【文章內(nèi)容簡介】 采用兩臺變壓器分列運行的方式，當一臺停運時，另一臺亦能保證全礦一、二級負荷的供電。 功率因數(shù)補償與電容柜的選擇 由于無功損耗與負荷率的平方成正比，故出現(xiàn)變壓器最大功率損耗的運行方式應為一臺使用，一臺因故障停運的情況，所以按照此方式計算無功補償時主變壓器的最大功率損耗。 （ 1）無功補償時主變壓器的損耗計算。按一臺運行，一臺停運計算，則負荷率為 β =Δ PT=Δ P0+β 2Δ PK=16+=(kW) Δ QT=[I0%/100+UK%/100β 2]=813(kvar) （ 2） 35kV側(cè)補償前的負荷與功率因數(shù) =+Δ PT=9414+=9475（ kW） =+Δ QT=4957+813=5770（ kvar） = . caca QP ? =11093（ kVA） COSφ 35=tanφ 35= （ 3）設(shè)補償后功率因數(shù)提高到 COSφ 35180。=,則 tanφ 35180。=。取平均負荷系數(shù)Klo=,則 Qc=(tanφ 35tanφ 35180。)= 9475()=2198(kvar) 河南理工大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 9 查表選用 GR1C08 型 ,電壓為 6kV，每柜容量 qc=270kvar的電容器柜，則柜數(shù) N=Qc/qc=2198/270= 取偶數(shù)得 Nf=10 實際補償容量 =Nf qc=10 270=2700(kvar) 補償后 6kV側(cè)的計算負荷與功率因數(shù)為 Q180。==49752700=2275(kvar) 因補償前后有功計算負荷不變，故有 S180。= caca QP ? =9684(kVA) COSφ 6180。=180。= （ 4）補償后主變壓器的最大損耗 β180。 =S180。Δ P180。T=Δ P0+Δ PKβ180。 2=16+63 =(kW) Δ Q180。T=+[I%/100+UK%/100β180。 2]=680(kvar) （ 5）補償后 35kV側(cè)計算負荷與功率因數(shù)校驗 P180。=+Δ P180。T=9414+=9467（ kW) Q180。=+Δ Q180。T=2275+680=2955(kvar) S180。= . caca QP ? =9917(kVA) COSφ 35=P180。180。=9467/9917=＞ 主變壓器校驗及經(jīng)濟運行方案 主變壓器校驗 取負荷保證系數(shù) Kgu=,則 ≥ Kgu S180。=8429（ kVA）＜ 12500（ kVA） ,合乎要求。 主變壓器的經(jīng)濟運行方案 兩臺變壓器經(jīng)濟運行的臨界負荷值可由公式 24確定。 河南理工大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 10 NTqNTqNTec QkP QkPSS ??? ???? 002 （ 24） 如果 SScr宜一臺運行，如果 SScr宜兩臺運行。 式中： ecS — 經(jīng)濟運行臨界負荷， kVA； NTS — 變壓器額定容量， kVA； 0P? — 變壓器空載有功損耗， kW； 0Q? — 變壓器空載無功損耗 ,kW NTP? — 變壓器滿載有功損耗， kW； NTQ? — 變壓器滿載無功損耗， kvar； qk — 無功經(jīng)濟當量， 對于工礦企業(yè)變電所，取 Kq=； 本礦兩臺變壓器經(jīng)濟運行的臨界負荷為： )(7 3 4 81 2 5 0 1 2 5 0 2 5 0 0 k V AS ec ???? ????? 得經(jīng)濟運行方案為：當實際負荷小于 7348kVA 時，宜一臺運行，當實際負荷大于等于 7348kVA時，宜于兩臺同時分列運行。 本 章小結(jié) 變壓器的選型結(jié)果如下表所示 表 23 變壓器選型結(jié)果 地點 型號 變比（ kV) 數(shù)量（臺） 機修廠 S9400 6/ 1 工人村 S9500 6/ 1 地面低壓 S91600 6/ 2 洗煤廠 S91250 6/ 2 主變壓器 SF712500 35/ 2 河南理工大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 11 3 電氣主接線設(shè)計 變電所的主接線是由各種電氣設(shè)備（變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成，用以接受和分配電能，是供電系統(tǒng)的組成部分。它與電源回路數(shù)、電壓和負荷的大小、級別以及變壓器的臺數(shù) 、容量等因素有關(guān)，所以變電所的主接線有多種形式。確定變電所的主接線對變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置及運行的可靠性與經(jīng)濟性等都有密切的關(guān)系，是變電所設(shè)計的主要任務之一。 對主接線的基本要求 在確定變電所主接線前，應首先明確其基本要求： （ 1）安全可靠。應符合國家標準和有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，充分保證人身和設(shè)備的安全。此外，還應負荷等級的不同采取相應的接線方式來保證其不同的安全性和可靠性要求，不可片面強調(diào)其安全可靠性而造成不應有的浪費。 （ 2）操作方便，運行靈活。供電系統(tǒng)的接線應保證 工作人員在正常運行和發(fā)生事故時，便于操作和維修，以及運行靈活，倒閘方便。 （ 3）經(jīng)濟合理。接線方式在滿足生產(chǎn)要求和保證供電質(zhì)量的前提下應力求簡單，以減少設(shè)備投資和運行費用。 （ 4）便于發(fā)展。接線方式應保證便于將來發(fā)展，同時能適應分期建設(shè)的要求。 本所電氣主接線方案的確定 確定礦井 35kV 進線回路 35kV礦井變電所距上級供電電源 6km，對上一級供電部門來說是一級負荷，故上級礦井變電所對礦井采用有備用的雙回路供電，即 35kV進線為兩路架空線進線。 35kV、 6kV 主接線的確定 為了保證對一 、二級負荷進行可靠供電，在企業(yè)變電所中廣泛采用由兩回電源受電和裝設(shè)兩臺變壓器的橋式主接線。橋式接線分為外橋、內(nèi)橋全橋三種。因上一級變電站距本礦變電所為 6km，對于 35kV電壓等級來說，輸電線路不遠，可以選外僑，但為了提高礦井供電的可靠性和運行的靈活性，選用全橋更合適。故確定本礦 35kV 側(cè)為雙回路河南理工大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 12 的全橋接線系統(tǒng)。 35kV 架空線路由兩條線路送到本礦變電所，正常時兩臺變壓器分列運行。 6kV 主接線根據(jù)礦井為一級負荷的要求及主變壓器是兩臺的情況確定為單母線分段的接線方式。 35kV母線和 6kV母線，正 常時均處于斷開狀態(tài)。母線分段用斷路器分段，這不僅便于分段檢修母線，而且可減少母線故障影響范圍，提高供電的可靠性和靈活性。 下井電纜回數(shù)的確定 井下總負荷 Pca= (2339+1872)=4042(kW) Qca= (1387+1501)=2888(kvar) )(496722 k V AQPS cacaca ??? 井下最大長時負荷電流 =Ica=Sca/( UN)=4967/( 6)=478(A) 根據(jù)井下開關(guān)的額定電流最大為 400A，而《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：下井電纜至少兩回，當一回停止供電時，其他電纜應能滿足井下全部負荷的供電。所以在這里至少應選用三回，考慮到負荷分配和運行的靈活性，最后確定 4回下井電纜，兩兩并聯(lián)后分列運行。 河南理工大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 13 圖 31 35kv 礦用變電站主接線設(shè)計河南理工大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 14 4 短路電流計算 短路電流計算的目的 研究供電系統(tǒng)的短路并計算各種情況下的短路電流，對供電系統(tǒng)的擬定、運行方式的比較、電氣設(shè)備的選擇及繼電保護整定都有重要意義。短路產(chǎn)生的后果極為嚴重，為了限制短路的危 害和縮小故障影響范圍，在供電設(shè)計和運行中，必須進行短路電流計算，以解決些列技術(shù)問題。 (1) 選擇電氣設(shè)備和載流導體，必須用短路電流校驗其熱穩(wěn)定性和機械強度。 (2) 設(shè)置和整定繼電保護裝置，使之能正確地切除短路故障。 (3) 確定限流措施，當短路電流過大造成設(shè)備選擇困難或不經(jīng)濟時，可采取限制短路電流的措施。 (4) 確定合理的主接線方案和主要運行方式等。 短路電流計算過程 選取短路計算點并繪制等效計算圖 河南理工大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 15 圖 41 等效短路計算圖 河南理工大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 16 選擇計算各基準值 Sd=100MVA,基準電壓 Ud1==,Ud3=,則可得各級基準電流為 Id1=Sd/ 3 Ud1=100/( 3 37)=(kA) Id2=Sd/ 3 Ud2=100/( 3 )=(kA) Id3=Sd/ 3 Ud3=100/( 3 )=(kA) （ 1）電源的電抗 * min. ?sX * max. ?sX （ 2）變壓器電抗 主變壓器電抗 %2.*1 ????TNdKT SSUX 地面低壓變壓器電抗 1 0 00 4 %2.*2 ????TNdKT SSUX 3）線路電抗 35kV架空線電抗 2210* ?????dl USLXX 扇風機 1饋電線路電抗 )( 2*5 ????X 扇風機 2饋電線路電抗 )( 2*6 ????X 主井提升饋電線路電抗 )( 2*3 ????X 河南理工大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 17 副井提升饋電線路電抗 )( 2*4 ????X 壓風機饋電線路電抗 )( 2*7 ????X 地面低壓饋電線路電抗 )( 2*8 ????X 洗煤廠饋電線路電抗 )( 2*10 ????X 工人村饋電線路電抗 )( 2*11 ????X 機修廠饋電線路電抗 )( 2*9 ????X 排水泵饋電線路電抗 )( 2*12 ????X 計算各短路點的短路電流 K1點的短路電流計算 (1）最大運行方式下的三相短路電流 ** m in.*.1 ????? lsm XXX *.1*.1 ??? mm XI )(*.1)3(.1 kAIII dlmm ???? )( )3(.11. kAIi msh ???? )( )3(.11. kAII msh ???? )(*.11 M V ASIS dm ???? 河南理工大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 18 (2)最小運行方式下兩相短路電流 ** m a x.*.1 ????? lsn XXX *.1*.1 ??? nn XI )(*.1)3(.1 kAIII dlnn ???? )( )3(.1)2(.1 kAII nn ??? K2點的短路電流計算 (1）最大運行方式下的三相短路電流 * 1*.1* .2 ????? Tmm XXX *.2*.2 ??? mm XI )(* .2)3( .2 kAIII dmm ???? )( )3( .22. kAIi msh ???? )( )3( .22. kAII msh ???? )(* .22 M V ASIS dm ???? (2)最小運行方式下兩相短路電流 * 1*.1* .2 ????? Tnn XXX *.2*.2 ??? nn XI )(* .2)3( .2 kAIII dnn ???? )( )3( .2)2( .2 kAII nn ???? 井下母線短路容量計算 井下 6kV母線距井上 35kV變電所的最小距離 l2=+=(kM) 其電抗標幺值為 220*2 ?????ddl USlXX 河南理工大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 19 最大運行方式下井下母線短路的標幺電抗為 *** 2* m i n.* ?????????? LTls XXXXX 井下母線最大短路容量為 ) 0 02 6 11 *6 M V ASXS dk （????? 該值小于井下 6kV母線上允許的短路容量 100MVA，因此不需要加裝限流電抗器。 其他各短路點的計算結(jié)果如表 41所示 表 41 短路電流計算結(jié)果 短路點 最大運行方式下 最小 運行方式下 )()3( kAIk )()3( kAish )()3( kAIsh )()3( MVASk )()3( kAIk )()2( kAIk K1 217 K2 90 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10