【正文】 第四分冊）》。我的設(shè)計主要進(jìn)行了煤礦地面35kV變電站的設(shè)計。在做負(fù)荷統(tǒng)計時，用需用系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計算，根據(jù)負(fù)荷計算的結(jié)果確定出該站主變壓器的臺數(shù)、容量及型號。為電氣設(shè)備的選擇及校驗提供了數(shù)據(jù)。主接線形式為35KV側(cè)是單母線分段，10KV側(cè)是單母線分段。最佳運(yùn)行方式為一路運(yùn)行、一路備用。 變電站。運(yùn)行方式 A Power Supply System Of The Ground F Design AbstractThe design of the preliminary design of the design of the Ground 35kV substation. The design process includes load calculation, the main wiring design, short circuit calculations, electrical equipment selection. Through Mine 35KV substation load statistics do with required load factor method to calculate, determine the station39。 substation。 Run 目 錄某F煤礦地面供電系統(tǒng)設(shè)計 I摘要 IAbstract II目 錄 III第一章 概述 1 礦井地面供電設(shè)計目的 1 礦井地面供電設(shè)計一般步驟 1 礦井供電設(shè)計原始資料 2第二章 全礦負(fù)荷統(tǒng)計 3 負(fù)荷計算的目的 3 負(fù)荷計算方法 3 負(fù)荷計算過程 4 全礦井上下合計 12 12第三章 主變壓器的選擇 13 變壓器的選取原則 14 變壓器選擇計算 14 變壓器損耗計算 15 變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析 15第四章 地面供電系統(tǒng)的接線方案 19 19 20第五章 短路電流計算 23 短路電流計算的目的 23 短路電流計算中應(yīng)計算的數(shù)值 23 三相短路電流計算的步驟 23 24 最大運(yùn)行方式 26 28第六章 供電線路的選擇 29 30 10kV架空線的選擇 32 35kV電纜以及架空線的選擇 34第七章 電氣設(shè)備的選擇 35 35 35kv開關(guān)柜的選擇 36 斷路器的校驗 37 電流互感器的校驗 38 電壓互感器的選擇 38 10kv開關(guān)柜的選擇 38 斷路器的校驗 40 電流互感器的校驗 40第八章 繼電保護(hù)方案的初步擬定 41 變電所各斷路器過流保護(hù)的設(shè)置與配合 41 QFQF5斷路器上保護(hù)的設(shè)置與配合 42 各10KV低壓饋出線斷路器的設(shè)置與配合 42 10KV聯(lián)絡(luò)開關(guān)（QF8）的保護(hù)設(shè)置與配合。由于煤礦井下工作的特殊性，對煤礦供電提出了很高的要求，這些要求是： 供電可靠 所謂供電可靠，就是要求供電不間斷?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定：礦井應(yīng)有兩回路來自不同變電所的電源線路，當(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時，另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。井下供電容易導(dǎo)致觸電或由電火花引起的瓦斯煤塵爆炸等事故，所以，必須采取一系列技術(shù)措施，制定嚴(yán)格的管理制度，保證安全供電。電壓波動范圍不得超過額定電壓的177。 供電經(jīng)濟(jì) 煤礦供電設(shè)備耗電量很大，如果供電系統(tǒng)設(shè)計不合理，電器設(shè)備使用不當(dāng)，會造成功率因數(shù)降低，線路損耗加大，使生產(chǎn)成本上升。 礦井地面供電設(shè)計目的能對礦井供電系統(tǒng)有個更深入的了解，應(yīng)用煤礦井下供電理論知識具體解決一些井下供電的技術(shù)問題。鞏固和擴(kuò)展知識領(lǐng)域，培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，提高獨立工作的能力。一回主供電源引自FA 110kV變電站，；另一備用電源線路引自FB 110kV變電站。 負(fù)荷計算的目的是為了解用電情況，合理選擇供配電系統(tǒng)的設(shè)備和元件，如導(dǎo)線、電纜、變壓器等。負(fù)荷計算偏大，則造成設(shè)備的浪費和投資的增大。 負(fù)荷計算方法本供電設(shè)計采用的電力負(fù)荷計算方法是需用系數(shù)法。公式簡單，計算方便只用一個原始公式就可以表征普遍的計算方法。對不同性質(zhì)的用電設(shè)備、不同車間或企業(yè)的需用系數(shù)值，經(jīng)過幾十年的統(tǒng)計和積累，數(shù)值比較完整和準(zhǔn)確，查取方便，因而為我國設(shè)計部門廣泛采用。在一個車間中可根據(jù)具體情況將用電設(shè)備分為若干組，在分別計算各用電設(shè)備組的計算負(fù)荷。多組用電設(shè)備組的計算負(fù)荷在配電干線上或車間變電所低壓母線上，常有多個用電設(shè)備組同時工作，但是各個用電設(shè)備組的最大負(fù)荷也非同時出現(xiàn)，因此在求配電干線或車間變電所低壓母線的計算負(fù)荷時，應(yīng)再計入一個同時系數(shù)。 由表查出各用電設(shè)備組的需要系數(shù)和功率因數(shù)，根據(jù)公式計算出各用電設(shè)備組的計算負(fù)荷。有功功率 kW；無功功率 kvar；視在功率 kVA； （2）對材料斜井絞車 =，=，= P=400KW 則。有功功率 kW；無功功率 kvar；視在功率 kVA；（4）材料斜井絞車房 =，=，= P=56KW 則。有功功率 kW；無功功率 kvar；視在功率 kVA； （2）對皇后風(fēng)井主風(fēng)機(jī) =，=，= P=1500KW 則。有功功率 kW；無功功率 kvar；視在功率 kVA； （4）皇后風(fēng)井壓風(fēng)機(jī) =，=，= P=280KW 則。有功功率 kW； 無功功率 kvar； 視在功率 kVA（2）主井地面生產(chǎn)系統(tǒng) =，=，= P=115KW 則。有功功率 kW； 無功功率 kvar； 視在功率 kVA（4）熱風(fēng)爐及空氣加熱設(shè)備 =，=，= P=142KW 則。有功功率 kW； 無功功率 kvar； 視在功率 kVA（6）漁場取水泵房 =，=，= P=132KW 則。有功功率 kW； 無功功率 kvar； 視在功率 kVA（2）生活污水處理設(shè)備 =，=，= P= 則。有功功率 kW； 無功功率 kvar； 視在功率 kVA （2）瓦斯抽放泵 =，=，= P=800KW 則。在工礦企業(yè)用戶中，人工補(bǔ)償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10kV側(cè)功率因數(shù)，則所需補(bǔ)償容量由公式計算得：kvar （29）(2)電容器柜的選擇及實際補(bǔ)償容量計算本設(shè)計采用高壓集中補(bǔ)償方式。現(xiàn)選用GJZK103型高壓靜電電容柜，每柜安裝容量360kvar，據(jù)此可計算出電容器柜的數(shù)量為： 取偶數(shù) N=10則 實際補(bǔ)償容量為： kvar折算為計算容量為： kvar補(bǔ)償后10kV母線側(cè)總計算負(fù)荷及功率因數(shù)校驗功率補(bǔ)償后10kV側(cè)有功功率 kW無功功率 （210）代入數(shù)據(jù)得 滿足要求。變電所的容量是由其裝設(shè)的主變壓器容量所決定的。但變壓器臺數(shù)增加，開關(guān)電器等設(shè)備以及變電所的建設(shè)投資都要增大。當(dāng)企業(yè)絕大多數(shù)負(fù)荷屬三級負(fù)荷，其少量負(fù)荷或由鄰近企業(yè)取得備用電源時，可裝設(shè)一臺變壓器。兩臺互為備用，并且當(dāng)一臺出現(xiàn)故障時，另一臺能承擔(dān)全部一、二及負(fù)荷。例如分期建設(shè)大型企業(yè)，其變電站個數(shù)及變壓器臺數(shù)均可分期投建，從而臺數(shù)可能加多。其計算計算過程如下：用電負(fù)荷分析 一級負(fù)荷：包括副提升機(jī)、主扇風(fēng)機(jī)、井下主排水泵各項，%。 根據(jù)礦井主變壓器的選擇條件，一般選兩臺，當(dāng)一臺故障停運(yùn)時，另一臺必須保證一、二級負(fù)荷的用電。 變壓器損耗計算根據(jù)公式23計算主變壓器各項損耗空載無功損耗： （31） 則 有功損耗： kW； （32）無功損耗： kvar； （33） 總的有功計算符合總的無功計算符合 （34）數(shù)據(jù)代入cosΦ=P/S得到功率因數(shù)cos= 所以所選擇的主變壓器符合設(shè)計要求 變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析方法 （1）無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量的概念 電力系統(tǒng)的有功損耗，不僅僅與設(shè)備的有功功率損耗有關(guān)，而且還與設(shè)備的無功功率損耗有關(guān)，這是由于設(shè)備消耗的無功功率，也是由于電力系統(tǒng)供給得到的。 為了計算電氣設(shè)備的無功功率損耗在電力系統(tǒng)中引起的有功功率損耗，引入一個換算系數(shù)K，稱為無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量。 無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量Kec的值與輸電距離、電壓變換次數(shù)等因素有關(guān)。因此，應(yīng)將變壓器的無功功率損耗換算成等效的有功功率損耗。當(dāng)變壓器運(yùn)行時的功率損耗最小時，運(yùn)行費用最低，此時變壓器的運(yùn)行方式即為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。A； 兩臺同容量變壓器并聯(lián)運(yùn)行時，其總運(yùn)行功率損耗應(yīng)為此時單臺變壓器運(yùn)行損耗的2倍。 對于單臺運(yùn)行的變壓器，要使變壓器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，就必須滿足變壓器單位容量的有功功率損耗換算值ΔP1/S最小。 ——變壓器額定容量，KVA； ΔP0——變壓器空載有功損耗，KW； ΔQ0——變壓器空載無功損耗，kvar； ΔPNT——變壓器滿載有功損耗，KW； ΔQNT——變壓器滿載無功損耗，kvar； Kec——無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，大型礦井一般取Kec=。由圖可見，兩條曲線的交點A所對應(yīng)的負(fù)荷Scr就是變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷。 當(dāng)S=Scr，則ΔPⅠ=ΔPⅡ，即 由此可求得兩臺變壓器并聯(lián)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷Scr為： 當(dāng)一臺變壓器運(yùn)行與兩臺同容量變壓器并聯(lián)運(yùn)行損耗相同時，稱βec為一臺變壓器運(yùn)行時的臨界負(fù)荷率，即 同理，當(dāng)變電所設(shè)置n臺容量相同的變壓器時，則n臺與n1臺經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷Scr為： 本礦若采用2臺變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界容量為： 因此，當(dāng)實際負(fù)荷容量S13016KVA時，系統(tǒng)采用一臺變壓器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)；當(dāng)實際負(fù)荷容量S13016KVA時，系統(tǒng)采用兩臺變壓器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。第四章 地面供電系統(tǒng)的接線方案 在確定變電所主接線前，應(yīng)首先明確其基本要求： （1）安全可靠。此外，還應(yīng)負(fù)荷等級的不同采取相應(yīng)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(qiáng)調(diào)其安全可靠性而造成不應(yīng)有的浪費。供電系統(tǒng)的接線應(yīng)保證工作人員在正常運(yùn)行和發(fā)生事故時，便于操作和維修，以及運(yùn)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(yīng)力求簡單，以減少設(shè)備投資和運(yùn)行費用。接線方式應(yīng)保證便于將來發(fā)展，同時能適應(yīng)分期建設(shè)的要求。原則上一臺起動器控制一臺設(shè)備。變壓器最好不并聯(lián)運(yùn)行。配電點起動器在三臺以下，一般不設(shè)配電點進(jìn)線自動饋電開關(guān)。供電系統(tǒng)盡量減少回頭供電。 為了保證對一、二級負(fù)荷進(jìn)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(shè)兩臺變壓器的橋式主接線。因上一級變電站距本礦變電所輸電線路不遠(yuǎn)，可以選全橋，且一次側(cè)采用全橋接線，二次側(cè)采用單母線分段接線，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(yùn)行。 設(shè)計采用內(nèi)橋式接線的總降變電所主接線，這種主接線，其一次側(cè)的高壓斷路器QF3跨接在倆路電源進(jìn)線之間，猶如一架橋梁，而且處在線路斷路器QF1和QF2的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式接線。如果某路電源例如wl1線路停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開QF1，投入QF3，即可由wl2恢復(fù)對變壓器的供電。 單母線分段接線提高了供電的可靠性和靈活性。根據(jù)地面變電所供電系統(tǒng)擬定原則，如附圖（供電系統(tǒng)擬定圖）所示 第五章 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(yùn)行方式的比較、電氣設(shè)備的選擇及繼電保護(hù)整定都有重要意義。 （1）選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，必須用短路電流校驗其熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。 （3）確定限流措施，當(dāng)短路電流過大造成設(shè)備選擇困難或不經(jīng)濟(jì)時，可采取限制短路電流的措施。 短路電流計算中應(yīng)計算的數(shù)值 ,即三相短路電流周期分量第一周期的有效值。 三相短路容量，用來判斷母線短路容量是否超過規(guī)定值、作為選擇限流電抗器的依據(jù)，并可供下一級變電所計算短路電流之用； 短路電流穩(wěn)態(tài)有效值,可用來校驗設(shè)備、母線及電纜的熱穩(wěn)定性； 短路沖擊電流及短路全電流最大有效值，可用來校驗電器設(shè)備、載流導(dǎo)體及母線的動穩(wěn)定性。（2）求出系統(tǒng)各元件的標(biāo)么基準(zhǔn)電抗，將計算結(jié)果標(biāo)注在等值網(wǎng)絡(luò)圖上。（4）按歐姆定律求短路電流標(biāo)么值：對于電源是無限大容量的系統(tǒng)，其短路電流標(biāo)么值可按公式51求出： （51） 且短路后各種時間的短路電流標(biāo)么值與短路容量標(biāo)么值都相等，即 （52）（5）求短路電流和短路容量；為了向供電設(shè)計提供所需的資料，應(yīng)下列短路電流和短路容量：① 求出次暫態(tài)短路電流和短路容量