【正文】 供應(yīng)無功功率的設(shè)備來就地補償用電設(shè)備所需要的無功功率，以減少線路中的無功輸送。因此，網(wǎng)絡(luò)的電壓損失減少，網(wǎng)絡(luò)末端用電設(shè)備的電壓質(zhì)量提高。在一個車間中，可以根據(jù)具體情況將用電設(shè)備分為若干組，再分別計算各用電設(shè)備組的計算負(fù)荷。（一）長期連續(xù)工作制這類工作制的用電設(shè)備長期連續(xù)運行，負(fù)荷比較穩(wěn)定。三級負(fù)荷：一般電力負(fù)荷，所有不屬于上述一、二級負(fù)荷者。本次設(shè)計針對五龍礦供電系統(tǒng)存在的安全隱患，通過引進(jìn)先進(jìn)的供電設(shè)備以及對負(fù)荷的合理布置，使五龍礦供電系統(tǒng)能夠安全、可靠地對整個礦區(qū)供電。礦井水文地質(zhì)簡單，無含水層，礦井涌水主要來源為裂隙水和采空區(qū)積水。經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，礦井實際生產(chǎn)能力有了進(jìn)一步的提高，2005年省煤炭工業(yè)局批復(fù)礦井能力核定為220萬噸／年。 35kV。隨著企業(yè)的發(fā)展，目前的供電系統(tǒng)已經(jīng)不能保證安全、可靠的供電。本次設(shè)計五龍煤礦35kV供電系統(tǒng)只有井上供電系統(tǒng)部分。有礦區(qū)專用線與新義鐵路線連接，西北5km處有錦阜公路通過，交通比較便利，其行政區(qū)域?qū)儆诟沸率兴牎＞飪?nèi)含煤地層為中生界侏羅紀(jì)上統(tǒng)阜新含煤組，煤種為長焰煤。整個供電系統(tǒng)存在著許多隱患。井下6kV母線上允許短路容量: =100MVA；電費收取辦法：兩部電價制，固定部分按最高負(fù)荷收費；本所6kV母線上補償后平均功率因數(shù)要求值；地區(qū)日最高氣溫：；最熱月室外最高氣溫月平均值：；最熱月室內(nèi)最高氣溫月平均值：；最熱月土壤最高氣溫月平均值：。因此年最大負(fù)荷利用小時： （21）式中——全年消耗的有功電能，kWh。斷續(xù)周期工作制設(shè)備的設(shè)備容量，一般是對應(yīng)于某一標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷持續(xù)率的。1）提高電力系統(tǒng)的供電能力 在發(fā)電和輸、配電設(shè)備的安裝容量一定時，提到用戶的功率因數(shù)相應(yīng)減少了無功功率的供給，則在同樣設(shè)備條件下，電力系統(tǒng)輸出的有功功率可以增加。1）提高用電設(shè)備本身的功率因數(shù)。② 三角形接線若發(fā)生一相斷線，只是使各相的補償容量有所減少，不致于嚴(yán)重不平衡。共計7個電容柜。對于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在其過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷；對一般性變電站，當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%～80%。礦井變電所主變壓器兩臺采樣分列同時運行，所以主變壓器損耗計算如下：有功損耗：kW無功損耗： kvar由以上計算，則35千伏母線總負(fù)荷為： 最大有功負(fù)荷年利用小時數(shù)小時，則年電耗為：則噸煤電耗為：因采用高壓6kV集中補償功率因數(shù)，故對各低壓變壓器均無補償作用，因此低壓變壓器可根據(jù)第二章的計算視在容量進(jìn)行選擇。變電所的主接線是由個各種電氣設(shè)備（變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成，變電所起著接受電能，并將電能(或經(jīng)主變壓器降壓)再分配給全礦用電設(shè)備的作用。（1） 優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)少、四個回路只需三臺斷路器。線路與變壓器均設(shè)有斷路器。（3） 適用范圍：由于單母線接線工作可靠性和靈活性都較差，故這種接線主要用于小容量特別是只有一個電源的變電所中。另外，在擴(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建。（2）缺點，每回路就要增加一組母線隔離開關(guān)。此外，鳥獸在裸露的導(dǎo)體上跨越以及風(fēng)雪等自然現(xiàn)象也能引起短路。（4）確定合理的主接線方案和主要運行方式等。一般工礦企業(yè)的供電系統(tǒng)可看作無限大容量系統(tǒng)，其系統(tǒng)阻抗可以作為零對待。最大運行方式下的三相短路電流最小運行方式下的兩相短路電流（3）點短路電流計算（折算到6kV側(cè)）最大運行方式下的三相短路電流6kV側(cè)的短路電流參數(shù) 最小運行方式下的兩相短路電流6kV側(cè)的最小兩相短路電流為(4) 井下母線短路容量計算（點）井下6kV母線距井上35kV變電所的最小距離是：副井距35kV變電所距離+井深+距井下中央變電所的距離，即，其電抗標(biāo)幺值為最大運行方式下井下母線短路的標(biāo)幺電抗為井下母線最大短路容量為 在煤礦供電系統(tǒng)中，由于電力系統(tǒng)的容量大，故短路電流可能達(dá)到很大的數(shù)值。高壓電氣設(shè)備最高允許運行的電壓為（～）%，%，因此電氣設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于裝設(shè)處電網(wǎng)的額定電壓，即 （51）我國普通電器額定電壓標(biāo)準(zhǔn)時按海拔1000m設(shè)計的。當(dāng)屋外配電裝置處在塵穢很嚴(yán)重或空氣中含有有害于絕緣氣體的地區(qū)時，必須加強(qiáng)電器的絕緣，選用特殊絕緣結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)型電器或選用額定電壓高一級的電器。當(dāng)熔斷器具有限流作用時，可不校驗其動穩(wěn)定。1）按持續(xù)工作電流選擇對電壓為35kV的屋外配電裝置采用鋼芯鋁絞線作母線，選取LGJ185，鋼芯鋁絞線最高溫升不超過+70℃，其載流量在環(huán)境溫度為250C 時為539A，由于所處環(huán)境最高溫度為350C，其載流量為： 考慮到動穩(wěn)定性，母線采用平放，其允許電流值應(yīng)再降低8％，故為： 故載流量和長時允許電流符合要求，但還需要進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗。（3） 斷路器開斷電流＝16kA，＝，符合技術(shù)條件。、熔斷器的選擇互感器是交流供電系統(tǒng)中一次回路將交流電流或電壓按比例降低供二次回路儀表使用。 6kV設(shè)備選擇及其校驗 6kV母線的選擇變壓器6kV側(cè)回路選用矩形鋁母線，其最大長時負(fù)荷電流為變壓器二次側(cè)最大長時負(fù)荷電流再乘以分配系數(shù)K=（進(jìn)線在母線中間），其值為選截面為80，其額定電流為1100A（）。1）高壓穿墻套管按電壓、電流選用CWLB——10/600型室外穿墻套管。用三臺JDJZ型可取代JSJW型電壓互感器，并能在八小時內(nèi)無損傷地承受2倍額定電壓。其所選型號有GN19—10c、GN19—10c/6GN19—10/6GN10—GN19—10c/400等，其操動機(jī)構(gòu)配套選用手動CS6—1T型。因為排水泵供電回路負(fù)荷最大，可以按它進(jìn)行校驗。3）便于檢修和安裝。⑧有35110kV屋外配電裝置的變電所，一般采用2～。7．防雷保護(hù)及接地變電所的防雷設(shè)計應(yīng)做到設(shè)備先進(jìn)、保護(hù)動作靈敏、安全可靠、維護(hù)試驗方便，在此前提下，力求經(jīng)濟(jì)合理的原則。 (6) 應(yīng)充分考慮跨步電壓的危險。避雷針高于被保護(hù)設(shè)備，并具有良好的接地，所以能起到保護(hù)作用。在防雷接地裝置中，一般由幾根垂直接地體與水平連線組成，或由幾根水平放射線組成，而不采用伸長接地體的形式。接地裝置由接地體和連接線組成，接地體又分為自然接地體和人工接地體兩種。在本設(shè)計中，我根據(jù)五龍煤礦負(fù)荷的特點，就供電系統(tǒng)的主要內(nèi)容展開說明，其內(nèi)容包括電氣主接線的方案比較和選擇，負(fù)荷計算和統(tǒng)計，變壓器的選擇，短路電流計算，無功補償方式的選擇，無功功率的補償容量的計算和電纜型號選擇，各種基本供電設(shè)備的選擇和校驗，以及變電所防雷接地的基本說明。同時要感謝從教和關(guān)心我的其他老師，在此致以深深的謝意！還要感謝與我一起學(xué)習(xí)的同學(xué)，感謝他們一直以來對我的支持和幫助！在即將結(jié)束大學(xué)本科學(xué)習(xí)生涯啟程遠(yuǎn)行的時候，我難以表達(dá)對父母的感激之情。在以后的學(xué)習(xí)和社會實踐中，我會加強(qiáng)各方面知識的學(xué)習(xí)，掌握更多的科學(xué)文化知識，為社會獻(xiàn)出自己的微薄之力。人工接地體一般由水平埋設(shè)的接地體為主，～（應(yīng)在地區(qū)凍土層以下），敷設(shè)面積一般就是變電所的占地范圍。為保證電力系統(tǒng)和設(shè)備達(dá)到正常工作要求而進(jìn)行的接地，稱為工作接地。 圖71 三支避雷針的保護(hù)范圍rx的計算方法：當(dāng)hx≥h/2時， （71）當(dāng)hx＜h/2時， （72）式中 h——避雷針高度hx——被保護(hù)物高度；hα——避雷針的有效高度, hα＝h－h(huán)x；rx——對應(yīng)hα的避雷針有效保護(hù)半徑。 (7) 接地電阻必須符合各種規(guī)程、規(guī)范的要求。 (2) 根據(jù)變電所布置形式，確定避雷針的個數(shù)、高度。兩路6kV母線電源由主變壓器經(jīng)穿墻套管進(jìn)入高壓配電室，分別接于兩段母線上，高壓配電箱共有八面、兩面?zhèn)溆霉?，預(yù)留兩面位置，分兩列布置，高壓配電室后面設(shè)電容室和電抗室，電容室分兩室單列擺放，每室三面電容器柜，一面互感器柜，為了加強(qiáng)通風(fēng)，室內(nèi)上下裝有百葉窗，電抗器室共五間，每個電抗器采用三相垂直布置，下井柜與電抗器柜由電纜連接，高壓配電室右邊為主控制室，室內(nèi)共有兩臺控制屏。2） 山區(qū)變電所內(nèi)地面標(biāo)高應(yīng)盡量利用原有自然地形，減少填挖土石方量。 假想時間的確定：當(dāng)短路發(fā)生在6kV線路末端時，過流保護(hù)動作，（比進(jìn)線保護(hù)少兩個時限級差）。高壓開關(guān)柜只需對其斷路器進(jìn)行校驗即可。高壓電纜型號根據(jù)敷設(shè)地點及敷設(shè)方法選，在地面一般選油浸紙絕緣鋁包鎧裝電纜，若采用直埋時，電纜外面應(yīng)有防腐層，除立井井筒中敷設(shè)電纜外，一般采用鋁芯，井筒中敷設(shè)電纜應(yīng)選用鋼絲鎧裝，并根據(jù)井筒深度選用不滴流或干絕緣電纜，電纜芯線應(yīng)為銅質(zhì)芯線。電流互感器確定選用LMJC——10，變比為50/100/150/600/1000/6000/，其型號含義是母線式磁絕緣接地保護(hù)。1）母線動穩(wěn)定性校驗。并按二次負(fù)荷大小及負(fù)荷準(zhǔn)確等級校驗。（5） It=63kA,t=4秒 I2tt=6324=15876 kA2sQt= kA2S,滿足熱穩(wěn)定校驗。 35kV斷路器的選擇1）額定電壓選擇 斷路器的額定電壓應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的工作電壓,即 （58）2）額定電流選擇 斷路器的額定電流應(yīng)大于或等于它的最大長期工作電流，即 （59）由于高壓斷路器沒有連續(xù)過載的能力，在選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各種可能的運行方式下電路持續(xù)工作電流的要求，即取最大長期工作電流。(4)懸式絕緣子可不校驗動穩(wěn)定。斷路器的額定斷流量或額定斷流容量是指斷路器在額定電壓時的斷流能力。電器設(shè)備的額定電流是指規(guī)定環(huán)境溫度為時，長期允許通過的最大電流。故增大系統(tǒng)電抗，限制短路電流是必要的。若已知供電系統(tǒng)的系統(tǒng)電抗有名值,則系統(tǒng)標(biāo)幺電抗為 （45）若已知供電系統(tǒng)出口處的短路容量,則系統(tǒng)的電抗有名值為 （46）進(jìn)而求得系統(tǒng)標(biāo)幺電抗為 即 （47）（3）短路沖擊電流 在高壓供電系統(tǒng)中為 （48） （49） 式中 ——三相短路電流周期分量的有效值 本變電所35kV采用全橋接線，6kV采用單母分段接線；主變壓器型號為,35/，(%)=；地面低壓變壓器型號為,6/，；35kV電源進(jìn)線為雙回路架空線路，線路長度為6km；系統(tǒng)電抗在最大運行方式下，在最小運行方式下。（1）標(biāo)幺制用相對值表示元件的物理量，稱為標(biāo)幺制。強(qiáng)大的短路電流所產(chǎn)生的熱和電動力效應(yīng)會使電氣設(shè)備受到破壞，短路點的電弧可能燒毀電氣設(shè)備，短路點附近的電壓顯著降低，使供電受到嚴(yán)重影響或被迫中斷。（3）適用范圍當(dāng)出線回路數(shù)或母線上電源較多，輸送和穿越功率較大，母線故障后要求迅速恢復(fù)供電。 圖32 單母線分段式接線圖雙母接線中有兩組母線，每一電源或每條引出線，通過一臺或兩臺斷路器，分別接到兩組母線上。當(dāng)某回受電線路或變壓器因故障及檢修停止運行時，可通過母線分段斷路器的聯(lián)絡(luò)，保證繼續(xù)對兩段母線上的重要負(fù)荷供電。其缺點是設(shè)備多、投資大，變電所占地面積較大。（3） 適用范圍：適用于較小容量的變電所，并且變壓器的切換較頻繁或線路較短、故障率較少的情況。它與電源進(jìn)線回路數(shù)、電壓等級、距電源遠(yuǎn)近、主變壓器的臺數(shù)等因素有關(guān)。1）安全可靠，應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，充分保證人身和設(shè)備的安全。（2） 如企業(yè)的一、二級負(fù)荷較多，必須裝設(shè)兩臺變壓器。它的確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)5～10年發(fā)展規(guī)劃、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析和合理選擇。③ 用三角形接線可以充分發(fā)揮電容器的補償能力，電容器的補償容量與加在其兩端的電壓有關(guān)，即 （214）電容器采用三角形接法時，每相電容承受線電壓，而采用星形接法時，每相電容承受相電壓，所以有 （215）上式表明，具有相同電容量的三個單相電容器組，采用三角形接法時的補償容量