【正文】 dpdpn PPC )3415*()4450*( 22 ??? ???? 取 Cn＝ 4 五．運(yùn)行方式 運(yùn)行方式采用分裂運(yùn)行方式，因?yàn)樵谠撨\(yùn)行方式下，系統(tǒng)阻抗較大，因 6k V年產(chǎn) 180 萬噸的大型礦井變電站設(shè)計 第 10 頁 側(cè)短路電流較小，設(shè)備易于滿足要求 ,保護(hù)設(shè)備設(shè)置簡單。 三．負(fù)荷分配 考慮一、二類負(fù)荷必須由連于不同母線上的雙回路供電，將下井回路和地面低壓分配在各段母 線上，力求工作生產(chǎn)時，兩段母線上負(fù)荷近似相等 。 二． kV 側(cè)接線方案 礦井為一類負(fù)荷，要求可靠供電，故變電所 6kV 側(cè)采用單母線分段（兩段）。 2－ 5 計算選擇結(jié)果匯總 一 .計算結(jié)果匯總 負(fù)荷統(tǒng)計總有功負(fù)荷： 負(fù)荷統(tǒng)計總無功功率： 6209kvar 6kV 母線補(bǔ)償前計算有功負(fù)荷： 10476kW 6kV 母線補(bǔ)償前計算視在功率： 11945kVA 補(bǔ)償后 6kV 母線計算無功功率： 主變壓器有功損耗 ： kW 主變壓器無功損耗： 年產(chǎn) 180 萬噸的大型礦井變電站設(shè)計 第 8 頁 補(bǔ)償后 35kV 母線有功功率： kW 補(bǔ)償后 35kV 母線無功功率： kvar 補(bǔ)償后 35kV 母線視在功率： kVA 補(bǔ)償前 6kV 母線功率因數(shù)： 補(bǔ)償后 35kV 母線功率因數(shù)： 全礦年電耗： （萬度） 噸煤電耗： （度／噸） 年產(chǎn) 180 萬噸的大型礦井變電站設(shè)計 第 9 頁 第三章 供電系統(tǒng)擬定與短路計算 167。 6+△ QT=+= 3．計算 cosφ 35： cosφ 35＝ cos［ tan1( )］ = 二．全礦年電耗： 礦井負(fù)荷年最大利用小時： T=15045W 礦年年電耗 Pca 6+△ PT=10476+＝ kW Qca 6= = 2． 折算到 35kV 側(cè)負(fù)荷： Pca 2－ 4 cosφ 35及全礦電耗、噸煤電耗的計算 一． 35kV 側(cè)實(shí)際功率因數(shù) cosφ 35 1. 主變功率損耗： △ PT 主 ＝ S’ ca 6kVA＝ = kVA 選用 SF7－ 16000/35 型風(fēng)冷式變壓器，額定電壓為 35／ ，連結(jié)組別為 Yn,d11， 擬定選擇兩臺變壓器，正常時兩臺同時分裂運(yùn)行，故障時一臺運(yùn)行，比較靈活經(jīng)濟(jì)，適合于我國的兩部電價制。 2－ 3 主變壓器選擇 本設(shè)計電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為兩部電價制，其固定電費(fèi)按最高負(fù)荷收費(fèi)，因此應(yīng)選擇兩臺主變分裂運(yùn)行，一臺停運(yùn)（故障）時，另一臺必須承擔(dān)全礦一、二類負(fù)荷用電。 另外，每段母線上都必須一臺放電柜，我們選用 GR1C03 型放電柜，內(nèi)裝 JDZ－ 6／100V 電壓互感器兩臺，電壓表、轉(zhuǎn)換開關(guān)各一個，信號燈 3 個。 折算到計算容量為： Qj=Q/? =2160/=2700kvar 補(bǔ)償后等效無功功率為： 39。 若補(bǔ)償前功率因數(shù)為 cosφ 1， 補(bǔ)償后提高到 cosφ 2，則補(bǔ)償所用電力電容器容量為： Qc＝ Pav（ tanφ 1 tanφ 2） =KavPca6（ tanφ 1 tanφ 2） 式中： Pav—— 全礦有功平均負(fù)荷 KW Pca6—— 全礦補(bǔ)償前有功計算負(fù)荷 KW Kav—— 平均負(fù)荷系數(shù) Pca6 Pav 一般取 ～ cosφ 1 =10476/11945= tanφ 1 = tan()= tanφ 2 = tan()= 補(bǔ)償?shù)臒o功功率為： Qc＝ KavPca6（ tanφ 1 tanφ 2） 年產(chǎn) 180 萬噸的大型礦井變電站設(shè)計 第 6 頁 ＝ *10476*()= kvar 二．電容器柜選擇 本變電所 6kV 母線接線初步定為單母線分段，兩段母線均應(yīng)裝設(shè)電容器柜，因此電容器柜應(yīng)選擇偶數(shù)。 2－ 2 cosφ補(bǔ)償與電容器柜選擇 一．礦山地面變電所采用在 6kV 母線上裝移相電容器的方法來補(bǔ)償功率因數(shù)，即所謂集中補(bǔ)償，此種方法主要有投資省，有功功率損失小，運(yùn)行維護(hù)方便，故障范圍小，無 振動無噪音，安裝靈活方便等優(yōu)點(diǎn)。 6= KSI（ Qca+?? TQ ） =（ 6209+） = kvar 故 Sca計算后的 6KV 母線計算負(fù)荷： Pca 四． 6kV 母線補(bǔ)償前總負(fù)荷計算： 匯總表中最大連續(xù)負(fù)荷應(yīng)同時系數(shù)，匯總后有功最大連續(xù)負(fù)荷在 5000KW 以下取KSI=， 5000KW 以上 10000KW 以下時取 KSI=，在 5000KM 以下時取 KSI=。此處僅舉例說明。 各低壓變壓器損耗計算式為： △ PT＝△ P0+△ Pk? 2， △ QT＝△ Q0+△ Qk? 2， 其中 ? =NcaSS 為變壓器負(fù)荷率。 6選煤廠： 計算容量為 ，故選兩臺 S91250/10,10/ 型鋁線電力變壓器。 5支農(nóng)： 計算容量為 280KVA，故選兩臺 S9315/10,10/ 型鋁線電力變壓器。 4工人村： 計算容量為 528KVA，故選兩臺 S9630/10,10/ 型鋁線 電力變壓器。 3 機(jī)修廠： 計算容量為 390KVA，故選兩臺 S9400/10,10/ 型鋁線電力變壓器。 2 地面低壓： 計算容量為 1172KVA，故選兩臺 S91000/10,10/ 型鋁線電力變壓器。故選擇 S9400/10,10/ 型鋁線電力變壓器一臺。 礦井低壓變壓器選擇原則：選一臺者，只需變壓器額定容量大于其計算容量；選兩臺者，單臺容量應(yīng)滿足一、二類負(fù)荷需要，且兩臺容量之和大于或等于計算容量。 3．其它負(fù)荷：地面低壓、機(jī)修廠、綜采車間、礦煤矸磚廠、工人村、支農(nóng) 二．各組負(fù)荷計算、填表 1． 根據(jù)各組設(shè)備的 各組負(fù)荷計算方法類似，此處僅舉例說明： 例：對主井提升設(shè)備： tanφ： tanφ =tan(cos1cosφ ) = tan()= 有功功率： Pca=Kd?PN= 1450=1305kW 無功功率： Qca=Pca?tanφ＝ 1305 = 視在功率： Sca= ?? 22 caca QP 1500kVA 對副井提升： tanφ = tan()= Pca=1000 =880 kW Qca=880 = kvar Sca= ?? 22 caca QP 1060 kVA 計算結(jié)果均見表 11。 按用電負(fù)荷性質(zhì)，負(fù)荷可分為以下幾組： 1．安全生產(chǎn)用電負(fù)荷：副井提升、扇風(fēng)機(jī)、井下主排水泵。按組選擇低壓動力變壓器，再加上功率損失即為高壓側(cè)負(fù)荷。 21 負(fù)荷分組與計算 一．根據(jù)負(fù)荷統(tǒng)計表，按電壓高低、負(fù)荷性質(zhì)、分布位置等條件將負(fù)荷分組。變電所之地質(zhì)條件為：土壤砂質(zhì)粘土，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲黠L(fēng)，風(fēng)速為 27m/s，地震烈度為 5 度。系統(tǒng)電抗為： 最大運(yùn)行方式： X* min = 最小運(yùn)行方式： X* max = 其中系統(tǒng)容量基準(zhǔn)值采用 S*=100MVA 電價收取辦法采用兩部電價制，固定部分按最高負(fù)荷收費(fèi)。距礦 35KV 變電所 。全礦的負(fù)荷統(tǒng)計表如下表 11。年產(chǎn) 180 萬噸的大型礦井變電站設(shè)計 第 1 頁 第一章 概述 某礦為年產(chǎn) 180 萬噸的大型礦井，服務(wù)年限規(guī)劃為 100 年，為立井提升，井筒深度 450米。此礦為高沼氣礦井，井下允許短路容量為≤ 100MVA。 該礦上級電源電壓等級為 35KV。采用雙回路架空線輸電方式，規(guī)定斷路器過流保護(hù)時間為 3S。 變電所所處地之氣象條件：日最高氣溫為 45℃，日最低氣溫為 15℃，最熱日井下含在內(nèi)的土壤溫度為 26℃，凍土層厚度為 。 年產(chǎn) 180 萬噸的大型礦井變電站設(shè)計 第 2 頁 第二章 負(fù)荷統(tǒng)計及變壓器選擇 167。按 需用系數(shù)法作負(fù)荷計算。 此時該變壓器即為一個 6kV 級的負(fù)荷。 2．主要生產(chǎn)負(fù)荷 :主井提升、壓風(fēng)機(jī)、井下低壓。 三．各低壓變壓器選擇及損耗計算： 由于采用高壓側(cè)集中補(bǔ)償功率因數(shù)，故對各低壓變壓器均無補(bǔ)償作用，選擇時按計算年產(chǎn) 180 萬噸的大型礦井變電站設(shè)計 第 3 頁 容量進(jìn)行，供電回路為雙回路者應(yīng)選兩臺變壓器同時運(yùn)行。 1 綜采車間： 選容量為 400KVA 時可滿足大于計算容量 390KVA?？蛰d損耗 ，短路損耗 ，阻抗電壓 4，空載電流 3， Y/Y012 連接。 空載損耗 ，短路損耗 ，阻抗電壓 ，空載電流 ， Y/Y012 連接。 參數(shù)同綜采車間。 參數(shù)同上?？蛰d損耗 ，短路損耗 ，阻抗電壓 4，空載電流 ， Y/Y012 連接。空載損耗，短路損耗 ，阻抗電壓 ，空載電流 ， Y/Y012 連接。各低壓變壓器損耗計算方法相類似。 例：對于機(jī)修廠低壓變： 年產(chǎn) 180 萬噸的大型礦井變電站設(shè)計 第 4 頁 ? =NcaSS =390/400= △ Q0＝ SN 100%I0 =*400/100= kvar △ Qk＝ SN 100%KU =4*400/100=16 kvar 表 21 低壓變損耗 編號 1 2 3 4 5 6 負(fù)荷 綜采車間 地面低壓 機(jī)修廠 工人村 支農(nóng) 洗煤廠 計算 容量(KVA) 390 1172 390 545 280 變壓器型號 S9400/10 S91000/10 S9400/10 S9630/10 S9315/10 S91250/10 U1M/U2MKV 10/ 10/ 10/ 10/ 10/ 10/ 臺數(shù) 1 2 1 1 1 2 0P? KW KP? KW 6 0Q? KW 11 KQ? KW 16 45 16 ? TP? KW TQ? KW 合計 則：△ PT＝△ P0+△ Pk? 2 =+ *= 年產(chǎn) 180 萬噸的大型礦井變電站設(shè)計 第 5 頁 △ QT＝△ Q0+△ Qk? 2， =+*16= kvar 其它低壓變損耗列于表 21 中。無功最大連續(xù)負(fù)荷則對應(yīng) 與 。 6=KSI（ Pca+??TP ） =（ +） =10476kW Qca 6= ?? ?? 2626 caca QP 11945 kVA 167。一般將功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)? 以上，本設(shè)計按補(bǔ)償?shù)?計算。 選用 GR－ 1C08 型電容器柜，額定電壓 6V，單柜容量 15 18=270kvar，共需電容器柜： n＝ 實(shí)際選用 8 個，分為兩組，每組 4 個，分別裝在單母線分段兩側(cè)，實(shí)際補(bǔ)償?shù)碾娙萘繛椋? Q=270 8=2160kvar。 6?avQ =Qca6Qj == kvar 校驗(yàn)合格。 167。 補(bǔ)償后 6KV 母線計算負(fù)荷即主變應(yīng)輸出之電力負(fù)荷，此時應(yīng)按下式計算主變 損耗，再選主變 補(bǔ)償后 6KV 母線計算視在最大連續(xù)負(fù)荷 Sca6= ) 0 4 7 6( 22 ? = 主變損耗增值系數(shù) Kr取 因此： SNT≥ KrS’ ca 年產(chǎn) 180 萬噸的大型礦井變電站設(shè)計 第 7 頁 167。 6= = △ QT 主 ＝ S’ ca 35＝ Pca 35＝ Q’ ca 35 15045W ＝（ 10476+） 15045180 ＝ （萬度） 三．噸煤電耗： 年電耗 /年產(chǎn)量 =＝ （度／噸） 167。 3－ 1 供電系統(tǒng)的擬定 一． 5kV 側(cè)接線方案 礦區(qū) 35kV 變電所 35k V 進(jìn)線采用雙電源架空線，由于對供電可靠性、運(yùn)行靈活要求的提高，奔設(shè)計 35kV 側(cè)接線采用全橋接線，并且因?yàn)榭紤]本所有電能反饋可能，在斷路器兩側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)， 35kV 側(cè)每段母線上裝設(shè)電壓互感器和避雷器。當(dāng)某段母線出現(xiàn)故障時，仍可保證一、二類重要負(fù)荷的供電，又因主變?nèi)萘砍^ 10000KVA，故 6kV 側(cè)在必要時裝設(shè)分裂電抗器。 負(fù)荷布置時，越是負(fù)荷大的越應(yīng)靠近母線中間。 6kV 側(cè)各類負(fù)荷屬一、二類負(fù)荷用雙回路供電，屬三類的用單回路供電。 3－ 2 系統(tǒng)短路計算 一． 短路危害 系統(tǒng)短路是 指供電系統(tǒng)中不等電位導(dǎo)體在電氣上被短路，發(fā)生短路時，系統(tǒng)中總阻抗大大減小，短路電流可能達(dá)到很高數(shù)值，強(qiáng)大的短路電流所產(chǎn)生的熱和電動力效應(yīng)會使設(shè)備受到破壞，短路點(diǎn)處電弧可能燒壞電氣設(shè)備，短