煤矿供电毕业论文

前言 本设计是根据设计任务书的要求，利用所学的煤矿供电知识，在指导老师的辛勤指导下完成的。 设计共分八章。第一章：概述；第二章：负荷计算与无功功率的补偿；第三章：供电系统；第四章：短路电流计算；第五章：电气设备的选择；第六章：变电所布置；第七章：继电保护；第八章：其它。 设计本着计算准确，选型恰当，布置合理的原则，保证做到安全、可靠、技术经济合理。 由于所学知识有限，技术资料缺乏，实践经验不足，设计中不能避免存在许多错误和不足之处，如某些所选设备可能已经过时等等，敬请老师指教。 设计任务的完成，与老师认真耐心、细致的指导是分不开的，在此谨对老师致以衷心的感谢。 1 概述 1.1 矿井简介 本设计是一所以10kV的禾草沟煤矿矿井井下中央变电所。矿井年产量60万吨，采用一对斜井开拓，中央并列抽出式通风。矿井为高瓦斯矿井，煤尘具弱爆炸危险性。 矿井最高温度为320C，地面变电所与副井口的距离为150m，井筒深度为980m，付斜井做主提升，净段面积6.0㎡，斜长980m，倾角24-250。矿井所在地区电业部门按最高负荷收费，中央变电所10kV高压距地面变电所电缆长为1130m。 1.2 供电系统概述

电力是现代矿山企业的动力，首先应该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 矿山企业对供电的基本要求

矿山由于生产条件的特殊性，对供电系统有特殊的要求，具体要求如下： （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可能程度。矿山如果供电中断，不仅影响产量，而且有可能造成人身事故和设备损坏，严重会造成矿井的破坏。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，可能造成触电及电火花和瓦斯煤尘爆炸等事故，所以必须采取如防爆、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，以确保供电的安全。 （2）保证供电电能质量 在满足供电可靠与安全的前提下，还应该保证供电质量，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加，可能会造成电力电容器过负荷，严重时甚至造成事故。所以必要时应采取相应的技术措施保证电能质量。 （3）保证供电系统的经济性 在满足以上要求条件下，应力求供电系统简单，安装、运行操作方便，投资少、见效快和运行费用低。 1.2.2 电力负荷的分级

按照对供电可靠性的要求不同，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 这类负荷若供电突然中断造成生命危险，或者造成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升机等。 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 这类负荷若突然停电，会造成生产设备局部损坏，或生产流程紊乱且恢复困难，企业内部运输停顿或出现大量废品或大量减产，因而在经济上造成一定的损失。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确定。 （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，对这类供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回路供电。 1.2.3 禾草沟周围电源情况 本矿井附近有一条10kV由区域变电所向另一矿井的备用线路。本矿与区域变电所的距离为4km，与另一矿井的距离为3.5km。另一矿井正常 情况下由另一变电所供电，用双回路供电，长度为5km。具体情况见图1-1。 我们就是根据如图1-1的情况，设计禾草沟35kV变电所，保证禾草沟正常的生产。 1.3变电站选址

矿区变电所不论容量大小，应有两个以上的独立企业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确定。 （4）交通运输方便。 （5）具有适宜的地质条件。 （6）尽量不设在空气污浊地区，否则应采取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要求。 （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）确定所址时，应考虑与邻近设施之间的相互影响。 （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，用户负荷的分配同时考虑。应避免电力倒流。对于相近方案应从技术经济比较择优确定。 1.4 本设计的目的、意义及要求

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。 设计根据任务书及国家的有关政策和各专业的设计技术规程进行，要求对用户供电可靠、保证电能质量，接线简单清晰、操作方便、运行灵活，投资少、运行费用低，并具有可扩建的方便性。 设计的主要要求有： （1）选择主变压器台数、容量和型号； （2）设计变电所主接线； （3）短路电流计算及电气设备的选择； （4）各电压等级配电装置的确定； （5）变电所布置及继电保护装置的设置； （6）变电所低压配电室设备的选择； （7）变电所的防雷及接地保护 设计说明书就根据以上的要求展开。

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正确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。负荷计算主要包括以下方面： （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 负荷统计与计算 2.1.1 负荷统计 矿井负荷统计表2-1 2.1.2 负荷计算 （1）主井绞车： kW 5 有功计算负荷： 64881.0800NdcaPKPkW 无功计算负荷： 6.40162.0648tancacaPQKvar 视在计算负荷： 4.76285.0648coscacaPSkVA （2）煤楼： 5 额定功率： kW 有功计算负荷： 4.1768.05.220edcaPKPkW 无功计算负荷： 3.15588.04.176tancacaPQkvar 视在计算负荷： 2.23575.04.176coscacaPSkVA

（3）东风井： kW 有功计算负荷： 28575.0380NdcaPKPkW 无功计算负荷：

7.17662.0285tancacaPQKvar

视在计算负荷： 3.33585.0285coscacaPSkVA

（4）副井绞车 kW 有功计算负荷： 4.2968.0380NdcaPKPkW 无功计算负荷： 3.22275.04.296tancacaPQKvar 视在计算负荷： 5.3708.04.296coscacaPSkVA 其它的负荷不再做详细的计算，见符合统计表2-1。 由符合统计表，我们统计如下:

12321cacacacacaPPPPP 8.79163422854.176648kW 12111cacacacacaQQQQQ 6.59724.2927.1763.1556.401kvar

表2-1

矿井负荷统计表

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 顺序 2＃冶炼厂 西风井 锅炉房 井下变电所 压风机 无轨电车 1＃冶炼厂 矸石山 副井绞车 东风井 煤楼

主井绞车 设备名称

0.4 6.3 0.4 6.3 6.3 0.4 0.4 6.3 6.3 6.3 0.4 6.3 电压（kV）

0.76 0.85 0.8 0.78 0.8 0.76 0.8 0.8 0.8 0.85 0.75 0.85 功率因数

(cosφ)