【正文】 15 15 15 16 35kV側(cè)接線方式選擇 16 16 16 6kV側(cè)接線方式選擇 18 18 單母線分段式接線 18 雙母線接線 194短路計(jì)算 21 21 21 21 21 21 23 24 24 25 265設(shè)備選擇 30 30 30 30 30 3熱穩(wěn)定性校驗(yàn) 3熱穩(wěn)定性校驗(yàn)原則 31 31 32 35kV設(shè)備選擇及其校驗(yàn) 32 35kV架空線、母線的選擇 32 35kV斷路器的選擇 33 高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇 3熔斷器的選擇 36 37 35kV避雷器選擇 37 6kV設(shè)備選擇及其校驗(yàn) 37 6kV母線的選擇 37 38 39 39 40 40 41 416變電所室內(nèi)外布置 43 43 43 43 44 447防雷保護(hù)及接地 45 45 45 45 45 47 47 47 478結(jié)論 49致謝 50 參考文獻(xiàn) 51五龍煤礦位于阜新市西南10公里處，阜新煤田的中部，井田東為海州立井和海州露天礦，西至F2斷層，南至煤層最低可采邊界線，北至－100米標(biāo)高線。 35kV。根據(jù)煤礦供電系統(tǒng)特點(diǎn)，系統(tǒng)主線路均以最大運(yùn)行方式進(jìn)行整定，并以此對(duì)線路及其設(shè)備進(jìn)行選擇。隨著企業(yè)的發(fā)展，目前的供電系統(tǒng)已經(jīng)不能保證安全、可靠的供電。本次設(shè)計(jì)是根據(jù)現(xiàn)有的供電系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)某些設(shè)備以及負(fù)荷分布進(jìn)行改進(jìn)，以滿足供電的可靠性和安全性。本次設(shè)計(jì)五龍煤礦35kV供電系統(tǒng)只有井上供電系統(tǒng)部分。 Power Supply。有礦區(qū)專用線與新義鐵路線連接，西北5km處有錦阜公路通過(guò)，交通比較便利，其行政區(qū)域?qū)儆诟沸率兴牎?井田內(nèi)含煤地層為中生界侏羅紀(jì)上統(tǒng)阜新含煤組，煤種為長(zhǎng)焰煤。礦井開(kāi)拓方式為立井多水平開(kāi)拓。整個(gè)供電系統(tǒng)存在著許多隱患。表 11 全礦負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分組設(shè) 備名 稱負(fù)荷等級(jí)電壓V線路類型電 機(jī)型 式單機(jī)容量kW安裝/工作臺(tái)數(shù)工作設(shè)備總?cè)萘縦W需用系數(shù)功率因數(shù)離35kV變電所的距離km主井提 升16000CY1000 1/110000．870．840．5副井提 升16000CY6001/16000．850．820．4扇風(fēng)機(jī) 116000KT8002/18000．880．832．5扇風(fēng)機(jī)216000KT8002/18000．880．832．5壓風(fēng)機(jī)16000C T3005/39000．870．870．2工房3380K——————480修配廠3380C——450——4500．600．750．3地面低壓1380C——————800洗煤廠2380K——————11000．770．790．5啤酒廠1380K——————750排水泵16000C X6005/318000．880．860．75井下低壓2660CX————26000．710．77——注 ：C表示電纜線路； K表示架空線路。井下6kV母線上允許短路容量: =100MVA；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)；本所6kV母線上補(bǔ)償后平均功率因數(shù)要求值；地區(qū)日最高氣溫：；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：。一級(jí)負(fù)荷屬重要負(fù)荷，如中斷供電將造成十分嚴(yán)重的后果，因此要求應(yīng)由兩個(gè)電源供電，對(duì)于一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除要求兩個(gè)電源外還要求必須增設(shè)應(yīng)急電源，為保證對(duì)特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。因此年最大負(fù)荷利用小時(shí)： （21）式中——全年消耗的有功電能，kWh。對(duì)這種用電設(shè)備有 （23）（二）短時(shí)工作制這類工作制的用電設(shè)備工作時(shí)間很短，而停歇時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)。斷續(xù)周期工作制設(shè)備的設(shè)備容量，一般是對(duì)應(yīng)于某一標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷持續(xù)率的。其計(jì)算公式為 kW （26） kvar （27） kVA （28） A （29）式中、——該用電設(shè)備組的有功、無(wú)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，V——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)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)。1）提高電力系統(tǒng)的供電能力 在發(fā)電和輸、配電設(shè)備的安裝容量一定時(shí)，提到用戶的功率因數(shù)相應(yīng)減少了無(wú)功功率的供給，則在同樣設(shè)備條件下，電力系統(tǒng)輸出的有功功率可以增加。4）降低電能成本從發(fā)電廠發(fā)出的電能有一定的總成本。1）提高用電設(shè)備本身的功率因數(shù)。人工補(bǔ)償一般采用并聯(lián)電力電容器，利用電容器產(chǎn)生的無(wú)功功率與電感負(fù)載產(chǎn)生無(wú)功功率進(jìn)行交換，從而減少了負(fù)載向電網(wǎng)吸取無(wú)功功率。② 三角形接線若發(fā)生一相斷線，只是使各相的補(bǔ)償容量有所減少，不致于嚴(yán)重不平衡。需要電容器的容量： （216）式中 ——補(bǔ)償電容器的容量，單位：kvar——總有功功率， 單位：kW——補(bǔ)償前的功率因數(shù)，——補(bǔ)償后的功率因數(shù), 計(jì)算可知： =7002（）=1821(kvar)電容器采用雙星型接線接在變電所的二次母線上，因此選容量為30kvar，額定電壓為kV的電容器，裝于電容柜中，每柜裝9個(gè)，每柜容量為270kvar，則電容柜的總數(shù)為：N=1821247。共計(jì)7個(gè)電容柜。因此，在變壓器容量和臺(tái)數(shù)的選擇上應(yīng)遵循一定的原則。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在其過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電站，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%～80%。（3） 對(duì)于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電站，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的1～2級(jí)設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)，更換變壓器的容量。礦井變電所主變壓器兩臺(tái)采樣分列同時(shí)運(yùn)行，所以主變壓器損耗計(jì)算如下：有功損耗：kW無(wú)功損耗： kvar由以上計(jì)算，則35千伏母線總負(fù)荷為： 最大有功負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)小時(shí)，則年電耗為：則噸煤電耗為：因采用高壓6kV集中補(bǔ)償功率因數(shù)，故對(duì)各低壓變壓器均無(wú)補(bǔ)償作用，因此低壓變壓器可根據(jù)第二章的計(jì)算視在容量進(jìn)行選擇。為此，應(yīng)簡(jiǎn)化接線，減少供電層次和操作程序。變電所的主接線是由個(gè)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，變電所起著接受電能，并將電能(或經(jīng)主變壓器降壓)再分配給全礦用電設(shè)備的作用。它具有接線簡(jiǎn)單，開(kāi)關(guān)設(shè)備少，操作簡(jiǎn)便，以及因不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓級(jí)母線，使得在發(fā)電機(jī)和變壓器低壓側(cè)短路時(shí)，短路電流相對(duì)而言于具有母線時(shí)，有所減小等特點(diǎn)；這種單元接線，避免了由于額定電流或短路電流過(guò)大，使得選擇出口斷路器時(shí)，受到制造條件或價(jià)格甚高等原因造成的困難。（1） 優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)少、四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。（1） 優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。線路與變壓器均設(shè)有斷路器。 6kV側(cè)接線方式選擇（1） 優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，操作方便，設(shè)備少，配電裝置的建造費(fèi)用低。（3） 適用范圍：由于單母線接線工作可靠性和靈活性都較差，故這種接線主要用于小容量特別是只有一個(gè)電源的變電所中。（1） 優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對(duì)重要一、二級(jí)用戶可以從不同段上引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。另外，在擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。由于母線繼電保護(hù)的要求，一般某一回路固定與某—組母線連接，以固定連接方式運(yùn)行。（2）缺點(diǎn)，每回路就要增加一組母線隔離開(kāi)關(guān)。綜上所述，考慮到經(jīng)濟(jì)性和滿足礦井供電的要求，6kV側(cè)采用單母分段式接線方式。此外，鳥獸在裸露的導(dǎo)體上跨越以及風(fēng)雪等自然現(xiàn)象也能引起短路。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的范圍，在供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，必須進(jìn)行短路電流計(jì)算，以解決下列技術(shù)問(wèn)題。（4）確定合理的主接線方案和主要運(yùn)行方式等。因此，4個(gè)基準(zhǔn)值中只有兩個(gè)是獨(dú)立的，通常選定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓為給定值，再按計(jì)算式求出基準(zhǔn)電流和基準(zhǔn)電抗，即 （42）（2）各元件的標(biāo)幺電抗計(jì)算取，為基準(zhǔn)容量 。一般工礦企業(yè)的供電系統(tǒng)可看作無(wú)限大容量系統(tǒng)，其系統(tǒng)阻抗可以作為零對(duì)待。表41 地面變電所6kV母線上的線路類型及線路長(zhǎng)度序號(hào)設(shè)備名稱電壓（kV）距6kV母線距離（km）線路類型1主井提升6C2副井提升6C3扇風(fēng)機(jī)16K4扇風(fēng)機(jī)26K5壓風(fēng)機(jī)6C6地面低壓C7修配廠C8洗煤廠K9工房K10啤酒廠K11井下6kV母線6C一般選取各線路始、末端作為短路計(jì)算點(diǎn)，線路始端的最大三相短路電流常用來(lái)校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)、熱穩(wěn)定性，并作為上一級(jí)繼電保護(hù)的整定參數(shù)之一，線路末端的最小兩相短路電流常用來(lái)校驗(yàn)繼電保護(hù)的靈敏度。最大運(yùn)行方式下的三相短路電流最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流（3）點(diǎn)短路電流計(jì)算（折算到6kV側(cè)）最大運(yùn)行方式下的三相短路電流6kV側(cè)的短路電流參數(shù) 最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流6kV側(cè)的最小兩相短路電流為(4) 井下母線短路容量計(jì)算（點(diǎn)）井下6kV母線距井上35kV變電所的最小距離是：副井距35kV變電所距離+井深+距井下中央變電所的距離，即，其電抗標(biāo)幺值為最大運(yùn)行方式下井下母線短路的標(biāo)幺電抗為井下母線最大短路容量為 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。其他短路點(diǎn)的計(jì)算與以上各點(diǎn)類似。高壓電氣設(shè)備最高允許運(yùn)行的電壓為（～）%，%，因此電氣設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于裝設(shè)處電網(wǎng)的額定電壓，即 （51）我國(guó)普通電器額定電壓標(biāo)準(zhǔn)時(shí)按海拔1000m設(shè)計(jì)的。當(dāng)高于時(shí)，每增高，%，當(dāng)?shù)陀跁r(shí)，每降低，%，但總的增加值不得超過(guò)額定電流的20%。當(dāng)屋外配電裝置處在塵穢很嚴(yán)重或空氣中含有有害于絕緣氣體的地區(qū)時(shí)，必須加強(qiáng)電器的絕緣，選用特殊絕緣結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)型電器或選用額定電壓高一級(jí)的電器。因此按斷流能力選擇斷路器時(shí)，必須滿足下列條件： ， （53）式中 ——電器的額定斷流量，kA；——電器的額定斷流容量，MVA；——次暫態(tài)短路電路，kA；—一次暫態(tài)三相短路容量，MVA。當(dāng)熔斷器具有限流作用時(shí)，可不校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定。即 （54）或 （55）或 （56）式中 ——電器設(shè)備允許通過(guò)的短時(shí)熱效應(yīng)，； ——短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)，； ——電器設(shè)備的額定熱穩(wěn)定電流，； ——電器設(shè)備熱穩(wěn)定時(shí)間，s； ——穩(wěn)態(tài)短路電流，； ——假想時(shí)間，s。1）按持續(xù)工作電流選擇對(duì)電壓為35kV的屋外配電裝置采用鋼芯鋁絞線作母線，選取LGJ185，鋼芯鋁絞線最高溫升不超過(guò)+70℃，其載流量在環(huán)境溫度為250C 時(shí)為539A，由于所處環(huán)境最