【正文】 設(shè)備的需用系數(shù)可按下式計算： [5] （33）式中表示容量最大的一臺設(shè)備的額定功率，地面用電負荷的需用系數(shù)及平均功率因數(shù)如表31表31[10] 地面用電負荷的需用系數(shù)及平均功率因數(shù)表地面負荷名稱需用系數(shù)KX平均功率因數(shù)提升機扇風(fēng)機根據(jù)所選電機的負荷率確定機修車間室內(nèi)照明工業(yè)場地照明其它各種用電負荷的具體計算如下：提升機工作面 ,（25KW是提升工作面其他用電負荷）故：由所選電機的負荷率知： 扇風(fēng)機工作面（10 kW為在扇風(fēng)機工作面的其它用電負荷）故：由所選電機的負荷率知： =機修車間 =，=，=20 kW 室內(nèi)照明 =，=，=10 kW 工業(yè)場地照明 =，=，=10 kW 其它負荷 =，=，=15 kW 地面總負荷計算 = =（140+68++++）= kVA=197kVA。要選擇35kV側(cè)供電的電力變壓器，必須知道礦井的所有負荷(即地面負荷和井下負荷的總和)，才能確定35kV側(cè)變壓器的選擇，此內(nèi)容在第六章詳細介紹。 地面變電所位置選擇企業(yè)的變配電所擔(dān)負著電力系統(tǒng)接受電能，變換電壓和分配電能的任務(wù)，是企業(yè)供電的樞紐。變配電所的位置是否合理，直接影響供電系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟性，對供電系統(tǒng)的質(zhì)量也有很大的影響。因此本礦是在符合以下條件下進行的所址選擇：接近負荷中心，這樣可以減小供電距離、電能損耗、電壓損失和節(jié)約有色金屬。不占或少占農(nóng)田。便于各級電壓線路的引入和引出。交通運輸方便。具有適宜的地質(zhì)條件，例如避開滑坡、塌陷區(qū)、溶洞地帶等；如在煤田上則應(yīng)避免壓煤，躲開采空區(qū)。 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)。因本礦位于山區(qū)，故所址選擇不應(yīng)為積水浸淹，山區(qū)變電所的防洪措施應(yīng)滿足泄洪要求。具有生產(chǎn)和生活用水的可靠水源。適當(dāng)考慮職工生活上的方便。考慮了設(shè)計變電所與鄰近設(shè)施之間的相互影響。1所址位置必將影響礦區(qū)供電系統(tǒng)的接線方式，送電線路的規(guī)格與布局，電網(wǎng)損失和投資的大小?？紤]以上因素，將此變電所選在工業(yè)廣場邊緣的上風(fēng)向區(qū)，此處環(huán)境污染小，又能滿足其他方面的要求。 地面變電所的主接線地面變電所起著接受電能，并將電能(或經(jīng)主變壓器降壓)再分配給全礦用電設(shè)備的作用。電源進線和負荷出線之間采用什么設(shè)備和以什么形式進行連接，稱接線方式。它與電源進線回路數(shù)、電壓等級、距電源遠近、主變壓器的臺數(shù)等因素有關(guān)。 35kV側(cè)主接線由于本礦供電電壓為35kV，礦井終端變電所采用接線方式有如下幾種如圖31所示，現(xiàn)通過比較后選擇主接線形式。外橋接線 外橋接線如圖31a所示。 1) 優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)少、四個回路只需三臺斷路器。2) 缺點：線路的切除和投入較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運；橋聯(lián)絡(luò)斷路器檢修時，兩個回路需解列運行；變壓器側(cè)的斷路器檢修時，變壓器需較長時間停運。 3) 適用范圍：適用于較小容量的變電所，并且變壓器的切換較頻繁或線路較短、故障率較少的情況。內(nèi)橋接線內(nèi)橋形接線如圖31b所示。它適應(yīng)能力強，運行靈活，操作方便，但所用設(shè)備較多，占地面積大。 全橋接線 全橋接線如圖31c所示。 1) 優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)少、四個回路只需三臺斷路器。 2) 缺點：變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需兩臺斷路器動作，影響一回線路的暫時停運；橋聯(lián)絡(luò)斷路器檢修時，兩個回路需解列運行；出線斷路器檢修時，線路需較長時間停運。 3) 適用范圍：適用于較小容量的變電所，并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長、故障率較高的情況。 a 外橋接線 b 內(nèi)橋接線 c 全橋接線圖31 三種橋型接線方式[3] 通過比較三種方式的優(yōu)缺點，再結(jié)合四股泉煤礦的實際情況，綜合起來，我這里選擇采用全橋式主接線來完成35kv側(cè)變電所設(shè)計。 10kV側(cè)主接線 單母線接線 1) 優(yōu)點：接線簡單清晰，操作方便，設(shè)備少，配電裝置的建造費用低。隔離開關(guān)僅在檢修時作隔離電壓用，不作任何其他操作，便于擴建和采用成套配電裝置。 2) 缺點：不夠靈活可靠，任一元件(母線及母線隔離開關(guān)等)故障或檢修時，均需使整個配電裝置停電。引出線回路的斷路器檢修時，該回路要停止供電。 3) 適用范圍：由于單母線接線工作可靠性和靈活性都較差，故這種接線主要用于小容量特別是只有一個電源的變電所中。 單母線分段接線 1) 優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對重要一、二級用戶可以從不同段上引出兩個回路，有兩個電源供電。當(dāng)一段進線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 2) 缺點：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在此期間內(nèi)停電。當(dāng)出線為雙回路時，架空線路會出現(xiàn)交叉跨越。另外，在擴建時需向兩個方向均衡擴建。3) 適用范圍：由于單母線分段接線比單母線接線的供電可靠性相靈活性有所提高，所以在63kV以下的變電所中較廣泛使用這種接線方式。綜上所述，不論分段或不分段的單母線接線，在檢修任一回路斷路器的全部時間內(nèi)，該回路必須停止工作。這個缺點在某些情況下特別突出，因此，對于電壓為35kV及以上的配電裝置，當(dāng)引出線較多時，應(yīng)廣泛采用單母線分段帶旁路母線的接線。（如圖32） 雙母線接線1) 優(yōu)點 ? 供電可靠：通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只停該回路。 ? 調(diào)度靈活：各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。 ? 擴建方便：向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。 2) 缺點 ? 增加一組母線，每回路就要增加一組母線隔離開關(guān)。 ? 當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，開關(guān)誤操作，需要在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。3) 適用范圍當(dāng)出線回路數(shù)或母線上電源較多，輸送和穿越功率較大，母線故障后要求迅速恢復(fù)供電。母線和母線設(shè)備檢修時，不允許影響對用戶的供電，系統(tǒng)運行調(diào)度對接線的靈活性有一定要求時，采用雙母線接線較合適。綜上所述，本設(shè)計中考慮經(jīng)濟和滿足供電需求的需要。10kv母線側(cè)采用雙母線的接線方式。 圖32單母線分段接線圖[3]4 井下中央變電所設(shè)計井下中央變電所，是全礦井下的供電中心，接受從地面變電所送來的高壓電能之后，向采區(qū)變電所及主排水泵的電動機供電，通過降壓后供給井底車場附近的低壓動力設(shè)備、照明及電機車的變流設(shè)備等用電。 井下電力負荷計算井下中央變電所變壓器的容量、臺數(shù)取決于由該變電所供電的用電設(shè)備負荷。煤礦井下的機電設(shè)備，由于井下工作條件比較復(fù)雜，使其負荷變化較大，而且對礦井不同的采煤方法、機械化程度、供電接線方式，其總負荷也是各不相同的。因此，本設(shè)計采用需用系數(shù)法計算井下變電所容量，根據(jù)此容量大小選擇變壓器容量和臺數(shù)。 井下負荷的計算方法[6]根據(jù)井下用電設(shè)備布置及用電設(shè)備的單臺容量可大致確定此設(shè)計設(shè)置一個井下變電所（兩臺變壓器）即可。井下采區(qū)負荷按下式進行計算 （41）式中 S——所計算的電力負荷總的視在功率，kVA； ——參加計算的所有用電設(shè)備（不包括備用）額定功率之和，kW； ——參加計算的所有電力負荷的平均功率因數(shù)； ——需用系數(shù)。其中= （42）井下井底車場等負荷，可按式（41）計算，其所取的各用電設(shè)備的需用系數(shù)及平均功率因數(shù)如表41所示。可以較正確計算出用電功率的設(shè)備，如提升機、水泵、空壓機、通風(fēng)機及大型膠帶輸送機等的電力負荷，應(yīng)取其計算負荷。表41 井下用電設(shè)備的需用系數(shù)及平均功率因數(shù)表[11]井下負荷名稱需用系數(shù)Kde平均功率因數(shù)一般機械化工作面炮采工作面（緩傾斜煤層）掘進工作面輸送機有主排水設(shè)備Kde值按式（42）計算1 井下負荷的計算按井下用電設(shè)備負荷統(tǒng)計表12和需用系數(shù)及平均功率因數(shù)如表41所示，具體計算如下： 一般機械化工作面Pmax=300 kW，=（300+24++17+44）kW = kW故 =，= 輸送機、絞車=，=，=（120+55+105+60）kW =340 kW 炮采工作面（緩傾斜煤層）=，=，=（17++36+22）kW = kW 掘進工作面 =，=，=（48+22+60）kW =130 kW 主排水設(shè)備 =1，=，=90 kW 井下總負荷計算 （其中 =） =（++72++）=620kVA 井下中央變電所位置選擇原則盡量位于負荷中心，保證一類負荷主排水泵電動機的供電，通常將中央變電所洞室與水泵房建在一起； 地質(zhì)條件好，頂、底板穩(wěn)定，無淋水； 變電所要求通風(fēng)良好，運輸方便； 電纜進出線方便。一般井下中央變電所的位置如圖41所示。圖41 井下中央變電所位置[1]1一主井；2一副井；3一中央變電所；4一水泵房 井下中央變電所主接線 井下中央變電所主接線應(yīng)遵循以下原則[5] 常見的主接線原則如下：1) 高壓電源進線與饋出