【正文】 9 2584 三其它用戶 13工人村 360 085 081 072 306 220 377 14 支農(nóng) 310 08 08 075 248 186 310 其它小計(jì) 554 406 全礦計(jì)算負(fù)荷 6498 3418 低壓變壓器的選擇與損耗計(jì)算 1 低壓變壓器選擇 對(duì)各低壓變壓器選擇時(shí)可按表 21 的計(jì)算容量進(jìn)行選擇基于煤礦生產(chǎn)負(fù)荷對(duì)供電可靠性和安全性的要求且供電方式為雙回路應(yīng)選兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行并且每臺(tái)變壓器均應(yīng)能承擔(dān)全部一二級(jí)負(fù)荷供電的任務(wù)故 1 礦綜合廠機(jī)修廠工人村支農(nóng)變壓器分別選 SL72506 型 SL74006 型 SL74006 型 SL73156 型油浸式鋁線雙繞組無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器各一臺(tái) 2 選煤廠變壓器選兩 臺(tái) SL76306 型油浸式鋁線雙繞組無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器 3 和表示變壓器的功率損耗按公式 23 計(jì)算 有功損耗 kW 23 無(wú)功損耗 kvar 式中 β變壓器的負(fù)荷率 變壓器計(jì)算負(fù)荷 kVA 變壓器額定容量 kVA 變壓器空載有功損耗 kW 變壓器滿載有功損耗 kW 變壓器空載無(wú)功損耗 kvar 變壓器空載電流占額定電流的百分?jǐn)?shù) 變壓器滿載無(wú)功損耗 kvar 變壓器阻抗電壓占額定電壓的百分?jǐn)?shù) 均可 由變壓器產(chǎn)品樣本中查出 礦綜合廠變壓功率器損耗計(jì)算 空載無(wú)功損耗 kvar 滿載無(wú)功損耗 kvar 變壓器的負(fù)荷率 則有功損耗 kW 無(wú)功損耗 kvar 洗煤廠變壓器損耗計(jì)算 空載無(wú)功損耗 kvar 滿載無(wú)功損耗 kvar 變壓器的負(fù)荷率 則 有功損耗 kW 無(wú)功損耗 kvar 其它各組變壓器功率損耗計(jì)算依此類推結(jié)果見(jiàn)表 22 表 22 低壓變壓器參數(shù)及功率損耗計(jì)算表 負(fù)荷名稱 礦綜合廠 機(jī)修廠 地面低壓 選煤廠 工人村 支農(nóng) 井底車(chē)場(chǎng) 計(jì)算容量 kVA 225 381 653 625 377 310 155 所 選 變壓 器參 數(shù) 型號(hào) SL7 SL7 SL7 SL7 SL7 SL7 KBSG 容量 kVA 250 400 800 630 400 315 160 連接組別 Yyn0 Yyn0 Yyn0 Yyn0 Yyn0 Yyn0 Yyn0 604 604 604 604 604 604 6069 4 4 45 45 4 4 4 20 19 15 18 19 20 22 損耗 kW 064 092 154 13 092 076 085 4 58 99 81 58 48 143 各 項(xiàng) 損 耗 值 臺(tái)數(shù) 1 1 2 2 1 1 2 負(fù)荷率β 09 095 041 05 094 098 048 kvar 5 76 12 1134 16 63 352 kvar 10 16 36 2835 16 126 64 kW 388 615 641 665 604 537 236 kvar 131 2204 361 3686 2174 1865 999 總計(jì) 總有功損耗 kW 3686 總無(wú)功損耗 kvar 15848 6kV 母線側(cè)補(bǔ)償前總計(jì)算負(fù)荷 由于本礦區(qū)配電線路短損耗非常小忽略線路損耗不計(jì) 由表 21 可知全礦總負(fù)荷為 kWkvar 取同時(shí)系數(shù) 095 則 6kV 側(cè)計(jì)算負(fù)荷由公式 22 計(jì)算可得 kW kvar kVA 6kV 無(wú)補(bǔ)償時(shí)功率因數(shù)為 功率因數(shù)角的正切值為 無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算及電容器柜選擇 1 無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算 當(dāng)采用提高用電設(shè)備自然功率因數(shù)的方法后功率因數(shù)仍不能達(dá)到供用電規(guī)則所要求的數(shù)值時(shí)就需要增設(shè)人工補(bǔ)償裝置在工礦企業(yè)用戶中人工補(bǔ)償廣泛采用靜電電容器作為無(wú)功補(bǔ)償電源 用電 力電容器來(lái)提高功率因數(shù)時(shí)其電力電容器的補(bǔ)償容量用下式計(jì)算 24 式中平均負(fù)荷系數(shù)計(jì)算時(shí)取 0708 補(bǔ)償前功率因數(shù)角的正切值 補(bǔ)償后要達(dá)到的功率因數(shù)角的正切值 本設(shè)計(jì)要求功率因數(shù)達(dá)到 09及以上假設(shè)補(bǔ)償后 6kV側(cè)功率因數(shù)取 08則所需補(bǔ)償容量由公式 29 計(jì)算得 kvar 2 電容器柜的選擇及實(shí)際補(bǔ)償容量計(jì)算 本設(shè)計(jì)采用高壓集中補(bǔ)償方式因礦井地面變電所 6kV 母線為單母分段接線故所選電容器柜應(yīng)分別安裝在兩段母線上即電容器柜數(shù)應(yīng)取 偶數(shù)現(xiàn)選用 GR16型高壓靜電電容柜每柜安裝容量為 240kvar 最大不超過(guò) 360kvar 據(jù)此可計(jì)算出電容器柜的數(shù)量為 取偶數(shù) N 4 則 實(shí)際補(bǔ)償容量為 kvar 折算為計(jì)算容量為 kvar 補(bǔ)償后 6kV 母線側(cè)總計(jì)算負(fù)荷及功率因數(shù)校驗(yàn) 功率補(bǔ)償后 6kV 側(cè) 有功功率 kW 無(wú)功功率 kvar 視在功率 kVA 補(bǔ)償后 6kV 母線功率因數(shù) 滿足要求 3 變電所主變壓器選擇 31 變壓器的選取原則 供電變壓器是根據(jù)其使用環(huán)境條件電壓等級(jí)及計(jì)算負(fù)荷選擇其形式和容量變電 所的容量是有其裝設(shè)的主變壓器容量所決定的從供電的可靠性出發(fā)變壓器臺(tái)數(shù)是越多越好但變壓器臺(tái)數(shù)增加開(kāi)關(guān)電器等設(shè)備以及變電所的建設(shè)投資都要增大所以變壓器臺(tái)數(shù)與容量的確定應(yīng)全面考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理選擇 當(dāng)企業(yè)絕大多數(shù)負(fù)荷屬三級(jí)負(fù)荷其少量負(fù)荷或由鄰近企業(yè)取得備用電源時(shí)可裝設(shè)一臺(tái)變壓器如企業(yè)的一二級(jí)負(fù)荷較多必須裝設(shè)兩臺(tái)變壓器兩臺(tái)互為備用并且當(dāng)一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)另一臺(tái)能承擔(dān)全部一二及負(fù)荷特殊情況下可裝設(shè)兩臺(tái)以上變壓器例如分期建設(shè)大型企業(yè)其變電站個(gè)數(shù)及變壓器臺(tái)數(shù)均可分期投建從而臺(tái)數(shù)可能加多 32 變壓器選擇計(jì)算 按第二章計(jì)算出 來(lái)的計(jì)算負(fù)荷進(jìn)行用電負(fù)荷分析根據(jù)分析結(jié)果選擇變壓器容量及臺(tái)數(shù)其計(jì)算計(jì)算過(guò)程如下 1 用電負(fù)荷分析 一級(jí)負(fù)荷包括副提升機(jī)主扇風(fēng)機(jī)井下主排水泵各項(xiàng)其總負(fù)荷為 2184kW 占全礦總負(fù)荷的 336 二級(jí)負(fù)荷包括主提升機(jī)壓風(fēng)機(jī)選煤廠地面低壓生產(chǎn)負(fù)荷占 75 一采區(qū)二采區(qū)井底車(chē)場(chǎng)各項(xiàng)其總負(fù)荷為 31715kW 占全礦總負(fù)荷的 488 三級(jí)負(fù)荷包括礦綜合廠機(jī)修廠地面低壓負(fù)荷的 15 工人村支農(nóng)各項(xiàng)其總負(fù)荷為 11425kW 占全礦總負(fù)荷的 176 2 根據(jù)礦井主變壓器的選擇條件一般選兩臺(tái)當(dāng)一臺(tái)故障停運(yùn)時(shí)另一臺(tái)必須保證一二級(jí)負(fù)荷的用電在上 述分析中一二級(jí)負(fù)荷占全礦總負(fù)荷的 824 當(dāng)兩臺(tái)變壓器中一臺(tái)停止運(yùn)行時(shí)另一臺(tái)必須保證 824 的正常供電再考慮將來(lái)的發(fā)展情況礦井不斷延伸負(fù)荷不斷增加故選用兩臺(tái) S7800035 型銅線雙繞組無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器其技術(shù)參數(shù)如表 31 所示 表 31 主變壓器技術(shù)參數(shù) 型號(hào) S7 容量 kVA 8000 連接組別 Yd11 電壓 3663 阻抗電壓 75 空載電流 08 損耗 kW 空載 115 負(fù)載 450 兩臺(tái)主變壓器采用分列運(yùn)行方式備用方式為暗備用 33 變壓器損耗計(jì)算 根據(jù)公式 23 計(jì)算主變壓器各項(xiàng)損 耗 空載無(wú)功損耗 kvar 滿載無(wú)功損耗 kvar 變壓器的負(fù)荷率 則 有功損耗 kW 無(wú)功損耗 kvar 34 35kV 側(cè)全礦負(fù)荷計(jì)算及功率因數(shù)校驗(yàn) 有功功率 kW 無(wú)功功率 kvar 視在功率 kVA 35kV 側(cè)功率因數(shù)校驗(yàn) 09 滿足設(shè)計(jì)要求 35 變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案的確定 兩臺(tái)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷值可由公式 31 確定 31 如果 S Scr 宜一臺(tái)運(yùn)行如果 S Scr 宜兩臺(tái)運(yùn)行 式中 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行臨界負(fù)荷 kVA 變壓器額定容量 kVA 變壓器空載有功損耗 kW 變壓器空載無(wú)功損耗 kW 變壓器滿載有功損耗 kW 變壓器滿載無(wú)功損耗 kvar 無(wú)功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量大型礦井一般取無(wú)功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量 kq 009 本礦兩臺(tái)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷為 kVA 故經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案為當(dāng)實(shí)際負(fù)荷 S 4724kW 時(shí)宜一臺(tái)運(yùn)行當(dāng)實(shí)際負(fù)荷 S 4724kW時(shí)宜兩臺(tái)運(yùn)行 4 電氣主接線設(shè)計(jì) 變電所的主接線是由各種電氣設(shè)備變壓器斷路器隔離開(kāi)關(guān)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(fù)荷的大小級(jí)別以及變壓器的臺(tái) 數(shù)容量等因素有關(guān)所以變電所的主接線有多種形式確定變電所的主接線對(duì)變電所電氣設(shè)備的選擇配電裝置的布置及運(yùn)行的可靠性與經(jīng)濟(jì)性等都有密切的關(guān)系是變電所設(shè)計(jì)的主要任務(wù)之一 41 對(duì)主接線的基本要求 在確定變電所主接線前應(yīng)首先明確其基本要求 1 安全可靠應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求充分保證人身和設(shè)備的安全此外還應(yīng)負(fù)荷等級(jí)的不同采取相應(yīng)的接線方式來(lái)保證其不同的安全性和可靠性要求不可片面強(qiáng)調(diào)其安全可靠性而造成不應(yīng)有的浪費(fèi) 2 操作方便運(yùn)行靈活供電系統(tǒng)的接線應(yīng)保證工作人員在正常運(yùn)行和發(fā)生事故時(shí)便于操作和維 修以及運(yùn)行靈活倒閘方便 3 經(jīng)濟(jì)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(yīng)力求簡(jiǎn)單以減少設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用 4 便于發(fā)展接線方式應(yīng)保證便于將來(lái)發(fā)展同時(shí)能適應(yīng)分期建設(shè)的要求 42 本所電氣主接線方案的確定 確定礦井 35kV 進(jìn)線回路 35kV 礦井變電所距上級(jí)供電電源 6km 對(duì)上一級(jí)供電部門(mén)來(lái)說(shuō)是一級(jí)負(fù)荷故上級(jí)礦井變電所對(duì)礦井采用有備用的雙回路供電即 35kV 進(jìn)線為兩路架空線進(jìn)線 35kV6kV 主接線的確定 為了保證對(duì)一二級(jí)負(fù)荷進(jìn)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(shè)兩臺(tái)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(jí)變電站距本礦變電所為 6km 對(duì)于 35kV 電壓等級(jí)來(lái)說(shuō)輸電線路不遠(yuǎn)可以選外僑但為了提高礦井供電的可靠性和運(yùn)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(shí)兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行 6kV 主接線根據(jù)礦井為一級(jí)負(fù)荷的要求及主變壓器是兩臺(tái)的情況確定為單母線分段的接線方式 35kV 母線和 6kV 母線正常時(shí)均處于斷開(kāi)狀態(tài)母線分段用斷路器分段這不僅便于分段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 纜回 數(shù)的確定 由表 21 可知井下的計(jì)算負(fù)荷為 kW kW kvarkvar kVA kVA 井下總負(fù)荷電流為 A 規(guī)程規(guī)定下井電纜必須采用銅芯又因?yàn)榫麻_(kāi)關(guān)的額定電流有限且當(dāng)一回電纜因故障停止供電時(shí)其它電纜應(yīng)能滿足井下全部負(fù)荷的供電任務(wù)由此確定下井電纜回?cái)?shù)為 4 負(fù)荷分配 考慮一二級(jí)負(fù)荷必須由處于不同母線段的雙回路供電并且主提升機(jī)和副提升機(jī)相距為 80m 再將地面低壓和下井回路分配到各段母線上力圖在正常生產(chǎn)時(shí)兩段母線上負(fù)荷接近分配方案如圖 45 供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖所示 圖 45 供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖5 短路電流 計(jì)算 51 短路電流計(jì)算的目的 研究供電系統(tǒng)的短路并計(jì)算各種情況下的短路電流對(duì)供電系統(tǒng)的擬定運(yùn)行方式的比較電氣設(shè)備的選擇及繼電保護(hù)整定都有重要意義短路產(chǎn)生的后果極為嚴(yán)重為了限制短路的危害和縮小故障影響范圍在供電設(shè)計(jì)和運(yùn)行中必須進(jìn)行短路電流計(jì)算以解決些列技術(shù)問(wèn)題 選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體必須用短路電流校驗(yàn)其熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度 設(shè)置和整定繼電保護(hù)裝置使之能正確地切除短路故障 確定限流措施當(dāng)短路電流過(guò)大造成設(shè)備選擇困難或不經(jīng)濟(jì)時(shí)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(yùn)行方式等 52 短路電流計(jì) 算中應(yīng)計(jì)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(jì)算繼電保護(hù)裝置的整定值和計(jì)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(lái)判斷母線短路容量是否超過(guò)規(guī)定值作為選擇限流電抗器的依據(jù)并可供下一級(jí)變電所計(jì)算短路電流之用 3 短路電流穩(wěn)態(tài)有效值可用來(lái)校驗(yàn)設(shè)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(lái)校驗(yàn)電器設(shè)備載流導(dǎo)體及母線的動(dòng)穩(wěn)定性 53 三相短路電流計(jì)算計(jì)算的步驟 1 根據(jù)供電系統(tǒng)繪制等值網(wǎng)絡(luò) 1 選取基準(zhǔn)容量 Sj 和基準(zhǔn)電壓 Uj 并根據(jù)公式?jīng)Q定基準(zhǔn)電流值 Ij 2 求出系統(tǒng)各元件的標(biāo)么基準(zhǔn)電抗將計(jì)算結(jié)果標(biāo)注在等值網(wǎng)絡(luò)圖上 3 按等值網(wǎng)絡(luò)各元件的聯(lián)接情況求出由電源到短路點(diǎn)的總阻抗 4 按歐姆定律求短路電流標(biāo)么值對(duì)于電源是無(wú)限大容量的系統(tǒng)其短路電流標(biāo)么值可按公式 51 求出 51 且短路后各種時(shí)間的短路電流標(biāo)么值與短路容量標(biāo)么值都相等即 5 求短路電流和短路容量為了向供電設(shè)計(jì)提供所需的資料應(yīng)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 kA