【文章內(nèi)容簡介】 相加，在乘以組間同時系數(shù) ksi,就得到全礦 6kV母線上補償前的計算負荷 Pca?Q ca?6。同時系數(shù)按《供電技術(shù)》中的表 23 選取，當(dāng)（∑P ca+∑ΔP T）5000kW 時取為,當(dāng)（∑P ca+∑ΔP T）=5000～10000kV 時取為 ，當(dāng)（∑P ca+∑ΔP T）10000kW 時取為 ，故此：Pca?6=ksi（∑P ca+∑ΔP T）=（6690+）=5738kWQca?6=ksi（∑Q ca+∑ΔQ T）=（3529+）=3216kvarkVAScacca 657832158266 ????????6kW 母線上補償前的功率因數(shù)為： ??caySP .so1tan626???yy 第 2 章 負荷計算與變壓選擇 8 cosΦ 補償題目要求的 6kV 母線補償后功率因數(shù)為 cos′Φ 6y=，??????yy最大月平均有功負荷為： Pav=Kav Pca?6=5738=式中 K av ——平均負荷系數(shù)，取為 則所需補償容量為：Qc=Pav(tanΦ 6y－tan′Φ 6y)=998kvar 電容器柜的選擇礦井地面變電所 6kV 側(cè)一般為單母線分段，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)?，F(xiàn)選用 GR1C08 型高壓電容器柜，其額定電壓為 6kV，每柜安裝 型電容器 15 個，補償容量為 270kvar，據(jù)此可計算出電容器柜的數(shù)量： ?NcqQ取偶數(shù)得 Nj=4,每 2 只柜為一組，分裝于不同的兩段母線上，一組實際補償容量為 2270=540kvar。實際補償容量為：Q c?s=NjqN=4270=1080kvar折算到計算容量上為：Q c?js= Qc?s/ Kav=1080/=1440kvar另外，在每一段母線上都選用一臺 GR1C03 型放電柜。 補償后 6kV 側(cè)的計算負荷與功率因數(shù) var176403266 kjscac ??????? VAQPSa 058222?????? 95..os66 ??????ccaS所以符合要求。 第 2 章 負荷計算與變壓選擇 9 主變壓器的選擇 選擇主變壓器根據(jù)礦井主變壓器的選擇條件，一般選用兩臺變壓器，采用同時分裂運行，比較靈活經(jīng)濟，適合于我國的兩部電價值，其固定電費按最高負荷收費。選擇公式：S NT≥k t Sca?6′式中 kt——考慮主變壓器損耗的增值系數(shù)，當(dāng) kt Sca?6′10000kVA 時取，反之取 。由于 SNT≥6007=,再考慮到礦井以后的發(fā)展，故選擇兩臺SF7—8000，35/ 型三相油浸自冷式/風(fēng)冷式銅線電力變壓器，其技術(shù)參數(shù)為 SN=8000kVSA，U 1N/U2N=35/, Uk%=，I o%=，ΔP o=，ΔP k=45kW，連接組別為 Yn,d11。 兩臺主變壓器的經(jīng)濟運行方案兩臺主變壓器的經(jīng)濟運行的臨界負荷可由以下公式求出： kNgkooNLj QPS????2式中 k g——無功功率經(jīng)濟當(dāng)量，一般取 ～； ΔQ o——變壓器空載無功功率損耗，kvar； ΔQ kN——變壓器額定短路無功功率損耗，kvar。取 kg =，且 ΔQ o = Io%SN/100=8000/100=64kvar，ΔQ kN = Uk%SN/100=8000/100=600kvar,所以臨界負荷為： kVASLj ??????由此可知，兩臺主變壓器的經(jīng)濟運行方案為：當(dāng)實際負荷4724kVA 時，宜于一臺運行，當(dāng)實際負荷≥4724kVA 時，宜于兩臺運行。 cosφ 35及全礦電耗、噸煤電耗的計算 補償后主變壓器損耗計算變壓器負荷率： =NcaS???621??? 第 2 章 負荷計算與變壓選擇 10變壓器有功功率損耗：=2(+45)=36kW)(2koTPP?????變壓器無功功率損耗：=2(64+600)=297kvar)(2kNoTQ 補償后 35kV 側(cè)全礦總負荷與 cosφ 35Pca?35= Pca?6+ΔP T =5738+36=5774kWQca?35= Qca?6′+ΔQ T =1776+297=2073kvar kVAScacca 613520754232535 ???????? ????S 全礦電耗與噸煤電耗根據(jù)礦井 6kV 母線上總的補償后的總計算負荷 Pca?6,加上補償后主變壓器的有功損耗，再乘以礦井年最大負荷利用小時數(shù) Tmax即為礦井年電力消耗；年電耗除以年產(chǎn)量即為噸煤電耗。礦井年最大負荷利用小時，可用近似公式 （W 為年產(chǎn)量，萬5max104?噸）計算： hT3416015max??全礦年電耗 AP= Pca?35Tmax=57743411=19695114kWh噸煤電耗 AT=AP/(W10000)=19695114/600000=h 計算選擇結(jié)果匯總?cè)V負荷計算見表 21 所示。低壓變壓器的選擇和功率計算見表 22 所示。電容器柜選用 GR1C08 型，數(shù)量 4 臺。主變壓器選用 SF7—8000，35/ 型三相油浸自冷式/風(fēng)冷式銅線電力變壓器，數(shù)量 2 臺。全礦年電耗 AP= Pca?35Tmax=57743411=19695114kWh噸煤電耗 AT=AP/(W10000)=19695114/600000=h 第 3 章 供電系統(tǒng)擬定與短路計算113 供電系統(tǒng)擬定與短路計算 供電系統(tǒng)的擬定 確定 35kV 進線回數(shù) 由設(shè)計原始資料可知，本礦為大型礦井，對上一級供電部門來說是一類負荷，所以采用雙回路較好，即 35kV 進線回路為 2 回。 確定 35kV、6kV 主結(jié)線隨著對供電可靠性、運行靈活性要求的提高，現(xiàn)代礦井 35kV 側(cè)應(yīng)采用全橋結(jié)線或其擴大型，所以本礦 35kV 側(cè)采用全橋結(jié)線。6kV 主結(jié)線根據(jù)礦井為一類負荷的要求和兩臺主變壓器分裂運行的情況確定為單母線分段（分兩段） 。此外，由于本所有電能反饋可能和架空型的 6kV 出線，必須在斷路器的兩側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)。 負荷分配考慮一、二類負荷必須由聯(lián)于不同母線的雙回路供電，再將機修廠、工人村和支農(nóng)分配于各段母線上，力圖在正常生產(chǎn)時兩段母線上的負荷接近相等。 下井電纜回數(shù)確定下井電纜回數(shù)按下式確定： CN≥ (取偶數(shù)).()02.( 2???dpdp QP式中 P p、Q p ——井下主排水泵計算有功、無功負荷，kW、kvar； Pd、Q d——井下低壓總的計算有功、無功負荷，kW、kvar； “318”——120㎜ 2下井電纜經(jīng)最高 45℃溫度修正后的安全載流量； “1”——規(guī)程規(guī)定所必需的備用電纜。 第 3 章 供電系統(tǒng)擬定與短路計算12所以 CN≥ )()( ??????取 CN=2 供電系統(tǒng)簡圖根據(jù)以上分析，可繪出本礦地面變電所供電系統(tǒng)簡圖，如圖 31 所示。圖 31 礦地面變電所供電系統(tǒng) 系統(tǒng)短路計算系統(tǒng)發(fā)生短路故障后,短路回路中將出現(xiàn)數(shù)值很大的短路電流,在煤礦供電系統(tǒng)中,短路電流要比額定電流大幾十倍,甚至幾百倍,通?？蛇_數(shù)千安,這樣大的電流通過電氣設(shè)備和導(dǎo)線必然要產(chǎn)生很大的電動力,并使載流體溫度急劇上升而損 第 3 章 供電系統(tǒng)擬定與短路計算13壞設(shè)備,同時短路點電壓將降為零,在短路點附近,電壓也要相應(yīng)顯著下降,造成這些地方供電中斷或嚴重影響電動機工作,在發(fā)生接地短路時,所出現(xiàn)的不對稱短路電流,還將對與架空線路平行敷設(shè)的通訊線路出現(xiàn)干擾,更危險的是當(dāng)短路點與離發(fā)電廠很近,而且短路的持續(xù)時間較長時,可造成發(fā)電機失去同步,而使整個電力系統(tǒng)的運行解裂,這是最嚴重的后果。為了防止發(fā)生短路造成的危害及限制故障范圍擴大，需要進行一系列計算及采取相應(yīng)措施，以保證系統(tǒng)或故障的情況下，做到安全、可靠又經(jīng)濟。 選取基準(zhǔn)量根據(jù)《煤礦電工手冊》表 221 可知：Sd=100MVA，U d1=37kV，U d2=，???d 計算各元件電抗標(biāo)幺值1） 電源的電抗由于該電源視為無限大電源容量，所以其電源電抗標(biāo)幺值為零，即 。01??x2） 輸電線路的電抗由原始資料可知，電源線為架空線路，單位長度電抗 xo1=，長度L=6km，所以其電抗標(biāo)幺值為： ?????doUSLx3） 主變壓器的電抗 %54 ??NdkSx4） 扇風(fēng)機架空線路的電抗 ???doULx5） 壓風(fēng)機電纜線路的電抗 第 3 章 供電系統(tǒng)擬定與短路計算14電纜線路的單位長度電抗 xo2=，所以其電抗標(biāo)幺值為：043.. ????doUSLx6） 主井提升機與副井提升機電纜線路的電抗 043..?doSx7） 機修廠電纜線路的電抗 ????doUSLx8） 洗煤廠架空線路的電抗 ?doSx9） 工人村架空線路的電抗 ????doUSLx10）支農(nóng)架空線路的電抗 ?doSx11）地面低壓電纜線路的電抗 ????doUSLx12）下井電纜的電抗 ?doSx等值電路圖如圖 32 所示。 各短路點的短路計算在圖 32 中選取各個短路點，然后對各短路點進行短路計算，已知本所35kV 電源母線上最大運行方式下的系統(tǒng)電抗為 xxmin=；最小運行方式下的系統(tǒng)電抗為 xxmax=。 第 3 章 供電系統(tǒng)擬定與短路計算15圖 32 等值電路圖1） k1 點的短路參數(shù)① 最大運行方式下因 k1 點計算短路時，電動機通過變壓器和其聯(lián)系，因此，可以不考慮電動機的影響，則有： ??????xIk MVASI kiIdkshkdk . .)3(11)3( ????② 最小運行方式下 ??????Ixk 第 3 章 供電系統(tǒng)擬定與短路計算16)3()2(min1)( ????2） kk4 點的短路參數(shù)因為 kk4 短路點發(fā)生處為同步電機的端頭，則此時同步電機對短路點有影響，但此處計算可先不考慮同步電機影響，算出短路點電流后再加上同步機影響，同步機附加短路電流的近似計算可按下式進行： )(10)7~5(4)3kAPINTKT???式中當(dāng) PNT≥15000kW 時系數(shù)取下限，P NT≤15000kW 時取上限， 可直接與)3(KTI同步電動機附近短路點上的短路電流相加。計算 k3 點的短路參數(shù)：① 最大運行方式下 . ?? ???????xIxk MVASI kiIdkshkdk ..3)(33)( ????② 最小運行方式下 . ?? ???????xIk )3()(min3)( ?同步電機附加電流為： =71000104=)(KTI則修正后的短路參數(shù)為：① 最大運行方式下=+=)3(kI 第 3 章 供電系統(tǒng)擬定與短路計算17kAIIiksh )3(3 ???② 最小運行方式下 kAIIkk .)()2(min3)( ????同理可計算出 k4 點的短路參數(shù)，結(jié)果填入短路參數(shù)表（表 31） 。3） k12 點的短路參數(shù)① 最大運行方式下 ?? ???????xIxk MVASI kiIdkshkdk ..2)3(22)3( ????② 最小運行方式下 ?? ???????xIk )3(1)2(min12)3( ?由于井下 6kV 母線上允許短路容量 Sdy=50MVASk12=,所以需要選用電抗器，增大系統(tǒng)電抗，限制短路電流。4） 其它短路點的短路參數(shù)按以上方法計算，結(jié)果填入短路參數(shù)。 第 3 章 供電系統(tǒng)擬定與短路計算18 限流電抗器的選擇 井下負荷計算 269815432var3802101??????????jxjjxjjxcacjaxSPkVAQW 井下負荷電流 UINjxjx ?? 所需串入的電抗系統(tǒng)總電抗為: 501??dyxS系統(tǒng)在最大運行狀態(tài)下，電抗器前的總電抗： . ???sx所以應(yīng)串入的電抗值為： ????sxc 選擇限流電抗器由于電壓為 6kV，負荷電流為 ，所以可選用額定電壓為 6kV，額定電流為 300A 的限流電抗器兩臺，每臺的電抗計算值為： %%12 ??????NLdccUIx查《煤礦電工手冊》 ，可選用 NKL63003 型鋁電纜水泥電抗器，其電抗百分比 xL%=3%，其動穩(wěn)定電流峰值 ikmax=，1s 的熱穩(wěn)定電流 IRW=，額定電流下的相對電抗值為： ?????dNLLUI 選用電抗器的校驗1） 電壓損失校驗 第 3 章 供電系統(tǒng)擬定與短路計算19正常運行時，電抗器有一定的電壓降，為了使用戶的端電壓不致過分降低，電壓損失不應(yīng)超過額定電壓的 4%～5%。電壓損失按下式計算：???sin%NLjxIU式中 Φ——回路負荷的功率因數(shù)角（一般取 cosΦ=，則 sinΦ=）則 ，符合要求。%.??2） 動穩(wěn)定校驗一路故障，在電抗器出口處短路，流過每一電抗器的短路電流最大，此時通過電抗器的短路電流沖擊值為：，所以符合要求。kAxIiLsdsh ???????3） 熱穩(wěn)定校驗由于 ，所以符合要求。ktitIishi . ??式中 t i=tb+tf=+= 加電抗器后短路電