1、封面作者：PanHongliang僅供個人學習目錄1 緒論 21.1靈北基本情況簡介 61.2靈北煤礦原始情況 61.2.1地面用電負荷統計 61.2.2井下采區設計原始資料 錯誤！未定義書簽。2 靈北 35KV 煤礦供電設計方案及論證 82.1靈北煤礦總體設計方案 82.2方案的可行性論證 92.2.1技術方面論證 92.2.2經濟方面論證 103 礦井地面變電所設計 113.1地面用電負荷計算 113.2地面變電所位置選擇 133.3地面變電所的主接線 143.3.1 35kV 側主接線 143.3.2 10kV 側主接線 154 井下中央變電所及供電設計 174.1井下電力負荷計算 17

2、4.1.1井下負荷的計算方法 174.2.2井下負荷的計算 194.3井下中央變電所位置選擇原則 204.4井下中央變電所主接線 205 短路電流計算 215.1短路電流計算選擇 215.2計算短路電流的目的 215.3三相短路電流的計算方法 225.3.1電源為無限容量時的短路電流計算5.3.2電源為有限容量時的短路電流計算5.4短路電流計算 246 設備選擇 296.1一般的選擇方法 296.2短路動、熱穩定性校驗原則 306.3變壓器選擇 316.4地面設備選擇舉例 316.4.1 35kV 設備的選擇 316.4.2 10kV 設備的選擇 336.5井下設備選擇 346.5.1電纜選擇

3、計算 346.5.2井下開關選擇 3622247 保護裝置 367.1繼電保護裝置 367.2防雷保護及接地 387.2.1變電所防雷裝置 387.2.2地面變電所保護接地網 387.2.3井下保護接地網 388 結論 39致謝 39參考文獻 40摘要本設計是在煤礦實習的基礎上完成的。通過對靈北煤礦的實地考察，結合該礦現 有生產水平和未來發展前景，在原有供電系統的基礎上根據煤炭生產行業的有關規定 進一步規范和完善。靈北煤礦系 240 萬噸大煤礦，供電系統設計內容包括：地面變電所設計、井下供 電設計、短路電流計算、地面及井下高低壓設備選擇、保護裝置、地面及井下接地 等。本設計主供電系統由來自不同

4、地方的兩路 35kV 線路供電，經主變壓器變為 10kV， 由單母分段的接線方式分別向地面和井下供電。根據煤礦供電系統特點，本設計系統 主線路均以最大運行方式進行整定，并以此對線路及其設備進行選擇。靈北煤礦 35kV 供電系統包括井上供電系統和井下供電系統兩個部分。為保證供電 的安全、可靠，又考慮靈北煤礦 50 年的服務期限，從經濟和技術兩個方面對本礦進行 整體設計，以達到滿足對靈北煤礦設計的合理性。關鍵詞：靈北煤礦 35KV 供電 設備選擇AbstractThe design is based on the completion of the internship in the coal m

5、ine. Da Liao Gap ofNingwu Coal Mine through field visits, in conjunction with the existing level of production plantand the prospects for future development in the power supply system on the basis of the relevantprovisions of the coal production industry further standardize and improve.Da Liao Gap o

6、f Ningwu Coal Mine is 30 million tons and coal mines, power system designinclude ： ground substations design, mine supply design, short circuit current calculations,ground and underground high-low voltage equipment selection, protection devices, ground andunderground grounded. From the design of the

7、 power supply system in different parts of the tworoads 35kV power line, the main 10kV transformers into the singleparent separatelyto the aboveground and underground wiring electricity. According to the characteristics of coal supply system,the design of the main lines are the largest operation of

8、the system means the set of lines andequipment and to choose.Ningwu coal 35kV electricity supply system includes two parts of the Underground powersupply system and above ground power supply system. Considering the three years service ofNingwu mine, in order to ensure the security of electricity sup

9、ply, reliable, the paper designs theengineering system which is reasonable for Lingbei mine from the economic and technicalaspects.Key words:LingbeiCoal Mine 。 35kV 。 Power Supply 。 electrical equipment selection1 緒論本設計 為了保證 靈北煤礦 供電質量，保證供電系統運行的安全 性、可靠性和經濟性， 不但要求監測監控和保護效果要好，而且重 要的一點要求在靈北煤礦的供電設計中嚴格遵守國

10、家煤礦設計的有 關規定，保證其供電的可靠性和安全性，盡量避免和減少因系統供 電和設備保護問題給煤礦帶來的不安全因素。1.1靈北基本情況簡介靈北位于山西省境內中部，南同蒲鐵路、大運高速和大運二級 公路由本區東南部經過，介休至陽泉曲和介休至柳林鐵路支線由擴 區北部通過，其中大運二級公路距擬建的礦井工業場地僅4 km,距南同蒲鐵路僅4.5km，向井田東北方向經介休抵達太原，向井田東 南方向經靈石縣抵達臨汾和運城,區內均有簡易公路與干線公路相 通,采用汽車外運煤炭可通過大運高速和大運二級公路直接運往全 國各地。在南同蒲鐵路的一側建有河溪溝礦井鐵路裝車站,本礦井 煤炭可通過汽車運往該裝車站裝火車運往全國

11、各地。礦區交通十分 便利。1.2靈北煤礦原始情況本次設計主要針對靈北煤礦進行設計,位于礦井工業場地東南面15km處，有靈石110kV變電站一座，內設兩臺31500kVA 110/35/10kV變壓器，高峰負荷20000kW其110kV電源兩回；有35kV及10kV出 線間隔。位于礦井工業場地東北面20km處，有北村110kV變電站一座，內設兩臺20000kVA 110/35/10kV變壓器，高峰負荷15000kW其110kV電源兩回；無35kV及10kV出線間隔。位于礦井工業場地西南面8km處，有礦區發展規劃擬建的北王中110kV變電站一座，內設兩臺20000kVA 110/35/10kV變壓

12、器， 其110kV電源兩回；有35kV及10kV出線間隔。礦井地面工業場地設一座35kV變電站，其兩回35kV電源均引 自擬建的北王中110kV變電站的35kV母線，供電電源十分可靠。1.2.1地面用電負荷統計地面用電負荷主要包括主副井提升機、扇風機等一級地面用電 負荷，此外還包括機修車間、室內照明、工業場地照明和其它的一 些常規負荷，這些負荷構成了靈北煤礦的地面用電系統。靈北煤礦設計地面用電負荷統計如表1-1所示。表1-1地面用電負荷統計表序號設備名稱型號規格數量容量（單臺）（kW電壓（V）1提升機JK-2.5/20X22803802扇風機BDK618-82 （1 臺備 用）1603803機

13、修車間203804室內照明102205工業場地照明102206其它50122 井下采區設計原始資料井下采區巷道及設備布置如圖1-1所示。圖 1-1 1411 采區巷道及設備布置圖說明： 為用電設備負荷，其具體設備如 1411 采區用電設備負荷統計表 1-2 中 1、2.所示靈北煤礦采區具體情況如下：1、 該礦為低瓦斯較高涌水量礦井，年產量設計為240萬噸，煤 層南北走向，傾角11度（北高南低），斜井開拓，井深120M煤 質中硬、厚度為3.6M,頂，底板中等穩定。2、1411采區為中間上山開采，采區分三個區段，區段總長度345M工作面長100M東翼走向長度400M采用國產80機組采 煤，煤巷掘進

14、用放炮落煤、皮帶機運輸；西翼最大長度走向280M為炮采工作面。3、 井下中央變電所配出電壓為6kV，配出開關的斷流容量為500MVA其到上山巷道下部的距離1600M，采區主要用電設備采用1140 V電壓，煤電鉆和照明采用127V電壓。4、采煤方法為長壁后退式綜采采和普通機采，三班出煤，一班 檢修，日產量約5000噸，本采區服務年限為50年。其井下采區主要用電設備負荷統計如下頁表1-2所示：表 1-2 1411 米區用電設備負荷統計表序號設備名稱型號規格數量容量(單臺)(kW電壓(V)1采煤機MLQ-8018011402機采面運輸機SGW-44A122+2211403下順槽運輸機SGW-4034

15、06604炮采面運輸機SGW-221226605順槽皮帶機SPJ-8001306606上山皮帶機SDJ-150130+306607上山絞車JTB-12001556608煤電鉆MZ-1.29121279掘進巷局扇JBT52-221166010調度絞車JD-11.4211.466011回柱絞車JH2-1721766012掘進皮帶機SPJ-80023066013運輸巷皮帶機SPJ-800130+3066014水泵390+90+306602 靈北 35kV 煤礦供電設計方案及論證靈北煤礦35kV供電系統設計包括井上和井下兩個部分，下面對 其供電方案進行選擇和論證。2.1 靈北煤礦總體設計方案本設計進線

16、為35kV,地面變電所設置在電源進線方向的工業廣場的 邊緣。將10kV高壓電能經過敷設在副井筒中的電纜送到井下中央變 電所，再由井下中央變電所通過電纜將6KV電能送到井下各用電設 備。在井底車場附近設置井下中央變電所。考慮可實現不間斷供電，地面變電所用兩路35kV進線電源，經 變壓器降壓后的10kV電能分別接于兩段母線上，經配電裝置再經變 壓器變壓后向地面各個用戶如提升、通風、機修、照明等用電設備 供電。對一類用戶分別接在兩段母線上形成雙回路供電。井下供電，是由地面變電所經副井筒中的高壓電纜，將10kV的 電能送到井下中央變電所的母線上，其電源的引線為兩條，當一條 出故障時，其余的一條電纜能承

17、擔井下最大涌水量時排水用全部負 荷。為了便于安裝和維護，電纜截面一般不超過120mm2。為了保證供電可靠，地面變電所和井下中央變電所均采用單母 線分段。井下主排水泵分別聯接在變電所母線的兩段上。對井底車 場附近硐室和巷道低壓動力設備和采區1140V、127V用電，經電纜 供電。2.2方案的可行性論證 本設計方案主要從技術和經濟兩個方面來論證設計方案的可行性。總體方面來講，為保證供電的可靠性，變電所從不同的地方引 進兩條進線，設置兩臺35kV主變壓器，采用外橋式接線的室外布置 配電；從主變壓器出線后的10kV側，采用單母線分段固定式室內高 壓配電柜配電，分別對地面和井下進行供電；地面負荷用電利用

18、兩 臺變壓器供電，其進線分別引自10kV側單母分段的兩個部分，經地 面變壓器配出0.4kV側采用低壓配電屏配電后，直接將配出電能供 給地面380V和220V的用電負荷；對井下供電設計，是用兩條10kV電纜經副井口直接下井，在井下設置一處中央變電所，經配電裝置 配電后分接兩臺礦用防爆變壓器供井下用電。以上內容將在第三章、第四章中詳細介紹，這里不再說明。2.2.1技術方面論證1、供電可靠性：主變壓器、地面及井下直接供電的各變壓器， 均采用雙線兩臺變壓器供電。這樣當一臺主變壓器出現故障或需要 檢修時，另一臺主變壓器能夠保證煤礦負荷用電，使生產正常進 行；當供地面用電的一臺變壓器出現故障或需要檢修時，

19、其另一臺 變壓器能夠承擔起煤礦地面用電的一、二級負荷用電（如主扇風機、人員提升機等），不至于引起煤礦事故，導致人員傷亡；當供井下用電的一臺變壓器出現故障或需要檢修時，其另一臺井下變壓 器能夠承擔起煤礦井下最大涌水量時，井下排水泵的負荷，以不至 于出現煤礦被淹，設備被損壞的情況。2、供電質量：設計采用直接引入35kV供電方案，有煤礦變電 所自身進行由高壓到負荷的配送電和對用電的無功補償，在必要的 時候還可以對35KV變壓器直接進行空載調節，從而保證了供電質 量。3、運行操作的靈活性：對礦用設備均設有單獨的磁力起動器， 可以方便的對設備頻繁操作，并在一組設備送電端設置饋電開關， 作為設備的一級保護

20、。同時，在設備之間裝設閉瑣保護裝置，增加 了設備運行操作的安全性和靈活性。4、維護與檢修：從本設計的接線方式考慮（第三章、第四章中 詳細介紹），當線路出現故障或需要檢修時，可以方便的切除故障 或將重要負荷供電切換到其它線路。2.2.2經濟方面論證1、投資：在對主變壓器接線、變電所配電線路接線和有關設備 的選用上，均考慮了投資費用，在保證供電可靠和安全的情況下， 盡量選用投資費用較低的設備。2、年運行費用：包括各種設備的折舊費、維護費和電費等。由 于設備的折舊費一般是固定不變的，只有從降低維護費和電費的角 度考慮。本設計做到了從變電所的位置選址到設備的保護裝置， 都 考慮了能降低維護費的因素。

21、由于電價是固定的， 因此降低電費主 要從降低電能損耗方面入手，盡量減少損耗。3、電能損耗：包括有功損耗和無功損耗。由于輸電線路固定， 主要從變壓器、電抗器等耗電設備考慮電能損耗。在變壓器選擇上 盡量接近用電負荷容量，減小空載運行的損耗；在變電所加設無功 補償器，補償無功功率的損耗。從技術和經濟兩個方面論證來看，本設計方案滿足論證要求， 故在以后各章節對靈北煤礦供電系統的設計中均以本設計方案為中 心進行設計。3礦井地面變電所設計煤礦地面變電所，從設計情況看大體分為兩種情況：一種是電 源進線為35kV,經主變壓器降壓到10kV或6kV后，向高壓設備供 電，就是通常所說35kV變電所；另一種是電源進

22、線為10kV或6kV直接引到母線上，通過高壓配電裝置，直接向高壓負荷供電，稱為10kV或6kV配電所。本礦地面變電所設計采用的是第一種方案，即35kV變電所供 電。3.1地面用電負荷計算靈北煤礦地面負荷容量計算采用的方法是當前廣泛被采用的需 用系數法估算，當然也可用有用功和無功功率的復數計算法。因有 功和無功功率的復數計算法比較復雜，所以這里不在說明。1、根據地面用電負荷及用電設備在煤礦生產中的負荷等級，為 保證當一臺變壓器受到損害，而另一臺變壓器能夠保證其煤礦所有 一、二級負荷供電，確定此設計地面供電采用兩臺變壓器供電。2、 地面負荷按下式（3-1）進行計算（3-1） 式中S所計算的電力負荷

23、總的視仔功率，kVA；參加計算的所有用電設備（不包括備用）額定功率之和，kW；參加計算的所有電力負荷的平均功率因數；Kr需用系數，其數值有以下方法計算：3、 地面所取的各用電負荷的需用系數及平均功率因數見下表所 示。4、 可以較正確計算出用電功率的設備，如提升機、通風機等的 電力負荷，應取其計算負荷。公式 中：最大一臺電動機的額定功率；電機在相應負荷率時的工作效率；同一工作面所有用電負荷容量的總合（不包括備用）。5、地面用電總負荷的計算，按式（3-2）計算:(3-2)式中SS地面總負荷的視在功率，kVA、一一地面各用電計算負荷的視在功率，kVA同時系數。地面總負荷的功率因數應按式（3-2）的復

24、數計算，即有功功率 和無功功率分別相加后，可求得總負荷的功率因數，這里不再求 得。按地面用電設備負荷統計表1-1及地面用電負荷的需用系數及平均功率因數表3-1，具體計算如下：表3-1地面用電負荷的需用系數及平均功率因數表地面負荷名稱需用系數K3)I=I0.2=I=x=0.323x=3.987(kA)S0.2=S=xS=0.323x79仁255.493(MVA)=2.55 I=10.167(kA);=1.52 I=6.06(kA)短路點K1的短路參數，應分別為兩個電源提供的數據之和1ki=10.2*ki=I“*ki=17.733+3.987=21.72(kA)Ski=S.2*ki = &

25、*ki=1136.4+255.493=1391.893(MVA)=45.219+10.167=55.386(kA)=26.954+6.06=33.014(kA)2) K2點的短路參數電源1提供的電源參數=1/X18=1/3.272=0.306l=10.2=I=x=0.306x=1.683(kA)S=S0.2=S=xSb=0.306x100=30.6(MVA)=2.55 I=4.292(kA);=1.52 I=2.558(kA)電源2提供的電源參數= 1/X19 9 =1/115.304=0.009(計算電抗3)l=10.2=Ivx=0.009x=0.391(kA)S=S0.2=S=xS=0.0

26、09x791=7.119(MVA)=2.55 I=0.997(kA)。=1.52 I=0.594(kA)短路點K2的短路參數，應分別為兩個電源提供的數據之和Ik2=10.2*k2=Ia*k2=1.683+0.391=2.074(kA) Sk2=S0.2*k2=Sa*k2=30.6+7.119=37.719(MVA)=4.292+0.997=5.289(kA)。=2.558+0.594=3.152(kA)3) K3點的短路參數由于10.5kV側為單母分段運行，K3、K4、K5、K6只有電源1提供的電源，且它是無限大容量,不必查曲線表。其短路參數=1/X20=1/3.308=0.302Ik3=I0

27、.2*k3=Is *k3=X=0.302x=1.66(kA)Sk3=So .2*k3=Ss*k3=xSb=0.302x100=30.2(MVA) =2.55 Ik3=4.233(kA)。=1.52 Ik3=2.523(kA)4) K4點的短路參數=1/X21=1/13.308=0.075Ik4=I0.2*k4=Is*k4=X=0.075x=6.276(kA)Sk4=S0.2*k4=Ss*k4=xSb=0.075x100=7.5(MVA)=2.55 Ik4=16(kA)。=1.52 Ik4=9.54(kA)5) K5點的短路參數=1/X22=1/3.272=0.306Ik5=I0.2*k5=Is

28、*k5=x=0.306x=1.683(kA)Sk5=S0.2*k5=Ss*k5=xSb=0.306x100=30.6(MVA)=2.55 Ik5=4.292 (kA)。=1.52 Ik5=2.558 (kA)6) K6點的短路參數=1/X23=1/28.272=0.035Ik6=I0.2*k6=Is*k6=x=0.035x=5.052(kA)Sk6=S0.2*k6=Ss*k6=xSb=0.035x100=3.5(MVA)=2.55 Ik6=12.883(kA)。=1.52 Ik6=7.679(kA)7) K7點的短路參數=1/ X24 = 1/115.304=0.009Ik7=I0.2*k7=

29、Is*k7=x=0.009x=0.391(kA)Sk7=S0.2*k7=Ss*k7=xS2=0.009x791=7.119(MVA) =2.55Ik7=0.997 (kA)。=1.52 Ik7=0.594 (kA)8) K8點的短路參數=1/ X25 = 1/313.054=0.003Ik8=I0.2*k8=Is*k8=x=0.003x=3.425(kA)Sk8=S0.2*k8=Ss*k8=xS2=0.003x791=2.373(MVA) =2.55Ik8=8.734 (kA)。=1.52 Ik8=5.206 (kA)9) K9點的短路參數=1/ X26 = 1/115.589=0.009I”

30、k9=I0.2*k9=Ia*k9=X=0.009x=0.391 (kA)Sk9=S0.2*k9=Sa*k9=xS =0.009x791=7.119 (MVA)=2.55 Ik9=0.997 (kA)。=1.52 Ik9=0.594 (kA)1 0)K1 0點的短路參數=1/ X27= 1/194.689=0.005Ik10I0.2*k10Ia*k10X=0.005x=3.309 (kA)sk10=S0.2*k10=Sa*k10=xS2=0.005x791=3.955 (MVA)=2.55 I 池=8.438 (kA)。=1.52 I 池=5.03 (kA)6 設備選擇設備選擇包括地面和井下配電

31、設備兩個部分，由于本設計中的 配電設備較多，逐一進行說明選擇比較的過程較為繁瑣，因此本設 計中只是分別對地面和井下配電設備部分設備選擇的過程進行舉例 說明。電氣設備在使用中，不但要求在正常工作條件下能安全可靠地 運行，而且還要求在發生嚴重短路故障時，設備流過短路電流后， 不致于受到破壞。為此在選擇設備時，不但要根據設備的正常工作 條件所給的參數(如工作電壓、工作電流、使用條件等參數)來選 擇，而且還要根據設備安裝地點，在短路故障時所產生短路效應來 校驗設備。6.1一般的選擇方法1、按工作電壓選擇高壓電器的額定電壓是指電器銘牌上標明的相間電壓(線電壓)。電 器的最高工作電壓是制造廠保證可以長期處

32、在超過額定電壓10%- 15%下可靠工作的電壓。選擇電器時，所選電器的最高工作電壓應不小于電器正常運行的工作電壓，即：(1.11.15)UNun式中U N電器的額定電壓，kV;Un電器安裝處正常運行的工作電壓，kV；2、 按工作電流選擇電器的額定電流是指在實際環境溫度不超過電器計算溫度的條件 下，電器所能允許長期連續通過的最大工作電流。這時電器所有部 分的發熱溫度都不超過允許值。在選擇電器時，必須使電器的額定電流不小于電器所在電路中的最大正常工作電流，即：INIn式中IN電器的額定電流，A；In電器所在電路中的最大正常工作電流。3、 按裝置種類型式選擇 電器常被制成屋內和屋外兩種類型：屋內型不

33、受任何特殊的大氣影 響；屋外型可以經受風、霜、雨、露、積雪、覆冰、灰塵和有害氣 體等的影響。當屋外配電裝置處在塵穢很嚴重或空氣中含有有害于 絕緣氣體的地區時，必須加強電器的絕緣，選用特殊絕緣結構的加 強型電器或選用額定電壓高一級的電器。4、 按斷路容量選擇斷路器的額定斷流量IrN或額定斷流容量SrN是指斷路器在額定電 壓時的斷流能力。斷路器斷開的實際電流是斷路器的滅弧觸頭開始 分離瞬間，電路內短路電流的有效值。因此按斷流能力選擇斷路器 時，必須滿足下列條件：IrN1,SNS式中IrN電器的額定斷流量，kA；Sn電器的額定斷流容量，MVA I次暫態短路電路，kA；S次暫態三相短路容量，MVA6.

34、2短路動、熱穩定性校驗原則(1)當電器選定之后，應按最大可能通過的短路電流進行動、熱 穩定校驗，校驗所用的短路電流一般取三相短路時的短路電流。(2)用熔斷器保護的導體和電器，可不進行熱穩定校驗。當熔斷 器具有限流作用時，可不校驗其動穩定。(3)用熔斷器保護的電壓互感器回路，可不進行動、熱穩定的校 驗。(4)懸式絕緣子可不校驗動穩定6.3變壓器選擇根據變電所變壓器的計算容量，選擇變壓器的型號、容量、臺 數。1、選型：地面高壓為35kV、10kV側的變壓器選用普通變壓器SL7-1250/35、S9-160/10；10kV側的井下變壓器選用礦用型動力變 壓器KSB-400/10。二次側電壓660V以

35、下的變壓器選用防爆型干式 變壓器。井下照明為127V電壓供電，變壓器設兩臺防爆型干式變壓2、 變壓器臺數的確定：35kV主變壓器、地面供電變壓器、井 下中央變電所的變壓器均設為兩臺。井上部分當任一臺變壓器故障 或需要檢修時，能夠保證另一臺變壓器承擔起全部負荷。井下任一 臺變壓器停止運行時，其余一臺能夠保證排出最大涌水量時所需的負荷容量。其所選變壓器容量及型號均標于所畫大圖中，這里不在 闡述。6.4地面設備選擇舉例以礦井地面變電所為例，其主變壓器選用SL7-1250/35變壓器兩臺，兩臺并聯運行，如圖6-1所示接線：表6-1短路電流計算結果短路點K1K2運行方式最大最小最大最小短路參數1 = I

36、0.2= IkkA21.72-2.074-ikrkA55.386-5.289-IkkA33.014-3.152-S MVA1391.893-37.719-6.4.1 35kV 設備的選擇1、35kV母線的選型1）按持續工作電流選擇In=21.7A對電壓為35kV的屋外配電裝置采用鋼芯鋁絞線作母線，選取LGJ-300,其載流量在環境溫度為250C時為735A,由于所處環境最 高溫度為450C,其載流量為：表6-3斷路器的選型547.8(A)21.7(A)考慮到動穩定性，母線采用平放，其允許電流值應再降低8%,故為:(A)21.7(A)故載流量和長時允許電流符合要求，但還需要進行熱穩定校 驗。2)

37、熱穩定校驗由tf= 1.255s,Ik=21720A C=95, Ksk=1按式A=254(mrr)該截面小于所選導線截面，故所選LGJ-300截面能滿足熱穩定 要求。由以上計算，所選LGJ-300滿足母線要求。圖6-1地面變電所接線圖2、1#、2#帶接地刀閘的隔離開關選型由表6-2計算可以看出， 該電器的額定值都大于實際需要值，故選用該設備符合要求，其操動機構配套選用CS-G型。3、3#-8#隔離開關選型其計算值與2相同，不同之處在于它們不帶接地刀閘，因此根據2的計算值選用GW5-35/1200型隔離開關，其操動機構配套選用CS-G型。表6-2隔離開關的選型項目實際需要值GW5-35GD/1

38、200額定值電壓35kV35kV電流In=21.7A1200A動穩定=55.386kA80kA熱穩定=21.72=10.9kA21.5kA4、9#-11#斷路器的選型項目實際需要值LW-35/1600額定值電壓35kVUN=35kV電流21.7AIN=1600A動穩定=55.386kAIlim=63kA熱穩定=21.72=10.9kA11=4=25kA斷流容量S=1391.893MVASN=2205MVA由表6-3所示，計算結果說明選用LW-35/1600型斷路器符合要 求。考慮室外設備、操作人員安全，選用CD2型電動操作機械。642 10kV 設備的選擇下面以10kV進線柜內的主要電器為例進

39、行選型計算。1、電流互感器選型電流互感器要根據電壓、電流比、裝置種類、結構形式、精確 度進行選擇，只對動、熱穩定性校驗。電流互感器選用LDJ- 10/1200型，其精度為0.5/3。1）動穩定76.36（kA） 5.289 kA2）熱穩定=2.074=1.8 kAla式中IP空氣溫度為25C時，電纜允許載流量，A;K環境溫度不同時載流量的修正系數；Ia通過電纜的最大持續工作電流，代2、按經濟電流密度選擇電纜截面A=式中A電纜截面，mm2； 正常負荷時，井下總的持續工作電流，A；n不考慮下井電纜損壞時，同時工作電纜的根數；J經濟電流密度（A/mrh）,見下表。下井主電纜的年運行小時，一般取300

40、0-5000h。3、按電纜短路時的熱穩定選擇電纜截面按電纜短路時的熱穩定選擇電纜截面有以下兩種方法：熱穩定 系數法和允許短路電流法。這里主要介紹熱穩定系數法：這種方法比較簡單，一般在紙絕緣電纜的熱穩定計算都采用此 法。式中 電纜短路時熱穩定要求的最小截面，mm2；三相最大穩定短路電流，A； 短路電流作用的假想時間，s；C熱穩定系數，查相關手冊。4、按電壓損失校驗電纜截面 此種電壓損失校驗電纜截面有計算法和查表法，這里主要介紹計算法：也可寫成式中 電壓損失百分數；電纜中的負荷電流，A； 額定電壓，kV；、 電纜線路單位長度的電阻及電抗，Q/km;電纜線路長度，km；、一一功率因數及與功率因數相對

41、應的正弦、正切值。高壓系統中的電壓損失按全國供用電規則的規定，在正常 情況下不得超過7%，故障狀態下不得超過10%。電壓損失從地面變 電所算起至采區變電所母線止。5、電纜截面選擇計算 舉例為短路時的熱穩定選擇電纜截面，當供電系統在最大運行 方式時，地面變電所下井電纜首端發生三相短路電流，其電流1.683 kA，按式校驗下井電纜截面，即：查電纜的熱穩定系數表C=93.4,假想時間=0.65s故 二二1683X=14.5 mm2故下井電纜最小截面應不小于14.5 mm2,又考慮其他方面校驗的影響，這里選用70mrW故為下井電纜。6.5.2井下開關選擇嚴禁井下配電變壓器中性點直接接地， 嚴禁由地面中

42、性點直接 接地的變壓器或發電機向井下供電。額定電壓與額定電流的選擇與地面高壓開關選擇相同，斷流容量的選擇也按地面開關的選擇方法，井下主要選用DW8（型饋電開關 和QC83型磁力起動器，對電鉆和照明采用綜合保護裝置。其它設備的選擇方法與井上選擇基本相同，這里不在說明，其 所選設備型號均標于設備選擇或所畫大圖中。7保護裝置靈北煤礦供電系統井上、井下的保護裝置包括繼電保護和防 雷、接地等，本章只對這些保護作簡單的介紹。7.1繼電保護裝置煤礦供電系統的繼電保護是保證煤礦安全供電的重要工具。裝 設繼電保護裝置是根據靈北煤礦電力系統的接線和運行的特點，適 當考慮其發展，選擇設備力求技術先進經濟合理。本設計

43、中的電力設備和線路有主保護和后備保護，必要時可增 設輔助保護。主保護滿足系統穩定及設備安全要求，有選擇地切除被保 護設備和全線路故障的保護。后備保護一應在主保護或斷路器拒絕動作時切除故障。后備保護可分為遠后備和近后備兩種形式：遠后備當主保護或斷路器拒絕動作時，由相鄰設備或線路 的保護實現后備。近后備當主保護拒絕動作時，由本設備或線路的另套保 護實現后備；當斷路器拒絕動作時，由斷路器失靈保護實現后備。輔助保護為補充主保護和后備保護的不足而增設的簡單保 護。本設計在考慮下列因素的情況下裝設保護裝置：(1)當被保護元件發生短路或足以破壞系統正常運行的情況時， 保護裝置應動作于掉閘；在發生不正常運行時

44、，保護裝置應動作于 信號。(2)礦井變電所的高壓饋電線上，裝設有選擇性的檢漏保護裝 置。(3)保護裝置應以足夠小的動作時限去切除故障，保證系統剩余 部分仍能可靠運行。(4)動作于掉閘的保護裝置一般應保證選擇性，在必須加快動作 時，應考慮由自動重合閘來補救保護的無選擇性動作。(5)選擇保護方式時，不考慮考慮可能性很小的放障類型和運行 方式。力求使用最少數量的繼電器和觸點，使其接線簡單可靠。(6)保護裝置的電壓回路斷線時如能造成誤動作，則裝設防止這 種誤動作的閉鎖裝置并發出信號。(7)表示保護裝置動作的必要回路內裝設信號繼電器。(8)保護裝置除作為被保護元件的主保護外，如有可能還作相鄰 元件的后備

45、保護。(9)在實際可能出現的最不利方式或故障類型下，保護裝置應對 計算點有足夠的靈敏度。保護裝置的靈敏系數為：對反應電氣量上升的保護裝置對反應電氣量下降的保護裝置（10）保護裝置的靈敏度應該互相配臺，從故障點向電源側方向 逐步降低保護裝置的靈敏度。（11）保護裝置所用的電流互感器，對最大負載和最大整定的故 障電流，其誤差小于10%。7.2防雷保護及接地7.2.1變電所防雷裝置（1）避雷針 為防止直擊雷對變電所電氣設備、線路及建筑物 等侵害，本設計變電所采用避雷針。避雷針高于被保護設備，并具 有良好的接地，所以能起到保護作用。上圖為地面變電所防雷保護 的平面布置圖，避雷針接地線與保護接地線在土壤

46、中距離大于3M。（2）避雷器 避雷器是防護感應雷對電氣設備產生危害的保護 裝置，它一端與被保護設備并聯，另一端接地，且放電電壓低于被 保護設備的絕緣水平。當感應雷（雷電波）入侵設備時，避雷器首先 被擊穿并對地放電，從而使電氣設備受到保護。地面變電所防雷保 護平面圖如7-1所示。圖7-1地面變電所防雷保護平面圖7.2.2地面變電所保護接地網保護接地網是將變電所在正常運行時，設備（構架）不帶電的外 露金屬體與接地引線、接地干線和接地極在電氣上連接起來組成的 整體。保護接地網地下部分是實習中看不到的，但可從原設計資料 中收集到上圖。為了減少對地電位分布曲線的陡度，接地網還設有水平均壓 帶，從而減小接

47、觸電壓和跨步電壓。對不同點的接地電阻至少每年 測量一次，保證達到一定的要求。地面變電所保護接地網如下圖7- 2所示。7.2.3井下保護接地網本設計在井下指定點敷設主接地極、局部接地極、并用電纜鉛 包、鎧裝外皮及接地線心相互連接起來，形成一個總接地網。從接 地網上任一局部接地極測得的總接地網電阻，不應超過2Q。接地網電阻越低對人身越安全，但太低有一定的困難。圖7-2地面變電所保護接地網1-隔離開關；2-構架；3-斷路器；4、5、6、7-隔離開關；8、9-斷路器；10-電壓互感 器、避雷器；11-鉛錘接地極；12-變壓器；13-屋內接地干線；14-接地引線；15-屋外接 地干線；16-均壓帶井下總

48、接地網包括：主接地極、局部接地極、接地母線和輔助 接地母線、連接導線和接地導線。禁止采用鋁導線作為接地極、接 地母線、輔助接地母線、連接導線和接地導線，禁止使用無接地線 芯（或無其他可供接地的護套，如鉛皮、銅皮套等）的橡套電纜或 塑料電纜。井下保護接地網示意圖如7-3所示：圖7-3井下保護接地網示意圖1接地母線；2輔助接地母線；3主接地極；4局部接地極；5漏電保護輔助接地 極；6電纜；7電纜接地層；8中央變電所；9采區變電所；10配電點；11電纜 接線盒；12連接導線；13接地導線；14采煤機組；15輸送機8 結 論經過這段時間的努力和精心設計,通過翻閱大量的資料文獻，使 我對靈北35kV煤礦

49、供電系統有了深入的探索和研究。依照靈北煤礦 具體現狀，在原有河東煤礦設計的基礎上，設計出了能滿足本礦安 全、可靠生產的煤礦地面和井下供電系統。雖然本設計滿足了本礦一般的生產需要，但由于本人知識水平 的相對欠缺，對現代先進的煤礦開采方式和供電系統先進設備缺少 一定的了解，因此在設計中很少使用現代化的微機監控和保護系 統，這也是本設計有待于改進的地方。在以后的學習和社會實踐 中，我會加強各方面知識的學習，掌握更多的科學文化知識，為社 會獻出自己的微薄之力。通過這段時間對靈北煤礦供電系統的設計，使我對所學知識進 行了系統的歸納，對自己現在所掌握的知識水平有了一定的了解， 這對我以后的實際工作將會起著

50、很大的促進作用。致謝本設計是在張慶慧副教授的悉心指導下完成的。在與翟占勇老 師相處的這段時間里，他嚴謹的治學態度和在指導我們完成畢業設 計中所表現出來的吃苦耐勞的精神、開拓創新的能力給我留下了深 深的印象。從師于翟占勇老師的時間里，不但使我學到了很多的專業知 識，而且在治學、生活和做人方面也學到了很多東西，這對我以后 的路將是一筆寶貴的財富。借此設計完成之際，謹向幾個月以來一 直指導、關心我的老師表示誠摯的感謝！同時要感謝從教和關心我的其他老師，在此致以深深的謝意！ 還要感謝與我一起學習的同學，感謝他們一直以來對我的支持和幫 助！在即將結束大學本科學習生涯啟程遠行的時候，我難以表達對 父母的感激之情。謹以此文獻給遠方默默支持我的父母，他們的摯 愛就像大海一樣