35KV变电站设计论文毕业论文

35KV变电站设计论文毕业论文目录1 概述1.1 设计要求 (5)1.2 设计时的原始资料 (5)1.3 变电站位置的选择 (6)2 负荷统计2.1设计中所用的公式 (7)2.2负荷统计 (8)3 主变的选择及接线方式的确定3.1主要变压器的选择原则 (14)3.2主变的选择： (15)3.3主接线方式的确定： (15)4 35KV架空线的选择4.1 架空线截面选择的一般原则 (19)4.2架空线截面的选择 (19)5 6KV导线截面选择5.1 6Kv及上电缆和导线截面的选择， (21)5.2导线截面选择所用公式及步骤 (21)5.3导线截面选择举例 (22)6 短路电流计算6.1概述 (33)6.2计算步骤及所需公式 (33)6.3各元件电阻、电抗标幺值的计算 (35)6.4短路电流计算举例 (37)6.5电缆热稳定校验 (48)7高压电器设备的选择7.1概述 (50)7.2 35KV高压电器设备的选择 (51)7.3 6KV电器设备的选择 (55)8 继电保护配置8.1主变压器的保护 (61)8.26k V母线分段断路器的保护 (61)8.3 6kV馈出线路保护 (61)9 功率因数补偿9.1提高功率因数的意义 (62)9.2提高功率因数的方法 (62)10变电站防雷保护及接地装置10.1 直击雷过压电保护 (64)10.2雷电侵入波的过电压保护 (64)10.3 接地装置 (66)11 变电站所用变压器和直流操作电源11.1所用变压器 (68)11.2直流操作电源设计要求 (68)11.3本设计选择 (69)12 消防及其它 (70)13变电所外平面布置说明及要求 (71)结束语 (73)致谢 (75)参考文献 (76)附表 (77)1 概述1.1 设计要求巍山是各庄矿的一个采区，但就全国相对围来看，相当于一座中型矿山，它的年设计产量为30万吨，平均日产原煤800吨，而且该矿五脏具全，具有提升系统，有成套的运输系统，总之除无生活区和洗煤厂外，其它已完全具备一个独立的中型矿山，故此我们把巍山设计作为一个更新型矿山来全面综合考虑。

设计时要满足煤矿对供电的要求，同时满足矿井正常生产的需要，使煤矿供电安全可靠、经济和技术合理。

一、供电可靠：煤矿如果供电中断，不仅会影响产量，而且有可能发生人身事故或设备的重大损坏，严重时会造成矿井的破坏。

因此为保证对煤矿供电的可靠性，供电电源应采用双电源，双电源可以取自不同的变电所或同一变电所的不同母线上，即在一个电源发生故障时，另一电源应保证主要用户的供电，使人身和设备不受损害，以保证生产的正常进行。

二、供电安全：由于煤矿生产环境和地址条件复杂，自然条件恶劣，供电设备易于受到损坏，可能造成触电及火花引起火灾和瓦斯煤尘爆炸事故，所以必须采取一系列措施，管理制度，确保供电安全。

三、技术合理：在满足供电可靠与安全的前提下，还应保证供电质量。

四、运行经济：在满足以上条件下，并力求供电系统简单，操作方便，使建筑投资和运行维护费用低。

1.2 设计时的原始资料1、电源资料：巍山矿的双回路电源分别来自距巍山16.04Km 处的林西电厂和东三矿电网,林西电厂的短路容量为38.5MVA,最大运行方式下的电抗为*m ax x =5.385,最小运行方式下的电抗值为*m in x =16.07,东三矿电网为无限大容量,最大运行方式下系统电抗值为*m ax x =2.256,最小运行方式下电抗值*m in x ==2.589,两者保护均采用三段式过流保护时限为2秒,华北电力系统基准容量为1000MVA 。

2、环境条件（1）环境温度:-15°C～+45°C。

（2）相对湿度：月平均≤90%，日平均≤95%。

（3）海拔高度:≤1000m 。

（4）地震烈度:不超过8度。

（5）风速:≤35m/s。

（6）最大日温差:25°C。

周围环境无易燃且无明显污秽，具有适宜的地质、地形和地貌条件(如避开断层、交通方便等)。

并应考虑防洪要求，以及邻近设施的相互影响(如对通讯、居民生活等)。

3、环境保护（1）变电所仅有少量生活污水，经处理后排入渗井。

变压器事故排油污水，经事故油池将油截流，污水排入生活污水系统，对周围环境没有污染。

（2）噪音方面是指变压器和断路器操作时所产生的电磁和机械噪声。

对主变及断路器要求制造厂保证距离设备外壳2米处的噪声水平不大于65bB，以达到《工业企业噪声卫生标准》的规定。

4、绿化在所空闲地带种植草坪及绿篱，以美化环境。

1.3 变电站位置的选择变电站位置的选择必须符合下列原则：1、变电站尽可能靠近负荷中心或网路中心。

以减少供电线路的长度与导线截面积，从而降低有色金属的使用量和年运行费用。

2、进出线方便，运输条件好，便于变压器和其它设备的搬运。

3、保证变电站的正常运行。

如不设在有剧烈震动的场所附近；地下水位低，电缆沟不应有积水；位于各种污源的上风侧，通风良好等。

4、与其它工业建筑物之间应保持一定的防火间距。

5、应有发展和扩展的余地等。

矿山企业用户比较集中，一般设于工业广场临近井口的地方，根据巍山矿的实际情况，变电站位置设在井口南侧，首先方便了入井电缆走向和使用量，其次方便了35KV进出线路的走向。

2 负荷统计变电所负荷容量大小是确定供电系统，选择变压器，电气设备，导线截面和仪器仪表量程的依据，也是确定继点电保护的重要依据。

由于一台设备的额定容量往往大于实际负荷，一组设备中负荷的ϕcos 不同，一般不同时工作，最大负荷一般不同时出现等情况，所以多台设备的实际总负荷总是小于它们的额定容量之和。

因此精确计算变电所负荷是困难的。

常用的负荷计算方法有利用系数法、二项式法、单位电耗法、需用系数法。

煤矿供电系统的设计目前主要采用需用系数法确定计算负荷。

2.1设计中所用的公式向单一用电设备供电时的计算负荷m ax P =X K e P =ηe P 见煤矿供电P17页公式用电设备组的计算负荷 见煤矿供电P18页公式 需用系数的计算：综采工作面： K x ＝0.3+0.7∑Pe Pmax一般机组： K x ＝0.4+0.6∑Pe Pmax 式中：Pmax ——参加计算的电动机最大功率 ∑Pe ——变压器所带电动机额定功率之和 其它K x 查设计部门统计积累的数据资料表或经验公式计算。

一、变压器容量的选择：1、S bj ＝K xPjcos ϕ∑Peβ＝SbeSbjK x ——需用系数Pj cos ϕ——加权平均功率因数∑Pe ——参加计算的设备额定功率的总和β——变压器的负荷率Sbe ——所选变压器的额定容量二、变压器的容量损失的计算：有功功率损失：△P b ＝△P o +△P αβ 2 无功功率损失： △Q b ＝（100Io%+β2100Uk%）Sbe 三、变压器有功和无功功率的计算：有功功率： P bj = K x ∑Pe无功功率： Q bj = P bj tg Pj ϕ2.2负荷统计2.2.1井上及井下变压器的选择一、井上计算选择举例： （一）机修厂已知：∑Pe ＝216Kw K x ＝0.4 Pj cos ϕ＝0.64变压器的计算功率： S bj ＝K xPjcos ϕ∑Pe ＝64.01620.4⨯＝135 KVA 查手册4－4－8故选取SJL1－160/6型 Y/Y o 一台。

负荷率计算： β＝Sbe Sbj ＝β160135＝84％ 变压器损失计算：△P o ＝0.5 △P α＝2.9 I o ％＝3 U k ％＝4 △P b ＝△P o +△P αβ 2 ＝0.5+2.9×0.842＝2.546Kw△Q b ＝（100Io%+β2100Uk%）Sbe ＝（0.03+0.04×0.842）160＝9.31 Kvar变压器的计算容量：P bj = K x ∑Pe ＝0.4×216＝86.4Kw Q bj = P bj tg Pj ϕ＝86.4×1.2＝103.7 Kvar （二）工人村：已知：∑Pe ＝221Kw K x ＝0.8 Pj cos ϕ＝0.75变压器的计算功率： S bj ＝K xPjcos ϕ∑Pe ＝75.01220.8⨯＝235.7 KVA故选取SJL1－315/6型 Y/Y o 一台。

其技术参数为：△P o ＝0.8 △P α＝5 I o ％＝2.4 U k ％＝4β＝Sbe Sbj ＝β315235＝74.8％联接组别：Y/Y o －12 变压器损失计算： △P b ＝△P o +△P αβ 2 ＝0.8+5×0.7482＝4.5Kw△Q b ＝（100Io%+β2100Uk%）Sbe ＝14.4 Kvar变压器的计算容量：P bj = K x ∑Pe ＝0.8×221＝176.8Kw Q bj = P bj tg Pj ϕ＝176.8×0.88＝155.9 Kvar（三）其它变电所变压器的选择计算从略，其中煤矿辅助部门、柱子厂、矸子山、扇风机房、绞车房辅助设备等见表3－3。

二、井下各变压器的选择计算举例： （一）-200泵房变压器的选择：已知：∑Pe ＝163Kw K x ＝0.7 Pj cos ϕ＝0.75 tg Pj ϕ＝0.88变压器的计算功率： S bj ＝K xPjcos ϕ∑Pe ＝75.01630.7⨯＝152 KVA故选取KSJ 3－180/6型 Y/Y o 一台。

其技术参数为：△P o ＝1 △P α＝4 U k ％＝5.5 β＝Sbe Sbj ＝180152＝84％联接组别：Y/Y o －12 变压器损失计算： △P b ＝△P o +△P αβ2 ＝1+4×0.842＝3.81Kw△Q b ＝（100Io%+β2100Uk%）Sbe ＝17.7 Kvar变压器的计算容量：P bj = K x ∑Pe ＝0.7×＝114KwQ bj = P bj tg Pj ϕ＝114×0.88＝100.3Kvar （二）-400泵房：动力变压器的选择计算：已知：∑Pe ＝330Kw K x ＝0.7 Pj cos ϕ＝0.75 tg Pj ϕ＝0.88变压器的计算功率： S bj ＝K xPjcos ϕ∑Pe ＝75.03300.7⨯＝308 KVA故选取KSJ 3－180/6型 Y/Y o 二台。

其技术参数为：△P o ＝1 △P α＝4 U k ％＝5.5 I o ％＝6 β＝Sbe Sbj ＝330308＝85％ 变压器损失计算： △P b ＝△P o +△P αβ 2＝1+4×0.852＝7.78Kw△Q b ＝（100Io%+β2100Uk%）Sbe ＝35.9 Kvar变压器的计算容量：P bj = K x ∑Pe ＝0.7×330＝247.5Kw Q bj = P bj tg Pj ϕ＝247.5×0.88＝217.8Kvar 2、整流设备所用变压器的计算：已知：∑Pe ＝84Kw K x ＝0.6 Pj cos ϕ＝0.9变压器的计算功率： S bj ＝K xPjcos ϕ∑Pe ＝9.084＝56 KVA故选取KSJ 3－75/6型 变压器一台。