【文章內(nèi)容簡介】 —變電所的負荷容量（此時為變壓器的實際負荷容量），KVA； 兩臺同容量變壓器并聯(lián)運行時，其總運行功率損耗應為此時單臺變壓器運行損耗的2倍。同理，當n臺同容量變壓器并聯(lián)運行時，其總運行功率損耗為此時一臺變壓器運行損耗的n倍，即 （36） 由于本設計中要求兩臺變壓器一用一備，所以每臺變壓器的容量都應大于全礦計算負荷，因此，此處在對變壓器經(jīng)濟運行分析時，應按照單臺變壓器運行時功率損耗計算，： （37）=+=變壓器的經(jīng)濟運行：根據(jù)負荷的變化情況，調(diào)整變壓器的運行方式，使其在功率損耗最小的條件下運行，稱為變壓器的經(jīng)濟運行。 對于單臺運行的變壓器，要使變壓器運行經(jīng)濟，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,可求得單臺變壓器的經(jīng)濟負荷Sec為： （38） 單臺變壓器運行時的經(jīng)濟負荷率βec為： （39）式中 Sec——經(jīng)濟運行臨界容量，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)濟當量，大型礦井一般取Kec=。變壓器功率損耗ΔP1與變壓器負荷S的關系曲線： ΔP ΔPⅠ ΔPⅡ A O Scr S圖32 變壓器經(jīng)濟運行的臨界負荷 圖中，ΔPⅠ為一臺變壓器運行的損耗；ΔPⅡ為兩臺變壓器并聯(lián)運行時的損耗。由圖可見，兩條曲線的交點A所對應的負荷Scr就是變壓器經(jīng)濟運行的臨界負荷。 由圖32可以看出：當SScr時，因ΔPⅠΔPⅡ，一臺變壓器運行經(jīng)濟；當SScr時，因ΔPⅠΔPⅡ,兩臺變壓器運行經(jīng)濟。 當S=Scr，則ΔPⅠ=ΔPⅡ，即 由此可求得兩臺變壓器并聯(lián)經(jīng)濟運行的臨界負荷Scr為： 當一臺變壓器運行與兩臺同容量變壓器并聯(lián)運行損耗相同時，稱βec為一臺變壓器運行時的臨界負荷率，即 同理，當變電所設置n臺容量相同的變壓器時，則n臺與n1臺經(jīng)濟運行的臨界負荷Scr為： 本礦若采用2臺變壓器經(jīng)濟運行的臨界容量為： 因此，當實際負荷容量S13016KVA時，系統(tǒng)采用一臺變壓器運行經(jīng)濟；當實際負荷容量S13016KVA時，系統(tǒng)采用兩臺變壓器運行經(jīng)濟。由于該煤礦供電系統(tǒng)中35kV側(cè)全礦計算負荷為Sca=,且大于兩臺變壓器經(jīng)濟運行的臨界容量Scr=13016KVA，故宜選用1臺變壓器運行一臺備用的方案，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)濟效益的運行方式。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，應首先明確其基本要求： （1）安全可靠。應符合國家標準和有關技術規(guī)范的要求，充分保證人身和設備的安全。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的要求。原則如下： 保證供電可靠，力求減少使用開關、起動器、使用電纜的數(shù)量應最少。原則上一臺起動器控制一臺設備。地面變電所動力變壓器多于一臺時，應合理分配變壓器負荷，通常一臺變壓器負擔一個工作面用電設備。變壓器最好不并聯(lián)運行。采煤機宜采用單獨電纜供電，工作面配電點到各用電設備宜采用輻射式供電上山及順槽輸送機宜采用干線式供電。配電點起動器在三臺以下，一般不設配電點進線自動饋電開關。工作面配電點最大容量電動機用的起動器應靠近配電點進線，以減少起動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、掘進工作面與回采工作面的電氣設備應分開供電，局部扇風機實行風電沼氣閉鎖，沼氣噴出區(qū)域、高壓沼氣礦井、煤與沼氣突出礦井中，所有掘進工作面的局扇機械裝設三專（專用變壓器、專用開關、專用線路）二閉鎖設施即風、電、沼氣閉鎖。 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輸電線路不遠，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，正常時兩臺變壓器分列運行。 一級負荷由于涉及到人身安全和重要經(jīng)濟部門，所以對于一級負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荷供電，來保障一級負荷不會斷電。 設計采用內(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。 這種主接線的運行靈活性好，供電可靠性較高，適用一，二級負荷的工廠。如果某路電源例如wl1線路停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開QF1，投入QF3，即可由wl2恢復對變壓器的供電。 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會較多，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，對于重要用戶可由分別接于倆段母線上的倆條出線同時供電，當任一祖母線發(fā)生故障或者檢修時，重要用戶仍可以通過正常段母線繼續(xù)供電，而倆段母線同時出現(xiàn)故障檢修的概率很小，大大提高了對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，在供電設計和運行中，必須進行短路電流計算，以解決些列技術問題。 （1）選擇電氣設備和載流導體，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。 短路電流計算中應計算的數(shù)值 ,即三相短路電流周期分量第一周期的有效值。它可供計算繼電保護裝置的整定值和計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)，并可供下一級變電所計算短路電流之用； 短路電流穩(wěn)態(tài)有效值,可用來校驗設備、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，可用來校驗電器設備、載流導體及母線的動穩(wěn)定性。 三相短路電流計算的步驟根據(jù)供電系統(tǒng)繪制等值網(wǎng)絡（1）選取基準容量Sj和基準電壓Uj，并根據(jù)公式?jīng)Q定基準電流值Ij。（2）求出系統(tǒng)各元件的標么基準電抗，將計算結果標注在等值網(wǎng)絡圖上。（3）按等值網(wǎng)絡各元件的聯(lián)接情況，求出由電源到短路點的總阻抗。（4）按歐姆定律求短路電流標么值：對于電源是無限大容量的系統(tǒng)，其短路電流標么值可按公式51求出： （51） 且短路后各種時間的短路電流標么值與短路容量標么值都相等，即 （52）（5）求短路電流和短路容量；為了向供電設計提供所需的資料，應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，標幺值相量等于線量，三相功率和單相功率的標幺值相同，當電網(wǎng)的電源電壓為額定值時，功率標幺值與電流標幺值相等，且等于電抗標幺值的倒數(shù)。倆個標幺值相加或相乘，仍得到統(tǒng)一基準下的標幺值。由于以上優(yōu)點，用標幺值法計算短路電流可使計算簡便，且結果明顯，便于迅速判斷計算結果的準確性。短路各元件阻抗參數(shù)計算 (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、副提升機(電纜):（7）風機配電線路（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 最大運行方式通過各短路阻抗元件參數(shù)可得，上級電源取自FA變電站的電源使電源處阻抗最小，35kv變電站倆臺變壓器同時工作時阻抗最小，10kv母線各符合均采用雙回路同時工作時阻抗最小，所以確定最大運行方式。如圖所示當K1點發(fā)生短路 當k2點發(fā)生短路同理可得其余各短路點的，，序號短路點名稱1K14172K21783K31324K41325K51326K61007K71638K81599K916210K10158 表51 最大運行方式短路電流統(tǒng)計表通過各短路阻抗元件參數(shù)可得，上級電源取自FB變電站的電源使電源處阻抗最大，35kv變電站倆臺變壓器只有一臺工作時阻抗最大，10kv母線各負荷均采用單回路工作時阻抗最大，所以確定最小運行方式。當k1點發(fā)生短路時： 基準電流： 總電抗： 短路電流次暫態(tài)值： 兩項短路電流： 同理可得其余各短路點的,表52 最小運行方式短路電流統(tǒng)計表序號短路點名稱1K12K23K34K45K56K67K78K89K910K10第六章 供電線路的選擇（1） 在正常工作時電纜芯線的實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。，電纜芯線的時間溫升決定它所流過的負荷電流，因此，為保證電纜的正常運行，必須保證實際流過電纜的最大長時工作電流不得超過它所允許的負荷電流。（2） 正常運行時，電纜網(wǎng)路的實際電壓損失必須不大于網(wǎng)路所允許的電壓損失。為保證電動機的正常運行，其端電壓不得低于額定電壓的95%，否則電動機等電氣設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，容量最大的電動機起動時，因起動電流過大而造成電壓損失也最大。因此，必須校驗大容量電動機起動大，是否能保證其他用電設備所必須的最低電壓。即進行起動條件校驗。（4） 電纜的機械強度應滿足要求，特別是對移動設備供電的電纜。采區(qū)常移動的橡套電纜支線的截面選擇一般按機械強度要求的最小截面選取時即可，不必進行其他項目的校驗。對于干線電纜，則必須首先按允許電流及起動條件進行校驗。（5） 對于低壓電纜，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，因此可不必再進行短路時的熱穩(wěn)定校驗。1. 電纜長度的確定（6） 為了便于安裝維護，便于設備移動，確定電纜長度時還應考慮以下幾點：（7） 移動設備的電纜，須增加機頭部分活動長度3～5m。（8） 當電纜有中間接頭時，應在電纜兩端頭各增加3m。（9） 對半固定設備的電動機至就地控制開關的電纜長度，一般取5～10m。（10） 掘進配電點的電源電纜長度，一般按設計礦井投產(chǎn)時標準再加100m配備。（11） 掘進配電點至掘進設備