【正文】 這種補(bǔ)償方式的優(yōu)點(diǎn)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)荷。 （ 1） 電容器所需補(bǔ)償容量 全礦自然功率因數(shù) COSφ 1= tanφ 1 =。 Ksp QZ=（ Q1j+Q2j+Q3j+?? Qnj）178。 PN=179。 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(yùn)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。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）。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。 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)。變電所是電力系統(tǒng)在實際運(yùn)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(yùn)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。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。Electrical equipment selection 。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(yùn)行在內(nèi)的各種運(yùn)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(yùn)行。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。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(yùn)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(yùn)行更為安全、可靠。 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 ； 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 。 ： (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=63KV VJ2= SJ=100MVA 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。累計負(fù)荷： 9302KW 占全礦總負(fù)荷 的 51%。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 。 c= ?acZSP = 符合要 求。
。 （ 3） 電容器的實際補(bǔ)償容量： v a 5 641 8 00 22 KUUNgQNCwacC ??????????????????? (25) （ 4） 人工補(bǔ)償后的功率因數(shù)： Qa178。0. 9= 總的無功功率： QZ=179。723=448KW 視在功率： SM= KWQP xx 8 5 04 4 87 2 3 2222 ???? 與生產(chǎn)負(fù)荷的統(tǒng)計 （ 1） 安全負(fù)荷：主扇風(fēng)機(jī)，主排水，副井提升，累計負(fù)荷 5241KW 占全礦總負(fù)荷 的 29%。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)。 原始資料分析 設(shè)計題目及原始資料 設(shè)計題目：年產(chǎn) 180 萬噸煤礦地面變電所電氣部分的設(shè)計 煤田儲量 18670 萬噸，可采儲量 3367 萬噸，全礦年生產(chǎn)能力： 180 萬噸，生產(chǎn)能力 6000 噸，服務(wù)年限：一井 28年，二井 116 年。在現(xiàn)代化的供電系統(tǒng)中，變電所管理的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和自動化是電力發(fā)展要求的必然趨勢，變電所的無人值守、綜合管理和安全管理是電網(wǎng)現(xiàn)代化的必由之路。 隨著智能電網(wǎng)概念的提出 .對變電站技術(shù)提出了進(jìn)一步的要求 :通過全網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)分層分級的廣域?qū)崟r信息統(tǒng)一斷面采集，實現(xiàn)變電站智能柔性集群及自協(xié)調(diào)區(qū)域控制保護(hù)，支撐各級電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和各類高級應(yīng)用 。但是電力系統(tǒng)的組成元件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)各異，運(yùn)行情況復(fù)雜，覆蓋地域遼闊，因此，受自然條件，設(shè)備及人為因素的影響，可能出現(xiàn)各種故障和不正常的運(yùn)行狀態(tài)。 關(guān)鍵詞 ： 60kv 變電所 負(fù)荷計算 主接線設(shè)計 短路電流計算 高壓電氣設(shè)備選擇 繼電保護(hù) 年產(chǎn)為 180 萬噸煤礦地面變電所設(shè)計 II ABSTRACT This design according to the mine power load material make the attained general voltage 60kv substation design specification of the overall design including load calculation and reactive psation,system of main wiring schemse choose ,high voltage electrical equipment calculation of shortcircuit current and of selected high votage electrical equipment calibration relay protection design lightning protection and grounding design . design to the actula load as the basis the best operation way in substation based in accordance with the relevant regulations and atandard make a meet, the design of mine produetion requiremants. Design the firt to load to seleat the statistical and putational got the main transforner models,and then based on the load properties and worked on the power supply reliability require ments considering the Lord wiring design the serious influence of system short cicuit design the short circuit calculation .Design of high pressure of the main eletrical eqquipment selection and caculation such as breaker isolating suitch .voltage transformer current transformer , addition also carried out the relay protetion and lightion protection design and calcutation improve the security of the whole substation . Keywords: 60kv substation ； Lord calculation。此外還進(jìn)行了繼電保護(hù)以及防雷保護(hù)的設(shè)計與計算，提高了整個變電所的安全性。 電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求安全可靠，電能質(zhì)量高，經(jīng)濟(jì)性好，便于擴(kuò)建。電力工業(yè)的先行，電力工業(yè)的發(fā)展必須優(yōu)先于其他的工業(yè)部門，整個國民經(jīng)濟(jì)才能不斷前進(jìn)。 近年來隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)飛速發(fā)展，電力需求在不斷增加，電力行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)命脈，對現(xiàn)代化建設(shè)所體現(xiàn)出的重要性越來越明顯，因此對變電站內(nèi)各類主要設(shè)備運(yùn)行和人員操作都提出了更高的要求，保證供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行已經(jīng)成為電力管理部門的首要任務(wù)。同時我國智能電網(wǎng)的研究已經(jīng)啟動，作為電網(wǎng)重要組成部分，數(shù)字化變電站領(lǐng)域的研究和試點(diǎn)工作也將為智能電網(wǎng)的發(fā)展打下基礎(chǔ)， 變電站安防系統(tǒng)將會按照數(shù)字化變電站、變電 站無人值班發(fā)展趨勢不斷演進(jìn)。 設(shè)計內(nèi)容 煤田儲量 18670 萬噸，可采儲量 3367萬噸，全礦年生產(chǎn)能力： 180 萬噸，日生產(chǎn)能力 6000 噸，服務(wù)年限：一井 28 年，二井 116 年。 PM=179。 變電所的功率因數(shù)為 cosφ =ZZQP 總的有功功率： PZ=179。 （ 2） 電容器柜數(shù)及型號的確定： 電容器擬采用雙星形接線接在變電所的二次母線上，結(jié)合現(xiàn)場的實際情況， 降低線損，改善電壓質(zhì)量，充分發(fā)揮供電設(shè)備的效率，我們選 型電力電容器，每個電容器標(biāo)稱容量 30kvar，額定工作電壓為 的電容器，裝于電容器柜中，每柜裝 60 個，每柜容量為 1800Kvar，則需要電容器柜總數(shù)： N= 6180022 ???????????????? ecCUUgQ （ 24） 13 由于電容器柜分接在兩段母線上，且為了在每段母線上構(gòu)成三角型接線，因此每段母線上的電容器柜也應(yīng)分成機(jī)等的兩組，所以每段母線上每組的電容器柜數(shù) n為： n= ?N = 取不小于計算值的整數(shù)，則 n=2，所以變電所電容器柜總數(shù) N＝ 2n＝ 4 臺。工礦企業(yè)目前多采用集中補(bǔ)償方式。 ： 電容器的補(bǔ)償方式有三種，即單獨(dú)就地補(bǔ)償方式、分散補(bǔ)償方式和集中補(bǔ)償方式。目前 35（ 63） KV 變電所一般采用在 6（ 10） kV 母線上裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行集中補(bǔ)償?shù)姆椒?，來提高變電所的功率因?shù)。 （ 3） 其它負(fù)荷累計：其它負(fù)荷共計 占全礦負(fù)荷 的 20%。 負(fù)荷統(tǒng)計與負(fù)荷計算 本設(shè)計變電所負(fù)荷計算，力求準(zhǔn)確可靠，并考慮到礦井負(fù)荷的發(fā)展遠(yuǎn)景，利用需用系數(shù)法以及附表格形式進(jìn)行礦變電所的負(fù)荷統(tǒng)計，考慮到后幾章的繼電保護(hù)整定，架空線路，電纜選擇等，一般按生產(chǎn)環(huán)節(jié)分組進(jìn)行 。沒發(fā)生過大地震 。遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)最基本的目的是將變電站的各個監(jiān)視點(diǎn)，年產(chǎn)為 180 萬噸煤礦地面變電所設(shè)計 3 如主控制室的設(shè)備運(yùn)行情況、主變、斷路器、隔離刀閘等的運(yùn)行狀態(tài)實時圖像、防火防盜等智能設(shè)備報警信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控人員可通過實時圖像和遠(yuǎn)動信息對變電站的運(yùn)行情況進(jìn)行綜合監(jiān)控、分析。 1 傲宇化變電站技術(shù)特點(diǎn)數(shù)字化變電站的技術(shù)核心是數(shù)字化的一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備，在過程層、間隔層及站控層上，按照國際標(biāo)準(zhǔn)工 Ec61850，實現(xiàn)變電站內(nèi)部以及變電站與集控站間的信息共享互操作過程。 因此，礦區(qū)供電設(shè)計，應(yīng)根據(jù)煤礦電力負(fù)荷的分布和發(fā)展情況，結(jié)合地區(qū)的電力規(guī)劃，合理確定供電電源，電壓等級，供電方式，礦區(qū)變電所的位置和建設(shè)的順序，并留有發(fā)展余地。Relay protection 年產(chǎn)為 180 萬噸煤礦地面變電所設(shè)計 III 目 錄 摘 要 .......................................................