6KV變電所供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1目 錄第 1 章 緒 論 ............................................................1第 2 章 變電所位置及形式的確定 ...........................................32.1 變電所位置的確定 ................................................32.2 變電所的形式 ....................................................4第 3 章 變電所的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)與變壓器選擇 .....................................53.1 礦井用電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì) ..............................................53.2 主變壓器的選擇 ..................................................8第 4 章 變電所供電系統(tǒng)的擬定 .............................................94.1 6（10）kv 側(cè)接線 .................................................94.2 低壓供電系統(tǒng)的擬定 ..............................................94.3 低壓配電保護(hù)接地形式的確定 .....................................10第 5 章 短路電流的計(jì)算 .................................................125.1 工礦企業(yè)低壓電網(wǎng)短路電流的計(jì)算特點(diǎn) .............................125.2 短路電流的計(jì)算 .................................................12第 6 章 電氣設(shè)備的選擇 .................................................156.1 按使用環(huán)境條件選擇設(shè)備的形式 ...................................156.2 低壓電器的選擇 ................................................156.3 低壓母線的選擇 .................................................166.4 低壓配電屏的選擇 ..............................................16第 7 章 變電所的繼電保護(hù) ...............................................17第 8 章 變電所的二次回路 ...............................................208.1 變電所的操作電源 ...............................................208.2 中央信號(hào)裝置的設(shè)計(jì)原則 .........................................208.3 中央信號(hào)裝置的設(shè)計(jì) .............................................218.4 變電所的所用電 .................................................21第 9 章 變電所屋內(nèi)外布置變電所 ..........................................229.1 變電所布置的一般要求 ...........................................2229.2 電氣間距、通道與圍欄 ...........................................229.3 各電氣室的布置 .................................................239.4 屋外變壓器布置 ................................................25第 10 章 變電所的防雷保護(hù) ...............................................2610.1 變電所的防雷保護(hù) ..............................................2610.2 變電所接地系統(tǒng) ................................................28第 11 章 電氣照明設(shè)計(jì) ..................................................2911.1 電氣照明設(shè)計(jì)的原則和要求 ......................................2911.2 電光源類型的選擇 ..............................................2911.3 燈具的選擇和布置 ..............................................29參考文獻(xiàn) ...............................................................31致謝 ...................................................................323緒 論五礦位于平頂山礦區(qū)的西部，距市區(qū) 6km，井田東鄰六礦，西接香山公司，南臨烏江河，北至龍山。東西長 5km，南北傾向長約 7km。目前為三個(gè)生產(chǎn)采區(qū)即二水平己二擴(kuò)大采區(qū)、己三下延采區(qū)、庚一采區(qū)，二水平深部標(biāo)高－225 米，地面為低山丘陵地形，標(biāo)高一般在＋80 米至＋335 米之間，全礦井分一個(gè)水平三個(gè)采區(qū)，目前礦井實(shí)際生產(chǎn)能力為 150 萬噸。1.礦井瓦斯根據(jù)礦 2004 年度礦井瓦斯等級(jí)鑒定報(bào)告，礦井相對(duì)瓦斯涌出量：CH 4為 9.23 立方米／噸，CO 2為 4.42 立方米／噸；絕對(duì)瓦斯涌出量：CH 4為 26.31 立方米／分鐘，CO 2為 15.24 立方米／分鐘。鑒定結(jié)果：本礦為高瓦斯突出礦井。按平煤第四號(hào)文件《轉(zhuǎn)發(fā)省煤管局對(duì) 2002 年度國有重點(diǎn)煤礦瓦斯等級(jí)鑒定的批復(fù)通知》 ，本礦批復(fù)為突出礦井，又據(jù)平煤［2002］227 號(hào)文件《關(guān)于部分礦井煤與瓦斯突出進(jìn)行等級(jí)鑒定的通知》界定：已三采區(qū)-450m 以下和己二擴(kuò)大采區(qū)為突出采區(qū)。2.礦井水文地質(zhì)特征本礦井水文地質(zhì)屬復(fù)雜類型，井田內(nèi)沒有大的地表水，只有一些小的水溝和一些中小型水體。本礦涌水來源主要是大氣降水、地下水和老空水。庚一風(fēng)井、戊四斜井及主、付井井筒周圍是降水滲入的主要通道，對(duì)礦井涌水量有影響；地下水主要為各開采煤層的頂板沙巖孔隙裂隙水和石炭系及寒武系灰?guī)r巖溶裂隙水，這些含水層因其水頭高、水壓大，采掘過程中一旦被破壞就會(huì)通過裂隙帶或?qū)當(dāng)鄬佑砍?，?duì)生產(chǎn)和安全造成一定的水害威脅。我礦回采中一般采用跳采，等回頭再采所留階段煤層時(shí)上部采空區(qū)可能已充滿水，并且又是采取沿空掘進(jìn)（中對(duì)中６至８米） ，因此老空水比其它水對(duì)礦井生產(chǎn)的威脅更大，據(jù)統(tǒng)計(jì) 2004 年預(yù)計(jì)放出老空水 30 萬立方米左右。全礦正常涌水量平均為 1200 立方米／小時(shí)。3.煤層簡況礦井煤層由于受主體構(gòu)造和向斜的影響，整體煤層由南到北單向傾斜，煤層傾斜度在 6 到 30 度之間。我礦主要開采已 15 和、己 16、17 二層煤。煤層頂?shù)装鍘r大部分是灰質(zhì)泥炭，泥質(zhì)頁巖，抗剪強(qiáng)度小，頂板受力易破碎，對(duì)回采生產(chǎn)帶來較大影響，故噸煤耗電量較大。4.煤塵爆炸危險(xiǎn)程度我礦己組煤都具有煤塵爆炸性，已組爆炸指數(shù) 44%.抓好綜合防塵工作,努力提高每個(gè)職工的防塵意識(shí),堅(jiān)決杜絕煤爆炸事故是一項(xiàng)很關(guān)鍵的工作。45.煤層頂板簡況礦井煤層由于受主體構(gòu)造和向斜的影響，整體煤層由南到北呈單向傾斜，煤層傾角在 6-30 度之間，并有褶曲構(gòu)造和其它影響。這些都會(huì)對(duì)回采生產(chǎn)帶來較大的影響。6.礦井通風(fēng)系統(tǒng)我礦通風(fēng)式為中央并列式，通風(fēng)方法為壓入式。進(jìn)風(fēng)井五個(gè)，即二水平主、付井，戊四斜井、老主井和北山風(fēng)井。7.氣象資料日平均值：最低氣溫-10 度，最高氣溫 32 度。年極值：最低氣溫-15 度，最高氣溫 38 度。雷雨天數(shù)：二十天。月平均氣溫：24 度。5變電所位置及形式的確定變電所位置的確定1.變電所的位置確定變電所的位置合適于否，將直接關(guān)系到供電的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和安全性。因此變電所的所址應(yīng)符合以下幾項(xiàng)要求：盡量接近負(fù)荷中心。不占或少占農(nóng)田。交通運(yùn)輸方便。便于各級(jí)電壓線路的引入和引出。 （架空線路走廊應(yīng)與所址同時(shí)確定） 。地址條件適宜。盡量不設(shè)在空氣污穢地區(qū)，否則應(yīng)采取防污措施或設(shè)在污源的上風(fēng)側(cè) 。所址的標(biāo)高宜在 50 年一遇的高水位之上，否則應(yīng)有防護(hù)措施。所址不應(yīng)為積水淹浸，山區(qū)變電所的防洪設(shè)施應(yīng)滿足泄洪要求。具有生產(chǎn)和生活用水的可靠水源?？紤]職工生活上的方便。應(yīng)考慮對(duì)鄰近設(shè)施的影響。留有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余地。2.對(duì)于設(shè)于廠區(qū)內(nèi)的企業(yè)變電所位置的確定配（變）電所位置符合以下幾項(xiàng)要求：1）接近符合中心進(jìn)出線方便，便于設(shè)備運(yùn)輸。2）應(yīng)盡量設(shè)在污源的上風(fēng)側(cè)，盡量比開多塵、震動(dòng)、高溫、潮濕和有爆炸、火災(zāi)危險(xiǎn)的場(chǎng)所。3）不應(yīng)該在廁所、浴室或生產(chǎn)過程中地面上經(jīng)常潮濕和容易積水場(chǎng)所的下面應(yīng)考慮發(fā)展余地，不應(yīng)防礙工廠和車間的發(fā)展。4）配電所兼作車間變電所或車間變電所與本車間設(shè)有防水間距要求。對(duì)于礦山地面變電所，由于礦井地面工業(yè)廣場(chǎng)已統(tǒng)一考慮了壓煤問題以及運(yùn)輸通訊、水暖等設(shè)施，所以變電所的地址一般選擇在靠近井口的工業(yè)廣場(chǎng)邊緣地帶。變電所的位置將影響供電系統(tǒng)的接線方式，輸電線路的規(guī)格與布局，電網(wǎng)電能損失和投資的大小，故確定變電所的位置時(shí)，應(yīng)在保證變電所安全的基礎(chǔ)上對(duì)幾種可行方案，根據(jù)變電所地址的各項(xiàng)要求進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，最后確定最佳方案。6變電所的形式1.對(duì)供電電源的要求電源一般取自電力系統(tǒng)，對(duì)有一類負(fù)荷的企業(yè)，應(yīng)由兩回獨(dú)立的電源供電，對(duì)待特殊重要的一類負(fù)荷（保安負(fù)荷）應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源點(diǎn)供電；無一類負(fù)荷的大、中型企業(yè)一般由兩回電源線路供電；當(dāng)取得兩回線路確有困難或負(fù)荷較小的企業(yè)，可由一回專用架空線路供電；只有三類負(fù)荷的企業(yè)，一般由一回電源線路供電。對(duì)特殊重要的一類負(fù)荷，即保安負(fù)荷，除兩個(gè)電源外，還應(yīng)有保證安全停產(chǎn)用的的保安電源，保安電源應(yīng)取自自備廠或其他總降壓變電所或其他獨(dú)立的電源。當(dāng)保安電源負(fù)荷有其他保安措施時(shí)，不應(yīng)考慮兩電源同時(shí)故障的可能性。當(dāng)企業(yè)由兩個(gè)獨(dú)立電源點(diǎn)時(shí)，允許不另設(shè)置保安電源。對(duì)有一類負(fù)荷的工礦企業(yè)的兩回電源線路，當(dāng)任一回路發(fā)生故障時(shí)，另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)企業(yè)的一、二類負(fù)荷用電，并應(yīng)保證全部負(fù)荷的 75%；對(duì)礦山企業(yè)，則擔(dān)負(fù)全部負(fù)荷用電。有一類負(fù)荷的工礦企業(yè)的兩回電源線路上，不得分接任何負(fù)荷（特殊情況下，經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn)，其中一回路，可不受分接負(fù)荷的限制） 。對(duì)向大型礦區(qū)選煤廠和年產(chǎn) 500 萬噸以上規(guī)模的礦區(qū)機(jī)電修配廠供電的變電所的電源線路，當(dāng) 6（10）kv 電壓供電時(shí)，一般不少于兩回路；當(dāng)由 35kv 及以上電壓供電時(shí)，可只設(shè)一回線路。2.供電電源及供電方式的確定確定供電電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)各類企業(yè)對(duì)供電的要求和該地區(qū)現(xiàn)有的地理接線情況，確定出幾種可行的電源進(jìn)線方案。工礦企業(yè)變電所的電源可以從鄰近變電所或發(fā)電廠的不同母線段，通過平行雙回路的供電方式獲得，也可與鄰近變電所構(gòu)成環(huán)形供電系統(tǒng)來獲得電源，究竟取自何處，采取什么供電方式，還應(yīng)根據(jù)各種方案其線路所經(jīng)的地理地形，地址氣候，供電距離等情況，考慮供電的安全性、可靠性線路的造價(jià)，供電損耗，供電質(zhì)量，線路敷設(shè)和維護(hù)的難易程度，運(yùn)行管理是否方便等幾個(gè)方面的因素，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定最佳的電源進(jìn)線方式。電源進(jìn)線方案確定后，還應(yīng)確定兩回路的運(yùn)行方式。兩回電源線路可同時(shí)工作，也可一路工作，一路備用。對(duì)工礦企業(yè)當(dāng)兩回電源線路同時(shí)工作時(shí)，為了簡化系統(tǒng)和保護(hù)裝置，一般采用分列運(yùn)行的方式；當(dāng)每一賄賂能擔(dān)負(fù)企業(yè)全部用電負(fù)荷時(shí)，亦可采用一回路工作，一回路帶電備用的運(yùn)行方式。7變電所的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)與變壓器選擇礦井用電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)表 3-2 礦井負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表設(shè)備容量 最大連續(xù)負(fù)荷用電設(shè)備名稱安裝容量 工作容量需用系數(shù)功率因數(shù) 有效 無效備注一、地面部分1.主井絞車2.老副井絞車3.新副井絞車4.壓風(fēng)機(jī)5.主扇風(fēng)機(jī)6.工業(yè)廣場(chǎng)低壓10004008004×2502×1000100010004008002×2501×100010000.810.770.770.80.70.850.80.80.90.80.78103086164007001000合計(jì) 6200 5200 38341440476073501×3601×6801×10500.8 0.8 1672最大涌水量時(shí)都要增開泵二、井下部分7.－70 主排水泵－180 主排水泵－595 主排水泵8.己二、己六9.丁六、丁二26723780267237080.70.70.70.718702595合計(jì) 19930 8470 6137三、其 它10.家屬區(qū)11.焦化廠800250800250合計(jì) 1050累積 27180 14720 0.92 11021礦補(bǔ)償區(qū)功率因數(shù)達(dá)到0.928額定電壓kv額定電流kw外形尺寸mm型 號(hào)額定容量kVA 高壓低壓空載短路阻 抗電 壓%空載電流%連接組別 重量t長 寬 高9變電所供電系統(tǒng)的擬定4.1 6（10）kv 側(cè)接線當(dāng)變電所只有一回路電源時(shí)，應(yīng)采用單母線接線，當(dāng)變電所有兩個(gè)電源時(shí)應(yīng)采用單母線分段接線。變電所的母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)一般采用隔離開關(guān)，但當(dāng)事故時(shí)需要切換電源或需要帶負(fù)荷操作時(shí)，或繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置有要求，或配出線較多（12 條以上）時(shí)，應(yīng)采用斷路器聯(lián)絡(luò)。工礦企業(yè)變電所一般采用斷路器配合隔離開關(guān)作為進(jìn)線開關(guān)，如果電源引自本企業(yè)變、配電所時(shí)，也可采用隔離開關(guān)作為進(jìn)線開關(guān)。與母線裝設(shè)斷路器的條件一樣，當(dāng)具有其中一個(gè)條件時(shí)則必須裝設(shè)斷路器。對(duì)無高壓配出線且只有一臺(tái)變壓器的小型變電所，應(yīng)采用線路變壓器接線。變壓器容量在 620KVA 以下的露天變電所，其高壓側(cè)可用跌落式熔斷器，這種接線一般適用于不經(jīng)常操作而且負(fù)荷不重要的場(chǎng)合。變壓器容量 320KVA 以下的室內(nèi)變電所，高壓側(cè)可用隔離開關(guān)和戶內(nèi)式高壓熔斷器。變壓器容量在 560KVA~1000KVA 的車間變電所，高壓側(cè)用負(fù)荷開關(guān)或熔斷器。當(dāng)熔斷器不能滿足繼電器保護(hù)要求時(shí)，應(yīng)血案用斷路器。變電所容量在 1000KVA 以上時(shí)，其高壓側(cè)用隔離開關(guān)和斷路器。當(dāng)高壓側(cè)采用架空進(jìn)線時(shí)，在電源線路末端應(yīng)裝設(shè)避雷器。4.2 低壓供電系統(tǒng)的擬定變電所只有一臺(tái)變壓器時(shí)，低壓母線采用單母線接線；當(dāng)有兩臺(tái)變壓器時(shí)，應(yīng)采用單母線分段式接線。母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)一般采用刀開關(guān)，當(dāng)需要自動(dòng)切換時(shí)，或母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)不允許停電操作時(shí)，應(yīng)采用自動(dòng)開關(guān)。變壓器低壓側(cè)總開關(guān)，如果要求帶負(fù)荷切換或自動(dòng)切換時(shí)，應(yīng)采用自動(dòng)開關(guān)。否則宜采用刀開關(guān)。對(duì)低壓配出線，動(dòng)力與照明應(yīng)當(dāng)分開供電；個(gè)別較遠(yuǎn)的用電負(fù)荷?？刹捎脛?dòng)力和照明混合線路；對(duì)重要負(fù)荷應(yīng)采用雙回路供電。低壓開關(guān)的選擇，對(duì)負(fù)荷容量不大且不重要懂得負(fù)荷可采用刀開關(guān)或組合開關(guān)；對(duì)負(fù)荷較大或需要自動(dòng)切換或?qū)ΡＷo(hù)時(shí)限有要求時(shí)，應(yīng)采用自動(dòng)開關(guān)；對(duì)遠(yuǎn)距離操作的可才用接觸器。供電系統(tǒng)如圖 4-1。10低壓配電保護(hù)接地形式的確定低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接地的形式有 TN、TT 及 IT 三大類，其中 TN 系統(tǒng)又分為TN—S、TN—C 及 TN—C—S 三種，在確定低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接地的形式時(shí)，可根據(jù)各種保護(hù)接地形式的界限特點(diǎn)及其適用范圍進(jìn)行選擇根據(jù)本礦情況，選擇 TN－C 系統(tǒng)，如圖 4-2。6kv 南母 6kv 北母6KV 6KV母聯(lián)站變主井提升機(jī)南壓風(fēng)機(jī)南通風(fēng)機(jī)主排水泵坑木廠備用副井提升機(jī)北壓風(fēng)機(jī) 北通風(fēng)機(jī) 主排水泵 機(jī)修廠 送煤廠 備用 站變11UPE 設(shè)備 設(shè)備WVPEN12參考文獻(xiàn)[1]工廠供電. 劉介才.北京： 機(jī)械工業(yè)出版社.2005 年 7 月第 4 版[2]中小型變電所實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè).雷振山.北京：中國水利水電出版社.2000.5.[3]實(shí)用供配電技術(shù)手冊(cè).劉介才.北京：中國水利水電出版社.2002 年 1 月第一版[4]常用供配電設(shè)備選型手冊(cè). 王子午.北京：煤炭工業(yè)出版社.1998 年 2 月第一版[5] 10kV 及以下供配電設(shè)計(jì)與安裝圖集.王子午.北京：煤炭工業(yè)出版社.2002.1.[6]工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)下冊(cè). 2003 年二月第一版北京：中國電力出版社 [7]工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版. 北京：中國電力出版社.1994 年 12 月第一版[8]現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計(jì)實(shí)用指南.北京：中國水利水電出版社.2000 年 1 月第一版[9]建筑電氣設(shè)計(jì)與施工.北京：中國建筑工業(yè)出版社.2000 年 9 月第一版13致 謝在老師的指導(dǎo)下，我們組依次設(shè)計(jì)了負(fù)荷計(jì)算和無功補(bǔ)償、變配電及主變壓器的選擇、變配電所主接線方案的設(shè)計(jì)、矩形計(jì)算以及一次設(shè)備的選擇，變配電的位置與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)并繪制出了變電所電氣主結(jié)線圖。在這次設(shè)計(jì)過程中，我主動(dòng)結(jié)合理論知識(shí)，再聯(lián)系實(shí)際操作,不但加深了對(duì)書本知識(shí)的了解，更增加了學(xué)習(xí)本專業(yè)的興趣，同時(shí)也感受到自己知識(shí)面的狹隘。促使我在今后的工作中，努力學(xué)習(xí)，不斷提高自我素質(zhì)，為干好本職工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過這次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)，我鞏固和加深了對(duì)本門課程理論知識(shí)的理解并學(xué)到了供配電設(shè)計(jì)的一些方法，也鍛煉了學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力，提高實(shí)用技術(shù)資料，進(jìn)行計(jì)算和繪圖以及編寫技術(shù)文件的技能。讓我對(duì)自己可能在以后工作中可能碰到的問題和地方多了一些理解和認(rèn)識(shí)。最后感謝學(xué)校和老師們給在本次論文設(shè)計(jì)過程中對(duì)我的幫助，也感謝參考文獻(xiàn)中的獲益良多，在今后的學(xué)習(xí)和生活中，我會(huì)更加努力，不斷進(jìn)步。