【正文】 段的結(jié)線方式 18 本 所 電氣主接線 設計 方案 確定礦井 35kV 進線回路 35kV 礦井變電所距 上級供電電源 6km，對上一級供電部分來說是一類負荷，故礦井變電所對礦井采用又被用的雙回路供電，即 35kV 進線為兩路架空線進線。正常工作時如斷開分段斷路器，由兩臺變壓器 17 分別供電，可以降低 6～ 10kV側(cè)短路電流。 總降壓變電所 6～ 10kV側(cè)一般采用單母線（單臺變壓器時），單母線分段（如圖 4－ 4）或雙母線制。 外橋結(jié) 線對變壓器投、切控制非常方便，但對電源和供電線路出線故障時的 倒閘操作則比較麻煩 16 橋式結(jié)線供電的可靠 性和靈活性都高，適于一二級負荷的總降壓變電所。 （ 2）外橋式結(jié)線 如將結(jié)橋電路移到進線斷路器外側(cè)，即 構(gòu)成圖 4－ 3 所示外橋式接線。此型結(jié)線當任何電源或供電線路發(fā) 15 生故障時，倒閘操作非常方便。 圖 4－ 1 單臺主變壓器采用斷路器的線路 —— 變壓器組接 線圖 橋式接線 為使重要負荷得到可靠供電，大型企業(yè)總降壓變電所多采用兩臺主變壓器由兩 個獨立電源供電 的橋式接 線。 如采用兩臺主變壓器，也可分別組成兩套線路 — 變壓器組，由兩個獨立電源供電。對于要求保護功能完善的供配電系統(tǒng)，仍應采用各種 14 斷路器保護和控制變壓器及其線路。 結(jié)合用電單位的近期于長期發(fā)展規(guī)劃， 應使主接線的投資和運行費用經(jīng)濟合理，在保證供電安全可靠和供電質(zhì)量要求的同時，力爭工程投資省，運行維護費用低。 主接線應力求簡單，無多余的電器設備，而且運行操作靈活，能避免誤操作動作，便于檢測與維護。施工配電設計的重要環(huán)節(jié)。 NTqNTqNcr QkP QkPSS ??? ???? 002 （ 31） 如果 SScr宜一臺運行，如果 SScr宜兩臺運行。上述分析中 安全和原煤生產(chǎn)負荷 兩類負荷占全礦總負荷的 %，按規(guī)范規(guī)定，當兩臺變壓器中一臺停止運行時，另一臺必須保證 %的正常供電，再考慮發(fā)展，故選用兩臺 S78000/35 型銅線雙繞組無勵磁調(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 S7 容量 NTS (kVA) 8000 連接組別 Y,d11 電壓 NN UU 21 36/ 阻抗電壓 %kU 空載電流 %0I 損耗（ kW） 空載 0P? 負載 NTP? 兩臺主變壓器采用分裂運行方式，備用方式為暗備用。以下為計算過程。如有大型沖擊負荷，如高壓電動機、電爐等動力，為減少對照明或其他負荷的影響，應增設獨立變壓器。運行費用也要增加。 ??? ??cacaSP? 滿足要求。639。66 ??? ???? cac PQ 9 )(6 2 0 ???? ? kvar 電容器柜的選擇及實際補償容量計算 本設計 采用高壓集中補償方式。在工礦企業(yè)用戶中，廣泛采用靜電電容器作為無功補償電源。 （ 1） 對主提升機 xK =， ?cos =， ?tan = 則 。其計算公式為： ?? Nxca PKP ， kW ?tancaca PQ ? , kvar （ 21） 22 cacaca QPS ?? ， kVA 式中 caP 、 caQ 、 caS —— 該用電設備組的有功、無功、視在功率計算負荷； ?NP —— 該用電設備組的設備總額定容量， kW； ?tan —— 功率因數(shù)角的正切值； xK —— 需 要 系數(shù)，由表 11查得。 本設計采用需要系數(shù)法進行負荷計算，步驟如下 ： 用電設備分組，并確定各組用電設備的 總 額定容量。適用于各種范圍的負荷計算，但計算過程稍繁。 需要系數(shù)法：用設備功率乘以需要系數(shù)和同時系數(shù)， 直接求出計算負荷。負荷計算過小，則依此選用的設備和載流部分有過熱的危險，輕者使線路和配電設備壽命降低，重者影響供電系統(tǒng)的安全運行。 原始負荷資料 編號 設備名稱 電壓（ kV） 電機型 號 電機容量(kW) 安裝臺數(shù) 設備容量（ kW） 需要系數(shù) Kx 功率因數(shù)cosφ tanφ 離地面變電所 備 注 4 負荷資料見表 11 全礦電力負荷統(tǒng)計 表 21 全礦電力負荷統(tǒng)計表安裝容量 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 6 繞線 800 1/1 800 800 離副井 80m 2 副提升機 6 繞線 630 1/1 630 630 3 主扇風機 6 同步 1000 2/1 2021 1000 cosφ 超前 4 壓風機 6 同步 250 3/2 750 500 cosφ 超前 5 礦綜合廠 330 290 3 類負荷 6 機修廠 620 550 3 類負荷 7 選煤廠 800 650 8 地面低壓 800 700 變壓器在所內(nèi)，生產(chǎn) 負荷占 75% 9 井下主排水 泵 6 鼠籠 500 4/2 2021 1000 井下 6kV 電纜長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 類負荷 14 支農(nóng) 310 310 3 類負荷 5 2 負荷計算 負荷計算的目的和意義 計算負荷 是一年內(nèi)最高日負荷曲線中 30min 平均負荷的最大值， 又稱需要負荷或最大負荷， 記作 Pca。 （ 2） 土壤溫度 27℃（最熱日）。 供用電協(xié)議 礦井地面變電所距上級變電所 6km，采用雙回路架空線供電 ， 已知 上級變電所最大運行方式下的系統(tǒng)阻抗為 ， 最小運行方式下的阻抗為 。 所內(nèi)主控制室、各級電壓配電裝置和輔助設施 。 中華人民共和國電力公司發(fā)布的《 35kV～ 110kV 無人值班變電站 設計規(guī)程》 。 電力工程電氣設計手冊（電氣一次部分） 。 所區(qū)總平面設計 。 35kV 過流整定時限為3s。 （ 3） 凍土層厚度為 ，變電所土質(zhì)為沙質(zhì)粘土。 是根據(jù)已知的用電設備安裝容量確定的 預期不變的最大假想負荷。負荷計算偏大，則造成設備的浪費和投資的增大。這種方法比較 簡便，應用廣泛，尤其適用于配、變電所的負荷計算。 單位面積功率法、單位指標法和 單位產(chǎn)品耗電法。 用電設備組計算負荷的確定 。 多組用電設備組的計算負荷 在配電干線上 或車間變電所低壓母線上，常有多個用電設備組同時工作，但是各個用電設備組的最大負荷也非同時出現(xiàn)，因此在 求 配電干線 或車間變電所低壓母線的計算負荷時，應再計入一個同時系數(shù) ?K 。有功功率 ???? ?Nxca PKP kW； 無功功率 ???? ?caca PQ kvar； 視在功率 857477712 2222 ????? cacaca QPS kVA； 同樣方法可計算出其它各用電設備組的計算負荷，結(jié)果記入表 21 全礦電力負荷計算 負荷 表 中。 用電力電容器作為無功補償以提高功率因數(shù)時，其電力電容器的 補償容量 cQ 用下式確定： )ta n( ta n 21 ??? ???? cac PQ （ 29） 式中 ? —— 月平均有功負荷系數(shù)，在 間 1tan? —— 補償前 功率因數(shù)角的正切值； 2tan? —— 補償后要求達到的功率因數(shù)角的正切值； 本設計供電規(guī)范要求功率因數(shù)應達到 及以上。 因礦井地面變電所 6kV 為單母分段接線，故所選電容器柜應分別安裝在兩段母線上，即電容器柜數(shù)應取偶數(shù)。 6 ????? ?? ccaca Q kvar 視在功率 6 5 8 52 1 9 76 2 0 8 22239。 10 3 變電所主變壓器 選擇 根據(jù)第二章的計算負荷以及負荷對供電可靠性和電能質(zhì)量的要求選擇變壓器的臺數(shù)和容量。因此，在滿足可靠性要求的條件下，變壓器臺數(shù)越少越經(jīng)濟。對供電可靠性要求高，又無條件采用低壓聯(lián)絡線或采用低壓聯(lián)絡線不經(jīng)濟時，也應設置兩臺電力變壓器。 用電負荷分析 安全用電 負荷 ： 包括副提升機、 主扇風機、井下主排水泵各項，匯總負荷為 2184kW，占全礦總負荷的 %。 變壓器損耗計算 根據(jù) 公式 23計算主變壓器損耗 空載無功損耗： 64100 %00 ????? NTSIQ kvar； 滿載無功損耗： 600100 800 % ????? NTkNT SuQ kvar； 變壓器的負荷率， 8000 2/6585 ??? NTcaSS? 則 有功損耗： )454 1 (2 220 ?????????? NTT PPP ? kW； 無功損耗： )(2 220 ?????????? NTT Q ? kvar； 12 35kV 側(cè)全礦負荷計算 及功率因數(shù)校驗 有功功率 6 2 4 2 0 8635 ?????? ?? Tcaca PPP kW 無功功率 39。 式中 crS — 經(jīng)濟運行臨界負荷， kVA； NS — 變壓器而定容量 ， kVA； S — 變電所實際負荷， kVA； 0P? — 變壓器空載有功損耗， kW； NTP? — 變壓器 滿載有功損耗， kW； NTQ? — 變壓器滿載 無功損耗， kvar； qk — 無功經(jīng)濟當量，大型礦井一般取無功經(jīng)濟當量 kq= 本礦 兩臺變壓器 經(jīng)濟運行的臨界負荷為 ： 00 ??? ?????? ????NTqNTqNcr QkP QkPSS kVA 故經(jīng)濟運行方案為：當實際負荷 S4724kW 時，宜一臺運行，當實際負荷 S4724kW 時，宜兩臺運行 。 對主接線的基本要求 在確定變電所主接線前 ，應首先明確其基本要求： （ 1） 可靠性 。 （ 3） 安全性 。 線路－變壓器組 這是比較簡單的 接 線方式，適用于只有一路或兩路電源供電，變電所裝設 1～ 2 臺主變壓器的供電系統(tǒng)。跌落式熔斷器三次遮斷短路電流后，需更換熔管；運行 3～ 6 個月需更換熔絲；不能帶負荷切合變壓器，其熔斷時間誤差極大，容易發(fā)生越級跳閘事故，造成嚴重經(jīng)濟損失。變壓器低壓側(cè)母線經(jīng)隔離開關與斷路器接成備用裝置自動投入電路，使供電可靠性大為提高，可滿足一二級負荷用戶的要求。由于結(jié)橋方式稍有不同，橋式結(jié)線又分為下述兩種類型。斷開有故障線路（或電源）的斷路器及其兩側(cè)的隔離開關，然后閉合結(jié)橋電路的隔離開關（圖中的 5QS 及 6QS）再將 3QF 合閘即可使兩臺主變壓器恢復供電。此種結(jié)線方式允許有較穩(wěn)定的穿越功率通過變電所。但它需要較多高壓設備，造價較高；運行、維護、操作、檢修也都比較復雜。單母線的可靠性及靈活性都很差，僅適用于三級負荷或另有低壓備用電源的一二級負荷。 引向 6～ 10kV負荷的線路，要經(jīng)過隔離開關，斷路器或負荷開關和高壓熔斷器等控制裝置（一般采用高壓開關柜等成套設備），然后經(jīng)電纜（如圖 4－ 4 中 3QS 回路）或架空線（如圖 4－ 4 中 4QS 回路）引出。 35kV、 6kV 主接線的確定 因 礦區(qū)變電所（即上一級變電站）距本礦變電所為 6km，對于 35kV電壓等級來說，輸電線路不算遠，可以選外僑，但為了提高礦井供電的可靠性和運行的靈活性，采用全橋更合適 （全橋接線即在外僑接線的基礎上，再在 兩進線回路上裝設兩個斷路器及隔離開關，成為由五個斷路器組成的接線形式）。 35kV 母線和 6kV 母線，正常時均處于斷開狀態(tài)。 (2)在選擇電氣設備時，為了保證設備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。 (5)接地裝置的設計，也需用短路電流 。 應注意：應該用電 力系統(tǒng)在做大運行方式下，繼電保護裝置安裝處發(fā)生短路時的次暫態(tài)短路電流計算保護裝置的整定值；而用電力系統(tǒng)在最小運行方式下， 繼電 保護裝置保護范圍最遠點發(fā)生短路時的次暫態(tài)短路電流校驗保護裝置的靈敏度。 三相 短路電流計算計算的步驟 根據(jù)供電系統(tǒng)繪制等 值網(wǎng)絡 （ 1） 選取基準容量 Sj和基準電壓 Uj，并根據(jù)公式?jīng)Q定基準電流值 Ij。*39。I 和短路容量 39。39。39。 主變壓器為兩臺，每臺容量為 8000kVA，%kU =。 等值電路圖如圖 51所示，圖中元件所標的分數(shù)，分子表示元件編號，分母表示元件電抗標么值。39。39。39。39。1 ???????? ? jIIIII kA 短路電流沖擊值： 39。11 ???? II sh kA 次暫態(tài) 三相 短路 容量 ： *1)(1)(139。1 ???????? ? jIIIII kA 短路