【正文】 1 目 錄 1 概 述 .................................................... 3 設(shè)計(jì)依據(jù) ................................................ 4 設(shè)計(jì)范圍 ................................................ 4 基礎(chǔ)資料 ................................................ 4 2 負(fù)荷計(jì)算 ................................................. 5 負(fù)荷計(jì)算的目的和意義 .................................... 5 負(fù)荷計(jì)算方法 ............................................ 6 負(fù)荷計(jì)算過程 ............................................ 7 各用電設(shè)備組負(fù)荷計(jì)算 .................................. 8 無功補(bǔ)償計(jì)算及電容器柜選擇 ............................ 9 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) .............. 9 3 變電所主變壓器選擇 ...................................... 10 變壓器的選取原則 ....................................... 10 變壓器選擇計(jì)算 ......................................... 11 變壓器損耗計(jì)算 ......................................... 11 35kV 側(cè)全礦負(fù)荷計(jì)算及功率因數(shù)校驗(yàn) ....................... 12 變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案的確定 ............................... 12 4 電氣主接線設(shè)計(jì) ........................................... 13 對(duì)主接線的基本要求 ..................................... 13 ................................ 14 線路－變壓器組 ....................................... 14 橋式接線 ............................................. 15 610kV 配電系統(tǒng)接線方式 ................................. 16 本所電氣主接線設(shè)計(jì)方案 ................................. 18 確定礦井 35kV 進(jìn)線回路 ................................ 18 35kV、 6kV 主接線的確定 ............................... 18 5 短路電流計(jì)算 ............................................. 19 短路電流計(jì)算的目的 ..................................... 19 2 短路電流計(jì)算中需要計(jì)算的數(shù)值 ........................... 19 .............................. 20 ........................................ 22 短路參數(shù)匯總表 ......................................... 35 荷電流統(tǒng)計(jì)表 .......................................... 37 6供電系統(tǒng)電氣設(shè)備的選擇 .................................... 37 高壓電器設(shè)備選擇的一般原則 ............................. 38 高壓開關(guān)設(shè)備的選擇及校驗(yàn) ............................... 39 斷路器的選擇及校驗(yàn) ................................... 39 本所斷路器的選擇及校驗(yàn) ............................... 39 隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn) ................................. 41 限流電抗器的選擇 ..................................... 43 高壓熔斷器的選擇 ..................................... 44 儀用互感器的選擇及 校驗(yàn) ................................. 45 電流互感器的選擇及校驗(yàn) ............................... 45 電壓互感器的選擇及校驗(yàn) ............................... 46 避雷器選擇 ........................................... 47 1 概 述 設(shè)計(jì)依據(jù) 中華人民共和國(guó)建設(shè)部及國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局聯(lián)合發(fā)布的《礦山電力設(shè)計(jì)規(guī)范》 。 中華人民共和國(guó)電力公司發(fā)布的《 35kV～ 110kV 無人值班變電站 設(shè)計(jì)規(guī)程》 。 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（電氣一次部分） 。 煤礦電工手冊(cè)（地面供電部分） 。 設(shè)計(jì)范圍 全礦供電系統(tǒng)、 主變壓器的一、二次線及繼電保護(hù)裝置 。 所內(nèi)主控制室、各級(jí)電壓配電裝置和輔助設(shè)施 。 所區(qū)總平面設(shè)計(jì) 。 3 基礎(chǔ)資料 本礦概況 本礦井為年產(chǎn) 60萬噸的高沼氣礦井，分主、副兩井， 為立井開掘，一水平井深 250m，預(yù)期服役年限為 70 年。 主副兩井距離為 80m，距 35kV 變電所距離均為 。 供用電協(xié)議 礦井地面變電所距上級(jí)變電所 6km，采用雙回路架空線供電 ， 已知 上級(jí)變電所最大運(yùn)行方式下的系統(tǒng)阻抗為 ， 最小運(yùn)行方式下的阻抗為 。 35kV 過流整定時(shí)限為3s。電費(fèi)收取方法采用兩部電價(jià)制，在變電所 35kV 側(cè)計(jì)量，固定部分按使用的主變壓器容量收費(fèi)，每千瓦每月 5元，流動(dòng)部分為每千瓦 5分。 自然條件 （ 1） 日最高氣溫 43℃， 日最低氣溫 17℃。 （ 2） 土壤溫度 27℃（最熱日）。 （ 3） 凍土層厚度為 ，變電所土質(zhì)為沙質(zhì)粘土。 （ 4） 本礦主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅狈较颍畲箫L(fēng)速為 26m/s。 （ 5） 地震烈度為 7度。 原始負(fù)荷資料 編號(hào) 設(shè)備名稱 電壓（ kV） 電機(jī)型 號(hào) 電機(jī)容量(kW) 安裝臺(tái)數(shù) 設(shè)備容量（ kW） 需要系數(shù) Kx 功率因數(shù)cosφ tanφ 離地面變電所 備 注 4 負(fù)荷資料見表 11 全礦電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 表 21 全礦電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表安裝容量 工作容量 的距離（ km） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 主提升機(jī) 6 繞線 800 1/1 800 800 離副井 80m 2 副提升機(jī) 6 繞線 630 1/1 630 630 3 主扇風(fēng)機(jī) 6 同步 1000 2/1 2021 1000 cosφ 超前 4 壓風(fēng)機(jī) 6 同步 250 3/2 750 500 cosφ 超前 5 礦綜合廠 330 290 3 類負(fù)荷 6 機(jī)修廠 620 550 3 類負(fù)荷 7 選煤廠 800 650 8 地面低壓 800 700 變壓器在所內(nèi)，生產(chǎn) 負(fù)荷占 75% 9 井下主排水 泵 6 鼠籠 500 4/2 2021 1000 井下 6kV 電纜長(zhǎng)14km 10 一采區(qū) 6 680 650 11 二采區(qū) 6 1100 950 12 井底車廠 165 165 13 工人村 450 360 3 類負(fù)荷 14 支農(nóng) 310 310 3 類負(fù)荷 5 2 負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算的目的和意義 計(jì)算負(fù)荷 是一年內(nèi)最高日負(fù)荷曲線中 30min 平均負(fù)荷的最大值， 又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷， 記作 Pca。 是根據(jù)已知的用電設(shè)備安裝容量確定的 預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷。 它是設(shè)計(jì)時(shí)作為選擇電力系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面、變壓器容量、開關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù) 的重要依據(jù)。 負(fù)荷計(jì)算的目的是為了 掌握用電情況，合理選擇配電系統(tǒng)的設(shè)備和元件，如導(dǎo)線、電纜、變壓器、開關(guān)等。負(fù)荷計(jì)算過小，則依此選用的設(shè)備和載流部分有過熱的危險(xiǎn)，輕者使線路和配電設(shè)備壽命降低，重者影響供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。負(fù)荷計(jì)算偏大，則造成設(shè)備的浪費(fèi)和投資的增大。為此，正確進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)的前提，也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。 負(fù)荷計(jì)算方法 目前， 負(fù)荷計(jì)算常用需要系數(shù)法、利用系數(shù)法和二項(xiàng)式法。 需要系數(shù)法：用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)， 直接求出計(jì)算負(fù)荷。這種方法比較 簡(jiǎn)便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負(fù)荷計(jì)算。 利用系數(shù)法：采用利用系數(shù)求出最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計(jì)算負(fù)荷。這種方法的理論根據(jù)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)，因而計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)際。適用于各種范圍的負(fù)荷計(jì)算，但計(jì)算過程稍繁。 單位面積功率法、單位指標(biāo)法和 單位產(chǎn)品耗電法。前兩者多用于民用建筑，后者適用于某些工業(yè)建筑。在用電設(shè)備功率和臺(tái)數(shù)無法確定時(shí)，或者設(shè)計(jì)前期，這些方法是確定設(shè)備負(fù)荷的主要方法。 本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，步驟如下 ： 用電設(shè)備分組，并確定各組用電設(shè)備的 總 額定容量。 用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 。 6 用電 設(shè)備組是由工藝性質(zhì)相同需要系數(shù)相近的一些設(shè)備合并成的一組用電設(shè)備。在一個(gè)車間中可根據(jù)具體情況將用電設(shè)備分為若干組，在分別計(jì)算各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。其計(jì)算公式為： ?? Nxca PKP ， kW ?tancaca PQ ? , kvar （ 21） 22 cacaca QPS ?? ， kVA 式中 caP 、 caQ 、 caS —— 該用電設(shè)備組的有功、無功、視在功率計(jì)算負(fù)荷； ?NP —— 該用電設(shè)備組的設(shè)備總額定容量， kW； ?tan —— 功率因數(shù)角的正切值； xK —— 需 要 系數(shù)，由表 11查得。 多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 在配電干線上 或車間變電所低壓母線上，常有多個(gè)用電設(shè)備組同時(shí)工作，但是各個(gè)用電設(shè)備組的最大負(fù)荷也非同時(shí)出現(xiàn)，因此在 求 配電干線 或車間變電所低壓母線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)再計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù) ?K 。具體計(jì)算如下： ?? ???mi iNxica PKKP 1 )( i＝ 3…， m ?? ???mi iNxica PKKQ 1 )tan( ? （ 22） 22 cacaca QPS ?? 式中 caP 、 caQ 、 caS —— 為配電干線式變電站低壓母線的有功、無功、視在計(jì)算負(fù)荷； ?K —— 同時(shí)系數(shù)； m—— 該配電干線或變電站低壓母線上所接用電設(shè)備組總數(shù)； iNx PK ?、 ?tan —— 分別對(duì)應(yīng)于某一用電設(shè)備組的需要 系數(shù)、功率因數(shù)角正切值、總設(shè)備容量； 7 負(fù)荷計(jì)算過程 各用電設(shè)備組負(fù)荷計(jì)算 用電設(shè)備分組，由表 11確定各組用電設(shè)備的總額定 容量。 由表 11查出各用電設(shè)備組的需要系數(shù) xK 和功率因數(shù) ?cos ，根據(jù)公式 21 計(jì)算出各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。 （ 1） 對(duì)主提升機(jī) xK =， ?cos =， ?tan = 則 。有功功率 ???? ?Nxca PKP kW； 無功功率 ???? ?caca PQ kvar； 視在功率 857477712 2222 ????? cacaca QPS kVA； 同樣方法可計(jì)算出其它各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，結(jié)果記入表 21 全礦電力負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷 表 中。 注：主扇風(fēng)機(jī)、壓風(fēng)機(jī)等功率因數(shù)超前，表示其無功電流為容性，即提供無功功率，起無功補(bǔ)償作用，它們的計(jì)算無功功率為負(fù)值。 表 21 全礦電力負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷表 用戶名稱 設(shè)備容量(Kw) 需要系數(shù) Kx 功率因數(shù)cosφ tanφ 計(jì)算負(fù)荷