【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)了煤礦地面35kV變電系統(tǒng)。用需用系數(shù)法進(jìn)行全礦負(fù)荷計(jì)算，再。進(jìn)行無功率補(bǔ)償，根據(jù)補(bǔ)償后的負(fù)荷結(jié)果確定出該站主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量及型號(hào)。式、運(yùn)行方式、繼電保護(hù)、防雷與接地保護(hù)方案。選擇了斷路器、隔離開關(guān)、繼電器、變壓器等電氣設(shè)備，繪制了供電系統(tǒng)圖。方面都十分重要。

　　

【正文】 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。 2. 采區(qū)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)變壓器擔(dān)負(fù)一個(gè)工作面用電設(shè)備。 3. 變壓器最好不并聯(lián)運(yùn)行。 4. 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。 5. 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)。 6. 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。 7. 供電系統(tǒng)盡量減少回頭供電。 電纜長度的確定 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)： （ 1） 移動(dòng)設(shè)備的電纜，須增加機(jī)頭部分活動(dòng)長度 3～ 5m。 （ 2） 當(dāng)電纜有中間接頭時(shí)，應(yīng)在電纜兩端頭各增加 3m。 （ 3） 對半固定設(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。 （ 4） 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。 （ 5） 掘進(jìn)配電點(diǎn)至掘進(jìn)設(shè)備的電纜長度，按配電點(diǎn)移動(dòng)距離考慮，但電纜長度以不超過 100m 為宜。 電纜型號(hào)的確定 10kV 電纜的選擇 按長時(shí)允許電流初選導(dǎo)線截面，并按短路條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 （ 1）按正常持續(xù)工作電流選擇，考慮最大長時(shí)工作電流時(shí) 29 AUSINe 0 0836m a x????? A 按長時(shí)允許電流校驗(yàn)導(dǎo)線截面 本所環(huán)境溫度為 60℃，故環(huán)境溫度為 36℃時(shí)，導(dǎo)線的溫度修正系數(shù)： 3660t039。0 ??????? ?? ?? mmalIK A 查表。土壤修正系數(shù) Ktr=，并排修正系數(shù) Kp= 故差表可知交聯(lián)聚乙烯系絕緣聚氯乙烯護(hù)套 3*12mm 銅芯電纜允許截流量 I=386A 電纜允許電流 Ial=KtKpKtrIal= 滿足要求 查表可知， R0= /km X= /km 線路損耗 Δ ??? ? URSPL Δ K VARURSQ L ??? ? 井下線路的 總功率 kwP 0 7 0 3 3ca ??? ???Q k VAQPS C 2 1 22/12ca2caa ??? ）（ 允許電壓損失校驗(yàn) Δ U％ =(PR+QX)/10 2NU =(179。 179。 +179。 179。 ) ％ 5％ 滿足電壓損失要求 經(jīng)濟(jì)電流密度校驗(yàn) 2/??? 查表得知銅芯電纜在年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為 5000 小時(shí)以上時(shí)，是比較經(jīng)濟(jì)的。 （ 2）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 按熱穩(wěn)定選擇最小截面為 30 if tKCIA ??m in 式中 C— 熱穩(wěn)定系數(shù)，鋁母線取 95； fK — 集膚效應(yīng)系數(shù)， fK 取 1； ?I — 穩(wěn)態(tài)短路電流， ?I =； it — 假想時(shí)間， it =1+= s（繼電保護(hù) 1S，斷路器固有動(dòng)作時(shí)間 ） 則最小熱穩(wěn)定截面為 2m i n 3 mmtKCIA if ???? ? 2m in 120 mmAA ?? ，滿足要求 所選電纜型號(hào)見表 序號(hào) 符合名稱 電纜型號(hào) 1 井下負(fù)荷 交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜 3179。 120 2mm 2 車間配電 交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜 3179。 16 2mm 3 生活配電 交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜 3179。 18 2mm 4 辦公配電 交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜 3179。 18 2mm 10kV 架空線的選擇 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，按長時(shí)允許電流校驗(yàn)導(dǎo)線截面，并進(jìn)行熱穩(wěn)定和電壓損失校驗(yàn) （ 1）瓦斯抽泵站 ①按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面 負(fù)荷電流為 1037 523 6m a x ???? ?Ne USI A 31 本所環(huán)境溫度為 70℃，故環(huán)境溫度為 36℃時(shí)，導(dǎo)線的長時(shí)允許載流量為 3670039。0 ??????? ?? ?? mmK 查表選 擇 LGJ35 型鋼芯鋁絞線， 40 度時(shí) ,允許截流量 I=137A, I=137*= 滿足要求 查表得 KMR / ? KMX / ? 線路損耗 Δ kwURSPL ??? ? Δ K VARURSQ L ??? ? 瓦斯抽放泵站線路的總功率 kwPca ??? v a 3 2 8 kQ ca ??? k VAQPS C 5 62/12ca2caa ??? ）（ 允許電壓損失校驗(yàn) Δ U％ =(PR+QX)/10 2NU =(179。 179。 +179。 179。 ) ％ 5％ 滿足允許電壓損失要求。 機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn) 查表得鋼芯鋁絞線最小截面為 16 2mm .所以 LGJ35 滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 主斜井配電，風(fēng)機(jī)配電，瓦斯抽放泵站，地面照明均選擇架空線，選擇方法同上，經(jīng)過校驗(yàn)允許電壓損失，機(jī)械強(qiáng)度，均符合設(shè)計(jì)要求。所選架空線型號(hào)見表 32 表 6— 1 架空線型號(hào)表 序號(hào) 符合名稱 架空線型號(hào) 1 主斜井配電 LGJ35 2 風(fēng)機(jī)配電 LGJ35 3 瓦斯抽放泵站 LGJ35 4 地面照明 LGJ35 33 35kv 供電線路選擇 供電線路選擇原則 按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算選定電纜截面，對于輸送容量較大，年最大負(fù)荷利用的小時(shí)數(shù)較高的高壓電纜尤其應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度對其截面進(jìn)行計(jì)算。 按最大持續(xù)負(fù)荷電流校驗(yàn)電纜截面，如 果向單臺(tái)設(shè)備供電時(shí)，則可按設(shè)備的額定電流校驗(yàn)電纜截面。 按系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)發(fā)生的三相短路電流校驗(yàn)電纜的熱穩(wěn)定性，一般在電纜首端選定短路點(diǎn)。井下主變電所饋出線的最小截面，如果采用的鋁芯電纜時(shí)，應(yīng)該不小于50mm2 。 按正常負(fù)荷及有一條井下電纜發(fā)生故障時(shí)，分別校驗(yàn)電纜的電纜的電壓損失。 固定敷設(shè)的高壓電纜型號(hào)按以下原則確定： 1） 在立井井筒或傾角 45176。及其以上的井筒內(nèi)，應(yīng)采用鋼絲鎧裝不滴流鉛包紙絕緣電纜，鋼絲鎧裝交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，鋼絲鎧裝聚氯乙稀絕緣電纜或鋼絲鎧裝鉛包紙絕緣電纜。 2） 在水平巷道或傾角 45176。以下的井巷內(nèi)，采用鋼帶鎧裝不滴流鉛包紙絕緣電纜，鋼帶鎧裝聚氯乙稀絕緣電纜或鋼帶鎧裝鉛包紙絕緣電纜。 3） 在進(jìn)風(fēng)斜井，井底車場及其附近，主變電所至采區(qū)變電所之間的電纜，可以采用鉛芯電纜，其它地點(diǎn)必須采用銅芯電纜。 移動(dòng)變電站應(yīng)采用監(jiān)視型屏蔽橡膠電纜。 選擇步驟： 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面 : A1 =In/nJ =179。 = 式中： A—— 電纜的計(jì)算截面 , mm2； In—— 電纜中正常負(fù)荷時(shí)持續(xù)電流， In=SB1/( 3179。 Ue) =( 3179。 6) =； 34 n—— 同時(shí)工作的電纜根數(shù)， n=1； J—— 經(jīng)濟(jì)電流密度， A/mm2,見《設(shè)指》表 218，取 J=； A2 =In/nJ =179。 = mm2 式中： In—— 電纜中正常負(fù)荷時(shí)持續(xù)電流， In=SB2/( 3179。 Ue) =( 3179。 6) =； 查取電纜型號(hào)為： L1： ZLQP206000 3179。 50； L2： ZLQP206000 3179。 70。 校驗(yàn)方法： （ 1）、按持續(xù)允許電流校驗(yàn)電纜截面： KIP=( へ )179。 10A＞ Ia= 式中： IP—— 環(huán)境溫度為 25度時(shí)電纜允許載流量 ,A由《設(shè)指》表查取 IP=125； K—— 環(huán)境溫度不同時(shí)載流量的校正系數(shù) ,由《設(shè)指》表查取： ≤ K≤ ； Ia—— 持續(xù)工作電流 , Ia= SB1/( 3179。 Ue) =( 3179。 6) = ； KIP=( へ )＞ Ia,符合要求。 （ 2）電纜短路時(shí)的熱穩(wěn)定條件檢驗(yàn)電纜截面 ,取短路點(diǎn)在電纜首端 ,取井下主變電所容量為 50MVA,則 Id（ 3） = Sd/( 3179。 Up) =(50179。 103)/( 3 179。 ) = Amin = (Id（ 3） 179。 tj )/C =(179。 )/90 =A1=50 mm2 35 式中： Amin—— 電纜最小截面 , mm2； Id（ 3） —— 主變電所母線最大運(yùn)行方式時(shí)的短路電流 ,A； tj—— 短路電流作用假想時(shí)間 ,S；對井下開關(guān)取 ； C —— 熱穩(wěn)定系數(shù) , 由《設(shè)指》表查取 C=90； 符合要求。 (3)、按電壓損失校驗(yàn)電纜截面： △ U% =KPL/1000 =179。 179。 =%7% 式中： △ U%—— 電纜電纜中電壓損失的百分?jǐn)?shù)； K—— 兆瓦公里負(fù)荷矩電纜中電壓損失百分?jǐn)?shù) , 由《設(shè)指》表查取 10KV 鋁芯電纜兆瓦公里負(fù)荷矩電纜中電壓損失 K=； PL—— 電纜輸送的有功功率； 7%—— 允許電壓損失百分?jǐn)?shù)； 故滿足要求。 因此所選 ZLQP206000 3179。 50 的高壓電纜符合要求。 36 電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備的選擇原則 變電所主要的電氣設(shè)備有：高壓斷路器；隔離開關(guān)；熔斷器；電壓互感器；電流互感器；避雷器；母線和 絕緣子；成套配電裝置（包括高壓開關(guān)柜和低壓配電屏）。 對各種電氣設(shè)備的基本要求是正常運(yùn)行時(shí)安全可靠，短路通過短路電流時(shí)不致?lián)p壞，因此，電氣設(shè)備必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，按短路條件進(jìn)行校驗(yàn)。 a. 按正常條件選擇 ① 環(huán)境條件 電氣設(shè)備在制造上分戶內(nèi)、戶外兩大類。此外，選擇電氣設(shè)備，還應(yīng)根據(jù) 實(shí)際環(huán)境條件 考慮防水、防火、防腐、防塵、防爆以及高海拔區(qū)或濕熱地區(qū)等方面的要求。 ② 按電網(wǎng)額定電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓 在選擇電器時(shí)，一般可按照電器的額定電壓 UN不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓 NSU 的條件選擇，即： NSN UU ? ③安最大長時(shí)負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流 電氣設(shè)備的額定電流 NI 應(yīng)不小于通過它的最大長時(shí)負(fù)荷電流 maxI ，即： maxIIN? (2)按短路情況校驗(yàn) ①按短路情況來校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 ② 按裝置地點(diǎn)的三相短路容量來校驗(yàn)開關(guān)電器的斷流能力。 35v 開關(guān)柜的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求與據(jù)算，我們 選擇 鎧裝移開式交流金屬封閉開關(guān)柜。 作為發(fā)電廠、變電站及工礦企業(yè)接受和分配電能的之用，對電路起到控制、保護(hù)和檢測等功能，還可以用于控制頻繁操作的場所。 (Z)型鎧裝移開式交流金屬封閉開關(guān)柜系三相交流 50Hz、額定電壓 的戶內(nèi)成套配電裝置。作為發(fā)電廠、變電站及工礦企業(yè)接受和分配電能的之用，對電路起到控制、保護(hù)和檢測等功能，還可以用于控制頻繁操作的場所。 ■ 使用環(huán)境條件： 37 環(huán)境溫度：上限 +40℃，下限 10℃； 相對濕度：日平均值不大于 95%，月平均值不 大于 90%； 海拔高度：不超過 1000m； 飽和蒸汽壓：日平均值不大于 179。 103Mpa,月平均值不大于 179。 103Mpa； 地震烈度：不超過 8度； 水蒸氣壓力：日平均不超過 ,月平均不超過 ； 無火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)、嚴(yán)重污染、化學(xué)腐蝕及劇烈震動(dòng)的場所。 斷路器的選擇 高壓斷路器是供電系統(tǒng)中最重要的電氣設(shè)備之一。它具有完善的滅弧裝置，是一種專門用于切斷和接通電路的開關(guān)設(shè)備。正常運(yùn)行時(shí)把設(shè)備或線路接入或退出運(yùn)行，起著控制作用。當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障是，能快速切出故障回路，保證無故 障部分正常運(yùn)行，起著保護(hù)作用。 高壓斷路器除按電氣設(shè)備的一般原則選擇外，還必須按斷路器的功能校驗(yàn)其額定斷流容量（或開斷電流）、額定關(guān)合電流等各項(xiàng)指標(biāo) 根據(jù)數(shù)據(jù)以及設(shè)計(jì)要求，與開關(guān)柜配套的斷路器為 ，額定電壓 35kv 與設(shè)計(jì)相符，符合要求。 查表可知所選 型斷路器額定工作電流為 1250A。顯然有 AUSI Nca 9353 14 43 ???? 顯然 caI nI ，故該斷路器滿足要求 該斷路器使用溫度 5 到 40 度，海拔不高于 1000，濕度不大于