竖井煤矿供电毕业设计

竖井煤矿供电毕业设计
本设计是根据设计任务书的要求，利用所学的煤矿供电知识，在指导老师的辛勤指导下完成．
设计共分八章，第一章：概述；第二章：负荷的计算与无功功率的所偿；第三章：供电系统；第四章：短路电流计算；第五章：电器设备的选择，第六章：变电所布置；第七章：继电保护；第八章：其它．设计本着计算准确，选型恰当，布置合理的原则，保证做到安全，可靠，技术经济合欢．
由于所学知识有限，技术资源缺乏，实践经验不足，设计中不能避免存在许多错误和不足之处，如某些设备可能已经过时等等，敬请老师指教．
设计任务的完成，与老师的认真，耐心，细致的指导是分不开的，在此仅对老师致以衷心的感谢．
１概述
１.１矿井简介
本设计是一所３５／６ＫＶ的矿井地下变电所，占地２２００平方米．矿井年产量是６０万吨，采用一对竖井开拓，中央边界式通风．矿井为低沉气矿井，没有煤尘爆炸危险，但涌水量较大．
矿井最高温度为４０度，冻土带厚度为０.５米，地面变电所为黄土，变电所与副井口的距离为４５０米井筒深度为３５０米，矿井所在地的电业部的按最高负荷收费，变电所６ＫＶ高新电
缆上为２８千米，6ＫＶ架空线全长为２０千米，风井距变电所距离为２.５千米．电域变电所最大的运行方式阻抗为０.２５欧姆，最小运行方式阻抗为０.４欧姆，对本矿的新出线为通电流保护，动作时限为２.５秒。

１.２系统概述
电力是现代矿山企业的动力，首先应该保证供电的可靠和安全，并做到技术和经济方式合欢的满足生产的需要。

１.２１矿山企业对供电的基本要求，具体要求如下：
（1）保证供电安全可靠性
供电可靠性是指供电系统不间断供电的可能程度．矿山如果供电中断，不仅影响产量，而且有可能造成人身事故和设备损坏．为了保证对矿山的可靠性，供电电源应采用两回路独立电源线路，它可以来自不同的变电所或都是同一变电所的不同母线，且电源线路上不得分接任何负载。

安全是指不发生人身触电事故和电器故障而引起的爆炸等重大事故．由于矿山生产环境复杂，自然条件恶劣，供电设备容易受损坏，可能造成触电及电火花和瓦斯煤尘爆炸等事故，所以必须采取如防炸，防触电过负载及过电流保护等一系列的技术措施和制定相应的管理规程，以确保供电的安全。

（2）保证供电电能质量
在满足供电可靠性与安全的前提下，还应确保供电质量，即供电技术合理。

良好的电源就是指电压偏移不超过额定值的正负百分之５，频
率偏移不能超过正负０.２到０.５赫兹。

此外由于大功率整流和可控硅的应用使原电网中的谐波量增加，可能会造成电力电容过负载，严重时甚至造成事故．所以必要时应采取相应的技术措施保证电能质量。

（3）保证供电系统的经济性
在满足以上要求的条件下，应力求供电系统简单，安装，操作方便，投资少，见效快和运行费用低．
１.２２电力负荷的分级
按照对供电可靠性的要求下同，一般将电力负荷分为３级，以便在不同的情况下区别对待．
（1）一级负荷
这类负荷若供电突然中断造成生命危险，或者造成重大设备损坏而难以修复，或者打乱复杂的生产过程并使大量的废品报废，给国民经济带来极大的损失．如矿井主扇风机，分压扇风机与井下主排水泵以及主井经常提人的提升机等。

这类负荷必须有两个独立的电源供电，无论是电力网在正常或者事故时均应保证对它的供电。

（2）二极负荷
这类负荷突然停电，会造成生产设备局部损坏，或生产流程紊乱且恢复困难，企业部运输停顿或出现废品或大量减产，因而在经济造成一定损失。

如煤矿集中提运设备、大型矿井地下空气压缩机、井筒防冻设备等。

这类负荷一般采用双线路或经方案对比确定。

（3）三级负荷
凡不属于一二级负荷的用电设备，均列为三级负荷．这类负荷停电不影响生产，对这类供电无特殊要求，允许长时间停电，可用单回路供电。

１.２.３某矿周围电源情况
本矿井附近有一条３５Ｖ电压域变电所向另一矿井的备用线路．本矿与区域变电所的距离为４千米，与另一矿井的距离为３.５千米。

另一矿井正常情况下由另一变电所供电，用双回路供电，长度为５千米具体情况如图１－１。

１.３变电站选址
矿区变电所不设容量大小，应有两个以上的独立企业用户会使与电力系统联系的枢纽，这样的变电所位置应符合有关整体的合理性。

应考虑的条件是：
（1）接近符合中心
（2）不占或少占农田
（3）便于各级电压线路有引进和引出．家里架空线路走廊应与所址同时确定
（4）交通方便
（5）具有适宜的地质条件
（6）尽量不设在空气污浊的地区，否则应采取防污措施或设在污染源的上风侧
（7）１１０ＫＶ变电站的地址标高宜在在百年一遇的高水位上，
３５－６０ＫＶ变电所地址标高在５０年一遇的高水位上，否则应有防护措施．
（8）所址不应为积水淹侵，山区变电所的防洪设施满足泄洪要求．
（9）具有生产和生活用水的可靠水源．
（10）适当考虑职工生活上的方便．
（11）确定所址时，应考虑与邻近设施之间有相互影响．
（12）所址位置必须影响矿区供电系统的接线方式，送电线路的规格与布局，电网损失和投资的大小．帮所址位置的选择应与矿区变电所的数量，容量，用户负荷的匹配同时考虑．应避免电力倒流．对于相近方案应从技术经济比较择优确定．
１.４本设计的目的，意义及要求
本设计的目的是通过本次设计巩固所学的专业知识，培养分析解决的能力．
设计根据任务书及国家有关政策和各专业的设计规格进行，要求对用户供电可靠、保证电能质量，接线简单清晰，操作方便，运用灵活，投资少，费用低，并只有可扩建的方便性．
设计的主要要求：
（1）选择主变电所台数，容量和型号；
（2）设计主变电所所主接线；
（3）短路电流计算及电器设备的选择；
（4）各电机等级的配电装置的确定；
（5）变电所布置及继电保护装置的设置；
（6）变电所低压配电室设备的选择；
（7）变电所的防雷及接地保护；
设计说明书就根据以上要求展开．
２矿井负荷计算与无功功率补偿
变电所可以说是电力供应的枢纽，所处的位置十分重要，如何准确地计算选择变电所的变压器容量及其它电气设备，这是保证进行安全供电，可靠供电的前提．进行电力设备的型号，规格及供电电网所用有导线的型号等提供科学的依据．负荷计算主要包括以下方面：（1）求计算负荷，或者需要负荷．目的是为了合理选择变电所变压器容量和电气设备的型号等；
（2）求平均负荷．这是用计算电能所需要量，电能损耗和选择无功功率装置等．
２.１负荷统计与计算
２.１１负荷统计
矿井负荷统计表２－１
３.１２负荷计算
（1）主井绞车：
Pn=800KW Kd=0.81 COS =0.85
有功功率负荷：
Pca=KdPn=800-0.81=648KW
无功计算负荷：
Qca=Pcatanφ648-0.62-401.6KVar
视在计算负荷：
Sca=Pca/cosφ=648/0.85=762.4KVA （2）煤楼;
Kd=0.8 cosφ=0.75
额定功率：
Pe=3.15×0.7=220.5kw
有功功率负荷：
Pa=kdpe=220.5×0.8=176.4kw
无功计算负荷：
Qca=pcatanφ=176.4×0.88=155.3kvar 视在计算负荷：
Sca=pca/cosφ=176.4/0.75=235.2kvA
(3)东风井：
Pn=380kw kd=0.75 cosφ=0.85
有功功率负荷：
Pca=kdpn=380×0.75=285kw
无功功率负荷：
Qca=pcatanφ=285×0.62=176.7kvar
视在计算负荷：
Qca=pca/cosφ=285/0.85=335.3kvA
(4)副井绞车：
Pn=380kw kd=0.78 cosφ=0.8
有功功率负荷：
Pca=kdpn=380×0.8=296.4kw
无功计算负荷：
Qca=pcatanφ=296.4×0.75=222.3kvar
视在计算负荷：
Sca=pca/cosφ=296.4/0.8=370.5kva
其它的负荷不再做详细计算，见负荷统计表２－１．由负荷统计表，我们统计如下：
∑pca=pca1＋pca2＋pca3＋…+pca12
=648+176.4+285+…342=7916.8kw
∑qca=qca1+qca2+qca3+…qca12
=401+155.3+176.7+…292.4=5972.6kvar
表２－１矿井负荷统计表
注：井下中央变电所为井下设备供电，其容量包含井下设备的总容量。

2.1.3地面低压变化四选择
矿井低压变化四选择原则：
(1)选一台变压器，只需要变压器额定容量大于其计算容量。

(2)选两台变压器，单台容量满足一、二级负荷需要，是两台容量之和大于或者等于计算容量。

特殊情况下可装设两台以上变压器，引起电网电压严重波动的设备装设矿用变压器。

1、生产负荷以无轨电车为例
有功功率： Pca=Kd×Pe=152×0.4=60.8kw
无功功率： Qca=Pca×tanφ=60.8×0.86=52.3kvar
视在功率： Sca=Pca ÷cos φ=60.8÷0.76=80KVA
由计算数据及变压器选择原则，所以选用S9—100/10型电力变压器一台。

其技术数据如下表：
变压器损耗计算： β=Sm
Sca
=80÷100=0.8 有功损耗：
△Pr=△Po+β²△Pk=0.29+1.5=1.79kw 无功损耗：
△Qr=△Qo+β²△Qk =（
100Io ％+100
2％β
K U ）Sn=4.16kvar 2、非生产负荷以1号冶炼厂为例 有功功率：
Pca=kdpn=0.6×1200=720kw 无功计算：
Qca=pcatan φ=720×0.75=540kvar 视在计算：
Sca=pca/cos φ=720/0.8=900kvA
由计算数据及变压器选择原则，所以选用S9—1000/10型电力变压器一台。

其技术数据如下表：
变压器损耗计算： β=Sm
Sca
=900÷1000=0.9 有功损耗：
△Pr=△Po+β²△Pk=1.7+10.3=12kw 无功损耗：
△Qr=△Qo+β²△Qk
=（100Io ％+100
2％βK U ）Sn=43.45kvar
2.1.4低压变压器选择汇总
其它的地面低压变压器的选择，不给出详细的计算过程，所有的地面低压变压器的技术数据及损耗见表2—2。

由表2—2经计算得到数据，地面低压变压器有功损耗，无功损耗之和为：
变压器总有功损耗：Σ△Pr=36.8kw 变压器总有功损耗：ΣQr=132.58kvar
表2—2地面低压变压器的技术参数及损耗 2.2 主变压器的选择与无功功率补偿
主变压器的选择，容量一般按照变电所建成后5—10年的规划负荷选择，并适当考虑远期10—20年的负荷发展。

具体就是根据变电所带的负荷性质和电网结构来确定主变的容量。

对于象矿山变电所，应考虑当一台主变停运时，其余变压器容量在计算过负荷能力后的允许的时间，保证用户的一、二级负荷。

所以，矿山主变压器一般选用两台，以保证对一二类负荷供电的可制性。

当选用两台主变压器时，每台变压器的容量为：Sb =
ϕ
ρcos ca
Ksh ⋅ 式中：Ksh —事故时负荷保证系数，根据矿井一、二级负荷所得比例决定，一般可取0.8—1
ϕcos —总降压站人工补偿后的功率因数，按要求一般取0.9以上。

2.2.1变电所6KV 母线的计算负荷
矿井的负荷经计算将变电所所供电的各种用电设备和用户的设
备容量，需用系数，功率因数，有功及无功负荷等数据都统计出来了，由此我们得到全矿区的计算负荷。

负荷经计表中最续负荷来以同时系数KS ，就得到计算负荷。

统计得到有功最续在5000千瓦以下时，KS 取0.9，在5000千瓦以上时，KS 取0.85，无功最续负荷则对应取0.95和0.9计算后的即6千伏母线的计算负荷。

此矿压变电所，折算到6KV 的功率为： Pca=ΣPca+Σ△Pr=7916.8+36.8=7953.6kw Qca=ΣQca+Σ△Qr=5972.6+132.58=6105.18kvar
对于有功Pca=7953.6kw>5000kw,取ks=0.85；对于无功Qca=6105.18kw>5000kw,取ks=0.9。

由此得到全矿区总计算负荷： 有功功率：Pca Σ=Pca ks ∑⋅=0.85×7953.6=6760.56kw 无功功率：var 66.549418.61059.0k Qca ks Qca =⨯=∑⋅=∑ 视在功率：KVA ca Q ca p Sca 86.871122=∑+∑=∑ 功率因数：78.0/cos =∑∑=Sca Pca ϕ 2.2.2无功功率补偿
用6kv 母线计算符合按要求选择电力电容器进行无功功率补偿，一般补偿后6KV 母线的功率因数应达到0.9以上。

矿井设备的自然功率因数值，通常小于电力部门的规定，矿井的功率因数一般应提高到0.9以上。

在煤矿企业中，最常采用的无功功率补偿是装静电电容器，它具有投资省，有功功率损失小，因是单个容量所组成的静止电容，故它的维护方便，事故围小等优点。

根据已知的矿井用电符合的自然功率因数和预备提高到的功率
因数的数值，静电电容器补偿容量按下式计算： )tan (tan P 21ϕϕ-'=Qc 或 qc P Qc '=
式中 Qc —静电电容器的补偿容量，千乏； P '—全矿井的有功功率计算负荷，千瓦； qc —补偿率，千乏/千瓦；
1tan ϕ，2tan ϕ—补偿前，后功率因数角对应的正切值。

此矿压预备将功率因数提高到0.92由上式计算得： )tan (tan 21-∑=ϕca P Qc
=6760.56×（0.81-0.43）=2569.01kvar 选择GR —1型电容器柜，该电容框装YY6.3—10—1电容器。

容量为150千乏。

由以上计算，需要电容器柜的数量：
13.1715001.2569=÷=N
由于电容器柜要选择偶数个，故取N 为18个。

利用电力电容器进行无功功率补偿，容量为： var 270015018k Qc =⨯= 补偿后矿井变电所的总无功功率为： Qz=5494.66-2700=2794.66kvar 补偿后的无功功率为：
4.0924.0)(tan cos cos 1>=⎥⎦
⎤
⎢
⎣
⎡=-Pca Qz ϕ？ 满足要求。

由于煤矿变电所6KV 供电采用双母线的段电容器分别安装在一，二段母线上。

故每段母线补偿电容器1350千乏。

分别安装9
个电容器柜。

共计18个电容器柜。

满足无功功率的补偿要求。

2.2.3主变压器损失计算
补偿后的6KV 母线计算负荷即主变压器应输出的电力负荷，此时计算主变压器损失，在未选型之前可用上述的计算负荷按下式近似计算如下：
KW ca P PT 41.10156.6760015.0015.0=⨯=∑=∆ var 68.16766.279406.006.0k QZ QT =⨯==∆ KVA QZ PZ SZ 1.747422=+= 2.2.4主变压器选型
为了保证煤矿供电，并根据《煤矿安全规程》规定主变压器应选用一主一备，在一台主变压器故障或者检修时，另一台变压器必须保证煤矿的安全矿用电原则。

根据《煤矿电工手册》取事故负荷保证系数85.0=Ksb 。

则每台编译器的容量为： KVA P Ksb ST 42.6312924
.097
.686185.0cos /8=⨯=
⨯≥ϕ
考虑到本矿区的发展情况，矿井不断延伸，负荷不断增加，选用SP —8000/35型电力变压器两台，作为主变压器。

SP —8000/35型电力变压器技术数据如下：
矿井变电所主变压器两台采用分列同时运行，所以主变压器损
耗计算如下： 395.08000
242
.63122=⨯==
Sn ST β 有功损耗：Pk P PT ∆+=∆2022β
KW 0.1010.4225.82=⨯+⨯= 无功功率：Qk Q QT 2022β+∆=∆
var 23.275100%100%220k Sn Uk I =⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+=β
由上述计算，则35KV 母线总负荷为： KW PT ca P Pzj 56.68610.10156.6760=+=∆+∑= var 89.306923.27566.2794k QT Qz Qzj =+=∆+= KVA Qz Pz Szj 0.751722=+= 2.3全矿年电耗与顿煤电耗
取最大有功功率负荷年利用小时数3500max =T 小时，则年电耗An 为：
度1546024350056.6861m ax =⨯=⋅=T Pzj An
则顿煤电耗At 为：
吨度/03.40600000
24015460===
t Au At 3、供电系统拟定
3.1 35KV 电源系统的供电方式
由第一章叙述的电源情况以及图1—1，本矿附近有一条由Ⅰ
#
区域变电所的Ⅱ#
矿井的35KV 备用线路；Ⅱ#
矿井正常运行情况下由Ⅱ号区域变电所用双回路供电。

经技术经济比较，本矿采用从Ⅰ号区域变电所引出一回35kv 架空线路作为主回路，供电距离为4km 。

另一
回路以Ⅱ号矿井的备用回路引出作为备用回路。

正常情况下—回路运转—回路备用。

3.235kv及6kv主接线方式的确定
电气主接线是由各种电器设备（如发电机、变压器、开关电路、互感器、电抗器、计量接线等设备），按一定的顺序连接而成的一个接受和分配电能的总电路。

主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。

主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。

并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。

因此，必须正确处理各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。

3.2.1 主接线的设计原则
主接线应满足安全性、可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。

⑴必须保证供电的安全性
安全性包括设备安全和人身安全，要满足这一点，必须按照国家标准和规的规定，正确选择电气设备及正常情况的监督系统和故障情况下的保护系统，考虑各种人身安全的技术措施。

⑵必须保证供电的可靠性
可靠性是指主接线应满足不同负荷的不中断供电，且保护装置在正常情况下不误动，发生事故不据动，能尽快地缩小停电围。

因此主接线应力求简单清晰。

⑶要具有一定的灵活性
用最小的切换能适应不同的运行方式，适应调度的要求，并能灵活简单迅速地倒换运行方式，使发生故障时停电的时间最短，影响围最小。

因此，主接线必须满足调度灵活，操作方便的基本要求。

⑷经济上应合理
即在保证以上要求的条件下，保证需要的投资最小。

在主接线设计时主要矛盾往往发生在可靠性和经济性之间，于是主接线可靠灵活性必须选用高质量设备和现代化的自动装置，从而导致投资费用的增加。

因此，主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下，做到经济合理，主要从投资省、占地面积少、电能损耗小等几个方面综合考虑。

总的来说，以设计任务书为依据，以有关技术规、规程为标准，结合具体工作的特点，准确基础资料，全面分析，以确定方案。

做到既有先进技术又经济实用。

3.2.2 35kv主接线方式的确定
本矿井距离Ⅰ号区域变电所4km，进线较短，矿井对于供电部分来说是一类负荷，故区域变电所应对矿井采用有备用系统中的双回路供电或与其它矿井形成环形供电网。

本矿井规模比较大，还是采用双桥双回路较好，即采用双母线分段接线方式，所以，35kv进线的回路为2。

这样优点是操作方便，运行灵活、供电可靠、易于发展。

缺点是设备多，投资大，变电所占地面积广。

当采用两台变压器分列同时运行时，变压器的有功损耗为101.0kw，无功损耗为275.23kw。

当采用两台变压器一备一运时，变压器的有
功损耗和无功损耗都将增大，从经济合理的角度出发，本矿主变压器正常情况下采用两台变压器分列同时运行。

3.2.3 6kv 主接线方式的确定
6kv 主接线根据矿井为一类负荷的要求和两台主变压器分列运行的情况下确定为单母线分段。

3.3 负荷的分配
考虑一、二类负荷必须由联于不同母线的双回路供电，再将下井回路和地面低压分配于各段母线上，力求再生产时两段母线上的负荷接近相等。

具体分配方案见图3-1。

3.4 下井电缆回的确定
矿井井下由4台排水泵，每台额定功率为600kva ，需用系数ks=0.9，功率因素cos Φ=0.89。

由以上数据的主排水泵的有功、无功计算负荷为：
有功损耗：kva P K P e S ca 216060049.0=⨯⨯=∑= 无功损耗：var 6.1101216051.0tan k P Q ca ca =⨯=•=ϕ 由矿？负荷统计表2-1，井下总计算负荷为： ∑=+=KW P jz 392017602160 ∑=+=var 9.31443.20436.1101k Q jz ()()
∑∑∑=+=
kva Q P S jz
jz
jz 62.50252
2
井下最大荷时工作电流：
A U S
I I n
jz
js g 6.4836
362.50253max =⨯=
⨯=
=∑
规程规定，下井电缆必须采用铜芯，而井下开关的额定电流有限，
故下井电缆至少要两根，另外，下井电缆的选择原则还要求，当一回路电缆因故停止时，其它电缆应能满足井下全部计算负荷的供电，所以确定下井电缆的因数由补充材料知：
()()N
n U Q Q P P C ⨯+++=
33309.102.12
21221+1
式中
11,Q P ——————井下主排水泵计算有功、无功负荷； 22,Q P ——————井下低压总的计算有功、无功负荷；
330 ——————指下井用铜芯电缆的最大允许负荷电流； 1 ——————规程规定所需要的备用电缆。

()()13
.633303.204309.16.1101176002.121602
2+⨯⨯++⨯+=
n C
=2.44
故取下井电缆根数为4。

4.短路电流计算
4．1 短路的原因
主要原因是电器设备截流部分绝缘所致。

其它如操作人员带负荷
控闸或者检修后未拆除地线就送电等误操作，鸟兽在裸露的截流部分上跨越以及风雪等现象也能引起短路。

4．2短路的种类
在三相供电系统中可能发生的短路类型有三相短路、两相短路、
两相接地短路和单相接地短路等。

第一种是对称短路，后两种是不对
称短路。

一切不对称短路在采用对称分量法后，都可以收纳为对称电路的计算。

4．3 短路的危害
发生短路时，由于系统中总阻抗太大或小，因此短路电流可能达到很大的数值。

绝大的短路电流所产生的热和电动力效应会使电器设备受到破坏；短路点的电弧可能烧坏电器设备；短路点的电能显著降低，使供电受到严重影响或被迫中断；若在发电厂附近发生短路，还可能使全电力系统运行破裂，引起严重后果。

不对称短路所选成的零序电流，会在邻近的通讯线路产生感应电动势，干扰通讯，亦可能危及人身和设备安全。

4.4 短路电流计算的目的
（1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需要进行必要的短路电流计算。

（2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障下都能安全、可靠的工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。

（3）在设计高压配电装置时，需按短路条件效险软导线的相间和相对地安全距离。

（4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需的各种短路时的短路电流依据。

（5）按照装置需根据短路电流进行设计。

4.5进行短路电流计算的基本假设
供电系统短路的物观过程是很复杂的，影响因素也是很多的，为了简化分析和计算，采取一些合理的假设来满足工程的需要，通常采用以下假设：
（1）忽略磁路饱和与磁滞现象，认为系统中各元件参数一定。

（2）忽略各元件的电阻。

高压电网的各种电气元件，其电阻一般都比电抗的小的多。

一般当电阻大于3
1
电抗才考虑。

（3）忽略短路点的过渡电阻。

过渡电阻是指相与相之间短接所经过的电阻，如被外来物体短按时，外来物体的电阻、按地短路的按地电阻、电流短路的电弧电阻等。

一般情况下，都以金属性短路对待，只在某些继电器饱和的计算中才考虑过渡电阻。

（4）除不对称故障出现局部不对称，时间的店里系统通常都可
以当做相对称的。

4.6短路电流计算的标么值法
对较复杂的高压供电系统，计算短路电流时采用标么制进行计算比较简便。

标么制属于相对电位制的一种，在用标么制计算时，各电器元件的参数都用标么值表示。

在短路计算中所遇到的电气量有功率、电压、电流和电抗等四个量.。

某一电气量的标么值就是它的实际值（有名值）与一个预先选定的通单位的基准值的比值。

下面我们就用标么值法进行短路电流的计算。

4.7短路电流计算
本矿井主绞车电动机、副井绞车电动机、压风机及东风井电动机总容量超过定值（800kw 尺以上），且距6kv 母线距离很远计算k2点（6.3kv ）短路参数时考虑附加电源，计算k4点短路参数时考虑主绞车电动机的影响，其它短路点的考虑附加电源。

4.7.1计算各元件的电抗标么值
选取基准容量：S d ＝100MVA
选取短路点所在母线的平均电压为基准电压，即： 计算k1点，选取kv S d 37=,kv I d 56.137
31001=⨯=
计算k2点，选取kv U d 3.6=， KA I d 16.93
.631002=⨯=
37KV 母线最大运行方式时系统阻抗6333.0min =s X ， 最小运行方式时系统阻抗为7027.0max =s S 主变压器：92875.08
100
10043.7100%)(32=⨯=•==N T d K S S U X X 电缆线路：1209.032
.61006.008.024=⨯⨯=•=d d L U S L
X X 0504.032
.6100
25.008.025=⨯⨯=•=d d l U S L
X X 0605.032
.610030.008.026=⨯⨯=•=d d l U S L
X X 4031.032
.6100
0.208.027=⨯⨯=•=d d L U S L X X 0242.032
.610012.008.028=⨯⨯=•=d d L U S L
X X
0202.032.6100
10.008.029=⨯⨯=•=d d L U S L
X X 0403.032.6100
20.008.0210=⨯⨯=•=d d L U S L X X 3023.032.6100
50.108.0211=⨯⨯=•=d d L U S L X X 0464.032
.6100
23.008.0212=⨯⨯=•=d d L U S L X X 2016.032.610000.108.0213=⨯⨯=•=d d L U S L X X 0705.032
.6100
35.008.0214=⨯⨯=•=d d L U S L X X 架空线路：
0312.432
.6100
00.44.0215=⨯⨯=•=d d L U S L
X X 4.72 短路电流计算
K1点短路：
（1）最大运行方式： 6333.0min *=∑X 11
min
*
1*2.0"11
d d k k I X I I I I K ⋅∑=
⋅===∞ KA 46.256.16333
.01
=⨯=
d k S X S S S ⋅∑===∞min
*2.0"1
1
MVA 1581006333
.01
=⨯=
KA I i K sh 273.646.255.255.2'
11=⨯==
KA I I k sh 74.346.252.152.1'11=⨯==
(2) 最小运行方式：
7027.0*
max
=∑
X
KA I X I d K 22.256.17027.01
11max
*
'
1=⨯=⋅∑=
KA I I k k 92.122.2866.0866.0"
1)2(1=⨯==
K2点短路：
(1)最大运行方式：
5621.192875.06333.031*
min
=+=+=∑X X X
sd X I I I k ⋅∑=
==∞min
*2.0"21
MVA 641005621
.11
=⨯=
(2)最小运行方式：
63145.192875.07027.031*
max
=+=+=∑
X X X
KA I I k k 86.461.58666.0866.0'
2)2(2=⨯==
K15点短路： （1）最大运行方式：
56205.192875.06333.031*
min
=+=+=∑X X X 2*
2.0"15min
1d k I X
I I I ⋅=
==∑∞
KA 87.516.956205
.11
=⨯=
MVA S X S S S d k 02.6410056205
.11
1
*
2.0"15min
=⨯=
⋅=
==∑
∞
KA I i k sh 97.1485.555.255.2''1515=⨯==
KA I I K sh 93.887.552.152.1'
'1515=⨯==
(2) 最小运行方式：
63145.192875.07027.0max
=+=∑*
X KA I X I d k 62.516.963145
.11
12max ''15=⨯=
∑
=
* KA I I K K 87.462.5866.0866.0'
'15)2(15=⨯==
K 3点短路：
(1) 最大运行方式（下井电缆两并行运行）
2
4
21min
X X X X ++=∑* 6919.12
1209
.092875.07027.0=+
+=
KA I X
I I X d K 42.516.96919
.11
12
min
2.0''3=⨯=
∑=
==*
∞
MVA S X
S S S d
K 11.591006919
.11
1min
2.0''3=⨯=
∑=
==*
∞
KA I i K sh 82.1342.555.255.2'
'33=⨯== KA I I K SH 24.842.552.152.1''33=⨯==
(2)最小运行方式：
75235.11209.092875.07027.0431max =++=++=∑
*X X X X KA I X I d K 23.516.975235
.11
12max
''3=⨯=
∑
=
* KA I I K K 53.423.5866.0866.0''3)2(3=⨯==
以上只对短路点K 1,K 2,K 15,K 3进行了计算，其它的短路点计算结果。

列表4-1给出，不再列出详细的计算过程。

4-1短路参数计算结果汇总表
4.8短路电流的限制及限流电抗的选择
在煤矿供电系统中，由于电力系统的容量大，故短路电流可能达到很大的数值。

如不加以限制，不但设备选择困难，且也不很经济。

故增大系统电抗，限制短路电流量必安得。

加载电抗器的目的就是为了限制短路电流。

由短路计算井下短路容量： MVA S I S d k t 2.5410043.5''3=⨯==
按规定6KV 当断流容量在100MVA 时，应折半使用，仅为50MVA ，
MVA S t 50>,因此需选择限流电抗器。

4.8.1 电抗器的选择
下面我们由井下负荷计算下井总负荷电流。

井下负荷为： 78.09.31443920===θCos kVar
Q kw
P ca ca
则井下总负荷电流： KA Cos U P I n ca 6.48378
.063392038=⨯⨯=
=
θ
下井电缆为四根，如果其中一根发生故障，其余三根？免担全矿井下负荷电流，此时，每根电缆通过的电流为： KA I I Z g 2.16136.4833max ===
为限制井下短路电流，按规程规定则系统总阻抗为： 88.0)56.12(2=-=*k X
式中*X 为系统在最大运行方式电抗前的最大阻抗。

母线电压为6kv ，由此上计算的负荷电流，及一条电缆损坏时，其余三条供电的条件，可选用A I KV U NL NL 200,6==的水深电抗器四
台，每台电抗器计算如下：。