【正文】 設(shè)備的基本要求是正常運(yùn)行時安全可靠，短路通過短路電流時不致?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。選擇是否合理將直接影響整個供電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。35kV室外電纜瓷瓶選用懸式絕緣子，組成絕緣串，作為電纜絕緣瓷瓶，每組絕緣子常為4個。下面就進(jìn)行短路熱穩(wěn)定校驗。由于所處環(huán)境最高溫度為480C，則其長時允許電流為： 考慮到動穩(wěn)定性，電纜采用平放，其允許電流值應(yīng)再較低8％，故為： 滿足長時允許電流負(fù)荷要求。此時流過電纜的負(fù)荷電流為： A電纜選擇，一般按長時工作電流選擇，用短路條件校驗其動、熱穩(wěn)定性。所選架空線型號見表 表62 架空線型號 序號 負(fù)荷名稱 架空線型號 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 35kV電纜以及架空線的選擇 礦井為一級負(fù)荷，對于礦井變電所的主接線，我們已經(jīng)選用全橋接線方式。機(jī)械強(qiáng)度校驗。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=線路損耗 Δ Δ （63） 井下線路的總功率 （64）允許電壓損失校驗 ΔU％=(PR+QX)/10 =(+) ％5％ （65）滿足電壓損失要求經(jīng)濟(jì)電流密度校驗 查表得知銅芯電纜在年最大負(fù)荷利用小時數(shù)為5000小時以上時，是比較經(jīng)濟(jì)的。3. 10kV電纜的選擇按長時允許電流初選導(dǎo)線截面，并按短路條件校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。（11） 掘進(jìn)配電點(diǎn)至掘進(jìn)設(shè)備的電纜長度，按配電點(diǎn)移動距離考慮，但電纜長度以不超過100m為宜。（9） 對半固定設(shè)備的電動機(jī)至就地控制開關(guān)的電纜長度，一般取5～10m。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，確定電纜長度時還應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：（7） 移動設(shè)備的電纜，須增加機(jī)頭部分活動長度3～5m。對于干線電纜，則必須首先按允許電流及起動條件進(jìn)行校驗。（4） 電纜的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)滿足要求，特別是對移動設(shè)備供電的電纜。因此，必須校驗大容量電動機(jī)起動大，是否能保證其他用電設(shè)備所必須的最低電壓。所以被選定的電纜必須保證其電壓損失不超過允許值。（2） 正常運(yùn)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。鎧裝電纜允許溫升是80176。當(dāng)k1點(diǎn)發(fā)生短路時： 基準(zhǔn)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(diǎn)的,表52 最小運(yùn)行方式短路電流統(tǒng)計表序號短路點(diǎn)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。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(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(yùn)行方式。倆個標(biāo)幺值相加或相乘，仍得到統(tǒng)一基準(zhǔn)下的標(biāo)幺值。（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。 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(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。它可供計算繼電保護(hù)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。（4） 確定合理的主接線方案和主要運(yùn)行方式等。 （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。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)計和運(yùn)行中，必須進(jìn)行短路電流計算，以解決些列技術(shù)問題。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(dāng)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。 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)會較多，變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。 這種主接線的運(yùn)行靈活性好，供電可靠性較高，適用一，二級負(fù)荷的工廠。 一級負(fù)荷由于涉及到人身安全和重要經(jīng)濟(jì)部門，所以對于一級負(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，來保障一級負(fù)荷不會斷電。橋式接線分為外橋、內(nèi)橋全橋三種。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。工作面配電點(diǎn)最大容量電動機(jī)用的起動器應(yīng)靠近配電點(diǎn)進(jìn)線，以減少起動器間連接電纜的截面。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。地面變電所動力變壓器多于一臺時，應(yīng)合理分配變壓器負(fù)荷，通常一臺變壓器負(fù)擔(dān)一個工作面用電設(shè)備。原則如下： 保證供電可靠，力求減少使用開關(guān)、起動器、使用電纜的數(shù)量應(yīng)最少。 （4）便于發(fā)展。 （3）經(jīng)濟(jì)合理。 （2）操作方便，運(yùn)行靈活。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。由于該煤礦供電系統(tǒng)中35kV側(cè)全礦計算負(fù)荷為Sca=,且大于兩臺變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界容量Scr=13016KVA，故宜選用1臺變壓器運(yùn)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(jì)效益的運(yùn)行方式。 由圖32可以看出：當(dāng)SScr時，因ΔPⅠΔPⅡ，一臺變壓器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)；當(dāng)SScr時，因ΔPⅠΔPⅡ,兩臺變壓器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。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為一臺變壓器運(yùn)行的損耗；ΔPⅡ為兩臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行時的損耗。令,可求得單臺變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷Sec為： （38） 單臺變壓器運(yùn)行時的經(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。同理，當(dāng)n臺同容量變壓器并聯(lián)運(yùn)行時，其總運(yùn)行功率損耗為此時一臺變壓器運(yùn)行損耗的n倍，即 （36） 由于本設(shè)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(yīng)大于全礦計算負(fù)荷，因此，此處在對變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析時，應(yīng)按照單臺變壓器運(yùn)行時功率損耗計算，： （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。 單臺變壓器運(yùn)行時其功率損耗可按下式計算： （35） 式中 Kec——無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，KW/kvar； ——變電所的負(fù)荷容量（此時為變壓器的實際負(fù)荷容量），KV然后，計算變壓器運(yùn)行時總的功率損耗。 對于工礦企業(yè)變，配電所 Kec=~ 對于發(fā)電機(jī)直配用戶 Kec=~ 對于經(jīng)兩級變壓的用戶 Kec=~ 對于經(jīng)三級及以上變壓的用戶 Kec=~（2）變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 變壓器的有功功率損耗是變壓器運(yùn)行時自身的損耗，而變壓器的無功功率損耗會引起系統(tǒng)有功功率損耗的增加。它表示當(dāng)電力系統(tǒng)輸送1kvar的無功功率時，在電力系統(tǒng)中增加的有功功率損耗千瓦數(shù)，單位是KW/kvar。由于無功功率的存在，使系統(tǒng)中的電流增大，從而使得電力系統(tǒng)的有功功率損耗增加。在上述分析中一、%，當(dāng)兩臺變壓器中一臺停止運(yùn)行時，%的正常供電，再考慮將來的發(fā)展情況，礦井不斷延伸，負(fù)荷不斷增加，故選用兩臺S712500/35型銅線雙繞組無勵磁調(diào)壓變壓器，其技術(shù)參數(shù)如表31所示： 表31 主變壓器技術(shù)參數(shù)型號S712500/35容量(kVA)12500連接組別Y,d11電壓 阻抗電壓 8空載電流損耗（kW）空載負(fù)載兩臺主變壓器采用分列運(yùn)行方式，備用方式為暗備用。 二級負(fù)荷：包括主提升機(jī)、壓風(fēng)機(jī)、選煤廠、地面低壓（生產(chǎn)負(fù)荷占75%）、一采區(qū)、二采區(qū)、井底車場各項，%. 三級負(fù)荷：包括礦綜合廠、機(jī)修廠、地面低壓負(fù)荷的15%、工人村、支農(nóng)各項，%。 變壓器選擇計算按第二章計算出來的計算負(fù)荷進(jìn)行用電負(fù)荷分析，根據(jù)分析結(jié)果選擇變壓器容量及臺數(shù)。特殊情況下可裝設(shè)兩臺以上變壓器。如企業(yè)的一、二級負(fù)荷較多，必須裝設(shè)兩臺變壓器。所以，變壓器臺數(shù)與容量的確定，應(yīng)全面考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，合理選擇。從供電的可靠性出發(fā)，變壓器臺數(shù)是越多越好。補(bǔ)償后的無功功率 因此kva 第三章 主變壓器的選擇 變壓器的選取原則選擇主變壓器需要根據(jù)其使用環(huán)境條件、電壓等級及計算負(fù)荷選擇其形式和容量。因礦井地面變電所10kV母線為單母分段接線，故所選電容器柜應(yīng)分別安裝在兩段母線上，即電容器柜數(shù)應(yīng)取偶數(shù)。用電力電容器來提高功率因數(shù)時，其電力電容器的補(bǔ)償容量用下式計算： （28） 式中——平均負(fù)荷系數(shù)， ——補(bǔ)償前功率因數(shù)角的正切值； ——補(bǔ)償后要達(dá)到的功率因數(shù)角的正切值；。有功功率 kW； 無功功率 kvar； 視在功率 kVA 表25 瓦斯抽放泵站 序號負(fù) 荷 名 稱需用系數(shù)Kx功率因數(shù)cos φtg φ有功（kW）無功(kvar)視在(KVA)1瓦斯抽放泵2瓦斯抽放泵總計序號負(fù) 荷 名 稱需用系數(shù)Kx功率因數(shù)cos φtg φ有功（kW）無功(kvar)視在(KVA)1地面照明10048同理可得 表26 地面照明負(fù)荷統(tǒng)計表 序號負(fù) 荷 名 稱電壓（kV）設(shè)備數(shù)量（臺）設(shè)備容量（千瓦）需用系數(shù)Kx計算容量備注全部工作全部工作有功（kW）無功(kvar)視在(KVA) 1井下負(fù)荷206 175 10215 8618 2主斜井配電10151018741115 3風(fēng)機(jī)配電108