凤凰山煤矿35KV变电所毕业设计.doc
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凤凰山煤矿35KV变电所毕业设计.doc
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河南理工大学万方科技学院本科毕业设计
摘要
变电所是电力系统的枢纽环节,由变压器、母线和开关设备等电气设备按一定的结构线方式组成,它从电力系统取得电能,进行电压变换和分配,然后将电能安全、可靠、合理的供给不同的用电场所和电力设备.
本设计是对凤凰山180万吨/年矿井35KV变电所的初步初步设计。
内容包括负荷计算与变压器的选择,供电系统的拟定与短路计算,电气设备的选择,变电所的防雷与接地及变电所的室外布置等。
设计中以生产实际为依据,以变电所的最佳运行为基础,阐述了凤凰山180万吨/年矿井35kV变电所的初步设计,是满足实际生产要求的一套设计方案。
关键词:
35kV变电所,短路计算,设备选择,变压器
Abstract
Substationisthehubofthepowersystem,thetransformer,linkbusandswitchequipmentelectricalequipmentaccordingtocertainstructurelineofpowerfromawayithas,forelectricpowersystemvoltagetransformanddistribution,thenwillpowerissafe,reliableandreasonablesupplythepowerofthedifferentplacesandelectricpowerequipment.
Thedesignis35000voltagesubstationof1800000toncoalofeveryyearinasystemicway.Itincludeloadcalculation,theselectionoftransformer.Thedesignofpower-supplysystem、short-circuitcurrentcalulation、theselectionofelectricalequipment.Thunderprotectionandearthetc.Thedesignbasedonactualproduction.Itpurposeispurposeisguaranteeingsubstationinabestway.
Keywords:
35kVsubstation,shortcircuitcalculation,equipmentselection,transformer
前言
本设计为凤凰山180万吨/年矿井地面变电所的一次系统的初步设计。
紧紧抓住理论联系实际的原则,满足实际生产的要求,以变电所最佳运行为基础设计。
设计中,使用的所有符号和文字代号采用国家最新标准。
这次毕业设计,从三月份开始进行,到五月下旬完成初稿,历时三个月。
在完成设计的过程中,深得张老师的细心指导和帮助,从而使得设计能顺利、及时完成。
对张老师严谨的科学态度和谦逊的为人深感钦佩,并由衷的表示感谢。
由于本人学识浅薄,水平有限,再加上时间仓促,设计中错误在所难免,恳请读者批评匡正。
44
目录
1概述 1
1.1矿井概况 1
1.2上级电源 1
1.3气象资料 1
2负荷计算与变压器的选择 3
2.1.3各低压变压器的选择及损耗计算 4
2.3.1补偿后,6kV母线上总的计算负荷 7
2.3.335kV侧补偿后的全矿总负荷 8
2.3.4运行方式 8
2.3.5变压器的经济运行方案 8
3.供电系统的拟定与短路计算 10
3.1供电系统的拟定:
10
3.1.1.35kV侧接线方案 10
3.1.26kV侧接线方案 10
3.1.3.负荷分配 10
3.1.4下井电缆的根数 10
3.1.5供电系统简图 11
3.2短路计算 12
3.2.1短路危害 12
3.2.2短路等效电路图 13
3.2.3基准值选取与计算:
13
3.2.4各种相对电抗的计算:
14
3.2.5计算短路点的短路电流 14
3.3短路参数表 15
4.变电所电气设备选择 17
4.1电气设备的选择 17
4.1.1按正常工作条件选择电气设备 17
4.1.2按短路状态校验 18
4.235kV电气设备选择 19
4.2.1高压断路器的选择 19
4.2.2隔离开关的选择 21
4.2.3电压互感器的选择 23
4.2.4电流互感器选择 24
4.2.535kV避雷器选择 24
4.2.6操动机构选择 25
4.2.7所变选择 25
4.2.835kV架空线和母线选择 26
4.36kV电气设备选择 26
4.3.1高压开关柜选择 26
4.3.2高压开关柜之校验 27
4.3.36kV母线,电缆及架空线选择 29
4.4母线瓷瓶、穿墙套管及室外勾架的选择 33
4.4.1母线瓷瓶选择 33
4.4.2高压穿墙套管的选择 33
4.4.3室外构架的选择 34
4.5选择结果汇总 35
4.5.135kV侧 35
4.5.26kv侧 35
4.5.3各侧母线、架空线及电缆 36
5.变电所的防雷与接地 37
5.1保护接地网的设置 37
5.1.1接地电阻要求值的确定 37
5.1.2接地网的结构确定 37
5.2变电所的过电压保护 37
5.2.135KV进线保护 38
5.2.26kV线路保护 38
5.2.3变电所直击雷保护 38
5.2.4变电所装设避雷针的原则 40
5.3结果汇总 41
6变电所室外设置 42
6.1变电所室外布置说明 42
结论 43
致谢 44
参考资料 45
1概述
1.1矿井概况
产量:
180万吨/年;
服务年限:
100年;
井筒深度:
450m;
沼气等级:
低沼气矿井;
井下允许短路容量≤100MVA.
1.2上级电源
供电电压等级:
35kV;
距矿井35kV变电所:
5.5km;
输电方式:
双回路架空线(LGJ型铜芯铝绞线);
出线断路器过流保护动作时间:
3s;
系统电抗:
最大运行时为0.18,最小运行时为0.26;
电费收取方法:
两部电价,固定部分按最高负荷收取。
1.3气象资料
日最高气温:
43℃(最热时);
日最低气温:
-10℃(最冷时)
主导风向:
西北风
最大风速:
4米∕秒
全矿负荷统计表见1-1
表1-1负荷统计表
设备
名称
负荷等级
电
压
线路类型
电机型式
单机容量
安装/工作台数
工作设备总容量
需用系数
功率因数
距离35kv变电所
主井提升
2
6000
C
Y
1450
1450
0.90
0.87
0.4
副井提升
1
6000
C
Y
1000
1000
0.88
0.83
0.4
扇风机1
1
6000
K
T
1000
2000
0.85
-0.9
2.6
扇风机2
1
6000
K
T
压风机
1
6000
C
T
320
1280
0.85
-0.9
0.2
地面低压
1
380
C
1250
0.75
0.80
0.05
机修厂
3
380
C
450
0.65
0.75
0.35
综采车间
3
380
C
480
0.65
0.80
0.3
洗煤厂
2
380
K
1350
0.75
0.81
0.5
工人村
3
380
K
550
0.80
0.81
2.5
支农
3
380
K
280
0.75
0.75
2.7
主排水泵
1
6000
C
X
2400
0.85
0.86
0.9
井下低压
2
660
C
X
3480
0.71
0.74
注:
线路类型:
C—电缆线路;K—架空线路;电机型式:
Y—绕线式异步电动机;T—同步电动机
2负荷计算与变压器的选择
2.1负荷分组与计算
根据负荷统计表,按电压高低、负荷性质、分布位置等条件将负荷分组。
按需用系数法作负荷计算。
按组选择低压动力变压器,再加上功率损失即为高压侧负荷。
此时该变压器即为一个6kV级的负荷。
按用电负荷性质,负荷可分为以下几组:
安全生产用电负荷:
副井提升、扇风机、井下主排水泵;
主要生产负荷:
主井提升、压风机、井下低压;
其它负荷:
地面低压、机修厂、综采车间、洗煤厂、工人村、支农
2.1.1主井提升
查表2,取.=0.9,Cosφ=0.87tanφ=0.62
P=×=0.9×1450=1305kW
Q=×tanφ=0.62×1450=898.63kvar
S=kVA
2.1.2副井提升
查表2,取=0.88,cosφ=0.83,tanφ=0.672,
P=Pe×Kd=1000×0.88=880kW
Q=Pe×tanφ=1000×0.672=672kvar
S=kVA
各组计算负荷相类似,此处仅举例说明。
各组设备的cosφ、tanφ、P、Q、及S等值均添入负荷统计表。
电力系统负荷统计表2-1
表2-1电力系统负荷统计
设备
名称
计算容量
有功功率
无功功率
视在功率
kw
kvar
kVA
主机提升
1305
898.63
1584.58
副井提升
880
672
1107.24
扇风机1
1700
-790
808.09
扇风机2
压风机
10889
-545.3
1216.9
地面低压
937.5
937.5
1325.8
机修厂
292.5
396
492.31
综采车间
312
360
476.39
洗煤厂
1012.5
977.3
1407.2
工人村
440
396
591.96
支农
210
246.4
323.75
主排水泵
2040
1424
2487.85
井下低压
2419.6
3097.6
3930.60
2.1.3各低压变压器的选择及损耗计算
由于各低压侧集中补偿功率因数,故对低压变压器均无补偿。
选择时可按表1-1的计算容量进行,当系统采用双回路供电,应选两台变压器同时运行。
矿井地面低压的选择原则:
若选一台,只须变压器的额定容量大于其计算容量。
选两台者单台容量应满足一、二级负荷的需要,且两台容量之和大于或等于计算容量。
(1)地面低压
计算容量为1325.83KVA,选两台S9-12506/.04.
(2)机修厂
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- 凤凰山 煤矿 35 KV 变电所 毕业设计