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某矿井地面35kV变电所设计方案作者：姜霏来源：《价值工程》2014年第04期摘要：本文介绍了某矿井地面35/10kV变电所的设计方案，分别对变电所一次、二次的设计方法进行了说明。
文章根据矿井负荷计算结果，确定了主变压器的规格；分别介绍了35kV、10kV、0.4kV系统的供配电方案的设计及设备选择。
本变电所设计方案不仅满足矿井用电负荷的需要，同时兼顾了节能环保的要求，满足安全可靠、经济合理的要求。
关键词：变电所；供配电系统；一次设计；二次设计；变压器中图分类号：TD61 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）04-0051-021 变电所所址的选择本矿井采用双回35kV电源供电，两回35kV电源分别引自不同的区域变电站。
矿井工业场地建设一座35/10kV变电所，变电所低压为0.4kV。
变电所所址的选择应靠近负荷中心，便于进、出线且周围环境无明显污秽，结合矿井工业场地总布置情况，本变电所设于矿井工业广场的东南部。
2 变电所一次设计2.1 计算负荷及短路计算矿井35kV变电所10kV母线计算负荷：有功功率Pj=11638kW，无功功率Qj=7724kvar；无功补偿Qc=4380kvar，补偿后无功功率Qj=3344kvar，视在功率Sj=12123kVA，功率因数COS？准=0.96。
2.2 主要电气设备选择经过计算，矿井变电所35kV母线短路容量为94.3MVA，短路电流1.47kA，短路电流冲击值3.75kA；10kV母线短路容量为50MVA，短路电流2.75kA，短路电流冲击值7.02kA。
短路参数对电气设备选择无特殊要求。
变电所35kV配电装置选用KYN61-40.5Z（开断电流25kA）型户内铠装移开式金属封闭关柜；10kV配电装置选用KYN28A-12Z 型（开断电流20kA）户内中置开关柜；主要电气设备的技术参数经验算符合动热稳定的要求。
10kV馈出电缆最小热稳定截面：按中速开断速度考虑，取0.2S短路电流产生的热效应为Qth=I×Tth=7.022×0.2=9.86，电缆热稳定允许的最小电缆截面Smin=×103/C=22.9mm2，C取137（铜芯电缆）。
1 绪论XXXX矿是XXX矿业集团下属一个子矿，位于XXXXXX。
其设计生产能力、入洗能力均达90万吨/年。
矿井位于煤田东部，井田面积22.3平方公里，现在部分设备正处于更新中，其属于厚砾石层覆盖区，比较突出的采煤技术是单体支柱放顶煤开采，井深约在400米左右，由于其地下水丰富，该矿总共配有12台大型潜水泵，由于大型潜水泵的使用，其年耗电量大大增加。
按其采煤量计算耗电总耗电时间是4000h/年。
XXXX矿供电系统由三条35kv进线供电。
其矿内变配电所占地约2200平方米，三条进线分别到所内室外三个35/6kv主变压器，平常起用一台主变，地下水丰富的夏季一般开两台主变，室外部四脚分别设置四个15米高的避雷器。
采用单母分段的主接线形式，主母线分为三段，每段母线间以断路器隔开．使用高压六氟化硫断路器，稳定性及灭弧能力较高。
表1-1 全矿负荷统计及相关数据设备名称负荷等级电压v线路类型电机型式单机容量kv安装/工作台数工作设备总容量kw需用系数K x功率因数cos离35kv变电所的距离km主井提升1 6000 C Y 1400 2/1 1400 0．87 0．84 0．4 副井提升1 6000 C Y 1000 2/1 1000 0．85 0．82 0．4 扇风机 11 6000 K T 800 2/1 800 0．87 0．82 2．4 扇风机 21 6000 K T 800 2/1 800 0．87 0．82 2．2 压风机 1 6000 K T 300 5/3 900 0．86 0．86 0．2 地面低压1 380 C 1350 1250 0．76 0．82 0．05 机修厂3 380 C 450 450 0．60 0．75 0．3综 采 车 间3 380 C 480 480 0．70 0．78 0．6 洗煤厂 2 380 K 1200 0．76 0．84 0．5 大汪村 3380 K450 0．80 0．80 2．5排水泵 1 6000 C X 680 12/4 2720 0．86 0．86 0．8 井 下 低 压2660 CX2600 0．72 0．78矿井年产量：110万吨 井筒深度： 0.4km ， 服 务 年 限：100年 该矿井为地下水丰富矿井。
35KV变电所电气设计首先，变电所的电气系统结构设计是一个关键环节。
在35KV变电所中，一般采用双重供电系统来保证供电可靠性。
这意味着需要设计两条35KV输入线路和两台主变压器。
同时，为了确保变电所的平稳运行，也需要设计备用设备，如备用变压器和备用输入线路。
此外，还需要考虑到负荷的季节性变化和容量预留等因素，以确保变电所的供电能力满足需求。
其次，配电系统设计是35KV变电所电气设计的关键内容之一、在配电系统设计中，需要确定变电站的高压侧电压等级和低压侧电压等级。
一般来说，中压侧电压等级选用10KV或6.6KV，低压侧电压等级选用0.4KV。
此外，还需要设计配电变压器、配电开关设备、母线系统等。
同时，还需要考虑到负荷的合理分配和电流的平衡，以确保配电系统的稳定运行。
保护与自动化系统设计也是35KV变电所电气设计中的重要内容。
保护系统设计包括主保护和备用保护的确定、保护参数的设置等。
主保护通常采用差动保护和过流保护，备用保护通常采用零序保护和地电流保护。
此外，还需要设计对断路器、接地开关等设备进行保护的辅助保护。
自动化系统设计包括遥测、遥信、遥控和自动化装置的设计。
通过自动化系统的设计，可以实现对变电所的远程监测和控制，提高运行效率和可靠性。
最后，接地系统设计是35KV变电所电气设计的重要内容之一、接地系统设计包括变电所的接地网设计和设备的接地设计。
变电所的接地网一般采用星形接地和总接地电阻接地。
通过合理的接地设计，可以确保设备的安全运行，减少雷击和接触电压带来的影响。
综上所述，35KV变电所电气设计的主要内容包括变电所的电气系统结构设计、配电系统设计、保护与自动化系统设计、接地系统设计等。
通过合理的设计，可以确保变电所的稳定供电和安全运行。
矿井35kV变电所电气设备布置型式设计分析矿井35kV变电所的设计工作主要是针对矿井供电部分的设计内容，其中电气主结线与电气设备的布置在非常重要的环节。
本文主要介绍了35kV变电所在进行电气主结线、电气设备的布置工作、电气设备布置的型式的整体设计情况，细致的进行有效的分析。
本文通过对矿井35kV变电所电气主结线；矿井35kV 变电所四种电气设备布置型式分析；电气设备布置型式的适用场合进行了简单的论述。
标签：35kV变电所；电气设备；布置型式；电气主接线矿井35kV变电所主要的工作任务就是供应煤矿地面与井下的用电负荷，变电所设计工作的合理性受到使用经费的多少决定，设计运行的安全性能，制约着整个矿区的正常生产与工作人员的安全保障。
所以说，矿井35kV变电所设计工作是保证矿井供电安全的重要因素。
变电所设计工作的重要内容就是电气主结线与电气设备的布置工作，因此，要重点研究有关矿井35kV变电所电气设备的布置型式。
1 矿井35kV变电所电气主结线在进行矿井35kV变电所电气主结线设计的时候，要结合矿区总体供电的设计、规划、使用线路的数量、使用设备的特点、电力负荷的性质等。
要保证供电设备的安全性能、稳定性能，保证在运行的过程中的灵活性、操作简单性、快捷性等，在供电设备的投资方面既要保证使用设备的质量，又要节约投资费用。
在进行选址的时候，要考虑将来扩建的问题。
矿井35kV变电所属于是终端的变电所，使用的主变压器一般不超过两台，因此，35kV的侧接线使用桥形接线与单母线分段接线两种方法，当电压处于6至10kV的时候，要选择单母线分段接线进行有效的连接各种。
2 矿井35kV变电所四种电气设备布置型式分析在通过情况之下，矿井35kV变电所使用的电气主结线的型号相同，但是，伴随着科学技术的不断发展与进步，配电装置的型号也在发生着变化，推陈出新。
配电装置的型号、矿井内部的规模、工业的场地等，都是影响变电所电气设备布置发生变化的重要因素。
白岩脚煤矿35kV变电站新建工程初步设计说明书设计院二○○九年十二月审定：审查：校核：编写：目录第一章总的部分 (1)1.1 设计依据 (1)1.2 设计执行的技术依据 (1)1.3 工程概况 (1)1.4 设计水平年 (1)1.5主要设计原则 (2)1.6设计范围及配合分工 (2)1.7 本工程的建设规模 (2)1.8主要技术特点 (3)1.9 主要经济指标 (3)1.9.1接入系统方案 (3)1.9.2电气主接线的确定 (3)第二章电气一次部分 (4)2.1 电气主接线 (4)2.1.1 变电站本期设计规模 (4)2.1.2 电气主接线 (4)2.2 短路电流计算 (5)2.2.1 计算条件 (5)2.2.2 计算结果 (5)2.3 主要电气设备的选择 (6)2.3.1 主变压器规范（选用三相双绕组油浸自冷有载调压降压变压器） (6)2.3.2 35kV设备 (6)2.3.3 10KV设备 (6)2.4 变电站保护接地 (7)2.4.1 避雷器的配置 (7)2.4.2绝缘子串泄露距离及电气设备外绝缘 (7)2.4.3 防直击雷保护 (7)2.4.4 接地 (8)2.5 电气设备布置及配电装置 (8)2.5.1 电气设备布置 (8)2.5.2 站用电及照明 (8)2.5.3 电缆设施 (9)第三章电气二次部分 (10)3.2继电保护和自动装置 (10)3.2.1 主变压器的保护 (10)3.2.3 10kV电容器的保护 (12)3.2.4 站用变的保护 (13)3.2.5母线分段的保护 (13)3.3 通信部分 (13)3.3.1 调度管理关系 (13)3.3.2 通道组织原则及信息传输种类 (13)3.3.3 系统通信方案 (14)3.3.5 对外通信 (15)3.3.6网管、公务系统 (15)3.3.7通信屋 (15)3.4 系统调度自动化 (15)3.4.1概述 (15)3.4.2远动系统 (15)3.4.3 信息量测量精度 (19)3.4.4 数据处理 (19)3.4.5 显示功能 (20)3.4.6 打印记录及报警功能 (20)3.5五防终端 (21)3.6微机监控系统 (21)3.6.1 微机监控系统设计原则 (22)3.6.2 微机监控系统的监控范围 (22)3.7图像监视及安全警卫系统 (23)3.8火灾探测报警系统 (23)3.9直流系统和交流不间断电源 (23)3.9.1直流系统 (23)3.9.2交流不间断电源系统 (24)3.10 电能量计量计费系统 (25)3.10.1电能量采集装置及电度表 (25)3.10.2电能量计量计费系统与调度端接口 (25)3.11二次防雷及抗干扰措施 (25)3.11.1二次防雷 (26)3.11.2其他抗干扰措施 (27)3.12 电缆及敷设 (28)第四章土建部分 (29)4.1概述 (29)4.1.1站区场地概述 (29)4.1.2 设计的原始资料 (30)4.1.3主要建筑材料 (30)4.1.4 主要装饰材料 (31)4.1.5 地方性建筑材料情况 (32)4.2 站区总布置与交通运输 (32)4.2.1 全站总体布置结合自然条件的说明： (32)4.2.2 道路及场地处理 (33)4.3建筑 (33)4.3.1 全站建筑物简述（或一览表） (33)4.4 结构 (33)4.4.1 全站建筑物结构 (33)4.4.2 屋外变电构架部分 (34)4.4.3避雷针 (34)4.4.4电容器及变压器基础 (34)4.4.6事故油池 (34)4.4.7围墙结构 (34)4.4.8挡土墙结构 (34)4.4.9主要技术经济指标 (35)第五章防雷接地部分 (35)5.1 过电压保护 (35)5.1.1直击雷保护 (35)5.1.2雷电侵入波保护 (35)5.2 接地 (35)5.2.1对接地电阻的要求 (35)5.2.2接地装置 (36)5.2.4电缆敷设 (36)第六章其他 (36)6.1 采暖 (36)6.2通风 (37)6.3 噪音防止措施 (37)6.4消防 (37)6.4.1 主变压器消防 (37)6.4.2 电缆消防 (37)6.4.3给排水部分 (38)6.5消防 (38)附件：附图第一章总的部分1.1 设计依据设计院与贵州源建劳务有限公司所签订的关于《金坡乡白岩脚煤矿配电工程勘察设计合同》1.2 设计执行的技术依据（1）《35～110千伏无人值班变电所设计规程》DL/T684-1999 （2）《35～110千伏变电所设计规范》GB50059-92 （3）《高压配电装置设计技术规程》SDJ5-85（4）《3～110千伏高压配电装置技术规范》GB50060-92 （5）《变电所总布置设计技术规程》DL/T5056-199（6）《继电保护和安全自动装置技术规程》GB14285-93 （7）《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定》NDGJ8-89（8）《导体和电器选择设计技术规定》SDGJ14-86 （9）《火力发电厂与变电所设计防火规范》GB50229-96 （10）《变电所建筑结构设计技术规定》NDGJ96-91.3 工程概况35kV白岩脚煤矿变电站站址位于XX县金坡乡东南面2000米左右，离沙莫莫寨子东面800米。
35KV变电所设计配置设计方案广州华立科技职业学院毕业设计（论文）中文题目：35KV变电所设计配置方案英文题目：35KV substation design configuration program学生姓名：学号：专业：指导老师姓名：论文提交时间：35KV变电所设计配置设计方案内容大纲变电所即改变电压的场所。
是介于发电与用电的环节，对于电力系统的牢固性、安全性和效率有着极为重要的作用。
35kV对照于110kV以及220kV来说，35kV属于小型容量的变电所。
这种小型的变电所在诸如北上广深等用电量大、经济发达的一线城市已不再进行建设，但在二、三、四线城市以及农村等依旧仍将长远存在。
本文依照整体情况，就县、乡（镇）以及农村35kV提出合理的设计解决方案以及适用范围。
重点字：小型化35kV变电所设计方案35KV变电所设计配置设计方案ABSTRACTThe place where the voltage changes. Is between the power generation and electricity links, for the stability of the power system, safety and efficiency has a very important role. 35kV compared to 110kV and 220kV, 35kV is a small capacity of the substation. This small substation, such as Beijing , Shanghai, Guangzhou and Shenzhen and other large electricity consumption, economically developed first-tier cities are no longer construction, but in the second, third and fourth tier cities and rural areas will still exist for a long time. Based on the general situation, this paper puts forward reasonable design solution and scope of application to county, township (town) and rural 35kV.Keywords:miniaturization 35kV substation design35KV变电所设计配置设计方案目录内容大纲 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论······························································································ - 1 -一、35kv变电所归纳 ············································································ - 1 -二、国内外发展情况 ············································································· - 1 -(一) 数字化变电所技术 ····································································· - 1 -(二) 继电保护的未来发展 ·································································· - 1 -(三) 防雷的发展远景 ········································································ - 1 - 第二章设计方案························································································ - 2 -一、设计目标 ······················································································ - 2 -二、设计方案 ······················································································ - 2 -(一) 变电所选址原则和作用 ······························································· - 2 -1. 变电所的选择原则·································································· - 2 -2. 电力系统供电要求·································································· - 2 -3. 电力系统的额定电压······························································· - 3 -(二) 主接线设计·············································································· - 3 -1. 单母线分段接线方案······························································· - 3 -2. 单母线接线方案····································································· - 4 -3. 外桥接线方案········································································ - 5 -4. 解析比较 ·············································································· - 5 -(三) 负荷计算················································································· - 7 -(四) 短路电流的计算········································································ - 8 -(五) 配电装置的平面设计 ·································································- 10 - 第三章结论·····························································································- 11 - 参照文件 ···································································································- 12 -35KV变电所设计配置设计方案第一章绪论一、35kv变电所归纳在现在的生活中，电能是主要能源与动力，其以输送分配简单经济，易于实现生产过程自动化，方便控制、调治和测量等诸多优势称为世界上能量流通及使用的最主要形式，是今世界使用最为宽泛、地位最为重要的能源，应用在现代工业生产及公民经济生活中各个领域。
摘要本文详细介绍了某矿35kV总降变电所的设计。
文中对主接线的选择、高压设备的选择、负荷计算、短路电流计算,各种继电保护选择和整定计算皆有详细的说明。
特别对主接线的选择,变压器的选择,还有一些电气设备如断路器、电流互感器、电压互感器等的选择校验作了详细的说明和分析。
其中还对变电所的主接线，平面布置，高低压侧的一些保护装置等通过CAD制图直观的展现出来。
本次设计的内容紧密结合实际，通过查找大量相关资料，设计出符合当前要求的变电所。
设计中除采用了一些固定方式的保护和常规保护外，还采用微机保护，通过电力监控综合自动化系统，可以使变电站内值班人员或调度中心的人员及时掌握变电所的运行情况，直接对设备进行操作，及时了解故障情况，并迅速进行处理，达到供电系统的管理科学化、规范化、并且还可以做到与其他自动化系统互换数据，充分发挥整体优势，进行全系统的信息综合管理。
在本次设计中，得到了学校老师、同学的耐心指导和大量帮助，在此对他们表示衷心的感谢和崇高的敬意。
关键词:负荷计算；电气主接线设计；短路电流计算；防雷；继电保护；目录摘要................................................................................... - 1 -Abstract ................................................... 错误！未定义书签。
1 绪论............................................................................... - 4 -2 负荷统计及计算 .............................................................. - 5 -2.1 负荷计算的意义和目的................................................ - 5 -2.2负荷计算方法................................................................. - 6 -2.3负荷计算过程................................................................. - 7 -2.4 功率补偿........................................................................ - 9 -2.4.1 功率补偿因数计算............................................... - 9 -2.4.2 选择电容器......................................................... - 10 -2.4.3 校验COS ......................................................... - 12 -3 主变器的选择 ................................................................ - 12 -3.1 变压器选取原则.......................................................... - 12 -3.1.1 变压器台数的选择............................................. - 13 -3.2 变压器选择计算.......................................................... - 13 -3.3 变压器经济性分析...................................................... - 14 -4 电气主接线的设计 ........................................................ - 18 -4.1 电气主接线的设计原则和要求.................................. - 18 -4.1.1 电气主接线的设计原则..................................... - 18 -4.1.2 电气主接线设计的基本要求............................. - 19 -4.2电气主接线的选择....................................................... - 20 -4.2.1变电所的主结线方式.......................................... - 20 -4.2.2本所主接线方案.................................................. - 23 -4.3变配电所进出线的类型截面选择............................... - 23 -4.3.1 概述..................................................................... - 23 -4.3.2变压器高压进线选择.......................................... - 24 -4.3.3变压器低压出线选择.......................................... - 24 -5 短路电流计算 ................................................................ - 24 -5.1 短路电流计算的一般概述.......................................... - 24 -5.1.1 短路的类型......................................................... - 25 -5.1.2 短路回路参数的计算................................... - 25 -5.2 短路电流的计算.......................................................... - 27 -6 电气设备的选择和校验 ................................................ - 35 -6.1高压电器选择的一般原则........................................... - 35 -6.2电气设备的选择及校验............................................... - 37 -6.2.1选择断路器及校验：.......................................... - 39 -6.2.2选择电流互感器及校验：.................................. - 40 -6.2.3电压互感器的选择.............................................. - 40 -6.2.4选择隔离开关及校验：...................................... - 41 -6.2.5高压熔断器的选择.............................................. - 42 -6.2.6 避雷器的选择..................................................... - 43 -7 变电所的平面布置 ........................................................ - 43 -8 变电所的防雷保护及接地装置 .................................... - 44 -8.1直击雷过电压保护....................................................... - 44 -8.2雷电侵入波的过电压保护........................................... - 45 -8.3防雷接地....................................................................... - 46 -9 继电保护 ........................................................................ - 46 -9.1 概述.............................................................................. - 47 -9.1.1 变压器的瓦斯保护............................................. - 47 -9.2变压器的过电流保护................................................... - 47 -9.3 变压器的速断保护...................................................... - 48 -结论............................................................................. - 48 -致谢............................................................................... - 49 -参考书目............................................................................. - 50 -1 绪论随着现代工业的发展，电能在工业中越来越显示其作用的巨大，而作为接受和分配电能的变电站所更是在工业企业占据十分重要的位置，因此，设计、分析和发展变电所是一项很重要的任务。
煤矿35kV变电所的设计，这个题目是我大学毕业时候做的毕业设计题目，也是比较熟悉的问题，现在到矿山工作了，还是少不了这方面的知识，只是没有以前那么系统了，今天拿过以前的毕业设计再回顾一下第一章是概述，主要包括矿山供电的基本要求、变电所设计的原则和设计的内容和步骤第1章1.1矿山供电的基本要求1.1.1供电可靠供电可靠就是要求不间断供电。
供电中断时不仅会影响矿井的原煤产量，而且可能损坏设备，甚至发生人身事故和造成矿井的破坏。
例如煤矿井下的空气中含有瓦斯气体，并且有水不断涌出，突然停电，将会使排水和通风设备停止运转，可能造成水淹矿井，工作人员窒息死亡或引起瓦斯、煤尘爆炸，危及矿井和人身安全。
因此，对煤矿中的重要用电设备，要求采用两个独立电源的双回路或环式供电方式，两路电源线路互为备用，当一路电源线路故障或停电检修时，则由另一路电源线路继续供电，以保证供电的可靠性。
1.1.2供电安全供电安全具有两个方面的意义，即防止人身触电和防止由于电气设备的损坏和故障引起的电气火灾及瓦斯、煤尘爆炸事故。
煤矿井下空间狭小、潮湿阴暗，井下电气设备的受潮和机械损伤容易发生人身触电事故；供电线路和用电设备的损伤和故障产生的电气火花，会造成火灾或瓦斯、煤尘爆炸事故。
因此，为了避免事故的发生，在煤矿供电工作中，应按照有关规定，采取防爆、防触电、过负荷及过流保护等一系列技术措施和管理制度，消除各种不安全因素，确保供电的安全。
1.1.3保证供电质量衡量供电质量高低的技术指标是频率的稳定性和电压的偏移。
交流电的频率对交流电动机的性能有着直接的影响，频率的变动会影响交流电动机的转速。
按照《电力工业技术管理法规》规定，对于额定频率为50Hz的工业用交流电，其频率相对于额定值的偏差不允许超过±0.2-±0.5Hz，即为额定频率的±0.4-±1％。
电压偏移是衡量供电质量的又一重要指标。
所谓电压偏移，是指用电设备在运行中，实际的端电压与其额定电压的偏差。
1 概述1.1 变电所简介变电所按其分类的原则不同可划分出许多类型，比如按变电所容量和馈线的多少可以分为大、中、小型变电所；按变电对象的差异可以分为城镇变电所、工业变电所和农业变电所；按电压等级可分为超高压、高压、中压和低压变电所；按是否有人正常运行值班可以分为有人值班和无人值班变电所等。
1.2矿井概述本设计考虑的对象是年产300万吨矿井的35KＶ变电所设计。
此矿井是一个年产300万吨的大型煤矿，设计服务年限为120年，属于低沼气矿井。
立井深度650m，井下允许短路容量不大于100MV A。
井下6KV电缆（不含下井电缆）总长度40km，6KV母线上补偿后功率因数要求值。
上级变电所至此变电所的供电电压等级为35KV，且二者相距8km。
设计输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。
电源母线上最大运行方式下的系统电抗Xxmin＝0.03（Sj＝100MV A，最小运行方式下的系统电抗Xxmax＝0.07（Sj＝100MV A）。
实行两部电价制，固定部分按最高负荷收取电费。
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45℃；室内最高气温月平均值为32℃；土壤最高气温月平均值为29℃；冻土厚度为0.45ｍ，土质为沙质粘土。
全矿负荷统计见表１－１。
注1: 线路类型: C---电缆线路; K---架空线路.注2: 电机型式: Y---绕线型式; X---鼠笼型式; D---直流; T---同步.２ 负荷计算与变压器选择2.1 负荷分组与计算变电所电流（或容量）大小是确定供电系统，选择变压器容量，电气设备，导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要依据。
但是由于一台设备的额定容量往往大于其实际负荷，而且一组设备中各负荷的功率因数不同，一般不同时工作，最大负荷总是小于他们额定负荷之和，因此，精确计算变电所负荷显得尤为重要，同时又有一些难度。
目前，确定计算负荷的方法一般有利用系数法、二项式法、单位电耗法和需用系数法。
浅谈煤矿35KV变电所设计的难点和重点摘要 35kV变电站是一个枢纽性变电所，是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，特别是在煤矿企业中，既是矿井安全生产坚强保障，更是煤矿供电系统安全运行的前提。
关键词35kV变电站设计35KV变电所是电力系统的重要组成部分，35KV变电所设计的质量，会直接决定了今后运行的优劣。
笔者根据自身工作经验，结合煤矿变电所的实际情况，把煤矿变电所设计中容易出现的问题和难点、重点进行了总结，并通过一个具体的变电所设计阐述指如下：1、设计依据王庄煤矿提供的各项基础资料。
⑴电压等级： 35/10KV⑵主变压器两台，每台容量为5000KVA，本期一次设计建成⑶进出回数：1）35KV出线2回。
2）10kV出线14路,分列10kV两端母线，全容量备用。
2、现状、建设规模王庄煤矿年产量预计达到90万吨，现有10kV配电室一座，10kV出线六回，原有配电室已不能满足煤矿产量提升后的用电要求。
为保证安全生产，需新建35KV变电所一座。
根据现有煤矿双电源规程要求,本工程实现完整的全系统、全容量备用的供电方式，进线电源按两回路考虑，两回路电源一用一备,实现线路及主变备自投，提高了供电可靠性。
户外主变压器2×5000KVA三相两绕组有载调压变压器，电压等级35/10kV。
35kV进线最终两回路，本期一次建成；3、原始资料分析（1）分析本变电站在电力系统中的作用：本变电所的电压等级为35kV，属于一般变电所。
（2）建设规模：1）35kV进线最终两回路，本期一次建成。
2）10kV出线共十四回路。
4、主变压器的选择变压器是变电站的重要设备，其容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，如选用适当不仅可减少投资，减少占地面积，同时也可减少运行电能损耗，提高运行效率和可靠性，改善电网稳定性能。
（1）主变压器台数：为保证供电可靠性，变电所一般设有两台主变压器。
1 概述1.1 变电所简介变电所按其分类的原则不同可划分出许多类型，比如按变电所容量和馈线的多少可以分为大、中、小型变电所；按变电对象的差异可以分为城镇变电所、工业变电所和农业变电所；按电压等级可分为超高压、高压、中压和低压变电所；按是否有人正常运行值班可以分为有人值班和无人值班变电所等。
1.2矿井概述本设计考虑的对象是年产300万吨矿井的35KＶ变电所设计。
此矿井是一个年产300万吨的大型煤矿，设计服务年限为120年，属于低沼气矿井。
立井深度650m，井下允许短路容量不大于100MV A。
井下6KV电缆（不含下井电缆）总长度40km，6KV母线上补偿后功率因数要求值。
上级变电所至此变电所的供电电压等级为35KV，且二者相距8km。
设计输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。
电源母线上最大运行方式下的系统电抗Xxmin＝0.03（Sj＝100MV A，最小运行方式下的系统电抗Xxmax＝0.07（Sj＝100MV A）。
实行两部电价制，固定部分按最高负荷收取电费。
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45℃；室内最高气温月平均值为32℃；土壤最高气温月平均值为29℃；冻土厚度为0.45ｍ，土质为沙质粘土。
全矿负荷统计见表１－１。
注2: 电机型式: Y---绕线型式; X---鼠笼型式; D---直流; T---同步.２ 负荷计算与变压器选择2.1 负荷分组与计算变电所电流（或容量）大小是确定供电系统，选择变压器容量，电气设备，导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要依据。
但是由于一台设备的额定容量往往大于其实际负荷，而且一组设备中各负荷的功率因数不同，一般不同时工作，最大负荷总是小于他们额定负荷之和，因此，精确计算变电所负荷显得尤为重要，同时又有一些难度。
目前，确定计算负荷的方法一般有利用系数法、二项式法、单位电耗法和需用系数法。
其中需用系数法为煤矿供电系统目前采用的计算方法，其有关公式如下所示：（1）向单一用电设备供电时的计算负荷：Ｐmax =Kx1Pe =1ηηPeKfQmax =Pmax tg φKf:负荷系数； Pe:用电设备的额定负荷；η:用电设备实际负荷时的效率； 1η:线路效率；Kx1: 单一(2) 用电设备组的计算负荷： Ｐmax=Kx ∑Pe=Pe lpj KfKt∑ηη Qmax=Pmaxtg pj ΦKx:成组负荷的需用系数 Kt:设备同时系数Kf:该组设备负荷系数 pj η：该组设备加权平均效率(3) 总计算负荷因各用电设备组的最大负荷常常不是在同一时刻需要，所以，计算总的计算负荷时，应该将各用电设备组计算负荷之和再乘以组间的最大负荷同时系数Ktmax 。
其值见表2--1。
从以上分析可以看出用需用系数法计算全矿井的各种负荷时需对全矿井的各种负荷进行分组，然后才可计算出全矿井总的计算负荷。
综合考虑此矿井个方面的因素，将各种负荷进行分组。
如表１—１所示，共分13组，然后计算各组计算容量。
例如： 以主井提升机为例：Kx=0.84 Pe=2200KWPca=Kx ⨯Pe=1848KW Qca=Pca ⨯tg ϕ=1275KVAR Ssa=ca Q ca P 22+=2245KVA 同理可得出其余各组数据见下表2-2由于地面及井下低压用户如机修厂等需用低压电源，所以应选择低压变压器为这些用户供电。
选择时可按表2-2中的计算容量进行。
当供电回路为两回路时应选两台变压器同时运行（一般主要含有一、二类负荷的设备组就应选两台以上）。
矿井低压变压器的选择原则与一般工业企业类似，选一台者，只需变压器额定容量大于或等于计算容量即可；选两台者，每一台的容量应能满足改组一、二类负荷的需要，且两台的综容量应大于或等于计算容量。
（1）地面低压：考虑各种情况选用两台 S9—1600/6 6/0.4KV 型三相油浸自冷)式铜线电力变压器。
（2）机修厂：综采车间、工人村与支农变压器分别选用S9—630/6 6/0.4KV; S9—800 6/0.4KV; S9—800 6/0.4KV 和S9—500 6/0.4KV 型三相油浸自冷式铜线电力变压器各一台。
（3）洗煤厂： 选用两台S9—1600/6 6/0.4KV 型三相油浸自冷式铜线电力变压器。
（4）各变压器损耗计算：例：对于地面低压两台低压变压器空载无功损耗： KVAR Sbe Ia Qk 16160001.0100%=⨯=⨯=∆额定无功损耗： KVAR Sbe Ua Qe 721600045.0100%=⨯==∆单台负荷率： 467.0160024.1494=⨯=β因此从以上算出的各种参数可以得出两台变压器的总的有功和无功损耗为： v a r 4.63)72467.016(2)(20.11)0.14467.045.2(2)(22222K Qe Qk Qt KW Pe Pk Pt =⨯+⨯=∆+∆⨯=∆=⨯+⨯=∆+∆⨯=∆ββ 其他各组变压器的损耗同理可以得出。
如下表2—3： 各低压变压器的选择和功率损耗计算在已知各低压变压器的有功及无功损耗后，就可以得出主变压器6KV 母线上的计算负荷。
取同时系数Ksi=0.8则KWPt Pj Ksi Pca 6.15009)58.494.18712(8.0)6.(6.=+⨯=∆∑+⨯=而对于无功计算负荷，则应取得最大同时系数Ksi=0.9（注: 《煤矿电工手册》 4—1—49 ）。
Qca.6=Ksi （∆Qj.6+∆Qt ） =0.9⨯（2551.2+266.45）=11535.80得出主变压器6KV 母线侧的计算负荷后，就可以进行无功补偿及电容器柜的选择了。
2.2 cos ϕ补偿与电容器选择用6KV 母线计算负荷进行选择电容器柜，从而实现无功补偿。
按要求补偿后6KV 母线的功率因数为0.97。
补偿后的6KV 母线计算负荷即主变压器应输出的电力负荷。
此时，计算主变压器损失时，由于主变压器未选，所以可按下述近似公式计算主变压器损耗。
∆Pt=0.02Sca ∆Qt=0.08Sca其中Sca 为补偿前6KV 母线上的计算负荷，补偿前后6KV 母线上无功功率之差即为所需补偿电力电容器容量。
Qc=Qca.6-Q=Pav （tg 1ϕ –tg 2ϕ）取补偿后功率因数为cos 2ϕ=0.97。
因此，只需求出补偿前的功率因数cos 1ϕ即可求出Qc 。
cos 1ϕ=6.ca Q 6.ca P 6.Pca 22+=2244.115625.150195.15019+=0.792则 tg 1ϕ =0.768因cos 2ϕ取0.97，则tg 2ϕ =0.25 。
无功补偿计算中的最大月平均有功负荷可按下式计算 Pav=KavPca.6 因此：Qc=Pav （tg 1ϕ- tg 2ϕ）=0.75⨯15009.6⨯(0.768-0.25) =5831.2Kav--平均负荷系数,取为0.75(一般取为0.65~0.85) Pca —全矿6KV 母线补偿前的有功功率计算负荷矿井地面变电所6KV 侧一般采用单母线分段，故所选电容器应为偶数，因为电容器柜每柜容量为270Kvar 。
因此，所需柜数为226.212702.5831270Qc ≈==（台） 2.3主变压器选择据∆Pt=0.02Pca ，∆Qt=0.08Sca 可以近似计算出主变压器损失。
则 ： ∆Pt=0.02Pca.6=0.02⨯18930.5=378.61KW∆Qt=0.08Qca.6=0.08⨯18930.5=1514.44Kvar补偿后6KV 母线计算负荷再加上主变压器损失之后就是主变压器实际需要的容量。
即 Pca.6+∆Pt=15009.6+378.6=15388.11KWQca.6+∆Qt=11535.8+1514.44=13050.24kvarSca.6=18KVA .20177)Qt 6.Qca ()Pt 6.Pca (22=∆++∆+由于煤矿一般采用两回独立电源线路供电，主变压器一般按SNT ≥KtSca.6选择（式中Kt 考虑主变压器损耗的增值函数，当KtSca.6 10000KVA 时取1.1，反之取1.08）。
采用同时分裂运行方式。
因为这样比较灵活、经济，适合我国的两部电价制。
其固定电费按最高负荷收费的方式。
同时，一台变压器的容量必须在另一台主变压器发生故障时，保证对矿井一、二类负荷供电。
一、二类负荷占总负荷的百分比可按以下方法求得。
根据表2-2，一、二类负荷总的有功功率为P1.2=15653.4KW 。
因此一二类负荷占总负荷的百分比为%7.834.187124.15653%100Pa 2.P1==⨯∑=η 即根据《煤矿安全规程》，当两台变压器中一台停止运行时，另一台必须保证83.7%（据SNT ≥1.08Sca.6=1.08⨯20177.18=21791.35KVA ）若选两台16000KVA 变压器，则当一台工作时，只能保证总矿井负荷的73.4%，不能保证生产和安全的需要，若选两台20000KVA 的主变压器，可保证总矿井91.8%的负荷。
因此，选择两台20000KVA 的主变压器，型号为SF7—20000 35/6.3。
(该型号变压器为35KV 级SF7系列三相有劲风冷式铜线电力变压器为目前国内使用中最先进的电力变压器)。
由于，此时电费收取方法是按两部电价制，固定部分按最高负荷收取，因此，尽管两台变压器同时运行时，负荷率较一台单独运行时低得多，但二者相比，电费大致相等。
因此，选两台主变压器分裂运行较为有利。
2.4 cos '35ϕ及全矿电耗、吨煤电耗计算经过以上各节计算，选择了主变压器，使6KV 母线上的功率因数达到了0.95以上，下面来讨论35KV 侧功率因数，即cos '35ϕ的大小。
（1） 主变压器损耗计算504.04000018.201776.===Sbe Sca βvar16002000008.0100%var 14020000007.0100%00k Sbe Ud Qe k Sbe I Q =⨯==∆=⨯==∆两台变压器总的有功及无功损耗为：var1080)1600504.0140(2)0(225.92)93504.05.22(2)0(22222k Qe Q Qt KW Pe P Pt =⨯+⨯=∆+∆⨯=∆=⨯+⨯=∆+∆⨯=∆ββ注：主变压器参数：表2—4（2） 35KV 侧负荷与功率因数Pca.35=Pca.6+∆Pt=15019.6+92.25=15101.85 KW Qca.35=Qca.6+∆Qt=11535.80+1080=12615.80 kvar (其中Pca.6、Qca.6分别为补偿后6KV 侧有功和无功计算负荷) Sca.35=0KVA .196788.1261585.1510135.ca Q 35.ca P 2222=+=+则 cos 767.0S P 35.ca 35.ca /35==ϕ 根据6KV 母线上总的补偿后的计算负荷P /6.ca ，加上补偿后主变压器的有功损耗，再乘以矿井年最大负荷利用小时即为矿井年电力消耗，年电耗除于年产量即得吨煤电耗。
