【正文】 式中 caP 、 caQ 、 caS —— 該用電設備組的有功、無功、視在功率計算負荷； ?NP —— 該用電設備組的設備總額定容量， kW； ?tan —— 功率因數(shù)角的正切值； dK —— 需要系數(shù)，由表 11查得。具體計算如下： ?? ?? mi iNdisca PKKP 1 )( ?? ??mi iiNdisca PKKQ 1 )t a n( ? （ 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、視在計算負荷； sK —— 同時系數(shù)； m—— 該配電干線或變電站低壓母線上所接用電設備組總數(shù)； iNiid PK ?、 ?tan —— 分別對應于某一用電設備組的需要系數(shù)、功率因數(shù)角正切值、總設備容量； 負荷計算過程 各用電設備組負荷計算 用電設備分組，由表 11確定各組用電設備的總額定容量。 （ 1） 對于主提升機有 =kd1 PN1= 1400=1218(kW) =tanφ 1 = 1218=792(kvar) = 2. caca QP ?=1453(kVA) (2)對于副提升機有 =kd2 PN2= 1000=850(kW) =tanφ 2 = 850=595(kvar) 河南理工大學畢業(yè) 設計 (論文 )說明書 5 = . caca QP ? =1038(kVA) (3)對于扇風機 1 有 =kd3 PN3= 800=696(kW) =(tanφ 3 )=160(kvar) = . caca QP ? =714(kVA) (4)對于壓風機有 =kd4 PN4= 900=774(kW) =(tanφ 4 )=(kvar) = . caca QP ? =798(kVA) 同理可得其余各組數(shù)據(jù)見表 21 表 21 全礦負荷統(tǒng)計表 用戶名稱 設備容量 （ kW） 需用系數(shù)（ Kd） 功率因數(shù)cosφ tanφ 計算負荷 Pca Qca Sca 主提升機 1400 1218 792 1453 副提升機 1000 850 595 1038 扇風機 1 800 696 160 714 扇風機 2 800 696 160 714 壓風機 300 774 197 798 地面低壓 1026 718 1252 機修廠 270 237 359 洗煤廠 912 592 1087 工人村 360 270 450 排水泵 680 2339 1387 2719 井下低壓 1872 1501 2398 合計 11013 5575 12343 河南理工大學畢業(yè) 設計 (論文 )說明書 6 各低壓變壓器的選擇與損耗計算 低壓變壓器的選擇 因采用高壓 6kV集中補償功率因數(shù)，故對各低壓變壓器均無補償作用。 1）機修廠查表選用 S9400， 6/ 型三相油浸自冷 式銅線電力變壓器。 3）地面低壓查表選用兩臺 S91600， 6/ 型銅線電力變壓器。 各變壓器的功率損耗計算 變壓器空載時有功損耗和無功損耗分別用 0P? 和 0Q? 表示。 有功損耗： NTT PPP ????? 20 ? （ 23） 無功損耗： NTT Q ????? 20 ? 式中： β — 變壓器的負荷率，NTcaSS?? ； caS — 變壓器計算負荷， kVA； NTS — 變壓器額定容量， kVA； 0P? — 變壓器空 載有功損耗， kW； NTP? — 變壓器滿載有功損耗， kW； 0Q? — 變壓器空載無功損耗， kvar，NTSIQ 100%00 ??； %0I — 變壓器空載電流占額定電流的百分數(shù)； NTQ? — 變壓器滿載無功損耗， kvar，NTkNT SuQ 100%??； %ku — 變壓 器阻抗電壓占額定電壓的百分數(shù)； 0P? 、 NTP? 、 %0I 、 %ku 均可由變壓器產(chǎn)品樣本中查出。 6. k V AQPS cacaca ????? 補償前功率因數(shù) COSφ 6= 根據(jù)據(jù)算結果，可初選兩臺 變壓器，其型號容量查表選為 SF712500， 35/，采用兩臺變壓器分列運行的方式，當一臺停運時，另一臺亦能保證全礦一、二級負荷的供電。 （ 1）無功補償時主變壓器的損耗計算。=,則 tanφ 35180。取平均負荷系數(shù)Klo=,則 Qc=(tanφ 35tanφ 35180。==49752700=2275(kvar) 因補償前后有功計算負荷不變，故有 S180。=180。 =S180。T=Δ P0+Δ PKβ180。T=+[I%/100+UK%/100β180。=+Δ P180。=+Δ Q180。= . caca QP ? =9917(kVA) COSφ 35=P180。=9467/9917=＞ 主變壓器校驗及經(jīng)濟運行方案 主變壓器校驗 取負荷保證系數(shù) Kgu=,則 ≥ Kgu S180。 主變壓器的經(jīng)濟運行方案 兩臺變壓器經(jīng)濟運行的臨界負荷值可由公式 24確 定。 式中： ecS — 經(jīng)濟運行臨界負荷， kVA； NTS — 變壓器額定容量， kVA； 0P? — 變壓器空載有功損耗， kW； 0Q? — 變壓器空載無功損耗 ,kW NTP? — 變壓器滿載有功損耗， kW； NTQ? — 變壓器滿載無功損耗， kvar； qk — 無功經(jīng)濟當量， 對于工礦企業(yè)變電所，取 Kq=； 本礦兩臺變壓器經(jīng)濟運行的臨界負荷為： )(7 3 4 81 2 5 0 1 2 5 0 2 5 0 0 k V AS ec ???? ????? 得經(jīng)濟運行方案為：當實際負荷小于 7348kVA 時，宜一臺運行，當實際負荷大于等于 7348kVA 時，宜于兩臺同時分列運行。它與電源回路數(shù)、電壓和負荷的大小、級別以及 變壓器的臺數(shù)、容量等因素有關，所以變電所的主接線有多種形式。 對主接線的基本要求 在確定變電所主接線前，應首先明確其基本要求： （ 1）安全可靠。此外，還應負荷等級的不同采取相應的接線方式來保證其不同的安全性和可靠性要求，不可片面強調(diào)其安全可靠性而造成不應有的浪費。供電系統(tǒng) 的接線應保證工作人員在正常運行和發(fā)生事故時，便于操作和維修，以及運行靈活，倒閘方便。接線方式在滿足生產(chǎn)要求和保證供電質(zhì)量的前提下應力求簡單，以減少設備投資和運行費用。接線方式應保證便于將來發(fā)展，同時能適應分期建設的要求。 35kV、 6kV 主接線的確定 為了保證對一 、二級負荷進行可靠供電，在企業(yè)變電所中廣泛采用由兩回電源受電和裝設兩臺變壓器的橋式主接線。因上一級變電站距本礦變電所為 6km，對于 35kV 電壓等級來說，輸電線路不遠，可以選外僑，但為了提高礦井供電的可靠性和運行的靈活性，選用全橋更合適。 35kV 架空線路由兩條線路送到本礦變電所，正常時兩臺變壓器分列運行。 35kV 母線和 6kV母線，正常時均處于斷開狀態(tài)。 下井電纜回數(shù)的確定 井下總負荷 Pca= (2339+1872)=4042(kW) Qca= (1387+1501)=2888(kvar) )(496722 k V AQPS cacaca ??? 井下最大長時負荷電流 =Ica=Sca/( UN)=4967/( 6)=478(A) 根據(jù)井下開關的額定電流最大為 400A，而《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：下井電纜至少兩回，當一回停止供電時，其他電纜應能滿足井下全部負荷的供電。 河南理工大學畢業(yè) 設計 (論文 )說明書 13 圖 31 35kv 礦用變電站主接線設計河南理工大學畢業(yè) 設計 (論文 )說明書 14 4 短路電流計算 短路電流計算的目的 研究供電系統(tǒng)的短路并計算各種情況下的短路電流，對供電系統(tǒng)的擬定、運行方式的比較、電氣設備的選擇及繼電保護整定都有重要意義。 (1) 選擇電氣設備和載流導體，必須用短路電流校驗其熱穩(wěn)定性和機械強度。 (3) 確定限流措施，當短路電流過大造成設備選擇困難或不經(jīng)濟時，可采取限制短路電流的措施。 短路電流計算過程 選取短路計算點并繪制等效計算圖 河南理工大學畢業(yè) 設計 (論文 )說明書 15 圖 41 等效短路計算圖 河南理工大學畢業(yè) 設計 (論文 )說明書 16 選擇計算各基準值 取基準容量 Sd=100MVA,基準電壓 Ud1==,Ud3=,則可得各級基準電流為 Id1=Sd/ 3 Ud1=100/( 3 37)=(kA) Id2=Sd/ 3 Ud2=100/( 3 )=(kA) Id3=Sd/ 3 Ud3=100/( 3 )=(kA) （ 1）電源的電抗 * min. ?sX * max. ?sX （ 2）變壓器電抗 主變壓器電抗 %2.*1 ????TNdKT SSUX 地面低壓變壓器電抗 1 0 00 4 %2.*2 ????TNdKT SSUX 3）線路電抗 35kV 架空線電抗 2210* ?????dl USLXX 扇風機 1饋電線路電抗 )( 2*5 ????X 扇風機 2饋電線路電抗 )( 2*6 ????X 主井提升饋電線路電抗 )( 2*3 ????X 河南理工大學畢業(yè) 設計 (論文 )說明書 17 副井提升饋電線路電抗 )( 2*4 ????X 壓風機饋電線路電抗 )( 2*7 ????X 地面低壓饋電線路電抗 )( 2*8 ????X 洗煤廠饋電線路電抗 )( 2*10 ????X 工人村饋電線路電抗 )( 2*11 ????X 機修廠饋電線路電抗 )( 2*9 ????X 排水泵饋電線路電抗 )( 2*12 ????X 計算各短路點的短路電流 K1 點的短路電流計 算 (1）最大運行方式下的三相短路電流 ** m in.*.1 ????? lsm XXX *.1*.1 ??? mm XI )(*.1)3(.1 kAIII dlmm ???? )( )3(.11. kAIi msh ???? )( )3(.11. kAII msh ???? )(*.11 M V ASIS dm ???? 河南理工大學畢業(yè) 設計 (論文 )說明書 18 (2)最小運行方式下兩相短路電流 ** m a x.*.1 ????? lsn XXX *.1*.1 ??? nn XI )(*.1)3(.1 kAIII dlnn ???? )( )3(.1)2(.1 kAII nn ??? K2 點的短路電流計算 (1）最大運行方式下的三相 短路電流 * 1*.1* .2 ????? Tmm XXX *.2*.2 ??? mm XI )(* .2)3( .2 kAIII dmm ???? )( )3( .22. kAIi msh ???? )( )3( .22. kAII msh ???? )(* .22 M V ASIS dm ???? (2)最小運行方式下兩相短路電流 * 1*.1* .2 ????? Tnn XXX *.2*.2 ??? nn XI )(* .2)3( .2 kAIII dnn ???? )( )3( .2)2( .2 kAII nn ???? 井下母線短路容量計算 井下 6kV 母線距井上 35kV 變電所的最小距離 l2=+=(kM) 其電抗標幺值為 220*2 ?????ddl USlXX 河南理工大學畢業(yè) 設計 (論文 )說明書 19 最大運行方式下井下母線短路的標幺電抗為 *** 2* m i n.* ?????????? LTls XXXX