目 录
摘 1
ABSTRACT 2
第1章 概述 3
11矿山供电基求 3
111 供电 3
112 供电安全 3
113 保证供电质量 3
114 技术济合理 4
12矿井概况 4
第2章 负荷分析变压器选择 5
21 负荷分析 5
22 功功率补偿 6
23 变压器选择 7
第3章 电气接线设计 8
31 电气接线概述 8
32 电气接线设计原求 8
321 电气接线设计原 8
322 电气接线设计基求 9
第4章：短路电流 11
41 短路电流计算般概述 11
42 短路原 11
4．3短路危害 11
4．4短路类型 12
第5章：电气设备选择校验 13
51 高压电器设备选择般原 13
52 电气设备选择校验 14
521 断路器 14
522 隔离开关 15
523 电流互感器 15
524 母线 16
525 支柱绝缘子 17
第6章：导线选择敷设 18
61 导线选择条件 18
611 发热条件 18
612 电压损耗条件 18
613 济电流密度 18
614 机械强度 18
62 导线截面选择 18
621 济电流密度选择导线截面 19
622长时工作电流选择导线截面 19
63电缆型号含义 19
64 电缆敷设 19
第7章 继电保护务基求 20
71 基务 20
72 基求 20
第8章 计算 21
81 负荷计算 21
811 设备负荷计算 21
812 全矿负荷统计 24
813 功率素提高电容器补偿容量计算 25
814 变压器选择 26
82 短路电流计算 26
83 电气设备选择 32
831 35kv侧电气设备选择 32
832 6kv侧电气设备选择 34
84 电缆选择 39
第9章 结 42
参考文献 43
附录 44
致谢 46
摘
次设计35千伏变电站设计象分文字说明部分计算说明部分八章中前七章文字说明部分分第章概述包括矿山供电基求矿井概况第二章负荷分析变压器选择第三章电气接线设计第四章短路电流第五章电气设备选择校验第六章导线选择敷设第七章继电保护务基求第八章设计计算说明部分包括设计全部计算部分设计均设计求步骤进行计算公式均出处关参数解释说明
次设计设计方案煤矿供电煤矿电工手册等准进行设计
总供电系统井安全生产服务目设计套完整完善井供电系统煤矿安全生产必缺少
Abstract
The 35 kV substation design is targeted for the design of the main text is divided into parts and that part of the calculation a total of eight chapters Chapter seven is one of the previous narrative of characters namely Chapter I sets including the basic requirements of the mine power supply and mine Overview chapter load analysis and selection of main transformer Chapter III for the electrical wiring of the main design Chapter IV for shortcircuit current Chapter V for the electrical equipment selection and validation Chapter VI for the selection and laying of wires Chapter VII mandate for the relay protection and basic requirements Chapter VIII of the calculation of designoriented description including the design part of the full calculation Design requirements for the design and the steps are calculated for each formula and the relevant parameters are the source explained
The design of all the designs are based on Coal Mine Safety Regulations coal power Manual mine electrician as the design criteria
In short all of the power supply system of mine safety in production are for the purpose of the Service Designed a complete and perfect system of underground power supply of coal mine safety production is an indispensable must
第1章 概述
11矿山供电基求
111 供电
供电求间断供电供电中断时仅会影响矿井原煤产量损坏设备甚发生身事造成矿井破坏例煤矿井空气中含瓦斯气体水断涌出突然停电会排水通风设备停止运转造成水淹矿井工作员窒息死亡引起瓦斯煤尘爆炸危矿井身安全煤矿中重电设备求采两独立电源双回路环式供电方式两路电源线路互备路电源线路障停电检修时路电源线路继续供电保证供电性
112 供电安全
供电安全具两方面意义防止身触电防止电气设备损坏障引起电气火灾瓦斯煤尘爆炸事
煤矿井空间狭潮湿阴暗井电气设备受潮机械损伤容易发生身触电事供电线路电设备损伤障产生电气火花会造成火灾瓦斯煤尘爆炸事避免事发生煤矿供电工作中应关规定采取防爆防触电负荷流保护等系列技术措施理制度消种安全素确保供电安全
113 保证供电质量
衡量供电质量高低技术指标频率稳定性电压偏移交流电频率交流电动机性着直接影响频率变动会影响交流电动机转速电力工业技术理法规规定额定频率50Hz工业交流电频率相额定值偏差允许超±02±05Hz额定频率±04±1％
电压偏移衡量供电质量重指标谓电压偏移指电设备运行中实际端电压额定电压偏差电设备—定范围电压偏移具行适应力着电压偏移增电设备性会恶化严重时会造成设备损坏例白炽灯超额定电压5％电压工作时．工作寿命缩短半．国电设备电压偏移允许值做具体规定例电动机电压偏移允许超额定电压±5％白炽灯电压偏移允许越额定值+3％25％
114 技术济合理
技术济合理指满足述三项求前提供电系统投资运行达佳济效益供电系统投资少运行费低节约电减少色金属消耗量
外供电工作中应合理处理局部全局前长远等关系顾局部前利益全局观点顾全局适应发展
12矿井概况
××煤矿位河北省××县境处××井田矿设计年产100万吨井筒立井深度400米开采面水开采高瓦斯煤矿设计服务年限100年变电站级变压站变压采双回路供电电压等级35千伏系统短路容量：运行方式15267MVA运行9379MVA 选取基准容量100MVA
矿两台变压器降压6千伏考虑发展采两台型号：SF720000变压器降压供扇风机井综采面井工业区生活电等重负荷电全矿功率数静电容补偿达095
矿两条双回路电源两台变压器列运行35千伏系统母联柜两条进线备互备
矿敷设电缆设备距离：
井提升机
副井提升机
南扇风机
北扇风机
压风机
排水泵
1km
05 km
05km
08km
05km
1km
矿气候条件：
导风西北风
风速20MS
高温度392度
低温度零22度
土壤温度25度
震等级7级
第2章 负荷分析变压器选择
21 负荷分析
煤矿变电旦停电造成身死亡应属级负荷
负荷计算方法
需系数法利系数法二项式等种
设计采需系数法予确定
公式：
(1)单组电设备计算负荷
单组电设备计算负荷应式计算
（21）
PcaQcaSca该组电设备功功视功率计算值kwkvarkVA
该组电设备额定容量kw
该组电设备需系数加权均功率数
相应正切值
该组电设备负荷电流式计算
（22）
式中 Ica该组电设备总负荷电流A
UN电网额定电压kv
(2)变电总计算负荷
变电组电设备计算负荷相加组间负荷时系数求出变电总计算负荷
（23）
变电负荷总功功视功率计算值kwkvarkVA
变电组电设备功功功率计算值 kwkvar
组电设备组间负荷时系数组数越值越设计取Ksp09Ksq09
变电功率数
（24）
负荷计算结果 见附录表21
22 功功率补偿
根全国供电规规定高压供电工业户功率数应该090功率数低09时应采取工补偿措施补偿功率数应低095目前35kv变电般采6kv母线装设联电容器进行集中补偿方法提高变电功率数
a器补偿容量计算
电容器功补偿容量：
（25）
式中 补偿前功率数角正切值
补偿应达功率数角正切值
b器（柜）台数确定
功补偿需电容器总台数N
（26）
式中 单台电容器柜额定容量kvar
电容器实际工作电压kV
电容器额定电压kV
确定电容器总台数时应选取计算值N整数
c实际功率数
电容器台数选择计算值应计算补偿实际功率数
电容器实际补偿容量：
（27）
式中 Qca电容器实际补偿容量kvar
N选电容器实际台数
补偿变电负荷总功功率
（28）
补偿变电负荷总容量
（29）
补偿功率数
（210）
补偿变电负荷总功功率总容量功率数kvarkVA
补偿前变电负荷功功率功功率计算值kWkvar
23 变压器选择
a压器台数确定
具级负荷变电应满足电负荷供电性求根煤炭工业设计规范规定矿井变电变压器般选两台中台停运时台应保证安全原煤生产电少全矿负荷80根实际情况需设计中选择两台变压器采台工作台带电备运行形式
b变压器容量确定
变电选择两台变压器台工作台备变压器容量应该式计算： （211）
第3章 电气接线设计
31 电气接线概述
变电接线(次接线)表示变电接受变换分配电路径种电力设备(隔离开关避雷器断路器互感器变压器等)连接线组成通常单线图表示
接线否合理变电设备选择布置运行灵活性安全性性济性继电保护控制方式密切关系供电设计中重环节 图电器均新国家标准图形符号表示正常状态画出谓正常状态电器处电路中电压外力作状态图中断路器隔离开关画出断开位置图高压设备均标准图形符号代表般接线路图标出设备图形符号接线施工图画出代表设备图形符号外应图形符号旁边写明设备型号规范接线图解变电设备电压电流流设备型号数量变电规模设备间连接方式等接线图变电图纸
32 电气接线设计原求
321 电气接线设计原
(1) 考虑变电电力系统位作
变电电力系统位作决定接线素变电枢纽变电区变电终端变电企业变电分支变电电力系统中位作接线性灵活性济性求
(2) 考虑期远期发展规模
变电接线设计应根五十年电力系统发展规划进行应根负荷分布负荷增长速度潮流分布分析种运行方式确定接线形式连接电源数出线回数
(3) 考虑电负荷重性分级出线回数少接线影响
级电负荷必须两独立电源供电电源失应保证全部级电负荷间断供电二级电负荷般两电源供电电源失保证部分二级电负荷供电三级电负荷般需电源供电
(4)考虑变台数接线影响
变电变容量台数变电接线选择会产生直接影响通常型变电传输容量供电性求高接线性灵活性求高容量变电传输容量接线性灵活性求低
(5)考虑备容量接线影响
发送变备容量保证供电适应负荷突增设备检修障停运情况应急求电气接线设计根备容量例断路器母线检修时否允许线路变压器停运线路障时否允切线路变压器数量等直接影响接线形式
322 电气接线设计基求
变电电气接线应根该变电电力系统中位变电规划容量负荷性质线路变压器连接总数设备特点等条件确定应综合考虑供电运行灵活操作检修方便投资节约便渡扩建等求
(1)实
性指接线工作保证户间断供电衡量性客观标准运行实践长期运行实践考验采接线优选现采接线类型接线性组成元件包括二次部分运行中性综合仅考虑次设备供电性影响考虑继电保护二次设备障供电性影响时性绝相种接线某变电变电
(2)运行灵活
接线运行方式灵活利少切换操作达供电方式根电负荷应作灵活投入切变压器检修时方便停运变压器断路器母线等电气设备影响工厂重负荷电
(3)简单济
满足供电性前提量选简单接线接线简单节省断路器隔离开关电流电压互感器避雷器等次设备节点少事检修机率少考虑单位济力济合理选变压器型号容量数量减少二次降压电达减少电损失目
(4) 操作方便
接线操作简便否视接线回路否条回路配置台断路器原符合原仅操作简便二次接线简单扩建方便条回路发生障时影响非障回路供电
(5) 便发展
设计接线时布置配电装置提供条件量减少占面积应考虑工厂企业发展户第期工程台变压器3~5年需建设第二台变压器变电布局基建般根接线规模确定选择接线方案时应留发展余扩建时容易初期接线度终接线
323 电气接线方案较
电源进线电压35KV中型工矿企业通常先工厂总降压变电降6—10KV高压配电电压然车间变电降般低压设备需电压
总降压变电结线图表示工厂接受分配电路径种电力设备（变压器避雷器断路器互感器隔离开关等）连接线组成通常单线表示
结线变电设备选择布置运行性济性继电保护控制方式密切关系供电设计中重环节
1 次侧采桥式结线二次侧采单母线分段总降压变电种结线次侧断路器跨接两路电源线间犹座桥梁处线路断路器侧变压器称桥式结线种结线运行灵活性较供电性较高适二级负荷工厂种桥式结线电源线路较长发生障停电检修机会较变电变压器需常切换总降压变电
2 次侧采外桥式结线二次侧采单母线分段总降压变电种结线次侧高压断路器跨接两路电源进线间处线路断路器外侧电源方称外桥式结线种结线运行灵活性较供电性样较高适二级负荷工厂桥式结线适场合种外桥式适电源线路较短变电负荷变动较适济运行需常切换总降压变电次电源电网采环行结线时宜采种结线环行电网穿越功率通进线断路器改善线路断路器工作继电保护整定极利
3二次侧均采单母线分段总降压变电种结线图
述两种桥式结线运行灵活性优点高压开关设备较
供二级负荷适二次侧进出线较总降压变电
4二次侧均采双母线总降压变电电路图采双母线结线较采单母线结线供电性运行灵活性提高开关设备增加增加初投资双母线结线工厂电力系统工厂变电中少运电力系统枢纽变电
第4章：短路电流
41 短路电流计算般概述
电气设备导体发生短路障时通电流短路电流工矿企业供电系统设计运行中仅考虑正常工作状态考虑发生障造成正常状态根电力系统年实际运行验破坏供电系统正常运行障般常见种短路谓短路指相相间短接中性点接系统中相相相接（接）三相四线制系统中相线中线短接发生短路时短路回路阻抗短路回路中流通短路电流（千甚十万安）电源电压完全降落短路回路中
42 短路原
发生短路原电力系统绝缘破坏数情况绝缘破坏数未时发现未时消设备中缺陷设计安装运行维护例：电压直接雷击绝缘材料陈旧绝缘配合机械损坏等运行员错误操作带负荷拉开隔离开关者检修未拆接线接通断路器长期负荷元件中电流载流导体温度升高容许程度绝缘加速老化破坏接电流系统中未时消相接正常工作状态时两相电压升高倍造成绝缘损坏某化工厂海区空气污秽含损坏绝缘气体固体物质加强绝缘常进行维护检修者采取特殊防护措施等容易造成短路外电力系统中某事直接导致短路杆塔塌导线断线等动物飞禽跨接载流导体会造成短路事
4．3短路危害
短路电流产生电动力形成破坏应力果导体支架够坚固遭严重破坏短路电流越通时间越长障元件破坏程度越短路电流通时间短会短路电流元件导体收起容许发热破坏绝缘甚载流部分退火变形烧毁然发生短路时流通短路电流（超额定电流许倍）样短路电流旦流电气设备载流导体必然产生电动力热破坏作着发生短路点持续时间长短破坏作局限部分影响整系统
4．4短路类型
三相系统中短路基类型：三相短路两相短路单相短路（单相接短路）两相接短路述种短路外变压器电机发生相绕组匝间层间短路等根运行验统计常见单相接短路约占障总数60两相短路约占15两相接短路约占20三相短路约占5三相短路少考虑毕竟发生系统稳定运行着十分利影响单相短路然机会短路电流减单相短路电流数值单相短路电流值超三相短路电流值全部电气设备根三相两相短路电流选择况三相短路称短路计算基础尤工业企业供电系统中接电流系统少应该掌握交流三相短路电流计算
第5章：电气设备选择校验
51 高压电器设备选择般原
保障高压电气设备运行高压电气设备般需选择校验
种高压电气设备具性特点选择校验条件相
选择高压电气设备
a 额定电压高工作电压
高压电气设备电网运行电压调压负荷变化常高电网额定电压选电气设备允许高工作电压UN低接电网高运行电压 般电气设备允许高工作电压达11~115UN 实际电网高运行电压UNW般超11UN选择电气设备时般电气设备额定电压UN低装置点电网额定电压UNW条件选择
UN ≥UNW
b 额定电流
电气设备额定电流IN指额定环境温度电气设备长期允许通电流IN应该回路种合理运行方式持续工作电流Imax
IN ≥Imax
c 环境工作条件校验
选择电气设备时应考虑电气设备安装点环境(尤须注意环境)条件气温风速温度污秽等级海拔高度震烈度覆冰厚度等环境条件超般电气设备条件时应采取措施
周围环境温度θ0电气设备额定环境温度等时长期允许工作电流应修正系数K
（51）
国目前生产电气设备额定环境温度θN40℃
短路条件校验
a 短路热稳定校验
短路电流通电气设备时电气设备部件温度(发热效应)应超允许值满足热稳定条件
式中 It —生产厂出电气设备时间t秒热稳定电流
I∞—短路稳态电流值 t—It相应时间
tdz—短路电流热效应等值计算时间
b 电动力稳定校验
电动力稳定电气设备承受短路电流机械效应力称动稳定满足动稳定条件
式中 ichIch—短路击电流幅值效值
ies Ies——电气设备允许通动稳定电流幅值效值
列种情况校验热稳定动稳定：
熔断器保护电器热稳定熔断时间保证校验热稳定
采限流熔断器保护设备校验动稳定
装设电压互感器回路中裸导体电气设备校验动热稳定
52 电气设备选择校验
521 断路器
高压断路器变电电气设备选择坏直接影响变电正常状态运行影响障条件否分断断路器选择根额定电压额定电流装置种类构造型式开断电流开断容量技术参数进行动稳定热稳定校验
① 额定电压选择
断路器额定电压应电网额定电压
UN ≥ UNW
式中 UN—断路器额定电压KV
UNW —电网额定电压KV
② 额定电流选择
断路器额定电流IN应回路持续工作电流
IN ≥ Ica
式中 IN—断路器额定电流A
Ica—回路持续工作电流A
③ 配电装置种类选择
装置种类指断路器安装场装设屋应选屋型装设屋外应选屋外型
④ 构造型式选择
相技术参数条件种型式断路器根配电装置工作条件求结合断路器特点选
设计时具体问题具体分析根述条件选技术合理济断路器宜
522 隔离开关
隔离开关应额定电压额定电流环境条件选择出合适规格型号然短路电流动热稳定性进行校验
环境条件选择隔离开关时根安装点环境选择户式户外式普通型防污型等类型选择隔离开关时必须选择配套操作机构
523 电流互感器
根环境安装条件确定电流互感器类型然正常工作条件短路参数确定规格选择步骤：
（1）额定电压选择
电流互感器额定电压应等电网额定电压断路器额定电压选择
（2）次额定电流选择
电流互感器原边额定电流I1N应等12~15倍长时工作电流Ica
I1N >(12~15)Ica
(3)确定准确等级
电流互感器准确度级0205103010等级测量计量仪表电流互感器05级
（4）动稳定校验
电流互感器满足动稳定条件
（52）
式中 Kes动稳定倍数产品目录查出
iim三相短路击电流Ka
（5）热稳定校验
电流互感器满足热稳定条件
（53）
式中 Kts应t热稳定倍数产品目录查出
t定热稳定时间般1s
Iss三项稳态短路电流效值A
tf短路电流家乡作时间s
524 母线
（1）母线材料形状选择
母线材料般采铝导体35kv户外母线常采钢芯铝导线6kv母线般采矩形母线
（2）母线截面选择
1）长时工作电流选择
母线长时允许电流应等通母线长时工作电流
式中 Ip—母线长时允许电流A
Ica通母线长时工作电流A
Kso温度校正系数
2）短路热稳定条件校验
（54）
式中 Amin母线热稳定截面mm2
ISS通母线三相短路电流稳定值A
Ksk集肤效应系数
C导体热稳定系数
3）母线动稳定校验
三相短路时位面三相行母线中产生电动力
（55）
式中 F三相短路时作母线跨距电动力N
三相短路电流击值A
L母线跨距cm
a两母线间中心线间距离cm
Ks母线形状系数
525 支柱绝缘子
支持导线杆塔绝缘目前种类悬式绝缘子针式绝缘子蝴蝶型绝缘子拉紧绝缘子支柱绝缘子钢化玻璃绝缘子陶瓷横担钢化玻璃横担类电气设备进出线套穿墙套等
526 高压开关柜选择
（1）高压开关柜型号选择
高压开关柜安装点环境分分户型户外型普通型封闭型矿般型矿防爆型等类型电器元件高压开关柜安装方式分固定式移开式两种开关柜安装方式维护球分分墙墙安装单面双面维护
（2）高压开关柜次电路方案确定
选择高压开关柜次电路方案时应考虑素：
（1）开关柜途开关柜途柜电气元件接线方式确定开关柜次电路方案时应首先考虑途
（2）负荷情况负荷容量继电保护求较高电户必须断路器进行保护控制负荷容量较继电保护求高电户采装负荷开关熔断器开关柜单回路供电户开关柜求断路器母线侧装设隔离开关双回路供电户断路器两侧应该装设隔离开关
（3）开关柜间组合情况变电进线柜联络柜安装需选两种方案开关柜组合
（4）进出线安装布置情况保证足够安全距离两架空出线柜相邻布置中间少应隔开方案开关柜
第6章：导线选择敷设
61 导线选择条件
保证供电系统安全优质济运行进行导线电缆截面时必须满足列条件
611 发热条件
导线电缆(包括母线)通正常负荷电流线路计算电流时产生发热温度应超正常运行时高允许温度
612 电压损耗条件
导线电缆通正常负荷电流线路计算电流时产生电压损耗应超正常运行时允许电压损耗工厂较短高压线路进行电压损耗校验
613 济电流密度
35KV高压线路电压35KV距离长电流线路导线电缆截面宜济电流密度选择线路年费支出选截面称济截面种选择原称年费支出原工厂10KV线路通常原选择
614 机械强度
导线（包括裸线绝缘导线）截面应允许截面电缆必校验机械强度需校验短路热稳定度母线应校验短路时稳定度绝缘导线电缆应满足工作电压求
设计中根实际情况般选择铝作导体材料电缆
62 导线截面选择
高压线路导线截面般济电流密度选择长时工作电流允许电压损失校验
621 济电流密度选择导线截面
式中 Ae导线济截面mm2
Ied济电流密度见工矿企业供电表617Amm2
Imn正常运行时线路长时工作电流A
选取标准截面时般选等接Ae值
622长时工作电流选择导线截面
式中 Ica线路长时工作电流A
Ip导线长时允许电流A
Kso温度校正系数
设计中利济电流密度选择导线截面种方法计算
63电缆型号含义
绝缘
导体
护层
特征
铠装层
外层
Z：纸绝缘PD油浸纸绝缘
L：铝
L铜
Q：铅包
L：铝包
CY：充油
F：分相
D：滴流
C：滤尘
P：干绝缘
0：
2：双钢带
3：细钢丝
4：粗钢丝
0：
1：纤维层
2：聚氯乙烯套
64 电缆敷设
电缆线路敷设应该选择短路径便节约济应该符合列求：
（1） 电缆致受种损坏腐蚀
（2） 避开规划中建筑工程需挖掘方
（3） 便维护
第7章 继电保护务基求
继电保护装置指反应电力系统中电气元件发生障正常运动状态动作断路器跳闸发出信号种动装置
71 基务
动迅速选择性障元件供电系统切迅速恢复非障部分正常供电
正确反映电气设备正常运行状态根求发出预报信号便值班员采取措施保证电气设备正常工作段时间运行处理电气设备正常工作保护动作断路器跳闸正常工作电气设备切
供配电系统动装置（动重合闸装置 ARD 备电源动投装置 APD等）配合缩短事停电时间提高供电系统运行性
72 基求
选择性
供电系统发生短路障时继电保护装置动作切障元件停电范围减障停电造成损失保护装置种挑选障元件力称保护选择性
速动性
减障引起损失减少户障时低电压工作时间提高电力系统运行稳定性求继电保护发生障时快动作障切
灵敏性
指保护范围发生障正常工作状态时保护装置反应力
性
继电保护装置规定保护范围发生障正常工作时定准确动作拒动属保护范围障正常工作时定动作误动
第8章 计算
81 负荷计算
811 设备负荷计算
根式（21）原始资料计算程：
面高压
井提升机：
副井提升机：
南扇风机：
北扇风机：
压风机：
面低压
机修厂：
工村：
工业广场：
铁路煤仓：
洗煤厂：
综合场：
井高压
排水泵()：
排水泵(正常)：
井低压
采区：
二采区：
三采区：
井底车场：
812 全矿负荷统计
全矿高压负荷总计全矿组高压计算负荷相加
kw
kvar
全矿计算负荷计算全矿6KV侧总计算负荷应考虑组间负荷时系数取Ksp09Ksq09根式（23）计算
kw
kvar
根式（24）：
813 功率素提高电容器补偿容量计算
a电容器需补偿容量全矿然功率数：低09应该进行工补偿补偿功率数应该达095 根式（25）计算全矿需补偿容量
b电容器柜数型号确定电容器拟采双星形接线接变电二次母线选标称容量30kvar额定电压kv电容器装电容器柜中没柜装15柜容量450kvar 根式（26）计算电容器柜总数
电容器柜分接两段母线段母线构成双星形接线段母线电容器柜应分成相等两组段母线组电容器柜数n
取计算值整数变电电容器柜总数
C电容器实际补偿容量：根式（27）
kvar
d工补偿功率数
根式（28）：kvar
根式（29）：kvar
根式（210）： 符合求
814 变压器选择
变电矿山变电负荷基类负荷供电求较高选择两台变压器中台工作台备
根KVA设计选择SFL72000035变压器两台
变压器负荷率
变压器损耗：
kw
kvar
全矿总负荷
kvar
根式（210）：实际功率数：
82 短路电流计算
确定基准值
选取基准容量 Sb100MVA
计算S1点取基准电压37kv Ub137kv
KA
计算S2点选取基准电压63kv Ub263kv
KA
计算短路电路中阻抗元件标幺值
a 电力系统
UbUav37kv
SNmax15267 MVA SNmin9379MVA
b 输电线路阻抗计算
LGJ240 L45KM x004
c 变压器电抗计算
运行方式短路电流计算
aS1点发生短路时
KA
KA
MVA
bS2点发生短路时
KA
KA
MVA
运行方式短路电流计算
aS1点发生短路时
KA
KA
bS2点发生短路时
KA
KA
MVA
击短路电流计算
S2点发生短路时计算击短路电流应电动机作附加电源考虑
a井提升机感应电动机影响
Xd次暂态电抗表3103查Xd02
Sb基准容量100MVA
Sde电动机容量 单位
电缆电抗标幺值
电缆单位长度电抗查1表时
变压器视容量单位
1 电缆电抗标幺值
井提升机供短路点S2短路电流击值：
E*电动机次暂态电动势3表310查E*090
Kch电动机反馈电流击系数高压电动机取Kch 14~16低压电动机取Kch 1
KA
b副井提升机感应电动机影响
05 km电缆电抗标幺值：
电动机短路点S2短路电流击值：
KA
c．南扇风机步电动机短路电流影响：
05 km电缆电抗标幺值前面已算出X*L3002
查3表步电动机
电动机短路点S2短路电流击值：
KA
d北扇风机步电机短路击电流影响
08km电缆电抗标幺值
电动机短路点S2短路电流击值：
KA
e压风机步电动机短路击电流影响
05 km电缆电抗标幺值前面已算出X*L5002
电动机短路点S2短路电流击值：
KA
f涌水量时排水泵感应电动机短路击电流影响
1km电缆电抗标幺值前面已算出X*L6004
电动机短路点S2短路电流击值：
KA
g涌水量时排水泵感应电动机短路击电流影响
1km电缆电抗标幺值前面已算出X*L7004
电动机短路点S2短路电流击值：
KA
计算击电流时选择排水泵时工作计算时需击电流计算
电动机总击电流：
6kv侧S2点短路时击电流Ich运行方式：
IchIch2+Isch391+11285037KA
运行方式击电流
IchIch2+Isch366+1128479 KA
系统短路电流计算结果列表
运行
方式
35kv母线S1点短路电流
6kv母线S2点短路电流
I（KA）
ich(KA)
S(MVA)
I（KA）
ich(KA)
S(MVA)
运行方式
655
167
4198
1435
479
1566
运行方式
792
202
5076
1534
5037
1674
83 电气设备选择
831 35kv侧电气设备选择
a隔离开关选择
项目
实际需值
GW535GD600额定值
电压
35kv
35kv
电流
600A
动稳定
ich202KA
50KA
热稳定
It514KA
表计算中出该隔离开关额定值实际需值选该GW535GD600隔离开关符合求操动机构配套选CSG型
b断路器选择：
项目
实际需值
SN2351000额定值
电压
35kv
35kv
电流
346A
1000A
动稳定
ich202KA
248KA
断流容量
S5076MVA
1500MVA
热稳定
It4248KA
表计算结果表明选SN2351000型少油断路器符合求考虑室外设备操作员安全发展选CD10型直流电磁式操动机构
c电压互感器选择
电压互感器选择根额定电压装置种类构造形式准确度等级副边负载选择电压互感器电网联系统发生短路时互感器身遭受短路电流作需校验动热稳定性
选电业互感器技术参数：
型号
额定电压
JDZ—35
35000100
d电流互感器选择
次额定电流变压器二次额定电流选取测量仪表精度应05级根述求初选LCZ353005053型电流互感器技术参数列表：
次额定电压(KV)
额定变流(KA)
次级组合(KA)
准确度
1S热稳定倍数
动稳定倍数
35
3005
053
05
212
815
1)动稳定性校验
满足部动稳定性求应承担短路击电流：
符合求
2)热稳定性校验
S2点短路时系统相1s热稳定倍数：
电流互感器1s热稳定倍数满足求
e 母线选择
1) 持续工作电流选择（考虑载）
电压35千伏屋外配电装置采钢芯铝纹线做母线选取LGJ150表3261查载流量环境温度时445A换算高温度时载流量：
根式（51）：满足求
2) 短路热稳定校验
式54（1）
已知1255秒表317查C95LGJ150绞线导线截面：
选导线截面满足求选择LGJ150钢芯铝纹线做35千伏屋外配电装置导线
f避雷器选择
根避雷器工频电压运行相电压35倍原理选运行相电压35倍选FZ—35型(F 阀式避雷器Z电站35额定工作电压(KV))
g接开关
根短路电流计算结果选JN—35 型(J接开关N户 35额定工作电压(KV))
832 6kv侧电气设备选择
a 隔离开关选择
项目
实际需值
GN2102000额定值
电压
UN63KV
10KV
电流
IN1925A
2000A
动稳定
ich5037KA
85KA
热稳定
It549KA
表计算知选GN2102000型户隔离开关符合求操动机构配套选手动CS62型操作机构
b断路器选择
项目
实际需值
SN3102000额定值
电压
UN63KV
10KV
电流
IN1925A
2000A
断流容量
S1674MVA
300MVA
断流量
I1534KA
29KA
动稳定
ich5037KA
75KA
热稳定
It430KA
表计算知选SN3102000型户少油断路器符合求操动机构配套选CD3型电动操动机构
c 6kv母线侧电流互感器选择
次额定电流变压器二次额定电流选取测量仪表精度应05级根述求初选LA106005053型电流互感器技术参数列表：
次额定电压(kv)
额定变流
次级组合
准确度
1s热稳定倍数
动稳定倍数
10
6005
053
05
53
90
1)动稳定性校验
满足部动稳定性求应承担短路击电流：
符合求
2)热稳定性校验
S2点短路时系统相1s热稳定倍数：
电流互感器1s热稳定倍数满足求
d6kv母线选择：
1） 正常持续电流选择考虑持续工作电流时变压器载表324（1）查铜母线TMY120*10放允许载流量1996A
2） 热稳定校验
式54
查：C170KSK1已知tf075sIk1534KA
满足求
3）动稳定校验：
单条母线互相位面布置时产生应力：
式55：
已知L120cma25cmich5037KA
查表329（1） TMY120*10抗弯矩W24cm3
述值代入
满足求
e 6kv母线出线侧电流互感器选择
1）线路长时工作电流
井提升机：（A）
副井提升机：（A）
南扇风机：（A）
北扇风机：（A）
压风机：（A）
机修厂：（A）
工村：（A）
工业广场：（A）
铁路煤仓：（A）
洗煤厂：（A）
综合场：（A）
排水泵（）：（A）
排水泵（正常）：（A）
采区：（A）
二采区：（A）
三采区：（A）
井底车场：（A）
2）根长时工作电流选择电流互感器
结果表：
线路名称
变
准确等级
井提升机
2005
053
副井提升机
1005
053
南扇风机
2005
053
北扇风机
2005
053
压风机
2005
053
机修厂
1005
053
工村
1005
053
工业广场
2005
053
铁路煤仓
1005
053
洗煤厂
2005
053
综合场
1005
053
排水泵（）
4005
053
排水泵（正常）
3005
053
采区
3005
053
二采区
2005
053
三采区
005
053
井底车场
1005
053
电流互感器均选LFZJ10型
f高压穿墙套选择
1) 电压电流选择CWLC102000型室外穿墙套
2) 热稳定校验
式53 满足求
3) 动稳定校验
表332（1）查穿墙套受力公式PF
已知
满足求
g 绝缘子选择
支柱绝缘子电压选择ZA6T型容许抗弯负荷：
动稳定验算查331(1)根已知查允许通短路击电流值515KA>5037KA满足求
h 避雷器选择
根避雷器工频电压运行相电压35倍原理选运行相电压35倍选FZ2—6型(F 阀式避雷器Z电站2：设计序号6额定工作电压(KV))
i 开关选择
根短路电流计算结果选JN2—10 型(J接开关N户 2：设计序号10额定工作电压(KV))
833 高压开关柜选择
a 计高压开关柜35KV侧选JYN135型交流金属封闭型移开式开关柜三相交流50HZ额定电压35KV单母线系统中接受分配电
型号含义：J表示间隔式开关柜
Y表示移开式
N表示户型
b V侧选KGN10型铠装固定式金属封闭式高压开关柜适3~10KV三相交流50HZ系统中作接受分配电
型号含义：K金属铠装开关柜
G固定式
N户式
10额定电压
84 电缆选择
变电馈出线较计算书中列出井高压部分排水泵供电电缆选择步骤余馈出线选择雷
确定电缆型号
考虑电缆敷设场供电性隔爆型高压配电箱额定电流井负荷工作电流初步选择ZQD50型铜芯滴流铅包裸粗钢丝铠装电缆
济电流密度选择电缆截面
济电流密度选择电缆截面时应正常工作时长时工作电流选择计算
正常工作时电缆长时工作电流：
A
根井电缆年负荷利时数般3000~5000h查3表617济电流密度Ied225Amm2济截面
式61：mm2
根式62选择标称截面120mm2电缆
1 长时允许电流校验电缆截面
时应涌水量时校验：
查3表612120mm2电缆长时允许电流285A<307A符合求确定选150mm2电缆长时允许电流330A >307A满足求
确定选择ZQD50—3*150型铜芯滴流铅包裸粗钢丝铠装电缆
设备电缆选择结果见表：
设备名称
济电流密度
电缆截面积
电缆型号
井提升机
173
667
YJLV223×70
副井提升机
192
4009
YJLV223×50
南扇风机
2
7698
VV293×95
北扇风机
2
7698
VV293×95
压风机
225
4875
VV293×50
排水泵（）
25
1232
ZQD503×150
排水泵（正常）
225
1026
ZQD503×120
井底车场
173
2225
YJLV223×25
采区
173
834
YJLV223×95
二采区
173
667
YJLV223×70
三采区
173
768
YJLV223×90
第9章 结
历时三月诸位老师指导终期完成毕业设计
毕业设计学阶段次非常难理实际相结合机会通次较完整设计摆脱单纯理知识学状态实际设计结合锻炼综合运学专业基础知识解决实际工程问题力时提高查阅文献资料设计手册设计规范制图等专业力水通整体掌控局部取舍细节斟酌处理力锻炼验丰富意志品质力抗压力耐力程度提升希正进行毕业设计目
实际应中研究理方面量次分析设计符合科学性实际操作性原水限制原课题研究深入文身存诸欠妥处恳请老师学提出宝贵意见研究中进步完善深化
利期完成次毕业设计信心解专业知识时专业发展前景充满信心
参考文献
1 顾永辉范廷瓒 煤矿电工手册 煤矿工业出版社 1987
2 崔景岳 煤矿供电 煤矿工业出版社 1988
3 杨洋耿东锋 工矿企业供电 中国矿业学出版社 2006
4 赖昌干 矿山电工学 煤炭工业出版社 1991
5 王崇林邹明 供电技术 煤炭工业出版社 1996
6 煤矿安全规程 煤炭工业出版社 2005
附录
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摘 1
ABSTRACT 2
第1章 概述 3
11矿山供电基求 3
111 供电 3
112 供电安全 3
113 保证供电质量 3
114 技术济合理 4
12矿井概况 4
第2章 负荷分析变压器选择 5
21 负荷分析 5
22 功功率补偿 6
23 变压器选择 7
第3章 电气接线设计 8
31 电气接线概述 8
32 电气接线设计原求 8
321 电气接线设计原 8
322 电气接线设计基求 9
第4章：短路电流 11
41 短路电流计算般概述 11
42 短路原 11
4．3短路危害 11
4．4短路类型 12
第5章：电气设备选择校验 13
51 高压电器设备选择般原 13
52 电气设备选择校验 14
521 断路器 14
522 隔离开关 15
523 电流互感器 15
524 母线 16
525 支柱绝缘子 17
第6章：导线选择敷设 18
61 导线选择条件 18
611 发热条件 18
612 电压损耗条件 18
613 济电流密度 18
614 机械强度 18
62 导线截面选择 18
621 济电流密度选择导线截面 19
622长时工作电流选择导线截面 19
63电缆型号含义 19
64 电缆敷设 19
第7章 继电保护务基求 20
71 基务 20
72 基求 20
第8章 计算 21
81 负荷计算 21
811 设备负荷计算 21
812 全矿负荷统计 24
813 功率素提高电容器补偿容量计算 25
814 变压器选择 26
82 短路电流计算 26
83 电气设备选择 32
831 35kv侧电气设备选择 32
832 6kv侧电气设备选择 34
84 电缆选择 39
第9章 结 42
参考文献 43
附录 44
致谢 46
摘
次设计35千伏变电站设计象分文字说明部分计算说明部分八章中前七章文字说明部分分第章概述包括矿山供电基求矿井概况第二章负荷分析变压器选择第三章电气接线设计第四章短路电流第五章电气设备选择校验第六章导线选择敷设第七章继电保护务基求第八章设计计算说明部分包括设计全部计算部分设计均设计求步骤进行计算公式均出处关参数解释说明
次设计设计方案煤矿供电煤矿电工手册等准进行设计
总供电系统井安全生产服务目设计套完整完善井供电系统煤矿安全生产必缺少
Abstract
The 35 kV substation design is targeted for the design of the main text is divided into parts and that part of the calculation a total of eight chapters Chapter seven is one of the previous narrative of characters namely Chapter I sets including the basic requirements of the mine power supply and mine Overview chapter load analysis and selection of main transformer Chapter III for the electrical wiring of the main design Chapter IV for shortcircuit current Chapter V for the electrical equipment selection and validation Chapter VI for the selection and laying of wires Chapter VII mandate for the relay protection and basic requirements Chapter VIII of the calculation of designoriented description including the design part of the full calculation Design requirements for the design and the steps are calculated for each formula and the relevant parameters are the source explained
The design of all the designs are based on Coal Mine Safety Regulations coal power Manual mine electrician as the design criteria
In short all of the power supply system of mine safety in production are for the purpose of the Service Designed a complete and perfect system of underground power supply of coal mine safety production is an indispensable must
第1章 概述
11矿山供电基求
111 供电
供电求间断供电供电中断时仅会影响矿井原煤产量损坏设备甚发生身事造成矿井破坏例煤矿井空气中含瓦斯气体水断涌出突然停电会排水通风设备停止运转造成水淹矿井工作员窒息死亡引起瓦斯煤尘爆炸危矿井身安全煤矿中重电设备求采两独立电源双回路环式供电方式两路电源线路互备路电源线路障停电检修时路电源线路继续供电保证供电性
112 供电安全
供电安全具两方面意义防止身触电防止电气设备损坏障引起电气火灾瓦斯煤尘爆炸事
煤矿井空间狭潮湿阴暗井电气设备受潮机械损伤容易发生身触电事供电线路电设备损伤障产生电气火花会造成火灾瓦斯煤尘爆炸事避免事发生煤矿供电工作中应关规定采取防爆防触电负荷流保护等系列技术措施理制度消种安全素确保供电安全
113 保证供电质量
衡量供电质量高低技术指标频率稳定性电压偏移交流电频率交流电动机性着直接影响频率变动会影响交流电动机转速电力工业技术理法规规定额定频率50Hz工业交流电频率相额定值偏差允许超±02±05Hz额定频率±04±1％
电压偏移衡量供电质量重指标谓电压偏移指电设备运行中实际端电压额定电压偏差电设备—定范围电压偏移具行适应力着电压偏移增电设备性会恶化严重时会造成设备损坏例白炽灯超额定电压5％电压工作时．工作寿命缩短半．国电设备电压偏移允许值做具体规定例电动机电压偏移允许超额定电压±5％白炽灯电压偏移允许越额定值+3％25％
114 技术济合理
技术济合理指满足述三项求前提供电系统投资运行达佳济效益供电系统投资少运行费低节约电减少色金属消耗量
外供电工作中应合理处理局部全局前长远等关系顾局部前利益全局观点顾全局适应发展
12矿井概况
××煤矿位河北省××县境处××井田矿设计年产100万吨井筒立井深度400米开采面水开采高瓦斯煤矿设计服务年限100年变电站级变压站变压采双回路供电电压等级35千伏系统短路容量：运行方式15267MVA运行9379MVA 选取基准容量100MVA
矿两台变压器降压6千伏考虑发展采两台型号：SF720000变压器降压供扇风机井综采面井工业区生活电等重负荷电全矿功率数静电容补偿达095
矿两条双回路电源两台变压器列运行35千伏系统母联柜两条进线备互备
矿敷设电缆设备距离：
井提升机
副井提升机
南扇风机
北扇风机
压风机
排水泵
1km
05 km
05km
08km
05km
1km
矿气候条件：
导风西北风
风速20MS
高温度392度
低温度零22度
土壤温度25度
震等级7级
第2章 负荷分析变压器选择
21 负荷分析
煤矿变电旦停电造成身死亡应属级负荷
负荷计算方法
需系数法利系数法二项式等种
设计采需系数法予确定
公式：
(1)单组电设备计算负荷
单组电设备计算负荷应式计算
（21）
PcaQcaSca该组电设备功功视功率计算值kwkvarkVA
该组电设备额定容量kw
该组电设备需系数加权均功率数
相应正切值
该组电设备负荷电流式计算
（22）
式中 Ica该组电设备总负荷电流A
UN电网额定电压kv
(2)变电总计算负荷
变电组电设备计算负荷相加组间负荷时系数求出变电总计算负荷
（23）
变电负荷总功功视功率计算值kwkvarkVA
变电组电设备功功功率计算值 kwkvar
组电设备组间负荷时系数组数越值越设计取Ksp09Ksq09
变电功率数
（24）
负荷计算结果 见附录表21
22 功功率补偿
根全国供电规规定高压供电工业户功率数应该090功率数低09时应采取工补偿措施补偿功率数应低095目前35kv变电般采6kv母线装设联电容器进行集中补偿方法提高变电功率数
a器补偿容量计算
电容器功补偿容量：
（25）
式中 补偿前功率数角正切值
补偿应达功率数角正切值
b器（柜）台数确定
功补偿需电容器总台数N
（26）
式中 单台电容器柜额定容量kvar
电容器实际工作电压kV
电容器额定电压kV
确定电容器总台数时应选取计算值N整数
c实际功率数
电容器台数选择计算值应计算补偿实际功率数
电容器实际补偿容量：
（27）
式中 Qca电容器实际补偿容量kvar
N选电容器实际台数
补偿变电负荷总功功率
（28）
补偿变电负荷总容量
（29）
补偿功率数
（210）
补偿变电负荷总功功率总容量功率数kvarkVA
补偿前变电负荷功功率功功率计算值kWkvar
23 变压器选择
a压器台数确定
具级负荷变电应满足电负荷供电性求根煤炭工业设计规范规定矿井变电变压器般选两台中台停运时台应保证安全原煤生产电少全矿负荷80根实际情况需设计中选择两台变压器采台工作台带电备运行形式
b变压器容量确定
变电选择两台变压器台工作台备变压器容量应该式计算： （211）
第3章 电气接线设计
31 电气接线概述
变电接线(次接线)表示变电接受变换分配电路径种电力设备(隔离开关避雷器断路器互感器变压器等)连接线组成通常单线图表示
接线否合理变电设备选择布置运行灵活性安全性性济性继电保护控制方式密切关系供电设计中重环节 图电器均新国家标准图形符号表示正常状态画出谓正常状态电器处电路中电压外力作状态图中断路器隔离开关画出断开位置图高压设备均标准图形符号代表般接线路图标出设备图形符号接线施工图画出代表设备图形符号外应图形符号旁边写明设备型号规范接线图解变电设备电压电流流设备型号数量变电规模设备间连接方式等接线图变电图纸
32 电气接线设计原求
321 电气接线设计原
(1) 考虑变电电力系统位作
变电电力系统位作决定接线素变电枢纽变电区变电终端变电企业变电分支变电电力系统中位作接线性灵活性济性求
(2) 考虑期远期发展规模
变电接线设计应根五十年电力系统发展规划进行应根负荷分布负荷增长速度潮流分布分析种运行方式确定接线形式连接电源数出线回数
(3) 考虑电负荷重性分级出线回数少接线影响
级电负荷必须两独立电源供电电源失应保证全部级电负荷间断供电二级电负荷般两电源供电电源失保证部分二级电负荷供电三级电负荷般需电源供电
(4)考虑变台数接线影响
变电变容量台数变电接线选择会产生直接影响通常型变电传输容量供电性求高接线性灵活性求高容量变电传输容量接线性灵活性求低
(5)考虑备容量接线影响
发送变备容量保证供电适应负荷突增设备检修障停运情况应急求电气接线设计根备容量例断路器母线检修时否允许线路变压器停运线路障时否允切线路变压器数量等直接影响接线形式
322 电气接线设计基求
变电电气接线应根该变电电力系统中位变电规划容量负荷性质线路变压器连接总数设备特点等条件确定应综合考虑供电运行灵活操作检修方便投资节约便渡扩建等求
(1)实
性指接线工作保证户间断供电衡量性客观标准运行实践长期运行实践考验采接线优选现采接线类型接线性组成元件包括二次部分运行中性综合仅考虑次设备供电性影响考虑继电保护二次设备障供电性影响时性绝相种接线某变电变电
(2)运行灵活
接线运行方式灵活利少切换操作达供电方式根电负荷应作灵活投入切变压器检修时方便停运变压器断路器母线等电气设备影响工厂重负荷电
(3)简单济
满足供电性前提量选简单接线接线简单节省断路器隔离开关电流电压互感器避雷器等次设备节点少事检修机率少考虑单位济力济合理选变压器型号容量数量减少二次降压电达减少电损失目
(4) 操作方便
接线操作简便否视接线回路否条回路配置台断路器原符合原仅操作简便二次接线简单扩建方便条回路发生障时影响非障回路供电
(5) 便发展
设计接线时布置配电装置提供条件量减少占面积应考虑工厂企业发展户第期工程台变压器3~5年需建设第二台变压器变电布局基建般根接线规模确定选择接线方案时应留发展余扩建时容易初期接线度终接线
323 电气接线方案较
电源进线电压35KV中型工矿企业通常先工厂总降压变电降6—10KV高压配电电压然车间变电降般低压设备需电压
总降压变电结线图表示工厂接受分配电路径种电力设备（变压器避雷器断路器互感器隔离开关等）连接线组成通常单线表示
结线变电设备选择布置运行性济性继电保护控制方式密切关系供电设计中重环节
1 次侧采桥式结线二次侧采单母线分段总降压变电种结线次侧断路器跨接两路电源线间犹座桥梁处线路断路器侧变压器称桥式结线种结线运行灵活性较供电性较高适二级负荷工厂种桥式结线电源线路较长发生障停电检修机会较变电变压器需常切换总降压变电
2 次侧采外桥式结线二次侧采单母线分段总降压变电种结线次侧高压断路器跨接两路电源进线间处线路断路器外侧电源方称外桥式结线种结线运行灵活性较供电性样较高适二级负荷工厂桥式结线适场合种外桥式适电源线路较短变电负荷变动较适济运行需常切换总降压变电次电源电网采环行结线时宜采种结线环行电网穿越功率通进线断路器改善线路断路器工作继电保护整定极利
3二次侧均采单母线分段总降压变电种结线图
述两种桥式结线运行灵活性优点高压开关设备较
供二级负荷适二次侧进出线较总降压变电
4二次侧均采双母线总降压变电电路图采双母线结线较采单母线结线供电性运行灵活性提高开关设备增加增加初投资双母线结线工厂电力系统工厂变电中少运电力系统枢纽变电
第4章：短路电流
41 短路电流计算般概述
电气设备导体发生短路障时通电流短路电流工矿企业供电系统设计运行中仅考虑正常工作状态考虑发生障造成正常状态根电力系统年实际运行验破坏供电系统正常运行障般常见种短路谓短路指相相间短接中性点接系统中相相相接（接）三相四线制系统中相线中线短接发生短路时短路回路阻抗短路回路中流通短路电流（千甚十万安）电源电压完全降落短路回路中
42 短路原
发生短路原电力系统绝缘破坏数情况绝缘破坏数未时发现未时消设备中缺陷设计安装运行维护例：电压直接雷击绝缘材料陈旧绝缘配合机械损坏等运行员错误操作带负荷拉开隔离开关者检修未拆接线接通断路器长期负荷元件中电流载流导体温度升高容许程度绝缘加速老化破坏接电流系统中未时消相接正常工作状态时两相电压升高倍造成绝缘损坏某化工厂海区空气污秽含损坏绝缘气体固体物质加强绝缘常进行维护检修者采取特殊防护措施等容易造成短路外电力系统中某事直接导致短路杆塔塌导线断线等动物飞禽跨接载流导体会造成短路事
4．3短路危害
短路电流产生电动力形成破坏应力果导体支架够坚固遭严重破坏短路电流越通时间越长障元件破坏程度越短路电流通时间短会短路电流元件导体收起容许发热破坏绝缘甚载流部分退火变形烧毁然发生短路时流通短路电流（超额定电流许倍）样短路电流旦流电气设备载流导体必然产生电动力热破坏作着发生短路点持续时间长短破坏作局限部分影响整系统
4．4短路类型
三相系统中短路基类型：三相短路两相短路单相短路（单相接短路）两相接短路述种短路外变压器电机发生相绕组匝间层间短路等根运行验统计常见单相接短路约占障总数60两相短路约占15两相接短路约占20三相短路约占5三相短路少考虑毕竟发生系统稳定运行着十分利影响单相短路然机会短路电流减单相短路电流数值单相短路电流值超三相短路电流值全部电气设备根三相两相短路电流选择况三相短路称短路计算基础尤工业企业供电系统中接电流系统少应该掌握交流三相短路电流计算
第5章：电气设备选择校验
51 高压电器设备选择般原
保障高压电气设备运行高压电气设备般需选择校验
种高压电气设备具性特点选择校验条件相
选择高压电气设备
a 额定电压高工作电压
高压电气设备电网运行电压调压负荷变化常高电网额定电压选电气设备允许高工作电压UN低接电网高运行电压 般电气设备允许高工作电压达11~115UN 实际电网高运行电压UNW般超11UN选择电气设备时般电气设备额定电压UN低装置点电网额定电压UNW条件选择
UN ≥UNW
b 额定电流
电气设备额定电流IN指额定环境温度电气设备长期允许通电流IN应该回路种合理运行方式持续工作电流Imax
IN ≥Imax
c 环境工作条件校验
选择电气设备时应考虑电气设备安装点环境(尤须注意环境)条件气温风速温度污秽等级海拔高度震烈度覆冰厚度等环境条件超般电气设备条件时应采取措施
周围环境温度θ0电气设备额定环境温度等时长期允许工作电流应修正系数K
（51）
国目前生产电气设备额定环境温度θN40℃
短路条件校验
a 短路热稳定校验
短路电流通电气设备时电气设备部件温度(发热效应)应超允许值满足热稳定条件
式中 It —生产厂出电气设备时间t秒热稳定电流
I∞—短路稳态电流值 t—It相应时间
tdz—短路电流热效应等值计算时间
b 电动力稳定校验
电动力稳定电气设备承受短路电流机械效应力称动稳定满足动稳定条件
式中 ichIch—短路击电流幅值效值
ies Ies——电气设备允许通动稳定电流幅值效值
列种情况校验热稳定动稳定：
熔断器保护电器热稳定熔断时间保证校验热稳定
采限流熔断器保护设备校验动稳定
装设电压互感器回路中裸导体电气设备校验动热稳定
52 电气设备选择校验
521 断路器
高压断路器变电电气设备选择坏直接影响变电正常状态运行影响障条件否分断断路器选择根额定电压额定电流装置种类构造型式开断电流开断容量技术参数进行动稳定热稳定校验
① 额定电压选择
断路器额定电压应电网额定电压
UN ≥ UNW
式中 UN—断路器额定电压KV
UNW —电网额定电压KV
② 额定电流选择
断路器额定电流IN应回路持续工作电流
IN ≥ Ica
式中 IN—断路器额定电流A
Ica—回路持续工作电流A
③ 配电装置种类选择
装置种类指断路器安装场装设屋应选屋型装设屋外应选屋外型
④ 构造型式选择
相技术参数条件种型式断路器根配电装置工作条件求结合断路器特点选
设计时具体问题具体分析根述条件选技术合理济断路器宜
522 隔离开关
隔离开关应额定电压额定电流环境条件选择出合适规格型号然短路电流动热稳定性进行校验
环境条件选择隔离开关时根安装点环境选择户式户外式普通型防污型等类型选择隔离开关时必须选择配套操作机构
523 电流互感器
根环境安装条件确定电流互感器类型然正常工作条件短路参数确定规格选择步骤：
（1）额定电压选择
电流互感器额定电压应等电网额定电压断路器额定电压选择
（2）次额定电流选择
电流互感器原边额定电流I1N应等12~15倍长时工作电流Ica
I1N >(12~15)Ica
(3)确定准确等级
电流互感器准确度级0205103010等级测量计量仪表电流互感器05级
（4）动稳定校验
电流互感器满足动稳定条件
（52）
式中 Kes动稳定倍数产品目录查出
iim三相短路击电流Ka
（5）热稳定校验
电流互感器满足热稳定条件
（53）
式中 Kts应t热稳定倍数产品目录查出
t定热稳定时间般1s
Iss三项稳态短路电流效值A
tf短路电流家乡作时间s
524 母线
（1）母线材料形状选择
母线材料般采铝导体35kv户外母线常采钢芯铝导线6kv母线般采矩形母线
（2）母线截面选择
1）长时工作电流选择
母线长时允许电流应等通母线长时工作电流
式中 Ip—母线长时允许电流A
Ica通母线长时工作电流A
Kso温度校正系数
2）短路热稳定条件校验
（54）
式中 Amin母线热稳定截面mm2
ISS通母线三相短路电流稳定值A
Ksk集肤效应系数
C导体热稳定系数
3）母线动稳定校验
三相短路时位面三相行母线中产生电动力
（55）
式中 F三相短路时作母线跨距电动力N
三相短路电流击值A
L母线跨距cm
a两母线间中心线间距离cm
Ks母线形状系数
525 支柱绝缘子
支持导线杆塔绝缘目前种类悬式绝缘子针式绝缘子蝴蝶型绝缘子拉紧绝缘子支柱绝缘子钢化玻璃绝缘子陶瓷横担钢化玻璃横担类电气设备进出线套穿墙套等
526 高压开关柜选择
（1）高压开关柜型号选择
高压开关柜安装点环境分分户型户外型普通型封闭型矿般型矿防爆型等类型电器元件高压开关柜安装方式分固定式移开式两种开关柜安装方式维护球分分墙墙安装单面双面维护
（2）高压开关柜次电路方案确定
选择高压开关柜次电路方案时应考虑素：
（1）开关柜途开关柜途柜电气元件接线方式确定开关柜次电路方案时应首先考虑途
（2）负荷情况负荷容量继电保护求较高电户必须断路器进行保护控制负荷容量较继电保护求高电户采装负荷开关熔断器开关柜单回路供电户开关柜求断路器母线侧装设隔离开关双回路供电户断路器两侧应该装设隔离开关
（3）开关柜间组合情况变电进线柜联络柜安装需选两种方案开关柜组合
（4）进出线安装布置情况保证足够安全距离两架空出线柜相邻布置中间少应隔开方案开关柜
第6章：导线选择敷设
61 导线选择条件
保证供电系统安全优质济运行进行导线电缆截面时必须满足列条件
611 发热条件
导线电缆(包括母线)通正常负荷电流线路计算电流时产生发热温度应超正常运行时高允许温度
612 电压损耗条件
导线电缆通正常负荷电流线路计算电流时产生电压损耗应超正常运行时允许电压损耗工厂较短高压线路进行电压损耗校验
613 济电流密度
35KV高压线路电压35KV距离长电流线路导线电缆截面宜济电流密度选择线路年费支出选截面称济截面种选择原称年费支出原工厂10KV线路通常原选择
614 机械强度
导线（包括裸线绝缘导线）截面应允许截面电缆必校验机械强度需校验短路热稳定度母线应校验短路时稳定度绝缘导线电缆应满足工作电压求
设计中根实际情况般选择铝作导体材料电缆
62 导线截面选择
高压线路导线截面般济电流密度选择长时工作电流允许电压损失校验
621 济电流密度选择导线截面
式中 Ae导线济截面mm2
Ied济电流密度见工矿企业供电表617Amm2
Imn正常运行时线路长时工作电流A
选取标准截面时般选等接Ae值
622长时工作电流选择导线截面
式中 Ica线路长时工作电流A
Ip导线长时允许电流A
Kso温度校正系数
设计中利济电流密度选择导线截面种方法计算
63电缆型号含义
绝缘
导体
护层
特征
铠装层
外层
Z：纸绝缘PD油浸纸绝缘
L：铝
L铜
Q：铅包
L：铝包
CY：充油
F：分相
D：滴流
C：滤尘
P：干绝缘
0：
2：双钢带
3：细钢丝
4：粗钢丝
0：
1：纤维层
2：聚氯乙烯套
64 电缆敷设
电缆线路敷设应该选择短路径便节约济应该符合列求：
（1） 电缆致受种损坏腐蚀
（2） 避开规划中建筑工程需挖掘方
（3） 便维护
第7章 继电保护务基求
继电保护装置指反应电力系统中电气元件发生障正常运动状态动作断路器跳闸发出信号种动装置
71 基务
动迅速选择性障元件供电系统切迅速恢复非障部分正常供电
正确反映电气设备正常运行状态根求发出预报信号便值班员采取措施保证电气设备正常工作段时间运行处理电气设备正常工作保护动作断路器跳闸正常工作电气设备切
供配电系统动装置（动重合闸装置 ARD 备电源动投装置 APD等）配合缩短事停电时间提高供电系统运行性
72 基求
选择性
供电系统发生短路障时继电保护装置动作切障元件停电范围减障停电造成损失保护装置种挑选障元件力称保护选择性
速动性
减障引起损失减少户障时低电压工作时间提高电力系统运行稳定性求继电保护发生障时快动作障切
灵敏性
指保护范围发生障正常工作状态时保护装置反应力
性
继电保护装置规定保护范围发生障正常工作时定准确动作拒动属保护范围障正常工作时定动作误动
第8章 计算
81 负荷计算
811 设备负荷计算
根式（21）原始资料计算程：
面高压
井提升机：
副井提升机：
南扇风机：
北扇风机：
压风机：
面低压
机修厂：
工村：
工业广场：
铁路煤仓：
洗煤厂：
综合场：
井高压
排水泵()：
排水泵(正常)：
井低压
采区：
二采区：
三采区：
井底车场：
812 全矿负荷统计
全矿高压负荷总计全矿组高压计算负荷相加
kw
kvar
全矿计算负荷计算全矿6KV侧总计算负荷应考虑组间负荷时系数取Ksp09Ksq09根式（23）计算
kw
kvar
根式（24）：
813 功率素提高电容器补偿容量计算
a电容器需补偿容量全矿然功率数：低09应该进行工补偿补偿功率数应该达095 根式（25）计算全矿需补偿容量
b电容器柜数型号确定电容器拟采双星形接线接变电二次母线选标称容量30kvar额定电压kv电容器装电容器柜中没柜装15柜容量450kvar 根式（26）计算电容器柜总数
电容器柜分接两段母线段母线构成双星形接线段母线电容器柜应分成相等两组段母线组电容器柜数n
取计算值整数变电电容器柜总数
C电容器实际补偿容量：根式（27）
kvar
d工补偿功率数
根式（28）：kvar
根式（29）：kvar
根式（210）： 符合求
814 变压器选择
变电矿山变电负荷基类负荷供电求较高选择两台变压器中台工作台备
根KVA设计选择SFL72000035变压器两台
变压器负荷率
变压器损耗：
kw
kvar
全矿总负荷
kvar
根式（210）：实际功率数：
82 短路电流计算
确定基准值
选取基准容量 Sb100MVA
计算S1点取基准电压37kv Ub137kv
KA
计算S2点选取基准电压63kv Ub263kv
KA
计算短路电路中阻抗元件标幺值
a 电力系统
UbUav37kv
SNmax15267 MVA SNmin9379MVA
b 输电线路阻抗计算
LGJ240 L45KM x004
c 变压器电抗计算
运行方式短路电流计算
aS1点发生短路时
KA
KA
MVA
bS2点发生短路时
KA
KA
MVA
运行方式短路电流计算
aS1点发生短路时
KA
KA
bS2点发生短路时
KA
KA
MVA
击短路电流计算
S2点发生短路时计算击短路电流应电动机作附加电源考虑
a井提升机感应电动机影响
Xd次暂态电抗表3103查Xd02
Sb基准容量100MVA
Sde电动机容量 单位
电缆电抗标幺值
电缆单位长度电抗查1表时
变压器视容量单位
1 电缆电抗标幺值
井提升机供短路点S2短路电流击值：
E*电动机次暂态电动势3表310查E*090
Kch电动机反馈电流击系数高压电动机取Kch 14~16低压电动机取Kch 1
KA
b副井提升机感应电动机影响
05 km电缆电抗标幺值：
电动机短路点S2短路电流击值：
KA
c．南扇风机步电动机短路电流影响：
05 km电缆电抗标幺值前面已算出X*L3002
查3表步电动机
电动机短路点S2短路电流击值：
KA
d北扇风机步电机短路击电流影响
08km电缆电抗标幺值
电动机短路点S2短路电流击值：
KA
e压风机步电动机短路击电流影响
05 km电缆电抗标幺值前面已算出X*L5002
电动机短路点S2短路电流击值：
KA
f涌水量时排水泵感应电动机短路击电流影响
1km电缆电抗标幺值前面已算出X*L6004
电动机短路点S2短路电流击值：
KA
g涌水量时排水泵感应电动机短路击电流影响
1km电缆电抗标幺值前面已算出X*L7004
电动机短路点S2短路电流击值：
KA
计算击电流时选择排水泵时工作计算时需击电流计算
电动机总击电流：
6kv侧S2点短路时击电流Ich运行方式：
IchIch2+Isch391+11285037KA
运行方式击电流
IchIch2+Isch366+1128479 KA
系统短路电流计算结果列表
运行
方式
35kv母线S1点短路电流
6kv母线S2点短路电流
I（KA）
ich(KA)
S(MVA)
I（KA）
ich(KA)
S(MVA)
运行方式
655
167
4198
1435
479
1566
运行方式
792
202
5076
1534
5037
1674
83 电气设备选择
831 35kv侧电气设备选择
a隔离开关选择
项目
实际需值
GW535GD600额定值
电压
35kv
35kv
电流
600A
动稳定
ich202KA
50KA
热稳定
It514KA
表计算中出该隔离开关额定值实际需值选该GW535GD600隔离开关符合求操动机构配套选CSG型
b断路器选择：
项目
实际需值
SN2351000额定值
电压
35kv
35kv
电流
346A
1000A
动稳定
ich202KA
248KA
断流容量
S5076MVA
1500MVA
热稳定
It4248KA
表计算结果表明选SN2351000型少油断路器符合求考虑室外设备操作员安全发展选CD10型直流电磁式操动机构
c电压互感器选择
电压互感器选择根额定电压装置种类构造形式准确度等级副边负载选择电压互感器电网联系统发生短路时互感器身遭受短路电流作需校验动热稳定性
选电业互感器技术参数：
型号
额定电压
JDZ—35
35000100
d电流互感器选择
次额定电流变压器二次额定电流选取测量仪表精度应05级根述求初选LCZ353005053型电流互感器技术参数列表：
次额定电压(KV)
额定变流(KA)
次级组合(KA)
准确度
1S热稳定倍数
动稳定倍数
35
3005
053
05
212
815
1)动稳定性校验
满足部动稳定性求应承担短路击电流：
符合求
2)热稳定性校验
S2点短路时系统相1s热稳定倍数：
电流互感器1s热稳定倍数满足求
e 母线选择
1) 持续工作电流选择（考虑载）
电压35千伏屋外配电装置采钢芯铝纹线做母线选取LGJ150表3261查载流量环境温度时445A换算高温度时载流量：
根式（51）：满足求
2) 短路热稳定校验
式54（1）
已知1255秒表317查C95LGJ150绞线导线截面：
选导线截面满足求选择LGJ150钢芯铝纹线做35千伏屋外配电装置导线
f避雷器选择
根避雷器工频电压运行相电压35倍原理选运行相电压35倍选FZ—35型(F 阀式避雷器Z电站35额定工作电压(KV))
g接开关
根短路电流计算结果选JN—35 型(J接开关N户 35额定工作电压(KV))
832 6kv侧电气设备选择
a 隔离开关选择
项目
实际需值
GN2102000额定值
电压
UN63KV
10KV
电流
IN1925A
2000A
动稳定
ich5037KA
85KA
热稳定
It549KA
表计算知选GN2102000型户隔离开关符合求操动机构配套选手动CS62型操作机构
b断路器选择
项目
实际需值
SN3102000额定值
电压
UN63KV
10KV
电流
IN1925A
2000A
断流容量
S1674MVA
300MVA
断流量
I1534KA
29KA
动稳定
ich5037KA
75KA
热稳定
It430KA
表计算知选SN3102000型户少油断路器符合求操动机构配套选CD3型电动操动机构
c 6kv母线侧电流互感器选择
次额定电流变压器二次额定电流选取测量仪表精度应05级根述求初选LA106005053型电流互感器技术参数列表：
次额定电压(kv)
额定变流
次级组合
准确度
1s热稳定倍数
动稳定倍数
10
6005
053
05
53
90
1)动稳定性校验
满足部动稳定性求应承担短路击电流：
符合求
2)热稳定性校验
S2点短路时系统相1s热稳定倍数：
电流互感器1s热稳定倍数满足求
d6kv母线选择：
1） 正常持续电流选择考虑持续工作电流时变压器载表324（1）查铜母线TMY120*10放允许载流量1996A
2） 热稳定校验
式54
查：C170KSK1已知tf075sIk1534KA
满足求
3）动稳定校验：
单条母线互相位面布置时产生应力：
式55：
已知L120cma25cmich5037KA
查表329（1） TMY120*10抗弯矩W24cm3
述值代入
满足求
e 6kv母线出线侧电流互感器选择
1）线路长时工作电流
井提升机：（A）
副井提升机：（A）
南扇风机：（A）
北扇风机：（A）
压风机：（A）
机修厂：（A）
工村：（A）
工业广场：（A）
铁路煤仓：（A）
洗煤厂：（A）
综合场：（A）
排水泵（）：（A）
排水泵（正常）：（A）
采区：（A）
二采区：（A）
三采区：（A）
井底车场：（A）
2）根长时工作电流选择电流互感器
结果表：
线路名称
变
准确等级
井提升机
2005
053
副井提升机
1005
053
南扇风机
2005
053
北扇风机
2005
053
压风机
2005
053
机修厂
1005
053
工村
1005
053
工业广场
2005
053
铁路煤仓
1005
053
洗煤厂
2005
053
综合场
1005
053
排水泵（）
4005
053
排水泵（正常）
3005
053
采区
3005
053
二采区
2005
053
三采区
005
053
井底车场
1005
053
电流互感器均选LFZJ10型
f高压穿墙套选择
1) 电压电流选择CWLC102000型室外穿墙套
2) 热稳定校验
式53 满足求
3) 动稳定校验
表332（1）查穿墙套受力公式PF
已知
满足求
g 绝缘子选择
支柱绝缘子电压选择ZA6T型容许抗弯负荷：
动稳定验算查331(1)根已知查允许通短路击电流值515KA>5037KA满足求
h 避雷器选择
根避雷器工频电压运行相电压35倍原理选运行相电压35倍选FZ2—6型(F 阀式避雷器Z电站2：设计序号6额定工作电压(KV))
i 开关选择
根短路电流计算结果选JN2—10 型(J接开关N户 2：设计序号10额定工作电压(KV))
833 高压开关柜选择
a 计高压开关柜35KV侧选JYN135型交流金属封闭型移开式开关柜三相交流50HZ额定电压35KV单母线系统中接受分配电
型号含义：J表示间隔式开关柜
Y表示移开式
N表示户型
b V侧选KGN10型铠装固定式金属封闭式高压开关柜适3~10KV三相交流50HZ系统中作接受分配电
型号含义：K金属铠装开关柜
G固定式
N户式
10额定电压
84 电缆选择
变电馈出线较计算书中列出井高压部分排水泵供电电缆选择步骤余馈出线选择雷
确定电缆型号
考虑电缆敷设场供电性隔爆型高压配电箱额定电流井负荷工作电流初步选择ZQD50型铜芯滴流铅包裸粗钢丝铠装电缆
济电流密度选择电缆截面
济电流密度选择电缆截面时应正常工作时长时工作电流选择计算
正常工作时电缆长时工作电流：
A
根井电缆年负荷利时数般3000~5000h查3表617济电流密度Ied225Amm2济截面
式61：mm2
根式62选择标称截面120mm2电缆
1 长时允许电流校验电缆截面
时应涌水量时校验：
查3表612120mm2电缆长时允许电流285A<307A符合求确定选150mm2电缆长时允许电流330A >307A满足求
确定选择ZQD50—3*150型铜芯滴流铅包裸粗钢丝铠装电缆
设备电缆选择结果见表：
设备名称
济电流密度
电缆截面积
电缆型号
井提升机
173
667
YJLV223×70
副井提升机
192
4009
YJLV223×50
南扇风机
2
7698
VV293×95
北扇风机
2
7698
VV293×95
压风机
225
4875
VV293×50
排水泵（）
25
1232
ZQD503×150
排水泵（正常）
225
1026
ZQD503×120
井底车场
173
2225
YJLV223×25
采区
173
834
YJLV223×95
二采区
173
667
YJLV223×70
三采区
173
768
YJLV223×90
第9章 结
历时三月诸位老师指导终期完成毕业设计
毕业设计学阶段次非常难理实际相结合机会通次较完整设计摆脱单纯理知识学状态实际设计结合锻炼综合运学专业基础知识解决实际工程问题力时提高查阅文献资料设计手册设计规范制图等专业力水通整体掌控局部取舍细节斟酌处理力锻炼验丰富意志品质力抗压力耐力程度提升希正进行毕业设计目
实际应中研究理方面量次分析设计符合科学性实际操作性原水限制原课题研究深入文身存诸欠妥处恳请老师学提出宝贵意见研究中进步完善深化
利期完成次毕业设计信心解专业知识时专业发展前景充满信心
参考文献
1 顾永辉范廷瓒 煤矿电工手册 煤矿工业出版社 1987
2 崔景岳 煤矿供电 煤矿工业出版社 1988
3 杨洋耿东锋 工矿企业供电 中国矿业学出版社 2006
4 赖昌干 矿山电工学 煤炭工业出版社 1991
5 王崇林邹明 供电技术 煤炭工业出版社 1996
6 煤矿安全规程 煤炭工业出版社 2005
附录
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