【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 從不同段上引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段進(jìn)線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。(2)缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在此期間內(nèi)停電。當(dāng)出線為雙回路時(shí)，架空線路會(huì)出現(xiàn)交叉跨越。另外，在擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 (3)適用范圍：由于單母線分段接線比單母線接線的供電可靠性相靈活性有所提高，所以在 63kV 以下的變電所中較廣泛使用這種接線方式。綜上所述，不論分段或不分段的單母線接線，在檢修任一回路斷路器的全部時(shí)間內(nèi)，該回路必須停止工作。這個(gè)缺點(diǎn)在某些情況下恃別突出，因此，對(duì)于電壓為 35kV 及以上的配電裝置，當(dāng)引出線較多時(shí)，應(yīng)廣泛采用單母線分段帶旁路母線的接線。雙母線接線雙母接線中有兩組母線，每一電源或每條引出線，通過一臺(tái)或兩臺(tái)斷路器，分別接到兩組母線上。雙母線的兩組母線同時(shí)工作，并通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分配到兩組母線上。由于母線繼電保護(hù)的要求，一般某一回路固定與某—組母線連接，以固定連接方式運(yùn)行。1．優(yōu)點(diǎn) (1)供電可靠：通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時(shí)，只停該回路。 (2)調(diào)度靈活：各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。 (3)擴(kuò)建方便：向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，不會(huì)引起原有回路的停電。2．缺點(diǎn) (1)增加一組母線，每回路就要增加一組母線隔離開關(guān)。 (2)當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，開關(guān)誤操作，需要在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。 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。母線和母線設(shè)備檢修時(shí)，不允許影響對(duì)用戶的供電，系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對(duì)接線的靈活性有一定要求時(shí)，采用雙母線接線較合適。綜上所述，在本設(shè)計(jì)中考慮經(jīng)濟(jì)和滿足供電要求的需要，10kV 母線側(cè)采用雙母線的接線方式，單母線接線圖如 32 所示。4 井下中央變電所及供電設(shè)計(jì)井下中央變電所，是全礦井下的供電中心，接受從地面變電所送來的高壓電能之后，向采區(qū)變電所及主排水泵的電動(dòng)機(jī)供電，通過降壓后供給井底車場(chǎng)附近的低壓動(dòng)力設(shè)備、照明及電機(jī)車的變流設(shè)備等用電。 井下電力負(fù)荷計(jì)算井下中央變電所變壓器的容量、臺(tái)數(shù)取決于由該變電所供電的用電設(shè)備負(fù)荷。煤礦井下的機(jī)電設(shè)備，由于井下工作條件比較復(fù)雜，使其負(fù)荷變化較大，而且對(duì)礦井不同的采煤方法、機(jī)械化程度、供電接線方式，其總負(fù)荷也是各不相同的。因此，要想準(zhǔn)確地計(jì)算井下低壓供電系統(tǒng)的負(fù)荷是十分困難的。我這里采用的方法是當(dāng)前廣泛被采用的需用系數(shù)法估算井下變電所容量，根據(jù)此計(jì)算容量大小選擇變壓器容量和臺(tái)數(shù)。 井下負(fù)荷的計(jì)算方法根據(jù)井下用電設(shè)備布置及用電設(shè)備的單臺(tái)容量可大致確定此設(shè)計(jì)設(shè)置一個(gè)井下變電所（兩臺(tái)變壓器）即可。井下采區(qū)負(fù)荷按下式進(jìn)行計(jì)算 （41）???cosrNKPS式中 S——所計(jì)算的電力負(fù)荷總的視在功率，kVA； ——參加計(jì)算的所有用電設(shè)備（不包括備用）額定功率之和，kW；?NP ——參加計(jì)算的所有電力負(fù)荷的平均功率因數(shù)；?cosKr——需用系數(shù)，其數(shù)值有以下方法計(jì)算：由于本設(shè)計(jì)井下使用為單體支架，各用電設(shè)備無一定順序起動(dòng)的一般機(jī)組工作面，按下式計(jì)算需用系數(shù)：Kr=+ （42）?NSP式中 ——最大電動(dòng)機(jī)的功率，kW。SP井下井底車場(chǎng)等負(fù)荷，可按式（41）計(jì)算。其所取的各用電設(shè)備的需用系數(shù)及平均功率因數(shù)見下表所示。可以較正確計(jì)算出用電功率的設(shè)備，如提升機(jī)、水泵、空壓機(jī)、通風(fēng)機(jī)及大型膠帶輸送機(jī)等的電力負(fù)荷，應(yīng)取其計(jì)算負(fù)荷。其井下用電設(shè)備的需用系數(shù)及平均功率因數(shù)如表 41 所示。表 41 井下用電設(shè)備的需用系數(shù)及平均功率因數(shù)表井下負(fù)荷名稱 需用系數(shù) Kr平均功率因數(shù) ?cos備注一般機(jī)械化工作面炮采工作面（緩傾斜煤層）炮采工作面（急傾斜煤層）掘進(jìn)工作面輸送機(jī)井底車場(chǎng)：無主排水設(shè)備有主排水設(shè)備Kr值按式（2）計(jì)算取計(jì)算功率井下總負(fù)荷的計(jì)算，考慮到負(fù)荷變化較大的采區(qū)與負(fù)荷較穩(wěn)定的主排水泵等井下固定設(shè)備的區(qū)別，為更接近實(shí)際，按下式（43）計(jì)算： （43）TSNS KP*)cos(????式中 S S——井下總負(fù)荷的視在功率，kVA；——井下各用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的視在功率之和，kVA；? ——井下主排水泵計(jì)算功率之和，kW；NP ——井下主排水泵的加權(quán)平均功率因數(shù)；?cosKs——井下主排水泵的同時(shí)系數(shù)，只有排水設(shè)備時(shí)取 1，有其他固定設(shè)備時(shí)取 ；——同時(shí)系數(shù)。T井下總負(fù)荷的功率因數(shù)應(yīng)按式（43）的復(fù)數(shù)計(jì)算，即有功功率和無功功率分別相加后，可求得總負(fù)荷的功率因數(shù)。 井下負(fù)荷的計(jì)算按井下用電設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 12 和需用系數(shù)及平均功率因數(shù)如表 41所示，具體計(jì)算如下：一般機(jī)械化工作面Kr=+?NSPPS=80 kW， =（80+24++17+44）kW = kWNP故 K r=， =?cos=?*S?輸送機(jī)、絞車Kr=， =， =（120+55+105+60）kW =340 kW?cosNP= =?cos*rKS??炮采工作面（緩傾斜煤層）Kr=， =， =（17++36+22）kW = kWcosN =72kVA?cos*rPS?掘進(jìn)工作面Kr=， =， =（48+22+60）kW =130 kW?cosN =?cos*rKS??主排水設(shè)備KS=1， =， =90 kWNP =?cos*NP? 井下總負(fù)荷計(jì)算 TSS KK*)cos(???=（++72++）=620kVA ( =)T 井下中央變電所位置選擇原則 (1)盡量位于負(fù)荷中心，保證一類負(fù)荷主排水泵電動(dòng)機(jī)的供電，通常將中央變電所洞室與水泵房建在一起； (2)地質(zhì)條件好，頂、底板穩(wěn)定，無淋水； (3)變電所要求通風(fēng)良好，運(yùn)輸方便； (4)電纜進(jìn)出線方便。一般井下中央變電所的位置如圖 41 所示。圖 41 井下中央變電所位置1 一主井；2 一副井；3 一中央變電所；4 一水泵房 井下中央變電所主接線1．主接線原則常見的主接線原則如下：1) 高壓電源進(jìn)線與饋出線同時(shí)控制；2) 高壓母線用單母線分段，兩段母線之問設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，正常時(shí)母線分列運(yùn)行；3) 一類負(fù)荷分別接于兩段母線上，其它高壓負(fù)荷盡量均勻地分配在兩段母線上；4) 高壓電纜進(jìn)線數(shù)目與母線段數(shù)相對(duì)應(yīng)，并分別接于備段上。2．井下中央變電所主接線方式井下中央變電所，10kV 高壓電源進(jìn)線為兩條電纜，其接線方式如圖42 所示。圖 42 兩臺(tái)變壓器低壓側(cè)有聯(lián)絡(luò)開關(guān)的接線方式 DW 一 DW80 型饋電開關(guān)**煤礦井下設(shè)計(jì)如圖 42，具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、可靠的特點(diǎn)。因?yàn)橄戮娎|為兩條，當(dāng)—條電纜發(fā)生故障時(shí)，另一條電纜能夠承擔(dān)井下最大涌水量時(shí)的排水負(fù)荷。本設(shè)計(jì)井下中央變電所主接線方式圖 42 為兩臺(tái)變壓器低壓側(cè)有聯(lián)絡(luò)開關(guān)的接線方式，這種接線方式的優(yōu)點(diǎn)是可以方便的擴(kuò)展成為多臺(tái)變壓器供電，以便隨時(shí)備用。5 短路電流計(jì)算本章內(nèi)容為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是**煤礦設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，同時(shí)也是以后各章節(jié)計(jì)算和設(shè)備選擇的基礎(chǔ)。 短路電流計(jì)算選擇 供電系統(tǒng)中可能發(fā)生的故障類型比較多，但常見的，而且危害較大的故障就是短路。所謂短路，是指供電系統(tǒng)中不等電位的導(dǎo)電部分在電氣上被短接時(shí)的總稱。根據(jù)短接的情況不同，可將短路分為如下圖所示的幾種。在短路電流計(jì)算時(shí)，對(duì)于三相對(duì)稱短路一般采用計(jì)算曲線法；對(duì)于不對(duì)稱短路，則采用對(duì)稱分量法。 三相短路 兩相短路 兩相接地短路 大接地電流系統(tǒng)中的單相接地短路小接地電流系統(tǒng)中的單相接地短路圖 51 五種短路方式任何一種短路都有可能擴(kuò)大而造成三相短路。因?yàn)槎搪泛笏a(chǎn)生的電弧，會(huì)迅速破壞相間絕緣，而形成三相短路，在電纜網(wǎng)路中更為常見。 由于煤礦供電系統(tǒng)大都為小接地電流系統(tǒng)，且大都距大發(fā)電廠較遠(yuǎn)，故單相短路電流值一般都小于三相短路電流值，而兩相短路電流值也比三相短路電流值小，因此在本設(shè)計(jì)的短路電流計(jì)算中，以三相短路電流為重點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。 計(jì)算短路電流的目的發(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，通常可達(dá)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(dòng)力，并使載流體溫度急劇上升而損壞設(shè)備。同時(shí)短路點(diǎn)電壓將降為零，在短路點(diǎn)附近，電壓也要相應(yīng)地顯著下降，造成這些地方的供電中斷或嚴(yán)重影響電動(dòng)機(jī)工作。在發(fā)生接地短路時(shí)所出現(xiàn)的不對(duì)稱短路電流，還將對(duì)與架空線平行敷設(shè)的通訊線路產(chǎn)生干擾。更危險(xiǎn)的是當(dāng)短路點(diǎn)離發(fā)電廠很近，而且短路的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)．可能造成發(fā)電機(jī)失去同步，而使整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行解體，這是最嚴(yán)重的后果。 為了防止發(fā)生短路所造成的危害及限制故障范圍的擴(kuò)大，需要進(jìn)行—系列的計(jì)算及采取相應(yīng)措施。以保證供電系統(tǒng)在正?；蚬收系那闆r下，做到安全、可靠又經(jīng)濟(jì)。掌握短路電流的計(jì)算方法很重要。綜上所述，計(jì)算短路電流的目的，可歸納為下列幾點(diǎn)： (1)作為系統(tǒng)主接線方案比較的項(xiàng)目之一，以便判斷哪種主接線方式更能保障供電的安全和可靠，然后再?zèng)Q定系統(tǒng)的主要運(yùn)行方式。 (2)作為校驗(yàn)電氣設(shè)備的依據(jù)，以便確定所選的設(shè)備，在發(fā)生短路故障時(shí)是否會(huì)被損壞。(3)正確地選擇和校驗(yàn)限制短路電流所需的設(shè)備，以確保電氣設(shè)備不被短路電流損壞。(4)確定選擇和校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置所需的各種參數(shù)。(5)根據(jù)故障的實(shí)際情況，進(jìn)行故障分析，找出事故的發(fā)生原因。 三相短路電流的計(jì)算方法三相短路電流的計(jì)算方法總體有精確計(jì)算法和近似估算法兩種，我這里采用的是近似估算法。 電源為無限容量時(shí)的短路電流計(jì)算當(dāng)電源為無限容量時(shí)，即認(rèn)為在短路過程中，電源的電壓維持不變。也就是說電源的電阻和電抗均為零。但實(shí)際上電源的容量和阻抗總有一定數(shù)值，因此，當(dāng)電源的阻抗不超過短路回路總阻抗(或計(jì)算電抗)的 5％一10％時(shí)，就可以忽略電源的阻抗。如果以供電電源為基準(zhǔn)的電抗標(biāo)么值大于或等于 3，即計(jì)算電抗標(biāo)么值 XΣ *′≥3 時(shí)，可以認(rèn)為短路電流周期分量在整個(gè)短路過程中保持不變，也就是短路電流不衰減，其短路電流計(jì)算方法與電源為無限容量時(shí)的短路電流計(jì)算方法相同。 具體的計(jì)算步驟如下： 根據(jù)供電系統(tǒng)繪制等值電路圖，一般稱為“計(jì)算系統(tǒng)圖” ，要求在圍上標(biāo)出各元件的參數(shù)，并標(biāo)出各短路點(diǎn)的位置(短路點(diǎn)應(yīng)根據(jù)計(jì)算短路電流的目的決定)。對(duì)較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，還要根據(jù)計(jì)算要求依次繪制出簡(jiǎn)化的等值圖，在圖上和計(jì)算過程中，電抗標(biāo)么值可直接用編號(hào)表示，省略電抗標(biāo)么值的符號(hào)。分子表示某元件電抗的編號(hào)，分母為其標(biāo)么值的大小。 確定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，并根據(jù)公式?jīng)Q定基準(zhǔn)電流值。 求出系統(tǒng)各元件的標(biāo)么基準(zhǔn)電抗，并將計(jì)算結(jié)果標(biāo)注在等值圖上。 按等值圖各元件電抗的連接情況，求出由電源到短路點(diǎn)的總電抗XΣ *。按歐姆定律求短路電流標(biāo)么值：由于電源是無限容量的，所以電源電壓始終保持恒定，故短路電流標(biāo)么值 I*可按下式直接求出：I*＝1／X Σ *＝S *式中 I *、S *——分別為短路電流標(biāo)幺值和短路容量標(biāo)么值。而且短路后各種時(shí)間的短路電流標(biāo)么值與短路容量標(biāo)么值都相等，即I*″＝I *＝I ∞ *＝S *″＝S *＝S ∞ * 求短路容量和短路電流。為了向供電設(shè)汁提供所需的資料，應(yīng)確定下列幾種短路電流和短路容量： A 、求出當(dāng) t＝0 時(shí)的短路電流 I″和短路容量 S″； B、求出當(dāng) t＝ 時(shí)的短路電流 ； C、求出當(dāng) t＝∞時(shí)的穩(wěn)定短路電流 I∞ ，和穩(wěn)定短路容量 S∞ 。I″＝I ＝I ∞ ＝I *Ib（kA） S″＝S ＝S ∞ = I*Sb（kA）ikr= I″（kA） 。 I km= I″（kA）（i kr計(jì)算短路電流沖擊值；I km短路全電流最大有效值） 電源為有限容量時(shí)的短路電流計(jì)算電源為有限容量時(shí)短路電流的計(jì)算方法，與電源為無限容量的短路電流計(jì)算方法的區(qū)別在于：因?yàn)楫?dāng)電源為有限容量時(shí)，電源的阻抗就不能忽略。在短路過程中，由于電流增加很多倍，勢(shì)必造成電源端的電壓下降，使短路電流周期分量衰減，從而形成短路后不同時(shí)刻的短路電流值不相等，使計(jì)算工作更為復(fù)雜。對(duì)此情況一般都采用計(jì)算曲線（也稱運(yùn)算曲線）的方法，求得短路電流。具體計(jì)算步驟：根據(jù)已知資料給定的供電系統(tǒng)及各元件的參數(shù)，繪制計(jì)算系統(tǒng)圖，標(biāo)出短路點(diǎn)位置，對(duì)較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，還要根據(jù)計(jì)算的要求依次繪制簡(jiǎn)化的等值圖。選取基準(zhǔn)值。分別求得各元件的標(biāo)么基準(zhǔn)電抗，并將它標(biāo)在等值圖上。由等值圖逐步地求出各短路點(diǎn)的總電抗標(biāo)么值 XΣ *。當(dāng)我們所選的基準(zhǔn)容量與電源（不論分組的或等值的）的總額定容量不相同時(shí)，必須將總電抗標(biāo)