年产300万吨矿井的35KV变电所设计设计.docVIP

1 概述 1.1 变电所简介 变电所按其分类的原则不同可划分出许多类型，比如按变电所容量和馈线的多少可以分为大、中、小型变电所；按变电对象的差异可以分为城镇变电所、工业变电所和农业变电所；按电压等级可分为超高压、高压、中压和低压变电所；按是否有人正常运行值班可以分为有人值班和无人值班变电所等。 1.2矿井概述 本设计考虑的对象是年产300万吨矿井的35KＶ变电所设计。此矿井是一个年产300万吨的大型煤矿，设计服务年限为120年，属于低沼气矿井。立井深度650m，井下允许短路容量不大于100MVA。井下6KV电缆（不含下井电缆）总长度40km，6KV母线上补偿后功率因数要求值。上级变电所至此变电所的供电电压等级为35KV，且二者相距8km。设计输电方式为双回路架空线供电，出线断路器过流保护的设计动作时间为2.5s。电源母线上最大运行方式下的系统电抗Xxmin＝0.03（Sj＝100MVA，最小运行方式下的系统电抗Xxmax＝0.07（Sj＝100MVA）。实行两部电价制，固定部分按最高负荷收取电费。 变电所所在地点有其独特的气候地质特点，最热月室外最高气温月平均值为45℃；室内最高气温月平均值为32℃；土壤最高气温月平均值为29℃；冻土厚度为0.45ｍ，土质为沙质粘土。 全矿负荷统计见表１－１。 设 备 名 称 负荷等级 电压 V 线 路 类 型 电 机 型 式 单机 容量 KW 安装 / 工作 台数 工 作 设 备 总容量 KW 需用 系数 Kx 功率 因数 COSψ 离35KV变电所 的距离 km 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 主机提升 2 6000 C D 2200 2/1 2200 0.84 0.82 0.40 2 副井提升 1 6000 C Y 1600 2/1 1600 0.85 0.86 0.40 3扇风机1 1 6000 K T 1600 2/1 1600 0.88 -0.9 3.0 4 扇风机2 1 6000 K T 1600 2/1 1600 0.88 -0.90 3.0 5 压风机 1 6000 C T 400 8/5 2000 0.85 -0.92 0.25 6地面低压 1 380 C 1500 0.78 0.82 0.05 7 机修厂 3 380 C 580 0.65 0.70 0.35 8 综采车间 3 380 C 780 0.65 0.70 0.35 9洗煤厂 2 380 K 1500 0.80 0.75 0.70 10 工人村 3 380 K 750 0.80 0.86 3.0 11 支农 3 380 K 500 0.75 0.80 3.5 12主排水泵 1 6000 C 4000 0.85 0.87 1.1 13井下低压 2 660 C 4647 0.71 0.76 注1: 线路类型: C---电缆线路; K---架空线路. 注2: 电机型式: Y---绕线型式; X---鼠笼型式; D---直流; T---同步. ２　负荷计算与变压器选择 2.1 负荷分组与计算 变电所电流（或容量）大小是确定供电系统，选择变压器容量，电气设备，导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要依据。但是由于一台设备的额定容量往往大于其实际负荷，而且一组设备中各负荷的功率因数不同，一般不同时工作，最大负荷总是小于他们额定负荷之和，因此，精确计算变电所负荷显得尤为重要，同时又有一些难度。 目前，确定计算负荷的方法一般有利用系数法、二项式法、单位电耗法和需用系数法。其中需用系数法为煤矿供电系统目前采用的计算方法，其有关公式如下所示： （1）向单一用电设备供电时的计算负荷： 　　　　　Ｐmax =Kx1Pe = Qmax =Pmax tg Kf:负荷系数；　　　Pe:用电设备的额定负荷；　 :用电设备实际负荷时的效率；　:线路效率；　 Kx1: 单一负荷的需用系数 (2) 用电设备组的计算负荷： 　　　　　Ｐmax=KxPe= Qmax=Pmaxtg Kx:成组负荷的需用系数　　　 Kt:设备同时系数 Kf:该组设备负荷系数　　　　：该组设备加权平均效率 (3) 总计算负荷 因各用电设备组的最大负荷常常不是在同一时刻需要，所以，计算总的计算负荷时，应该将各用电设备组计算负荷之和再乘以组间的最大负荷同时系数Ktmax。其值见表2--1。 　　　设　　备　　类　　别 　　　　　Ktmax 　　　 两个工作面工作时 　采区 　　　　　　　　三个工作面工作时 　　　　　0.95　 0.9 　　　井　　下 0.8~