論文題目煤礦供電系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)電氣工程及其自動化摘要本設(shè)計是依據(jù)對黃家溝煤礦原始資料的仔細(xì)分析，根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際生產(chǎn)需要，結(jié)合礦井地面和井下負(fù)荷計算，分析，研究設(shè)計地面和井下供電系統(tǒng)。本設(shè)計對黃家溝煤礦從110KV側(cè)電源進(jìn)線開始全面設(shè)計，設(shè)計過程主要包括礦井全部負(fù)荷的統(tǒng)計和計算、低壓變壓器和總降壓變壓器的選擇、系統(tǒng)主接線方式選擇、各種高低壓電器設(shè)備和電纜的選擇、采用標(biāo)幺值進(jìn)行短路計算并對電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性校驗(yàn)、繼電保護(hù)、防雷接地等。根據(jù)煤礦供電的特殊性，110KV側(cè)主接線為全橋接線，10KV側(cè)主接線方式為單母線分段方式，兩臺變壓器采用分列運(yùn)行方式，并依據(jù)電流的整定值選擇斷路器、隔離開關(guān)等電氣設(shè)備。關(guān)鍵詞供電系統(tǒng)，負(fù)荷計算，短路計算，設(shè)備選型，繼電保護(hù)研究類型系統(tǒng)設(shè)計第一章緒論11煤礦供電概述電力作為現(xiàn)代煤炭工業(yè)的主要動力，在煤炭生活中占有十分重要的地位?，F(xiàn)代煤礦生產(chǎn)無不以電能在直接或間接作為動力，滿足礦井日常生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。工礦企業(yè)供電系統(tǒng)處于供電系統(tǒng)末端，屬于地方電網(wǎng)的一部分，是電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。煤礦供電電源一般取自不同電源的高壓變電所或發(fā)電廠，供電電壓等級取決于企業(yè)規(guī)模的大小，供電距離的遠(yuǎn)近、電力系統(tǒng)的電壓等級等因素，一般為35KV或110KV，大中型礦山多采用35110KV雙電源供電。電源經(jīng)企業(yè)內(nèi)部總降壓變電降壓后，以610KV的高壓向車間變電所、井下變電所、高壓用電設(shè)備供電，此為高壓供電系統(tǒng)；各6110KV變電所再次降壓后，以設(shè)備需要低壓向各用電設(shè)備供電，此為低壓供電系統(tǒng)。所以礦井企業(yè)進(jìn)行可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、合理地供電，對提高經(jīng)濟(jì)效益及保證安全生產(chǎn)等方面都有十分重要的意義。111煤礦供電的可靠性供電可靠就是要求不間斷供電，礦上如果供電中斷，不僅會影響產(chǎn)量，而且有可能發(fā)生人身事故或設(shè)備損壞，嚴(yán)重時會造成礦井的破壞，由于礦山生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，自然條件惡劣，供電設(shè)備容易受損害，可能造成觸電及電火花引起的火災(zāi)和瓦斯煤塵爆炸等事故。因此，根據(jù)煤礦安全規(guī)程礦井重要負(fù)荷均應(yīng)采用雙回路供電，兩路線路互為備用，當(dāng)一路檢修或故障時，則另一路可以可靠地供電，以保證供電的可靠性。112煤礦供電的安全性供電安全就是在電能的分配、供應(yīng)和使用過程中，不應(yīng)發(fā)生人身觸電事故和設(shè)備事故，也不應(yīng)發(fā)生火災(zāi)和爆炸事故。尤其是煤礦井下，生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，自然條件惡劣，供電設(shè)備容易受潮損壞，特別容易發(fā)生事故。因此，必須依靠煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，確保供電安全。12黃家溝煤礦簡介黃家溝煤礦位于山西省呂梁地區(qū)臨縣湍水頭鎮(zhèn)黃家溝村，北距縣城39KM，南距呂梁市22KM。行政區(qū)劃隸屬于湍水頭鎮(zhèn)管轄，地理坐標(biāo)為北緯374249374432，東經(jīng)11105531110816。北距臨縣城39KM,南距呂梁市22KM,行政區(qū)劃隸屬于湍水頭鎮(zhèn)管轄。為120MT/A生產(chǎn)能力的新型礦井。下圖為黃家溝煤礦礦井鳥瞰圖121地形地貌井田處于晉西黃土高原，呂梁山西側(cè)。區(qū)內(nèi)地形復(fù)雜，侵蝕、沖刷劇烈，形成了黃土高原特有的梁峁景觀。地勢東南高西北低，最高處在南部邊緣12638M，最低點(diǎn)在西北角10609M，最大相對高差2029M，屬中、低山區(qū)。122河流與水系流經(jīng)區(qū)域的常年性河流有北川河、南川河。井田位處北川河以西。井田內(nèi)無常年性水流，均為季節(jié)性河流，雨季洪流經(jīng)區(qū)內(nèi)各大溝谷匯入?yún)^(qū)外的南川河、北川河。123氣象及地震本區(qū)屬溫帶大陸性氣候，四季分明，冬季少雪，春季多風(fēng)，夏季雨量集中，秋季陰雨天較多，年平均降水量5148MM，最大降水量7864MM。最小降水量2729MM，一年中水量集中在68月三個月內(nèi)，占全年降水量的593，年蒸發(fā)量為14821941MM，年平均氣溫103，最高氣溫37，出現(xiàn)在7月份，最低氣溫248，出現(xiàn)在1月份，晝夜溫差大，最大風(fēng)速日平均31M/S。據(jù)史料記載，清道光九年三月（即公元1829年4月）曾發(fā)生過525級地震。依據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖GB183062001圖A，本地區(qū)地震動峰值加速度005G，地震基本烈度6度。124井田開發(fā)歷史及現(xiàn)狀本礦始建于1971年，75年正式投產(chǎn)，設(shè)計生產(chǎn)能力006MT/A，系國有企業(yè)，批準(zhǔn)開采2、5、89、10號煤層，井田面積7392KM2。1991年省計委批準(zhǔn)030MT/A改擴(kuò)建工程，采用一斜兩立混合開拓，兩個水平開采。主斜井為混合提升井，凈寬40M，凈斷面積122M2，傾角22，斜長422M，機(jī)軌合一，裝備一部TD7510063型強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)，電機(jī)功率275KW，擔(dān)負(fù)礦井提煤任務(wù)，另裝備一部JTP1615型單滾筒絞車，電機(jī)功率110KW，擔(dān)負(fù)礦井提矸、下放材料及運(yùn)送人員等任務(wù)，為礦井的進(jìn)風(fēng)井；回風(fēng)立井凈直徑40M，凈斷面126M2，垂深135M，設(shè)梯子間，裝備兩臺FBCDZ616B型軸流式風(fēng)機(jī)，擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)，兼礦井一個安全出口；行人立井凈直徑30M，凈斷面71M2，垂深143M，裝設(shè)梯子間，為礦井的另一個安全出口。井底車場與運(yùn)輸大巷布置于5號煤層，井底車場及運(yùn)輸大巷均為料石砌碹。運(yùn)輸大巷鋪設(shè)B800MM皮帶機(jī)，礦井正常涌水量為100M3/H，最大涌水量為180M3/H。主排水泵型號為D85455型，電機(jī)功率90KW，共計4臺。礦井采煤方法為輕型支架炮采放頂煤一次采全高長壁采煤法，全部垮落法管理頂板。由于多種原因，礦井030MT/A改擴(kuò)建工程一直未正式投產(chǎn)，2005年山西省煤炭工業(yè)局以圖11黃家溝煤礦鳥瞰圖晉煤行發(fā)2005883號文核定其生產(chǎn)能力為015MT/A。礦井地面工業(yè)場地內(nèi)設(shè)有簡易的儲、裝、運(yùn)系統(tǒng)。原煤在儲煤場由汽車外運(yùn)。在工業(yè)場地內(nèi)還設(shè)有絞車房、變電所、風(fēng)機(jī)房、燈房、浴室、礦辦公室、職工宿舍、庫房、機(jī)修間及坑木加工房等建筑物。目前，井下5號煤層F1斷層以南區(qū)域資源幾乎已全部采完（剩余零星少量邊角煤也將于2009年內(nèi)回收干凈）。5號煤層中已布置有運(yùn)輸、回風(fēng)兩條大巷，向北已過F1斷層，北部采區(qū)煤倉已形成；新施工的副斜井井筒已落底5號煤層井底車場；北區(qū)回風(fēng)立井已施工至5號煤層。125黃家溝煤礦供電綜述根據(jù)本礦井及選煤廠負(fù)荷，本礦井宜采用10KV供電。由于煤礦用電設(shè)備絕大部分為一、二級負(fù)荷，按煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范，礦井應(yīng)有兩回路電源線路，當(dāng)任何一回發(fā)生故障停止供電時，另一回應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部符合，礦井電源應(yīng)取自電力網(wǎng)中兩個不同區(qū)域變電所或發(fā)電廠，確有困難則必須取自同一區(qū)域變電所或發(fā)電廠不同母線段，礦井現(xiàn)有10KV變電所一座，雙回電源線路引自星原110KV變電站，經(jīng)礦井10KV總降壓變電所為整個礦井供電，保證煤礦安全可靠地運(yùn)行。第二章負(fù)荷計算二、負(fù)荷計算21負(fù)荷計算211成組用電設(shè)備的計算負(fù)荷CADNPKTNAVQOSCCAS式中、該組用電設(shè)備的實(shí)際有功功率（KW）、無功功率（KVAR）ACS和視在功率（KVA）該組用電設(shè)備的總額定容量，KVANP、該組用電設(shè)備的需要系數(shù)和加權(quán)平均功率因數(shù)；DKCOSAV與對應(yīng)的正切值TNAV例如生產(chǎn)系統(tǒng)低壓負(fù)荷原煤廠儲存系統(tǒng)065246216003KWCADNPK1600307512002KVARTNAVQKVAOSCCAS1603248其他計算于此類似，計算負(fù)荷表如下洗煤廠負(fù)荷表21礦井負(fù)荷表2222全礦井負(fù)荷計算221變電所負(fù)荷的統(tǒng)計統(tǒng)計礦井變電所總計算負(fù)荷時，應(yīng)從供電系統(tǒng)末端開始逐級向電源側(cè)統(tǒng)計（1）首先應(yīng)該公式計算各個用電設(shè)備的計算容量（2）當(dāng)某一供電干線有多個用電設(shè)備組時，則將該干線上各用電設(shè)備組的計算負(fù)荷相加后乘以組間最大負(fù)荷同時系數(shù)，即得該干線的計算負(fù)荷。（3）得到計算負(fù)荷后，進(jìn)行無功功率補(bǔ)償后，選擇合適的變壓器，將變壓器的損耗計算得出，相加后即為變壓器一次側(cè)的計算負(fù)荷。其公式如下SPCAPKQQ2S式中、各組用電設(shè)備的有功、無功計算負(fù)荷之和CACA、考慮各組用電設(shè)備最大負(fù)荷不同時出現(xiàn)的有功、無功組間最大負(fù)荷同SPKQ時系數(shù)，組數(shù)越多，其值越小，一般取，；0859SPK097SQK、干線或變電所二次母線的總有功、無功和視在計算負(fù)荷。PQS各級電網(wǎng)的或的連乘積不應(yīng)小于08。SPKQ例如選煤廠低壓負(fù)荷生產(chǎn)系統(tǒng)低壓負(fù)荷1）計算負(fù)荷543CAPKW1572VARCAKCOS08取則有09SPKSQ4389CAW157205SQQKRVA2P6SKVA2）無功功率的補(bǔ)償功率因數(shù)是電力系統(tǒng)特別是用電戶的一項(xiàng)重要電氣指標(biāo)。我國電力規(guī)程規(guī)定高壓供電用戶功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到090以上，其他電力用戶功率因數(shù)為085以上。其公式為TANTCNATACQP式中補(bǔ)償后的無功功率，KVARCQ系統(tǒng)的有功計算負(fù)荷，KWP補(bǔ)償前功率因數(shù)角的正切值NAT補(bǔ)償后功率因數(shù)角的正切值TANC則有138970538TT9NA7CNATCQPKVAR（）近似補(bǔ)償600KVARC因此，補(bǔ)償后的系統(tǒng)無功功率為1047564175VARACK此時的系統(tǒng)視在容量為2P3SAQV3）變壓器的選擇生產(chǎn)系統(tǒng)變電所3回10KV電源引自地面110KV變電所，為了保證設(shè)備的可靠性，故設(shè)2臺動力變壓器，兩臺變壓器同時工作。當(dāng)變電所選用兩臺變壓器且同時工作時，每臺主變壓器的容量應(yīng)該按下列式計算COSTPNTTPACAKPSS式中變電所的額定容量，KVA變電所總的有功計算負(fù)荷，KW變電所人工補(bǔ)償后的功率因數(shù)，一般應(yīng)在095之上SAC變電所人工補(bǔ)償后的視在容量，KVAS故障保證系數(shù)，根據(jù)企業(yè)一、二類負(fù)荷所占比重確定，對工礦企業(yè)不應(yīng)TPKTPK小于08，工廠企業(yè)不小于07變壓器的選擇08145736CO02STPNTTPACAKVSKSAP因此，選用S11M1250/1010/069KV1250KVA動力變壓器。負(fù)荷率為1622NT各個變壓器型號選擇如表223變壓器型號選擇額定電壓額定損耗名稱型號額定容量KVA高壓KV低壓KV空載W短路W生產(chǎn)系統(tǒng)變電所S11M1250/10125010069136512000主廠房10KV變電所S11M1250/11125010069136512000礦井變電所S11M630/1163010048056200礦井中部10KV變電所S11M800/1080010044252550風(fēng)井10KV變電所S11M250/1025010043953050廠前區(qū)箱變一SGB10800/108001004170011560廠前區(qū)箱變變二SGB10800/118001004170011560地面變電站主變壓器SFZ1116000/110160001101015400731004）變壓器損耗的計算變壓器運(yùn)行過程中，在繞組和鐵芯中都會產(chǎn)生一定的損耗。變壓器的功率損耗包括有功功率損耗和無功功率損耗兩部分。（一）變壓器的有功功率損耗變壓器的有功功率損耗由兩部分組成一部分是變壓器額定電壓時的空載損耗，通常為鐵損；另一部分是變壓器帶負(fù)荷時繞組中的損耗，通常是銅損。變壓器的銅損與變壓器的負(fù)荷率的平方成正比，所以變壓器的有功功率損耗為2TITP式中變壓器的有功功率損耗，KW變壓器在額定電壓時的空載損耗，KWIT變壓器在額定負(fù)荷時的短路損耗，KW變壓器的負(fù)荷率（亦稱負(fù)荷系數(shù)），它等于變壓器的實(shí)際容量與其額定容量的比值（二）變壓器的無功功率損耗變壓器的無功功率損耗也由兩部分組成一部分是變壓器空載時的無功損耗，它與變壓器的空載電流百分?jǐn)?shù)有關(guān)；另一部分是變壓器帶負(fù)荷時的無功損耗，它與變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)及變壓器的負(fù)荷率有關(guān)。所以變壓器的無功功率損耗為22010STITNTNTIUQS式中變壓器的無功功率損耗，KVAR變壓器空載時的無功功率損耗，KVARIT變壓器額定負(fù)荷時的無功功率損耗，KVAR變壓器的空載電流百分?jǐn)?shù)0I變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)，即阻抗電壓SU變壓器的額定容量，KVANTS如果缺乏變壓器的有關(guān)數(shù)據(jù)，變壓器的功率損耗可按下列式估算有功功率為02TTP無功功率為1Q（5）各低壓變電所高壓側(cè)計算負(fù)荷為GDTPTQ2GS查看變壓器手冊有1365ITPKW1TPK05I45SU帶入公式中有2TIT23658KW2010SNNTIUQS542195VAR其他所選擇變壓器損耗計算如表223變壓器損耗計算變壓器損耗名稱型號負(fù)荷率有功KW無功KVAR生產(chǎn)系統(tǒng)變電所S11M1250/100581085034主廠房10KV變電所S11M1250/1107516237578礦井變電所S11M630/110393586礦井中部10KV變電所S11M800/100451882418風(fēng)井10KV變電所S11M250/10025117525廠前區(qū)箱變一SGB10800/1008810654517廠前區(qū)箱變變二SGB10800/1109111274775地面變電站主變壓器SFZ1116000/1100483224196）生產(chǎn)系統(tǒng)一次側(cè)計算負(fù)荷生產(chǎn)系統(tǒng)低壓負(fù)荷PKW440QSSKVACO09S其他變電所計算于此類似，計算結(jié)果如表224224全礦井負(fù)荷的計算（1）從表中可以知道選煤廠高低壓計算負(fù)荷合計452836XMPKW241VARXMQKCOS08取則有09SP5SQ83609CAW241XMSQQKKVAR2P75SKVA礦井高低壓計算負(fù)荷合計1089KJKW826VARKJQCOS08取則有SPSQ1079317JCAKWP82648KSQQVKAR23JSKVA因此郭家河煤礦全部計算負(fù)荷為40197614038GXMKJPK2392RVACOS08由計算可知，無功功率因數(shù)沒有達(dá)到額定要求，因此需要進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。（2）無功功率補(bǔ)償TANTCNATACQP式中補(bǔ)償后的無功功率，KVAR系統(tǒng)的有功計算負(fù)荷，KW補(bǔ)償前功率因數(shù)角的正切值NAT補(bǔ)償后功率因數(shù)角的正切值TANC功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?9則有14038T704T38CGNATACKVQPAR近似補(bǔ)償30VRCK（3）主變壓器的選擇主變壓器的選擇與低壓變壓器選擇方法類似，計算公式一樣，即08156432CO5STPNTTPACAKVPKSAS考慮到主變壓器的重要性，因此，選用兩臺臺主變壓器，兩臺同時工作來提高供電系統(tǒng)的可靠性，變壓器型號為SFZ1116000/110三相風(fēng)冷式有載調(diào)壓變壓器。（4）全礦井總負(fù)荷統(tǒng)計礦山在主變電所，選用變壓器為SFZ1116000/110三相風(fēng)冷式有載調(diào)壓變壓器，計算變壓器的損耗主變壓器的負(fù)荷系數(shù)為15643082GNTS主變壓器的損耗有功損耗221547308ITPKW無功損耗20419VAR10SNNTIUQS223礦山變電所和主變壓器的選擇（一）變電所位置的確定地面變電所是全礦供電的總樞紐，擔(dān)負(fù)受電、變電、配電的任務(wù)。選擇依據(jù)靠近主要負(fù)荷和入井電纜井筒，以便減少金屬導(dǎo)線的消耗量，降低電能損耗。架空線與變電所地址同時確定，以便給各級電壓線路進(jìn)出變電所流出走廊。盡量不設(shè)在空氣污穢的地區(qū)（否則需采取防污措施），應(yīng)將其設(shè)在常年主導(dǎo)風(fēng)向上風(fēng)側(cè)，以便躲開污染源。使其具有適宜的地形及地質(zhì)條件，如避開滑坡、采空區(qū)、塌陷區(qū)，在煤田上避免壓煤。不應(yīng)設(shè)在采礦場爆破危險區(qū)和炸藥庫爆炸危險區(qū)；不應(yīng)設(shè)在穩(wěn)定的排廢場內(nèi)，并與之有適當(dāng)?shù)陌踩嚯x；變電所的生產(chǎn)建筑物和構(gòu)筑物與運(yùn)輸繁忙的標(biāo)準(zhǔn)軌矩鐵路的距離一般不小于40M。交通方便，利于變、配電設(shè)備的運(yùn)輸。應(yīng)有擴(kuò)展的余地。（三）礦井主變壓器的選擇（1）主變壓器臺數(shù)的確定根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范，礦井總降壓變壓器一般選用兩臺，保證對一、二級負(fù)荷的可靠供電。（2）礦山變電所容量的確定COSTPNTTPACAKPSS具體計算在負(fù)荷計算中。3主變壓器的型號由計算可知選用型號為SFZ1116000/110三相風(fēng)冷有載調(diào)壓變壓器224功率因數(shù)的提高（一）提高功率因數(shù)的意義。功率因數(shù)是電力系統(tǒng)特別是用戶的一項(xiàng)重要的電氣指標(biāo)。在煤礦供電系統(tǒng)中，有大量的感性電動機(jī)和變壓器，消耗大量無功，使的發(fā)電和輸電，不能充分的利用，因此必須提高功率因數(shù)。1）提高電力系統(tǒng)的供電能力。2）減少供電網(wǎng)絡(luò)中的電壓損失，提高供電質(zhì)量。3）降低供電網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗4）降低企業(yè)產(chǎn)品的成本（二）提高功率因數(shù)的方法1）提高用電設(shè)備本身的功率因數(shù)2）用人工補(bǔ)差法提高功率因數(shù)（三）并聯(lián)電力電容器提高功率因數(shù)主要方式高壓集中補(bǔ)償、低壓成組補(bǔ)償、分散就地補(bǔ)償。（四）補(bǔ)償容量的確定一般功率補(bǔ)償后，功率因數(shù)達(dá)到09左右，補(bǔ)償容量為TANTCGNATACQP目前煤礦的無功補(bǔ)償仍以高壓集中補(bǔ)償為主，即在地面610KV母線上裝設(shè)電力電容器組來提高功率因數(shù)。由計算有TANT1403870483CGNATACKVAR近似于30VRK由于電容器補(bǔ)償效果較差，加之投入電容器組時合閘涌流和分閘時會造成的操作過電壓，本次設(shè)計選用兩套磁控式動態(tài)無功補(bǔ)償（MSVC）兩套,保證系統(tǒng)功率因數(shù)始終保持09以上，減少功率損耗，達(dá)到合理利用能源及節(jié)能的目的。225變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行（一）無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量電力系統(tǒng)的有功損耗，不僅與設(shè)備的有功功率損耗有關(guān)，而且還與設(shè)備的無功損耗有關(guān)。為了計算電氣設(shè)備的無功損耗在電力系統(tǒng)中引起的有功損耗，引入一個換算系數(shù)。ECK稱為無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量。ECK對于發(fā)電機(jī)直配用戶，024ECK對于經(jīng)兩級變壓的用戶，57對于經(jīng)三級及以上變壓的用戶，081ECK（二）變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行兩臺變壓器并聯(lián)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷為CRS2ITECITCRNTPKQS當(dāng)一臺變壓器運(yùn)行于兩臺同容量變壓器并聯(lián)運(yùn)行損耗相同時，稱為一臺變壓器運(yùn)行時的臨界負(fù)荷率，即2CRITECITENTKSP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)荷為1ITECITCRQK（三）確定變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式臨界負(fù)荷2ITECITCRNTPSK154021606073596VA臨界負(fù)荷率一臺變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷率為2403916CRENTS可見，當(dāng)變電所總負(fù)荷大于時，兩臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行；當(dāng)總負(fù)荷小于KVA時，一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行比較經(jīng)濟(jì)。6240KVA礦井供電系統(tǒng)31煤礦供電系統(tǒng)供電概述煤礦安全規(guī)程規(guī)定礦井應(yīng)有兩回路電源線路。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。年產(chǎn)60000T以下（不含60000T）的礦井采用單回路供電時，必須有備用電源。備用電源的容量必須滿足通風(fēng)、排水、提升等要求，并保證主要通風(fēng)機(jī)等在10MIN內(nèi)可靠啟動和運(yùn)行。備用電源應(yīng)有專人負(fù)責(zé)管理和維護(hù)，每10天至少進(jìn)行一次啟動和運(yùn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)期間不得影響礦井通風(fēng)等，試驗(yàn)記錄要存檔備查。礦井的兩回路電源線路上都不得分接任何負(fù)荷。正常情況下，礦井電源應(yīng)采用分列運(yùn)行方式。若一回路運(yùn)行，另一回路必須帶電備用，以保證供電的連續(xù)性和可靠性。帶電備用電源的變壓器宜熱備用；若冷備用，必須保證備用電源能及時投入正常運(yùn)行，保證主要通風(fēng)機(jī)等在10MIN內(nèi)可靠啟動和運(yùn)行。10KV及其以下的礦井架空電源線路不得共桿架設(shè)。礦井電源線路上嚴(yán)禁裝設(shè)負(fù)荷定量器。本煤礦供電系統(tǒng)，兩回電源進(jìn)線均取自黃家溝110KV變電站，可以可靠供電。正常情況下，礦井2回電源采用分列運(yùn)行方式，1回路運(yùn)行時另1回路必須帶電備用，以保證供電的連續(xù)性。32礦井供電系統(tǒng)的分類由礦井地面變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所、工作面配電點(diǎn)按照一定方式相互連接起來的一個整體，稱為礦井供電系統(tǒng)。井下供電方式的確定，主要取決于井田范圍、煤層埋藏深度、年生產(chǎn)能力、開采方式、礦井瓦斯等級、井下涌水量，以及開采的機(jī)械化和電氣化程度等因素。對礦井的供電一般采用兩種典型方式深井供電系統(tǒng)和淺井供電系統(tǒng)。煤礦企業(yè)一般都設(shè)有礦山地面變電所，是礦山供電的樞紐，擔(dān)負(fù)著全礦的供電任務(wù)。多數(shù)情況下，一個礦山只設(shè)立一個地面變電所，當(dāng)?shù)V井較多且比較分散時，可設(shè)立兩個或兩個以上的地面變電所，相互配合為各礦井供電。井下中央變電所設(shè)在井底車場或主要生產(chǎn)水平的變、配電中心，是井下供電的中心，它的電源由地面變電所提供，其任務(wù)是向采取變電所、整流變電所、主排水泵房變電所及井底車場附近的負(fù)荷供電。采區(qū)變電所是采區(qū)變、配電中心，任務(wù)是向采區(qū)負(fù)荷及巷道的配電中心，向工作面及附近的負(fù)荷供電。33供電類型一、深井供電系統(tǒng)當(dāng)煤層埋藏較深、井田范圍較大、井下用電量較大時，一般采用深井供電系統(tǒng)，深井供電系統(tǒng)的供電方式是由礦山變電所的10KV母線上引出下井電纜，沿井筒送到井下中央變電所，然后再從中央變電所通過沿巷道敷設(shè)的高壓電纜，把電能輸送到井下各高壓用戶和采區(qū)變電所，其特征為由地面變電所、井下中央變電所和采區(qū)變電所構(gòu)成三級高壓供電。大型礦井一般采用上述三級供電方式，而中小型礦井一般采用兩級供電方式，即地面變電所、采區(qū)變電所。二、淺井供電系統(tǒng)淺井供電系統(tǒng)適用于煤層埋藏距地表不超過150M，井下涌水量不大且電力負(fù)荷較小的中、小型礦井。處于經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行方便的考慮，井下電力設(shè)備多為低壓，此時可采用由地面變電所通過井筒、鉆孔或輔助風(fēng)井將低壓（局部高壓）電能送至井下的淺井供電系統(tǒng)，淺井供電的特征是兩級供電，高壓電纜不下井。在井底車場設(shè)置配電所，它接受來自地面變電所用電線送來的低電壓。配電所向井底車場及附近巷道低壓動力及照明供電。34黃家溝礦井供電系統(tǒng)本礦井設(shè)計采用三級供電方式，設(shè)計供電系統(tǒng)如圖33（1）礦井地面變電所由兩條110KV線路供電。電源引自星原110KV變電所10KV不同母線上，正常情況下，礦井2回電源采用分列運(yùn)行方式，1回路運(yùn)行時另1回路必須帶電備用，以保證供電的連續(xù)性。地面變電所將110KV降為10KV，再經(jīng)10KV母線將電能分配給地面高壓用電設(shè)備，為了保證供電的可靠性，其中一、二類負(fù)荷分別由不同段母線供電。同時，地面變電所將10KV降壓為380V/220V供地面低壓動力及照明用電。（2）從地面變電所不同的10KV母線上引出高壓電纜。通過井筒下井送到井下中央變電所。井下中央變電所直接將高壓電能轉(zhuǎn)送到各采區(qū)變電所和井底車場及其附近巷道、硐室的高壓用電設(shè)備，如主排水泵、變流設(shè)備等，并在井下中央變電所還設(shè)置了變壓器。將10KV電壓降到380V（660V），向井底車場附近巷道、硐室的低壓動力設(shè)備供電。此外，還設(shè)置了照明、信號綜合保護(hù)裝置，將380V（660V）電壓進(jìn)一步降到127V，供井底車場及附近硐室照明、信號專用。（3）采區(qū)變電所將中央變電所送來的10KV電壓降為380V或660V，用低壓電纜向各工作面配電點(diǎn)及用電設(shè)備供電。中央變電所供電經(jīng)移動變電所將電壓降為1140V或660V后，有工作面配電點(diǎn)向綜采和高檔普采工作面的各種用電設(shè)備供電。采區(qū)變電所及附近巷道中的照明設(shè)備，由設(shè)在采區(qū)變電所中的礦用照明變壓器供電，采區(qū)巷道中的照明、信號由照明、信號綜合保護(hù)供電。35礦井各級變（配）電所1礦井地面變電所礦井地面變電所是全礦供電的樞紐，擔(dān)負(fù)著向井上、井下變、配電，以及測量、保護(hù)盒主要電氣設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)視等任務(wù)。礦井10KV變電所采用戶內(nèi)布置形式，設(shè)有高壓配電室、電容器室、控制值班室及資料備品庫，變電所室外污穢等級按級考慮。1）位置選擇原則礦井地面變電所位置的確定，關(guān)系到礦井供電可靠性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性。在確定地面變電所的位置時，應(yīng)考慮一下原則盡量靠近負(fù)荷中心，以縮短供電線路的長度，使電能損耗、電壓損失和有色金屬消耗盡量減少。進(jìn)出線要方便，盡量避免線路相互交叉和跨越。交通方便，利于變、配電設(shè)備的運(yùn)輸?shù)刭|(zhì)和地理?xiàng)l件好，避免遭受洪水和雷電的侵襲。避開滑坡，在煤田上避免壓煤，躲開采空區(qū)、塌陷區(qū)。應(yīng)當(dāng)避開化工廠、鍋爐房和矸石山等工業(yè)污染源。避免設(shè)在有劇烈震動的場所。占地要少，但應(yīng)留有發(fā)展的、擴(kuò)建的余地。根據(jù)上述原則，礦井地面變電所一般設(shè)在工業(yè)廣場邊緣，離井口不太遠(yuǎn)的地方。2）地面變電所的布置地面變電所的布置是根據(jù)電壓等級、配電裝置的形式、母線種類、出線走廊的條件，以及地形情況等因素，因地制宜的決定的。變電所的布置包括主變壓器、室內(nèi)外配電裝置和主控室等重要部分。主變壓器將電壓降為10KV后，分別經(jīng)高壓開關(guān)與變電所相應(yīng)的二次母線相連接，然后通過接于各母線段上的成套高壓開關(guān)設(shè)備將電能分配到地面?zhèn)涓邏河脩艉途轮醒胱冸娝?。此外，在變電所的一次和二次母線上還接有避雷器和電壓互感器，它們擔(dān)負(fù)著變電所電氣設(shè)備，配出線路及用電設(shè)備的保護(hù)、測量、監(jiān)視等任務(wù)。在變電所的二次母線上一般還接有電力電容器，用以提高變電所的功率因數(shù)。3）礦井地面變電所的主接線變電所的主接線是指由各種電氣設(shè)備（變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、避雷器等）所連接的受電、變電和配電的電路系統(tǒng)。變電所主接線的形式與變電所設(shè)備的選擇、布置、運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，以及繼電保護(hù)的配置都有密切的關(guān)系，它是變電所設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。在擬定變電所主接線方案是，應(yīng)滿足可靠、簡單、安全、運(yùn)行靈活、經(jīng)濟(jì)合理、操作維護(hù)方便和適應(yīng)發(fā)展等一般原則。各級變電所主接線具體分為一次接線、二次母線和配出線3個部分。（1）一次接線一次接線指變電所受電線路與主變壓器的連接。一次接線可分為線路變壓器組接線、橋式接線和單母線分段式接線等幾種。煤礦地面變電所一般具有兩路和兩臺主變壓器的終端變電所，通常采用橋式接線。下面是三種接線方式如圖圖34A所示為外橋接線，它是一次母線聯(lián)絡(luò)斷路器（橋斷路器）位于線路斷路器的外側(cè)而得名。這種接線形式的優(yōu)點(diǎn)是對變壓器切換方便，比內(nèi)橋接線少兩組隔離開關(guān)，繼電保護(hù)簡單且易于過渡到全橋或單母線分段接線，而且投資少、占地面積小，其缺點(diǎn)是倒換線路時操作不方便，這種接線主要適用于電源線路短、故障少、不需要經(jīng)常切換線路，變電所負(fù)荷變化較大，需要經(jīng)常改變變壓器運(yùn)行方式，以及沒有穿越功率的終端變電所。圖34B所示為內(nèi)橋接線，它是因一次母線的聯(lián)絡(luò)斷路器（橋斷路器）位于線路斷路器內(nèi)側(cè)而得名。內(nèi)橋接線的優(yōu)點(diǎn)是一次側(cè)可設(shè)線路保護(hù)，倒換線路比較方便，設(shè)備投資和占地面積均比全橋少。其缺點(diǎn)是操作變壓器不便，也不利于發(fā)展成為全橋和單母線分段接線。另外，變壓器經(jīng)隔離開關(guān)與一次母線相連接，在環(huán)形供電的變電所進(jìn)行操作時，常被迫用隔離開關(guān)切、合空載變壓器；當(dāng)變壓器容量較大時，其空載電流將超過隔離開關(guān)的切、合能力，此時則必須改用全橋接線。故適用于進(jìn)行距離長，線路故障可能性大，需要經(jīng)常對線路進(jìn)行檢修和切換，而變電所負(fù)荷穩(wěn)定、不需要經(jīng)常改變變壓器的運(yùn)行方式的變電所。圖34C所示為全橋接線，它是內(nèi)橋和外橋的綜合接線形式，這種接線具有內(nèi)橋和外橋接線方式的共同優(yōu)點(diǎn)。它適用性強(qiáng)、操作方便、運(yùn)行靈活、易于擴(kuò)展成單母線分段式的中間變電所。這種接線克服了內(nèi)橋和外橋接線中改變變壓器和線路運(yùn)行方式時所造成的短時停電現(xiàn)象。全橋接線的主要缺點(diǎn)是所用設(shè)備多、占地面積大、投資大。WL1WL2QS1QS2T1T2QF2QS3QS4WL1WL2QS1QS2QF1T1T2QF2QS3QS4WL1WL2QS1QS2QF1T1T2QF2QS3QS4QF1QF2QF3（B）內(nèi)橋接線A外橋接線（C）全橋接線QF3圖34經(jīng)過合理選擇，考慮可靠性、經(jīng)濟(jì)性等要求，黃家溝煤礦地面變電站一次側(cè)接線系統(tǒng)采用單母線分段接線方式。（2）二次接線與主變壓器二次側(cè)連接的母線稱為二次母線。按變電所在供電系統(tǒng)中的重要性，二次母線主要有三種形式。單母線在單母線接線方式中，進(jìn)、出線均設(shè)有用于切斷負(fù)荷與故障電流的斷路器，并設(shè)有與母線連接的“母線隔離開關(guān)”和與線路連接的“線路隔離開關(guān)”。這種線路的優(yōu)點(diǎn)是線路簡單，配電裝置造價低；主要缺點(diǎn)是在性能上不夠靈活可靠，特別是在處理母線系統(tǒng)故障或檢修時，需要停電。適合用于容量小，不太重要的變電所。雙母線對于容量大、供電可靠性要求高，進(jìn)出線回路數(shù)多的重要變電所，常采用雙母線接線方式。優(yōu)點(diǎn)是供電可靠，運(yùn)行靈活；缺點(diǎn)是使用設(shè)備多、投資大、接線復(fù)雜、操作安全性差。多用于負(fù)荷容量大、可靠性要求高的重要區(qū)域變電所。適用于進(jìn)出線回數(shù)較多、容量較大、出線帶電抗器的610KV配電裝置；3560KV出線超過8回，或連接電源較大、負(fù)荷較大時；110KV出線為6回以上時；220KV出線為4回以上時。單母線分段單母線分段，通常每段接一個或兩個電影，其負(fù)荷分別接在各段上，使各段負(fù)荷盡量與電源功率相平衡，盡量減少各段之間的功率交換。優(yōu)點(diǎn)是所用設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)、系統(tǒng)簡單、操作安全，并有一定的可靠性。適用于出線回路不是很多，母線故障可能性比較少的變電所作為主接線。適用于變電站有兩臺主變壓器時的610KV配電裝置；3563KV配電裝置出線48回；110220KV配電裝置出線34回。QFDQF1QF2WL1WL2WL3WL4G1G2QF3QF4QF5QF6QS1QS5QS4QS3QS2QS11QS10QS9QS8QS7QS6QS12本煤礦系統(tǒng)，二次側(cè)接線采用單母線分段的接線方式。配出線是指礦井地面變電所二次母線上引出的高壓配電線路。礦井地面變電所常采用成套裝置對線路和設(shè)備進(jìn)行控制、保護(hù)、測量和工作狀態(tài)的指示。其出線的配置需要根據(jù)電源、用戶的分布情況及負(fù)荷合理選擇。（3）無功補(bǔ)償諧波濾波本礦井除副斜井提升設(shè)備容量為500KW交直交變頻拖動和通風(fēng)機(jī)交直交變頻拖動外，其它均為異步電機(jī)交流拖動，雖然變頻拖動會產(chǎn)生一定量的諧波，但由于容量較小，經(jīng)計算所產(chǎn)生的高次諧波含量均在電力系統(tǒng)所要求范圍之內(nèi)，故高次諧波的治理不予考慮。根據(jù)煤礦無功計算，目前補(bǔ)償裝置容量不能滿足煤礦無功補(bǔ)償?shù)囊?，因此需增加兩套無功補(bǔ)償裝置。由于電容器分組投切補(bǔ)償效果較差，加之投入電容器組時合閘涌流和分閘時會造成的操作過電壓，本次設(shè)計選用兩套磁控式動態(tài)無功補(bǔ)償（MSVC）兩套，補(bǔ)償容量為3000KVAR，安裝于戶外。（4）單相電容電流經(jīng)統(tǒng)計本礦井10KV電纜總長度約15公里，經(jīng)計算本礦井10KV變電所10KV系統(tǒng)單相接地電容電流約15A，未超過煤礦安全規(guī)程規(guī)定的允許值20A，無須采取補(bǔ)償措施。（5）過電壓保護(hù)及接地防止雷電波侵入對電氣設(shè)備的破壞，10KV電壓等級的每段母線上均裝設(shè)金屬氧化鋅避雷器。由于高壓開關(guān)柜內(nèi)裝設(shè)真空斷路器，熄弧能力強(qiáng)，容易產(chǎn)生操作過電壓，因此每臺真空斷路器均配置金屬氧化鋅避雷器以防止內(nèi)部過電壓對電氣設(shè)備的損壞，同時防止外部操作過電壓的侵入。在變電所內(nèi)設(shè)有以水平接地極為主的人工接地網(wǎng)，接地網(wǎng)外緣閉合，內(nèi)敷水平均壓帶，其接地電阻應(yīng)不大于1。變電所必須安裝總接地網(wǎng)，設(shè)備、管道、結(jié)構(gòu)鋼筋、電纜外皮必須與總接地網(wǎng)連接。2井下中央變電所（1）概述井下中央變電所又稱井下主變電所，它直接由地面變電所供電，是井下供電的中心，它擔(dān)負(fù)著整個井下受電、配電、變電的重要任務(wù)。根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定對井下變（配）電所含井下各水平中央變（配）電所和采區(qū)變（配）電所、主排水泵房和下山開采的采區(qū)排水泵房供電的線路，不得少于兩回路。當(dāng)任一回路停止供電時，其余回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)全部負(fù)荷。井下在中央變電所的主要供電負(fù)荷是中央泵房的在主排水泵、各采區(qū)變電所、井下架線式電機(jī)車的整流裝置和井底車場附近巷道的動力、照明變壓器等。各用電負(fù)荷應(yīng)分散的連接在各段母線上，以免在一段母線故障時，造成較大范圍的停電。根據(jù)井下負(fù)荷統(tǒng)計情況，確定兩回下井電纜由礦井10KV變電所經(jīng)主斜井引至二水平主變電所，兩回電纜分別引自礦井10KV變電所10KV側(cè)兩段不同的母線段上。滿足供電系統(tǒng)的可靠性，主變電所兩回電源同時工作，互為備用，當(dāng)任一回電源因故停止供電時，另一回電源仍能保證所供全部負(fù)荷用電。據(jù)井下開拓布置及負(fù)荷分布情況，確定設(shè)置井下中央主變電所（設(shè)置在二水平）、采區(qū)變電所、一水平帶式輸送機(jī)機(jī)頭變電所、11采區(qū)帶式輸送機(jī)機(jī)頭變電所、綜采工作面變配電點(diǎn)、順槽掘進(jìn)工作面變配電點(diǎn)、大巷綜掘工作面變配電點(diǎn)等。井下供電電壓為10/33/114/066KV，綜采工作面為33KV、114KV及066KV，綜掘工作面為066KV，照明為127V。（2）井下中央變電所及其位置確定原則（1）井下中央變電所位置的確定原則盡量靠近負(fù)荷中心，以節(jié)省電纜并減少電能損耗和電壓損失。電纜進(jìn)出線和設(shè)備運(yùn)輸要方便。變電所通風(fēng)要良好，以便散熱和降低瓦斯?jié)舛?。地質(zhì)條件好，頂、底板的巖層要穩(wěn)定，盡量少壓煤并避免淋水等不利因素，以防電氣設(shè)備受損、受潮。根據(jù)以上要求，一般中央變電所設(shè)置在井底車場附近，并與中央水泵房相鄰。井下中央變電所位置示意圖（2）井下中央變電所硐室的要求井下中央變電所的硐室應(yīng)符合煤礦安全規(guī)程中關(guān)于井下機(jī)電硐室的規(guī)定，滿足防火、防水和通風(fēng)的要求。3井下中央表達(dá)式的接線方式井下中央變電所的高壓母線一般都采用單母線分段接線，母線的分段數(shù)與下井電纜的數(shù)目相應(yīng)。每一條下井電纜通過高壓開關(guān)與一段母線相連接，隔斷母線之間裝設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)。正常情況下聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開，采用分列運(yùn)行方式，由于下井電纜分別向接于各段母線的負(fù)荷供電。當(dāng)某條電纜故障而退出運(yùn)行時，將母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合，有其他電纜對用戶供電。根據(jù)井下開拓布置及負(fù)荷分布情況，確定設(shè)置井下主變電所（設(shè)置在二水平）、采區(qū)變電所、一水平帶式輸送機(jī)機(jī)頭變電所、11采區(qū)帶式輸送機(jī)機(jī)頭變電所、綜采工作面變配電點(diǎn)、順槽掘進(jìn)工作面變配電點(diǎn)、大巷綜掘工作面變配電點(diǎn)等。井下供電電壓為10/33/114/066KV，綜采工作面為33KV、114KV及066KV，綜掘工作面為066KV，照明為127V。各變電所均盡量靠近所供電范圍的負(fù)荷中心，減少總線路長度及線路損耗；進(jìn)、出線均根據(jù)負(fù)荷情況、載流量、供電電壓降及經(jīng)濟(jì)電流密度等因素選擇線徑，降低由于線路過細(xì)發(fā)熱引起的線路損耗。3采區(qū)變電所（1）概述采區(qū)變電所是采區(qū)供電的中心，它擔(dān)負(fù)著整采區(qū)的受電、配電、變電任務(wù)。變電所兩回10KV電源用引自井下中央變電所主變電所。變電所內(nèi)安裝1臺KBSG400KVA10/069KV和1臺KBSG200KVA10/069KV隔爆干式變壓器及ZBZ40M4KVA礦用隔爆型照明信號綜合保護(hù)裝置兩臺。本變電所向11采區(qū)帶式輸送機(jī)機(jī)頭變電所、1103綜采工作面、1102綜掘工作面、12采區(qū)大巷綜掘工作面、1102綜掘工作面局部通風(fēng)機(jī)、12采區(qū)大巷綜掘工作面局部通風(fēng)機(jī)提供10KV電源；向1102順槽綜掘工作面、12采區(qū)大巷綜掘工作面局扇提供雙回單回660V電源；向11采區(qū)輔助運(yùn)輸巷無極繩連續(xù)牽引車及1103工作面輔助運(yùn)輸巷無極繩連續(xù)牽引車提供單回660V電源。變電所主接線方式為單母線分段。（2）采區(qū)變電所的位置采區(qū)變電所的位置應(yīng)按以下原則通風(fēng)良好，進(jìn)出線和設(shè)備運(yùn)輸方便。變電所盡量接近負(fù)荷中心，保證與距離最遠(yuǎn)容量最大的用電設(shè)備之間的電壓損失在允許范圍內(nèi)。應(yīng)盡量少設(shè)表達(dá)式，并減少表達(dá)式的遷移次數(shù)。在保證電壓損失不超出允許范圍條件下，一個采取最好只設(shè)一個采取變電所對全采區(qū)供電。盡量設(shè)在頂、底板穩(wěn)定，無淋水的地點(diǎn)。（3）工作面配電點(diǎn)工作面配電點(diǎn)是采區(qū)變電所或移動變電站供電，并通過控制開關(guān)及啟動器把電能送至工作面的用電設(shè)備，主要起配電作用。工作面配電點(diǎn)設(shè)在低壓開關(guān)設(shè)備集中的地方，其特點(diǎn)是需要經(jīng)常隨工作面移動，所以一般不需要開設(shè)專門的硐室。（4）采區(qū)變電所設(shè)備示意圖如圖為采區(qū)變電所設(shè)備示意圖221173444443755681高壓防爆開關(guān)2礦用變壓器3、4低壓隔爆開關(guān)5照明綜保設(shè)備6監(jiān)控裝置7檢漏繼電器8變電所接地裝置采取變電所設(shè)備布置示意圖4一水平帶式輸送機(jī)機(jī)頭變電所變電所兩回10KV電源引自中央變電所。變電所內(nèi)安裝5臺PBG50D10、2臺KBZ型礦用隔爆低壓饋電開關(guān)、2臺QBZ型礦用隔爆磁力起動器、1臺KBSG50KVA10/069KV隔爆干式變壓器及ZBZ40M4KVA礦用隔爆型照明信號綜合保護(hù)裝置一臺。本變電所向一水平帶式輸送機(jī)提供10KV電源；向一水平帶式輸送機(jī)輔助設(shè)備提供單回660V電源。變電所主接線方式為單母線雙電源閉鎖。511采區(qū)帶式輸送機(jī)機(jī)頭變電所變電所兩回10KV電源引自采區(qū)變電所。變電所內(nèi)安裝1臺KBSG50KVA10/069KV隔爆干式變壓器及ZBZ40M4KVA礦用隔爆型照明信號綜合保護(hù)裝置一臺。本變電所向11采區(qū)帶式輸送機(jī)提供10KV電源；向煤倉下口配電點(diǎn)提供單回660V電源。變電所主接線方式為單母線雙電源閉鎖。6綜采工作面變配電點(diǎn)在1103綜采工作面運(yùn)輸巷設(shè)KBSGZY1600KVA10/345KV、KBSGZY1600KVA10/12KV、KBSGZY630KVA10/12KV、KBSGZY200KVA10/069KV礦用隔爆型移動變電站各一臺，通過KJZ型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型真空組合開關(guān)、KBZ型礦用隔爆低壓饋電開關(guān)及QBZ型礦用隔爆電磁起動器分別向1103綜采工作面采煤機(jī)提供3300V電源；向可彎曲刮板輸送機(jī)、噴霧泵站、乳化液泵站、轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)等提供1140V電源；向礦用注漿機(jī)、液壓絞車、煤層注水泵、注水鉆機(jī)和小水平等設(shè)備提供660V電源。在1103綜采工作面回風(fēng)巷設(shè)KBSGZY200KVA10/069KV礦用隔爆型移動變電站一臺，向礦用注漿機(jī)、液壓絞車和小水泵等設(shè)備提供660V電源。第三章短路電流計算31概述（一）短路的原因和短路的種類供電系統(tǒng)中發(fā)生短路的主要原因有電氣設(shè)備的導(dǎo)電部分絕緣老化損耗；電氣設(shè)備的導(dǎo)電部分受機(jī)械損傷而絕緣破壞；過電壓使電氣設(shè)備的導(dǎo)電部分被絕緣擊穿；運(yùn)行人員誤操作；線路斷線、倒桿、鳥獸跨接裸露的導(dǎo)電部分。在三相供電系統(tǒng)中，破壞供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的故障中最為常見且危害性最大的就是各種短路。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)有相與相之間的短路；中性點(diǎn)接地系統(tǒng)有相與相之間的短路和相與地之間的短路。短路的類型包括有三相短路、兩相短路、單相短路、兩相接地短路、單相接地短路等。（二）計算短路電流的目的計算短路電流是為了使供電系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行，減小短路所帶來的損失和影響。所計算短路電流用于解決下列技術(shù)問題。（1）選擇校驗(yàn)電氣設(shè)備在選擇電氣設(shè)備時，需要計算出可能通過電氣設(shè)備的最大短路電流及其短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)及動力效應(yīng)，以便校驗(yàn)電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性，確保電氣設(shè)備在運(yùn)行中不受短路電流的沖擊而損壞。（2）選擇和整定繼電保護(hù)裝置為了確保繼電保護(hù)裝置的靈敏、可靠、有選擇性地切除電網(wǎng)故障電路，在選擇、整定繼電保護(hù)裝置時，需計算出保護(hù)范圍末端可能產(chǎn)生的最小兩相短路電流，用于校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置動作靈敏度是否滿足要求。（3）選擇限流裝置當(dāng)短路電流過大造成電氣設(shè)備選擇困難或不經(jīng)濟(jì)時，可在供電線路串接限流裝置來限制短路電流。是否采用限流裝置，必須通過短路電流的計算來決定，同時便于確定限流裝置的參數(shù)。（4）選擇供電系統(tǒng)的接線和運(yùn)行方式不同的接線盒運(yùn)行方式條件下，短路電流的大小不同。在判斷接線及運(yùn)行方式是否合理，必須計算出在該種接線盒運(yùn)行方式下的短路電流才能確定。（三）計算短路電流時的簡化條件因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的實(shí)際情況比較復(fù)雜，所以在實(shí)際的計算中常采用近似計算的方法，將計算條件簡化。按簡化條件計算的短路電流值肯能偏大，其誤差為1015。計算短路電流時的條件簡化如下（1）不考慮鐵磁飽和現(xiàn)象，認(rèn)為電抗值是常數(shù)；（2）變壓器的勵磁電流忽略不計；（3）除高壓遠(yuǎn)距離輸電線路外，一般不考慮電網(wǎng)電容電流；（4）計算短路電流時忽略負(fù)荷電流；（5）當(dāng)短路系統(tǒng)中的電阻值小于電抗值的1/3時，電阻值忽略；（6）在1140V以下低壓電網(wǎng)中發(fā)生短路時，認(rèn)為變壓器的一次側(cè)電壓不變；（四）計算短路電流的注意事項(xiàng)最大運(yùn)行方式，是系統(tǒng)在該方式下運(yùn)行時，具有最小的短路阻抗值，發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流最大的一種運(yùn)行方式。一般根據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式的短路電流值來校驗(yàn)所選用的開關(guān)電器的穩(wěn)定性。最小運(yùn)行方式，是系統(tǒng)在該方式下運(yùn)行時，具有最大的短路阻抗值，發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流最小的一種運(yùn)行方式。一般根據(jù)系統(tǒng)最小運(yùn)行方式的短路電流值來校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置的靈敏度。三相短路的短路電流最大，因此作為選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備用的短路計算中，以三相短路計算為主。短路點(diǎn)選取需要計算和選擇校驗(yàn)電氣設(shè)備以及繼電保護(hù)整定短路計算，因此將短路點(diǎn)確定在電氣設(shè)備或保護(hù)裝置與母線連接處。32地面高壓短路電流計算321計算各元件的電抗標(biāo)幺值黃家溝110KV變電站雙回電源取自星原330KV變電站，星原330KV變電站距黃家溝110KV變電站約8KM。黃家溝110KV側(cè)最大、最小運(yùn)行方式下標(biāo)幺值接近，查資料取XJ03短路計算按平均電抗計算，如表321線路電壓線路結(jié)構(gòu)35KV及以上610KV220V/380V架空線040035032電纜線路0120080066選取基準(zhǔn)容量10NSMVA選取短路點(diǎn)所在母線的平均電壓為基準(zhǔn)電壓。系統(tǒng)阻抗標(biāo)幺值為點(diǎn)的基準(zhǔn)電壓為則對應(yīng)的基準(zhǔn)電流為1D15DAUK0023DASVAI點(diǎn)的基準(zhǔn)電壓為則對應(yīng)的基準(zhǔn)電流為2D105DAUKV3DASMAI高壓供電系統(tǒng)圖32110KV進(jìn)線I10KV進(jìn)線ID1D2D3D4母線I10KV母線I10KVT1T2主廠房變電所礦井箱變場前區(qū)變一場前區(qū)變二風(fēng)井變電所生產(chǎn)系統(tǒng)變電所礦井地面變電所D5D6D7D8D9D10D1D12D13D14D15D16D17D188KM8KM05KM065KM06KM1KM05KM5KM105KM母線I10KV母線I10KV圖321高壓供電系統(tǒng)圖系統(tǒng)阻抗忽略不計。110KV電纜進(jìn)線122108075MVAXK電力變壓器的電抗標(biāo)幺值查表有，因此05KU340616KVXA10KV電纜出線查表有08X則520835MK低壓變電所變壓器采用并列運(yùn)行方式查表有4KU613620VAXK其他電抗計算如表名稱阻抗名稱阻抗X10007X1014X20007X110073X3066X1256X4066X13004X50036X1418X636X15014X70047X1618X818X170077X90044X1856黃家溝高壓供電等值阻抗圖如圖所示110KV進(jìn)線I110KV進(jìn)線IID2D3D4母線I110KV母線II110KVT1T2X1X3066X40660007X20007X5X6X7X8X11X12X9X10X13X14X15X16X17X18主廠房變電所礦井箱變場前區(qū)變一場前區(qū)變二風(fēng)井變電所生產(chǎn)系統(tǒng)變電所礦井地面變電所0036360047180044140073560041801418007756D1D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15D16D17D18母線I母線II10KV10KV圖322黃家溝110KV高壓供電等值阻抗圖322計算短路回路的短路電流考慮變壓器的運(yùn)行方式，有并列運(yùn)行和分列運(yùn)行方式，經(jīng)計算二者短路電流相同因此，這里以并列方式計算為例（1）和點(diǎn)短路回路的相對總阻抗為D3120|X035X和點(diǎn)短路回路的相對總阻抗為241234|03635D（2）和三相短路電流周期分量有效值133056ADIKAX和三相短路電流周期分量有效值243873ADI（3）短路容量和點(diǎn)的短路容量為102953NDSMVAX和點(diǎn)的短路容量為241176D（4）短路沖擊電流和點(diǎn)的短路沖擊電流為132542SHIKA和點(diǎn)的短路沖擊電流為D487SHI（5）短路全電流和點(diǎn)的短路全電流為1D3652SHIKA和點(diǎn)的短路全電流為24871SHI短路電流計算表如表323表323短路電流計算結(jié)果表最大短路電流短路點(diǎn)短路電流周期分量短路沖