selection of electrical equipment and efficacy data. And according to the current setting value and related data of efficacy, chose 6 kV with 35 kV substation circuit breaker, disconnecting switch, electric equipment and check.Keywords: load calculations; short circuit calculations; equipment select
9、ion; operation mode; 目 录第1章 概 述11.1 沛城煤矿原始资料11.1.1 交通位置11.1.2 地区电网概况11.1.3 矿井现有供电电源11.1.4 矿井扩区供电电源21.2 供电系统的作用21.3 供电系统的一般原则2第2 章 沛城煤矿扩区负荷统计与计算42.1 负荷计算的目的意义42.2 负荷计算的方法42.3沛城煤矿负荷统计表42.4 负荷计算62.5 沛城煤矿扩区负荷计算数据表72.6 无功功率的补偿102.6.1 电容补偿容量的计算102.6.2 电容柜的选择及实际补偿容量计算10第3章 主变压器的选择123.1 变压器选择原则123.2 变压器损耗计算
10、123.3 35kV侧负荷统计及功率因数的效验13第4章 供电系统的接线方式144.1 电气主接线设计原则144.2 扩区供电及配电电压等级的确定154.335kV接线方式的确定154.46kV侧接线方式的确定164.5 扩区下井电缆回路数的确定174.6供电系统图18第5章 供电系统短路电流的计算195.1 计算短路电流的目的195.2 计算短路电流时注意事项195.3 扩区短路电流计算依据205.3.1 扩区短路计算图205.3.2 扩区短路点等值电路图215.4 扩区短路电流计算公式225.5 扩区短路电流计算过程225.6 短路计算结果汇总表31第6章 供电系统主要高压供电设备的选择3
11、36.1 高压设备选择的原则336.2 母线和绝缘子的选择336.2.1 35kV架空线及母线的选择与校验336.2.2 35kV绝缘子和穿墙管的选择与校验356.2.3 6kV母线的选择与校验356.2.4 6kV母线支柱绝缘子的选择366.2.5 6kV穿墙套管的选择366.3断路器和隔离开关的选择与校验376.3.135kV断路器和隔离开关的选择与校验376.3.2 6kV高压开关的选择386.3.3 井下中央变电所断路器的选择及效验396.4电流互感器的选择和校验406.4.1 35kV电流互感器的选择和校验406.4.2 6kV电流互感器的选择406.5下井回路电抗器的选择与校验41
12、第7章 变电站保护方案的设计437.1 继电保护配置基本要求437.2 继电保护配置类型及配置437.2.1 35kV侧线路保护的配置447.2.2 主变压器保护配置类型457.2.3 主变压器差动保护装置的整定计算457.2.4 过电流保护装置整定计算477.2.5过负荷保护整定计算487.2.6 6kV侧线路保护的配置487.3 变电所的防雷设计487.3.1 35kV进线段防雷保护设计497.3.2 变电所防直击雷保护设计49第8章 结 论51参考文献52翻译部分53英文原文53中文译文66致 谢76第1章 概 述1.1 沛城煤矿原始资料1.1.1 交通位置华润天能徐州煤电有限公司沛城煤
13、矿位于徐州市西北约62km，西部距丰县32km，东北距微山湖西岸8km，属沛县沛城镇管辖。矿井东北与孔庄矿接壤，两矿中间被大断层F3、F4隔开。矿井交通十分便利，有自建铁路与大屯矿区铁路专线接轨；南北均有公路与沛县城区公路网相通，可直达徐州、丰县、微山县等地；另外有运河通往微山湖，经京杭大运河可南北往来。1.1.2 地区电网概况沛城煤矿位于沛县栖山、王店乡境内，沛县110kV变电所距沛城煤矿约2.5 km，闫集220kV变电所距沛城煤矿约5.5 km。沛县110kV变电所内设有31.5MVA变压器两台，电压比为110/35/10kV，闫集220kV变电所内设有120MVA变压器两台，电压比为2
14、20/110/35kV。沛城煤矿内现有35kV变电所一座，两路35kV电源架空线路分别引自闫集220kV变电所及沛县110kV变电所，其中一路为闫南线；线路导线/避雷线型号为：LGJ-95/GJ-35，线路长度为5.5km。另一路沛南线；线路导线/避雷线型号为：LGJ-95/GJ-35，线路长度为2.5km。沛城煤矿扩区供电系统接线示意图如图1-1所示。图1-1沛城煤矿扩区供电系统接线示意图1.1.3 矿井现有供电电源沛城煤矿老工业广场地面现有35/6kV变电所一座，主变压器及35kV高压配电装置采用户外构架中型布置方式，所内装有S6-2500/35型主变压器两台，一台工作一台备用。35kV两
15、路电源一路引自闫集220kV变电所，导线型号为：LGJ-95，线路长度为：5.5km。另一路引自沛县110kV变电所，导线型号为：LGJ-95，线路长度为：2.5km。现有35/6kV变电所及主变压器能满足技术改造后的供电需要，主变压器运行方式仍维持现有运行方式，一台工作一台备用。当一台主变检修或故障时，另一台主变的容量能保证全矿100%负荷供电。1.1.4 矿井扩区供电电源沛城煤矿扩区工业广场地理位置距沛城煤矿约4.5km左右，根据扩区工业广场的地理位置及扩区总负荷的统计情况，设计在沛城煤矿扩区地面工业广场内新建一座35/6kV变电所，该矿新建35/6kV变电所距现运行的闫集220kV变电所仅约4km，且该变电所为四路220kV进出线，其中二路来自桃园220kV变电所，线路导线型号及长度分别为LGJQ-400/44.12km及LGJQ-400/43.14km
