煤矿地面供电系统设计

煤矿地面供电系统设计

目录

摘要

1 煤矿简介及负荷统计...........错误!未定义书签。

1.1煤矿简介 (4)

1.2负荷统计 (4)

2 负荷计算 (5)

2.1负荷分级与负荷曲线 (5)

2.1.1供电负荷分级 (5)

2.1.2负荷曲线 (5)

2.2 矿井用电负荷计算 (6)

2.2.1设备容量的确定 (6)

2.2.2多个用电设备组的计算负荷 (8)

2.2.3负荷计算 (9)

2.3 功率因数补偿 (12)

2.3.1提高功率因数补偿的意义 (12)

2.3.2提高功率因数的方法 (13)

3 变电所主变压器选择 (14)

3.1 变压器的选取原则 (14)

3.2 变压器选择计算 (14)

3.3 变压器损耗计算 (15)

3.4 35kV侧全矿负荷计算及功率因数校验16

3.5 变压器经济运行方案的确定 (16)

4 电气主接线设计 (17)

4.1 对主接线的基本要求 (17)

4.2 本所电气主接线方案的确定 (18)

4.2.1 确定矿井35kV进线回路 (18)

4.2.2 35kV、6kV主接线的确定 (18)

4.2.3下井电缆回数的确定 (18)

5短路电流计算 (19)

5.1 短路电流计算的目的 (19)

5.2 短路电流计算中应计算的数值 (19)

5.3 三相短路电流计算计算的步骤 (20)

5.4短路电流计算过程 (20)

5.5短路参数汇总表 (28)

5.6 负荷电流统计表 (30)

6变电所的防雷与接地 (31)

6.1变配电所的防雷设计 (31)

8.1.1 变电所的防雷措施 (31)

6.2接地装置的设计及计算 (34)

6.2.1 保护接地方案设计 (34)

6.2.2 保护接地装置计算 (34)

结论 (35)

致谢 (36)

参考文献 (37)

摘要

百灵煤矿已有百年多历史，许多设备都是原来引进国外的。随着企业的发展，目前的供电系统不能安全、可靠的进行工作。本次设计主要是现有的供电设计特点进行分析、改造来满足供电系统的可靠性。本次设计主要有负荷计算、地面变电所设计、短路电流计算、地面高压选择、保护装置及地面避雷装置的选择等。系统主线以最大方式计算，并对短路电流和方式进行计算。以完全确保百灵煤矿井上供电系统全面、稳定的供电。

关键词：百灵煤矿；短路电流计算；负荷计算

1 煤矿简介及负荷统计

1.1煤矿简介

内蒙古百灵煤矿位于阿左旗宗别立镇呼鲁斯太地区，东至乌海市60公里，西至巴彦浩特86公里，南距石嘴山市70公里，距汝银铁路呼鲁斯太火车站5公里，交通发达，运输方便。矿区含主焦煤面积18平方公里，平均厚度36.58米，探明煤炭储量3亿多吨。此煤矿属于高瓦斯矿井，所以对于矿山供电系统的设计，集团领导尤为看重。本次设计针对百灵矿供电系统存在的安全隐患，通过引进先进的供电设备以及对负荷的合理布置，使百灵矿供电系统能够安全、可靠地对整个矿区供电。

1.2负荷统计

表1-1全矿负荷统计分组

注 1.线路类型：C 表示电缆线路； K 表示架空线路。

2.电机类型：Y 表示绕线异步； X 表示鼠笼异步； T 表示同步。

2 负荷计算

2.1负荷分级与负荷曲线 2.1.1供电负荷分级

工厂的供电负荷，根据《工业与民用供配电系统设计规范》（G B J 52修订本）规定，按其供电可靠性及中断供电在政治、经济上造成的损失或影响程度，分为以下三级：

一级负荷：凡是突然断电，可能造成人身伤亡事故或重要设备损坏事故，给国民经济造成重大损失或造成不良影响的负荷。又叫保安负荷。

二级负荷：凡中断供电造成大量减产或大量废品的形成较大经济损失的负荷。

三级负荷：一般电力负荷，所有不属于上述一、二级负荷者。 一级负荷属重要负荷，如中断供电将造成十分严重的后果。 2.1.2负荷曲线

[1]

P

max P P /k w 线

31 T m a x 8760h

日

/

日

t /h

图2--1 年每日最大负荷曲线 图2--2 年最大负荷和最大负荷利用小时数

年最大利用小时是反应电力负荷特征的重要参数，它与企业的生产班制

[2]

有关系。如一班制，T m a x ≈1800~3000h ;两班制，

T m a x ≈3500~4800h ;三班制，T ma x ≈5000~7000h 。

年最大负荷：就是全年中负荷最大的工作班内（这一工作班的最大负荷不是偶然出现的而是全年至少出现2-3次）消耗电能最大的半小时平均功率。并分别用符号

[3]

max P 、max Q 、max S 表示年有功最大负荷、年

无功最大负荷和年视在功率最大负荷。

年最大负荷小时是一个假想的时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷max P 持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗电能，用max T 表示，如图2-2所示，年最大N P ∑负荷max

P [1]

延伸到max

T [1]

的横线与两坐标轴所包围的矩形面积，恰好等于年负荷曲线与两坐标轴所包围的面积，既全年实际消耗的电能p

A [1]

。因此年最大负荷利用小时：

)

(/max max h P A T p =

（2-1）

式中p A ——全年消耗的有功电能，k W h 。

而一般计算矿用最大负荷利用小时可以用公式近似计算：

5max 1504W T = （2-2） 2.2 矿井用电负荷计算 2.2.1设备容量的确定

用电设备铭牌上标出的功率（或称容量）称为用电设备的额定功率N P ，该功率是指用电设备（如电动机）额定的输出功率。由于各用电设备并不是同时工作，因此，在计算负荷时，不能将其额定功率简单地直接相加，而需将不同工作制的用电设备额定功率换算成统一规定的工