【正文】 201616172584＝1026＋270＋336＋360＋912=2904kw=716+243+270+270+731=2230kva=3661kva這樣可求得變電所變電所總的有功功率為11493KW，無功功率為8118K。tanφ=696=485kvaS40=／cosφ= =696/=848kvaI20=S20/UN=1060/6000=81a5)壓風(fēng)機(jī)=300kw = cosφ= n=3=3300=900kwtanφ=tan(artcosφ)==tanφ=850=593kvaS20=／cosφ= =850/=1036kvaI20=S20/UN=1036/6000=99a3) 扇風(fēng)機(jī)1=800kw = cosφ=tanφ=tan(artcosφ)==根據(jù)要求及需用系數(shù)負(fù)荷計(jì)算公式，分別計(jì)算礦用負(fù)荷1）主井提升機(jī)(公式26)=1400kw = cosφ=tanφ=tan(artcosφ)==在一個(gè)車間中，可以根據(jù)具體情況將用電設(shè)備分為若干組，再分別計(jì)算各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。 需用系數(shù)的含義以一組用電設(shè)備來分析需用系數(shù)值的含義。電動(dòng)機(jī)1）長期工作制（連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間在2小時(shí)以上者）的電動(dòng)機(jī)，按電動(dòng)機(jī)的額定容量。因此年最大負(fù)荷利用小時(shí)： ， h （21）式中——全年消耗的有功電能， 。 負(fù)荷曲線年最大負(fù)荷：就是指一年中典型日負(fù)荷曲線（全年至少出現(xiàn)3次的最大工作班負(fù)荷曲線）中的最大負(fù)荷，即30min內(nèi)消耗電能最大時(shí)的平均負(fù)荷。 二級負(fù)荷：為中斷供電將造成設(shè)備局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂且需較長時(shí)間才能恢復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)造成較大經(jīng)濟(jì)損失者。井下6KV母線上允許短路容量: =50MVA。兩回35kV架空電源線路長度： l1=l2=6km。其礦內(nèi)變配電所占地約2200平方米，三條進(jìn)線分別到所內(nèi)室外三個(gè)35/6kv主變壓器，平常起用一臺主變，地下水豐富的夏季一般開兩臺主變，室外部四腳分別設(shè)置四個(gè)15米高的避雷器。其設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、入洗能力均達(dá)90萬噸/年。礦井位于煤田東部，現(xiàn)在部分設(shè)備正處于更新中，其屬于厚礫石層覆蓋區(qū)，比較突出的采煤技術(shù)是單體支柱放頂煤開采，井深約在400米左右，由于其地下水豐富，該礦總共配有12臺大型潛水泵，由于大型潛水泵的使用，其年耗電量大大增加。采用單母分段的主接線形式，主母線分為三段，每段母線間以斷路器隔開．使用高壓六氟化硫斷路器，穩(wěn)定性及滅弧能力較高。兩回上級35kV電源出線斷路器過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間：t1=t2=3s。電費(fèi)收取辦法：兩部電價(jià)制，固定部分按最高負(fù)荷收費(fèi)；井下6KV電纜（不含下井電纜）總長度: =20km本所6KV母線上補(bǔ)償后功率因數(shù)要求值：=最熱月室外最高氣溫月平均值： 最熱月室內(nèi)最高氣溫月平均值: 最熱月土壤最高氣溫月平均值: 2 負(fù)荷計(jì)算與變壓器選擇 供電負(fù)荷分級及其對供電的要求根據(jù)用電設(shè)備在工藝生產(chǎn)中的作用，以及供電中斷對人身和設(shè)備安全的影響，電力負(fù)荷通?？煞譃槿齻€(gè)等級：一級負(fù)荷：為中斷供電將造成人身傷亡，或重大設(shè)備損壞難以修復(fù)帶來極大的政治經(jīng)濟(jì)損失者。二級負(fù)荷應(yīng)由兩回線路供電，但當(dāng)兩回線路有困難時(shí)（如邊遠(yuǎn)地區(qū)）允許由一回架空線路供電。并分別用符號、表示年有功、無功和視在最大負(fù)荷。而一般計(jì)算礦用最大負(fù)荷利用小時(shí)可以用公式近似計(jì)算： （22）其中W既為礦井年產(chǎn)煤量（萬噸/年），井花溝礦年產(chǎn)量設(shè)計(jì)為90萬噸，實(shí)際年產(chǎn)量106萬噸。2）短時(shí)工作制（連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間在10分鐘至2小時(shí)范圍內(nèi)）的電動(dòng)機(jī)按電動(dòng)機(jī)的額定容量確定。設(shè)該組用電設(shè)備有n臺電動(dòng)機(jī)，其額定總?cè)萘繛椋╧w）。其計(jì)算公式為： KW KVA KVA A （2－6）式中、——該用電設(shè)備組的有功、無功、視在功率計(jì)算負(fù)荷；——該用電設(shè)備組的設(shè)備總額定容量，KW——額定電壓，Vtan——功率因數(shù)角的正切值——該用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷電流，A——需用系數(shù)2）多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷在配電干線上或礦井變電所低壓母線上，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礦井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)。=1400=1218kwQ10=Pe=800=696kwQ30=Pe=900=774kwQ50=考慮同時(shí)需用系數(shù)K，得：總的有功功率為9194KW，總的無功功率為7306 K。電流增大同樣會引起電壓損失的增大。270= 取16個(gè)柜利用電力電容補(bǔ)償容量為Qc＝27016＝4320千法補(bǔ)償后變電所總無功功率：Qz＝73064320=2986千法補(bǔ)償后的功率因數(shù)：248。分別安裝5個(gè)電容柜。對于城郊變電站，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 主變壓器臺數(shù)的確定(1)對大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。 主變壓器損失計(jì)算補(bǔ)償后的6千伏母線計(jì)算負(fù)荷即主變壓器應(yīng)輸出的電力負(fù)荷，此時(shí)計(jì)算主變壓器損失，在未選型之前可用（ 負(fù)荷計(jì)算中的）公式計(jì)算負(fù)荷按下式近似計(jì)算如下：kwkvar變電所35千伏母線總負(fù)荷： kW kvar kVA 主變壓器選型為了保證煤礦供電，主變壓器應(yīng)選用一主一備，在一臺主變壓器故障或者檢修時(shí)，另一臺變壓器必須保證煤礦的安全生產(chǎn)用電的原則。其他如操作人員帶負(fù)荷拉閘或者檢修后未拆除地線就送電等誤操作；鳥獸在裸露的載流部分上跨越以及風(fēng)雪等現(xiàn)象也能引起短路。 短路的危害發(fā)生短路時(shí)，由于系統(tǒng)中總阻抗大大減小，因此短路電流可能達(dá)到很大的數(shù)值。（2）在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。 短路電流計(jì)算的標(biāo)幺值法對較復(fù)雜的高壓供電系統(tǒng)，計(jì)算短路電流時(shí)采用標(biāo)么制進(jìn)行計(jì)算比較簡便。下面我們就要標(biāo)么值法進(jìn)行短路電流的計(jì)算。 短路參數(shù)計(jì)算結(jié)果匯總表運(yùn)行方式最大運(yùn)行方式最小備注短路參數(shù)（kA）（MVA）（kA）（kA）（kA）短路點(diǎn)5．57135714．28．4635kV母線83．436．116kV母線6．4370．216．399．775．117井下變電所大汪村80地面低壓扇風(fēng)機(jī)278主井提升機(jī)78副井提升機(jī)機(jī)修廠扇風(fēng)機(jī)1洗煤廠壓風(fēng)機(jī)綜采車間排水泵6．1電抗器 短路電流的限制及限流電抗器的選擇在煤礦供電系統(tǒng)中，由于電力系統(tǒng)的容量大，故短路電流可能達(dá)到很大的數(shù)值。由短路計(jì)算井下短路容量：MVA按規(guī)定6kV當(dāng)斷流容量在100MVA時(shí)，應(yīng)折半使用，僅為50MVA，50MVA，因此需選擇限流電抗器。 360——下井電纜150mm2經(jīng)45度修正后的安全載流量，若礦井負(fù)荷較少可據(jù)此原理選用120mm2，95 mm2等； 1——規(guī)程規(guī)定所必須的備用電纜。 單元接線發(fā)電機(jī)與變壓器直接連接成一個(gè)單元，組成發(fā)電機(jī)—變壓器組，稱為單元接線。當(dāng)輸電線路較長，故障幾率較多，而變壓器又不需經(jīng)常切除時(shí)，用用內(nèi)橋式接線比較合適；外橋式接線則在出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率流經(jīng)本廠時(shí)，就更為適宜。 單母線分段式接線方案比較：單元接線當(dāng)其中一元件發(fā)生故障時(shí)整個(gè)單元都要停電檢修，不能滿足該礦供電的要求。綜合比較井花溝礦的35kv側(cè)采取外橋形式的主接線，而其6kv線路上采取單母分段，共分三段，每段之間用斷路器，隔離開關(guān)連接。母線的截面形狀，35KV及以下的屋內(nèi)配電裝置中，都采用矩形截面。a. 按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算： A=I/J（mm）式中 A—導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面積，mm； J—經(jīng)濟(jì)電流密度， A/ mm； I—最大工作電流，A；I==1000035=182A式中 U—線路額定電壓，千伏； P—最大負(fù)荷，千瓦； cosφ—功率因數(shù)； 由最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為4000，得J=A=182/=158 mm,選A=185 mm，其型號為鋼芯鋁絞線LGJ—185b. 按長時(shí)允許電流校驗(yàn)，查得LGI—170的屋外載流量為515A(25℃),鋼芯鋁絞線最高溫升不超過+70℃，假設(shè)導(dǎo)線長期工作溫度為40℃，則40℃時(shí)的載流量為：I=515=446A＞182符合要求c. 三相架空線路損失校驗(yàn)按下式計(jì)算ΔU%=式中R—線路單位長度電阻，/km；X—線路單位長度電抗，/km；設(shè)線間幾何間距為2m，已知P=9160、L=6km、tan=ΔU%==5 校驗(yàn)合格d. 母線按短路熱穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)A 已知t=3s I=, 式中A—所選導(dǎo)線截面，mm；C—材料熱穩(wěn)定系數(shù)，C=95；K—集膚效應(yīng)系數(shù)，取1；I—短路穩(wěn)定的最大有效值；A==102mm185 mm 校驗(yàn)合格所以35KV母線和架空線，均選用LGJ—185型鋼芯鋁絞線 電壓互感器、熔斷器的選擇互感器是交流供電系統(tǒng)中一次回路將交流電流或電壓按比例降低供二次回路儀表使用。另外選用3個(gè)RW—35/200~800戶外跌落式熔斷器，配合3臺變壓器。共計(jì)十塊。 35kv避雷器選擇一般選用變電站避雷器FZ35型，選兩組分放在35KV兩段母線上，與電壓互感器供用一個(gè)間隔。(3)=70kA,=滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。因此，制造廠規(guī)定的短時(shí)允許發(fā)熱量應(yīng)大于短路期間短路電流所發(fā)出的熱量，則此斷路器滿足熱穩(wěn)定要求。（4）＝63kA，＝ 滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。(1) 按長時(shí)允許電流選已知長時(shí)允許電流算得I=1011A，查得鋁母線LMY——1008平放在40℃，其最大允許載流量為1210A〉I=1011A ，所選型號滿足要求。室內(nèi)6KV選用母線支持瓷瓶，在穿墻的地方選用穿墻套管。 6kv隔離開關(guān)的選擇項(xiàng)目實(shí)際需要值GN19—10c/400GN19—10/630電壓U=10kvU=10kv電流1011AI=400AI=600A動(dòng)穩(wěn)定i=i=75KAi=75KA熱穩(wěn)定I=I=對上述兩種最小額定值的隔離開關(guān)校驗(yàn)符合要求，故都符合要求。經(jīng)過動(dòng)、熱穩(wěn)定性校驗(yàn)，都大于實(shí)際值，這三種型號的電流互感器能滿足要求。 (2)允許電壓損失校驗(yàn)允許電壓損失為：V實(shí)際電壓損失為：V因?yàn)?，符合條件。供中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，做電流、電能測量及單相接地保護(hù)用。短路故障往往造成嚴(yán)重后果，并伴隨著強(qiáng)烈的電弧、發(fā)熱和電動(dòng)力，使回路內(nèi)的電氣設(shè)備遭受損壞。為了保證安全可靠地供電，供電系統(tǒng)的主要電氣設(shè)備及線路都要裝設(shè)繼電保護(hù)裝置。（3）靈敏性靈敏性是指保護(hù)裝置對保護(hù)范圍內(nèi)故障的反應(yīng)能力，一般用靈敏系數(shù)K衡量，靈敏系數(shù)是以被保護(hù)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，其故障參數(shù)和保護(hù)裝置整定值來確定。為了保證可靠性，供電系統(tǒng)中任何一臺設(shè)備，任何一段線路都必須具有雙重及以上的保護(hù)。 供電系統(tǒng)繼電保護(hù)配置情況以下對礦區(qū)變電所繼電保護(hù)裝置情況做一下總體的介紹。 限時(shí)速斷保護(hù)的整定計(jì)算（1）動(dòng)作電流由第四章的表41可知,則一次動(dòng)作電流 == KA限時(shí)速斷保護(hù)的接線方式采用V型接線, 接線系數(shù)=1, 電流繼電器選用電磁型繼電器,返回系數(shù)=，但限時(shí)速斷無須考慮返回系數(shù)，井花溝礦進(jìn)線開關(guān)的CT變比為200/5，則二次動(dòng)作電流： ===39A由計(jì)算，選用電磁式電流繼電器DL20，－50A。主變壓器設(shè)置瓦斯保護(hù)、溫度保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)等保護(hù)。網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：，；, 。名稱各側(cè)數(shù)值35kV側(cè)6kV側(cè)各側(cè)額定電流A接線方式Y(jié)計(jì)算變比選擇變比二次回路電流A首先確定基本側(cè)，基本側(cè)是指繼電器中差動(dòng)線圈的首端（正極性）。 A A由以上計(jì)算，應(yīng)按躲過外部故障不平衡電流的條件，選用35kV側(cè)一次動(dòng)作電流，A（3）確定差動(dòng)線圈（基本側(cè)）匝數(shù)平衡線圈I、II分別接于35kV側(cè)及6kV側(cè)。（7）校驗(yàn)最小靈敏度按