田东南方向经灵石县抵达临汾和运 城区内均有简易公路与干线公路相通采用汽车外运煤炭可通过大运高 速和大运二级公路直接运往全国各地。在南同蒲铁路的侧建有河溪沟矿 井铁路装车站本矿井煤炭可通过汽车运往该装车站装火车运往全国各地。 矿区交通十分便利。 灵北煤矿原始情况 本次设计主要针对灵北煤矿进行设计位于矿井工业场地东南面 处有灵石变电站座内设两台变 压器高峰负荷其电源两回有及出线间隔。 位于矿井工业场地东北面处有北村变电站座内设两 台变压器高峰负荷其来讲为保证供电的可靠性变电所从不同的地方引进两条进线 设置两台主变压器采用外桥式接线的室外布置配电从主变压器出 线后的侧采用单母线分段固定式室内高压配电柜配电分别对地面 和井下进行供电地面负荷用电利用两台变压器供电其进线分别引自 侧单母分段的两个部分经地面变压器配出侧采用低压配电屏配电 后直接将配出电能供给地面和的用电负荷对井下供电设计 是用两条电缆经副井口直接下井在井下设置处中央变电所经配 电装置配电后分接两台矿用防爆变压器供井下用电。 以上内容将在第三章第四章中详细介绍这里不再说明。 技术方面论证 供电可靠性主变压器地面及井下直接供电的各变压器均采用 双线两台变压器供电。这样当台主变压器出现故障或需要检修时另 台主变压器能够保证煤矿负荷用电使生产正常进行当供地面用电的 台变压器出现故障或需要检修时其另台变压器能够承担起煤矿地面用 电的二级负荷用电如主扇风机人员提升机等不至于引起煤矿事 故导致人员伤亡当供井下用电的台变压器出现故障或需要检修时 其另台井下变压器能够承担起煤矿井下最大涌水量时井下排水泵的负 荷以不至于出现煤矿被淹设备被损坏的情况。 供电质量设计采用直接引入供电方案有煤矿变电所自身 进行由高压到负荷的配送电和对用电的无功补偿在必要的时候还可以对 变压器直接进行空载调节从而保证了供电质量。 运行操作的灵活性对矿用设备均设有单独的磁力起动器可以方 便的对设备频繁操作并在组设备送电端设置馈电开关作为设备的 级保护。同时在设备之间装设闭琐保护装置增加了设备运行操作的安 全性和灵活性。 维护与检修从本设计的接线方式考虑第三章第四章中详细介 绍当线路出现故障或需要检修时可以方便的切除故障或将重要负荷供 电切换到其它线路。 经济方面论证 投资在对主变压器接线变电所配电线路接线和有关设备的选用 上均考虑了投资费用在保证供电可靠和安全的情况下尽量选用投资 费用较低的设备。 年运行费用包括各种设备的折旧费维护费和电费等。由于设备 的折旧费般是固定不变的只有从降低维护费和电费的角度考虑。本设 计做到了从变电所的位置选址到设备的保护装置都考虑了能降低维护费 的因素。由于电价是固定的因此降低电费主要从降低电能损耗方面入手 尽量减少损耗。 电能损耗包括有功损耗和无功损耗。由于输电线路固定主要从 变压器电抗器等耗电设备考虑电能损耗。在变压器选择上尽量接近用电 负荷容量减小空载运行的损耗在变电所加设无功补偿器补偿无功功 率的损耗。 从技术和经济两个方面论证来看本设计方案满足论证要求故在以 后各章节对灵北煤矿供电系统的设计中均以本设计方案为中心进行设计。 矿井地面变电所设计 煤矿地面变电所从设计情况看大体分为两种情况种是电源进线 为经主变压器降压到或后向高压设备供电就是通常所 说变电所另种是电源进线为或直接引到母线上通过 高压配电装置直接向高压负荷供电称为或配电所。 本矿地面变电所设计采用的是第种方案即变电所供电。 地面用电负荷计算 灵北煤矿地面负荷容量计算采用的方法是当前广泛被采用的需用系数 法估算当然也可用有用功和无功功率的复数计算法。因有功和无功功率 的复数计算法比较复杂所以这里不在说明。 根据地面用电负荷及用电设备在煤矿生产中的负荷等级为保证当 台变压器受到损害而另台变压器能够保证其煤矿所有二级负荷 供电确定此设计地面供电采用两台变压器供电。 地面负荷按下式进行计算  式中所计算的电力负荷总的视仔功率 参加计算的所有用电设备不包括备用额定功率之和 参加计算的所有电力负荷的平均功率因数 需用系数其数值有以下方法计算 地面所取的各用电负荷的需用系数及平均功率因数见下表所示。 可以较正确计算出用电功率的设备如提升机通风机等的电力负 荷应取其计算负荷。 公式  中 最大台电动机的额定功率 电机在相应负荷率时的工作效率 同工作面所有用电负荷容量的总合不包括备用。 地面用电总负荷的计算按式计算  目录 绪论 灵北基本情况简介 灵北煤矿原始情况 地面用电负荷统计 井下采区设计原始资料 灵北煤矿供电设计方案及论证 灵北煤矿总体设计方案 方案的可行性论证 技术方面论证 经济方面论证 矿井地面变电所设计 地面用电负荷计算 地面变电所位置选择 地面变电所的主接线 侧主接线 侧主接线 井下中央变电所及供电设计 井下电力负荷计算 井下负荷的计算方法 井下负荷的计算 井下中央变电所位置选择原则 井下中央变电所主接线 短路电流计算 短路电流计算选择 计算短路电流的目的 三相短路电流的计算方法 电源为无限容量时的短路电流计算 电源为有限容量时的短路电流计算 短路电流计算 设备选择 般的选择方法 短路动热稳定性校验原则 变压器选择 地面设备选择举例 设备的选择 设备的选择 井下设备选择 电缆选择计算 井下开关选择 保护装置 继电保护装置 防雷保护及接地 变电所防雷装置 地面变电所保护接地网 井下保护接地网 结论 致谢 参考文献 摘要 本设计是在煤矿实习的基础上完成的。通过对灵北煤矿的实地考察结合该矿现有 生产水平和未来发展前景在原有供电系统的基础上根据煤炭生产行业的有关规定进 步规范和完善。 灵北煤矿系万吨大煤矿供电系统设计内容包括地面变电所设计井下供电 设计短路电流计算地面及井下高低压设备选择保护装置地面及井下接地等。本 设计主供电系统由来自不同地方的两路线路供电经主变压器变为由单母 分段的接线方式分别向地面和井下供电。根据煤矿供电系统特点本设计系统主线路均 以最大运行方式进行整定并以此对线路及其设备进行选择。 灵北煤矿供电系统包括井上供电系统和井下供电系统两个部分。为保证供电 的安全可靠又考虑灵北煤矿年的服务期限从经济和技术两个方面对本矿进行 整体设计以达到满足对灵北煤矿设计的合理性。 关键词灵北煤矿供电设备选择