畢業(yè)設計(論文)-梅林廟煤礦地面供電系統(tǒng)設計

信息與電氣工程學院自動化1102梅林廟煤礦地面供電系統(tǒng)設計提供全套畢業(yè)論文，各專業(yè)都有提供全套畢業(yè)論文，各專業(yè)都有目錄2807前言 248431概述 1133691.1設計依據(jù) 1270081.2設計目的及范圍 1286721.3礦井基礎資料 1214272負荷計算 2175252.1負荷計算的目的 2231172.2負荷計算方法 2279932.3負荷計算過程 5203912.3.1各用電設備組負荷計算 5191583電氣主接線設計 6219353.1對主接線的基本要求 7225023.2本所電氣主接線方案的確定 7248793.2.1確定礦井35kV進線回路 7278963.2.235kV主接線的確定 731714短路電流計算 9309074.1短路電流計算的目的 9233244.2短路電流計算中應計算的數(shù)值 9266734.3三相短路電流計算計算的步驟 10258474.4短路電流計算過程 101285設備選擇 12160025.1一般的選擇方法 12164075.2短路動、熱穩(wěn)定性校驗原則 13595.3變壓器選擇 14189705.3.135kV設備的選擇 147145.4井下設備選擇 15138905.4.1電纜選擇計算 15250755.4.2井下開關選擇 17124246.1繼電保護裝置 1892196.2防雷保護及接地 19284996.2.1變電所防雷裝置 1945586.2.2地面變電所保護接地網(wǎng) 20317546.2.3井下保護接地網(wǎng) 21275137結(jié)論 2326932參考文獻 24前言本設計的目的是通過本次設計鞏固所學的專業(yè)知識，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力及實際工程設計的基本技能。電力是現(xiàn)代煤礦的動力，首先應該保證供電的可靠和安全，并做到技術(shù)和經(jīng)濟方面合理的滿足生產(chǎn)的需要。由于煤礦生產(chǎn)條件的特殊性，對供電系統(tǒng)有特殊的要求，尤其是煤礦地面供電系統(tǒng)作為整個煤礦供電開端，對整個煤礦供電的安全，可靠，經(jīng)濟具有舉足輕重的作用。本論文根據(jù)變電所的設計原則，圍繞某礦井35KV變電所設計這一課題展開了全面的設計與研究，主要完成以下工作：針對礦井負荷的用電要求，根據(jù)需要系數(shù)法進行了負荷計算。據(jù)此對主變壓器進行選擇，并進行無功補償。根據(jù)變電所主接線的設計原則，對變電所的主接線進行設計：高壓35kV采用全橋接法,6kV母線采用單母分段接線形式。采用標幺值法對供電系統(tǒng)進行了短路計算。按安裝地點、運行環(huán)境和使用要求對電氣設備的規(guī)格型號進行選擇，并對它們進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗。為了在供配電系統(tǒng)發(fā)生故障時，能夠自動地、迅速地、有選擇地將故障設備從系統(tǒng)中切除，以免事故的擴大，在論文中對變電所繼電保護進行了設計。防雷保護是變電所保護中不可缺少的一項保護措施，本文采用了在線路上安裝閥型避雷器對其進行防雷保護，并在變電所裝設避雷針。1概述1.1設計依據(jù)1、電力工程電氣設計手冊（電氣一次部分）。2、煤礦電工手冊（地面供電部分）。3、按照國家標準GB50052-95《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》、GB50053-94《10kV及以下設計規(guī)范》、GB50054-95《低壓配電設計規(guī)范》等的規(guī)定，進行工廠供電設計必須遵循以下原則：（1）工廠供電設計必須要遵守國家的有關法令、標準和規(guī)范，執(zhí)行國家的有關方針、政策，包括節(jié)約能源和有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟政策。（2）工廠供電設計應做到保證人身和設備安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格、技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。設計中應采用負荷國家現(xiàn)行有關標準的效率高、能耗低、性能先進的電氣產(chǎn)品。（3）工廠供電設計必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等合理確定設計方案。（4）工廠供電設計應根據(jù)工程特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關系，做到遠近期結(jié)合，以近期為主，適當?shù)目紤]擴建可能性。1.2設計目的及范圍本設計的目的是通過本次設計鞏固所學的專業(yè)知識，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。本論文的設計范圍包括：（1）對變電所的主接線進行設計；（2）對電氣設備的規(guī)格型號進行選擇；（3）變電所繼電保護設計；（4）變電所防雷保護設計。1.3礦井基礎資料 1、本礦概況本礦井為年產(chǎn)300萬噸的高瓦斯礦井，三班工作制，年最大利用負荷小時6000h.立井井深0.38km,預期服役年限為90年。電費收取為兩部電價制，固定部分按變壓器安裝容量收費18元/kva月。2、電源情況礦井地面變電所距上級變電所8km，采用雙回路架空線供電，已知電源過電流保護動作時間2.5s，短路電容1000MVA~1500MVA。3、自然條件（1）月最高室溫42℃，月最低室溫32℃。（2）最熱月土壤溫度27℃。（3）凍土層厚度為0.45m，變電所土質(zhì)為黃土。4、原始負荷資料負荷資料見表1-1全礦電力負荷統(tǒng)計表。2負荷計算2.1負荷計算的目的為一個企業(yè)或用電戶電，首先要解決的是企業(yè)要用多少度電，或選用多大容量的變壓器等問題，這就需要進行負荷的統(tǒng)計合計算，為正確地選擇變壓器容量與無功補償裝置、選擇電氣設備與導線、以及繼電器保護的整定等提供技術(shù)參數(shù)。負荷計算的目的是為了解用電情況，合理選擇供配電系統(tǒng)的設備和元件，如導線、電纜、變壓器等。負荷計算過小，則依此選用的設備和載流部分有過熱的危險，輕者使線路和配電設備壽命降低，重者影響供電系統(tǒng)的安全運行。負荷計算偏大，則造成設備的浪費和投資的增大。為此，正確的負荷計算是供電設計的前提，也是實現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的必要手段。2.2負荷計算方法供電設計常用的電力負荷計算方法有需用系數(shù)法、二項系數(shù)法、利用系數(shù)法、和單位產(chǎn)品電耗法等。需用系數(shù)法計算簡便，對任何性質(zhì)的企業(yè)負荷均適用，且編號設備名稱電壓（kV）電機容量(kW)需要系數(shù)kd功率因數(shù)cosφ1地面高壓主提升機620000.900.85副提升機620000.800.85壓風機616000.800.902南風井通風機610000.700.80壓風機65000.700.80低壓設備65390.700.803北風井通風機610000.700.80壓風機65000.700.80低壓設備65390.700.804地面低壓地面工業(yè)工場618000.700.77立井鍋爐房61000.600.70機修廠68000.400.65坑木廠62000.400.70選煤廠632000.600.80水源井62000.800.80工人村68000.500.70其他用電設備66000.500.705井下高壓主排水泵高638000.900.85主排水泵正626000.900.856井下低壓井底車場66000.600.80111采區(qū)69000.600.70113采區(qū)612000.600.70124采區(qū)61000.600.70156采區(qū)618000.870.75負荷資料見表1-1全礦電力負荷統(tǒng)計表算結(jié)果基本上符合實際。公式簡單，計算方便只用一個原始公式就可以表征普遍的計算方法。該公式對用電設備組、車間變電站乃至一個企業(yè)變電站的負荷計算都適用。對不同性質(zhì)的用電設備、不同車間或企業(yè)的需用系數(shù)值，經(jīng)過幾十年的統(tǒng)計和積累，數(shù)值比較完整和準確，查取方便，因而為我國設計部門廣泛采用。本設計采用需要系數(shù)法進行負荷計算，步驟如下：用電設備組計算負荷的確定用電設備組是由工藝性質(zhì)相同需要系數(shù)相近的一些設備合并成的一組用電設備。在一個車間中可根據(jù)具體情況將用電設備分為若干組，在分別計算各用電設備組的計算負荷。其計算公式為：，kW,kvar（2-1），kVA 式中、、——該用電設備組的有功、無功、視在功率計算負荷；——該用電設備組的設備總額定容量，kW；——功率因數(shù)角的正切值；——需要系數(shù)，由表1-1查得。2、多組用電設備組的計算負荷在配電干線上或車間變電所低壓母線上，常有多個用電設備組同時工作，但是各個用電設備組的最大負荷也非同時出現(xiàn)，因此在求配電干線或車間變電所低壓母線的計算負荷時，應再計入一個同時系數(shù)。具體計算如下：（2-2）式中、、——為配電干線式變電站低壓母線的有功、無功、視在計算負荷；——同時系數(shù)；m——該配電干線或變電站低壓母線上所接用電設備組總數(shù)；——分別對應于某一用電設備組的需要系數(shù)、功率因數(shù)角正切值、總設備容量；2.3負荷計算過程2.3.1各用電設備組負荷計算1、用電設備分組，由表1-1確定各組用電設備的總額定容量。2、由表1-1查出各用電設備組的需要系數(shù)和功率因數(shù)，根據(jù)公式2-1計算出各用電設備組的計算負荷。（1）對主提升機=0.90，=0.85，=0.62則;有功功率kW；無功功率kvar；視在功率kVA；用同樣方法可計算出其它各用電設備組的計算負荷，結(jié)果記入表2-1全礦電力負荷計算負荷表中。表2-1全礦電力負荷計算負荷表用戶名稱設備容量kw需要系數(shù)功率因數(shù)計算負荷kwkvarkVA1地面高壓主提升機20000.900.850.62180011162117副提升機20000.800.850.6216009561862壓風機16000.800.900.4812807681360南風井通風機10000.700.800.65700360842壓風機5000.700.800.65350183421低壓設備5390.700.800.653781894352北風井通風機10000.700.800.65700360842壓風機5000.700.800.65350183421低壓設備5390.700.800.653781894353地面低壓地面工業(yè)工場18000.700.770.6912608421530立井鍋爐房1000.600.700.72604684機修廠8000.400.650.79320248463坑木廠2000.400.700.72805786選煤廠32000.600.800.65192012402760水源井2000.800.800.6516096186工人村8000.500.700.72400292563其他用電設備6000.500.700.723002164084井下高壓主排水泵高38000.900.850.62376235605321主排水泵正26000.900.850.622574231043205井下低壓井底車場6000.600.800.65360198395111采區(qū)9000.600.700.72540378562113采區(qū)12000.600.700.72720521865124采區(qū)1000.600.700.72604378156采區(qū)18000.870.750.70156089617863電氣主接線設計變電所的主接線是由各種電氣設備（變壓器、斷路器、隔離開關等）及其連接線組成，用以接受和分配電能，是供電系統(tǒng)的組成部分。它與電源回路數(shù)、電壓和負荷的大小、級別以及變壓器的臺數(shù)、容量等因素有關，所以變電所的主接線有多種形式。確定變電所的主接線對變電所電氣設備的選擇、配電裝置的布置及運行的可靠性與經(jīng)濟性等都有密切的關系，是變電所設計的主要任務之一。3.1對主接線的基本要求在確定變電所主接線前，應首先明確其基本要求：（1）安全可靠。應符合國家標準和有關技術(shù)規(guī)范的要求，充分保證人身和設備的安全。此外，還應負荷等級的不同采取相應的接線方式來保證其不同的安全性和可靠性要求，不可片面強調(diào)其安全可靠性而造成不應有的浪費。（2）操作方便，運行靈活。供電系統(tǒng)的接線應保證工作人員在正常運行和發(fā)生事故時，便于操作和維修，以及運行靈活，倒閘方便。（3）經(jīng)濟合理。接線方式在滿足生產(chǎn)要求和保證供電質(zhì)量的前提下應力求簡單，以減少設備投資和運行費用。（4）便于發(fā)展。接線方式應保證便于將來發(fā)展，同時能適應分期建設的要求。3.2本所電氣主接線方案的確定3.2.1確定礦井35kV進線回路35kV礦井變電所距上級供電電源6km，對上一級供電部門來說是一級負荷，故上級礦井變電所對礦井采用有備用的雙回路供電，即35kV進線為兩路架空線進線。3.2.235kV主接線的確定為了保證對一、二級負荷進行可靠供電，在企業(yè)變電所中廣泛采用由兩回電源受電和裝設兩臺變壓器的橋式主接線。橋式接線分為外橋、內(nèi)橋全橋三種。因上一級變電站距本礦變電所為8km，對于35kV電壓等級來說，輸電線路不遠，可以選外僑，但為了提高礦井供電的可靠性和運行的靈活性，選用全橋更合適。故確定本礦35kV側(cè)為雙回路的全橋接線系統(tǒng)。35kV架空線路由兩條線路送到本礦變電所，正常時兩臺變壓器分列運行。35kV母線正常時均處于斷開狀態(tài)。母線分段用斷路器分段，這不僅便于分段圖4-5供電系統(tǒng)簡檢修母線，而且可減少母線故障影響范圍，提高供電的可靠性和靈活性。規(guī)程規(guī)定，下井電纜必須采用銅芯，又因為井下開關的額定電流有限且當一回電纜因故障停止供電時，其它電纜應能滿足井下全部負荷的供電任務，由此確定下井電纜回數(shù)為4。4短路電流計算4.1短路電流計算的目的研究供電系統(tǒng)的短路并計算各種情況下的短路電流，對供電系統(tǒng)的擬定、運行方式的比較、電氣設備的選擇及繼電保護整定都有重要意義。短路產(chǎn)生的后果極為嚴重，為了限制短路的危害和縮小故障影響范圍，在供電設計和運行中，必須進行短路電流計算，以解決些列技術(shù)問題。選擇電氣設備和載流導體，必須用短路電流校驗其熱穩(wěn)定性和機械強度。設置和整定繼電保護裝置，使之能正確地切除短路故障。確定限流措施，當短路電流過大造成設備選擇困難或不經(jīng)濟時，可采取限制短路電流的措施。確定合理的主接線方案和主要運行方式等。4.2短路電流計算中應計算的數(shù)值短路電流,即三相短路電流周期分量第一周期的有效值。它可供計算繼電保護裝置的整定值和計算短路沖擊電流及短路全電流最大有效值之用。2、三相短路容量，用來判斷母線短路容量是否超過規(guī)定值、作為選擇限流電抗器的依據(jù)，并可供下一級變電所計算短路電流之用；3、短路電流穩(wěn)態(tài)有效值,可用來校驗設備、母線及電纜的熱穩(wěn)定性；4、短路沖擊電流及短路全電流最大有效值，可用來校驗電器設備、載流導體及母線的動穩(wěn)定性。4.3三相短路電流計算計算的步驟1、根據(jù)供電系統(tǒng)繪制等值網(wǎng)絡（1）選取基準容量Sj和基準電壓Uj，并根據(jù)公式?jīng)Q定基準電流值Ij。（2）求出系統(tǒng)各元件的標么基準電抗，將計算結(jié)果標注在等值網(wǎng)絡圖上。（3）按等值網(wǎng)絡各元件的聯(lián)接情況，求出由電源到短路點的總阻抗。（4）按歐姆定律求短路電流標么值：對于電源是無限大容量的系統(tǒng)，其短路電流標么值可按公式5-1求出：（5-1）且短路后各種時間的短路電流標么值與短路容量標么值都相等，即（5）求短路電流和短路容量；為了向供電設計提供所需的資料，應下列短路電流和短路容量：①求出次暫態(tài)短路電流和短路容量；；②求出短路沖擊電流和短路全電流最大有效值kAMVA(5-2)kAkA4.4短路電流計算過程短路電流計算系統(tǒng)如圖4-5所示，短路點選取35kV母線側(cè)，各元件參數(shù)可由表1-1中獲得。1、選取基準容量=100MVA計算點時，選取=37kV，kA計算點時，選取=6.3kV，kA2、計算各元件的電抗標幺值（1）35kV進線（架空線）:（2）主提升機、副提升機(電纜):=0.19（3）壓風機（電纜）：=0.19（4）礦綜合廠（架空線）：=0.5（5）機修廠（電纜）：=0.24（6）選煤廠（電纜）：=0.43（7）地面低壓（兩臺分列運行）：由于變壓器在所內(nèi)，只計算變壓器阻抗，不計線路=0.56（8）工人村（架空線）：=1.5（9）支農(nóng)（架空線）：=2.5（10）下井電纜：=0.1（11）主提升機（異步電動機）：式中—異步電動機啟動電流標么值，一般取=5。5設備選擇設備選擇包括地面和井下配電設備兩個部分，由于本設計中的配電設備較多，逐一進行說明選擇比較的過程較為繁瑣，因此本設計中只是分別對地面和井下配電設備部分設備選擇的過程進行舉例說明。電氣設備在使用中，不但要求在正常工作條件下能安全可靠地運行，而且還要求在發(fā)生嚴重短路故障時，設備流過短路電流后，不致于受到破壞。為此在選擇設備時，不但要根據(jù)設備的正常工作條件所給的參數(shù)(如工作電壓、工作電流、使用條件等參數(shù))來選擇，而且還要根據(jù)設備安裝地點，在短路故障時所產(chǎn)生短路效應來校驗設備。5.1一般的選擇方法1、按工作電壓選擇高壓電器的額定電壓是指電器銘牌上標明的相間電壓(線電壓)。電器的最高工作電壓是制造廠保證可以長期處在超過額定電壓10%-15%下可靠工作的電壓。選擇電器時，所選電器的最高工作電壓應不小于電器正常運行的工作電壓，即:(1.1—1.15)UN≥Un式中UN——電器的額定電壓，kV；Un——電器安裝處正常運行的工作電壓，kV；2、按工作電流選擇電器的額定電流是指在實際環(huán)境溫度不超過電器計算溫度的條件下，電器所能允許長期連續(xù)通過的最大工作電流。這時電器所有部分的發(fā)熱溫度都不超過允許值。在選擇電器時，必須使電器的額定電流不小于電器所在電路中的最大正常工作電流，即：IN≥In式中IN——電器的額定電流，A；In——電器所在電路中的最大正常工作電流。3、按裝置種類型式選擇電器常被制成屋內(nèi)和屋外兩種類型：屋內(nèi)型不受任何特殊的大氣影響；屋外型可以經(jīng)受風、霜、雨、露、積雪、覆冰、灰塵和有害氣體等的影響。當屋外配電裝置處在塵穢很嚴重或空氣中含有有害于絕緣氣體的地區(qū)時，必須加強電器的絕緣，選用特殊絕緣結(jié)構(gòu)的加強型電器或選用額定電壓高一級的電器。4、按斷路容量選擇斷路器的額定斷流量IrN或額定斷流容量SrN是指斷路器在額定電壓時的斷流能力。斷路器斷開的實際電流是斷路器的滅弧觸頭開始分離瞬間，電路內(nèi)短路電流的有效值。因此按斷流能力選擇斷路器時，必須滿足下列條件：IrN≥I″，SrN≥S″式中IrN——電器的額定斷流量，kA；SRn——電器的額定斷流容量，MVA；I″——次暫態(tài)短路電路，kA；S″—一次暫態(tài)三相短路容量，MVA。5.2短路動、熱穩(wěn)定性校驗原則(1)當電器選定之后，應按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定校驗，校驗所用的短路電流一般取三相短路時的短路電流。(2)用熔斷器保護的導體和電器，可不進行熱穩(wěn)定校驗。當熔斷器具有限流作用時，可不校驗其動穩(wěn)定。(3)用熔斷器保護的電壓互感器回路，可不進行動、熱穩(wěn)定的校驗。(4)懸式絕緣子可不校驗動穩(wěn)定。5.3變壓器選擇根據(jù)變電所變壓器的計算容量，選擇變壓器的型號、容量、臺數(shù)。1、選型：地面高壓為35kV、10kV側(cè)的變壓器選用普通變壓器SL7-1250/35、S9-160/10；10kV側(cè)的井下變壓器選用礦用型動力變壓器KSB-400/10。二次側(cè)電壓660V以下的變壓器選用防爆型干式變壓器。井下照明為127V電壓供電，變壓器設兩臺防爆型干式變壓器。2、變壓器臺數(shù)的確定：35kV主變壓器、地面供電變壓器、井下中央變電所的變壓器均設為兩臺。井上部分當任一臺變壓器故障或需要檢修時，能夠保證另一臺變壓器承擔起全部負荷。井下任一臺變壓器停止運行時，其余一臺能夠保證排出最大涌水量時所需的負荷容量。其所選變壓器容量及型號均標于所畫大圖中，這里不在闡述。5.3.135kV設備的選擇1、35kV母線的選型1）按持續(xù)工作電流選擇In===21.7A對電壓為35kV的屋外配電裝置采用鋼芯鋁絞線作母線，選取LGJ-300，其載流量在環(huán)境溫度為320C時為735A，由于所處環(huán)境最高溫度為420C，其載流量為：547.8（A）≥21.7（A）考慮到動穩(wěn)定性，母線采用平放，其允許電流值應再降低8％，故為：（A）>21.7（A）故載流量和長時允許電流符合要求，但還需要進行熱穩(wěn)定校驗。2）熱穩(wěn)定校驗由tf=1.255s，Ik=21720A，C=95，Ksk=1按式A≥==254（mm2）該截面小于所選導線截面，故所選LGJ-300截面能滿足熱穩(wěn)定要求。由以上計算，所選LGJ-300滿足母線要求。圖6-1地面變電所接線圖5.4井下設備選擇下面以下井電纜和開關為例說明其選擇方法，其他電纜和開關的選擇方法相同。對于電鉆綜合保護裝置和照明綜合保護裝置這里也不再說明。5.4.1電纜選擇計算電纜截面通常按允許負荷電流、允許電壓損失、電纜的機械強度選擇。實際上并不需要對每條電纜均用上述各種方法選擇，而是抓住每個電纜段(或每條電纜)的主要問題選擇該段(條)電纜截面即可滿足其它條件要求。例如供電容量較大長度較長的干線電纜和單機容量較大(如掘進機械、絞車等)且供電距離較長的主線電纜，主要按允許電壓損失選擇纜線截面即可滿足其它條件的要求；供電容量較小長度較短的支線電纜主要按允許負荷電流選擇導線截面即對滿足其它條件要求；移動機械所用電纜主要按機械強度選擇主芯線截面即可滿足其他條件要求。1、按持續(xù)允許電流選擇截面KIP≥Ia式中IP——空氣溫度為25℃時，電纜允許載流量，A；K——環(huán)境溫度不同時載流量的修正系數(shù)；Ia——通過電纜的最大持續(xù)工作電流，A。2、按經(jīng)濟電流密度選擇電纜截面A=式中A——電纜截面，mm2；——正常負荷時，井下總的持續(xù)工作電流，A；n——不考慮下井電纜損壞時，同時工作電纜的根數(shù)；J——經(jīng)濟電流密度（A/mm2），見下表。下井主電纜的年運行小時，一般取3000-5000h。3、按電纜短路時的熱穩(wěn)定選擇電纜截面按電纜短路時的熱穩(wěn)定選擇電纜截面有以下兩種方法：熱穩(wěn)定系數(shù)法和允許短路電流法。這里主要介紹熱穩(wěn)定系數(shù)法：這種方法比較簡單，一般在紙絕緣電纜的熱穩(wěn)定計算都采用此法。式中——電纜短路時熱穩(wěn)定要求的最小截面，mm2；——三相最大穩(wěn)定短路電流，A；——短路電流作用的假想時間，s；C——熱穩(wěn)定系數(shù)，查相關手冊。4、按電壓損失校驗電纜截面此種電壓損失校驗電纜截面有計算法和查表法，這里主要介紹計算法：也可寫成式中——電壓損失百分數(shù)；——電纜中的負荷電流，A；——額定電壓，kV；、——電纜線路單位長度的電阻及電抗，Ω/km；——電纜線路長度，km；、、——功率因數(shù)及與功率因數(shù)相對應的正弦、正切值。高壓系統(tǒng)中的電壓損失按《全國供用電規(guī)則》的規(guī)定，在正常情況下不得超過7%，故障狀態(tài)下不得超過10%。電壓損失從地面變電所算起至采區(qū)變電所母線止。5、電纜截面選擇計算舉例為短路時的熱穩(wěn)定選擇電纜截面，當供電系統(tǒng)在最大運行方式時，地面變電所下井電纜首端發(fā)生三相短路電流，其電流=1.683kA，按式校驗下井電纜截面，即：查電纜的熱穩(wěn)定系數(shù)表C=93.4,假想時間=0.65s故=1683×=14.5mm2故下井電纜最小截面應不小于14.5mm2,又考慮其他方面校驗的影響，這里選用70mm2做為下井電纜。5.4.2井下開關選擇嚴禁井下配電變壓器中性點直接接地，嚴禁由地面中性點直接接地的變壓器或發(fā)電機向井下供電。額定電壓與額定電流的選擇與地面高壓開關選擇相同，斷流容量的選擇也按地面開關的選擇方法，井下主要選用DW80型饋電開關和QC83型磁力起動器，對電鉆和照明采用綜合保護裝置。其它設備的選擇方法與井上選擇基本相同，這里不在說明，其所選設備型號均標于設備選擇或所畫大圖中。6保護裝置靈北煤礦供電系統(tǒng)井上、井下的保護裝置包括繼電保護和防雷、接地等，本章只對這些保護作簡單的介紹。6.1繼電保護裝置煤礦供電系統(tǒng)的繼電保護是保證煤礦安全供電的重要工具。裝設繼電保護裝置是根據(jù)靈北煤礦電力系統(tǒng)的接線和運行的特點，適當考慮其發(fā)展，選擇設備力求技術(shù)先進經(jīng)濟合理。本設計中的電力設備和線路有主保護和后備保護，必要時可增設輔助保護。主保護——滿足系統(tǒng)穩(wěn)定及設備安全要求，有選擇地切除被保護設備和全線路故障的保護。后備保護—一應在主保護或斷路器拒絕動作時切除故障。后備保護可分為遠后備和近后備兩種形式：遠后備——當主保護或斷路器拒絕動作時，由相鄰設備或線路的保護實現(xiàn)后備。近后備——當主保護拒絕動作時，由本設備或線路的另—套保護實現(xiàn)后備；當斷路器拒絕動作時，由斷路器失靈保護實現(xiàn)后備。輔助保護——為補充主保護和后備保護的不足而增設的簡單保護。本設計在考慮下列因素的情況下裝設保護裝置：(1)當被保護元件發(fā)生短路或足以破壞系統(tǒng)正常運行的情況時，保護裝置應動作于掉閘；在發(fā)生不正常運行時，保護裝置應動作于信號。(2)礦井變電所的高壓饋電線上，裝設有選擇性的檢漏保護裝置。(3)保護裝置應以足夠小的動作時限去切除故障，保證系統(tǒng)剩余部分仍能可靠運行。(4)動作于掉閘的保護裝置一般應保證選擇性，在必須加快動作時，應考慮由自動重合閘來補救保護的無選擇性動作。(5)選擇保護方式時，不考慮考慮可能性很小的放障類型和運行方式。力求使用最少數(shù)量的繼電器和觸點，使其接線簡單可靠。(6)保護裝置的電壓回路斷線時如能造成誤動作，則裝設防止這種誤動作的閉鎖裝置并發(fā)出信號。(7)表示保護裝置動作的必要回路內(nèi)裝設信號繼電器。(8)保護裝置除作為被保護元件的主保護外，如有可能還作相鄰元件的后備保護。(9)在實際可能出現(xiàn)的最不利方式或故障類型下，保護裝置應對計算點有足夠的靈敏度。保護裝置的靈敏系數(shù)為：對反應電氣量上升的保護裝置對反應電氣量下降的保護裝置(10)保護裝置的靈敏度應該互相配臺，從故障點向電源側(cè)方向逐步降低保護裝置的靈敏度。(11)保護裝置所用的電流互感器，對最大負載和最大整定的故障電流，其誤差小于10%。6.2防雷保護及接地6.2.1變電所防雷裝置（1）避雷針為防止直擊雷對變電所電氣設備、線路及建筑物等侵害，本設計變電所采用避雷針。避雷針高于被保護設備，并具有良好的接地，所以能起到保護作用。上圖為地面變電所防雷保護的平面布置圖，避雷針接地線與保護接地線在土壤中距離大于3米。（2）避雷器避雷器是防護感應雷對電氣設備產(chǎn)生危害的保護裝置，它一端與被保護設備并聯(lián)，另一端接地，且放電電壓低于被保護設備的絕緣水平。當感應雷(雷電波)入侵設備時，避雷器首先被擊穿并對地放電，從而使電氣設備受到保護。地面變電所防雷保護平面圖如7-1所示。圖7-1地面變電所防雷保護平面圖6.2.2地面變電所保護接地網(wǎng)保護接地網(wǎng)是將變電所在正常運行時，設備(構(gòu)架)不帶電的外露金屬體與接地引線、接地干線和接地極在電氣上連接起來組成的整體。保護接地網(wǎng)地下部分是實習中看不到的，但可從原設計資料中收集到上圖。為了減少對地電位分布曲線的陡度，接地網(wǎng)還設有水平均壓帶，從而減小接觸電壓和跨步電壓。對不同點的接地電阻至少每年測量一次，保證達到一定的要求。地面變電所保護接地網(wǎng)如下圖7-2所示。6.2.3井下保護接地網(wǎng)本設計在井下指定點敷設主接地極、局部接地極、并用電纜鉛包、鎧裝外皮及接地線心相互連接起來，形成一個總接地網(wǎng)。從接地網(wǎng)上任一局部接地極測得的總接地網(wǎng)電阻，不應超過2Ω。接地網(wǎng)電阻越低對人身越安全，但太低有一定的困難。圖7-2地面變電所保護接地網(wǎng)1-隔離開關；2-構(gòu)架；3-斷路器；4、5、6、7-隔離開關；8、9-斷路器；10-電壓互感器、避雷器；11-鉛錘接地極；12-變壓器；13-屋內(nèi)接地干線；14-接地引線；15-屋外接地干線；16-均壓帶井下總接地網(wǎng)包括：主接地極、局部接地極、接地母線和輔助接地母線、連接導線和接地導線。禁止采用鋁導線作為接地極、接地母線、輔助接地母線、連接導線和接地導線，禁止使用無接地線芯（或無其他可供接地的護套，如鉛皮、銅皮套等）的橡套電纜或塑料電纜。井下保護接地網(wǎng)示意圖如7-3所示：圖7-3井下保護接地網(wǎng)示意圖1－接地母線；2－輔助接地母線；3－主接地極；4－局部接地極；5－漏電保護輔助接地極；6－電纜；7－電纜接地層；8－中央變電所；9－采區(qū)變電所；10－配電點；11－電纜接線盒；12－連接導線；13－接地導線；14－采煤機組；15－輸送機7結(jié)論經(jīng)過這段時間的努力和精心設計,通過翻閱大量的資料文獻，使我對靈北35kV煤礦供電系統(tǒng)有了深入的探索和研究。依照靈北煤礦具體現(xiàn)狀，在原有河東煤礦設計的基礎上，設計出了能滿足本礦安全、可靠生產(chǎn)的煤礦地面和井下供電系統(tǒng)。雖然本設計滿足了本礦一般的生產(chǎn)需要，但由于本人知識水平的相對欠缺，對現(xiàn)代先進的煤礦開采方式和供電系統(tǒng)先進設備缺少一定的了解，因此在設計中很少使用現(xiàn)代化的微機監(jiān)控和保護系統(tǒng)，這也是本設計有待于改進的地方。在以后的學習和社會實踐中，我會加強各方面知識的學習，掌握更多的科學文化知識，為社會獻出自己的微薄之力。通過這段時間對靈北煤礦供電系統(tǒng)的設計，使我對所學知識進行了系統(tǒng)的歸納，對自己現(xiàn)在所掌握的知識水平有了一定的了解，這對我以后的實際工作將會起著很大的促進作用。我還要感謝大學四年里所有的老師們，感謝他們在大學四年中誨人不倦的教導，他們在課堂上說傳授的知識將使我受益終身，他們那認真負責的態(tài)度，和優(yōu)秀的職業(yè)道德是我學習的楷模，在以后的工作中我將以他們我標桿端正自己的工作態(tài)度和職業(yè)道德。正是得益于他們的辛勤培養(yǎng)，我才有能力完成此次課程設計，在此特向所有恩師表示我最崇高的敬意和最誠摯的謝意！參考文獻[1]劉涳主.電氣及自動化專業(yè)畢業(yè)設計寶典[M].西安：西安電子科技大學出版社,2008[2]趙世玉，李想，李飛等.供電技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社,2008[3]鄒有明主編.現(xiàn)代供電技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2008[4]傅知蘭主編.電力系統(tǒng)電氣設備選擇與實用計算[M].北京：中國電力出版社,2004[5]紀銀光主編.AutoCAD2008電氣設計基礎與典型范例[M].北京：電子工業(yè)出版社,2007[6]解東、周可等.電氣設計教程[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006.[7]35kV～110kV無人值班變電站設計規(guī)程[M].北京：中國電力出版社，2007.[8]吳希再，等.電力工程電氣設計手冊（電氣一次部分）[M].武漢：華中科技大學出版社，1997.[9]張根現(xiàn)，唐志平等.煤礦電工手冊（地面供電部分）[M].北京：中國電力出版社2005.[10]李先彬主編，電力系統(tǒng)自動化[M].北京：中國電力出版社，2007.[11]賴昌干，等.礦山電工學[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2006.基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機控制器的研究HYPERLINK"/detail.htm?36