【正文】 采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。 段 段 圖 4－ 4 總降壓變電所 6～ 10kV側(cè)單母線分段的結(jié)線方式 18 本 所 電氣主接線 設(shè)計(jì) 方案 確定礦井 35kV 進(jìn)線回路 35kV 礦井變電所距 上級(jí)供電電源 6km，對(duì)上一級(jí)供電部分來說是一類負(fù)荷，故礦井變電所對(duì)礦井采用又被用的雙回路供電，即 35kV 進(jìn)線為兩路架空線進(jìn)線。 總降壓變電所 6～ 10kV側(cè)一般采用單母線（單臺(tái)變壓器時(shí)），單母線分段（如圖 4－ 4）或雙母線制。 （ 2）外橋式結(jié)線 如將結(jié)橋電路移到進(jìn)線斷路器外側(cè)，即 構(gòu)成圖 4－ 3 所示外橋式接線。 圖 4－ 1 單臺(tái)主變壓器采用斷路器的線路 —— 變壓器組接 線圖 橋式接線 為使重要負(fù)荷得到可靠供電，大型企業(yè)總降壓變電所多采用兩臺(tái)主變壓器由兩 個(gè)獨(dú)立電源供電 的橋式接 線。對(duì)于要求保護(hù)功能完善的供配電系統(tǒng)，仍應(yīng)采用各種 14 斷路器保護(hù)和控制變壓器及其線路。 主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單，無多余的電器設(shè)備，而且運(yùn)行操作靈活，能避免誤操作動(dòng)作，便于檢測(cè)與維護(hù)。 NTqNTqNcr QkP QkPSS ??? ???? 002 （ 31） 如果 SScr宜一臺(tái)運(yùn)行，如果 SScr宜兩臺(tái)運(yùn)行。以下為計(jì)算過程。運(yùn)行費(fèi)用也要增加。639。在工礦企業(yè)用戶中，廣泛采用靜電電容器作為無功補(bǔ)償電源。其計(jì)算公式為： ?? Nxca PKP ， kW ?tancaca PQ ? , kvar （ 21） 22 cacaca QPS ?? ， kVA 式中 caP 、 caQ 、 caS —— 該用電設(shè)備組的有功、無功、視在功率計(jì)算負(fù)荷； ?NP —— 該用電設(shè)備組的設(shè)備總額定容量， kW； ?tan —— 功率因數(shù)角的正切值； xK —— 需 要 系數(shù)，由表 11查得。適用于各種范圍的負(fù)荷計(jì)算，但計(jì)算過程稍繁。負(fù)荷計(jì)算過小，則依此選用的設(shè)備和載流部分有過熱的危險(xiǎn)，輕者使線路和配電設(shè)備壽命降低，重者影響供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 （ 2） 土壤溫度 27℃（最熱日）。 所內(nèi)主控制室、各級(jí)電壓配電裝置和輔助設(shè)施 。 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（電氣一次部分） 。 35kV 過流整定時(shí)限為3s。 是根據(jù)已知的用電設(shè)備安裝容量確定的 預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷。這種方法比較 簡(jiǎn)便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負(fù)荷計(jì)算。 用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 。有功功率 ???? ?Nxca PKP kW； 無功功率 ???? ?caca PQ kvar； 視在功率 857477712 2222 ????? cacaca QPS kVA； 同樣方法可計(jì)算出其它各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，結(jié)果記入表 21 全礦電力負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷 表 中。 因礦井地面變電所 6kV 為單母分段接線，故所選電容器柜應(yīng)分別安裝在兩段母線上，即電容器柜數(shù)應(yīng)取偶數(shù)。 10 3 變電所主變壓器 選擇 根據(jù)第二章的計(jì)算負(fù)荷以及負(fù)荷對(duì)供電可靠性和電能質(zhì)量的要求選擇變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。對(duì)供電可靠性要求高，又無條件采用低壓聯(lián)絡(luò)線或采用低壓聯(lián)絡(luò)線不經(jīng)濟(jì)時(shí)，也應(yīng)設(shè)置兩臺(tái)電力變壓器。 變壓器損耗計(jì)算 根據(jù) 公式 23計(jì)算主變壓器損耗 空載無功損耗： 64100 %00 ????? NTSIQ kvar； 滿載無功損耗： 600100 800 % ????? NTkNT SuQ kvar； 變壓器的負(fù)荷率， 8000 2/6585 ??? NTcaSS? 則 有功損耗： )454 1 (2 220 ?????????? NTT PPP ? kW； 無功損耗： )(2 220 ?????????? NTT Q ? kvar； 12 35kV 側(cè)全礦負(fù)荷計(jì)算 及功率因數(shù)校驗(yàn) 有功功率 6 2 4 2 0 8635 ?????? ?? Tcaca PPP kW 無功功率 39。 對(duì)主接線的基本要求 在確定變電所主接線前 ，應(yīng)首先明確其基本要求： （ 1） 可靠性 。 線路－變壓器組 這是比較簡(jiǎn)單的 接 線方式，適用于只有一路或兩路電源供電，變電所裝設(shè) 1～ 2 臺(tái)主變壓器的供電系統(tǒng)。變壓器低壓側(cè)母線經(jīng)隔離開關(guān)與斷路器接成備用裝置自動(dòng)投入電路，使供電可靠性大為提高，可滿足一二級(jí)負(fù)荷用戶的要求。斷開有故障線路（或電源）的斷路器及其兩側(cè)的隔離開關(guān)，然后閉合結(jié)橋電路的隔離開關(guān)（圖中的 5QS 及 6QS）再將 3QF 合閘即可使兩臺(tái)主變壓器恢復(fù)供電。但它需要較多高壓設(shè)備，造價(jià)較高；運(yùn)行、維護(hù)、操作、檢修也都比較復(fù)雜。 引向 6～ 10kV負(fù)荷的線路，要經(jīng)過隔離開關(guān)，斷路器或負(fù)荷開關(guān)和高壓熔斷器等控制裝置（一般采用高壓開關(guān)柜等成套設(shè)備），然后經(jīng)電纜（如圖 4－ 4 中 3QS 回路）或架空線（如圖 4－ 4 中 4QS 回路）引出。 35kV 母線和 6kV 母線，正常時(shí)均處于斷開狀態(tài)。 (5)接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流 。 三相 短路電流計(jì)算計(jì)算的步驟 根據(jù)供電系統(tǒng)繪制等 值網(wǎng)絡(luò) （ 1） 選取基準(zhǔn)容量 Sj和基準(zhǔn)電壓 Uj，并根據(jù)公式?jīng)Q定基準(zhǔn)電流值 Ij。I 和短路容量 39。39。 等值電路圖如圖 51所示，圖中元件所標(biāo)的分?jǐn)?shù)，分子表示元件編號(hào)，分母表示元件電抗標(biāo)么值。39。39。11 ???? II sh kA 次暫態(tài) 三相 短路 容量 ： *1)(1)(139。11 ???? II sh kA 次暫態(tài) 三相 短路 容量 ： *1)(1)(139。*39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。 S1支路提供的短路參數(shù)： S1支路提供的短路參數(shù)： ①最大運(yùn)行方式下 短路回路電抗標(biāo)么值為： * 3* 1* 1* m i n*1 ?????????? LTLs XXXXX 短路電流標(biāo)么值： 11*1*1 ??? ?XI 則：最大運(yùn)行方式下 10k 點(diǎn)短路時(shí)， S1支路提供的短路參數(shù)為： 次暫態(tài)電流周期分量： *1)(1)(139。1 ??????? ? jSISSS MVA ②最小運(yùn)行方式下 短路回路電抗標(biāo)么值為： 33 * 3* 1* 1* m a x*1 ?????????? LTLs XXXXX 短路電流標(biāo) 么值： 11*1*1 ??? ?XI 則：最小運(yùn)行方式下 10k 點(diǎn)短路時(shí)， S1支路提供的短路參數(shù)為： 次暫態(tài)電流周期分量： *1)(1)(139。1 ??????? ? jSISSS MVA S2支 路提供的短路參數(shù)： S2 支路為異步電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的附加電源，故只考慮其對(duì)短路沖擊電流的影響。39。39。S MVA MVA ?S MVA 35kV 母線 k1 185 185 185 6kV 母線 k2 工人村 k3 34 34 34 礦綜合廠 k4 51 51 51 地面低壓 k5 14 14 14 下井電纜 k6 65 65 65 選煤廠 k7 64 64 64 續(xù)表 35 壓風(fēng)機(jī) k8 66 66 66 主扇風(fēng)機(jī) k9 主提升機(jī) k10 66 66 66 副提升機(jī) k11 66 66 66 機(jī)修廠 k12 65 65 65 支農(nóng) k13 25 25 25 表 52 最小 運(yùn)行方式短路參數(shù)匯總表 短路點(diǎn) *X? *I 39。 (1)按正常工作條件選擇電器 ① 按環(huán)境條件選型 電氣設(shè)備在制造上分戶內(nèi)、戶外兩大類。高壓斷路器是開關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備。斷路器通過短路電流的持續(xù)時(shí)間按下式計(jì)算： offi ttt ?? ? 式中， ?t 為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間； oft 為斷路器的分閘時(shí)間 。 表 61 所選斷路器參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 /kV 額定電流/kA 額定開斷電流 /kA 額定容量 /MVA 極限電流峰值/kA 熱穩(wěn)定電流 /kA 熱穩(wěn)定時(shí)間 /s DW835/600 35 600 1000 41 4 (2)額定電壓： kVUkVU NSN 3535 ??? ， 符合 要求 。所選斷路器電氣參數(shù)如表 62所示。 隔離開關(guān)的選擇 及校驗(yàn) 隔離開關(guān)的主要用途是隔離電源，保證電氣設(shè)備與線路在檢修時(shí)與電源有明顯的斷口。 42 (3)額定電流： AU SIAI N NN m a x ????????， 符合要求。 (3)額定電流： AU SIAI N NN 80863 m a x ????????， 符合要求。 兩根電纜并聯(lián)運(yùn)行，在其中一根發(fā)生三相短路，通過電抗器的電流為總電流的一半，此時(shí)短路電流沖擊值為 kAXX Ii kC jsh ** 2 ??????? 通過每臺(tái)電抗器的沖擊電流為 2/shi =，滿足要求。 35kV 電。 高壓熔斷器的選擇 高壓熔斷器是一種過流保護(hù)元件，有熔件與熔管組成。 (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 , ????? o ffi ttt ? 秒， QF1～ QF5的相當(dāng)于 5秒的熱穩(wěn)定電流為： 43 ???tsittI kA kAIkAi st 5m a x ??? ? 熱穩(wěn)定性符合要求。 (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 , ????? o ffi ttt ? 秒， QF1～ QF5的相當(dāng)于 5秒的熱穩(wěn)定電流為： ???tsittI kA kAIkAi st 5m a x ??? ? 熱穩(wěn)定性符合要求。運(yùn)行中必須嚴(yán)格遵守倒閘操作規(guī)定 ，并應(yīng)在隔離開關(guān)與斷路器之間設(shè)置閉鎖機(jī)構(gòu)，以防止誤操作。 (3)額定電流： AU SIAI N NN 80863 m a x ????????， 符合要求。 (4)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： kAikAi sh a x ??? ， 符合 要求 。斷路器的額定斷 流容量按下式進(jìn)行校驗(yàn)： )S( 39。 高壓斷路器除按電氣設(shè)備的一般原則選擇外，由于斷路器還要切斷短路故障 電流，因此必須校驗(yàn)斷流容量（或開斷電流），具體選擇步驟如下。此外選擇電氣設(shè)備，還應(yīng)根據(jù) 電器安裝地點(diǎn) 考慮防水、防火、防腐、防塵、防爆以及高海拔區(qū)與濕熱地區(qū)等方面的要求。S MVA MVA ?S MVA 35kV 母線 k1 115 115 115 6kV 母線 k2 工人村 k3 30 30 30 礦綜合廠 k4 43 43 43 地面低壓 k5 13 13 13 下井電纜 k6 54 54 54 選煤廠 k7 53 53 53 壓風(fēng)機(jī) k8 54 54 54 主扇風(fēng)機(jī) k9 主提升機(jī) k10 54 54 54 副提升機(jī) k11 54 54 54 機(jī)修廠 k12 54 54 54 支農(nóng) k13 23 23 23 負(fù)荷電流統(tǒng)計(jì)表 計(jì)算公式為USIg 3? 36 表 53 負(fù)荷電流統(tǒng)計(jì)表 負(fù)荷名稱 電壓 負(fù)荷容量 負(fù)荷電流 主變一次側(cè) 35 8000 132 主編二次側(cè) 6 8000 769 6kV 母線 6 8000 769 井下總負(fù)荷 6 2584 368 主提升機(jī) 6 859 副提升機(jī) 6 630 主扇風(fēng)機(jī) 6 921 壓風(fēng)機(jī) 6 444 礦綜合廠 225 地面低壓 653 機(jī)修廠 381 選煤廠 625 工人村 377 支農(nóng) 310 471 37 6 供電系統(tǒng)電氣設(shè)備的選擇 電器選擇是變電 所 電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。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。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。*39。1 ??????? ? jSISSS MVA S2支路提供的短路參數(shù)： S2支路為異步電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的附加電源，故只考慮其對(duì)短路沖擊電流的影響。1 ??????? ? jSISSS MVA ② 最小運(yùn)行方式下 短路回路電抗標(biāo)么值為： * 1* 1* m a x*1 ???????? TLs XXXX 短路電流標(biāo)么值： 11*