【正文】 數(shù)cos φtg φ有功（kW）無(wú)功(kvar)視在(KVA)1地面照明10048同理可得 表26 地面照明負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 序號(hào)負(fù) 荷 名 稱(chēng)電壓（kV）設(shè)備數(shù)量（臺(tái)）設(shè)備容量（千瓦）需用系數(shù)Kx計(jì)算容量備注全部工作全部工作有功（kW）無(wú)功(kvar)視在(KVA) 1井下負(fù)荷206 175 10215 8618 2主斜井配電10151018741115 3風(fēng)機(jī)配電108460203010 4車(chē)間配電837812321281 5生活配電494623018179 6辦公配電441313 7瓦斯抽放泵站105316401020 8地面照明 　　100　100110048表27電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 全礦井上下合計(jì)取同時(shí)系數(shù)K= （27）無(wú)補(bǔ)償時(shí)功率因數(shù)為：(1)無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算當(dāng)采用提高用電設(shè)備自然功率因數(shù)的方法后，功率因數(shù)仍不能達(dá)到供用電規(guī)則所要求的數(shù)值時(shí)，就需要增設(shè)人工補(bǔ)償裝置。用電力電容器來(lái)提高功率因數(shù)時(shí)，其電力電容器的補(bǔ)償容量用下式計(jì)算： （28） 式中——平均負(fù)荷系數(shù)， ——補(bǔ)償前功率因數(shù)角的正切值； ——補(bǔ)償后要達(dá)到的功率因數(shù)角的正切值；。因礦井地面變電所10kV母線(xiàn)為單母分段接線(xiàn)，故所選電容器柜應(yīng)分別安裝在兩段母線(xiàn)上，即電容器柜數(shù)應(yīng)取偶數(shù)。補(bǔ)償后的無(wú)功功率 因此kva 第三章 主變壓器的選擇 變壓器的選取原則選擇主變壓器需要根據(jù)其使用環(huán)境條件、電壓等級(jí)及計(jì)算負(fù)荷選擇其形式和容量。從供電的可靠性出發(fā)，變壓器臺(tái)數(shù)是越多越好。所以，變壓器臺(tái)數(shù)與容量的確定，應(yīng)全面考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，合理選擇。如企業(yè)的一、二級(jí)負(fù)荷較多，必須裝設(shè)兩臺(tái)變壓器。特殊情況下可裝設(shè)兩臺(tái)以上變壓器。 變壓器選擇計(jì)算按第二章計(jì)算出來(lái)的計(jì)算負(fù)荷進(jìn)行用電負(fù)荷分析，根據(jù)分析結(jié)果選擇變壓器容量及臺(tái)數(shù)。 二級(jí)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(chē)場(chǎng)各項(xiàng)，%. 三級(jí)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、支農(nóng)各項(xiàng)，%。在上述分析中一、%，當(dāng)兩臺(tái)變壓器中一臺(tái)停止運(yùn)行時(shí)，%的正常供電，再考慮將來(lái)的發(fā)展情況，礦井不斷延伸，負(fù)荷不斷增加，故選用兩臺(tái)S712500/35型銅線(xiàn)雙繞組無(wú)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)S712500/35容量(kVA)12500連接組別Y,d11電壓 阻抗電壓 8空載電流損耗（kW）空載負(fù)載兩臺(tái)主變壓器采用分列運(yùn)行方式，備用方式為暗備用。由于無(wú)功功率的存在，使系統(tǒng)中的電流增大，從而使得電力系統(tǒng)的有功功率損耗增加。它表示當(dāng)電力系統(tǒng)輸送1kvar的無(wú)功功率時(shí)，在電力系統(tǒng)中增加的有功功率損耗千瓦數(shù)，單位是KW/kvar。 對(duì)于工礦企業(yè)變，配電所 Kec=~ 對(duì)于發(fā)電機(jī)直配用戶(hù) Kec=~ 對(duì)于經(jīng)兩級(jí)變壓的用戶(hù) Kec=~ 對(duì)于經(jīng)三級(jí)及以上變壓的用戶(hù) Kec=~（2）變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 變壓器的有功功率損耗是變壓器運(yùn)行時(shí)自身的損耗，而變壓器的無(wú)功功率損耗會(huì)引起系統(tǒng)有功功率損耗的增加。然后，計(jì)算變壓器運(yùn)行時(shí)總的功率損耗。 單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)其功率損耗可按下式計(jì)算： （35） 式中 Kec——無(wú)功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，KW/kvar； ——變電所的負(fù)荷容量（此時(shí)為變壓器的實(shí)際負(fù)荷容量），KV同理，當(dāng)n臺(tái)同容量變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，其總運(yùn)行功率損耗為此時(shí)一臺(tái)變壓器運(yùn)行損耗的n倍，即 （36） 由于本設(shè)計(jì)中要求兩臺(tái)變壓器一用一備，所以每臺(tái)變壓器的容量都應(yīng)大于全礦計(jì)算負(fù)荷，因此，此處在對(duì)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析時(shí)，應(yīng)按照單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)功率損耗計(jì)算，： （37）=+=變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：根據(jù)負(fù)荷的變化情況，調(diào)整變壓器的運(yùn)行方式，使其在功率損耗最小的條件下運(yùn)行，稱(chēng)為變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。令,可求得單臺(tái)變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷Sec為： （38） 單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率βec為： （39）式中 Sec——經(jīng)濟(jì)運(yùn)行臨界容量，KVA。變壓器功率損耗ΔP1與變壓器負(fù)荷S的關(guān)系曲線(xiàn)： ΔP ΔPⅠ ΔPⅡ A O Scr S圖32 變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷 圖中，ΔPⅠ為一臺(tái)變壓器運(yùn)行的損耗；ΔPⅡ?yàn)閮膳_(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的損耗。 由圖32可以看出：當(dāng)SScr時(shí)，因ΔPⅠΔPⅡ，一臺(tái)變壓器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)；當(dāng)SScr時(shí)，因ΔPⅠΔPⅡ,兩臺(tái)變壓器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。由于該煤礦供電系統(tǒng)中35kV側(cè)全礦計(jì)算負(fù)荷為Sca=,且大于兩臺(tái)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界容量Scr=13016KVA，故宜選用1臺(tái)變壓器運(yùn)行一臺(tái)備用的方案，這樣變壓器自身和電力系統(tǒng)的有功功率損耗最小，從而獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益的運(yùn)行方式。應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，充分保證人身和設(shè)備的安全。 （2）操作方便，運(yùn)行靈活。 （3）經(jīng)濟(jì)合理。 （4）便于發(fā)展。原則如下： 保證供電可靠，力求減少使用開(kāi)關(guān)、起動(dòng)器、使用電纜的數(shù)量應(yīng)最少。地面變電所動(dòng)力變壓器多于一臺(tái)時(shí)，應(yīng)合理分配變壓器負(fù)荷，通常一臺(tái)變壓器負(fù)擔(dān)一個(gè)工作面用電設(shè)備。采煤機(jī)宜采用單獨(dú)電纜供電，工作面配電點(diǎn)到各用電設(shè)備宜采用輻射式供電上山及順槽輸送機(jī)宜采用干線(xiàn)式供電。工作面配電點(diǎn)最大容量電動(dòng)機(jī)用的起動(dòng)器應(yīng)靠近配電點(diǎn)進(jìn)線(xiàn)，以減少起動(dòng)器間連接電纜的截面。低沼氣礦井、掘進(jìn)工作面與回采工作面的電氣設(shè)備應(yīng)分開(kāi)供電，局部扇風(fēng)機(jī)實(shí)行風(fēng)電沼氣閉鎖，沼氣噴出區(qū)域、高壓沼氣礦井、煤與沼氣突出礦井中，所有掘進(jìn)工作面的局扇機(jī)械裝設(shè)三專(zhuān)（專(zhuān)用變壓器、專(zhuān)用開(kāi)關(guān)、專(zhuān)用線(xiàn)路）二閉鎖設(shè)施即風(fēng)、電、沼氣閉鎖。橋式接線(xiàn)分為外橋、內(nèi)橋全橋三種。 一級(jí)負(fù)荷由于涉及到人身安全和重要經(jīng)濟(jì)部門(mén)，所以對(duì)于一級(jí)負(fù)荷的供電必須采用雙回路，此處先從10kv線(xiàn)路的倆段母線(xiàn)分別向負(fù)荷供電，來(lái)保障一級(jí)負(fù)荷不會(huì)斷電。 這種主接線(xiàn)的運(yùn)行靈活性好，供電可靠性較高，適用一，二級(jí)負(fù)荷的工廠。 這種內(nèi)橋接線(xiàn)多用于電源線(xiàn)路較長(zhǎng)因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會(huì)較多，變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。母線(xiàn)分段后，對(duì)于重要用戶(hù)可由分別接于倆段母線(xiàn)上的倆條出線(xiàn)同時(shí)供電，當(dāng)任一祖母線(xiàn)發(fā)生故障或者檢修時(shí)，重要用戶(hù)仍可以通過(guò)正常段母線(xiàn)繼續(xù)供電，而倆段母線(xiàn)同時(shí)出現(xiàn)故障檢修的概率很小，大大提高了對(duì)重要用戶(hù)的供電可靠性。短路產(chǎn)生的后果極為嚴(yán)重，為了限制短路的危害和縮小故障影響范圍，在供電設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，必須進(jìn)行短路電流計(jì)算，以解決些列技術(shù)問(wèn)題。 （2）設(shè)置和整定繼電保護(hù)裝置，使之能正確地切除短路故障。（4） 確定合理的主接線(xiàn)方案和主要運(yùn)行方式等。它可供計(jì)算繼電保護(hù)裝置的整定值和計(jì)算短路沖擊電流及短路全電流最大有效值之用。 三相短路電流計(jì)算的步驟根據(jù)供電系統(tǒng)繪制等值網(wǎng)絡(luò)（1）選取基準(zhǔn)容量Sj和基準(zhǔn)電壓Uj，并根據(jù)公式?jīng)Q定基準(zhǔn)電流值Ij。（3）按等值網(wǎng)絡(luò)各元件的聯(lián)接情況，求出由電源到短路點(diǎn)的總阻抗。倆個(gè)標(biāo)幺值相加或相乘，仍得到統(tǒng)一基準(zhǔn)下的標(biāo)幺值。短路各元件阻抗參數(shù)計(jì)算 (1)FA變電站變壓器:(2)FB變電站變壓器； （3）SF712500/35型變壓器: （4） （5） （6）主提升機(jī)、副提升機(jī)(電纜):（7）風(fēng)機(jī)配電線(xiàn)路（架空線(xiàn)）： （8）車(chē)間配電（電纜）：（7）生活配電（架空線(xiàn)）：（8）辦公配電線(xiàn)路（電纜）：（9）井下線(xiàn)路（電纜）：（10）地面照明線(xiàn)路 最大運(yùn)行方式通過(guò)各短路阻抗元件參數(shù)可得，上級(jí)電源取自FA變電站的電源使電源處阻抗最小，35kv變電站倆臺(tái)變壓器同時(shí)工作時(shí)阻抗最小，10kv母線(xiàn)各符合均采用雙回路同時(shí)工作時(shí)阻抗最小，所以確定最大運(yùn)行方式。當(dāng)k1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)： 基準(zhǔn)電流： 總電抗： 短路電流次暫態(tài)值： 兩項(xiàng)短路電流： 同理可得其余各短路點(diǎn)的,表52 最小運(yùn)行方式短路電流統(tǒng)計(jì)表序號(hào)短路點(diǎn)名稱(chēng)1K12K23K34K45K56K67K78K89K910K10第六章 供電線(xiàn)路的選擇（1） 在正常工作時(shí)電纜芯線(xiàn)的實(shí)際溫升不得超過(guò)絕緣所允許的溫升，否則電纜將因過(guò)熱而縮短其使用壽命或迅速損壞。鎧裝電纜允許溫升是80176。（2） 正常運(yùn)行時(shí)，電纜網(wǎng)路的實(shí)際電壓損失必須不大于網(wǎng)路所允許的電壓損失。所以被選定的電纜必須保證其電壓損失不超過(guò)允許值。因此，必須校驗(yàn)大容量電動(dòng)機(jī)起動(dòng)大，是否能保證其他用電設(shè)備所必須的最低電壓。（4） 電纜的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足要求，特別是對(duì)移動(dòng)設(shè)備供電的電纜。對(duì)于干線(xiàn)電纜，則必須首先按允許電流及起動(dòng)條件進(jìn)行校驗(yàn)。1. 電纜長(zhǎng)度的確定（6） 為了便于安裝維護(hù)，便于設(shè)備移動(dòng)，確定電纜長(zhǎng)度時(shí)還應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：（7） 移動(dòng)設(shè)備的電纜，須增加機(jī)頭部分活動(dòng)長(zhǎng)度3～5m。（9） 對(duì)半固定設(shè)備的電動(dòng)機(jī)至就地控制開(kāi)關(guān)的電纜長(zhǎng)度，一般取5～10m。（11） 掘進(jìn)配電點(diǎn)至掘進(jìn)設(shè)備的電纜長(zhǎng)度，按配電點(diǎn)移動(dòng)距離考慮，但電纜長(zhǎng)度以不超過(guò)100m為宜。3. 10kV電纜的選擇按長(zhǎng)時(shí)允許電流初選導(dǎo)線(xiàn)截面，并按短路條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。土壤修正系數(shù)Ktr=，并排修正系數(shù)Kp=故差表可知交聯(lián)聚乙烯系絕緣聚氯乙烯護(hù)套3*12mm銅芯電纜允許截流量I=386A電纜允許電流Ial=KtKpKtrIal= 滿(mǎn)足要求查表可知，R0=線(xiàn)路損耗 Δ Δ （63） 井下線(xiàn)路的總功率 （64）允許電壓損失校驗(yàn) ΔU％=(PR+QX)/10 =(+) ％5％ （65）滿(mǎn)足電壓損失要求經(jīng)濟(jì)電流密度校驗(yàn) 查表得知銅芯電纜在年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5000小時(shí)以上時(shí)，是比較經(jīng)濟(jì)的。機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)。所選架空線(xiàn)型號(hào)見(jiàn)表 表62 架空線(xiàn)型號(hào) 序號(hào) 負(fù)荷名稱(chēng) 架空線(xiàn)型號(hào) 1 主斜井配電 LGJ35 2 風(fēng)機(jī)配電 LGJ35 3 瓦斯抽放泵站 LGJ35 4 地面照明 LGJ35 35kV電纜以及架空線(xiàn)的選擇 礦井為一級(jí)負(fù)荷，對(duì)于礦井變電所的主接線(xiàn)，我們已經(jīng)選用全橋接線(xiàn)方式。此時(shí)流過(guò)電纜的負(fù)荷電流為： A電纜選擇，一般按長(zhǎng)時(shí)工作電流選擇，用短路條件校驗(yàn)其動(dòng)、熱穩(wěn)定性。由于所處環(huán)境最高溫度為480C，則其長(zhǎng)時(shí)允許電流為： 考慮到動(dòng)穩(wěn)定性，電纜采用平放，其允許電流值應(yīng)再較低8％，故為： 滿(mǎn)足長(zhǎng)時(shí)允許電流負(fù)荷要求。下面就進(jìn)行短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)。35kV室外電纜瓷瓶選用懸式絕緣子，組成絕緣串，作為電纜絕緣瓷瓶，每組絕緣子常為4個(gè)。選擇是否合理將直接影響整個(gè)供電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。 電氣設(shè)備選擇的原則對(duì)各種電氣設(shè)備的基本要求是正常運(yùn)行時(shí)安全可靠，短路通過(guò)短路電流時(shí)不致?lián)p壞，因此，電氣設(shè)備必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，按短路條件進(jìn)行校驗(yàn)。此外，選擇電氣設(shè)備，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際環(huán)境條件考慮防水、防火、防腐、防塵、防爆以及高海拔區(qū)或濕熱地區(qū)等方面的