【正文】 he design includes the design of 35kV substation all content, taking into account the characteristics of mine power supply system, the load on the substation grouping. Through the calculation of shortcircuit currents, determine the system main connection and operation mode, at the same time for substation primary equipment reasonable selection. This design choice of two main transformers, other equipment such as a circuit breaker, isolating switch, current transformer, voltage transformer, reactive power pensation device and relay protection device and so on in accordance with the specific requirements for the selection, design and configuration, and strive to achieve reliable running, simple operation, convenient, economical and reasonable, with expansion and the possibility of change operation mode when the flexibility. To make it more practical, more practical. Key words: 35kV。本設(shè)計(jì)選擇選擇兩臺(tái)主變壓器，其他設(shè)備如斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，電壓互感器，無(wú)功補(bǔ)償裝置和繼電保護(hù)裝置等等也按照具體要求進(jìn)行選型、 設(shè)計(jì)和配置，力求做到運(yùn)行可靠，操作簡(jiǎn)單、方便，經(jīng)濟(jì)合理，具有擴(kuò)建的可能性和改變運(yùn)行方式時(shí)的靈活性。 整個(gè)設(shè)計(jì)包括 35kV 變電所設(shè)計(jì)的所有內(nèi)容，同時(shí)考慮到煤礦供電系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)變電所的負(fù)荷進(jìn)行了分組。 摘 要 電力是煤礦系統(tǒng)的主要能源，供電系統(tǒng)是由電氣設(shè)備及配電線路按一定的接線方式所組成。 本設(shè)計(jì)為煤礦 35kV 地面變電所設(shè)計(jì)，目的是建立 35kV 地面變電所，為煤礦提供可靠的電源。通過(guò)對(duì)短路電流的計(jì)算，確定了系統(tǒng)主接線及運(yùn)行方式，同時(shí)對(duì)于變電站內(nèi)的主設(shè)備進(jìn)行合理的選型。使其更加貼合實(shí)際，更具現(xiàn)實(shí)意義。 substation。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時(shí)保持功率平衡。 變電所作為 電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。 本次設(shè)計(jì)根據(jù)煤礦變電所設(shè)計(jì)的步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括：負(fù)荷統(tǒng)計(jì)、補(bǔ)償電容器柜及主變壓器選擇；確定主接線方案；短路電流的計(jì)算；高壓電氣設(shè)備的選擇及輸電線路選擇；繼電保護(hù)方案的初步擬定；變電所的防雷與接地等幾大塊。 根據(jù)我國(guó)變電所目前現(xiàn)有電氣設(shè)備狀況以及今后發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)選用新型號(hào)、低損耗、低噪聲的電力變壓器及性能好、時(shí)間長(zhǎng)、免維護(hù)的真空斷路器及高壓開關(guān)柜。由于時(shí)間倉(cāng)促和自身知識(shí)的局限，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)中難免有遺漏和錯(cuò)誤之處，望讀者予以批評(píng)指正。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)行方式下系統(tǒng)阻抗為 ， 35kV過(guò)流整定時(shí)限為 3s。 表 21全礦電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 序號(hào) 負(fù) 荷名稱 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) 需用 系數(shù) KX 功率 因數(shù) cosφ tanφ 離地面 變電所 的距離(km) 備注 安裝 容量 工作 容量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 一、 地面部分 1 主提升機(jī) 10 繞線 800 1/1 800 800 離副井 80m 2 副提升機(jī) 10 繞線 630 1/1 800 800 3 主扇風(fēng)機(jī) 10 同步 1000 2/1 2020 1000 4 壓風(fēng)機(jī) 10 同步 250 3/2 750 500 5 礦綜合廠 330 290 三類負(fù)荷 6 機(jī)修廠 620 550 三類負(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 10 鼠籠 500 4/2 2020 1000 井下 10kV電纜 14km 10 一采區(qū) 10 680 650 11 二采區(qū) 10 1100 950 12 井底車場(chǎng) 165 165 待設(shè)計(jì)變電所 上一級(jí)變電所 6km 13 工人村 450 360 三類負(fù)荷 14 支農(nóng) 310 310 三類負(fù)荷 3 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)和無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 負(fù)荷計(jì)算的目的 為一個(gè)企業(yè)或用電戶電，首先要解決的是企業(yè)要用多少度電，或選用多大容量的變壓器等問(wèn)題，這就需要進(jìn)行負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)合計(jì)算，為正確地選擇變壓器容量與無(wú)功補(bǔ)償裝置、選擇電氣設(shè)備與導(dǎo)線 、以及繼電器保護(hù)的整定等提供技術(shù)參數(shù)。負(fù)荷計(jì)算過(guò)小，則依此選用的設(shè)備和載流部分有過(guò)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，正確的負(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。需用系數(shù)法計(jì)算簡(jiǎn)便，對(duì)任何 性質(zhì)的企業(yè)負(fù)荷均適用，且計(jì)算結(jié)果基本上符合實(shí)際。該公式對(duì)用電設(shè)備組、車間變電站乃至一個(gè)企業(yè)變電站的負(fù)荷計(jì)算都適用。 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)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 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： ?? Nca KxPP ， kW ?tancaca PQ ? , kvar （ 31） 22 cacaca QPS ?? ， kVA 式中 caP 、 caQ 、 caS —— 該用電設(shè)備組的有功、無(wú)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 用 系數(shù)，由表 21 查得。具體計(jì)算如下： ?? ?? mi iNxisca PKKP 1 )( ?? ??mi iiNxisca PKKQ 1 )t a n( ? （ 32） 式中 caP 、 caQ 、 caS—— 為配電干線式變電站低壓母線的有功、無(wú)功、視在計(jì)算負(fù)荷； sK —— 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)； iNii PKx ?、 ?tan —— 分別對(duì)應(yīng)于某一用電設(shè)備組的需 用 系數(shù)、功率因數(shù)角正切值、總設(shè)備容量； 負(fù)荷計(jì)算過(guò)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) Kx =， ?cos =， ?tan = 則 。 注：主扇風(fēng)機(jī)、壓風(fēng)機(jī)等因功率因數(shù)超前，其無(wú)功電流為容性，即提供無(wú)功功率，起無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?，故它們的計(jì)算無(wú)功功率為負(fù)值。都是依靠磁場(chǎng)來(lái)傳送和轉(zhuǎn)換電能的電感性負(fù)載，在電力系統(tǒng)中感應(yīng)電動(dòng)機(jī)約占全部負(fù)荷的 50%以上。 電力系統(tǒng)中的無(wú)功電源由三部分組成： 發(fā)電機(jī)可能發(fā)出的無(wú)功功率（一般為有功功率的 40%～ 50%）。 110kV 及以上電壓線路的充電功率。電壓低于額定電壓值時(shí)，將使發(fā)電、送電、變電設(shè)備均不能達(dá)到正常的出力，電網(wǎng)的電能損失增大，并容易導(dǎo)致電網(wǎng)震蕩而解列，造成大面積停電，產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和政治影響。所以進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償是非常有必要的。因此可以如下計(jì)算： 設(shè) 需要補(bǔ)償 XMva 的無(wú)功 則 cos 2? =??39。SP=22 ）（ X?? = （ 3１） 解得 X= 表 321 全礦電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 序號(hào) 負(fù)荷名稱 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) 需用 系數(shù) KX 功率 因數(shù) cosφ tanφ 計(jì)算 負(fù)荷 安裝 容量 工作 容量 有功功率 （ kW） 無(wú)功功率 （ kvar） 視在功率 （ kVA） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 一 地面部分 1 主提升機(jī) 6 繞線 800 1/1 800 800 712 534 890 2 副提升機(jī) 6 繞線 630 1/1 800 800 640 480 800 3 主扇風(fēng)機(jī) 6 同步 1000 2/1 2020 1000 830 402 922 4 壓風(fēng)機(jī) 6 同步 250 3/2 750 500 400 194 444 5 礦綜合廠 330 290 180 135 225 6 機(jī)修廠 620 550 286 252 381 7 選煤廠 800 650 488 391 625 8 地面低壓 800 700 490 432 653 9 工人村 450 360 306 222 378 10 支農(nóng) 310 310 248 186 310 地面合計(jì) 7660 5960 5012 一 井下部分 1 井下主排水泵 6 鼠籠 500 4/2 2020 1000 850 527 1000 2 一采區(qū) 6 680 650 423 339 542 3 二采區(qū) 6 1100 950 665 569 875 4 井底車場(chǎng) 165 165 116 102 154 6 井下合計(jì) 3945 2765 2053 2564 三 礦井合計(jì) 11605 8725 7533 乘 ， 5969 3215 6780 無(wú)功補(bǔ)償 1300 補(bǔ)償后 5969 1915 6269 無(wú)功補(bǔ)償裝置 無(wú)功補(bǔ)償裝置分為串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置兩大類。 同期調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)在過(guò)勵(lì)磁時(shí)運(yùn)行，它向系統(tǒng)提供可無(wú)級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性無(wú)功，維持電網(wǎng)電壓，并可以強(qiáng) 勵(lì)補(bǔ)償容性無(wú)功，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。 靜止補(bǔ)償器有電力電容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。其運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，功耗小，能做到分相補(bǔ)償，對(duì)沖擊負(fù)荷也有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。既可集中安裝，又可分散裝設(shè)來(lái)接地供應(yīng)無(wú)功功率，運(yùn)行時(shí)功率損耗亦較小。 選擇 上海思源 清能電氣電子有限公司 生產(chǎn)的 SVG— 1300/ 型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置及諧波治理成套裝置，經(jīng)隔離開關(guān)固定接于母線。 4 主變壓器與所用變壓器的選擇 規(guī)程中的有關(guān)變電所主變壓器選擇的規(guī)定 1主變?nèi)萘亢团_(tái)數(shù)的選擇，根據(jù) 《礦山電 力設(shè)計(jì)規(guī)范》，礦山一級(jí)負(fù)荷的兩個(gè)電源均需經(jīng)主變壓器變壓時(shí)，就采用兩臺(tái) 。 主變臺(tái)數(shù)的確定 為保證供電的可靠性， 本次設(shè)計(jì) 采用兩臺(tái)主變 ，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用 。 由 的負(fù)荷計(jì)算得知 10kV 側(cè)的負(fù)荷總量為 。S S/=（ 4１） 所以應(yīng)選容量為 8000kVA 的變壓器。 為了適應(yīng)電壓變化，采用有載調(diào)壓變