1、摘要 煤矿地面变电所是煤矿供配电的重要组成部分，它直接影响整个煤矿供电的可靠运行，是联系地面与井下的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是地面变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是决定变电所电气部分技术经济性能的关键因素。本设计初步设计了煤矿地面35kV变电站的设计。设计过程主要包括负荷计算、主接线设计、短路计算、电气设备选择、继电保护方案等。通过对煤矿35KV变电站做负荷统计，用需用系数法进行负荷计算，根据负荷计算的结果确定出该站主变压器的台数、容量及型号。用标幺值法对供电系统进行了短路电流计算，为电气设备的选择
2、及校验提供了数据。根据煤矿供电系统的特点，制定了矿井变电所的主结线方式、运行方式、继电保护方案。其中35kV侧为内桥接线，6kV主接线为单母分段。两台主变压器采用分列运行方式。并根据电流整定值以及相关数据的校验，选择了断路器、隔离开关、继电器、变压器等电气设备。关键词：变电所；地面；选型；系统设计；IAbstract Coal mine ground substation is an important part of the coal mine power supply, it directly affect the reliable operation of the whole coal
3、mine power supply, is contact with the ground and underground of the intermediate links, plays a transformation and distribution of electric energy effect. Ground substation main electrical wiring is the main link, the main electrical wiring to unsafe has a close relationship with the selection of e
4、lectrical equipment, power distribution equipment layout, the determination of relay protection and automatic device of electric substation technical and economic performance is the key factor. The preliminary design of the coal mine ground, 35 kv substation design. Its design process mainly include
5、 load calculation, the main wiring design, short-circuit calculation, electrical equipment selection, relay protection scheme, etc. Through to the coal mine do load statistical 35 kv transformer substations, the demand factor method for load calculation, according to the result of load calculation t
6、o determine the station of the main transformer sets, capacity and model number. With the method of power supply system for the short-circuit current calculation, provides the selection of electrical equipment and calibration data. According to the characteristics of the coal mine power supply syste
7、m, make the mine substation main connection mode, operation mode, relay protection scheme. Within 35 kv side for bridge connection, 6 kv single mother block for main connection. Two of the main transformer USES operation mode respectively. And according to the current setting value and related data
8、check, choose the circuit breaker, isolating switch, relay, transformers and other electrical equipment.Keywords: Substation; The ground; Selection; System design；目录1概述11.1矿井简介11.2供电系统概述11.2.1矿山企业对供电的基本要求11.2.2电力负荷的分级11.2.3煤矿原始负荷资料12 负荷计算及无功功率补偿32.1 负荷计算的目的32.2 负荷计算方法的确定32.3 负荷的计算32.3.1 负荷计算的公式32.3.
9、2各用电设备组负荷计算42.4低压变压器的选择与损耗计算92.4.1低压变压器的选择92.5 6KV母线侧补偿前总计算负荷102.6 无功补偿及电容器柜选择112.6.1 无功补偿装置的装设方式112.6.2无功补偿计算112.6.3 电容器柜的选择及实际补偿容量计算122.7 补偿后6kV母线侧总计算负荷及功率因数校验123 变电所主变压器的选择143.1 变压器的选取原则143.2 变压器选择计算144 电气主接线设计174.1 对主接线的基本要求174.2 主接线方案的确定174.2.1 确定矿井35kV进线回路174.2.2 35kV、6kV主接线的确定175 短路电流计算205.1
10、短路电流计算的目的205.2短路电流计算的方法选取205.3 短路电流计算中应计算的数值205.4 三相短路电流计算计算的步骤205.5短路电流计算过程216 高压电气设备的选择306.1 高压电气设备选择原则306.2 高压开关设备的选择及校验306.2.1 高压断路器的选择及校验306.2.2 本所断路器的选择及校验316.2.3 隔离开关的选择及校验326.2.4 高压熔断器的选择346.3 互感器的选择及校验346.3.1 电流互感器的选择及校验356.3.2 电压互感器与避雷器的选择356.4 6kV高压开关柜的选择36 6.5 电力线路的选择37 6.5.1 35kV输电线路及母线
11、的选择与校验376.5.2 6kV母线、电缆及架空线的选择386.5.3 母线支柱绝缘子及穿墙套管的选择517 继电保护557.1 35kV进出线与联络开关的继电保护整定557.1.1进出线开关的保护整定557.1.2 35kV母线联络开关保护整定597.2 变压器的继电保护整定598结论62致谢63参考文献64附录A65附录B711概述1.1矿井简介 本设计是一所35/6kV的陕西某煤矿矿井地面变电所，占地约3000。矿井产量60万t/年，采用一对竖井开拓，中央边界式通风。矿井为低沼气矿井，涌水量较小但有粉尘可能出现爆炸危险。 矿井最高温度为40，最低温度为-14，地面变电所为黄土，预期服役
12、年限为60年，变电所与主副井的距离300m，井筒深度为400m。矿井地面变电所距上级变电所7km，采用双回路架空线供电，已知系统的2400MVA，系统的1800MVA，对本矿的引出线为过电流保护，动作时限为2s。电源中性点经电阻接地。1.2供电系统概述 电力是现代矿山企业的动力，第一考虑的是保证供其可靠和安全，并做到技术和经济方面合理的满足相关用电设备的需要。1.2.1矿山企业对供电的基本要求 矿山由于生产条件十分特殊，对供电系统要适应其特殊要求，具体的看如下要求： （1）保证供电安全和生产生活可靠； （2）保证供电电能达到相关的质量要求； （3）保证供电系统中相关的经济性要求；1.2.2电力
13、负荷的分级 按照对供电的要求不同，一般将电力负荷分为三级，以便在不同情况下区别对待。本次设计由于多数用电设备属于一、二级，因此设计选择高压变压器时，一台变压器必须满足一、二级的用电需求。1.2.3煤矿原始负荷资料表1-1 煤矿原始负荷资料Table 1-1 coal mine original load data序号相关设备电压kV安装容量kW工作容量kW需要系数距离km备注1主井绞车68008000.810.850.3离副井80m2副井绞车67007000.780.80.3一类负荷续表1-1Renewal table 1-13压风机612006000.80.80.3超前4主扇风机625001
14、2500.7-0.92超前5支民0.383103100.80.82.3三类负荷6矿综合厂0.383302900.620.80.8三类负荷7选煤厂0.388006500.750.780.35三类负荷8工人村0.384503600.850.811.7三类负荷9机修厂0.386205500.520.750.3三类负荷10地面底压0.388007000.70.750.2一类负荷11主排水泵6425017000.90.890.5一类负荷12一采区66806500.650.7813二采区611009500.70.7614井底车场63353350.750.752 负荷计算及无功功率补偿2.1 负荷计算的目的变电所工作的负荷电流或容量大小是为正确地选择合适的变压器的容量与无功补偿及其的装置、选择电气设备与导线、以及继电器保护的相关整定等提供技术参数，也是整定继电器有关保护的主要依据。2.2 负荷计算方法的确定负荷计算主要有以下方法，结合各自特点及本次设计的内容情况，确定合适的计算方法。1. 需要系数法：设备功率乘以需要系数和同时系数，直
