煤矿供电毕业设计.doc

矿业工程学院

毕业设计

题目： 煤矿采区供电设计

专业： 采矿工程

作者： 袁龙龙

指导教师：曹金燕

摘 要
本设计初步设计了煤矿地面35kV变电站的设计。其设计过程重要涉及负荷计算、主接线设计、短路计算、电气设备选择、继电保护方案、变电所的防雷保护与接地等。通过对煤矿35KV变电站做负荷记录，用需用系数法进行负荷计算，根据负荷计算的结果拟定出该站主变压器的台数、容量及型号。用标幺值法对供电系统进行了短路电流计算，为电气设备的选择及校验提供了数据。根据煤矿供电系统的特点，制定了矿井变电所的主结线方式、运营方式、继电保护方案。其中35KV侧为全桥接线，6KV主接线为单母分段。两台主变压器采用分列运营方式。并根据电流整定值以及相关数据的校验，选择了断路器、隔离开关、继电器、变压器等电气设备。

毕业论文（设计）开题报告
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2023年3月10日
论文（设计）题目：某煤矿地面供电系统设计
姓名
袁龙龙
年级
2023级
所在院系
矿业学院煤矿机电系
专业
煤矿电气方向
指导教师
曹金燕
开展本课题的意义及工作内容：
针对程庄煤矿实际情况，进行供电系统设计解决矿山实际问题，学会查阅技术资料和各种文献的方法，掌握煤矿供电系统设计的基本方法。重要内容涉及煤矿供电系统中各电气设备及电缆的选择、校验以及继电保护装置的设定。
总体安排及进度：
20233月份收集原始资料及拟定设计初稿；4月份完毕1-5章; 4月份完毕6-8章；5月份在老师的指导下对设计内容进行检查、修改，并完毕图纸; 6月份上交论文。
课题预期达成的效果：
通过煤矿供电系统设计对矿井供电系统有了更加进一步的了解，且保质保量完毕设计任务，学会应用煤矿供电的理论知识，具体解决矿井供电的实际技术问题，做到理论与实践较好的结合。
指导教师意见：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　署名：

太 原 理 工 大 学
毕 业 设 计（论文）任 务 书

第1页

毕业设计（论文）题目：

某煤矿地面供电系统设计

毕业设计（论文）规定及已知条件（资料）：

规定：
1．准时完毕毕业设计任务。
2．强调独立完毕毕业设计任务，杜绝抄袭。
3．设计内容规定方案合理，各种参数解决、选取得当，计算对的。
4．设计说明书规定语言简练、文理通顺、笔迹工整。
5．图纸严格按工程图纸规定绘制。
6．完毕5000字左右的相关英文资料的翻译。
已知条件：
燕龛煤炭有限责任公司下辖的程庄煤矿和燕龛煤矿，井田相邻，地跨阳泉市郊区河底镇和盂县路家村镇。两个井田均批准开采3、8、9、12、15号等五个煤层，井田面积共计11.884km2。
根据两个矿井的实际情况，燕龛煤炭有限责任公司决定对两个矿井的技术改造工程进行调整：关闭燕龛煤矿，将其0.30Mt/a的生产能力划归程庄煤矿；集中改造程庄煤矿，生产规模由0.45 Mt/a扩建至1.20 Mt/a。
现需建设地面35/10kV矿井变电所一座，供电线路采用双回路35kV架空线。一回主供电源引自苇泊110kV变电站，长度9.5km；另一备用电源线路引自燕龛110kV变电站，长度2.77km。35kV母线最大短路参数Sdmax=450MVA,变电所距井下中央变电所1km.
负荷记录见附表一。
毕业设计（论文）重要内容：
概述；
矿井负荷计算和无功功率补偿；
地面35kv变电所主变压器的选择与校验；
地面35kv变电所主接线方案拟定；
短路电流计算；
地面35kv变电所一次设备的选择校验；
地面35kv变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定；
地面35kv变电所的防雷与接地；
井下中央变电所负荷计算与短路电流计算；

第2页
学生应交出的设计文献（论文）：
1、 文献综述（单独成册）。
2、 设计说明书一册。
3、 5000字左右的相关英文资料翻译（附英文原稿）。
4、 成绩评估表和答辩评估表一份。
5、 设计的学生提供壹号图纸一张。

重要参考文献（资料）：

1.煤矿安全规程2023版
2.矿山供电 李虎伟
3.采矿工程设计手册
4.煤炭工业矿井设计规范GB 50215
5.矿用电气设备选型手册
6. 煤矿电气图专用图形符号MT／T 570—1996
7.煤矿井下供配电设计规范GB50417
8.《煤矿电工手册（第二分册）》。矿井供电（上）
9.《煤矿电工手册（第四分册）》。

专业班级 采矿1009 学生 袁龙龙

规定设计（论文）工作起止日期

指导教师签字 日期

教研室主任审查签字 日期

系主任批准签字 日期

前 言
本设计的目的是通过本次设计巩固所学的专业知识，培养分析问题、解决问题的能力及实际工程设计的基本技能。
电力是现代煤矿的动力，一方面应当保证供电的可靠和安全，并做到技术和经济方面合理的满足生产的需要。由于煤矿生产条件的特殊性，对供电系统有特殊的规定，特别是煤矿地面供电系统作为整个煤矿供电开端，对整个煤矿供电的安全，可靠，经济具有举足轻重的作用。
本论文根据变电所的设计原则，围绕某矿井35KV变电所设计这一课题展开了全面的设计与研究，重要完毕以下工作：
针对矿井负荷的用电规定，根据需要系数法进行了负荷计算。据此对主变压器进行选择，并进行无功补偿。根据变电所主接线的设计原则，对变电所的主接线进行设计：高压35kV采用全桥接法,6kV母线采用单母分段接线形式。采用标幺值法对供电系统进行了短路计算。按安装地点、运营环境和使用规定对电气设备的规格型号进行选择，并对它们进行动稳定和热稳定校验。为了在供配电系统发生故障时，可以自动地、迅速地、有选择地将故障设备从系统中切除，以免事故的扩大，在论文中对变电所继电保护进行了设计。防雷保护是变电所保护中不可缺少的一项保护措施，本文采用了在线路上安装阀型避雷器对其进行防雷保护，并在变电所装设避雷针。

供电系统概述
电力是现代矿山公司的动力，一方面应当保证供电的可靠和安全，并做到技术和经济方面合理的满足生产的需要。
1.2.1 矿山公司对供电的基本规定
矿山由于生产条件的特殊性，对供电系统有特殊的规定，具体规定如下：
（1）保证供电安全可靠
供电的可靠性是指供电系统不见断供电的也许限度。矿山假如供电中断，不仅影响产量，并且有也许导致人身事故和设备损坏，严重会导致矿井的破坏。为了保证对矿山供电的可靠性，供电电源应采用两回路独立电源线路，它可以来自不同的变电所或者是同一变电所的不同母线，且电源线路上不得分接任何负荷。
安全是指不发生人身触电事故和因电气故障而引起的爆炸火灾等重大事故。由于矿山生产环境复杂，自然条件恶劣，供电设备容易受损坏，也许导致触电及电火花和瓦斯煤尘爆炸等事故，所以必须采用如防爆、防触电过负荷及过电流保护等一系列的技术措施和制定相应的管理规程，以保证供电的安全。
（2）保证供电电能质量
在满足供电可靠与安全的前提下，还应当保证供电质量，即供电技术合理。良好的电能质量是指电压偏移不超过额定值的,频率偏移不能超过Hz。此外，由于大功率整流和可控硅的应用使配电网中的谐波分量增长，也许会导致电力电容器过负荷，严重时甚至导致事故。所以必要时应采用相应的技术措施保证电能质量。
（3）保证供电系统的经济性
在满足以上规定条件下，应力求供电系统简朴，安装、运营操作方便，投资少、见效快和运营费用低。
1.2.2 电力负荷的分级
按照对供电可靠性的规定不同，一般将电力负荷分为三级，以便在不同情况下区别对待。
（1）一级负荷
这类负荷若供电忽然中断导致生命危险，或者导致重大设备损坏且难以修复，或者打乱复杂的生产过程并使大量产品报废，给国名经济带来极大的损失。如矿井主扇风机、分区扇风机与井下主排水泵以及立井经常提人的提高机等。
这类负荷必须有两个独立电源供电，无论是电力网在正常或者事故时均应保证对它的供电。
（2）二级负荷
这类负荷若忽然停电，会导致生产设备局部损坏，或生产流程紊乱且恢复困难，公司内部运送停顿或出现大量废品或大量减产，因而在经济上导致一定的损失。如煤矿集中提运设备、大型矿井地面空气压缩机、井筒防冻设备等。对这类负荷一般采用双回路或经方案对比拟定。
（3）三级负荷
凡不属于一二级负荷的用电设备，均列为三级负荷。这类负荷停电不影响生产，对这类供电无特殊规定，允许较长时间停电，可用单回路供电。

1.3变电站选址
矿区变电所不管容量大小，应有两个以上的独立公司用户会使与电力系统联系的枢纽，这样的变电所位置应附和有关整体的合理性。应考虑的条件是：
（1）接近负荷中心
（2）不占或少占农田。
（3）便于各级电压线路的引入和引出。架空线路走廊应与所址同时拟定。
（4）交通运送方便。
（5）具有适宜的地质条件。
（6）尽量不设在空气污浊地区，否则应采用防污措施或是在污染源的上风侧。
（7）110千伏变电站的地址标高宜在百年一遇的高水位之上，35－60千伏变电所的所址标高宜在50年一遇的高水位之上，否则应有防护措施。
（8）所址不应为积水淹侵，山区变电所的防洪设施满足泄洪规定。
（9）具有生产和生活用水的可靠水源。
（10）适当考虑职工生活上的方便。
（11）拟定所址时，应考虑与邻近设施之间的互相影响。
（12）所址位置必须影响矿区供电系统的接线方式，送电线路的规格与布局，电网损失和投资的大小。故所址位置的选择应与矿区各变电所的数量，容量，用户负荷的分派同时考虑。应避免电力倒流。对于相近方案应从技术经济比较择优拟定。

2 矿井负荷计算与无功功率补偿
变电所可以说是电力供应的枢纽，所处的位置十分重要，如何准确地计算选择变电所的变压器容量及其它电气设备，这是保证进行安全供电、可靠供电的前提。进行电力负荷的计算就是为了对的地选择变电所的变压器的容量、各种电气设备的型号、规格及供电电网所用的导线的型号等提供科学的依据。负荷计算重要涉及以下方面：
（1）求计算负荷，或者需用负荷。目的是为了合理选择变电所变压器容量和电气设备的型号等；
（2）求平均负荷。这是用来计算电能的需用量、电能损耗和选择无功补偿装置等。

2.1 负荷记录与计算2.1.1 负荷记录
矿井负荷登记表2-1
表1-1 负荷情况登记表
序号
负 荷 名 称
电压
（kV）
设备数量
（台）
设备容量
（千瓦）
需用
系数
Kx
功率
因数
cos φ
tg φ
计算容量
所有
工作
所有
工作
有功
（kW）
无功
(kvar)
视在
(KVA)
1.
井下负荷
0.66
206
175
10215
8618
0.92

5033.9
4844.7
7008.8
2.
主斜井配电
10
15
10
1874
1115
0.9

901.3
621.6
1097.4
3.
风机配电
10
8
4
6020
3010
0.91

2698.5
1673.1
3174.8
4.
车间配电
0.38
83
78
1232
1281
0.92

505.7
434.7
669.8
5.
生活配电
0.38
49
46
230
181
0.9

58.3
53.1
79
6.
办公配电
0.38
4
4
13
13
0.9

37.5
28.2
46.9
7.
瓦斯抽放泵站
10
5
3
1640
1020
0.92

714.0
608.3
752.0
8.
地面照明
0.22

100　
100
1
0.9
0.48
100
48
111.1

负荷计算
2.1 负荷计算的目的
为一个公司或用电户电，一方面要解决的是公司要用多少度电，或选用多大容量的变压器等问题，这就需要进行负荷的记录合计算，为对的地选择变压器容量与无功补偿装置、选择电气设备与导线、以及继电器保护的整定等提供技术参数。
负荷计算的目的是为了解用电情况，合理选择供配电系统的设备和元件，如导线、电缆、变压器等。负荷计算过小，则依此选用的设备和载流部分有过热的危险，轻者使线路和配电设备寿命减少，重者影响供电系统的安全运营。负荷计算偏大，则导致设备的浪费和投资的增大。为此，对的的负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运营的必要手段。
2.2 负荷计算方法
供电设计常用的电力负荷计算方法有需用系数法、二项系数法、运用系数法、和单位产品电耗法等。需用系数法计算简便，对任何性质的公司负荷均合用，且计算结果基本上符合实际。公式简朴，计算方便只用一个原始公式就可以表征普遍的计算方法。该公式对用电设备组、车间变电站乃至一个公司变电站的负荷计算都合用。对不同性质的用电设备、不同车间或公司的需用系数值，通过几十年的记录和积累，数值比较完整和准确，查取方便，因而为我国设计部门广泛采用。
本设计采用需要系数法进行负荷计算，环节如下：
1． 用电设备组计算负荷的拟定
用电设备组是由工艺性质相同需要系数相近的一些设备合并成的一组用电设备。在一个车间中可根据具体情况将用电设备分为若干组，在分别计算各用电设备组的计算负荷。其计算公式为：
，kW
, kvar （2-1）
，kVA
式中、、——该用电设备组的有功、无功、视在功率计算负荷；
——该用电设备组的设备总额定容量，kW；
——功率因数角的正切值；
——需要系数，由表1-1查得。
2、多组用电设备组的计算负荷
在配电干线上或车间变电所低压母线上，常有多个用电设备组同时工作，但是各个用电设备组的最大负荷也非同时出现，因此在求配电干线或车间变电所低压母线的计算负荷时，应再计入一个同时系数。具体计算如下：

（2-2）

式中、、——为配电干线式变电站低压母线的有功、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；
——分别相应于某一用电设备组的需要系数、功率因数角正切值、总设备容量
2.3 负荷计算过程
2.3.1 各用电设备组负荷计算
1、用电设备分组，由表1-1拟定各组用电设备的总额定容量。
2、由表1-1查出各用电设备组的需要系数和功率因数，根据公式2-1计算出各用电设备组的计算负荷。
（1）对主提高机
=0.86，=0.85，=0.62 P=630KW
则;有功功率 kW；
无功功率 kvar；
视在功率 kVA；
（1）对材料斜井绞车
=0.75，=0.80，=0.7 P=400KW
则;有功功率 kW；
无功功率 kvar；
视在功率 kVA；
1主斜井皮带辅助设备
=0.70，=0.70，=1.02 P=29KW
则;有功功率 kW；
无功功率 kvar；
视在功率 kVA；
1）材料斜井绞车房
=0.7，=0.7，=1.02 P=56KW
则;有功功率 kW；
无功功率 kvar；
视在功率 kVA；

主斜井配电符合登记表

序号
负 荷 名 称
需用
系数
Kx
功率
因数
cos φ
tg φ
有功
（kW）
无功
(kvar)
视在
(KVA)
1
主斜井提高机
0.86
0.85
0.62
541.8
335.9
637.4
2
材料斜井绞车
0.75
0.80
0.75
300
225
375
3
主斜井皮带辅助设备
0.7
0.7
1.02
20.3
20.7
29
4
材料斜井绞车房
0.7
0.7
1.02
39.2
40.0
56.0
总计
0.9
901.3
621.6
1097.4

（1）对回风斜井主风机
=0.93，=0.85，=0.62 P=950KW
则;有功功率 kW；
无功功率 kvar；
视在功率 kVA；
（2）对皇后风井主风机
=0.93，=0.85，=0.62 P=4、1500KW
则;有功功率 kW；
无功功率 kvar；
视在功率 kVA； （3）对程庄风井压风机
=0.75，=0.85，=0.62 P=280KW
则;有功功率 kW；
无功功率 kvar；
视在功率 kVA；

（4）对皇后风井压风机
=0.75，=0.85，=0.62 P=280KW
则;有功功率 kW；
无功功率 kvar；
视在功率 kVA；
风机配电符合登记表

序号
负 荷 名 称
需用
系数
Kx
功率
因数
cos φ
tg φ
有功
（kW）
无功
(kvar)
视在
(KVA)
1
回风斜井主扇风机
0.93
0.85
0.62
888.3
547.8
1039.4
2
皇后风井主扇风机
0.93
0.85
0.62
1395.0
864.9
1641.2
3
程庄风井压风机
0.75
0.85
0.62
210.0
130.2
247.1
4
皇后风井压风机
0.75
0.85
0.62
210.1
130.2
247.1
总计
0.91
2698.5
1673.1
3174.8
（1）副井井口及平车场
=0.7，=0.7，=1.02 P=60KW
则;有功功率 kW；
无功功率 kvar；
视在功率 kVA

（2）主井地面生产系统
=0.7，=0.7，=1.02 P=115KW
则;有功功率 kW；
无功功率 kvar；
视在功率 kVA

（3）地面矸石系统
=0.65，=0.75，=0.88 P=25KW
则;有功功率 kW；
无功功率 kvar；
视在功率 kVA

（4）锅炉房
=0.7，=0.75，=0.88 P=335KW
则;有功功率 kW；
无功功率 kvar；
视在功率 kVA

（5）热风炉及空气加热设备
=0.75，=0.75，=0.88 P=142KW
则;有功功率 kW；
无功功率 kvar；
视在功率 kVA
（6）机电修理车间
=0.3，=0.65，=1.17 P=196KW
则;有功功率 kW；
无功功率 kvar；
视在功率 kVA
（7）渔场取水泵房
=0.8，=0.85，=0.62 P=132KW
则;有功功率 kW；
无功功率 kvar；
视在功率 kVA
序号
负 荷 名 称
需用
系数
Kx
功率
因数
cos φ
tg φ
有功
（kW）
无功
(kvar)
视在
(KVA)
1
副井井口及平车场
0.7
0.7
1.02
42.0
42.8
60.0
2
主井地面生产系统
0.7
0.7
1.02
80.5
82.1
115.0
3
锅炉房
0.7
0.75
0.88
234.5
206.4
312.7
4
热风炉及空气加热设备
0.75
0.75
0.88
106.5
93.7
142.0
5
机电修理车间
0.3
0.65
1.17
59.1
69.1
90.9
6
渔场取水泵房
0.8
0.85
0.62
105.6
65.5
124.2
总计
0.92
505.7
434.7
669.8

车间配电负荷登记表

（1）皇后风井生活泵房
=0.8，=0.8，=0.75 P=3KW
则;有功功率 kW；
无功功率 kvar；
视在功率 kVA

（2）生活污水解决设备
=0.7，=0.75，=0.88 P=19.7KW
则;有功功率 kW；
无功功率 kvar；
视在功率 kVA
同理可得其他设备的数据如表格所示
序号
负 荷 名 称
需用
系数
Kx
功率
因数
cos φ
tg φ
有功
（kW）
无功
(kvar)
视在
(KVA)
1
皇后风井生活泵房
0.8
0.8
0.75
2.4
1.8
3.8
2
生活污水解决设备
0.7
0.75
0.88
13.8
12.1
18.4
3
井下水解决车间
0.7
0.7
1.02
18.3
18.6
26.1
4
煤泥泵房
0.75
0.75
0.88
4.1
3.6
5.5
5
空气加热室
0.75
0.75
0.88
17.3
15.2
23.0
6
联建行政福利
0.3
0.8
0.75
29.7
22.3
37.1
7
煤样化验室
0.6
0.8
0.75
7.8
5.9
9.8
8
皇后风井生活泵房
0.80
0.80
0.75
2.4
1.8
3.0
总计
0.9
95.8
81.3
125.9
生活配电符合登记表

（1）瓦斯抽放泵
=0.7，=0.75，=0.88 P=220KW
则;有功功率 kW；
无功功率 kvar；
视在功率 kVA

（2）瓦斯抽放泵
=0.7，=0.75，=0.88 P=800KW
则;有功功率 kW；
无功功率 kvar；
视在功率 kVA

瓦斯抽放泵站符合登记表

同理可得

序号
负 荷 名 称
需用
系数
Kx
功率
因数
cos φ
tg φ
有功
（kW）
无功
(kvar)
视在
(KVA)
1
瓦斯抽放泵
0.7
0.75
0.88
154.0
135.5
205.3
2
瓦斯抽放泵
0.7
0.75
0.88
560.0
492.8
746.7
总计
0.92
714.0
628.3
752.0

序号
负 荷 名 称
需用
系数
Kx
功率
因数
cos φ
tg φ
有功
（kW）
无功
(kvar)
视在
(KVA)
1
地面照明
1.0
0.9
0.48
100
48
111.1

2.4 全矿井上下合计
取同时系数K=O.9

无补偿时功率因数为：

2.3.4 无功补偿计算及电容器柜选择
(1)无功补偿计算
当采用提高用电设备自然功率因数的方法后，功率因数仍不能达成供用电规则所规定的数值时，就需要增设人工补偿装置。在工矿公司用户中，人工补偿广泛采用静电电容器作为无功补偿电源。
用电力电容器来提高功率因数时，其电力电容器的补偿容量用下式计算：
（2-4）
式中——平均负荷系数，
——补偿前功率因数角的正切值；
——补偿后要达成的功率因数角的正切值；
本设计规定功率因数达成0.9及以上。假设补偿后10kV侧功率因数，，取0.82，则所需补偿容量由公式2-9计算得：

kvar
(2)电容器柜的选择及实际补偿容量计算
本设计采用高压集中补偿方式。因矿井地面变电所6kV母线为单母分段接线，故所选电容器柜应分别安装在两段母线上，即电容器柜数应取偶数。现选用GJZK-1-03型高压静电电容柜，每柜安装容量360kvar，据此可计算出电容器柜的数量为：
取偶数 N=10
则 实际补偿容量为： kvar
折算为计算容量为： kvar
2.3.5 补偿后10kV母线侧总计算负荷及功率因数校验
功率补偿后10kV侧
有功功率 kW
无功功率 kvar
视在功率 kVA
补偿后6kV母线功率因数
满足规定。
3 变电所主变压器选择

3.1 变压器的选取原则
供电变压器是根据其使用环境条件、电压等级及计算负荷选择其形式和容量。变电所的容量是有其装设的主变压器容量所决定的。从供电的可靠性出发，变压器台数是越多越好。但变压器台数增长，开关电器等设备以及变电所的建设投资都要增大。所以，变压器台数与容量的拟定，应全面考虑技术经济指标，合理选择。
当公司绝大多数负荷属三级负荷，其少量负荷或由邻近公司取得备用电源时，可装设一台变压器。如公司的一、二级负荷较多，必须装设两台变压器。两台互为备用，并且当一台出现故障时，另一台能承担所有一、二及负荷。特殊情况下可装设两台以上变压器。例如分期建设大型公司，其变电站个数及变压器台数均可分期投建，从而台数也许加多。
3.2 变压器选择计算
按第二章计算出来的计算负荷进行用电负荷分析，根据分析结果选择变压器容量及台数。其计算计算过程如下：
1、用电负荷分析
一级负荷：涉及副提高机、主扇风机、井下主排水泵各项，其总负荷为2184kW，占全矿总负荷的33.6%。
二级负荷：涉及主提高机、压风机、选煤厂、地面低压（生产负荷占75%）、一采区、二采区、井底车场各项，其总负荷为3171.5kW，占全矿总负荷的48.8%.
三级负荷：涉及矿综合厂、机修厂、地面低压负荷的15%、工人村、支农各项，其总负荷为1142.5kW，占全矿总负荷的17.6%。
2、根据矿井主变压器的选择条件，一般选两台，当一台故障停运时，另一台必须保证一、二级负荷的用电。在上述分析中一、二级负荷占全矿总负荷的82.4%，当两台变压器中一台停止运营时，另一台必须保证82.4%的正常供电，再考虑将来的发展情况，矿井不断延伸，负荷不断增长，故选用两台S7-12500-/35型铜线双绕组无励磁调压变压器，其技术参数如表3-1所示：
表3-1 主变压器技术参数
型号
S7-12500-/35
容量(kVA)
12500
连接组别
Y,d11
电压
38.5 10.5
阻抗电压
8
空载电流
0.7
损耗（kW）
空载
16.0
负载
63.0
两台主变压器采用分列运营方式，备用方式为暗备用。
3.3 变压器损耗计算
根据公式2-3计算主变压器各项损耗
空载无功损耗：
则 有功损耗：
kW；
无功损耗：
kvar；
所以 功率因数cos=0.93 满足规定。

第三节 采区供电系统的接线方案拟定

1. 采区供电系统的拟定原则
在拟定变电所主接线前，应一方面明确其基本规定：
（1）安全可靠。应符合国家标准和有关技术规范的规定，充足保证人身和设备的安全。此外，还应负荷等级的不同采用相应的接线方式来保证其不同的安全性和可靠性规定，不可片面强调其安全可靠性而导致不应有的浪费。
（2）操作方便，运营灵活。供电系统的接线应保证工作人员在正常运营和发生事故时，便于操作和维修，以及运营灵活，倒闸方便。
（3）经济合理。接线方式在满足生产规定和保证供电质量的前提下应力求简朴，以减少设备投资和运营费用。
（4）便于发展。接线方式应保证便于将来发展，同时能适应分期建设的规定。
原则如下：
（1） 保证供电可靠，力求减少使用开关、起动器、使用电缆的数量应最少。
（2） 原则上一台起动器控制一台设备。
（3） 采区变电所动力变压器多于一台时，应合理分派变压器负荷，通常一台变压器担负一个工作面用电设备。
（4） 变压器最佳不并联运营。
（5） 采煤机宜采用单独电缆供电，工作面配电点到各用电设备宜采用辐射式供电上山及顺槽输送机宜采用干线式供电。
（6） 配电点起动器在三台以下，一般不设配电点进线自动馈电开关。
（7） 工作面配电点最大容量电动机用的起动器应靠近配电点进线，以减少起动器间连接电缆的截面。
（8） 供电系统尽量减少回头供电。
（9） 低沼气矿井、掘进工作面与回采工作面的电气设备应分开供电，局部扇风机实行风电沼气闭锁，沼气喷出区域、高压沼气矿井、煤与沼气突出矿井中，所有掘进工作面的局扇机械装设三专（专用变压器、专用开关、专用线路）二闭锁设施即风、电、沼气闭锁。
2. 采区供电系统图
为了保证对一、二级负荷进行可靠供电，在公司变电所中广泛采用由两回电源受电和装设两台变压器的桥式主接线。桥式接线分为外桥、内桥全桥三种。因上一级变电站距本矿变电所为6km，对于35kV电压等级来说，输电线路不远，可以选外侨，但为了提高矿井供电的可靠性和运营的灵活性，选用全桥更合适。故拟定本矿35kV侧为双回路的全桥接线系统。35kV架空线路由两条线路送到本矿变电所，正常时两台变压器分列运营。
3. 6kV主接线根据矿井为一级负荷的规定及主变压器是两台的情况拟定为单母线分段的接线方式。
4. 35kV母线和6kV母线，正常时均处在断开状态。母线分段用断路器分段，这不仅便于分段检修母线，并且可减少母线故障影响范围，提高供电的可靠性和灵活性。
根据采区变电所供电系统拟定原则，如附图（供电系统拟定图）所示
第五章 短路电流计算

5.1 短路电流计算的目的
研究供电系统的短路并计算各种情况下的短路电流，对供电系统的拟定、运营方式的比较、电气设备的选择及继电保护整定都有重要意义。短路产生的后果极为严重，为了限制短路的危害和缩小故障影响范围，在供电设计和运营中，必须进行短路电流计算，以解决些列技术问题。
(1) 选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和机械强度。
(2) 设立和整定继电保护装置，使之能对的地切除短路故障。
(3) 拟定限流措施，当短路电流过大导致设备选择困难或不经济时，可采用限制短路电流的措施。
(4) 拟定合理的主接线方案和重要运营方式等。
5.2 短路电流计算中应计算的数值
（1） 短路电流,即三相短路电流周期分量第一周期的有效值。它可供计算继电保护装置的整定值和计算短路冲击电流及短路全电流最大有效值之用。
2、三相短路容量，用来判断母线短路容量是否超过规定值、作为选择限流电抗器的依据，并可供下一级变电所计算短路电流之用；
3、短路电流稳态有效值,可用来校验设备、母线及电缆的热稳定性；
4、短路冲击电流及短路全电流最大有效值，可用来校验电器设备、载流导体及母线的动稳定性。
5.3 三相短路电流计算计算的环节
1、根据供电系统绘制等值网络
（1）选取基准容量Sj和基准电压Uj，并根据公式决定基准电流值Ij。
（2）求出系统各元件的标么基准电抗，将计算结果标注在等值网络图上。
（3）按等值网络各元件的联接情况，求出由电源到短路点的总阻抗。
（4）按欧姆定律求短路电流标么值：对于电源是无限大容量的系统，其短路电流标么值可按公式5-1求出：
（5-1）
且短路后各种时间的短路电流标么值与短路容量标么值都相等，即

（5）求短路电流和短路容量；为了向供电设计提供所需的资料，应下列短路电流和短路容量：
① 求出次暂态短路电流和短路容量；；
② 求出短路冲击电流和短路全电流最大有效值
kA
MVA (5-2)
kA
kA
5.4短路电流计算过程
短路电流计算系统如图4-5所示，短路点选取35kV母线侧、6kV母线侧及6kV各出线回路末端，各元件参数可由表1-1中获得。
输电线路、主变压器和下井电缆均为一台（路）工作，一台（路）备用。该电源为无限大容量，其电抗标么值,最大运营方式下，系统阻抗为=0.36，最小运营方式下，系统阻抗为=0.69，离上一级变电所距离为6km。主变压器为两台，每台容量为8000kVA，=7.5。线路电抗：对于电缆=0.08Ω/km，架空线=0.4Ω/km。此外，当同步电动机在同一地点总装机容量大于1000kW时，高压异步电动机在同一地点的同时运营的总装机容量大于800kW且短路点就在异步电动机端头时，要考虑其作为附加电源对短路电流的影响。
（1）主变压器:

苇泊变电站:

燕变电站变压器

苇泊变电站9.5KM架空线

燕变电站变压器2.77线路

（4）主提高机、副提高机(电缆):

（5）主扇风机（架空线）：

（6）车间配电（电缆）：

（7）办公配电线路（电缆）：

（8）井下线路（电缆）：

5.3.4 最大运营方式
当K1点发生短路

最大运营方式短路电流登记表
序号
短路点名称

1
K1
6.87
10.37
17