竖井煤矿供电毕业设计

竖井煤矿供电毕业设计

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．

设计共分八章，第一章：概述；第二章：负荷的计算与无功功率的所偿；第三章：供电系统；第四章：短路电流计算；第五章：电器设备的选择，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，技术经济合欢．

由于所学知识有限，技术资源缺乏，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，与老师的认真，耐心，细致的指导是分不开的，在此仅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３５／６ＫＶ的矿井地下变电所，占地２２００平方米．矿井年产量是６０万吨，采用一对竖井开拓，中央边界式通风．矿井为低沉气矿井，没有煤尘爆炸危险，但涌水量较大．

矿井最高温度为４０度，冻土带厚度为０.５米，地面变电所为黄土，变电所与副井口的距离为４５０米井筒深度为３５０米，矿井所在地的电业部的按最高负荷收费，变电所６ＫＶ高新电

缆上为２８千米，6ＫＶ架空线全长为２０千米，风井距变电所距离为２.５千米．电域变电所最大的运行方式阻抗为０.２５欧姆，最小运行方式阻抗为０.４欧姆，对本矿的新出线为通电流保护，动作时限为２.５秒。

１.２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式合欢的满足生产的需要。

１.２１矿山企业对供电的基本要求，具体要求如下：

（1）保证供电安全可靠性

供电可靠性是指供电系统不间断供电的可能程度．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．为了保证对矿山的可靠性，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都是同一变电所的不同母线，且电源线路上不得分接任何负载。

安全是指不发生人身触电事故和电器故障而引起的爆炸等重大事故．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，所以必须采取如防炸，防触电过负载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

在满足供电可靠性与安全的前提下，还应确保供电质量，即供电技术合理。良好的电源就是指电压偏移不超过额定值的正负百分之５，频

率偏移不能超过正负０.２到０.５赫兹。此外由于大功率整流和可控硅的应用使原电网中的谐波量增加，可能会造成电力电容过负载，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

在满足以上要求的条件下，应力求供电系统简单，安装，操作方便，投资少，见效快和运行费用低．

１.２２电力负荷的分级

按照对供电可靠性的要求下同，一般将电力负荷分为３级，以便在不同的情况下区别对待．

（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而难以修复，或者打乱复杂的生产过程并使大量的废品报废，给国民经济带来极大的损失．如矿井主扇风机，分压扇风机与井下主排水泵以及主井经常提人的提升机等。

这类负荷必须有两个独立的电源供电，无论是电力网在正常或者事故时均应保证对它的供电。

（2）二极负荷

这类负荷突然停电，会造成生产设备局部损坏，或生产流程紊乱且恢复困难，企业部运输停顿或出现废品或大量减产，因而在经济造成一定损失。如煤矿集中提运设备、大型矿井地下空气压缩机、井筒防冻设备等。这类负荷一般采用双线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，允许长时间停电，可用单回路供电。

１.２.３某矿周围电源情况

本矿井附近有一条３５Ｖ电压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４千米，与另一矿井的距离为３.５千米。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５千米具体情况如图１－１。

１.３变电站选址

矿区变电所不设容量大小，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符合有关整体的合理性。应考虑的条件是：

（1）接近符合中心

（2）不占或少占农田

（3）便于各级电压线路有引进和引出．家里架空线路走廊应与所址同时确定

（4）交通方便

（5）具有适宜的地质条件

（6）尽量不设在空气污浊的地区，否则应采取防污措施或设在污染源的上风侧

（7）１１０ＫＶ变电站的地址标高宜在在百年一遇的高水位上，

３５－６０ＫＶ变电所地址标高在５０年一遇的高水位上，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有相互影响．

（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．帮所址位置的选择应与矿区变电所的数量，容量，用户负荷的匹配同时考虑．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，培养分析解决的能力．

设计根据任务书及国家有关政策和各专业的设计规格进行，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，运用灵活，投资少，费用低，并只有可扩建的方便性．

设计的主要要求：

（1）选择主变电所台数，容量和型号；

（2）设计主变电所所主接线；

（3）短路电流计算及电器设备的选择；

（4）各电机等级的配电装置的确定；

（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．进行电力设备的型号，规格及供电电网所用有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，或者需要负荷．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．这是用计算电能所需要量，电能损耗和选择无功功率装置等．

２.１负荷统计与计算

２.１１负荷统计

矿井负荷统计表２－１

３.１２负荷计算

（1）主井绞车：

Pn=800KW Kd=0.81 COS =0.85

有功功率负荷：

Pca=KdPn=800-0.81=648KW

无功计算负荷：

Qca=Pcatanφ648-0.62-401.6KVar

视在计算负荷：

Sca=Pca/cosφ=648/0.85=762.4KVA （2）煤楼;

Kd=0.8 cosφ=0.75

额定功率：

Pe=3.15×0.7=220.5kw

有功功率负荷：

Pa=kdpe=220.5×0.8=176.4kw

无功计算负荷：

Qca=pcatanφ=176.4×0.88=155.3kvar 视在计算负荷：

Sca=pca/cosφ=176.4/0.75=235.2kvA

(3)东风井：

Pn=380kw kd=0.75 cosφ=0.85

有功功率负荷：

Pca=kdpn=380×0.75=285kw

无功功率负荷：

Qca=pcatanφ=285×0.62=176.7kvar

视在计算负荷：

Qca=pca/cosφ=285/0.85=335.3kvA

(4)副井绞车：