6KV變電所供電系統(tǒng)設計

6KV變電所供電系統(tǒng)設計,kv,變電所,供電系統(tǒng),設計 目 錄 第1章 緒 論 1 第2章 變電所位置及形式的確定 3 2.1 變電所位置的確定 3 2.2 變電所的形式 4 第3章 變電所的負荷統(tǒng)計與變壓器選擇 5 3.1 礦井用電負荷的統(tǒng)計 5 3.2 主變壓器的選擇 8 第4章 變電所供電系統(tǒng)的擬定 9 4.1 6（10）kv側接線 9 4.2 低壓供電系統(tǒng)的擬定 9 4.3 低壓配電保護接地形式的確定 10 第5章 短路電流的計算 12 5.1 工礦企業(yè)低壓電網短路電流的計算特點 12 5.2 短路電流的計算 12 第6章 電氣設備的選擇 15 6.1 按使用環(huán)境條件選擇設備的形式 15 6.2 低壓電器的選擇 15 6.3 低壓母線的選擇 16 6.4 低壓配電屏的選擇 16 第7章 變電所的繼電保護 17 第8章 變電所的二次回路 20 8.1 變電所的操作電源 20 8.2 中央信號裝置的設計原則 20 8.3 中央信號裝置的設計 21 8.4 變電所的所用電 21 第9章 變電所屋內外布置變電所 22 9.1 變電所布置的一般要求 22 9.2 電氣間距、通道與圍欄 22 9.3 各電氣室的布置 23 9.4 屋外變壓器布置 25 第10章 變電所的防雷保護 26 10.1 變電所的防雷保護 26 10.2 變電所接地系統(tǒng) 28 第11章 電氣照明設計 29 11.1 電氣照明設計的原則和要求 29 11.2 電光源類型的選擇 29 11.3 燈具的選擇和布置 29 參考文獻 31 致謝 32 13 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。目前為三個生產采區(qū)即二水平己二擴大采區(qū)、己三下延采區(qū)、庚一采區(qū)，二水平深部標高－225米，地面為低山丘陵地形，標高一般在＋80米至＋335米之間，全礦井分一個水平三個采區(qū)，目前礦井實際生產能力為150萬噸。 1.礦井瓦斯 根據(jù)礦2004年度礦井瓦斯等級鑒定報告，礦井相對瓦斯涌出量：CH4為9.23立方米／噸，CO2為4.42立方米／噸；絕對瓦斯涌出量：CH4為26.31立方米／分鐘，CO2為15.24立方米／分鐘。鑒定結果：本礦為高瓦斯突出礦井。按平煤第四號文件《轉發(fā)省煤管局對2002年度國有重點煤礦瓦斯等級鑒定的批復通知》，本礦批復為突出礦井，又據(jù)平煤［2002］227號文件《關于部分礦井煤與瓦斯突出進行等級鑒定的通知》界定：已三采區(qū)-450m以下和己二擴大采區(qū)為突出采區(qū)。 2.礦井水文地質特征 本礦井水文地質屬復雜類型，井田內沒有大的地表水，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。庚一風井、戊四斜井及主、付井井筒周圍是降水滲入的主要通道，對礦井涌水量有影響；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通過裂隙帶或導水斷層涌出，對生產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上部采空區(qū)可能已充滿水，并且又是采取沿空掘進（中對中６至８米），因此老空水比其它水對礦井生產的威脅更大，據(jù)統(tǒng)計2004年預計放出老空水30萬立方米左右。全礦正常涌水量平均為1200立方米／小時。 3.煤層簡況 礦井煤層由于受主體構造和向斜的影響，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大部分是灰質泥炭，泥質頁巖，抗剪強度小，頂板受力易破碎，對回采生產帶來較大影響，故噸煤耗電量較大。 4.煤塵爆炸危險程度 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,努力提高每個職工的防塵意識,堅決杜絕煤爆炸事故是一項很關鍵的工作。 5.煤層頂板簡況 礦井煤層由于受主體構造和向斜的影響，整體煤層由南到北呈單向傾斜，煤層傾角在6-30度之間，并有褶曲構造和其它影響。這些都會對回采生產帶來較大的影響。 6.礦井通風系統(tǒng) 我礦通風式為中央并列式，通風方法為壓入式。進風井五個，即二水平主、付井，戊四斜井、老主井和北山風井。 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。 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，將直接關系到供電的可靠性、經濟性和安全性。因此變電所的所址應符合以下幾項要求： 盡量接近負荷中心。 不占或少占農田。 交通運輸方便。 便于各級電壓線路的引入和引出。（架空線路走廊應與所址同時確定）。 地址條件適宜。 盡量不設在空氣污穢地區(qū)，否則應采取防污措施或設在污源的上風側 。 所址的標高宜在50年一遇的高水位之上，否則應有防護措施。 所址不應為積水淹浸，山區(qū)變電所的防洪設施應滿足泄洪要求。 具有生產和生活用水的可靠水源。 考慮職工生活上的方便。 應考慮對鄰近設施的影響。 留有適當?shù)陌l(fā)展余地。 2.對于設于廠區(qū)內的企業(yè)變電所位置的確定配（變）電所位置符合以下幾項要求： 1）接近符合中心進出線方便，便于設備運輸。 2）應盡量設在污源的上風側，盡量比開多塵、震動、高溫、潮濕和有爆炸、火災危險的場所。 3）不應該在廁所、浴室或生產過程中地面上經常潮濕和容易積水場所的下面應考慮發(fā)展余地，不應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有防水間距要求。 對于礦山地面變電所，由于礦井地面工業(yè)廣場已統(tǒng)一考慮了壓煤問題以及運輸通訊、水暖等設施，所以變電所的地址一般選擇在靠近井口的工業(yè)廣場邊緣地帶。 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，電網電能損失和投資的大小，故確定變電所的位置時，應在保證變電所安全的基礎上對幾種可行方案，根據(jù)變電所地址的各項要求進行技術和經濟比較，最后確定最佳方案。 變電所的形式 1.對供電電源的要求 電源一般取自電力系統(tǒng)，對有一類負荷的企業(yè)，應由兩回獨 立的電源供電，對待特殊重要的一類負荷（保安負荷）應由兩個獨立電源點供電；無一類負荷的大、中型企業(yè)一般由兩回電源線路供電；當取得兩回線路確有困難或負荷較小的企業(yè)，可由一回專用架空線路供電；只有三類負荷的企業(yè)，一般由一回電源線路供電。 對特殊重要的一類負荷，即保安負荷，除兩個電源外，還應有保證安全停產用的的保安電源，保安電源應取自自備廠或其他總降壓變電所或其他獨立的電源。當保安電源負荷有其他保安措施時，不應考慮兩電源同時故障的可能性。當企業(yè)由兩個獨立電源點時，允許不另設置保安電源。 對有一類負荷的工礦企業(yè)的兩回電源線路，當任一回路發(fā)生故障時，另一回路應能擔負企業(yè)的一、二類負荷用電，并應保證全部負荷的75%；對礦山企業(yè)，則擔負全部負荷用電。 有一類負荷的工礦企業(yè)的兩回電源線路上，不得分接任何負荷（特殊情況下，經有關部門批準，其中一回路，可不受分接負荷的限制）。 對向大型礦區(qū)選煤廠和年產500萬噸以上規(guī)模的礦區(qū)機電修配廠供電的變電所的電源線路，當6（10）kv電壓供電時，一般不少于兩回路；當由35kv及以上電壓供電時，可只設一回線路。 2.供電電源及供電方式的確定 確定供電電源時，應根據(jù)各類企業(yè)對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，還應根據(jù)各種方案其線路所經的地理地形，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，供電損耗，供電質量，線路敷設和維護的難易程度，運行管理是否方便等幾個方面的因素，經過技術經濟比較后確定最佳的電源進線方式。 電源進線方案確定后，還應確定兩回路的運行方式。兩回電源線路可同時工作，也可一路工作，一路備用。對工礦企業(yè)當兩回電源線路同時工作時，為了簡化系統(tǒng)和保護裝置，一般采用分列運行的方式；當每一賄賂能擔負企業(yè)全部用電負荷時，亦可采用一回路工作，一回路帶電備用的運行方式。 變電所的負荷統(tǒng)計與變壓器選擇 礦井用電負荷的統(tǒng)計 表3-2 礦井負荷統(tǒng)計表 用電設備名稱 設備容量 需用 系數(shù) 功率 因數(shù) 最大連續(xù)負荷 備注 安裝容量 工作容量 有效 無效 一、地面部分 1.主井絞車 2.老副井絞車 3.新副井絞車 4.壓風機 5.主扇風機 6.工業(yè)廣場低壓 0.81 0.77 0.77 0.8 0.7 0.85 0.8 0.8 0.9 0.8 0.7 810 308 616 400 700 1000 1000 400 800 4×250 2×1000 1000 1000 400 800 2×250 1×1000 1000 合計 6200 5200 3834 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 1440 4760 7350 1×360 1×680 1×1050 0.8 0.8 1672 最大涌水量時都要增開泵 2672 3780 2672 3708 0.7 0.7 0.7 0.7 1870 2595 合計 19930 8470 6137 三、其 它 10.家屬區(qū) 11.焦化廠 800 250 800 250 合計 1050 累積 27180 14720 0.92 11021 礦補償區(qū)功率因數(shù)達到0.92 型號 額定 容量 kVA 額定 電壓 kv 額定 電流 kw 阻抗 電壓 % 空載 電流 % 連接組別 重量 t 外形尺寸 mm 高壓 低壓 空載 短路 長 寬 高 變電所供電系統(tǒng)的擬定 4.1 6（10）kv側接線 當變電所只有一回路電源時，應采用單母線接線，當變電所有兩個電源時應采用單母線分段接線。變電所的母線聯(lián)絡開關一般采用隔離開關，但當事故時需要切換電源或需要帶負荷操作時，或繼電保護和自動裝置有要求，或配出線較多（12條以上）時，應采用斷路器聯(lián)絡。工礦企業(yè)變電所一般采用斷路器配合隔離開關作為進線開關，如果電源引自本企業(yè)變、配電所時，也可采用隔離開關作為進線開關。與母線裝設斷路器的條件一樣，當具有其中一個條件時則必須裝設斷路器。 對無高壓配出線且只有一臺變壓器的小型變電所，應采用線路變壓器接線。變壓器容量在620KVA以下的露天變電所，其高壓側可用跌落式熔斷器，這種接線一般適用于不經常操作而且負荷不重要的場合。變壓器容量320KVA以下的室內變電所，高壓側可用隔離開關和戶內式高壓熔斷器。變壓器容量在560KVA~1000KVA的車間變電所，高壓側用負荷開關或熔斷器。當熔斷器不能滿足繼電器保護要求時，應血案用斷路器。變電所容量在1000KVA以上時，其高壓側用隔離開關和斷路器。當高壓側采用架空進線時，在電源線路末端應裝設避雷器。 4.2 低壓供電系統(tǒng)的擬定 變電所只有一臺變壓器時，低壓母線采用單母線接線；當有兩臺變壓器時，應采用單母線分段式接線。母線聯(lián)絡開關一般采用刀開關，當需要自動切換時，或母線聯(lián)絡開關不允許停電操作時，應采用自動開關。變壓器低壓側總開關，如果要求帶負荷切換或自動切換時，應采用自動開關。否則宜采用刀開關。 對低壓配出線，動力與照明應當分開供電；個別較遠的用電負荷?？刹捎脛恿驼彰骰旌暇€路；對重要負荷應采用雙回路供電。 低壓開關的選擇，對負荷容量不大且不重要懂得負荷可采用刀開關或組合開關；對負荷較大或需要自動切換或對保護時限有要求時，應采用自動開關；對遠距離操作的可才用接觸器。供電系統(tǒng)如圖4-1。 6kv南母 6kv北母 6KV 6KV 母聯(lián) 站變 主井提升機 南壓風機 南通風機 主排水泵 坑木廠 備用 副井提升機 北壓風機 北通風機 主排水泵 機修廠 送煤廠 備用 站變 低壓配電保護接地形式的確定 低壓配電系統(tǒng)保護接地的形式有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)保護接地的形式時，可根據(jù)各種保護接地形式的界限特點及其適用范圍進行選擇 根據(jù)本礦情況，選擇TN－C系統(tǒng)，如圖4-2。 U PE 設備 設備 W V PEN 參考文獻 [1]工廠供電. 劉介才.北京： 機械工業(yè)出版社.2005年7月第4版 [2]中小型變電所實用設計手冊.雷振山.北京：中國水利水電出版社.2000.5. [3]實用供配電技術手冊.劉介才.北京：中國水利水電出版社.2002年1月第一版 [4]常用供配電設備選型手冊. 王子午.北京：煤炭工業(yè)出版社.1998年2月第一版 [5] 10kV及以下供配電設計與安裝圖集.王子午.北京：煤炭工業(yè)出版社.2002.1. [6]工廠常用電氣設備手冊下冊. 2003年二月第一版北京：中國電力出版社 [7]工業(yè)與民用配電設計手冊第二版. 北京：中國電力出版社.1994年12月第一版 [8]現(xiàn)代建筑電氣設計實用指南.北京：中國水利水電出版社.2000年1月第一版 [9]建筑電氣設計與施工.北京：中國建筑工業(yè)出版社.2000年9月第一版 致 謝 在老師的指導下，我們組依次設計了負荷計算和無功補償、變配電及主變壓器的選擇、變配電所主接線方案的設計、矩形計算以及一次設備的選擇，變配電的位置與結構設計、防雷保護和接地裝置的設計并繪制出了變電所電氣主結線圖。 在這次設計過程中，我主動結合理論知識，再聯(lián)系實際操作,不但加深了對書本知識的了解，更增加了學習本專業(yè)的興趣，同時也感受到自己知識面的狹隘。促使我在今后的工作中，努力學習，不斷提高自我素質，為干好本職工作打下堅實的基礎。 通過這次畢業(yè)論文設計，我鞏固和加深了對本門課程理論知識的理解并學到了供配電設計的一些方法，也鍛煉了學生分析和解決實際問題的能力，提高實用技術資料，進行計算和繪圖以及編寫技術文件的技能。讓我對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識。 最后感謝學校和老師們給在本次論文設計過程中對我的幫助，也感謝參考文獻中的獲益良多，在今后的學習和生活中，我會更加努力，不斷進步。