[冶金-矿山-地质]矿山机电专业毕业设计——35kv变电站.docx
《[冶金-矿山-地质]矿山机电专业毕业设计——35kv变电站.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《[冶金-矿山-地质]矿山机电专业毕业设计——35kv变电站.docx(46页珍藏版)》请在课桌文档上搜索。
1、摘要-46-ABSTRACT-47-第1章概述-48-1.1矿山供电的基本要求-48-1.1.1供电可靠-48-1.1.2供电安全-48-1. 1.3保证供电质量-48-1.4技术经济合理-49-1.2矿井概况.-49-第2章负荷分析和主变压器的选择-50-2. 1负荷分析-50-2.2 无功功率的补偿-51-2.3 主变压器的选择-52-第3章电气主接线的设计-53-3. 1电气主接线的概述-53-3.2电气主接线的设计原则和要求-53-3.2.1电气主接线的设计原则-53-3.2.2电气主接线设计的基本要求-54-第4章:短路电流-56-1.1 短路电流计算的一般概述-56-1.2 短路的
2、原因-56-1.3 短路的危害-56-4. 4短路的类型-57-第5章:电气设备的选择与校验-58-4.1 高压电器设备选择的一般原则-58-4.2 电气设备的选择和校验-59-5. 2.1断路器-59-5.2.2隔离开关-60-5.2.3电流互感器-60-5.2.4母线-61-5.2.5支柱绝缘子-62-第6章:导线的选择与敷设-63-6.1导线选择的条件-63-6.1.1发热条件-63-6.1.2电压损耗条件-63-6.1.3经济电流密度-63-6.1.4机械强度-63-6.2导线截面的选择-63-6.2.1按经济电流密度选择导线截面-64-6.2.2最大长时工作电流选择导线截面-64-6
3、. 3电缆型号的含义-64-6.4电缆的敷设-64-第7章继电保护的任务和基本要求-65-7. 1基本任务-65-7.2基本要求-65-第8章计算-66-8. 1负荷计算-66-8.1.1设备负荷计算-66-8.1.2全矿负荷统计-69-8.1.3功率因素的提高及电容器补偿容量的计算-70-8.1.4主变压器的选择-71-8.2 短路电流的计算-71-8.3 电气设备的选择-77-8.3.135kv侧电气设备的选择-77-8.3.26kv侧电气设备的选择-79-8.4电缆的选择-85-第9章结论-87-参考文献-88-附录-89-致谢错误!未定义书签。本次设计是以35千伏变电站为设计对象的,主
4、要分为文字说明部分和计算说明部分,共八章。其中前七章为文字说明部分,分别为第一章概述,包括矿山供电的基本要求和矿井概况;第二章负荷分析和主变压器的选择;第三章为电气主接线的设计;第四章为短路电流;第五章为电气设备的选择与校验;第六章为导线的选择与敷设;第七章为继电保护的任务和基本要求。第八章为本设计的计算说明部分,包括本设计的全部计算部分。本设计均按设计要求和步骤进行计算,每个公式均有出处和有关参数的解释说明。本次设计所有的设计方窠都是以煤矿供电、煤矿电工手册等为准则进行设计的。总之,所有的供电系统都是以井下安全生产所服务为目的。设计一套完整、完善的井下供电系统,对煤矿安全生产是必不可缺少的。
5、AbstractThe35kVsubstationdesignistargetedforthedesignofthemaintextisdividedintopartsandthatpartofthecalculation,atotalofeightchapters.Chaptersevenisoneofthepreviousnarrativeofcharacters,namelyChapterIsets,includingthebasicrequirementsoftheminepowersupplyandmineOverview;chapterloadanalysisandselectio
6、nofmaintransformer;ChapterHIfortheelectricalwiringofthemaindesign;ChapterIVforshort-circuitcurrent;ChapterVfortheelectricalequipmentselectionandvalidation;ChapterVIfortheselectionandlayingofwires;ChapterVIImandatefortherelayprotectionandbasicrequirements.ChapterVIIIofthecalculationofdesign-orientedd
7、escription,includingthedesignpartofthefullcalculation.Designrequirementsforthedesignandthestepsarecalculated,foreachformulaandtherelevantparametersarethesourceexplained.ThedesignofallthedesignsarebasedonCoalMineSafetyRegulations,coalpower,Manualmineelectrician*asthedesigncriteria.Inshort,allofthepow
8、ersupplysystemofminesafetyinproductionareforthepurposeoftheService.Designedacompleteandperfectsystemofundergroundpowersupplyofcoalminesafetyproductionisanindispensablemust.第1章概述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
9、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
10、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-l%0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。用电设备对一定范围内的电压偏移具行适应能力,但随着电压偏移的增大,用电设备的性能将会恶化,严
11、重时会造成设备的损坏。例如,白炽灯在超过额定电压5%的电压下工作时.其工作寿命将缩短一半;因此.我国对用电设备电压偏移的允许值做了具体的规定,例如电动机的电压偏移不允许超过其额定电压的土5%,白炽灯的电压偏移不允许越过其额定值的+3%和-2.5%。1.1.4技术经济合理技术经济合理是指在满足上述三项要求的前提下,使供电系统的投资和运行达到最佳的经济效益。供电系统的投资要少,运行费用要低,并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外,在供电工作中,应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系,既要照顾局部的当前的利益,又要有全局观点,能顾全大局,适应发展。1.2矿井概况.XX煤矿,位于河北省XX县
12、境内,处于XX井田。本矿设计年产100万吨,井筒为立井,深度为400米,开采面为水平开采,为高瓦斯煤矿,设计服务年限为100年。变电站经上级变压站变压后采用双回路供电,电压等级为35千伏。系统短路容量为:最大运行方式为1526.7MVA,最小运行为937.9MVA.选取基准容量为100MVA.本矿经两台变压器降压后为6千伏,考虑到今后发展,采用两台型号为:SF7-20000变压器。降压后供给扇风机,井下各综采面及井上工业区,生活用电等重要负荷用电。全矿功率因数静电容补偿后可达0.95以上。本矿有两条双回路电源,两台主变压器并列运行,35千伏系统有母联柜,两条进线一用一备,且互为备用。本矿敷设电
13、缆到各主要设备距离:主井提升机副井提升机南扇风机北扇风机压风机主排水泵Ikm0.5km0.5km0.8km0.5kmIkm本矿所在地气候条件如下:主导风向西北风向最大风速20M/S最高温度39.2度最低温度零下22度土壤温度25度地震等级7级第2章负荷分析和主变压器的选择2.1负荷分析煤矿变电所一旦停电就可能造成人身死亡,所以应属一级负荷。.负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计将采用需要系数法予以确定。所用公式有:(1)、单组用电设备的计算负荷单组用电设备的计算负荷应按下式计算:PC(I=KdXPNQca=Pcatanwm(2一1)P*、QeaSca该组用电设备的有功、
14、无功、视在功率计算值,kw、kvarkVAEPN该组用电设备额定容量之和,kwKicos/.”,该组用电设备的需用系数和加权平均功率因数tanwm与COS”切相对应的正切值该组用电设备的负荷电流按下式计算:式中La该组用电设备的总负荷电流,AUN电网的额定电压,kv(2)、变电所总计算负荷将变电所各组用电设备的计算负荷相加,再乘以组间最大负荷的同时系数,即可求出变电所的总计算负荷.勺=KspZ匕Q=KSqEQM(2-3)SZ=眄+q变电所负荷的总有功、无功、视在功率计算值,kw、kvar、kVA匕ZR,变电所各组用电设备的有功、无功功率计算值之和,kw、kvarKspKsq各组用电设备的组间最
15、大负荷同时系数,组数越多其值越小,本设计取Ksp-O.9,Ksq-O.9变电所的功率因数为CoS夕=乙(2-4)s负荷计算结果见附录表2-12. 2无功功率的补偿根据全国供用电规则的规定:高压供电的工业用户功率因数应该在0.90以上.,所以当功率因数低于0.9时,应采取人工补偿措施,补偿后的功率因数应不低于0.95.目前35kv变电所一般是采用在6kv母线上装设并联电容器的进行集中补偿的方法,来提高变电所的功率因数。a.器补偿容量的计算电容器的无功补偿容量为:Qc=Py(ta11e-tan)(2-5)式中tan补偿前功率因数角的正切值tan补偿后应达到的功率因数角的正切值b.器(柜)台数的确定
16、无功补偿所需电容器总台数N为N=号一(2-6)q和牛)2UNC式中qjvc单台电容器柜的额定容量,kvarUw电容器的实际工作电压,kVUnc电容器的额定电压,kV确定电容器的总台数时,应选取不小于计算值N的整数。C.后的实际功率因数因为电容器的台数选择与计算值不同,所以应计算补偿后的实际功率因数。电容器的实际补偿容量为:QCa=NqNc(4L-)2(2-7)uNC式中Q,电容器的实际补偿容量,kvarN所选电容器的实际台数补偿后变电所负荷的总无功功率为Qac=QE-QCa补偿后变电所的负荷总容量Si=m+Q(2-9)补偿后的功率因数cosac=-k-(2-10)Sa.cQ.c、Sa,c、CO
17、S外,补偿后变电所负荷的总无功功率、总容量和功率因数,kvar.kVA心、QZ补偿前变电所负荷的用功功率、无功功率的计算值,kW、kvar2.3主变压器的选择a,压器台数的确定具有一级负荷的变电所,应满足用电负荷对供电可靠性的要求。根据煤炭工业设计规范规定,矿井变电所的主变压器一般选用两台,当其中一台停运时,另一台应能保证安全及原煤生产用电,并不得少于全矿负荷的80%,根据实际情况的需要在本设计中选择了两台主变压器,采用一台工作一台带电备用的运行形式。b.所主变压器容量的确定(2-11)本变电所选择的两台变压器,一台工作一台备用,则变压器的容量应该按下式计算:SMT-Sa.c第3章电气主接线的
18、设计3.1 电气主接线的概述变电所主接线(一次接线)表示变电所接受、变换和分配电能的路径。它由各种电力设备(隔离开关、避雷器、断路器、互感器、变压器等)及其连接线组成。通常用单线图表示。主接线是否合理,对变电所设备选择和布置,运行的灵活性、安全性、可靠性和经济性,以及继电保护和控制方式都有密切关系.它是供电设计中的重要环节.在图上所有电器均以新的国家标准图形符号表示,按它们的正常状态画出。所谓正常状态,就是电器所处的电路中既无电压,也无外力作用的状态。对于图中的断路器和隔离开关,是画出它们的断开位置。在图上高压设备均以标准图形符号代表,一般在主接线路图上只标出设备的图形符号,在主接线的施工图上
19、,除画出代表设备的图形符号外,还应在图形符号旁边写明设备的型号与规范。从主接线图上我们可了解变电所设备的电压、电流的流向、设备的型号和数量、变电所的规模及设备间的连接方式等,因此,主接线图是变电所的最主要的图纸之一。3.2 电气主接线的设计原则和要求3.2.1电气主接线的设计原则(1)考虑变电所在电力系统的地位和作用变电所在电力系统的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所,由于它们在电力系统中的地位和作用不同,对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。(2)考虑近期和远期的发展规模变电所主接线设计应根据五到十年电力系统发展
20、规划进行。应根据负荷的大小及分布负荷增长速度和潮流分布,并分析各种可能的运行方式,来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。(3)考虑用电负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响对一级用电负荷,必须有两个独立电源供电,且当一个电源失去后,应保证全部一级用电负荷不间断供电;对二级用电负荷,一般要有两个电源供电,且当一个电源失去后,能保证大部分二级用电负荷供电,三级用电负荷一般只需一个电源供电。(4)考虑主变台数对主接线的影响变电所主变的容量和台数,对变电所主接线的选择将会产生直接的影响。通常对大型变电所,由于其传输容量大,对供电可靠性要求高,因此,其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而
21、容量小的变电所,其传输容量小,对主接线的可靠性、灵活性的要求低。(5)考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电,适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同,例如,当断路器或母线检修时,是否允许线路、变压器停运;当线路故障时否允切除线路、变压器的数量等,都直接影响主接线的形式。3. 2.2电气主接线设计的基本要求变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位,变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要
22、求。(1)可靠实用所为可靠性是指主接线能可靠的工作,以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。经过长期运行实践的考验,对以往所采用的主接线经过优选,现今采用主接线的类型并不多。主接线的可靠性是它的各组成元件,包括一、二次部分在运行中可靠性的综合。因此,不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响,还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时,可靠性不是绝对的,而是相对的。一种主接线对某些变电所是可靠的,而对另一些变电所可能是不可靠的。(2)运行灵活主接线运行方式灵活,利用最少的切换操作,达到不同的供电方式。根据用电负荷大小,应作到灵活的投入和切除变压器。检修时,可以方便的停运
23、变压器、断路器、母线等电气设备,不影响工厂重要负荷的用电。(3)简单经济在满足供电可靠性的前提下,尽量选用简单的接线。接线简单,既节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备,使节点少、事故和检修机率少;又要考虑单位的经济能力。经济合理地选用主变压器型号、容量、数量,减少二次降压用电,达到减少电能损失之目的。(4)操作方便主接线操作简便与否,视主接线各回路是否按一条回路配置一台断路器的原则,符合这一原则,不仅操作简便、二次接线简单、扩建也方便,而且一条回路发生故障时不影响非故障回路供电。(5)便于发展设计主接线时,要为布置配电装置提供条件,尽量减少占地面积。但是还应考虑工厂企业的发
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 冶金-矿山-地质 冶金 矿山 地质 机电 专业 毕业设计 35 kv 变电站

链接地址:https://www.desk33.com/p-992580.html