【正文】 ............. 40 變壓器的差動(dòng)保護(hù) ..................................................... 40 變壓器過負(fù)荷保護(hù) ..................................................... 40 變壓器的過流保護(hù) ..................................................... 42 ...................................................... 43 變配電所的防雷設(shè)計(jì) ................................................... 43 變電所的防雷措施 ..................................................... 44 接地裝置的設(shè)計(jì)及計(jì)算 ................................................. 45 保護(hù)接地方案設(shè)計(jì) ................................................. 45 保護(hù)接地裝置計(jì)算 ................................................. 45 設(shè)計(jì)總結(jié) ................................................................... 47 致謝語 ..................................................................... 46 參考文獻(xiàn) ................................................................... 47 文獻(xiàn)翻譯 ................................................................... 50 1 前言 由于煤礦生產(chǎn)條件的特殊性，對(duì)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(gè)煤礦供電開端，對(duì)整個(gè)煤礦供電的安全，可靠，經(jīng)濟(jì)具有舉足輕重的作用。 substation。 關(guān)鍵字： 負(fù)荷計(jì)算 。用需用系數(shù)法進(jìn)行 全礦 負(fù)荷計(jì)算，再進(jìn)行無功率補(bǔ)償，根據(jù)補(bǔ)償后的負(fù)荷結(jié)果確定出該站主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量及型號(hào)。 對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行了短路電流計(jì)算 ，選擇了電纜型號(hào)及長(zhǎng)度，制定了礦井變電所的主結(jié)線方式、運(yùn) 行方式、繼電保護(hù)、防雷與接地保護(hù)方案。 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)；變電站 。 operation mode。 本論文根據(jù) 煤礦 變電所的設(shè)計(jì)原則， 對(duì) 某 C 礦井 地面 35KV 變電所設(shè)計(jì)展開了全面的設(shè)計(jì)與研究 。按安裝地點(diǎn)、運(yùn)行環(huán)境和使用要求對(duì)電氣設(shè)備的規(guī)格型號(hào)進(jìn)行選擇，并對(duì)它們進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。《 煤礦安全規(guī)程 》規(guī)定：礦井應(yīng)有兩回路來自不同變電所的電源線路，當(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時(shí)，另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。 5%。 負(fù)荷計(jì)算的目的是為了解用電情況，合理選擇供配電系統(tǒng)的設(shè)備和元件，如導(dǎo)線、電纜、變壓器等。 井上供電設(shè)計(jì)一般步驟 1. 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算 2. 無功 功率計(jì)算及補(bǔ)償 3. 全礦變電所的位置和主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量選擇 4. 全礦變電所主接線設(shè)計(jì) 5. 高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6. 全礦供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算 3 7. 變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇 8. 電路保護(hù) 供電設(shè)計(jì)的基本要求 供電安全具有兩個(gè)方面的意義，即防止人身觸電和防止由于電氣設(shè)備的損壞和故障引起的電氣火災(zāi)及瓦斯、煤塵爆炸事故。交流電的頻率對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的性能有著直接的影響，頻率的變動(dòng)會(huì)影響交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 177。用電設(shè)備對(duì) — 定范圍內(nèi)的電壓偏移具行適應(yīng)能力，但隨著電壓偏移的增大，用電設(shè)備的性能將會(huì)惡化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成設(shè)備的損壞。 4 全礦負(fù)荷 統(tǒng)計(jì) 負(fù)荷計(jì)算的目的 為一個(gè)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(jìn)行負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)合計(jì)算，為正確地選擇變壓器容量與無功補(bǔ)償裝置、選擇電氣設(shè)備與導(dǎo)線、以及繼電器保護(hù)的整定等提供技術(shù)參數(shù)。為此，正確的 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。 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： 1． 用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 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 。具體計(jì)算如下： ?? ?? mi iNdisca PKKP 1 )( 、 ?? ??mi iiNdisca PKKQ 1 )ta n( ? 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； sK —— 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)； iNiid 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 負(fù)荷計(jì)算過程 1 各用電設(shè)備組負(fù)荷計(jì)算 （ 1）對(duì)主提升機(jī) dK =， ?cos =， ?tan = P=638KW 則 。有功功率 ???? ?Ndca PKP kW； 無功功率 a n ???? ?caca PQ kvar； 視在功率 2222 ????? cacaca QPS kVA； 表 2— 1 主斜井負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 （ 1）對(duì)回風(fēng)斜井主風(fēng)機(jī) dK =， ?cos =， ?tan = P=950KW 則 。有功功率 ???? ?Ndca PKP kW； 無功功率 a n ???? ?caca PQ kvar； 視在功率 2222 ????? cacaca QPS kVA； 8 表 2— 2 風(fēng)機(jī)配電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 （ 1）副井井口及平車場(chǎng) dK =， ?cos =， ?tan = P=60KW 則 。有功功率 0 61 4 ???? ?Ndca PKP kW； 無功功率 a n ???? ?caca PQ kvar； 視在功率 2222 ????? cacaca QPS .3kVA （ 5）機(jī)電修理車間 dK =， ?cos =， ?tan = P=216KW 則 。有功功率 ???? ?Ndca PKP kW； 無功功率 an ???? ?caca PQ kvar； 視在功率 2222 ????? cacaca QPS kVA 則 。假設(shè)補(bǔ)償后 10kV 側(cè)功率因數(shù) 6 ?‘? ， 39?，F(xiàn)選用 GJZK103型高壓靜電電容柜，每柜安裝容量 360kvar，據(jù)此可計(jì)算出電容器柜的數(shù)量為： 60 58 5 ??? CCqQN 取偶數(shù) N=10 則 實(shí)際補(bǔ)償容量為： 360010*360 ????? CsC qNQ kvar 折算為計(jì)算容量為： ?? ?? sCC kvar 補(bǔ)償后 10kV 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 10kV 側(cè) 有功功率 ??caP kW 無功功率 )t a n( t a n 39。 補(bǔ)償后的無功功率 ???Q 因此 ??? kva 13 主變壓器的選擇 變壓器的選取原則 變電所的容量是有其裝設(shè)的主變壓器容量所決定的。 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。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。在上述分析中一、二級(jí)負(fù)荷占全礦總負(fù)荷的 %，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 %的正常供電，再考慮將來的發(fā)展情況，礦井不斷延伸，負(fù)荷不斷增加，故選用兩臺(tái) S712500/35 型銅線雙繞組無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器，其技術(shù)參數(shù)如表所示： 14 表 3— 1 主變壓器技術(shù)參數(shù) 型號(hào) S712500/35 容量 NTS (kVA) 12500 連接組別 Y,d11 電壓 NN UU 21 阻抗電壓 %kU 8 空載電流 %0I 損耗（ kW） 空載 0P? 負(fù)載 NTP? 兩臺(tái)主變壓器采用分列運(yùn)行方式，備用方式為暗備用。它表示當(dāng)電力系統(tǒng)輸送 1kvar 的無功功率時(shí)，在電力系統(tǒng)中增加的有功功率損耗千瓦數(shù)，單位是 KW/kvar。然后，計(jì)算變壓器運(yùn)行時(shí)總的功率 損耗。同理，當(dāng) n 臺(tái)同容量變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，其總運(yùn)行功率損耗為此時(shí)一臺(tái)變壓器運(yùn)行損耗的 n 倍，即 16 )()( ..2 TNecTNTecTn QKPnQKPnP ????????? ? )()()(..2. TNecTNTNacoeco QKPnSSnQKPn ???????? 由于本設(shè)計(jì)中要求兩臺(tái)變壓器一用一備，所以每臺(tái)變壓器的容量都應(yīng)大于全礦計(jì)算負(fù)荷，因此，此處在對(duì)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析時(shí)，應(yīng)按照單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)功率損耗計(jì)算，其中 Kec取 可得： )( ,2,21 TNoecTNoTecT KPPQKPP ????????????? ?? )()(..2. TNecTNTNacoeco QKPSSQKP ???????? 變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：根據(jù)負(fù)荷的變化情況，調(diào)整變壓器的運(yùn)行方式，使其在功率損耗最小的條件下運(yùn)行，稱為變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 17 變壓器功率損耗Δ P1與變壓器負(fù)荷 S 的關(guān)系曲線： Δ P Δ PⅠ Δ PⅡ A O Scr S 圖 32 變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷 圖中，Δ PⅠ 為一臺(tái)變壓 器運(yùn)行的損耗；Δ PⅡ 為兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的損耗。 由于該煤礦供電系統(tǒng)中 35kV側(cè)全礦計(jì)算負(fù)荷為 Sca=,且大于兩臺(tái)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界容量 Scr=12500KVA，故宜選用 2臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行的方案，這樣變壓器自身和電力系統(tǒng)的有功功率損耗最小，從而獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益的運(yùn)行方式。 （ 2）操作方便，運(yùn)行靈活。 （ 4）便于發(fā)展。 （ 3） 采區(qū)變電所動(dòng)力變壓器多于一臺(tái)時(shí)，應(yīng)合理分配變壓器負(fù)荷，通常一臺(tái)變壓器擔(dān) 負(fù) 一個(gè)工作面用電設(shè)備。 （ 7） 工作面配電點(diǎn)最大容量電動(dòng)機(jī)用的起動(dòng)器應(yīng)靠近配電點(diǎn)進(jìn)線，以減少起動(dòng)器間連接電纜的截面。橋式接線分為外橋、內(nèi)橋全橋三種。 這種主接線的運(yùn)行靈活性好，供電可靠性較高，適用一，二級(jí)負(fù)荷的工廠。母線分段后，對(duì)于重要用戶可由分別接于倆段母線上的倆條出線同時(shí)供電，當(dāng)任一祖母線發(fā)生故障或者檢修時(shí)，重要用戶仍可以通過正常段母線繼續(xù)供電。 (2) 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。I ,即三相短路電流周期分量第一周期的有效值。39。 （ 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 *?X 。*39。39。39。倆個(gè)標(biāo)幺值相加或相乘，仍得到統(tǒng)一基準(zhǔn)下的標(biāo)幺值。 當(dāng) k1 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)： 基準(zhǔn)電流： KAUsId ???? 總電抗： ????? LT XXX 短路電流次暫態(tài)值： ????? KXII 27 表 5— 2 兩相短路電流統(tǒng)計(jì)表 表 5— 3 最大短路電流表 序號(hào) 短路點(diǎn)名稱 KAI/ KAI /3k）（ 1 K1 2 K2 3 K3 4 K4 5 K5 6 K6 7 K7 8 K8 9 K9