大峪莊鴻升煤礦地面變電所設(shè)計(jì)學(xué)生：王亞民

1、網(wǎng)絡(luò)與繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文論文題目 : 大峪煤業(yè)有限公司礦井地面10kv 變電所設(shè)計(jì)學(xué)校：武漢理工大學(xué)_層次：?？芲專業(yè)：礦山機(jī)電姓名：王亞民指導(dǎo)老師：車志敏完成設(shè)計(jì)時(shí)間：2013年9月2日目錄1Abstract23110KV. . 4. . 41.1.41.2.41.3.4210KV. . 42.142.252.352.463. . 63.1.63.2.63.3.74. .84.1.84.2. . 84.2.1. 84.2.2.84.2.3.84.2.4.84.2.5.94.2.6.9I武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4.2.7用電設(shè)備隨機(jī)補(bǔ)償10第 5 章 地面變電所供電系統(tǒng) . .

2、105.1 10KV 主結(jié)線 .105.2 電氣主接線的確定 .115.2.1 外橋接線對(duì)變壓器115.2.2 按發(fā)熱條件校驗(yàn)125.3變電所一次設(shè)備的初選.12第 6 章 短路電流計(jì)算 . . 136.1 供電系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定 . . 136.1.1TN 系統(tǒng) .136.1.2TT系統(tǒng) .136.1.3IT-統(tǒng)： .136.1.4中性線、保護(hù)接零、保護(hù)接地在TV、TT 系統(tǒng)中，. 146.1.5保護(hù)接零 (PE) .146.1.6保護(hù)接地 (PEE)： .146.1.7TN系統(tǒng)的應(yīng)用 .146.1.8TN系統(tǒng)比 TT 系統(tǒng)普遍采用的原因.錯(cuò)誤！未定義書簽。6.2 繪制短路電流阻抗圖 . .

3、 156.3 用絕對(duì)值法計(jì)算高壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流.156.3.1計(jì)算依據(jù) .156.3.2短路電流計(jì)算 .156.3.3主要設(shè)備的選擇 .156.3.4繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置 .16第 7 章 高壓電器與線路的選擇 . . 16 7.1 高壓隔離開關(guān)的選擇 . . 167.2 電流互感器的選擇 . . 16 第 8 章 繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算 . . 178.1 主變壓器的保護(hù)整定計(jì)算.178.1.1 整定計(jì)算原則178.2電力電容器保護(hù)21II8.3.229. .22.229.1.229.2.229.3.229.4269.5269.6269.7279.8.289.9289.10289.112829

4、30III武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）晉煤集團(tuán)大峪煤業(yè)有限公司礦井地面10KV變電所設(shè)計(jì)摘要在編制本說(shuō)明書過(guò)程中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，依據(jù)變電所在煤礦供電系統(tǒng)中的地位，著重進(jìn)行了供電電源的確定、 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)、無(wú)功補(bǔ)償及主變壓器選擇、 地面變電所供電系統(tǒng)、短路電流計(jì)算、高壓電器與線路的選擇、繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算，同時(shí)介紹了變電所防雷保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算和高壓電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。關(guān)鍵詞 ： 變電所主接線電壓保護(hù)短路電流補(bǔ)償1武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）Zhuang Hong rose on the Western mining 10KV substationdesignAbstractIn pr

5、epared this manual process in the，according to design requires，pursuant to substation in coal mine power in the of status， focuses on for has powered power of determines， and load statistics， and no power compensation and the main transformer select， and ground substation power， and short-circuit cu

6、rrent calculation， and high pressure electric and line of select，and following electric protection device of whole set calculation， while introduced has substation anti-Ray protection device of design calculation and high pressure motor of protection。Key words: Substationthe main cablesvoltage prote

7、ctionshort circuit current2武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）緒論大峪煤業(yè)有限公司礦井以立井為主，電源接入方式基本采用簡(jiǎn)易地面變電或線路變壓器組方式， 接線方式、運(yùn)行方式和控制方式大都能滿足礦山電力設(shè)計(jì)規(guī)范和煤礦安全規(guī)程的有關(guān)要求。供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)該嚴(yán)格遵守國(guó)家煤礦設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定，保證煤礦供電的安全性，供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，盡量避免和減少因系統(tǒng)供電和設(shè)備保護(hù)問(wèn)題給煤礦帶來(lái)的不安全因素。本設(shè)計(jì)說(shuō)明書論述了在10KV 變配電中的一些問(wèn)題，包括電氣主接線設(shè)計(jì)、電氣設(shè)備的選擇、短路電流計(jì)算、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)和過(guò)電壓保護(hù)。解決了目前大峪煤礦礦供電中存在的一些不規(guī)范問(wèn)題。3

8、武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）大峪煤業(yè)有限公司礦井地面10KV變電所設(shè)計(jì)第 1 章 大峪煤礦 10KV 地面變電所設(shè)計(jì)原始資料及任務(wù)書1.1性質(zhì)主要向礦井供電的變配電裝置1.2地理位置修建于礦井附近，直接以10KV 線路供礦井用是為主。1.3自然條件根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供的氣象資料， 本區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)型氣候， 四季分明，春季干燥多風(fēng)，夏季炎熱多雨， 秋季天高氣爽，冬季寒冷少雪。 年均氣溫為 9，一月最冷，平均 -21 ，極端低溫 -27 ；七月最熱，平均 22.9 ，極端高溫為 37。無(wú)霜期 180 天，年均凍結(jié)天數(shù) 100 天，最大凍結(jié)深度 63cm，全年平均日照時(shí)數(shù) 2482.34

9、小時(shí)，據(jù)長(zhǎng)治縣氣象站統(tǒng)計(jì)資料， 年降水量最大是 1976 年，為 680.20mm，年均降水量 535.54mm，年蒸發(fā)量為 1610.13m，平均風(fēng)速 2-3m/s 。第 2 章礦井地面 10KV 變電所設(shè)計(jì)概述2.1地面變電所概貌及特點(diǎn)礦井工業(yè)場(chǎng)地 10KV變電所改造后，10KV及 0.38kv 系統(tǒng)均采用單線線分段接線方式， 10KV側(cè)設(shè)有的 XGN-10型高壓開關(guān)柜 18 臺(tái)， 0.38kV 側(cè)設(shè)有 GGD2型低壓配電屏 10 臺(tái)， S 9-1000/10 ，10/0.4 型變壓器 2 臺(tái)（一用一備）。無(wú)功補(bǔ)償采用 10kV 側(cè)集中補(bǔ)償， 設(shè) XGN-10RC型高壓無(wú)功功率補(bǔ)償柜2 臺(tái)

10、，補(bǔ)償容量為 1000kvar 。斷路器操作系統(tǒng)采用彈簧操作機(jī)構(gòu)，操作電源、繼電保護(hù)和事故照明用電選用一套 60Ah、220V 微機(jī)控制開關(guān)直流電源系統(tǒng)， 內(nèi)設(shè)閥控式免維護(hù)鉛酸蓄電池。在變電所 10KV母線上裝設(shè)閥型避雷器，以防止雷電波侵入圣電氣設(shè)備的破壞，由于高壓開關(guān)柜內(nèi)設(shè)有真空斷路器， 容易產(chǎn)生電壓， 因此，每臺(tái)真空斷路器均配用 HY5WZ型過(guò)電壓保護(hù)器，用以防止內(nèi)部過(guò)電壓對(duì)電氣設(shè)備的損壞。變電所內(nèi)設(shè)有以水平接地極為主的環(huán)形接地網(wǎng)，接地網(wǎng)外緣閉合， 內(nèi)敷水平帶，其接地電阻不大于 1 。4武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2.2礦井供電概況及供電特點(diǎn)大峪煤業(yè)有限公司煤礦位于蔭城鎮(zhèn)西約24K

11、M處的莊頭村帶，原有的供電回路為雙回 10KV供電，一回 10KV電源引自成莊 110KV變電站 110KV供電，一回 10KV電源引2自成莊 110 變電站 10KV母線段，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-70mm, 輸電距離約 5KM，另一回 10KV2變電站 10KV線路引自八義 110V 變電站 10KV線線段，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-70 mm，輸電距離約 4KM，采用鋼筋混凝土電桿架設(shè)。礦井地面高壓 10KV配電系統(tǒng)采用放射式，系統(tǒng)采用 TN-C-S 系統(tǒng)，動(dòng)照合一。以樹干式和放射式為主，個(gè)別距供電點(diǎn)遠(yuǎn)，彼此相近、容量較小的用電設(shè)備采用鏈?zhǔn)脚潆?。工業(yè)場(chǎng)地 10KV變電所以兩回 10KV線路（不同母線段

12、）向井下主變電所供電，以兩回 0.38KV 線路（不同線線段）向主、副提升機(jī)、空壓機(jī)、鍋爐房、地面生產(chǎn)系統(tǒng)等供電。在生產(chǎn)輔助區(qū)建一座容量為 315kVA的戶外箱式變電站向機(jī)修車間、綜采設(shè)備庫(kù)、井下水處理設(shè)施等供電，箱變的電源引自工業(yè)場(chǎng)地 10kV 變電所 10kV 母線段。在生活行政福利區(qū)建一座容量為 200kVA的戶外箱式變電站向辦公樓、綜合樓、生產(chǎn)調(diào)度樓、公寓樓等供電，箱變的電源引自工業(yè)場(chǎng)地 10kV 變電所 10kV 母線段。2.3 負(fù)荷級(jí)別如下：設(shè)備總臺(tái)數(shù)： 120 臺(tái)設(shè)備工作總臺(tái)數(shù)： 112 臺(tái)設(shè)備工作容量： 3695.1kW計(jì)算有功負(fù)荷： 1924.21kW計(jì)算無(wú)功負(fù)荷： 1807

13、.92kVAR視在負(fù)荷： 2640.3kVA自然功率因數(shù)： 0.73無(wú)功功率補(bǔ)償： -1000kVAR補(bǔ)償后無(wú)功負(fù)荷： 807.92kVAR補(bǔ)償后功率因數(shù)： 0.93補(bǔ)償后視在功率： 2086.94kVA礦井年耗電量： 11124180 kW h礦井噸煤耗電量： 18.5kW h5武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2.4 供電的特殊要求八義 110kV 變電站位于大峪煤礦正南方向約4km，安裝有 2 臺(tái)變壓器，其容量均為40MVA，電壓為 110/35/10kV ，電源可靠，供電質(zhì)量有保證。成莊 110kV 變電站位于大峪煤礦正北方向約5km。安裝 2 臺(tái)變壓器，其容量均為40MVA，電壓為

14、 110/35/10kV ，電源可靠，供電質(zhì)量有保證。第 3 章供電電源的確定3.1礦區(qū)電源的地理結(jié)構(gòu)采區(qū)變電所結(jié)線 二3.2 采區(qū)變電所的位置和硐室布置采區(qū)變電所位置的確定原則與中央變電所基本相同，但是根據(jù)采區(qū)生產(chǎn)的特殊性還要求：每個(gè)采區(qū)最好只設(shè)一個(gè)變電所向全采區(qū)供電，如不可能，也應(yīng)盡量少設(shè)變電所，并盡量減少變電所的遷移次數(shù)。根據(jù)以上要求， 通常將采區(qū)變電所設(shè)置在采區(qū)裝車站附近， 或在上 ( 下) 山與運(yùn)輸平巷交叉處，或兩個(gè)上 ( 下) 山之間的聯(lián)絡(luò)巷中。6武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3.3綜采工作面供電與工作面配電點(diǎn)3.3.1. 綜采工作面供電綜采工作面機(jī)電設(shè)備布置（ 1）高壓深入

15、負(fù)荷中心。（ 2）組成：采區(qū)配電所移動(dòng)變電站工作面。（ 3）綜采工作機(jī)電設(shè)備布置： 移動(dòng)變電站通常設(shè)置在距工作面 150 300m的順槽中，工作面每推進(jìn) 100200m，變電站向前移動(dòng)一次。3.3.2. 工作面配電點(diǎn)的布置工作面配電點(diǎn)的布置（1）引入：停送電方便，設(shè)備多或距離采區(qū)變電所較遠(yuǎn)。（2）組成：采區(qū)變電所 - 工作面配電點(diǎn)方式。工作面配電點(diǎn)可分為采煤與掘進(jìn)兩種。采煤工作面配電點(diǎn)，一般距采煤工作面5080m；掘進(jìn)工作面配電點(diǎn)，一般距掘進(jìn)工作面 80100 m，工作面配電點(diǎn)隨工作面推進(jìn)而定期前移。采煤工作面配電點(diǎn)的布置及配電示意圖7武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 4 章負(fù)荷統(tǒng)計(jì)、無(wú)

16、功補(bǔ)償及主變壓器選擇4.1負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算4.2無(wú)功功率補(bǔ)償4.2.1.無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)母拍顭o(wú)功功率補(bǔ)償?shù)幕驹硎前丫哂腥菪怨β守?fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，當(dāng)容性負(fù)荷釋放能量時(shí)，感性負(fù)荷吸收能量；而感性負(fù)荷釋放能量時(shí)，容性負(fù)荷卻在吸收能量，能量在兩種負(fù)荷之間互相交換。4.2.2 . 補(bǔ)償裝置的接線裝置測(cè)量點(diǎn)的接線，主要是補(bǔ)償裝置的電容器組和電流的引入點(diǎn)，特別是電流的引入點(diǎn)，在實(shí)際接線中往往被忽視。電容器組的引入點(diǎn)，是指電容器組的總進(jìn)線在被補(bǔ)償系統(tǒng)中的“ T”接點(diǎn)；電流的引入點(diǎn)，是指補(bǔ)償裝置使用的電流互感器在被補(bǔ)償系統(tǒng)中的安裝點(diǎn)。正確的方法是： 以負(fù)荷的供電電源為參考點(diǎn)，電流互感器的安

17、裝點(diǎn)必須在電容器組的總進(jìn)線“ T”接點(diǎn)電源之間，即電流互感器測(cè)量的電流必須包含流過(guò)電容器組的電流。否則，在電容器分組投、切狀態(tài)中，無(wú)功補(bǔ)償裝置測(cè)量顯示的有功、無(wú)功功率和 COS值都不會(huì)變化，造成無(wú)功補(bǔ)償裝置投、切效果無(wú)法判斷。4.2.3.配電網(wǎng)補(bǔ)償配電網(wǎng)無(wú)功網(wǎng)補(bǔ)償方案比較配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償方案有變電站集中補(bǔ)償、配電變低壓補(bǔ)償、配電線路固定補(bǔ)償和用電設(shè)備分散補(bǔ)償。4.2.4.變電站集中補(bǔ)償變電站集中補(bǔ)償裝置包括并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機(jī)、 靜止補(bǔ)償器等， 主要目的是平衡輸電網(wǎng)的無(wú)功功率， 改善輸電網(wǎng)的功率因數(shù)， 提高系統(tǒng)終端變電所的母線電壓，補(bǔ)償變電站主變壓器和高壓輸電線路的無(wú)功損耗。這些補(bǔ)償裝置一般集

18、中接在變電站10kV母線上，因此具有管理容易、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，但這種補(bǔ)償方案對(duì)10kV 配電網(wǎng)的降損不起作用。為實(shí)現(xiàn)變電站的電壓 / 無(wú)功綜合控制，通常采用并聯(lián)電容器組和有載調(diào)壓抽頭協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)。8武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4.2.5.配電變低壓補(bǔ)償配電變低壓補(bǔ)償是目前應(yīng)用最普遍的補(bǔ)償方法。 由于用戶的日負(fù)荷變化大， 通常采用微機(jī)控制、跟蹤負(fù)荷波動(dòng)分組投切電容器補(bǔ)償，總補(bǔ)償容量在幾十至幾百千乏不等。目的是提高專用變用戶功率因數(shù)， 實(shí)現(xiàn)無(wú)功的就地平衡， 降低配電網(wǎng)損耗和改善用戶電壓質(zhì)量。配變低壓無(wú)功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是補(bǔ)償后功率因數(shù)高、 降損節(jié)能效果好。 但由于配電變壓器的數(shù)量多、安裝地點(diǎn)分散，因

19、此補(bǔ)償工程的投資較大，運(yùn)行維護(hù)工作量大，也因此要求廠家要盡可能降低裝置的成本，提高裝置的可靠性。圖 2 機(jī)電一體開關(guān)無(wú)功補(bǔ)償裝置接線圖4.2.6. 配電線路固定補(bǔ)償大量配電變壓器要消耗無(wú)功， 很多公用變壓器沒(méi)有安裝低壓補(bǔ)償裝置， 造成的很大無(wú)功缺額需要變電站或發(fā)電廠承擔(dān)，大量的無(wú)功沿線傳輸使得配電網(wǎng)的網(wǎng)損居高難下，這種情況下可考慮配電線路無(wú)功補(bǔ)償。線路補(bǔ)償既通過(guò)在線路桿塔上安裝電容器實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償。由于線路補(bǔ)償遠(yuǎn)離變電站，因此存在保護(hù)難配置、 控制成本高、維護(hù)工作量大、 受安裝環(huán)境限制等問(wèn)題。 因此，線路補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償點(diǎn)不宜過(guò)多； 控制方式應(yīng)從簡(jiǎn)， 一般不采用分組投切控制；補(bǔ)償容量也不宜過(guò)大，避免出

20、現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償現(xiàn)象； 保護(hù)也要從簡(jiǎn)，可采用熔斷器和避雷器作為過(guò)電流和過(guò)電壓保護(hù)。線路補(bǔ)償主要提供線路和公用變壓器需要的無(wú)功， 工程問(wèn)題關(guān)鍵是選擇補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)和補(bǔ)償容量，文獻(xiàn) 4 給出了補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)和容量的實(shí)用優(yōu)化算法。線路補(bǔ)償具有投資小、回收快、便于管理和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，適用于功率因數(shù)低、負(fù)荷重的長(zhǎng)線路。線路補(bǔ)償一般采9武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用固定補(bǔ)償，因此存在適應(yīng)能力差， 重載情況下補(bǔ)償度不足等問(wèn)題。自動(dòng)投切線路補(bǔ)償仍是需研究的課題。4.2.7. 用電設(shè)備隨機(jī)補(bǔ)償在 10kV 以下電網(wǎng)的無(wú)功消耗總量中，變壓器消耗占30左右，低壓用電設(shè)備消耗補(bǔ)償方式變電站集中補(bǔ)償配電變低壓補(bǔ)償配電線路固定補(bǔ)償用電

21、設(shè)備隨機(jī)補(bǔ)償補(bǔ)償對(duì)象變電站無(wú)功需求配電變無(wú)功需求配電線路無(wú)功基荷用電設(shè)備無(wú)功需求降損范圍主變壓器及輸電網(wǎng)配電變及輸配電網(wǎng)配電線路及輸電網(wǎng)整個(gè)輸配電系統(tǒng)網(wǎng)調(diào)壓效果較好較好較好最好單位投資較大較大較小較大設(shè)備利用率較高較高很高較低維護(hù)方便性方便較方便方便不方便占 65以上。由此可見(jiàn)，在低壓用電設(shè)備上實(shí)施無(wú)功補(bǔ)償十分必要。從理論計(jì)算和實(shí)踐中證明，低壓設(shè)備無(wú)功補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)效果最佳， 綜合性能最強(qiáng)，是值得推廣的一種節(jié)能措施。由于隨機(jī)補(bǔ)償?shù)耐顿Y大， 確定補(bǔ)償容量需要進(jìn)行計(jì)算， 以及管理體制、重視不夠和應(yīng)用不方便等原因， 目前隨機(jī)補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用情況和效果都不理想。 因此，對(duì)隨機(jī)補(bǔ)償需加強(qiáng)宣傳力度，增強(qiáng)節(jié)能意識(shí)，同

22、時(shí)應(yīng)針對(duì)不同用電設(shè)備的特點(diǎn)和需要， 開發(fā)研制體積小、造價(jià)低、易安裝、免維護(hù)的智能型用電設(shè)備無(wú)功補(bǔ)償裝置。第 5 章地面變電所供電系統(tǒng)5.110KV 主結(jié)線主接線的事基本有單母線接線、又母線接線、橋式接線等多種單母線接線這種接線的優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置；缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件故障檢修，均需要使整個(gè)配電裝置停電，在用隔10武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）離開頭將故障的母線段分開才能恢復(fù)非故障段的供電。適用范圍： 適應(yīng)于容量較小，對(duì)供電可靠要求不高的場(chǎng)合， 出線回路少的小型配電所， 一般供三級(jí)負(fù)荷，兩性路電源進(jìn)線的單線可供二級(jí)負(fù)荷。單母線分段接線保

23、留了單母線的優(yōu)點(diǎn)，又在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)，如縮小了母線故障的影響范圍、分別從兩段母線上引出兩路出線可保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷的供電等。5.2電氣主接線的確定煤礦為了保證對(duì)一、二級(jí)的負(fù)荷進(jìn)行可靠供電，在 35KV變電站中經(jīng)常采用的是雙回路電源受電和安裝兩臺(tái)主變壓器橋式接線。 全橋接線適應(yīng)性強(qiáng)， 對(duì)線路、變壓器的操作都方便，運(yùn)行靈活，易于擴(kuò)展成單母線分段式中間變電所。但是設(shè)備多、投資大、變電站占地面積大。5.2.1 .外橋接線變壓器切換方便，比內(nèi)橋少兩組隔離開并，繼電保護(hù)簡(jiǎn)單，容易過(guò)度到全橋或單母線分段的接線，投資少，占地面積小。介是倒換線路時(shí)候操作不便，變電站一側(cè)沒(méi)有線路保護(hù)。內(nèi)橋接線一次側(cè)可以設(shè)線

24、路保護(hù)，倒換線路時(shí)候操作方便，設(shè)備投資與占地面積都比全橋少，但是操作變壓器和擴(kuò)建成全橋或單母線分段不如外橋方便。綜合本礦選用應(yīng)選用全橋接線。全礦井有功功率： 1924.21KW,功功補(bǔ)償后功功率： 807.92KW，無(wú)功補(bǔ)償后視在功率 2086.94kVA，補(bǔ)償后功率因數(shù)： 0.93 。的確定電源進(jìn)線一回引自成莊110kV 變電站10kV 母線段，架空導(dǎo)線選用 LGJ-3120 型鋼芯鋁絞線， 距離該礦井 5km;另一趟引自八義 110kV 變電站無(wú)功補(bǔ)償后視10kV 母線段，架空導(dǎo)線選用LGJ-3 120 型鋼芯鋁絞線，距離該礦井 4KM.10KV電源進(jìn)線均選用鋼芯鋁絞線，導(dǎo)線截面的選擇：1

25、. 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，計(jì)算線路最大正常工作電流：2根據(jù)礦井年最大負(fù)荷利用時(shí)間為4900 小時(shí)，則線路的電流密度J 選取 1.15A/mm11武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選擇標(biāo)準(zhǔn)截面型號(hào)為 LGJ-3120 鋼芯鋁絞線。5.2.2. 按發(fā)熱條件校驗(yàn)查表知 LGJ-3*120 在 40時(shí) , 滿足發(fā)熱條件。5.2.3.按允許電壓損失校驗(yàn)導(dǎo)線截面按允許電壓損失校驗(yàn)導(dǎo)線截面5.2.3.1)引 自成 莊 110kV 變電 站 10kV 母線 段 ，導(dǎo) 線型 號(hào)為 LGJ-3120 ，距 離該 礦井 5km；查表求得 10V架空線路單位負(fù)荷距時(shí)的電壓損失百分?jǐn)?shù)，得LGJ-3 120 當(dāng)c

26、os=0.95 時(shí)，u%0. 3 9 5 %M W km，則U% 1.92 50.3953.79% 5%。所 以引 自成 莊 110kV變 電站 10kV 母 線 段， 架空 導(dǎo)線 LGJ-3 120 滿 足電壓降的要求。5.2.3.2）引 自八 義 110kV 變電 站 10kV 母線 段 ，導(dǎo) 線型 號(hào)為 LGJ-3120 ，距 離該 礦井 4km；U %1.92 40.3953.03% 5%。（ 4）按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線截面查 表可 知 10kV 鋼 芯鋁 絞線 的最 小截 面為 Ami n =25m2 120m2 ，滿足 機(jī)械 強(qiáng)度要求。5.3變電所一次設(shè)備的初選井下主變電所兩回 10k

27、V 電源引自礦井工業(yè)場(chǎng)地 10kV 變電所 10kV 不同母線段，接線方式采用單母線分段接線。井下主變電所設(shè) BGP43-10 礦用隔爆型高壓真空配電裝置 7 臺(tái)；KBZ型礦用隔爆型低壓真空饋電開關(guān) ( 帶選擇性漏電保護(hù) )7 臺(tái)及 KBZ型低壓饋電開關(guān)（聯(lián)絡(luò)用） 1 臺(tái)，ZBZ-4.0MX型照明綜合保護(hù)裝置 2 臺(tái)及 2 臺(tái) KBSG-500/10 ，10/0.69kV 型礦用隔爆型干式變壓器（一用一備），擔(dān)負(fù)主水泵、井底車場(chǎng)、總運(yùn)輸巷帶式輸送機(jī)和運(yùn)輸大巷帶式輸送機(jī)、總軌道大巷調(diào)度絞車等負(fù)荷用電。在采區(qū)設(shè)有一采區(qū)變電所， 該變電所兩回電源引自井下主變電所 10kV 不同母線段。該變電所內(nèi)設(shè)

28、BGP43-10 礦用隔爆高壓配電裝置 6 臺(tái)，KBSG-400/10 ，10/0.69kV 型變壓器 1 臺(tái)，KBSG-50/10 ，10/0.69kV 型變壓器 1 臺(tái)（局部通風(fēng)機(jī)專用），擔(dān)負(fù)采區(qū)除 1510112武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）回采工作面運(yùn)輸順槽采掘設(shè)備以外的全部負(fù)荷用電。15101 回采工作面運(yùn)輸順槽設(shè)一臺(tái)KBSGZY-1250/10 ，10/1.2kV型移動(dòng)變電站，在15101 回采工作面回風(fēng)順槽設(shè)KBSGZY-315/10， 10/0.69kV型移動(dòng)變電站。局部通風(fēng)機(jī)采用了“三專兩閉鎖”方式供電，且采用 QBZ-2 80SF型“雙風(fēng)機(jī)、雙電源”自動(dòng)切換開關(guān)，從而

29、保證了局部通風(fēng)機(jī)供電的可靠性和連續(xù)性且實(shí)現(xiàn)互投。高壓開關(guān)的選擇：礦井為低瓦斯礦井，根據(jù)煤礦安全規(guī)程及有關(guān)規(guī)定，結(jié)合礦井現(xiàn)有設(shè)備，選擇BGP43-10 礦用隔爆型高壓真空配電裝置作為主變電所及采區(qū)變電所的配電開關(guān)，該配電裝置采用微電腦智能高壓綜合保護(hù)裝置，具有過(guò)載、短路、漏電、絕緣監(jiān)視、過(guò)壓、欠壓、通訊等保護(hù)功能。根據(jù)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，流過(guò)入井電纜的長(zhǎng)時(shí)最大工作電流I N=99.4A。所以該礦井井下主變電所進(jìn)線選用BGP43-10-200 （200A）型高壓配電裝置，其余選用 BGP43-10-100 （100A）型高壓配電裝置。第 6 章短路電流計(jì)算6.1供電系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定三種供電運(yùn)行方式我國(guó)低壓

30、供電系統(tǒng)主要有三種運(yùn)行方式：TN系統(tǒng)、 TT 系統(tǒng)、 IT 系統(tǒng)。6.1.1 TN系統(tǒng)：把變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)直接接地。再?gòu)慕拥攸c(diǎn)引出中性線N(俗稱 零線 ) 。系統(tǒng)中， 所有用電設(shè)備的金屬外殼、 構(gòu)架均采用保護(hù)接零方式。TN系統(tǒng)又分為：TN-C系統(tǒng)； TN-C-S 系統(tǒng)； IN-S 系統(tǒng)。6.1.2 TT 系統(tǒng)：把變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)直接接地，再?gòu)慕拥攸c(diǎn)引出中性線N。系統(tǒng)中，所有用電設(shè)備的金屬外殼、構(gòu)架均采用保護(hù)接地方式。6.1.3 IT- 統(tǒng)：變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地或經(jīng)高阻抗接地。系統(tǒng)中，所有用電設(shè)備的金屬外殼、構(gòu)架均采用保護(hù)接地方式。在 IT 系統(tǒng)中，由于變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)不允許配出中性線

31、作為 220V單相電源供電，所以，不適用居民和一般工廠生產(chǎn)用電。 該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)： 1) 人員意外發(fā)生單相觸電時(shí)，所造成的危害程度大大降低； 2) 電網(wǎng)供電線路如發(fā)生單相對(duì)地短路故障時(shí)， 供電系統(tǒng)仍可帶 病 運(yùn)行，保證電氣設(shè)備繼續(xù)正常工作。 所以，其主要應(yīng)用在要求少停電場(chǎng)合，如礦山、井下及易燃易爆等危險(xiǎn)場(chǎng)所。13武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6.1.4. 中性線、保護(hù)接零、保護(hù)接地在 TV、TT 系統(tǒng)中， 從變壓器低壓側(cè)中性接地點(diǎn)引出的中性線 N，主要作用有三點(diǎn)：可供系統(tǒng)內(nèi)單相用電設(shè)備用電；把系統(tǒng)內(nèi)三相電源中的不平衡電源和單相用電電流， 流回變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)； 減小因三相用電負(fù)荷的不

32、平衡而造成的電壓偏移。6.1.5.保護(hù)接零 (PE) ：把電氣設(shè)備的金屬外殼、 構(gòu)架與系統(tǒng)中的零線可靠連接在一起。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生漏電、絕緣損壞或單相電源與設(shè)備外殼、構(gòu)架短路時(shí)零線短路的較大故障電流可使線路上的保護(hù)裝置動(dòng)作，切斷故障線路的供電，保護(hù)人身安全。保護(hù)接零應(yīng)用在 TN低壓供電系統(tǒng)。6.1.6 保護(hù)接地 (PEE)：把電氣設(shè)備的金屬外殼、 構(gòu)架與專用接地裝置可靠連接在一起。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生漏電或單相電源對(duì)設(shè)備外殼短路時(shí)，如果流向接地體的故障電流足夠大線路上保護(hù)裝置動(dòng)作， 切斷故障線路上的供電；假如流向接地體的故障電流不足以使保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí) 由于人體電阻遠(yuǎn)大于保護(hù)接地的電阻， 所以，可以避免

33、接觸人員的觸電危險(xiǎn)。保護(hù)接地應(yīng)用在 TT、IT 低壓供電系統(tǒng)。在同一供電系統(tǒng)不準(zhǔn)存在保護(hù)接零和保護(hù)接地混用的現(xiàn)象。6.1.7. TN 系統(tǒng)的應(yīng)用由于我國(guó)早期電氣設(shè)備單一、 數(shù)量少，家用電器也未大量進(jìn)入家庭所以低壓供電普遍采用比較經(jīng)濟(jì)的 TN-C系統(tǒng)，即整個(gè)系統(tǒng)的中性線 ( 零線 ) 與保護(hù)線 (PE) 是合在一起共用的一個(gè)系統(tǒng) (PEN)。隨著電氣化發(fā)展，生產(chǎn)及家庭用電設(shè)備數(shù)量劇增，加上線路老化、嚴(yán)重過(guò)負(fù)荷以及維護(hù)上的疏漏。 當(dāng)零干線斷線時(shí)致使采用保護(hù)接零的電氣設(shè)備外殼帶電。為了提高保護(hù)接零的可靠性 從 TN-C系統(tǒng)衍生出 TN-C-S 系統(tǒng)。即從變壓器低壓側(cè)中性接地點(diǎn)至用電配電箱的這一段，零

34、線 N 和保護(hù)線 PE是共用的從配電至各用戶則是分成兩路，分別引入用戶設(shè)備，從而太大提高了保護(hù)接零的可靠性。但是，由于系統(tǒng)中的 PEN線始終會(huì)有一定量的不平衡電流流過(guò)， 所以，還不能滿足對(duì)設(shè)備安全及電磁抗干擾性要求很高的場(chǎng)所。這樣，就有了進(jìn)一步的 TN-S 系統(tǒng)，俗稱 三相五線制 。在TN-S系統(tǒng)中， PE線與零線 N 在系統(tǒng)中始終是分開的，平時(shí) PE線上無(wú)電流通過(guò)只有在設(shè)備發(fā)生漏電或單相電源對(duì)設(shè)備金屬外殼短路時(shí)， 才會(huì)有故障電流流過(guò)， 使用電系統(tǒng)的可靠性、安全性、電磁抗干擾性方面得到了進(jìn)一步的提高但其投資也是TN系統(tǒng)中最高的。14武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6.2繪制短路電流阻抗圖6

35、.3用絕對(duì)值法計(jì)算高壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流6.3.1.計(jì)算依據(jù)煤礦電工手冊(cè)第二分冊(cè)( 煤炭工業(yè)出版社 ) 第二章。6.3.2短路電流計(jì)算設(shè)成莊 110kV 變電站和八義 110kV 變電站的 10kV 母線短路容量均為無(wú)窮大，按短路電流計(jì)算基準(zhǔn)容量為100MVA進(jìn)行短路電流計(jì)算。短路電流計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表10-3-1 。短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖及等值電路圖見(jiàn)圖10-3-1、 10-3-2。表 10-3-1短路計(jì)算統(tǒng)計(jì)表（基準(zhǔn)容量為100MVA）短路電流穩(wěn)態(tài)沖擊電流沖擊電流短路容量回路名稱短路點(diǎn)備 注值 Id(KA)瞬時(shí)值 ich(KA)有效值 Ich(KA)S(MVA)韓店 110/10kVK13.037.74

36、4.5855.1工業(yè)場(chǎng)地變電5km 處電源所 10KV 母線八義 110/10kVK13.669.35.5366.564km 處電源成莊 110/10kVK22.987.594.554.2井下變電所5km 處電源10KV 母線八義 110/10kVK23.589.125.465.14km 處電源6.3.3.主要設(shè)備的選擇見(jiàn)主要設(shè)備選擇表10-3-2。主 要設(shè)備選擇表計(jì)算值設(shè)備允許值短沖擊瞬沖擊有 短路電流動(dòng)穩(wěn)定額定開路 工作電 工作電時(shí)值設(shè)備額定電 額定電熱穩(wěn)定效值 I穩(wěn)態(tài)值設(shè)備型號(hào)imax斷電流點(diǎn) 壓 (KV)流 (A)ich名稱壓 (KV)流 (A)I(KA)(KA)(KA)Id(KA)(

37、KA)(KA)15武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）真空斷路 ZN28A-1212630401625器隔離110120.59.35.533.66GN30-101063031.512.5K開關(guān)電流 LZZJ-10122004016互感 LZZJ-10121004016器 LZZJ-1012504016經(jīng)校驗(yàn)，礦井主要電氣設(shè)備均滿足動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的要求。礦井工業(yè)場(chǎng)地10kV 銅2芯電纜最小截面不小于25mm。10kV 電流互感器允許使用的最小變比為50/5 。6.3.4繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置變電站采用 220V 直流操作系統(tǒng)，繼電保護(hù)采用變電所綜合保護(hù)，其保護(hù)型式為：6.3.4.1)所內(nèi)低壓變壓器設(shè)

38、速斷、過(guò)流、單相接地保護(hù)。6.3.4.2)母線由進(jìn)線斷路器的過(guò)電流速斷及過(guò)電流裝置進(jìn)行保護(hù)。6.3.4.3)10kV 饋出線設(shè)電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)，速斷保護(hù)為主保護(hù)，過(guò)流保護(hù)為后備保護(hù)。在 10kV 饋出線上安裝零序電流互感器，構(gòu)成單相接地保護(hù)，單相接地保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)。6.3.4.4)電容器柜設(shè)無(wú)時(shí)限過(guò)電流， 保護(hù)動(dòng)作于跳閘。過(guò)電壓保護(hù)、單相接地保護(hù)。6.3.4.5)低壓饋線利用開關(guān)自身的過(guò)流脫扣器實(shí)現(xiàn)保護(hù)。第 7 章高壓電器與線路的選擇7.1高壓隔離開關(guān)的選擇開關(guān)形式結(jié)構(gòu)：高壓隔離開頭一般有底座、支柱絕緣子、導(dǎo)電刀閘、動(dòng)觸頭、靜觸頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成， 一般配有獨(dú)立的電動(dòng)或手動(dòng)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，單

39、相或三相操動(dòng)。高壓隔離開關(guān)主刀閘與接地刀一般都機(jī)械連鎖裝置，確保兩者之間操作順序正確。 各類高壓隔離開關(guān)、接地開關(guān)根據(jù)不同的安裝場(chǎng)所有各種不同的安裝方式。根據(jù)設(shè)計(jì)及條件選用GW5-35G/600型。7.2電流互感器的選擇電流互感器的選擇條件：A額定電壓大于等于電網(wǎng)電壓：UIN UN16武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）B額定電流大于或等于長(zhǎng)時(shí)最大工作電流：I IN (0.2-1.5)IC二次側(cè)總?cè)萘?應(yīng)不小于該精度等級(jí)所規(guī)定的額定容量：S2NS2ED校驗(yàn)。電壓互感器和高壓熔斷器的選擇電壓互感器一次側(cè)是并接在主接線高壓側(cè)，二次線圈與儀表和繼電器電壓線圈串聯(lián)，一次側(cè)匝數(shù)很多，阻抗很大，因而它的接

40、入對(duì)被告測(cè)電路沒(méi)有影響，二次線圈匝數(shù)少，阻抗小而并兿的儀表和繼電器的線圈阻抗大，在正常運(yùn)行時(shí)，電壓互感覺(jué)器接近于空載運(yùn)行。二次繞組的額定電壓一般為100V.目前我國(guó)的電壓互感器按其絕緣方式的不同可以分為干式、澆注絕緣和油浸工三種。此設(shè)計(jì)適合用油浸式絕緣型電壓互感覺(jué)器。熔斷器的選擇主要指標(biāo)是熔件和熔管的額定電流。同時(shí)所選熔件應(yīng)該在長(zhǎng)時(shí)最大工作電流及設(shè)備啟動(dòng)電流的作用下不熔斷。要求熔斷器特性與上級(jí)保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限相配合，以免保護(hù)裝置越級(jí)動(dòng)作。第 8 章繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算8.1主變壓器的保護(hù)整定計(jì)算8.1.1整定計(jì)算原則 ：1. 需符合電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50062-92

41、等相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2. 可靠性、選擇性、靈敏性、速動(dòng)性應(yīng)嚴(yán)格保障。8.1. 2 整定計(jì)算用系統(tǒng)運(yùn)行方式：1. 按城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則 （能源電 1993228 號(hào)）第 4.7.1 條和 4 .7.2條：為了取得合理的經(jīng)濟(jì)效益，城網(wǎng)各級(jí)電壓的短路容量應(yīng)該從網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、電壓等級(jí)、變壓器的容量、阻抗的選擇、運(yùn)行方式等方面進(jìn)行控制，使各級(jí)電壓斷路器的開斷電流以及設(shè)備的動(dòng)熱穩(wěn)定電流得到配合，該導(dǎo)則推薦10KV短路電流宜為Ik 16KA，為提高供電可靠性、簡(jiǎn)化保護(hù)、限制短路電流，110KV站兩臺(tái)變壓器采用分列運(yùn)行方式，高低壓側(cè)分段開關(guān)均采用備用電源自動(dòng)投入。系統(tǒng)最大運(yùn)行方式： 110KV系統(tǒng)由一條 110KV系統(tǒng)阻抗小的電源供電，