前言
本设计目的是通过本次设计巩固所学的专业知识，培养分析问题、解决问题的能力以及实际工程设计的基础技能。
电力是企业生产的主要能源。对企业应做到可靠、安全和生产的需要，供电系统是电力系统的一个重要环节，由电气设备及配电线路按一定的接线方式所组成；它从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，将电能安全、可靠、经济地送到每一个用电设备的装设场所，再利用电气控制设备来决定用电设备的运行状态，最终使电能为国民经济和人民生活服务。
本设计的矿变电所位于山西省大同市境内，是一个终端变电所，只供煤峪口矿用电，设计的电压等级为35/6kV，考虑的对象是年产280万吨矿井的35KＶ变电所设计，立井深度650m，按照一级和二级负荷供电方式设计变电所。上级变电所至此变电所的供电电压等级为35KV，且二者相距54km，设计供电方式为双回路架空线供电，出线断路器过流保护的设计动作时间为2.5s。 变电所所在地点有其独特的气候地质特点，最热月室外最高气温月平均值为35℃；室内最高气温月平均值为25℃；土壤最高气温月平均值为27℃；冻土厚度为0.45ｍ，土质为沙质粘土。西北风，年降水量384mm,矿井的涌水量最大为220m3/h,正常为170 m3/h，矿山年工作天数为300天，工作制为“四班六小时”。
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目录
一.电力负荷计算 ................................................................................................................................... 1
1.1 概述 ......................................................................................................................................... 1 1.2 负荷计算方法的比较 ............................................................................................................. 1 1.3功率因数的提高 ...................................................................................................................... 4
1.31 电容数量和补偿方式的确定 ....................................................................................... 5
二、高压供配电系统的设计和选择 ..................................................................................................... 7
2.1 初选变压器 ............................................................................................................................. 7 2.2 主变压器的校验及技术方案的比较 ..................................................................................... 9 2.3 变压器运行方式的选择 .......................................................................................................... 9 2.4.高压主接线系统的选择 ....................................................................................................... 10 2.5短路电流计算 ........................................................................................................................ 11 2.6变电所位置的选择和变电所的分类 .................................................................................... 13 三、导线截面积的选择 ....................................................................................................................... 14
3.1 高压侧导线截面积的选择和校验 ....................................................................................... 14
3.1.1 6KV配出线选择 ........................................................................................................ 14 3.2 6KV侧母线的选择校验 ........................................................................................................ 19 3.3民用导线的选择和校验 ......................................................................................................... 20 四、高压电气设备的选择 ................................................................................................................... 21
4.1 高压断路器的选择和校验 ................................................................................................... 21 4.2 隔离开关的选择和校验 ....................................................................................................... 22 4.3高压熔断器选择和校验 ........................................................................................................ 23 4.4电流互感器选择和校验 ........................................................................................................ 24 4.5电压互感器的选择和校验 .................................................................................................... 24 4.6高压负荷开关的选择和校验 ................................................................................................ 25 五、低压设备的选择 ........................................................................................................................... 26
5.1 低压断路器的选择和校验 ................................................................................................... 26 5.2低压熔断器的选择和校验 .................................................................................................... 26 结束语................................................................................................................................................... 27 参考文献 ............................................................................................................................................... 28
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一.电力负荷计算
1.1 概述
工矿企业负荷计算，首先需收集必要的负荷资料，按表2—9的格式做成负荷统计计算表，计算或查表求出各负荷的需用系数和功率因数，然后由低压到高压逐级计算各组负荷，在进行负荷归总时，应计入各低压变压器的损耗，考虑组间同时系数后，就可求得矿井６kV母线上的总计算负荷，作为初选主变压器台数和容量的主要依据 ,功率因数的补偿计算与主变压器的容量、负荷率及运行方式密不可分 。 1.2 负荷计算方法的比较
供电设计常采用的电力负荷计算方法有：需用系数法、二项系数法、利用系数法和单位产品电耗法等。
需用系数法计算简便，对于任何性质的企业负荷均适用，且计算结果基本上符合实际，尤其对各用电设备容量相差较小，且用电设备数量较多的用电设备组，因此，这种计算方法采用最广泛。
二项系数法主要适用于各用电设备容量相差大的场合，如机械加工企业、煤矿井下综合机械化采煤工作面等。
利用系数法以平均负荷作为计算的依据，利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系，这种计算方法目前积累的实用数据不多，且计算步骤较繁琐，故工程应用较少。
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单位指标法适用于设备功率不明确的各类项目，例如民用建筑等。 结合本设计的实际情况，采用需要系数法。 主井绞车：
Pc1=Kx1PN1=0.84×2200=1848kw Qc1=PC1tan?=840×0.70=1290kvar SC1=P2?Q2=2254kva 副井绞车的计算容量如下：
Pc2=Kx1PN1=0.85×1600=1360kw Qc2=PC1tan?= 1360×0.40=801kvar SC2=P2?Q2 =1581kva 压风机的计算容量如下：
Pc3=Kx3PN3=0.88×400=1700kw Qc2=PC3tan?=1700×(-0.79)=-731kvar SC3=P2?Q2=1850.5kva
对于压风机，由同步电动机拖动，其cosφ标出负值，其原因是：同步电动机当负荷率＞0.9，且在过励磁的条件下，其功率因数超前，向电网发送无功功率，故为负值。 主扇风机的计算容量如下：
Pc4=Kx4PN4=0.88×800=704kw Qc4=PC4tan?=704×(-0.65)=-162kvar SC4=P2?Q2=7224kva
又如，对于扇风机，由同步电动机拖动，其cosφ标出负值，其原因是：同步电动机当负荷率＞0.9，且在过励磁的条件下，其功率因数超前，向电网发送无功功率，故为负值。 水库的计算容量如下：
Pc5=KxPN5=0.7×900=630kw Qc5=PCtan?=630×0.56=782kvar
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SC5=P2?Q2=1400kva 广场照明的计算容量如下：
Pc6=KxPN6=0.7×354=248kw Qc6=PC6tan?=247×0.67=170kvar SC6=P?Q=3894kva 水源井的计算容量如下：
Pc7=KxPN7=0.84×2200=1848kw Qc7=PC7tan?=840×0.54=1290kvar SC7=P2?Q2=2254kva 选煤厂的计算容量如下：
Pc8=Kx8PN8=0.8×2200=170kw Qc8=PC8tan?=170×0.75=105kvar SC8=P2?Q2=1754kva 住宅区的计算容量如下：
Pc9=Kx1PN1=0.8×750=588kw Qc9=PC9tan?=588×0.60=349kvar SC9=P2?Q2=684kva 医院的计算容量如下：
Pc10=Kx1PN1=0.5×680=477.4kw Qc10=PC1tan?=477.4×0.55=487kvar SC10=P2?Q2=682kva 行政楼的计算容量如下：
Pc11=Kx1PN1=0.75×500=345kw Qc11=PC1tan?=345×0.43=259kvar SC11=P2?Q2=431kva 主排水泵的计算容量如下：
Pc12=Kx1PN1=0.88×4000=3400kw Qc12=PC1tan?=3400×0.66=1938kvar SC12=P2?Q2=3914kva
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山西大同煤矿变电所设计
