【正文】 型接線見圖 21 所示 QF2 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 W1 QF1 W2 單母線分段接線 單母線分段接線多用于具有一二級(jí)負(fù)荷，且進(jìn)出線較多的中間變電所，不足之處是當(dāng)其中任一段母線需要檢修或發(fā)生故障時(shí)，接于該母線的全部引線都要在檢修期間長(zhǎng)期停電。 外橋接線對(duì)變壓器的切換方便，比內(nèi)橋少兩組隔離開關(guān)，繼電保護(hù)簡(jiǎn)單，易于過渡到全橋或單母分段接線，且投資少，占地面積小，缺點(diǎn)是倒換線路時(shí)操作不方便，變電所一側(cè)無線路保護(hù)，適用于進(jìn)線短而倒閘次數(shù)少的變電所或變壓器經(jīng)常駐需要切換以及可能發(fā)展為有穿越 負(fù)荷的變電所。橋連斷路器正常運(yùn)行時(shí)處于閉合狀態(tài)。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 QF2 QF1 QF1 QF3 QF1 內(nèi)橋型 外橋型 QF1 QF3 主接線 變電站的主接線是由各種電氣設(shè)備（變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成，用以接受和分配電能，是供電系統(tǒng)的組成部分，它與電源回路數(shù)、電壓和負(fù)荷的大小、級(jí)別以及變壓器的臺(tái)數(shù)容量等因素有關(guān)。③電能損耗少：在變電站中，正常運(yùn)行時(shí)，電能損耗主要來自變壓器。②占地面積?。弘姎庵鹘泳€設(shè)計(jì)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。經(jīng)濟(jì)性：在滿足技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。②檢修安全：應(yīng)能方便的停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不影響電力網(wǎng)的正常運(yùn)行及對(duì)用戶的供電。靈活性：主接線的靈活性要求有以下幾方面。線路 、斷路器或母線故障時(shí)，以及母線檢修時(shí)，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。因此，評(píng)價(jià)可靠性時(shí)，不能脫離變電站在系統(tǒng)中的地位和作用。因此主接線設(shè)計(jì)，要同時(shí)考慮一次設(shè)備和二次設(shè)備的故障率及其對(duì)供電的影響。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予遵循。在研究主接線時(shí)，應(yīng)全面地看待以下幾個(gè)問題：可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí) 踐，估價(jià)一個(gè)主接線的可靠性時(shí)，應(yīng)充分考慮長(zhǎng)期積累的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。（此處變壓器自身功率損耗及阻抗較小不作計(jì)算） 由此計(jì)算， 35 千伏母線總負(fù)荷為： 1 4 7 4 3551 4 6 8 8 ?????? ? TcaZj PPP kW 5 3 3 66 1 84 7 1 8 ?????? TzZj Q kvar AkV1567922 ???? ZZZj QPS 全礦年電耗與噸煤電耗 取最大有功負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù) 4800max ?T 小時(shí)，則年 電耗 nA 為： 7 5 2 5 9 2 0 04 8 0 01 5 6 7 9m a x ???? TPA Zjn 度 則噸煤電耗 tA 為： ??? tAA nt 度 /噸 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 第 2 章 供電系統(tǒng)的確定與短路計(jì)算 主接線的設(shè)計(jì)原則和要求 在設(shè)計(jì)電氣主接線時(shí)，應(yīng)使其滿足供電可靠，運(yùn)行靈活和經(jīng)濟(jì)等項(xiàng)基本要求。 70%~ 80% 為宜，以提高運(yùn)行率。 變壓器容量選擇原則 ，變壓器的額定容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的需要。 ，應(yīng)視其負(fù)荷的大小和鄰近變電所的距離而定。 選擇變壓器臺(tái)數(shù)時(shí) ,應(yīng)考慮以下因素： ，對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，宜采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。 三臺(tái)變壓器。滿足無功功率的補(bǔ)償要求。 需用電容器的數(shù)量： N=6257/120= 取 53個(gè) 利用電力電容補(bǔ)償容量為： Qc＝ 120 53＝ 6360kvar 補(bǔ)償后變電所總無功功 率： Qz＝ 110786360=4718kvar 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 補(bǔ)償后的功率因數(shù)： 0 .9 5 2 1)6 3 6 01 1 0 7 8(1 4 6 8 8/1 4 6 8 8c os 22 ????? 滿足要求。為了減少電能轉(zhuǎn)化的損耗，降低投資，一般采用電力電容器進(jìn)行補(bǔ)償。這樣電能損耗和導(dǎo)線截面增加，提高了電網(wǎng)初期投資的運(yùn)行費(fèi)用。計(jì)算可得功率因數(shù)約為 ，需用電容器補(bǔ)償。 根據(jù)要求及需用系數(shù)負(fù)荷計(jì)算公式，分別計(jì)算礦用負(fù)荷 (1)主井提升機(jī) 2200kW?eP ?dK ?? ? ? r c c o sta nta n ?? ?? kW184810 ??? ed pKP k v a 2 9 8 4 8t a n1010 ????? ?PQ ????? QPPS ? ???? NUSI (2)副井提升機(jī) 00kW61?eP ?dK ?? ? ? r c c o stantan ?? ?? kW136020 ??? ed pKP Q20= 20P tanφ=1360 =807kvar S20= 20P /cosφ= A1 5 8 1 kV1 3 6 0 / 0 .8 6220220 ???? QP I20=S20/ 3 UN=1581/ 6000=152A (3)扇風(fēng)機(jī) 1 eP =1600kw dK = cosφ= 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 tanφ=tan(artcosφ)= 30P = dK Pe= 1600=1408kW Q30= 30P tanφ=1408 = S30= 30P /cosφ= AkV 1 5 6 4 .4 41 4 0 8 / 0 .9230230 ???? QP I30=S30/ 3 UN= 6000= (4)扇風(fēng)機(jī) 2 eP =1600kw dK = cosφ= tanφ=tan(artcosφ)= 40P = dK Pe= 1600=1408 kW Q40= 40P tanφ=1480 = S40= 40P /cosφ= A1 5 6 4 .4 4 k V1 4 0 8 / 0 .9240240 ???? QP I40=S20/ 3 UN= 6000= (5)壓風(fēng)機(jī) eP =1600kW dK = cosφ= n=1 ? eP =1 1600=1600 kW tanφ=tan(artcosφ)= 50P = dK Pe= 1600=1408 kW Q50= 50P tanφ=1408 = S50= 50P /cosφ= A1 5 6 4 .4 4 kV1 4 0 8 / 0 .9 250250 ???? QP I50=S50/ 3 UN= 6000= (6)排水泵 eP =1000kW dK = cosφ= n=4 ? eP =41000=4000 kW tanφ=tan(artcosφ)= 60P = dK ? eP = 4000=3400kW Q60= 60P tanφ=3400 = S60= 60P /cosφ= A3 9 0 8 .0 5 k V3 4 0 0 / 0 .8 7260260 ???? QP I60=S60/ 3 UN= 6000=376 A 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 這樣井下 6kv 母線上母線的有功、無功、視在功率、負(fù)荷電流如下： ?? ?? mi indisica PKKP 1 )( ＝ 1848＋ 1360＋ 1408＋ 1408+1408+3400 =10832kW ?? ?? mi iindisica PKKQ 1 )t a n( ?=1294+807+682+682+682+1927=6074kvar A1 2 4 1 9 k V22 ???? cacaca QPS )3( ncaca USI ? =12419/ 6000＝ 1195A 同理可求得 380v 母線上各負(fù)荷的有功、無功、視在功率以及負(fù)荷電流 .6kv以及 380v 母線上的有功、無功、視在功率、負(fù)荷電流見 (表 1－ 2)： 表 12 負(fù)荷計(jì)算結(jié)果匯總表 設(shè)備名稱 caP （ kW） caQ （ kvar） caS （ AkV? ） caI （ A） 主井提升機(jī) 1848 副井提升機(jī) 1360 807 1581 152 扇風(fēng)機(jī) 1 1408 扇風(fēng)機(jī) 2 1408 壓風(fēng)機(jī) 1408 排水泵 3400 376 地面低壓 1170 817 1427 機(jī)修廠 377 385 539 綜采車間 507 517 724 洗煤廠 1200 1058 1600 154 工人村 600 356 698 支農(nóng) 375 281 469 井下低壓 3299 2821 4341 這樣井下 380v 低壓母線上低壓母線的有功、無功、視在功率、負(fù)荷電流如下： ?? ?? mi indisica PKKP 1 )( ＝ 1170＋ 377＋ 507＋ 1200＋ 600+375+3229=7528kW ?? ?? mi iindisica PKKQ 1 )t a n( ? =817+385+517+1058+356+281+2821=6235kvar 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 A9 7 7 5 kV22 ???? cacaca QPS 這樣可求得變電所總的有功功率為 18360kW，無功功率為 12309kvar。此設(shè)計(jì)采用的是需用系數(shù)法來對(duì)電力負(fù)荷計(jì)算的。 計(jì)算負(fù)荷方法 目前負(fù)荷計(jì)算常用需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法、和利用系數(shù)法 ,前二種方法在國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)單位的使用最為普遍。 計(jì)算負(fù)荷目的 計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)，計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo) 線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。負(fù)荷計(jì)算與計(jì)算負(fù)荷，是兩個(gè)不同的概念，不可混淆。（全礦的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如表 11所示）： ，變電所土質(zhì)為砂質(zhì)粘土； 35kV 架空電源線路長(zhǎng)度： km821 ?? LL ； 35kV 電源出線斷路器過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間： ??tt ； 35KV 電源母線最大運(yùn)行方式下的系統(tǒng)抗 : ?xX ； 35kV 電源母線最小行方式下的系統(tǒng)電抗 : ?xX ； 6kV母線上允許短路容量 : AMV100 ??dS ； 6kV 母線上補(bǔ)償后功率因數(shù)要求值： ??? ； : Cm ?45?? ； : Cm ?32?? ； : C?29?? 。礦井年產(chǎn)量 300 萬噸，井筒深度為 ，采用一對(duì)豎井開拓，中央邊界式通風(fēng)，服務(wù)年限為 120 年。該煤礦的供電系統(tǒng)采用單母線 分段的主接線形式，主母線分為兩段，每段母線之間使用穩(wěn)定性及滅弧能力較高的高壓六氟化硫斷路器隔開。 該煤礦供電系統(tǒng)由兩條 35kv 進(jìn)線供電。 礦井的深度為 650 米，由于該煤礦的礦井地下水含量豐富，我們?yōu)樵撁旱V共配備有 7 臺(tái)大型潛水泵，用以抽取地下水，因?yàn)榇笮蜐撍玫氖褂?，使該煤礦年耗電量大大增加。 在本次設(shè)計(jì)中，得到了學(xué)校老師、同學(xué)的耐心指導(dǎo)和大量幫助，在此對(duì)他們表示衷心的感謝和崇高的敬意。 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容 緊密結(jié)合實(shí)際，通過查找大量相關(guān)資料，設(shè)計(jì)出符合當(dāng)前要求的變電所。特別對(duì)主接線的選擇 ,變壓器的選擇 ,還有一些電氣設(shè)備如斷路器、電流互感器、電壓互感器等的選擇和校驗(yàn)作了詳細(xì)的說明和分析。 指導(dǎo)教師簽字 時(shí) 間 2020年 3 月 10日 I 目 錄 緒 論 ..................................................................... 1 第 1章 負(fù)荷計(jì)算與變壓器選擇 ................................................ 3 . 計(jì)算負(fù)荷定義 ...................................................... 3 計(jì)算負(fù)荷目的 ................................................. 3 計(jì)算負(fù)荷方法 ................................................. 3 礦井用電負(fù)荷計(jì)算 .................................................... 3 功率因數(shù)的改變 ...................................................... 7 主變壓器的選擇 ...................................................... 8 變壓器臺(tái)數(shù)選定原則 ........................................... 8 變壓器容量選擇原則 ........................................... 8 6kV/380v變壓器的選擇 ........................................ 9 全礦年電耗與噸煤電耗 ................................................ 9 第 2章 供電系統(tǒng)的確定與短路計(jì)算 .................