刘坡煤矿120万吨年35kv变电所进行初步设计毕设论文.doc
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1、xy大学毕业设计(论文)说明书 摘要 本设计主要根据刘坡煤矿的年产量、负荷、地质、气象等情况,对刘坡120万吨/年35KV 变电所进行初步设计,包括一次系统和部分二次系统的设计。由矿井负荷情况,做出负荷统计表,按需用系数作负荷计算,统计出电力系统中各个部分所需要的有功功率、无功功率大小和有功功率、无功功率损失,据此确定主变压器型号及无功功率补偿装置的容量。根据供电系统的短路电流,选择主接线方案,拟定供电系统的运行方式。在二次系统中,根据得出的供电系统的短路电流,选择35KV、6KV电气设备,选择与整定继电保护装置。完成一次系统和部分二次系统的设计后,确定变电所室内、外的布置方案,及变电所的防雷
2、与接地保护设计。关键词 煤矿 35KV 变电所设计 Abstract This preliminary design main basis on per yield、atmosphere、geology、burden and well depth of coal mine, to design the LIUPO 35kilovolt transformer substation of 1200 thousand per year . This preliminary design includes the design of primary system and factional seco
3、ndary system. We can from the burden condition of the colliery, to do the statistics of burden. From the demand factor, to work out the burden, statistics the effective power 、reactive power of every part of whole electric power system, and the loss of effective power、reactive power, to define the m
4、ain transformer and the capacity measure of reactive power compensation. We can from the short circuit current, to choose the scheme of primary heat transport system, to draft the electric power system. In the secondary system, from the short circuit current of electric power system ,to choose the e
5、lectrical equipment of 35KV 、6KV, to choose and set the relay protection. After woke out the primary system and fractional secondary system, to work out the layout drawing about transformer station. Keyword colliery 35KV the design of transformer substation目录 1 概述 4 2 负荷计算与变压器选择 2.1 负荷分组与计算5-6 2.2 c
6、os补偿与电容器柜选择 6-8 2.3 主变压器选择8-8 2.4 cos及全矿电耗、吨煤电耗的计算 8-9 2.5 计算选择结果汇总9-11 3 供电系统拟定与短路计算 3.1 供电系统的拟定12-13 3.2 系统短路计算14-16 3.3 限流电抗器选择17-19 3.4 短路参数(加电抗器后的修正)19-20 4 变电所电气设备选择 4.1 35KV电气设备选择20-23 4.2 6KV电气设备选择 23-24 4.3 35KV输电线及母线选择24-25 4.4 6KV母线、电缆及架空线的选择 25-29 4.5 母线瓷瓶、穿墙套管及室外构架的选择29-31 5 继电保护方案的拟定与整
7、定 5.1 系统保护方案的分析设置31-32 5.2 35KV进、出线与联络开关的保护整定 32-36 5.3 主变压器的保护整定36-39 5.4 6KV出线、联络开关保护整定39-40 5.5 保护装置与整定结果汇总40-41 6 主控制室各屏的选择 6.1 各屏选择说明42-42 6.2 选择结果汇总43-43 7 变电所的防雷与接地 7.1 保护接地网的设置43-46 7.2 变电所的过电压保护46-48 7.3 结果汇总48-48 8 变电所室内外布置 8.1 变电所室内外布置说明48-49 8.2 变电所平面布置图49-49前言 毕业设计在培养大学生探求真理,强化社会意识、进行科学
8、研究基本训练、提高综合实践能力与素质等方面,具有不可替代的作用,是教育与生产劳动和社会生产向结合的重要体现,是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。 本设计根据煤矿供电理论,参考了一些资料和书籍对刘坡35KV变电所进行初步设计。 本设计共分八章。第一章、对变电所的情况进行概述。第二章、负荷计算与变压器选择。第三章、供电系统拟定与短路计算。第四章、变电所电气设备选择。第五章、继电保护方案的拟定与整定。第六章、主控制室各屏的选择。第七章、变电所的防雷与接地。第八章、变电所室内外布置。 本设计在设计当中,尽可能采用最优化方案,同时又考虑实际情况,尽可能多选择先进设备,并对各种情况做
9、了分析。由于水平有限,设计中的错误和不足之处,恳请各位老师批评指正。 本设计是在邹有明老师的精心指导下完成任务的,从论文要求、设计大纲的拟定、参考资料的收集,邹老师提出了指导性的建议,并提供了极大的帮助,使本设计得以顺利完成,在此表示衷心的感谢。 1 概述 刘坡矿井年产量为120万吨,井深0.38,低沼气矿井,服务年限为70年,井下允许短路容量不大于50,供电电压等级为35KV,电源由距离矿井7的变电所供电。输电方式为双回路架空线路供电,出线处断路器过流保护动作时间为3,系统最大运行方式下=0.30,最小运行方式下=0.35,两部电价制,按最高负荷收取固定电费。 气象、地质条件为:最热月室外最
10、高气温平均值,最热月室内最高气温平均值,最热月土壤最高气温平均值。冻土编号设 备名 称负荷等级电压KV 电 机类 型电 机容量安 装/工 作总容量KW需用系数Kx功率因 数co距离变电所线 路类 型安装容 量工作容 量1234567891011121主井提升26绕线12502/1250012500.880.830.35电缆2副井提升16绕线8002/116008000.850.820.35电缆3扇风机116同步8002/116008000.87-0.922.2架空4扇风机216同步8002/116008000.87-0.921.8架空5压风机16同步2505/312507500.87-0.90
11、.18电缆6地面低压10.38120010000.750.810.05电缆7机修厂30.389608400.50.750.25电缆8综采车间30.384503200.70.78287架空9洗煤厂20.38117010000.760.820.48架空10工人村30.384504500.80.842.5架空11支农30.383203200.80.82.5架空12主排水泵16鼠笼6805/3340020400.850.860.8电缆13井下低压20.66282026070.710.76电缆层厚度0.3,土质为沙质粘土。矿井原始负荷如下表所示:2 负荷计算与变压器选择 变电所负荷容量的大小是确定供电系
12、统、选择变压器及电气设备的依据,完成对全矿负荷计算后,才能确定主变压器的选择、功率因数的补偿问等题。 2.1 负荷分组与计算 2.1.1 负荷分组 根据负荷统计表,按电压高低、负荷性质及分布位置等条件分组详见表21。 2.1.2 负荷计算 利用表21中给出的功率因数、工作容量、需用系数等数据,计算设备的有关参数。 对于主井提升机有 =0.881250=1100KW =0.671100=737KVar =1329KVA 同理可得其他数据见表21。 各低压变压器的选择与损耗计算 选择原则:与一般工业企业类似,选用一台,只需变压器实际额定容量大于或等于计算容量即可;选择两台,每台的容量应能满足该组一
13、、二级负荷的需要,而且两台的容量应大于或等于计算容量。 机修厂、工人村、支农和综采车间变压器选择选择630,6/0.4KV、500,6/0.4KV、400,6/0.4KV、315,6/0.4KV、三相油浸自冷式钢线电力变压器各一台。 洗煤厂变压器 选择两台1000,6/0.4KV钢线电力变压器。地面低压变压器 选择两台1000,6/0.4KV钢线电力变压器。 对于洗煤厂变压器进行损耗计算 空载无功损耗为: 额定无功损耗 单台负荷率(两台同时运行)=两台变压器总的有功、无功损耗为: 同例可算出其他变压器损耗。见表2-2。 2.2 补偿与电容器柜的选择 2.2.1 的补偿 补偿电容器都装设在6KV
14、母线上,计算全矿6KV母线上补偿后的计算负荷,即可得出所需要的补偿容量。 但在矿中有同步机的存在,当有同步机负荷率0.9时,且在过激磁的条件下,其功率因数超前,具有补偿作用,此时同步机的补偿率均为4060,取50计算。其补偿能力的近似计算公式为: 需要系数 同步机的额定功率 =756.5Kvar =362.5KVar =+=1119KVar 井下低压总负荷折算到6KV侧,可用近似公式计算其变压器损耗: 0.082441=195.28KVar =0.8(10179.4+48.82+33.15)=8209.1 =0.8(4755.8+195.28+165.05)=4093 无功补偿计算中的最大月平
15、均有功负荷为: 平均负荷因数,取0.75 全矿6KV母线上补偿前的计算负荷 =2023.8 =4093-2023.8-1119=950.2 取平均负荷系数为=0.75 2.2.2 电容器柜选择 选择高压电容器柜4个。 实际补偿容量计算容量为: 矿井6KV母线上的功率因数按规定应0.95。设计中可控制在0.950.97之间,超过0.98则综合效果不经济。本设计中取为0.95。故符合要求。2.3 主变压器选择 根据矿井主变压器的选择条件,一般选择两台同时运行较适合固定电费按最高负荷收费的规定。此时,当一台变压器停运或故障时,另一台应能保证全矿一、二类负荷的用电。由于本设计三类负荷较小,为1595K
16、var,约占总负荷的17.4%,再考虑发展,故选用两台变压器。 选用-1000,35/6.3KV电力变压器。其规格参数为项 目参 数额定值容量10000KVa一、二次电压比35/6.3KV阻抗电压7.5空载电流0.8空载损耗13.6短路损耗532.4 及全矿电耗、吨煤电耗计算 2.4.1 计算补偿后两台主变压器的有功、无功损耗为: 补偿后5KV侧全矿总负荷为: 2.4.2 全矿电耗、吨煤电耗计算 矿井最大负荷利用小时 = 矿井电力消耗为吨耗电煤= 2.5 计算选择结果统计汇总编号名 称型 号台数1机修厂630,6/0.4KV12工人村500,6/0.4KV13支农400,6/0.4KV1 4综
17、采车间315,6/0.4KV15洗煤厂1000,6/0.4KV26地面低压1000,6/0.4KV27主变压器-10000,35/6.3KV28电容器柜及放电柜4编 号123456负 荷名 称机修厂工人村支农综 采车 间地 面低 压洗煤厂计算容量KVA559.5428.5320287925.9926.8所选变压器参数型号-630-500-400-315-1000-1000KVA63050040031510001000/KV6/0.46/0.46/0.46/0.46/0.46/0.4台数111122%4.54444.54.5%1.21.41.41.51.11.1 KW1.231.00.840.7
18、1.721.72 KW6.05.04.23.51010损耗计算KVar7.567.05.64.731111 KVar28.35201612.645450.890.860.800.910.460.46 KW5.984.703.533.607.677.67KVar30.021.9715.8415.1641.0441.04总计 KW33.15 KVar 165.05低压变压器功率损耗计算表(2-2)3 供电系统拟定与短路计算拟定与绘制矿井地面变电所的供电系统简图应从电源进线开始,依次确定电源进线回路35KV主接线和6KV主接线.再考虑各6KV负荷的联接与分配,至于下井电缆的回路数,主要由负荷电流和下
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- 煤矿 120 万吨年 35 kv 变电所 进行 初步设计 论文
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