【正文】 VA，基準電壓為平均電壓時，系統(tǒng)阻抗為：最大運行方式 X*max=，最小運行方式為 X*min=。 煤礦供電系統(tǒng)是煤礦的重要組成部分，在煤炭業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，人們不僅注意出煤的質量，更加關心的是 礦井 的安全問題，這對煤礦的供電系統(tǒng)提出了更高的要求，但也相應的促進其發(fā)展。主接線是變電所的最重要組成部分，它決定著變電所的 功能、建設投資、運行質量、維護條件和供電可靠性。大規(guī)模的電能從生產到使用要經過發(fā)電、輸電、配電和用電四個環(huán)節(jié)，電力系統(tǒng)就是由分布在遼闊地域的發(fā)電廠、變電站、輸配電線路、用電設備等組成的大型互聯(lián)系統(tǒng)，也是最大的人造能量傳送系統(tǒng)。它是能變換電壓的電工裝置，是聯(lián)系發(fā)電廠和電能用戶的中間環(huán)節(jié)，同時通過變壓器 還可以 將各電壓等 級的電力網聯(lián)系起來。 本設計是根據(jù)《 10KV及以下變電所設計規(guī)范》 GB500539《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》GB500529《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》 GB500629《工業(yè)與民用10KV以下變電所設計規(guī)范》 GBJ5383及建設單位提供有關資料而設計。企業(yè)自 2020 年 5月開始建設， 2020 年 11 月 1 日正式生產供熱，現(xiàn)已完成 120 萬平方米供熱面積的 80%的管網覆蓋及供熱所需設備，已實現(xiàn)供熱面積 萬平方米。負荷計算是根據(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。等于全部燈泡上標出 的額定功率 (KW) 即： Pc =∑ Pe ∑ Pe用電設備組之和 例： 廠區(qū)照明 PC =10KW 熒光燈因有鎮(zhèn)流器損失，對稱接入三相電路的熒燈，其設備容量 Pe 為全部燈管額定功率的 倍（ KW） 即： Pc =∑ Pe ∑ Pe用電設備組之和 例： PC =* = 75KW 采用鎮(zhèn)流器的高壓銀熒光燈和金屬鹵化物燈等也要計及整流器損失，對稱接入三相電路時，其設備容量 Pe為全部燈泡額定 功率的 倍（ KW） 即： Pc =∑ Pe 4 例： 車間照明 Pc =* =15KW 開發(fā)區(qū)熱源廠變電所負荷統(tǒng)計 全供熱變電所負荷統(tǒng)計是在現(xiàn)場采集的基礎上經指導老師同意后調整，利用給水泵電機負荷的計算方法分別計算得出的，統(tǒng)計結果 詳見表 21。 線路電壓損失增大，影響負荷端的電壓質量。 我國有關電力設計規(guī)定的“功率因數(shù)不能低于 ”，就是指的最大負荷時的功率因數(shù)，因此，供電設計時考慮無功功率補償時，就應按最大負荷時的功率因數(shù)來計算。如圖 21 所示。 為保證在變壓器檢修或故障時全廠各環(huán)節(jié)生產的連續(xù)性， 本設計 中 sbK 取 1。 由于所選兩臺變壓器的參數(shù)相同，其單臺工作時的損耗曲線重疊，因此 ，圖中單臺工作的變壓器損耗曲線只畫一條。變壓器離供給無功功率的電源越遠，則 Kw 越大。 如能滿足上述要求時，變電所高壓側應盡量采用斷路器較少的或不用斷路器的 結 線，如線路變壓器組或橋型 結 線等。 單母線分段式，多應用于有穿越負荷的兩回電源進線的中間變電所的受配電母線以及橋式結線變電所主變壓器二次的配電母線。 開發(fā)區(qū)熱源廠變電所高壓及低壓供電系統(tǒng)的配電方式基本采用放射式系統(tǒng)。適應于線路進線長，故障多，變壓器倒換少的變電所。產生短路的主要原因是由于電氣設備載流部分絕緣損壞，操作人員的 誤 操作或自然現(xiàn)象也能引起短路。 4）根據(jù)故障的實際情況，進行分析，找出故障原因。 按經濟電流密度選擇導線截面 為了供電的經濟性，導線截面應按經濟電流密度進行初選， （ 41） 1) 給水泵 I1=570A 2)鍋爐電動機 I2=387A 3） 鍋爐風機 I3=165A 根據(jù)年利用小時為 3000~5000h 查表得鋁絞線的經濟電流密度為 Jj=；銅芯電纜 Jj=。在 無限 大容量系統(tǒng)中，取短路電流持續(xù)時間。 經計算，架空線的機械強度和電纜的最小熱穩(wěn)定截面均符合要求。為計算簡單，本設計將采用相對值法 ， 即標幺值法。如將并聯(lián)運行改為分類運行，提高總阻抗。 其中 I″為最小運行方式下電抗器出口處短路時的 次暫態(tài) 短路電流。本設計只考慮對 ich 的影響。查得： I*dD=，故電機穩(wěn)態(tài)電流值計算如下： ** 3 c o se D nd z n d D e D n d DenPI I I I U ??? （ 430） 111 1300 5 . 6 0 . 8 2 43 c o s 3 6 0 . 8 5eDd z d DePI I AU ?? ? ? ??? 222 800 5 . 6 0 . 5 0 73 c o s 3 6 0 . 8 5eDd z d DePI I AU ?? ? ? ??? 333 1800 5 . 6 1 . 1 4 13 c o s 3 6 0 . 8 5eDd z d DePI I AU ?? ? ? ??? chD dziI?? 112. 55 2. 55 0. 82 4 2. 10 1c h D d zi I K A? ? ? ? ? 24 222. 55 2. 55 0. 50 7 1. 29 3c h D d zi I KA? ? ? ? ? 332. 55 2. 55 1. 14 1 2. 91 0c h D d zi I K A? ? ? ? ? 異步電動 機對短路電流的影響 電網短路時，異步電機可能 向 短路點反饋電流，因為短路時網路電壓下降，若電機據(jù)短路點較遠，其電勢可能小于外加電壓，電機繼續(xù)從電網上吸收功率，僅是電機轉速下降而以；當電機據(jù)短路點較近時，則電機電勢大于外加電壓，此時，電動機和發(fā)電機一樣，向短路點饋送電流，因此在計算短路電流沖擊值時，才把它們當作附加電源來考慮。 2）按電網電壓選： 根據(jù)設備裝設處的電網電壓等級確定設備的額定電壓。由于電壓為 10KV，設備采 27 用室外布置，故選用 GW560G 型戶外式隔離開關八組。故選 SW260G 型斷路器三組。其型號分別為 CWC10/2020 和 CC10/2020，其技術參數(shù)見表 56 與 57。 2） CC10/2020 型套管的技術參數(shù)及校驗： 表 57 CC10/2020 型套管的技術參數(shù) 表 型號 額定電壓 額定電流 10s 熱穩(wěn)定電流 機械強度 長度 CC10/2020 10KV 2020A 27KA 1250kg 356mm 長時允許電流同 CWC10/2020 型套管一樣，即： 2 1 2 1 .3 1 5 4 0yI A A?? 符合要求。 表 54 高壓互感 器參數(shù) 型號 額定電壓 1s 熱穩(wěn)定倍數(shù) Krw 動穩(wěn)定倍數(shù) Kdw 額定一次電流 LZZBJ910400/5 10KV 75 150 400A 校驗： 1 .1 5 6 9 m a x 6 0eU KV U x KV? ? ? 1 16000400 1 .5 1 .5 2313 60egI a I A? ? ? ? ?? 12 2 4 0 0 1 5 0 8 4 . 8 5 1 1 . 0 3 8d w e c hK I k a i K A? ? ? ? ? ? （ 511） 31 4 . 3 2 97 5 1 . 7 1 4 . 1 14 0 0 1 0r w jeIK k a t K AI ?? ? ? ?? 所有校驗項目 均符合要求。目前在礦山地面變電所中多使用這種型號的開關柜。 3） LMZ1—10 型電流互感器的校驗 10 6exU k v U K V? ? ? m a x2 0 0 0 1 5 4 0egI A I A? ? ? 1 1 5 0 2 3 0 0 5 5 . 7 6 9 9d w e c hK i k a i KA? ? ? ? ? 1 75 2 15 0r w eK i K A? ? ? 1 .23 0 1 8 .5 9 8 2 0 .3 71jRWRWtI k a I KAt?? ? ? ? ? 經校驗， LMZ1—10 型電流互感器符合要求。 高壓配電柜的選型 據(jù)圖 10KV 側系統(tǒng) 結 線圖，選用 KYN28 型固定式 高 壓開關柜。 電流互感器的選擇 31 本設計 10KV 側電流互感器選用 LZZBJ910400/5 型戶外式、多匝油浸瓷絕緣的高壓電流互感器。 0 . 9 2 50 . 1 7 2 0 . 1 7 2 5 5 . 7 6 9 9 1 9 7 9 . 40 . 2 5ch lF i Na? ? ? ? ? 0 .6 0 .6 1 2 2 5 0 7 3 5 0ypF F N? ? ? ? FyF，動穩(wěn)定性符合要求。 其額定電壓為 6kv，破壞力 1 2 5 0 1 2 2 5 0pF kg N??，故最大允許抗彎力為： 0 .6 0 .6 1 2 2 5 0 7 3 5 0ypF F N? ? ? ? （ 59） 因母線平放，其換算系數(shù)為 1K? ，所以： 7350yyKF F N?? （ 510） 動穩(wěn)定性符合要求。所選斷路器的電氣參數(shù)見表 52。 表 51 高壓電器選擇與校驗（注： “”為校驗項目） 校驗項目 斷流容量 短路電流校驗 動穩(wěn)定性 熱穩(wěn)定性 隔離開關 斷路器 母線 支柱絕緣子 套管絕緣子 電流互感器 電壓互感器 只需對電流和電壓進行校驗 隔離開關的選擇 隔離 開關的選擇按電網電壓、長時工作電流及環(huán)境條件選型，按短路電流校驗其動、熱穩(wěn)定性。戶外設備的工作條件較惡劣，故在各個方面要求較高，成本也高，戶內設備不能用于戶外；戶外設備雖然可用于戶內，但不經濟。因為本設計只考慮其對 ich的影響。 D D D3分別是一號、二號、三號井絞車的同步電機， D4為壓風機的異步電機，如圖 42 所示。 表 42 NKL—6—300—5 型水泥電抗器參數(shù)表 型號 額定電流 額定電壓 動穩(wěn)定性 1s 熱穩(wěn)定電流 NKL—6—300—5 300A 6KV 15300A 12650A 校驗 電抗 器的電抗值為： * 91640 . 0 5 1 . 5 2 5300jk k eeIxx I? ? ? ? （ 421） 1）正常工作時的電壓損失 % % s i n 1 0 0 %gke eIUx I ?? ? ? ? （ 422） 其中， φ 為回路最大負荷 時 的功率因數(shù)角 2 8 1 . 1% 0 . 0 5 0 . 7 1 4 1 0 0 % 3 . 3 %300U? ? ? ? ? ? % %U? ? ? ??，符合要求 。限制短路電流的途徑，就是增大回路阻抗。但在配電系統(tǒng)中，三相短路的后果最嚴重，因而以此驗算電氣設備的能力。 鍋爐電 機選用 銅 芯電纜 2m i n 7 0 . 21 7 1 9 2 . 2 7 9 . 2 697jtS I m mC?? ? ? ? mm270mm2 不符合要求。所以，所選導線符合長時允許電流的要求。 導線截面的選擇 為了做到供電上的安全可靠、經濟和技術合理，導線截面應按以下原則選擇。 2）準確選擇和校驗限制電路電流所需要的設備，以確保 電氣設備不被短路電流損壞。 13 4 短路電流的計算 計算短路電流的意義目的及短路點的選取 計算短路電流的意義 所謂短路就是指供電系統(tǒng)中 不 等電位的導體在電氣上被短接。設備投資 與 占地面 積 均比全橋少。缺點是設備投資多，接線復雜，操作安全性較差。缺點是供電可靠性低，發(fā)生故障或檢修時，全部符合都將停止供電。 3. 靈活 利用最少的切換能適應不同的運行方式。 ——變壓器綜合短路損耗。因此，變壓器應該根據(jù) 負荷 的變化情況改變其運行方式，保證其運行中的綜合損耗最小，即為經濟運行方式。b sb mS K S?? （ 215） 其中： sbK 表示事故時負荷保證系數(shù)，一般取 ～ 1； 39?？紤]到變壓器的無功 損耗 ，擬將功率因數(shù)提高到 ，則對電容器進行如下計算： 已知 熱源廠 的 1cos ? ? 1tg ?? 2cos ? ? 2tg ? ? Ic ( Qc)IR ( P )I1 ( S1)I2 ( S2)Φ 1Il 2 ( Ql 2)Il 1 ( Ql 1)Φ 2 圖 21 電容器補償原理圖 Fig . 21 The capacitor pensates the schematic diagram 由