【正文】 擇、變配電裝置的合理布置、可靠運(yùn)行、控制方式和經(jīng)濟(jì)性等有密切關(guān)系。 （ 4） 經(jīng)濟(jì)性 。 圖 4－ 1 為采用 斷路器的線路 — 變壓器組主接線。其結(jié)線如圖 4－ 2 所示。此種結(jié)線方式在任一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，都不致影響兩路電源進(jìn)線的正常供電。接通分段斷路器 QF 電路，可使兩臺(tái)變壓器副方并聯(lián)運(yùn)行，任一段母線上的設(shè)備發(fā)生故障，分段斷路器與有關(guān)保護(hù)裝置同時(shí)跳閘，可保證無(wú)故障母線照常運(yùn)行，提高了配電可靠性。35kV架空線路由兩條線路送到本礦變電所，正常時(shí)兩臺(tái)變壓器分裂運(yùn)行。 (3)在設(shè)計(jì)屋 外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。 次暫態(tài) 三相 短路 容量 39。*39。39。此外， 當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)在同一地點(diǎn)總裝機(jī)容量大于 1000kW 時(shí)，高壓異步電動(dòng)機(jī)在同一地點(diǎn)的同時(shí)運(yùn)行的總裝機(jī)容量大于 800kW 且短路點(diǎn)就在異步電動(dòng)機(jī)端頭時(shí)，要考慮其作為附加電源對(duì)短路電流的影響。39。39。11 ???? Ii sh kA 短路全電流最大有效值 ： 39。11 ???? Ii sh kA 短路全電流最大有效值 ： 39。*39。*39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。11 ???? II sh kA 次暫態(tài) 三相 短路 容量 ： 661 0 *1)(1)(139。11 ???? II sh kA 次暫態(tài) 三相 短路 容量 ： 541 0 *1)(1)(139。39。39。 短路參數(shù)匯總表 表 51 最大運(yùn)行方式 短路參數(shù)匯總表 短路點(diǎn) *X? *I 39。 高壓 電器 設(shè)備選擇的 一般 原則 盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相 同，但對(duì)它們的基本要求卻是一致的 。 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的選擇 及校驗(yàn) 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備包括斷路器 、 隔離開(kāi)關(guān) 、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、熔斷器等。當(dāng)斷路器在通過(guò)最大短路電流時(shí)，不使其溫度超過(guò)最高允許溫度，就必須對(duì)斷路器進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 本所斷路器的選擇 及校驗(yàn) 35kV 側(cè) QF1～ QF5的選擇 及校驗(yàn) (1)根據(jù)布置方式，室外一般采用 DW835 型多油斷路器，故本設(shè)計(jì)采用 DW8— 35/600 型斷路器，共五臺(tái)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)選 CD11X電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu) ，油開(kāi)關(guān)的戶外端子箱選擇 XJ1 型 。 ???? M V AS QFN ,符合要求。39。所選斷路器電氣參數(shù)如表 63 所示。所選斷路器電氣參數(shù)如表 64所示。 電抗器電抗值計(jì)算 電抗器前系統(tǒng)電抗為（系統(tǒng)電抗去最大運(yùn)行方式值） * 11* 1* 1* m i n* ????????? ? LTLsC XXXXX 而限制在 50MVA 所需要的總電抗標(biāo)么值為 250/100/* ??? gjX SSX 因兩回路并聯(lián)運(yùn)行，故串入每一回路的電抗器相對(duì)電抗為 )(2)(2 *** ????? CXjk XXX 據(jù)此求出所選電抗器的百分電抗計(jì)算值為 %% %100% 2* ??????? jkejkk IIXX 故選用 NKL61504型鋁電纜水泥電抗器四臺(tái)，其百分電抗值為 4%，動(dòng)穩(wěn)定電流峰值為 ， 1秒熱穩(wěn)定電流為 ，其在額定電流下的電抗相對(duì)值為 % 2* ???? kejkk IIXX 電 抗器的電壓損失校驗(yàn) 正常情況下，四根電纜承擔(dān)井下總負(fù)荷電流 44 % 4/ i n%% 2m a x ??????? ?kekk IIXU 4%～ 5% 滿足要求。SS RN ?? 對(duì)具有限流作用的熔斷器，不能用在低于額定電壓等級(jí)的電網(wǎng)上，以免熔件熔斷時(shí)弧電阻過(guò)大而出現(xiàn)過(guò)電壓。 高壓熔斷器的選擇除按工作環(huán)境條件、電網(wǎng)電壓、負(fù)荷電流（對(duì)保護(hù)電壓互感器的熔斷器不考慮負(fù)荷電流）選擇型號(hào)外，還必須校驗(yàn)其斷流容量，即 39。 井下計(jì)算負(fù)荷電流 正常情況下，每根電纜應(yīng)承受的負(fù)荷電流為 ?gI 368/4=92A，一根故障時(shí)， ?gI 368/(41)=。 6kV 側(cè)隔離開(kāi)關(guān) QS11～ QS14的選擇 及校驗(yàn) (1)根據(jù)布置方式，室內(nèi)一般采用 GN GN6 或 GN8 型隔離開(kāi)關(guān)。 35kV 側(cè)隔離開(kāi) 關(guān) QS1～ QS10的選擇 及校驗(yàn) (1)根據(jù)布置方式， 室外 一般采用 GW4 或 GW5型隔離開(kāi)關(guān)。 (5)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 ?t =3 秒，斷路器的分閘時(shí)間oft = 秒 ,則 ????? o ffi ttt ? 秒， QF1～ QF5的相當(dāng)于 4 秒的熱穩(wěn) 41 定電流為： ???tsittI kA kAIkAi st 4m a x ??? ? 熱穩(wěn)定性符合要求。 (6)斷流容量校驗(yàn)： 1 8 5 M V AS1 0 0 0 39。 或SS QFN ?? 式中， （ 39。 (2) 按正常工作條件選擇額定電壓 UN及額定電流 IN，要求： NSN UU ? , maxIIN? (3) 按短路電流校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性 ①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。 NI 應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流maxI ，即 maxIIN? (2)按故障情況進(jìn)行校驗(yàn) ① 按短路情況來(lái)校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。在進(jìn)行電器選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況 ， 在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。39。39。*39。11 ???? Iish kA 短路全電流最大有效值 ： 39。11 ???? Ii sh kA 短路全電流最大有效值 ： 39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。*39。*39。1 ???????? ? jIIIII kA 短路電流沖擊值： 39。1 ???????? ? jIIIII kA 短路電流沖擊值： 39。39。39。 主變壓器為兩臺(tái)，每臺(tái)容量為 8000kVA，%kU =。39。*39。 應(yīng)注意：應(yīng)該用電 力系統(tǒng)在做大運(yùn)行方式下，繼電保護(hù)裝置安裝處發(fā)生短路時(shí)的次暫態(tài)短路電流計(jì)算保護(hù)裝置的整定值；而用電力系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下， 繼電 保護(hù)裝置保護(hù)范圍最遠(yuǎn)點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的次暫態(tài)短路電流校驗(yàn)保護(hù)裝置的靈敏度。 (2)在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、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。 35kV、 6kV 主接線的確定 因 礦區(qū)變電所（即上一級(jí)變電站）距本礦變電所為 6km，對(duì)于 35kV電壓等級(jí)來(lái)說(shuō)，輸電線路不算遠(yuǎn)，可以選外僑，但為了提高礦井供電的可靠性和運(yùn)行的靈活性，采用全橋更合適 （全橋接線即在外僑接線的基礎(chǔ)上，再在 兩進(jìn)線回路上裝設(shè)兩個(gè)斷路器及隔離開(kāi)關(guān)，成為由五個(gè)斷路器組成的接線形式）。單母線的可靠性及靈活性都很差，僅適用于三級(jí)負(fù)荷或另有低壓備用電源的一二級(jí)負(fù)荷。此種結(jié)線方式允許有較穩(wěn)定的穿越功率通過(guò)變電所。由于結(jié)橋方式稍有不同，橋式結(jié)線又分為下述兩種類型。跌落式熔斷器三次遮斷短路電流后，需更換熔管；運(yùn)行 3～ 6 個(gè)月需更換熔絲；不能帶負(fù)荷切合變壓器，其熔斷時(shí)間誤差極大，容易發(fā)生越級(jí)跳閘事故，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。 （ 3） 安全性 。 式中 crS — 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行臨界負(fù)荷， kVA； NS — 變壓器而定容量 ， kVA； S — 變電所實(shí)際負(fù)荷， kVA； 0P? — 變壓器空載有功損耗， kW； NTP? — 變壓器 滿載有功損耗， kW； NTQ? — 變壓器滿載 無(wú)功損耗， kvar； qk — 無(wú)功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，大型礦井一般取無(wú)功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量 kq= 本礦 兩臺(tái)變壓器 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷為 ： 00 ??? ?????? ????NTqNTqNcr QkP QkPSS kVA 故經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案為：當(dāng)實(shí)際負(fù)荷 S4724kW 時(shí)，宜一臺(tái)運(yùn)行，當(dāng)實(shí)際負(fù)荷 S4724kW 時(shí)，宜兩臺(tái)運(yùn)行 。 用電負(fù)荷分析 安全用電 負(fù)荷 ： 包括副提升機(jī)、 主扇風(fēng)機(jī)、井下主排水泵各項(xiàng)，匯總負(fù)荷為 2184kW，占全礦總負(fù)荷的 %。因此，在滿足可靠性要求的條件下，變壓器臺(tái)數(shù)越少越經(jīng)濟(jì)。 6 ????? ?? ccaca Q kvar 視在功率 6 5 8 52 1 9 76 2 0 8 22239。 用電力電容器作為無(wú)功補(bǔ)償以提高功率因數(shù)時(shí)，其電力電容器的 補(bǔ)償容量 cQ 用下式確定： )ta n( ta n 21 ??? ???? cac PQ （ 29） 式中 ? —— 月平均有功負(fù)荷系數(shù)，在 間 1tan? —— 補(bǔ)償前 功率因數(shù)角的正切值； 2tan? —— 補(bǔ)償后要求達(dá)到的功率因數(shù)角的正切值； 本設(shè)計(jì)供電規(guī)范要求功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到 及以上。 多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 在配電干線上 或車間變電所低壓母線上，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 或車間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) ?K 。 單位面積功率法、單位指標(biāo)法和 單位產(chǎn)品耗電法。負(fù)荷計(jì)算偏大，則造成設(shè)備的浪費(fèi)和投資的增大。 （ 3） 凍土層厚度為 ，變電所土質(zhì)為沙質(zhì)粘土。 所區(qū)總平面設(shè)計(jì) 。 中華人民共和國(guó)電力公司發(fā)布的《 35kV～ 110kV 無(wú)人值班變電站 設(shè)計(jì)規(guī)程》 。 供用電協(xié)議 礦井地面變電所距上級(jí)變電所 6km，采用雙回路架空線供電 ， 已知 上級(jí)變電所最大運(yùn)行方式下的系統(tǒng)阻抗為 ， 最小運(yùn)行方式下的阻抗為 。 原始負(fù)荷資料 編號(hào) 設(shè)備名稱 電壓（ kV） 電機(jī)型 號(hào) 電機(jī)容量(kW) 安裝臺(tái)數(shù) 設(shè)備容量（ kW） 需要系數(shù) Kx 功率因數(shù)cosφ tanφ 離地面變電所 備 注 4 負(fù)荷資料見(jiàn)表 11 全礦電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 表 21 全礦電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表安裝容量 工作容量 的距離（ km） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 主提升機(jī) 6 繞線 800 1/1 800 800 離副井 80m 2 副提升機(jī) 6 繞線 630 1/1 630 630 3 主扇風(fēng)機(jī) 6 同步 1000 2/1 2021 1000 cosφ 超前 4 壓風(fēng)機(jī) 6 同步 250 3/2 750 500 cosφ 超前 5 礦綜合廠 330 290 3 類負(fù)荷 6 機(jī)修廠 620 550 3 類負(fù)荷 7 選煤廠 800 650 8 地面低壓 800 700 變壓器在所內(nèi)，生產(chǎn) 負(fù)荷占 75% 9 井下主排水 泵 6 鼠籠 500 4/2 2021 1000 井下 6kV 電纜長(zhǎng)14km 10 一采區(qū) 6 680 650 11 二采區(qū) 6 1100 950 12 井底車廠 165 165 13 工人村 450 360 3 類負(fù)荷 14 支農(nóng) 310 310 3 類負(fù)荷 5 2 負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算的目的和意義 計(jì)算負(fù)荷 是一年內(nèi)最高日負(fù)荷曲線中 30min 平均負(fù)荷的最大值， 又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷， 記作 Pca。 需要系數(shù)法：用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)， 直接求出計(jì)算負(fù)荷。 本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，步驟如下 ： 用電設(shè)備分組，并確定各組用電設(shè)備的 總 額定容量。 （ 1） 對(duì)主提升機(jī) xK =， ?cos =， ?tan = 則 。66 ??? ???? cac PQ 9 )(6 2 0 ???? ? kvar 電容器柜的選擇及實(shí)際補(bǔ)償容量計(jì)算 本設(shè)計(jì) 采用高壓集中補(bǔ)償方式。 ??? ??cacaSP? 滿足要求。如有大型沖擊負(fù)荷，如高壓電動(dòng)機(jī)、電爐等動(dòng)力，為減少對(duì)照明或其他負(fù)荷的影響，應(yīng)增設(shè)獨(dú)立變壓器。上述分析中 安全和原煤生產(chǎn)負(fù)荷 兩類負(fù)荷占全礦總負(fù)荷的 %，按規(guī)范規(guī)定，當(dāng)兩臺(tái)變壓器中一臺(tái)停止運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)必須保證 %的正常供電，再考慮發(fā)展，故選用兩臺(tái) S78000/35 型銅線雙繞組無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器 ，其技術(shù)參數(shù)如表31所示： 表 31 主變壓器技術(shù)參數(shù) 型號(hào) S7 容量 NTS (kVA) 8000 連接組別 Y,d11 電壓 NN UU 21 36/ 阻抗電壓 %kU 空載電流 %0I 損耗（ kW） 空載 0P? 負(fù)載 NTP? 兩臺(tái)主變壓器采用分裂運(yùn)行方式，備用方式為暗備用。施工配電設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。 結(jié)合用電單位的近期于長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃， 應(yīng)使主接線的投資和運(yùn)行費(fèi)用經(jīng)濟(jì)合理，在保證供電安全可靠和供電質(zhì)量要求的同時(shí)，力爭(zhēng)工程投資省，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。 如采用兩臺(tái)主變壓器，也可分別組成兩套線路 — 變壓器組，由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。此型結(jié)線當(dāng)任何電源或供電線路發(fā) 15 生故障時(shí)，倒閘操作非常方便。 外橋結(jié) 線對(duì)變壓器投、切控制非常方便，但對(duì)電源和供電線路出線故障時(shí)的 倒閘操作則比較麻煩 16 橋式結(jié)線供電的可靠 性和靈活性