煤矿地面供电系统设计设计.docx

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煤矿地面供电系统设计设计

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F煤矿地面供电系统设计

毕业设计（论文）要求及已知条件（资料）：

要求：

1．按时完成毕业设计任务。

2．强调独立完成毕业设计任务，杜绝抄袭。

3．设计内容要求方案合理，各种参数处理、选取得当，计算正确。

4．设计说明书要求语言简练、文理通顺、字迹工整。

5．图纸严格按工程图纸要求绘制。

6．完成5000字左右的相关英文资料的翻译。

已知条件：

某F有限责任公司下辖的甲煤矿和乙煤矿，井田相邻，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，F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：

关闭甲煤矿，将其0.30Mt/a的生产能力划归乙煤矿；集中改造乙煤矿，生产规模由0.45Mt/a扩建至1.20Mt/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FA110kV变电站，长度9.5km；另一备用电源线路引自FB110kV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.

负荷统计见附表一。

毕业设计（论文）主要内容：

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变电所主接线方案确定；

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件（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、成绩评定表和答辩评定表一份。

5、设计的学生提供壹号图纸一张。

主要参考文献（资料）：

1.煤矿安全规程2011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GB50215

5.矿用电气设备选型手册

6.煤矿电气图专用图形符号MT／T570—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1109学生邢雅龙

要求设计（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

某F煤矿地面供电系统设计

摘要

煤矿供电系统的安全可靠，对煤矿的安全，经济，高效生产有重要的意义。

我的设计主要进行了煤矿地面35kV变电站的设计。

设计内容主要包括负荷计算、主接线设计、短路电流计算、电气设备选择等。

在做负荷统计时，用需用系数法进行负荷计算，根据负荷计算的结果确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，对高压进线的速断保护和过流保护，10KV出线的速断保护和过流保护及主变压器的差动保护、过流保护和过负荷保护的整定值、动作时限及灵敏度进行了计算和校验，最终使继电保护达到最佳状态。

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、运行方式、继电保护方案。

主接线形式为35KV侧是单母线分段，10KV侧是单母线分段。

两台主变压器采用分列运行方式。

最佳运行方式为一路运行、一路备用。

关键字：

负荷计算;变电站;短路电流;运行方式

APowerSupplySystemOfTheGroundFDesign

Abstract

ThedesignofthepreliminarydesignofthedesignoftheGround35kVsubstation.Thedesignprocessincludesloadcalculation,themainwiringdesign,shortcircuitcalculations,electricalequipmentselection.ThroughMine35KVsubstationloadstatisticsdowithrequiredloadfactormethodtocalculate,determinethestation'smaintransformerstationnumber,capacityandtypeofloadcalculationbasedontheresults.Withaunitvaluemethodofthepowersupplysystemoftheshort-circuitcurrentcalculation,fortheselectionandverificationofelectricalequipmenttoprovidedata.Accordingtothecharacteristicsofcoalminepowersystem,developaminesubstationmainconnectionmode,operationmode,relayprotectionscheme.Whichsideistheinnerbridgeconnection35KV,10KVmainconnectionisasinglemothersegments.Twomaintransformerbreakdownoperationmode.Andaccordingtothecurrentsettingandcheckrelevantdataandchoosethecircuitbreakers,isolationswitches,relays,transformersandotherelectricalequipment.

Keywords:

loadcalculation;substation;protection;Run

第一章概述

在矿山的生产过程中，电力是现代化采矿工业的主要动力，在采矿实践中占有极其重要的地位。

由于煤矿井下工作的特殊性，对煤矿供电提出了很高的要求，这些要求是：

1、供电可靠所谓供电可靠，就是要求供电不间断。

一旦煤矿供电中断，将会给煤矿人身及财产安全带来严重威胁。

《煤矿安全规程》规定：

矿井应有两回路来自不同变电所的电源线路，当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。

2、供电安全 井下供电容易导致触电或由电火花引起的瓦斯煤尘爆炸等事故，所以，必须采取一系列技术措施，制定严格的管理制度，保证安全供电。

3、供电质量良好对煤矿供电，不但要求电能数量满足生产需要，而且要求供电电能质量良好：

即频率波动范围不得超过额定频率的±0.5赫兹，电压波动范围不得超过额定电压的±5%。

4、供电经济煤矿供电设备耗电量很大，如果供电系统设计不合理，电器设备使用不当，会造成功率因数降低，线路损耗加大，使生产成本上升。

因此，保证煤矿供电的经济性意义重大。

1.1矿井地面供电设计目的

能对矿井供电系统有个更深入的了解，应用煤矿井下供电理论知识具体解决一些井下供电的技术问题。

培养供电设计应用基本能力，并学习供电系统运行和设备维护与管理等知识。

巩固和扩展知识领域，培养严肃认真的科学态度，提高独立工作的能力。

1.2矿井地面供电设计一般步骤

1.负荷计算

2.改善功率因数装置设计

3.主变压器的台数及容量选择

4.全矿总降压变电所主接线设计

5.矿区高压配电系统设计

6.全矿供、配电系统短路电流计算

7.变电所高、低压侧设备选择

1.3矿井供电设计原始资料

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FA110kV变电站，长度9.5km；另一备用电源线路引自FB110kV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.

第二章全矿负荷统计

2.1负荷计算的目的

为一个煤矿企业进行供电设计，首先要解决的是企业要用多少度电，或选用多大容量的变压器等问题，这就需要进行负荷的统计和计算，为正确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降低，重者影响供电系统的安全运行。

负荷计算偏大，则造成设备的浪费和投资的增大。

为此，正确的负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。

2.2负荷计算方法

本供电设计采用的电力负荷计算方法是需用系数法。

需用系数法计算简便，对任何性质的企业负荷均适用，且计算结果基本上符合实际。

公式简单，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企业变电站的负荷计算都适用。

对不同性质的用电设备、不同车间或企业的需用系数值，经过几十年的统计和积累，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，步骤如下：

1.用电设备组计算负荷的确定

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（2-1）

kvar（2-2）

kVA（2-3）

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：

（2-4）

（2-5）

（2-6）

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；

——分别对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

各用电设备组负荷计算

用电设备分组，由表确定各组用电设备的总额定容量。

由表查出各用电设备组的需要系数和功率因数，根据公式计算出各用电设备组的计算负荷。

（1）对主提升机

=0.86，=0.85，=0.62P=630KW

则;有功功率kW；

无功功率kvar；

视在功率kVA；

（2）对材料斜井绞车

=0.75，=0.80，=0.7P=400KW

则;有功功率kW；

无功功率kvar；

视在功率kVA；

（3）主斜井皮带辅助设备

=0.70，=0.70，=1.02P=29KW

则;有功功率kW；

无功功率kvar；

视在功率kVA；

（4）材料斜井绞车房

=0.7，=0.7，=1.02P=56KW

则;有功功率