【正文】 。0. 9= 總的無功功率： QZ=179。當(dāng)某配電線路負(fù)荷較大、線路較長時，為了提高補(bǔ)償效果，可先在該配電線路末端或配電變壓器的 低壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，然后計算變電所的總計算負(fù)荷和功率因數(shù)，如功率因數(shù)不符合要求，可在變電所 6（ 10） kV母線上再進(jìn)行集中補(bǔ)償。 （ 3） 電容器的實際補(bǔ)償容量： v a 641800 22 KUUNgQNCwacC ??????????????????? (25) （ 4） 人工補(bǔ)償后的功率因數(shù)： Qa178。其中，集中補(bǔ)償方式將電容器集中裝設(shè)在企業(yè)總變電所的母線上，以專用的開關(guān)控制。 考慮到布置對稱和進(jìn)線方便，選。其缺點是不能減少低壓網(wǎng)絡(luò)和高壓配出線的無功負(fù)荷，需另外建設(shè)專門房間。 c= ?acZSP = 符合要 求。因為功率因數(shù)低于，所以應(yīng)進(jìn)行人式補(bǔ)償，補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到 以上，即 COSφ2= tanφ 2= 所以全礦所需補(bǔ)償容量為： QC =PZ（ tanφ 1tanφ 2） =（ ） =（ 23） 式中： PZ補(bǔ)償前的最大計算有功功率 tanφ 1補(bǔ)償前功率因數(shù)角的正切值 tanφ 2補(bǔ)償后達(dá)到的功率因數(shù)角的正切值。所以，當(dāng)變電所的功率因數(shù)低于 時，應(yīng)采取人工補(bǔ)償措施，補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)不低于 。 Ksp Ksp 、 Ksq各組用電設(shè)備最 大負(fù)荷不可能同時出現(xiàn)的組間最大負(fù)荷同時系數(shù)， 組數(shù)越多其值越小，一般取 Ksp =~, Ksq=。累計負(fù)荷： 9302KW 占全礦總負(fù)荷 的 51%。850=723KW 無功功率： QM=tanφ178。 ： (1)負(fù)荷統(tǒng)計：主變的選擇主結(jié)線的確定 (2)短路電流的設(shè)計 (3)高壓電氣設(shè)備的選擇 VJ1= 63 K V VJ2= 6 .3KV SJ=100 M VA 年產(chǎn)為 180 萬噸煤礦地面變電所設(shè)計 5 (4)繼電保護(hù)裝置的整定 (5)防雷保護(hù)及保護(hù)接地 (6)必須完成的圖紙： ① 變電所主結(jié)線系統(tǒng)圖 ② 變電所平面布置圖 ③ 主變保護(hù) 原理圖 ④ 防雷及保護(hù)接地平面布置 年產(chǎn)為 180 萬噸煤礦地面變電所設(shè)計 6 圖 供 電 系統(tǒng)圖 K1 K4 K5 K6 K2 K3 一井中央變 二井中央變電所 一井風(fēng)井 二井風(fēng)井 年產(chǎn)為 180 萬噸煤礦地面變電所設(shè)計 7 第 2 章 負(fù)荷統(tǒng)計主變壓器 的 選擇 負(fù)荷來源 本礦電氣負(fù)荷統(tǒng)計是根據(jù)老師所下任務(wù)的設(shè)備負(fù)荷表來進(jìn)行的，統(tǒng)計表見 表。 指導(dǎo)思想是：保證本設(shè)計在供電方 面達(dá)到如下要求： （ 1） 供電可靠； （ 2） 供電安全； （ 3） 經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理； （ 4） 設(shè)備更新，以滿足礦井正常生產(chǎn)的需要 。 件 該變電所它的土質(zhì)屬較為松散的黃土，距地表 1 米以下，土質(zhì)比較結(jié)實，距地表 23米的黃土更為密實，地基承載能為≥ 20 噸 /m3， 因此，可以看出變電所地質(zhì)條件很好，通過“變電所初步設(shè)計說明”知其自然氣候如下： 最低氣溫為 37oC；最高氣溫為 38oC；最大風(fēng)速為 34米 /秒；最大降雨量500 毫米土壤凍結(jié)深度 米；最大雷厚度 米 ； 復(fù)水厚度 10 毫米；主導(dǎo)風(fēng)向，西南風(fēng) ； 地震列度 6 以上 。隨著 IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)的推廣應(yīng)用，數(shù)字化變電站概念已在工程中獲得實踐，全國已建成一定數(shù)量的數(shù)字化變電站。隨著無人值守變電站管理模式的全面推廣，在監(jiān) 控中心通過現(xiàn)有的電力通信網(wǎng)對所屬變電站實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程故障和意外情況告警接收處理，可提高變電站運行和維護(hù)的安全性及可靠性，并可逐步實現(xiàn)電網(wǎng)的可視化監(jiān)控和調(diào)度，使電網(wǎng)調(diào)控運行更為安全、可靠。通過實現(xiàn)設(shè)備的就地數(shù)字化，實現(xiàn)了一、二次系統(tǒng)在電氣上的有效隔離，增大了電氣量的動態(tài)測量范圍并提高了測量精度，實現(xiàn)了從常規(guī)變電站的裝置冗余向現(xiàn)代變電站的信息冗余的轉(zhuǎn)變、并為信息集成化應(yīng)用提供 了堅實的基礎(chǔ)。在全面實現(xiàn)數(shù)字化變電站的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步拓展變 電站自動化系統(tǒng)的功能，逐步向智能化變電站轉(zhuǎn)變。 國內(nèi)外發(fā)展情況 電力業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要部門之一，是一種將煤、石油、天然氣、水能、年產(chǎn)為 180 萬噸煤礦地面變電所設(shè)計 2 核能、風(fēng)能等一次能源轉(zhuǎn)換成電能這個二次能源的工業(yè)，它為國民經(jīng)濟(jì)的其他各部門的快速、穩(wěn)定發(fā)展提供足夠的動力，其發(fā)展水平是反映國家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志，又和 廣大人民群眾的日常生活有著密切的關(guān)系。為此，需要安裝各種形式的的保護(hù)裝置，用分層控制方式實施安全全監(jiān)控系統(tǒng)，對包括正常運行在內(nèi)的各種運行狀態(tài)實施監(jiān)控，以確保電力系統(tǒng)安全正常且更好的運行。變電所是電力系統(tǒng)的樞紐，在生產(chǎn)和生活中占有特殊重要的地位。Electrical equipment selection 。設(shè)計中還對主要的高壓設(shè)備做出了選擇和計算，如斷路器，隔離開關(guān)，電壓互感器，電流互感器等。設(shè)計中先對負(fù)荷進(jìn)行了統(tǒng)計和計算，選出了所需主變壓器的型號，然后根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)及對供電可靠性要求擬定主接線設(shè)計，考慮到短路電流對系統(tǒng) 的嚴(yán)重影響，設(shè)計中進(jìn)行了短路電流計算。Lord wiring design ；shortcicuit current calculation。變電所是電力系統(tǒng)在實際運用中的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。故障中最常見， 危害最大的是各種形式的短路。 本設(shè)計為年產(chǎn) 180 萬噸煤礦地面變電所電氣部分的設(shè)計，分析變電所所在的位置和變電所將要承擔(dān)的供電任務(wù)，來確定變電所的主接線 ，通過負(fù)荷計算確定主要變壓器的臺數(shù)，容量及型號，根據(jù)短路計算的結(jié)果，對變電所的一次設(shè)備進(jìn)行了選擇和校驗，同時完成配電裝置的布置，防雷保護(hù)及接地裝置方案的設(shè)計，最后進(jìn)行有效的系統(tǒng)保護(hù)，最終完成本設(shè)計的終極目標(biāo)，即為與年產(chǎn)為 180 萬相近煤礦提供安全，可靠，經(jīng)濟(jì)的供電任務(wù)。設(shè)備信息和運維策略與電力調(diào)度實現(xiàn)全面互動，實現(xiàn)基于狀態(tài)監(jiān)測的設(shè)備全壽命周期綜合優(yōu)化管理 :變電站主要設(shè)備逐步實現(xiàn)智能化，為堅強(qiáng)實體電網(wǎng)提供堅實的設(shè)備基礎(chǔ) 。數(shù)字化一次設(shè)備包含電子式互感器、智能開關(guān)、以及站內(nèi)其它智能設(shè)備。變電站綜合自動化和變電站無人 值班技術(shù)是變電站監(jiān)控和保護(hù)發(fā)展的主流和必然趨勢。南京南自信息技術(shù)有限公司自主設(shè)計開發(fā)了適應(yīng)變電站視頻監(jiān)控的多種數(shù)字安防監(jiān)控設(shè)備和系統(tǒng)軟件平臺，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)電網(wǎng)的幾千個變電站（ 750KV、 500KV、 220KV、 110KV、 66KV、 35KV 各電壓等級均有成功案例）。工作制：年工作日為300 天，每天三班作業(yè)，采煤兩班作業(yè)，一班準(zhǔn)備，掘進(jìn)三班作業(yè)。 本設(shè)計的指導(dǎo)思想 本設(shè)計的設(shè)計依據(jù)主要是根據(jù)《設(shè)計規(guī)范》、《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦供電》、《電力工程設(shè)計手冊》、《煤礦電工手冊》、《變壓器經(jīng)濟(jì)運行》、《煤炭工業(yè)設(shè)備手冊》、《工廠常用電氣設(shè)備手冊》、《高壓開關(guān)柜二次線路方案》、《工廠配電設(shè)計手冊》、《全國供用電規(guī)則》等書籍，并在指導(dǎo)教師高柏臣老師的精心指導(dǎo)下設(shè)計完成的。 (1) 負(fù)荷統(tǒng)計：見表 (2) 供電電源： 上級電源母線短路阻抗（標(biāo)準(zhǔn)值）：基準(zhǔn)值 0 最大運行方式： Xmax= 最小運行方式： Xmin= 通過甲乙兩回架空線供電，甲線距礦區(qū)工業(yè)廣場為 25 里，乙線距礦區(qū)工業(yè)廣場為 30 公里，變電所 6000 伏側(cè)見圖 ，按無窮大系統(tǒng)計算。 PN=179。 （ 2） 生產(chǎn)負(fù)荷：吊掛皮帶，壓風(fēng)機(jī)，采煤輸送機(jī)，空氣加熱，裝儲設(shè)備等。 Ksp QZ=（ Q1j+Q2j+Q3j+?? Qnj）178。 5=（ KVAR） 總的視在功率： Sz= K V 9 3 7 0 5 3 6 2 6 6 22 ?? 全礦自然功率因數(shù)： cosφ z= zzQP = = 年產(chǎn)為 180 萬噸煤礦地面變電所設(shè)計 9 表 負(fù)荷統(tǒng)計表 序號 用電設(shè)備名稱 電動機(jī)型式 電 壓 設(shè) 備 容 量 計 算 系 數(shù) 計 算 負(fù) 荷 總?cè)萘縆W 工作容量 kc cosφ tanφ P(KW) Q(KVAR) S(KVA) 一 井 1 一井主提升吊掛皮帶 繞線 188 188 141 144 201 2 一井副提升絞車 繞線 6 380 380 304 188 358 3 壓 風(fēng) 系 統(tǒng) 同步 664 527 422 316 527 4 通 風(fēng) 系 統(tǒng) 繞線 260 130 114 74 136 5 一 井 主 排 水 繞線 6 1700 850 723 448 850 6 井 底 車 場 繞線 47 66 7 一采區(qū)生產(chǎn)負(fù)荷系統(tǒng) 繞線 1950 782 792 1117 8 一井排矸系統(tǒng) 繞線 191 191 134 118 179 9 一井原煤上倉系統(tǒng) 繞線 52 52 31 32 45 10 與二井公用地面系統(tǒng) 繞線 250 150 153 214 年產(chǎn)為 180 萬噸煤礦地面變電所設(shè)計 10 表 （ a） 序號 用電設(shè)備名稱 電動機(jī)型式 電 壓 設(shè) 備 容 量 計 算 系 數(shù) 計 算 負(fù) 荷 總?cè)萘縆W 工作容量 kc cosφ tanφ P(KW) Q(KVAR) S(KVA) 11 選煤 廠 繞線 276 282 394 12 廣場及生活區(qū)鍋爐 繞線 224 197 298 13 礦 燈 房 繞線 166 100 102 143 14 機(jī) 修 廠 繞線 155 158 221 15 地面電 機(jī)車 繞線 188 141 56 28 62 16 照明及 其他 617 302 687 17 其它安全系統(tǒng) 1468 1468 0． 89 1248 624 1395 18 其它生產(chǎn)系統(tǒng) 3250 3250 1950 995 2189 一井合 計 7473 4370 9081 二井生產(chǎn)系統(tǒng) 19 主井提升設(shè)備 繞線 6 810 810 608 620 868 年產(chǎn)為 180 萬噸煤礦地面變電所設(shè)計 11 表 (b) 序號 用電設(shè)備名稱 電動機(jī)型式 電 壓 設(shè) 備 容 量 計 算 系 數(shù) 計 算 負(fù) 荷 總?cè)萘縆W 工作容量 kc cosφ tanφ P(KW) Q(KVAR) S(KVA) 21 副井提升系統(tǒng) 繞線 6 420 420 336 208 395 22 上 倉 系 統(tǒng) 繞線 44 44 26 27 37 23 排 矸 系 統(tǒng) 繞線 155 24 通 風(fēng) 系 統(tǒng) 繞線 6 1360 680 544 337 640 25 二采區(qū)軌上絞車 繞線 6 240 240 192 119 226 26 二井主 排 水 繞線 6 1700 850 723 448 850 27 井底車場設(shè)備 繞線 138 103 172 28 壓風(fēng)設(shè)備合計 同步 535 428 321 535 29 采掘設(shè)備合計 繞線 3530 3383 2071 2899 30 其它安全系統(tǒng) 1468 1468 1248 624 1395 31 其它生產(chǎn)系統(tǒng) 3252 3252 1951 976 2182 12 主變壓器選擇 無功功率補(bǔ)償 根據(jù)《全國供用電規(guī)則》的規(guī)定：高壓供電的工業(yè)用戶功率因數(shù)應(yīng)在 以上。 （ 1） 電容器所需補(bǔ)償容量 全礦自然功率因數(shù) COSφ 1= tanφ 1 =。 c=Qz– Qc=– = Sac = k avQP acZ 2222 ???? COSф a178。這種補(bǔ)償方式的優(yōu)點是電容器的利用率較 高，管理方便，能夠減少電源線路和變電所主變壓器的無功負(fù)