【文章內(nèi)容簡介】 —變電所的負(fù)荷容量（此時(shí)為變壓器的實(shí)際負(fù)荷容量），KVA； 兩臺(tái)同容量變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，其總運(yùn)行功率損耗應(yīng)為此時(shí)單臺(tái)變壓器運(yùn)行損耗的2倍。同理，當(dāng)n臺(tái)同容量變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，其總運(yùn)行功率損耗為此時(shí)一臺(tái)變壓器運(yùn)行損耗的n倍，即 （36） 由于本設(shè)計(jì)中要求兩臺(tái)變壓器一用一備，所以每臺(tái)變壓器的容量都應(yīng)大于全礦計(jì)算負(fù)荷，因此，此處在對(duì)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析時(shí)，應(yīng)按照單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)功率損耗計(jì)算，： （37）=+=變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：根據(jù)負(fù)荷的變化情況，調(diào)整變壓器的運(yùn)行方式，使其在功率損耗最小的條件下運(yùn)行，稱為變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 對(duì)于單臺(tái)運(yùn)行的變壓器，要使變壓器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，就必須滿足變壓器單位容量的有功功率損耗換算值ΔP1/S最小。令,可求得單臺(tái)變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷Sec為： （38） 單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率βec為： （39）式中 Sec——經(jīng)濟(jì)運(yùn)行臨界容量，KVA。 ——變壓器額定容量，KVA； ΔP0——變壓器空載有功損耗，KW； ΔQ0——變壓器空載無功損耗，kvar； ΔPNT——變壓器滿載有功損耗，KW； ΔQNT——變壓器滿載無功損耗，kvar； Kec——無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，大型礦井一般取Kec=。變壓器功率損耗ΔP1與變壓器負(fù)荷S的關(guān)系曲線： ΔP ΔPⅠ ΔPⅡ A O Scr S圖32 變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷 圖中，ΔPⅠ為一臺(tái)變壓器運(yùn)行的損耗；ΔPⅡ?yàn)閮膳_(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的損耗。由圖可見，兩條曲線的交點(diǎn)A所對(duì)應(yīng)的負(fù)荷Scr就是變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷。 由圖32可以看出：當(dāng)SScr時(shí)，因ΔPⅠΔPⅡ，一臺(tái)變壓器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)；當(dāng)SScr時(shí)，因ΔPⅠΔPⅡ,兩臺(tái)變壓器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。 當(dāng)S=Scr，則ΔPⅠ=ΔPⅡ，即 由此可求得兩臺(tái)變壓器并聯(lián)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷Scr為： 當(dāng)一臺(tái)變壓器運(yùn)行與兩臺(tái)同容量變壓器并聯(lián)運(yùn)行損耗相同時(shí)，稱βec為一臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的臨界負(fù)荷率，即 同理，當(dāng)變電所設(shè)置n臺(tái)容量相同的變壓器時(shí)，則n臺(tái)與n1臺(tái)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷Scr為： 本礦若采用2臺(tái)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界容量為： 因此，當(dāng)實(shí)際負(fù)荷容量S13016KVA時(shí)，系統(tǒng)采用一臺(tái)變壓器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)；當(dāng)實(shí)際負(fù)荷容量S13016KVA時(shí)，系統(tǒng)采用兩臺(tái)變壓器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。由于該煤礦供電系統(tǒng)中35kV側(cè)全礦計(jì)算負(fù)荷為Sca=,且大于兩臺(tái)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界容量Scr=13016KVA，故宜選用1臺(tái)變壓器運(yùn)行一臺(tái)備用的方案，這樣變壓器自身和電力系統(tǒng)的有功功率損耗最小，從而獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益的運(yùn)行方式。第四章 地面供電系統(tǒng)的接線方案 在確定變電所主接線前，應(yīng)首先明確其基本要求： （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。此外，還應(yīng)負(fù)荷等級(jí)的不同采取相應(yīng)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(qiáng)調(diào)其安全可靠性而造成不應(yīng)有的浪費(fèi)。 （2）操作方便，運(yùn)行靈活。供電系統(tǒng)的接線應(yīng)保證工作人員在正常運(yùn)行和發(fā)生事故時(shí)，便于操作和維修，以及運(yùn)行靈活，倒閘方便。 （3）經(jīng)濟(jì)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(yīng)力求簡單，以減少設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用。 （4）便于發(fā)展。接線方式應(yīng)保證便于將來發(fā)展，同時(shí)能適應(yīng)分期建設(shè)的要求。原則如下： 保證供電可靠，力求減少使用開關(guān)、起動(dòng)器、使用電纜的數(shù)量應(yīng)最少。原則上一臺(tái)起動(dòng)器控制一臺(tái)設(shè)備。地面變電所動(dòng)力變壓器多于一臺(tái)時(shí)，應(yīng)合理分配變壓器負(fù)荷，通常一臺(tái)變壓器負(fù)擔(dān)一個(gè)工作面用電設(shè)備。變壓器最好不并聯(lián)運(yùn)行。采煤機(jī)宜采用單獨(dú)電纜供電，工作面配電點(diǎn)到各用電設(shè)備宜采用輻射式供電上山及順槽輸送機(jī)宜采用干線式供電。配電點(diǎn)起動(dòng)器在三臺(tái)以下，一般不設(shè)配電點(diǎn)進(jìn)線自動(dòng)饋電開關(guān)。工作面配電點(diǎn)最大容量電動(dòng)機(jī)用的起動(dòng)器應(yīng)靠近配電點(diǎn)進(jìn)線，以減少起動(dòng)器間連接電纜的截面。供電系統(tǒng)盡量減少回頭供電。低沼氣礦井、掘進(jìn)工作面與回采工作面的電氣設(shè)備應(yīng)分開供電，局部扇風(fēng)機(jī)實(shí)行風(fēng)電沼氣閉鎖，沼氣噴出區(qū)域、高壓沼氣礦井、煤與沼氣突出礦井中，所有掘進(jìn)工作面的局扇機(jī)械裝設(shè)三專（專用變壓器、專用開關(guān)、專用線路）二閉鎖設(shè)施即風(fēng)、電、沼氣閉鎖。 為了保證對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷進(jìn)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(tái)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(jí)變電站距本礦變電所輸電線路不遠(yuǎn)，可以選全橋，且一次側(cè)采用全橋接線，二次側(cè)采用單母線分段接線，35kV架空線路由兩條線路送到本礦變電所，正常時(shí)兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行。 一級(jí)負(fù)荷由于涉及到人身安全和重要經(jīng)濟(jì)部門，所以對(duì)于一級(jí)負(fù)荷的供電必須采用雙回路，此處先從10kv線路的倆段母線分別向負(fù)荷供電，來保障一級(jí)負(fù)荷不會(huì)斷電。 設(shè)計(jì)采用內(nèi)橋式接線的總降變電所主接線，這種主接線，其一次側(cè)的高壓斷路器QF3跨接在倆路電源進(jìn)線之間，猶如一架橋梁，而且處在線路斷路器QF1和QF2的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式接線。 這種主接線的運(yùn)行靈活性好，供電可靠性較高，適用一，二級(jí)負(fù)荷的工廠。如果某路電源例如wl1線路停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開QF1，投入QF3，即可由wl2恢復(fù)對(duì)變壓器的供電。 這種內(nèi)橋接線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會(huì)較多，變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。 單母線分段接線提高了供電的可靠性和靈活性。母線分段后，對(duì)于重要用戶可由分別接于倆段母線上的倆條出線同時(shí)供電，當(dāng)任一祖母線發(fā)生故障或者檢修時(shí)，重要用戶仍可以通過正常段母線繼續(xù)供電，而倆段母線同時(shí)出現(xiàn)故障檢修的概率很小，大大提高了對(duì)重要用戶的供電可靠性。根據(jù)地面變電所供電系統(tǒng)擬定原則，如附圖（供電系統(tǒng)擬定圖）所示 第五章 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的研究供電系統(tǒng)的短路并計(jì)算各種情況下的短路電流，對(duì)供電系統(tǒng)的擬定、運(yùn)行方式的比較、電氣設(shè)備的選擇及繼電保護(hù)整定都有重要意義。短路產(chǎn)生的后果極為嚴(yán)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(jì)和運(yùn)行中，必須進(jìn)行短路電流計(jì)算，以解決些列技術(shù)問題。 （1）選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，必須用短路電流校驗(yàn)其熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。 （2）設(shè)置和整定繼電保護(hù)裝置，使之能正確地切除短路故障。 （3）確定限流措施，當(dāng)短路電流過大造成設(shè)備選擇困難或不經(jīng)濟(jì)時(shí)，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(yùn)行方式等。 短路電流計(jì)算中應(yīng)計(jì)算的數(shù)值 ,即三相短路電流周期分量第一周期的有效值。它可供計(jì)算繼電保護(hù)裝置的整定值和計(jì)算短路沖擊電流及短路全電流最大有效值之用。 三相短路容量，用來判斷母線短路容量是否超過規(guī)定值、作為選擇限流電抗器的依據(jù)，并可供下一級(jí)變電所計(jì)算短路電流之用； 短路電流穩(wěn)態(tài)有效值,可用來校驗(yàn)設(shè)備、母線及電纜的熱穩(wěn)定性； 短路沖擊電流及短路全電流最大有效值，可用來校驗(yàn)電器設(shè)備、載流導(dǎo)體及母線的動(dòng)穩(wěn)定性。 三相短路電流計(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。（2）求出系統(tǒng)各元件的標(biāo)么基準(zhǔn)電抗，將計(jì)算結(jié)果標(biāo)注在等值網(wǎng)絡(luò)圖上。（3）按等值網(wǎng)絡(luò)各元件的聯(lián)接情況，求出由電源到短路點(diǎn)的總阻抗。（4）按歐姆定律求短路電流標(biāo)么值：對(duì)于電源是無限大容量的系統(tǒng)，其短路電流標(biāo)么值可按公式51求出： （51） 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 （52）（5）求短路電流和短路容量；為了向供電設(shè)計(jì)提供所需的資料，應(yīng)下列短路電流和短路容量：① 求出次暫態(tài)短路電流和短路容量；；② 求出短路沖擊電流和短路全電流最大有效值 kA MVA kA kA （53） 在三相電路中，標(biāo)幺值相量等于線量，三相功率和單相功率的標(biāo)幺值相同，當(dāng)電網(wǎng)的電源電壓為額定值時(shí)，功率標(biāo)幺值與電流標(biāo)幺值相等，且等于電抗標(biāo)幺值的倒數(shù)。倆個(gè)標(biāo)幺值相加或相乘，仍得到統(tǒng)一基準(zhǔn)下的標(biāo)幺值。由于以上優(yōu)點(diǎn)，用標(biāo)幺值法計(jì)算短路電流可使計(jì)算簡便，且結(jié)果明顯，便于迅速判斷計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。短路各元件阻抗參數(shù)計(jì)算 (1)FA變電站變壓器:(2)FB變電站變壓器； （3）SF712500/35型變壓器: （4） （5） （6）主提升機(jī)、副提升機(jī)(電纜):（7）風(fēng)機(jī)配電線路（架空線）： （8）車間配電（電纜）：（7）生活配電（架空線）：（8）辦公配電線路（電纜）：（9）井下線路（電纜）：（10）地面照明線路 最大運(yùn)行方式通過各短路阻抗元件參數(shù)可得，上級(jí)電源取自FA變電站的電源使電源處阻抗最小，35kv變電站倆臺(tái)變壓器同時(shí)工作時(shí)阻抗最小，10kv母線各符合均采用雙回路同時(shí)工作時(shí)阻抗最小，所以確定最大運(yùn)行方式。如圖所示當(dāng)K1點(diǎn)發(fā)生短路 當(dāng)k2點(diǎn)發(fā)生短路同理可得其余各短路點(diǎn)的，，序號(hào)短路點(diǎn)名稱1K14172K21783K31324K41325K51326K61007K71638K81599K916210K10158 表51 最大運(yùn)行方式短路電流統(tǒng)計(jì)表通過各短路阻抗元件參數(shù)可得，上級(jí)電源取自FB變電站的電源使電源處阻抗最大，35kv變電站倆臺(tái)變壓器只有一臺(tái)工作時(shí)阻抗最大，10kv母線各負(fù)荷均采用單回路工作時(shí)阻抗最大，所以確定最小運(yùn)行方式。當(dāng)k1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)： 基準(zhǔn)電流： 總電抗： 短路電流次暫態(tài)值： 兩項(xiàng)短路電流： 同理可得其余各短路點(diǎn)的,表52 最小運(yùn)行方式短路電流統(tǒng)計(jì)表序號(hào)短路點(diǎn)名稱1K12K23K34K45K56K67K78K89K910K10第六章 供電線路的選擇（1） 在正常工作時(shí)電纜芯線的實(shí)際溫升不得超過絕緣所允許的溫升，否則電纜將因過熱而縮短其使用壽命或迅速損壞。橡套電纜允許溫升是65176。，鎧裝電纜允許溫升是80176。，電纜芯線的時(shí)間溫升決定它所流過的負(fù)荷電流，因此，為保證電纜的正常運(yùn)行，必須保證實(shí)際流過電纜的最大長時(shí)工作電流不得超過它所允許的負(fù)荷電流。（2） 正常運(yùn)行時(shí)，電纜網(wǎng)路的實(shí)際電壓損失必須不大于網(wǎng)路所允許的電壓損失。為保證電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行，其端電壓不得低于額定電壓的95%，否則電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備將因電壓過低而燒毀。所以被選定的電纜必須保證其電壓損失不超過允許值。（3） 距離電源最遠(yuǎn)，容量最大的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，因起動(dòng)電流過大而造成電壓損失也最大。因此，必須校驗(yàn)大容量電動(dòng)機(jī)起動(dòng)大，是否能保證其他用電設(shè)備所必須的最低電壓。即進(jìn)行起動(dòng)條件校驗(yàn)。（4） 電纜的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)滿足要求，特別是對(duì)移動(dòng)設(shè)備供電的電纜。采區(qū)常移動(dòng)的橡套電纜支線的截面選擇一般按機(jī)械強(qiáng)度要求的最小截面選取時(shí)即可，不必進(jìn)行其他項(xiàng)目的校驗(yàn)。對(duì)于干線電纜，則必須首先按允許電流及起動(dòng)條件進(jìn)行校驗(yàn)。（5） 對(duì)于低壓電纜，由于低壓網(wǎng)路短路電流較小，按上述方法選擇的電纜截面的熱穩(wěn)定性均能滿足其要求，因此可不必再進(jìn)行短路時(shí)的熱穩(wěn)定校驗(yàn)。1. 電纜長度的確定（6） 為了便于安裝維護(hù)，便于設(shè)備移動(dòng)，確定電纜長度時(shí)還應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：（7） 移動(dòng)設(shè)備的電纜，須增加機(jī)頭部分活動(dòng)長度3～5m。（8） 當(dāng)電纜有中間接頭時(shí)，應(yīng)在電纜兩端頭各增加3m。（9） 對(duì)半固定設(shè)備的電動(dòng)機(jī)至就地控制開關(guān)的電纜長度，一般取5～10m。（10） 掘進(jìn)配電點(diǎn)的電源電纜長度，一般按設(shè)計(jì)礦井投產(chǎn)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)再加100m配備。（11） 掘進(jìn)配電點(diǎn)至掘進(jìn)設(shè)備