毕业设计(论文)--某煤矿供配电系统的设计.doc

摘 要
摘 要
随着国民经济水平的提高，煤矿产业发展壮大，电作为当今煤矿生产的主要能源，随着煤矿产业的不断增加，对煤矿供配电系统的要求也随之增加。35kV变电所是煤矿供电系统的重要组成部分，它给全矿提供了电力保障。因此煤矿供配电系统对经济效益的提高具有十分重要的意义。
此毕业设计论文是关于某煤矿供配电系统的设计。设计的内容主要包括负荷计算、变压器的选择及短路计算、电气设备的选择以及防雷接地保护等。用需要系数法对负荷统计的结果进行负荷计算和无功补偿。通过负荷计算来确定此煤矿供配电系统变电所变压器的容量、台数以及型号。利用标幺值法对供配电系统进行短路电流的计算，给电气设备的选择和校验提供有力数据。根据此供配电系统的特点，来制定变电所的主接线方式、运行方式。由于电气设备可能产生漏电现象，变电所受到雷击，因此需要对变电所进行防雷接地的设计。通过对负荷计算、短路电流的计算、变压器的选择以及防雷接地保护的确定，提高了设计的可靠性，组合更加灵活，功能更加完善，降低功率损耗，有效保证矿区供电安全、稳定、高效的运行。

关键词：负荷计算；无功补偿；变压器；防雷接地

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Abstract
Abstract
With the improvement of the level of the national economy, coal industry development and growth, today's electric energy as the main coal production, with the increase of coal mining industry, coal mine power supply system requirements have increased. 35kV substation is an important part of coal mine power system that provides electricity to the whole mine protection. Coal supply and distribution system therefore has great significance in improving economic efficiency.
This graduation thesis on the supply and distribution system in a coal mine design. Designed mainly include load calculation, selection and transformer short circuit calculation, selection of electrical equipment and lightning protection and grounding protection. With the desired load factor method of statistical calculation results of load and reactive power compensation. Coal supply to determine the capacity of the transformer substation and distribution system, as well as the number of units by the load calculation model. The use of unit value method to calculate the distribution system short-circuit current, to the selection and verification of electrical equipment to provide strong data. According to this supply to distribution system, to develop the main substation wiring, operation mode. Since the electrical equipment may produce leakage, substation struck by lightning, and therefore need to conduct mine substation grounding design. Through the load calculation, calculation of short-circuit current, the transformer and lightning protection grounding determined to improve the reliability of the design, a combination of more flexible, more perfect, reduce power consumption, effectively guarantee the safety of mine supply, stable and efficient run.
Keywords Load Calculation；Reactive power compensation；Computer Protection；Lightning protection and grounding
目 录
目录
摘 要 I
Abstract II
目录 III
第1章 绪论 1
1.1前言 1
1.2设计步骤 1
第2章 负荷计算 2
2.2.1 用电设备组计算负荷的确定 2
2.3 负荷计算过程 3
2.3.1各用电设备组负荷计算 3
2.3.2 10kV侧补偿前总计算负荷 4
2.4无功补偿 5
2.4.1 无功补偿计算 5
第3章 变电所主变压器选型 7
3.1 变电所主变压器选型原则 7
3.1.1 主变压器容量选型原则 7
3.1.2 变压器台数选型原则 8
3.2变压器的功率损耗 8
3.2.1 变压器有功功率损耗的计算 8
3.2.2变压器的无功功率损耗 9
3.3 35kV侧全矿计算负荷及功率因数校验 9
第四章 .电气主接线设计 10
4.2 本所电气主接线方案的确定 10
第五章.短路电流分析与计算 12
5.1 短路的概述 12
5.1.1 短路的种类 12
5.1.2 短路电流计算的目的 13
5.2 短路电流的危害 13
5.3 无限大容量电源系统三相短路电流计算 13
5.3.1 标幺值计算的概念及优点 13
5.3.2短路功率 15
5.3.3各路径元件阻抗计算公式 15
5.3.4各元件短路阻抗标幺值计算 16
5.4短路电流计算过程 17
5.4.1短路电流计算公式 17
第六章.变电所一次设备的选型与校验 19
6.1 高压电气设备选型原则 19
6.2 高压开关柜设备的选型及校验 20
6.2.1 35kV 侧高压开关柜的选型及校验 20
6.2.2 10kV 侧高压开关柜的选型及校验 25
6.3 设备选型汇总表 29
第七章.电力线路的选型 30
7.1 概述 30
7.2 电力线路选型的原则 30
7.2.1 供电可靠性 30
7.2.2 操作方便，运行安全灵活 30
7.2.3 经济合理 30
7.2.4 具有发展的可能性 31
7.3 35KV架空线的选型与校验 31
7.4 10kV 电缆及架空线的选型与校验 33
第8章.变电所的防雷与接地 39
8.1 变电所防雷 39
8.1.1 常用的防雷保护装置 39
8.1.2变电所的防雷措施 39
8.2 变电所接地 40
8.2.1 接地的要求 40
8.2.2 接地的种类 41
8.2.3回路式接地装置 41
结 论 43
参考文献 44
谢 辞 45
注 释 46
附 录 47

第1章 绪论
第1章 绪论
1.1前言
电是当今煤矿生产的主要能源物质，因此应该提高供电的可靠性和安全性，满足技术和经济方面生产的需要。因为煤矿生产条件具有特殊性，对供电系统有特殊要求，所以要严格按照规定对煤矿供配电系统进行合理设计。
此设计根据某煤矿实际情况，进行供配电系统设计解决实际问题，即完善所学的专业知识，又培养分析问题、解决问题以及不断探索的能力。通过查阅相关资料和文献，最终掌握煤矿供配电系统设计的方法。
1.2设计步骤
（1）进行负荷计算和无功补偿的计算；
（2）煤矿35kV变电所主变压器的选择和校验；
（3）煤矿35kV变电所主接线方案的确定；
（4）短路电流的计算；
（5）煤矿35kV变电所一次设备的选择和校验；
（6）电力线路的选择和校验
（7）煤矿35kV变电所二次回路方案的选择和微机保护的整定；
（8）煤矿35kV变电所防雷与接地保护。
1.3本文主要内容
本文主要设计并实现了一个煤矿供电系统，本文重点研究了负荷计算、变压器的选择及短路计算、电气设备的选择和防雷接地保护，并详细描述了计算负荷的实际计算方法、变压器选择与计算设计过程。本文将单设章节讨论负荷计算和变压器选择和计算方法。
1.4本章小结
本章主要分析了煤矿供电系统重要性以及发展现状，总结了煤矿供电系统的特征，指出了煤矿供电系统的选择的一些问题，最后对本课题的的设计方案及主要内容进行了介绍。
第2章 负荷计算
第2章 负荷计算
2.1负荷计算目的
通过负荷计算，能够正确的选择各级变电站的变压器容量，为电气设备型号、规格以及供电网所需导线型号等提供科学依据。
其中，求计算负荷是为了合理的选择各级变压器容量与电气设备型号，求出尖峰电流，来计算电压波动、电压损失和保护元件等。在选择无功补偿装置，计算电能损耗和电能需要量的过程中，需要求平均负荷。
2.2负荷计算方法
在企业供电设计电力负荷计算方面，我国设计部门经常采用的方法有：需用系数法、利用系数法、单位电耗法、二项系数法和单位面积功率法等。由于需用系数法计算简便，计算结果基本上符合实际，且适用于任何性质的企业负荷计算。因此，本设计进行负荷计算方面采用需用系数法。
2.2.1 用电设备组计算负荷的确定
用电设备组由需要系数相近、工艺性质相同的一些设备合并成。在一个车间中，可用电设备可根据具体情况分为若干组，然后分别计算各组的计算负荷。计算公式为：
（2-1）
（2-2）
（2-3）
（2-4）
其中、、——此用电设备组的有功功率、无功功率、视在功率计算负荷
——此用电设备组的设备总额定容量,KW；
——额定电压,V；
——功率因数角正切值；
——该用电设备组的计算负荷电流，A；
——需要系数。
2.2.2 多个用电设备组的计算负荷
计算公式如下：
（2-5）
（2-6）
（2-7）
(2-8)
其中、、——分别为配电干线的有功、无功、视在计算负荷；
——同时系数；
m ——该配电干线或变电站低压母线上所接用电设备组总数；
、、 ——分别对应于某一用电设备组的需用系数、功率因数角正切值、总设备容量；
——该干线或变压站低压母线上的计算电流，A；
——该干线或低压母线上额定电压，V。
2.3 负荷计算过程
2.3.1各用电设备组负荷计算
1. 井下负荷:
（1）一水平主排水泵
,,
有功功率：KW;
无功功率：；
视在功率：;
计算电流：;
(2)井下负荷合计
有功功率：；
无功功率：；
视在功率：
2. 地面负荷：
（1）主斜井皮带: