全矿总降压变电所配电系统设计.doc

1 绪论 1.1矿山供电的基本要求1、供电可靠 供电可靠就是要求不间断供电。供电中断时不仅会影响矿井的原煤产量，而且可能损坏设备，甚至发生人身事故和造成矿井的破坏。例如煤矿井下的空气中含有瓦斯气体，并且有水不断涌出，突然停电，将会使排水和通风设备停止运转，可能造成水淹矿井，工作人员窒息死亡或引起瓦斯、煤尘爆炸，危及矿井和人身安全。因此，对煤矿中的重要用电设备，要求采用两个独立电源的双回路或环式供电方式，两路电源线路互为备用，当一路电源线路故障或停电检修时，则由另一路电源线路继续供电，以保证供电的可靠性。 2、供电安全 供电安全具有两个方面的意义，即防止人身触电和防止由于电气设备的损坏和故障引起的电气火灾及瓦斯、煤尘爆炸事故。 煤矿井下空间狭小、潮湿阴暗，井下电气设备的受潮和机械损伤容易发生人身触电事故；供电线路和用电设备的损伤和故障产生的电气火花，会造成火灾或瓦斯、煤尘爆炸事故。因此，为了避免事故的发生，在煤矿供电工作中，应按照有关规定，采取防爆、防触电、过负荷及过流保护等一系列技术措施和管理制度，消除各种不安全因素，确保供电的安全。 3、保证供电质量 衡量供电质量高低的技术指标是频率的稳定性和电压的偏移。交流电的频率对交流电动机的性能有着直接的影响，频率的变动会影响交流电动机的转速。按照《电力工业技术管理法规》规定，对于额定频率为50Hz的工业用交流电，其频率相对于额定值的偏差不允许超过±0.2-±0.5Hz，即为额定频率的±0.4-±1％。 4、技术经济合理 技术经济合理是指在满足上述三项要求的前提下，使供电系统的投资和运行达到最佳的经济效益。供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。 此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 1.2变电站的发展现状 随着科技的不断发展，最近几年变电站设计发生了很大的变化。尤其是体现在电气设备的选择上，大量采用新的电气一次设备，变电站设计的电气设备档次不断提高，配电装置也从传统的形式走向无油化、真空开关、SF6开关和机、电组合一体化的小型设备发展。近年来世界各国著名的高压电气设备公司都相继开发、研制了各种类型的145-550 kV户外高压和超高压组合电器。户外插接式智能型组合电器在国外称为PASS(Plug and Switch System)，西方一些国家已经开始采用，国家电力公司正在积极地推广该系列产品，并在500 kV变电站进行工业性应用试验。 目前变电站的占地面积越来越少，变电站接线方案的简化，微机保护、组合电器、管母线及钢支架等的采用，使变电站布置更为简单，取消站前区和优化布置使变电站占地大幅度下降。 1.3设计的内容及步骤 全矿总降压变电所及配电系统设计，是根据各个部门负荷数量和性质及其对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。 1、对变电站进行总体分析，根据负荷情况和有关规程合理选择变压器的台数、容量、型号、参数。 2、拟定不同的主接线方案，并且进行经济性和安全性等各方面的比较，选出最佳的方案。 3、进行线路的化简和短路电流的计算，合理选择高低压电气设备。 4、对各馈出线及主变压器进行继电保护的整定计算。 5、根据井下长距离供电过流保护灵敏度很难保证的现实情况，设计基于单片机的相敏保护器（主要是原理及硬件部分）。 2 负荷分析和主变压器的选择 2.负荷分析2.1.1 负荷分类及定义1. 一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立回路供电。 2. 二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。 3. 三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。 煤矿变电所负责向整个矿区供电，在煤矿上除了家属区及一些辅助设备以外,大部分是井下用电，例如：提升机,排水泵等等，若煤矿变电所一旦停电就可能造成人身死亡，所以应属一级负荷，在本设计中采用两个独立回路供电。 2.1.2 本系统的负荷计算负荷计算的方法有需系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计将采用需系数法予以确定。 1、单组用电设备的计算负荷 单组用电设备的计算负荷应按下式计算: (2-1) (2-2) (2-3) 式中 、、——该组用电设备的有功、无功、视在