【正文】 6 負(fù)荷計(jì)算過程 ............................................ 7 各用電設(shè)備組負(fù)荷計(jì)算 .................................. 8 無功補(bǔ)償計(jì)算及電容器柜選擇 ............................ 9 補(bǔ)償后 6kV母線側(cè)總計(jì)算負(fù)荷及功率因數(shù)校驗(yàn) .............. 9 3 變電所主變壓器選擇 ...................................... 10 變壓器的選取原則 ....................................... 10 變壓器選擇計(jì)算 ......................................... 11 變壓器損耗計(jì)算 ......................................... 11 35kV 側(cè)全礦負(fù)荷計(jì)算及功率因數(shù)校驗(yàn) ....................... 12 變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案的確定 ............................... 12 4 電氣主接線設(shè)計(jì) ........................................... 13 對(duì)主接線的基本要求 ..................................... 13 ................................ 14 線路－變壓器組 ....................................... 14 橋式接線 ............................................. 15 610kV 配電系統(tǒng)接線方式 ................................. 16 本所電氣主接線設(shè)計(jì)方案 ................................. 18 確定礦井 35kV 進(jìn)線回路 ................................ 18 35kV、 6kV 主接線的確定 ............................... 18 5 短路電流計(jì)算 ............................................. 19 短路電流計(jì)算的目的 ..................................... 19 2 短路電流計(jì)算中需要計(jì)算的數(shù)值 ........................... 19 .............................. 20 ........................................ 22 短路參數(shù)匯總表 ......................................... 35 荷電流統(tǒng)計(jì)表 .......................................... 37 6供電系統(tǒng)電氣設(shè)備的選擇 .................................... 37 高壓電器設(shè)備選擇的一般原則 ............................. 38 高壓開關(guān)設(shè)備的選擇及校驗(yàn) ............................... 39 斷路器的選擇及校驗(yàn) ................................... 39 本所斷路器的選擇及校驗(yàn) ............................... 39 隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn) ................................. 41 限流電抗器的選擇 ..................................... 43 高壓熔斷器的選擇 ..................................... 44 儀用互感器的選擇及 校驗(yàn) ................................. 45 電流互感器的選擇及校驗(yàn) ............................... 45 電壓互感器的選擇及校驗(yàn) ............................... 46 避雷器選擇 ........................................... 47 1 概 述 設(shè)計(jì)依據(jù) 中華人民共和國建設(shè)部及國家技術(shù)監(jiān)督局聯(lián)合發(fā)布的《礦山電力設(shè)計(jì)規(guī)范》 。 中華人民共和國電力公司發(fā)布的《 35kV～ 110kV 無人值班變電站 設(shè)計(jì)規(guī)程》 。 煤礦電工手冊(cè)（地面供電部分） 。 所內(nèi)主控制室、各級(jí)電壓配電裝置和輔助設(shè)施 。 3 基礎(chǔ)資料 本礦概況 本礦井為年產(chǎn) 60萬噸的高沼氣礦井，分主、副兩井， 為立井開掘，一水平井深 250m，預(yù)期服役年限為 70 年。 供用電協(xié)議 礦井地面變電所距上級(jí)變電所 6km，采用雙回路架空線供電 ， 已知 上級(jí)變電所最大運(yùn)行方式下的系統(tǒng)阻抗為 ， 最小運(yùn)行方式下的阻抗為 。電費(fèi)收取方法采用兩部電價(jià)制，在變電所 35kV 側(cè)計(jì)量，固定部分按使用的主變壓器容量收費(fèi)，每千瓦每月 5元，流動(dòng)部分為每千瓦 5分。 （ 2） 土壤溫度 27℃（最熱日）。 （ 4） 本礦主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅狈较?，最大風(fēng)速為 26m/s。 原始負(fù)荷資料 編號(hào) 設(shè)備名稱 電壓（ kV） 電機(jī)型 號(hào) 電機(jī)容量(kW) 安裝臺(tái)數(shù) 設(shè)備容量（ kW） 需要系數(shù) Kx 功率因數(shù)cosφ tanφ 離地面變電所 備 注 4 負(fù)荷資料見表 11 全礦電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 表 21 全礦電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表安裝容量 工作容量 的距離（ km） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 主提升機(jī) 6 繞線 800 1/1 800 800 離副井 80m 2 副提升機(jī) 6 繞線 630 1/1 630 630 3 主扇風(fēng)機(jī) 6 同步 1000 2/1 2021 1000 cosφ 超前 4 壓風(fēng)機(jī) 6 同步 250 3/2 750 500 cosφ 超前 5 礦綜合廠 330 290 3 類負(fù)荷 6 機(jī)修廠 620 550 3 類負(fù)荷 7 選煤廠 800 650 8 地面低壓 800 700 變壓器在所內(nèi)，生產(chǎn) 負(fù)荷占 75% 9 井下主排水 泵 6 鼠籠 500 4/2 2021 1000 井下 6kV 電纜長(zhǎng)14km 10 一采區(qū) 6 680 650 11 二采區(qū) 6 1100 950 12 井底車廠 165 165 13 工人村 450 360 3 類負(fù)荷 14 支農(nóng) 310 310 3 類負(fù)荷 5 2 負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算的目的和意義 計(jì)算負(fù)荷 是一年內(nèi)最高日負(fù)荷曲線中 30min 平均負(fù)荷的最大值， 又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷， 記作 Pca。 它是設(shè)計(jì)時(shí)作為選擇電力系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面、變壓器容量、開關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù) 的重要依據(jù)。負(fù)荷計(jì)算過小，則依此選用的設(shè)備和載流部分有過熱的危險(xiǎn)，輕者使線路和配電設(shè)備壽命降低，重者影響供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。為此，正確進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)的前提，也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。 需要系數(shù)法：用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)， 直接求出計(jì)算負(fù)荷。 利用系數(shù)法：采用利用系數(shù)求出最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計(jì)算負(fù)荷。適用于各種范圍的負(fù)荷計(jì)算，但計(jì)算過程稍繁。前兩者多用于民用建筑，后者適用于某些工業(yè)建筑。 本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，步驟如下 ： 用電設(shè)備分組，并確定各組用電設(shè)備的 總 額定容量。 6 用電 設(shè)備組是由工藝性質(zhì)相同需要系數(shù)相近的一些設(shè)備合并成的一組用電設(shè)備。其計(jì)算公式為： ?? Nxca PKP ， kW ?tancaca PQ ? , kvar （ 21） 22 cacaca QPS ?? ， kVA 式中 caP 、 caQ 、 caS —— 該用電設(shè)備組的有功、無功、視在功率計(jì)算負(fù)荷； ?NP —— 該用電設(shè)備組的設(shè)備總額定容量， kW； ?tan —— 功率因數(shù)角的正切值； xK —— 需 要 系數(shù)，由表 11查得。具體計(jì)算如下： ?? ???mi iNxica PKKP 1 )( i＝ 3…， m ?? ???mi iNxica PKKQ 1 )tan( ? （ 22） 22 cacaca QPS ?? 式中 caP 、 caQ 、 caS —— 為配電干線式變電站低壓母線的有功、無功、視在計(jì)算負(fù)荷； ?K —— 同時(shí)系數(shù)； m—— 該配電干線或變電站低壓母線上所接用電設(shè)備組總數(shù)； iNx PK ?、 ?tan —— 分別對(duì)應(yīng)于某一用電設(shè)備組的需要 系數(shù)、功率因數(shù)角正切值、總設(shè)備容量； 7 負(fù)荷計(jì)算過程 各用電設(shè)備組負(fù)荷計(jì)算 用電設(shè)備分組，由表 11確定各組用電設(shè)備的總額定 容量。 （ 1） 對(duì)主提升機(jī) xK =， ?cos =， ?tan = 則 。 注：主扇風(fēng)機(jī)、壓風(fēng)機(jī)等功率因數(shù)超前，表示其無功電流為容性，即提供無功功率，起無功補(bǔ)償作用，它們的計(jì)算無功功率為負(fù)值。在工礦企業(yè)用戶中，廣泛采用靜電電容器作為無功補(bǔ)償電源。假設(shè)補(bǔ)償后 6kV側(cè)功率因數(shù) 6 ?‘? ， 39。66 ??? ???? cac PQ 9 )(6 2 0 ???? ? kvar 電容器柜的選擇及實(shí)際補(bǔ)償容量計(jì)算 本設(shè)計(jì) 采用高壓集中補(bǔ)償方式?，F(xiàn)選用西安高壓開關(guān)廠生產(chǎn)的 GR1/6 型高壓靜電電容柜，每柜安裝容量為 cq =240kvar，最大不超過 360kvar，據(jù)此可計(jì)算出電容器柜的數(shù)量為： ??? ccqQN 取偶數(shù) N=4 則 實(shí)際補(bǔ)償容量為 9 6 02 4 04 ?????? csc qNQ kvar 折算為計(jì)算容量為 120039。639。 62 66 ????? ??? cacaca QPS kVA 補(bǔ)償后 6kV 母線功率因數(shù) os 39。 ??? ??cacaSP? 滿足要求。 變壓器的選取原則 總降壓變電所變壓器臺(tái)數(shù)的確定需綜合考慮負(fù)荷容量、對(duì)供電可靠性的要求、發(fā)展規(guī)劃等因素。運(yùn)行費(fèi)用也要增加。 對(duì)三級(jí)負(fù)荷供電的變電所以及對(duì)可取的低壓設(shè)備電源的一二級(jí)負(fù)荷供電時(shí)，皆選用一臺(tái)主變壓器。如有大型沖擊負(fù)荷，如高壓電動(dòng)機(jī)、電爐等動(dòng)力，為減少對(duì)照明或其他負(fù)荷的影響，應(yīng)增設(shè)獨(dú)立變壓器。選用兩臺(tái)變壓器時(shí)，其容量應(yīng)滿足在一臺(tái)變壓器故障或修時(shí)，另一臺(tái)仍能保持對(duì)一、二級(jí)用電負(fù)荷供電 ，但需對(duì)該臺(tái)變壓器 負(fù)荷能力及其允許運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行校核。以下為計(jì)算過程。 主要生產(chǎn)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(chǎng)各項(xiàng)，匯總負(fù)荷為 ，占全礦總負(fù)荷的 %. 其它負(fù)荷：包括礦綜合廠、機(jī)修廠、地面低壓負(fù)荷的 15%、工人村、 11 支農(nóng)各項(xiàng)，匯總負(fù)荷為 ，占全礦總負(fù)荷的 %。上述分析中 安全和原煤生產(chǎn)負(fù)荷 兩類負(fù)荷占全礦總負(fù)荷的 %，按規(guī)范規(guī)定，當(dāng)兩臺(tái)變壓器中一臺(tái)停止運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)必須保證 %的正常供電，再考慮發(fā)展，故選用兩臺(tái) S78000/35 型銅線雙繞組無勵(lì)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(hào) S7 容量 NTS (kVA) 8000 連接組別 Y,d11 電壓 NN UU 21 36/ 阻抗電壓 %kU 空載電流 %0I 損耗（ kW） 空載 0P? 負(fù)載 NTP? 兩臺(tái)主變壓器采用分裂運(yùn)行方式，備用方式為暗備用。 635 ?????? ?? Tcaca Q kvar 視在功率 6 7 3 92 5 2 96 2 4 6 22239。 NTqNTqNcr QkP QkPSS ??? ???? 002 （ 31） 如果 SScr宜一臺(tái)運(yùn)行，如果 SScr宜兩臺(tái)運(yùn)行。 13 4 電氣主接線 設(shè)計(jì) 變電所主接線（或稱作一次接線 ）表示用電單位接受和分配電能的路徑和方式，它是由電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、避雷器、互感器、移相電容器、母線或電力電纜等電器設(shè)備，按一定次序連接起來的電路，通常采用單線圖表示。施工配電設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。 根據(jù)用電負(fù)荷等級(jí)保證在各種運(yùn)行方式下提高供電的連續(xù)性，以滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性和電能質(zhì)量的要求。 主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單，無多余的電器