【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 級(jí)負(fù)荷的供電，并留有一定的發(fā)展余地。 功率因數(shù)補(bǔ)償與電容器柜選擇 選擇思路 題意要求 35kV 側(cè)的平均功率因數(shù)為 以上，但補(bǔ)償電容器是裝設(shè)聯(lián)接在 6kV 母線上，而 6kV母線上的總計(jì)算負(fù) 荷并不包括主變壓器的功率損耗，這里需要解決的問題是，6kV母線上的功率因數(shù)應(yīng)補(bǔ)償?shù)胶沃挡拍苁?35kV側(cè)的平均功率因數(shù)為 級(jí)以上 ? 分析解決此問題的思路如下：先計(jì)算無補(bǔ)償時(shí)主變壓器的最大功率損耗，由于無功損耗與負(fù)荷率的平方成正比，故出現(xiàn)變壓器最大功率損耗的運(yùn)行方式應(yīng)為一臺(tái)使用，一臺(tái)因故停運(yùn)的情況，據(jù)此計(jì)算 35kV側(cè)的補(bǔ)償前負(fù)荷及功率因數(shù)，并按 參考文獻(xiàn) [1]公式（ 2－ 52）求出當(dāng)功率因數(shù)提至 時(shí)所需要的補(bǔ)償容量，該數(shù)值就可以作為 6kV母線上應(yīng)補(bǔ)償?shù)娜萘?；考慮到礦井 35kV 變電所的 6kV側(cè)均為單母線分兩段 接線，故所選電容器柜應(yīng)為偶數(shù)，據(jù)此再算出實(shí)際補(bǔ)償容量，最后重算變壓器的損耗并校驗(yàn) 35kV側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)。 無補(bǔ)償時(shí)主變壓器的損耗計(jì)算 按一臺(tái)運(yùn)行、一臺(tái)因故停運(yùn)計(jì)算，則負(fù)荷率為 c a .6N .T10059 1 .0 0 5 91 0 0 0 0SS? ? ? ? 煤礦企業(yè)地面 35/6kV 變電所初步設(shè)計(jì) 9 22T 0 K 1 3 . 6 1 . 0 0 5 9 5 3 6 6 . 6 k WP P P?? ? ? ? ? ? ? ? ? 220 KT N .T % % 1 0 0 0 0 (0 . 0 0 8 0 . 0 7 5 1 . 0 0 5 9 ) 8 3 6 . 5 k v a r1 0 0 1 0 0I UQS ?? ? ? ? ? ? ? ?［ （ ） ］ 以上△ P0、△ PK、 I0％、 UK％等參數(shù)由 參考文獻(xiàn) [1]附表 2 查得。 35kV 側(cè)補(bǔ)償前的負(fù)荷與功率因數(shù) c a . 3 5 c a . 6 T 8 8 8 9 6 6 8 9 5 5 k WP P P? ? ? ? ? ? c a . 3 5 c a . 6 T 4 7 0 9 8 3 6 . 5 5 5 4 5 . 5 k v a rQ Q Q? ? ? ? ? ? 2 2 2 23 5 3 5 3 5 8 9 5 5 5 5 4 5 1 0 5 3 3c a c a c as p Q K V A? ? ?? ? ? ? ? c a . 3 535c a . 3 58955c o s 0 . 8 5 1 510533PS? ? ? ? 計(jì)算選擇電容器柜與實(shí)際補(bǔ)償容量 設(shè)補(bǔ)償后功率因數(shù)提高到 35cos ??? ，則 35tan ??? ，取平均負(fù)荷系數(shù) ? ，據(jù)公式可得 39。c o c a . 3 5 3 5 3 5 ( ta n ta n ) 0 . 8 8 9 5 5 ( 0 . 5 2 4 4 0 . 4 8 4 3 ) 2 8 7 k v a rlQ K P ??? ? ? ? ?－ － 按 參考文獻(xiàn) [1]表 2－ 7 選用 GR1C08 型，電壓為 6kV每柜容量 qc=270 kvar 的電容器柜，則柜數(shù) cc287 1 .0 62 7 0QN q? ? ? 取偶數(shù)得 Nf=6 實(shí)際補(bǔ)償容量： f c 6 2 7 0 1 6 2 0 k v a rQ N q? ? ? ? 折算到計(jì)算補(bǔ)償容量為 煤礦企業(yè)地面 35/6kV 變電所初步設(shè)計(jì) 10 . c alo1620 2 0 2 5 k v a r0 . 8 K? ? ? 補(bǔ)償后 6kV 側(cè)的計(jì)算負(fù)荷與功率因數(shù) c a . 6 c a . 6 c .c a 4 7 0 9 2 0 2 5 2 6 8 4 k v a rQ Q Q? ? ? ?－ － 因補(bǔ)償前后有功計(jì)算負(fù)荷不變，故有 39。 2 39。 2 2 26 6 6 8 8 8 9 2 6 8 4 9 2 8 5c a c a c aS p Q K V A? ? ?? ? ? ? ? c a .66c a .68889c o s 0 .9 5 79285PS? ? ? ? ?? 補(bǔ)償后主變壓器最大損耗計(jì)算 補(bǔ)償后一臺(tái)運(yùn)行的負(fù)荷率略有減小 c a .6N .T9285 0 .9 2 8 51 0 0 0 0SS? ?? ? ? ? 22T 0 K 1 3 . 6 0 . 9 2 8 5 5 3 5 9 . 2 k WP P P???? ? ? ? ? ? ? ? ? 220 KT N .T % % 1 0 0 0 0 (0 . 0 0 8 0 . 0 7 5 0 . 9 2 8 5 ) 7 2 5 . 2 k v a r1 0 0 1 0 0I UQS ?? ? ? ? ? ? ? ? ?［ （ ） ］ 補(bǔ)償后 35kV側(cè)的計(jì)算負(fù)荷與功率因數(shù)校驗(yàn) .c a 3 5 c a . 6 T 8 8 8 9 5 9 . 2 8 9 4 7 . 5 k WP P P ?? ? ? ? ? ? ? c a . 3 5 c a . 6 T 2 6 8 4 7 2 5 . 2 3 4 0 9 . 2 k v a rQ Q Q? ?? ? ? ? ? ? ? c a 3 52 2 2 2c a 3 5 c a 3 5 8 9 4 7 . 5 3 4 0 9 . 2 9 5 4 8 k V AS P Q?????? ? ? ? ? ? c a 3 535c a 3 58 9 4 7 . 5c o s 0 . 9 3 7 0 . 99548PS? ???? ? ? ? ?? 煤礦企業(yè)地面 35/6kV 變電所初步設(shè)計(jì) 11 合乎要求。 主變壓器校驗(yàn)及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案 由表 11 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算表可知、全礦三級(jí)負(fù)荷約占總負(fù)荷的 %，故可取負(fù)荷保證系數(shù) Kgu=。 則有 N T g u c a 3 5 0 . 8 5 9 5 4 8 8 1 1 5 k V A 1 0 0 0 0 k V AS K S??? ? ? ? ? ＜ 合乎要求。 兩臺(tái)主變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷可由公式求出，即 002 qe c N Tk q kP K QSS P K Q?? ? ?? ? ? ? 對(duì)于工礦企業(yè)變電所，可取 Kq=，上式Δ Q0、Δ Qk 由公式求得，臨界負(fù)荷為 1 3 . 6 0 . 0 6 0 . 0 0 8 1 0 0 0 01 0 0 0 0 2 6 1 2 85 3 0 . 0 6 0 . 0 7 5 1 0 0 0 0ecS K V A? ? ?? ? ?? ? ? 得經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案為：當(dāng)實(shí)際負(fù)荷 sS ＜ 6128 kVA 時(shí)，宜于一臺(tái)運(yùn)行，當(dāng) 6128 kVAsS ? 時(shí)，宜于兩臺(tái)同時(shí)分列運(yùn)行。 全礦電耗與噸煤電耗計(jì)算 按 參考文獻(xiàn) [1]表 21，一般大型礦井取上限。中小礦井取下限，取年最大負(fù)荷利用小時(shí) 4500maxT ＝ 小時(shí)，故全礦年電耗 39。6m a x m a x m a x c a 3 5 4 5 0 0 8 9 4 7 . 5 4 0 . 3 1 0PA T P T P k W h?? ? ? ? ? ? 噸煤電耗為 654 0 . 2 1 0A 4 0 . 2m 1 0 1 0Pt A k W h t?? ? ?? 擬定繪制礦井地面供電系統(tǒng)一次接線圖 煤礦企業(yè)地面 35/6kV 變電所初步設(shè)計(jì) 12 擬定礦井地面供電系統(tǒng)圖，應(yīng)從 35kV電源線開始，依次確定電源進(jìn)線回路、 35kV和6kV主接線，再考慮各 6kV負(fù)荷的分配與聯(lián)接來構(gòu)思。至于下井電纜的回路數(shù)，主要由負(fù)荷電流和井下開關(guān)最大額定電流，并兼顧是否設(shè)置限流電抗器來統(tǒng)籌考慮。最后繪制地面供電系統(tǒng)一次接線圖。 1．電源進(jìn)線與主接線 按已知原始數(shù)據(jù)，上級(jí)變電所提供兩回 35kV架空電源線路，故電源進(jìn)線回路為 2。對(duì)于煤礦企業(yè)，因一、二級(jí)負(fù)荷占總量的 2／ 3 以上，故 35kV側(cè)宜用全橋接線， 6kV則可采用 單母線分兩段的接線方式。 2．負(fù)荷分配 考慮一、二級(jí)負(fù)荷必須由聯(lián)于不同母線段的雙回路供電，而主、副井提升機(jī)因相距較近（～ 80m），可采用環(huán)形供電；將下井電纜與地面低壓等分配于兩段母線上，力圖在正常生產(chǎn)時(shí)兩段 6kV母線上的負(fù)荷接近相等。具體分配方案見 圖 11。 3．下井電纜回?cái)?shù)確定 由表 11 中 1 12 行，考慮 的同時(shí)系數(shù)得井下總負(fù)荷為 ? ?ca 0 . 9 6 1 9 9 5 1 7 6 0 3 6 0 4 . 8 k WP ? ? ? ? ? ?ca 0 . 9 6 1 0 3 8 . 4 1 6 6 7 . 5 2 5 9 7 . 7 k v a rQ ? ? ? ? 2 2 2 2ca c a c a 3 6 0 4 . 8 2 5 9 7 . 7 4 4 4 3 . 2S P Q K V A? ? ? ? ? 井下最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流（計(jì)算電流） cao . m c aN4 4 4 3 . 2 4 2 7 . 53 3 6l SII U? ? ? ?? 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(dāng)一回因故停止供電時(shí)，其它電纜應(yīng)能滿足井下全部負(fù)荷的供電。所以，本例至少應(yīng)選用3 回，考慮到負(fù)荷分配和運(yùn)行的靈活性，最后確定 4 回下井電纜，兩兩并聯(lián)后分列運(yùn)行。 煤礦企業(yè)地面 35/6kV 變電所初步設(shè)計(jì) 13 至于下井電纜上是否串接限流電抗器，應(yīng)在短路計(jì)算完成后，根據(jù)井下 6kV母線上的短路容量是否超出原始資料中不大于 100MVA 的要求來決定。經(jīng)粗略估算，本例可以不設(shè)置限流電抗器。 4．繪制 供電系統(tǒng)圖 據(jù)以上的計(jì)算分析比較，可繪得該礦井地面變電所供電系統(tǒng)一次接線如圖 11 圖 11 某礦 35KV地面變電所供電系統(tǒng)一次接線圖 35 KV 一號(hào)進(jìn)線FU 1 RW 9 35 / 2T 3 SF 9 50 , 35 / 0 . 4 VQS 1 GW 35 GD / 600LZZBJ 4 35TA 1QF 1QS 3ZW 7 40 . 5 / 1250QS 5QF 1QS 6QS 7TA 2QF 3TA 3T 1SF 9 10000 / 35QS 11F 1FU 3RW 10 35 / 0 . 5HY 5 WZ 42 / 134IDI 35 TV 1LMY 80 6 . 335 KV 二號(hào)進(jìn)線QS 2TA 4TA 5TA 6QF 4T 2F 2FU 4TV 2QS 1235 KVT 4FU 2QF 2QS 4QFIIQF 5QF 6FU 5F 3TV 3電壓互感器避雷器柜電壓互感器避雷器柜電容補(bǔ)償柜電容補(bǔ)償柜 TV 5C 1FU 6F 4TV 4C 2TV 6下井電纜3下井電纜4通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)壓風(fēng)機(jī)地面低壓洗煤廠工人村備用下井電纜1下井電纜2通風(fēng)機(jī)1通風(fēng)機(jī)2壓風(fēng)機(jī)地面低壓機(jī)修廠備用主提升井副提升井支農(nóng)工人村17257913 11192123271626 8 10 12 14 20 22 30 28 29煤礦企業(yè)地面 35/6kV 變電所初步設(shè)計(jì) 14 第 二 章 供電系統(tǒng)短路電流計(jì)算 概述 本章要求對(duì)圖 11 所示的供電系統(tǒng)進(jìn)行短路計(jì)算，故根據(jù)短路計(jì)算的目的，首先要在圖 1 上選定合理的短路計(jì)算點(diǎn)，并根據(jù)此繪制等效短路計(jì)算圖。對(duì)于工礦企業(yè) 35/6～ 10kV供電系統(tǒng)，一般為無限大電源容量系統(tǒng)，正常運(yùn)行方式常為全分列方式或一路使用、一路備用方式，電路相對(duì)簡(jiǎn)單，故可在等效短路計(jì)算圖中直接進(jìn)行阻抗的串、并聯(lián)運(yùn)算，以求得各短路點(diǎn)的 等效總阻抗，進(jìn)而求得各短路參數(shù)。本題可按以下四步求解。 一、選取短路計(jì)算點(diǎn)并繪制等效計(jì)算圖 二、選擇計(jì)算各基準(zhǔn)值 三、計(jì)算各元件的標(biāo)么電抗 四、計(jì)算各短路點(diǎn)的總標(biāo)么電抗與短路參數(shù) 按前面給定的條件，對(duì) 圖 11 所示的供電系統(tǒng)進(jìn)行短路電流計(jì)算。要求計(jì)算出有關(guān)短路點(diǎn)最大運(yùn)行方式下的三相短路電流、短路電流沖擊值以及最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流。 根據(jù)第一章的計(jì)算可列出短路電流計(jì)算所需的原始資料如下：該礦地面變電所 35kV采用全橋接線， 6kV 采用單母分段接線；主變壓器型號(hào)為 SF7－ 10000， 35/ 型， Uk%=； 35kV電源進(jìn)線為雙回路架空線路，線路長(zhǎng)度為 ；系統(tǒng)電抗在最大運(yùn)行方式 : X* =，在最小運(yùn)行方式 : X* =。 6kV母線上的線路類型及線路長(zhǎng)度如表 21 所示。 表 21 地面變電所 6kV母線上的線路類型及線路長(zhǎng)度 序號(hào) 設(shè)備名稱 電壓（ kV） 距 6kV 母線距離(km) 線路類型 煤礦企業(yè)地面 35/6kV 變電所初步設(shè)計(jì) 15 1 2 3 4 5 6