煤礦35KV變電站供電設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文畢業(yè)設(shè)計(jì)論文煤礦35KV變電站傳電設(shè)計(jì)摘要本文詳細(xì)介紹了某礦35KV變電所的設(shè)計(jì)。文中對(duì)主接線的選擇、高壓設(shè)備的選擇、負(fù)荷計(jì)算、短路電流計(jì)算,各種繼電保護(hù)選擇和整定計(jì)算皆有詳細(xì)的說(shuō)明。特別對(duì)主接線的選擇,變壓器的選擇,還有一些電氣設(shè)備如斷路器、電流互感器、電壓互感器等的選擇校驗(yàn)作了詳細(xì)的說(shuō)明和分析。依據(jù)供電規(guī)則,著重解決了負(fù)荷統(tǒng)計(jì)、變電所主結(jié)線方案的選擇、進(jìn)出線的選擇、變電所所址的選擇、主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量的選擇、短路計(jì)算及開(kāi)關(guān)設(shè)備的選擇、防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)等問(wèn)題,并結(jié)合地區(qū)的供電規(guī)則和工程實(shí)際情況選擇出最合適的方案及參數(shù)、各種設(shè)備型號(hào)及容量。其中還對(duì)變電所的主接線,平面布置等通過(guò)CAD制圖直觀的展現(xiàn)出來(lái)。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容緊密結(jié)合實(shí)際,通過(guò)查找大量相關(guān)資料,設(shè)計(jì)出符合當(dāng)前要求的變電所。設(shè)計(jì)中除采用了一些固定方式的保護(hù)和常規(guī)保護(hù)外,還采用微機(jī)保護(hù),通過(guò)電力監(jiān)控綜合自動(dòng)化系統(tǒng),可以使變電站內(nèi)值班人員或調(diào)度中心的人員及時(shí)掌握變電所的運(yùn)行情況,直接對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作,及時(shí)了解故障情況,并迅速進(jìn)行處理,達(dá)到供電系統(tǒng)的管理科學(xué)化、規(guī)范化、并且還可以做到與其他自動(dòng)化系統(tǒng)互換數(shù)據(jù),充分發(fā)揮整體優(yōu)勢(shì),進(jìn)行全系統(tǒng)的信息綜合管理。在本次設(shè)計(jì)中,得到了學(xué)校老師、同學(xué)的耐心指導(dǎo)和大量幫助,在此對(duì)他們表示衷心的感謝和崇高的敬意。關(guān)鍵詞負(fù)荷計(jì)算電氣主接線設(shè)計(jì)短路電流計(jì)算防雷ABSTRACTTHISPAPERDESCRIBESTHE35KVOFAMINEDOWNTHESUBSTATIONDESIGNINTHEMAINCONNECTIONOFCHOICE,THECHOICEOFHIGHVOLTAGEEQUIPMENT,LOADCALCULATION,SHORTCIRCUITCURRENTBASIS,THEPROTECTIONOFVARIOUSOPTIONSANDSETTINGCALCULATIONTHEREAREDETAILEDINSTRUCTIONSINPARTICULARTHECHOICEOFTHEMAINCABLE,TRANSFORMERSCHOICE,THEREARESOMEELECTRICALEQUIPMENTSUCHASCIRCUITBREAKERS,CURRENTTRANSFORMERS,HIGHVOLTAGETRANSFORMER,ANDSOTHECHOICEOFCHECKINGADETAILEDDESCRIPTIONANDANALYSISRULESBASEDONPOWERSUPPLY,FOCUSONRESOLVINGALOADSTATISTICS,THEMAINLINEFORSELECTION,CHOICE,THECHOICEOFTHESITEBYTHESUBSTATION,THEMAINCAPACITYANDTHENUMBEROFTAIWANSCHOICE,SHORTCIRCUITCALCULATIONANDTHECHOICEOFSWITCHINGEQUIPMENT,RELAYANDTHECHOICEOFSETTING,LIGHTNINGPROTECTIONANDGROUNDINGEQUIPMENTDESIGNANDOTHERISSUES,COMBINEDWITHTHEPOWEROFTHEACTUALSITUATIONOFRULESANDCHOOSETHEMOSTAPPROPRIATESOLUTIONSANDVARIOUSMODELSANDEQUIPMENTCAPACITYITALSOSUBSTATIONONTHEMAINWIRING,LAYOUT,ADJACENTTOTHEHIGHNUMBEROFLOWVOLTAGEPROTECTIONDEVICES,SUCHASTHROUGHTHECADDRAWINGINTUITIVESHOWNTHEDESIGNOFTHECONTENTINCLOSECONNECTIONWITHREALITY,THELARGENUMBEROFRELEVANTINFORMATIONBYLOOKINGDESIGNWITHTHECURRENTREQUIREMENTSOFTHESUBSTATIONINADDITIONTOTHEDESIGNOFANUMBEROFFIXEDFORMOFPROTECTIONANDTHEPROTECTIONOFCONVENTIONAL,BUTALSOAMICROPROCESSORBASEDPROTECTION,POWERMONITORINGTHROUGHINTEGRATEDAUTOMATIONSYSTEMWILLENABLETHESTAFFONDUTYWITHINTHESUBSTATIONORTHEDISPATCHCENTERSTAFFMAKETHEBESTOFTHEOPERATIONOFSUBSTATIONS,DIRECTLYTOTHEEQUIPMENTOPERATE,FAILURETOUNDERSTANDTHESITUATIONTIMELYANDSPEEDYPROCESSING,POWERSUPPLYSYSTEMTOTHEMANAGEMENTOFSCIENTIFIC,STANDARDIZED,ANDALSOCANBEDONEWITHTHEOTHERAUTOMATEDDATAEXCHANGESYSTEM,GIVEFULLPLAYTOTHEADVANTAGEOFASYSTEMWIDEINFORMATIONMANAGEMENTINTHISDESIGN,BYTHESCHOOLTEACHERSANDSTUDENTSFORTHEIRPATIENCEANDGUIDANCETOHELPALOTINTHISFORTHEMTOEXPRESSMYSINCEREGRATITUDEANDHIGHESTRESPECTKEYWORDSLOADCALCULATIONMAINELECTRICWIRINGDESIGNSHORTCIRCUITCURRENTCALCULATIONMINERELAY前言畢業(yè)設(shè)計(jì)主要考察了我們四年來(lái)對(duì)理論知識(shí)的掌握程度,以及對(duì)專業(yè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用能力。通過(guò)作畢業(yè)設(shè)計(jì),可以很好地衡量我們獨(dú)立思考、認(rèn)真分析、理論應(yīng)用以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作能力。本設(shè)計(jì)是為煤礦35KV供電系統(tǒng)而進(jìn)行的設(shè)計(jì),目的是建立35KV變電所,為煤礦提供可靠的用電。整個(gè)設(shè)計(jì)包括了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)變電站的負(fù)荷進(jìn)行了分組,達(dá)到合理、經(jīng)濟(jì)的目的同時(shí)對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償,使其達(dá)到09以上。通過(guò)短路電流計(jì)算,確定了系統(tǒng)主接線及運(yùn)行方式,同時(shí)對(duì)校驗(yàn)電氣設(shè)備、繼電保護(hù)整定、采取限流措施等提供了依據(jù)。在選擇電氣設(shè)備時(shí),考慮了變電站的室內(nèi)外結(jié)構(gòu)和布置、操作方便等問(wèn)題。繼電保護(hù)裝置保證了被保護(hù)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí),保護(hù)裝置迅速動(dòng)作,有選擇地將故障切除?？紤]到電器設(shè)備可能的漏電現(xiàn)象,對(duì)變電站進(jìn)行了保護(hù)接地的設(shè)計(jì),滿足了接觸電壓和跨步電壓的要求,保證了人身安全。為防止變電所遭到雷擊,還進(jìn)行了防雷保護(hù)。采用了避雷器、避雷針、避雷線等保護(hù)措施,保證了安全。通過(guò)以上的設(shè)計(jì),基本構(gòu)成了煤礦35KV變電所的設(shè)計(jì),滿足了生產(chǎn)和生活的需要,達(dá)到了安全用電的要求,同時(shí)兼顧了可行性、經(jīng)濟(jì)性的原則。一些具體的數(shù)據(jù)分析和計(jì)算方法,在本設(shè)計(jì)中也會(huì)給出詳細(xì)的說(shuō)明,為今后的變電站設(shè)計(jì)也提供了一定的依據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)而選用的電氣設(shè)備也具有參考的價(jià)值。由于我自己能力有限,在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣地錯(cuò)誤和不妥之處,懇請(qǐng)各位老師能夠批評(píng)指正。目錄摘要IABSTRACTII前言III1概述111本礦概況112電源113基本地質(zhì)氣象資料114礦井負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表12負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算321負(fù)荷計(jì)算的目的和意義322需用系數(shù)法3221單一用電設(shè)備供電時(shí)的計(jì)算負(fù)荷3222用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷3223總計(jì)算負(fù)荷423負(fù)荷統(tǒng)計(jì)與計(jì)算424選擇變壓器并計(jì)算損耗525計(jì)算6KV母線總負(fù)荷及全礦負(fù)荷826主變壓器的選擇927功率因數(shù)的補(bǔ)償及電容器柜的選擇11271功率因數(shù)補(bǔ)償11272無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算12273全礦電耗的計(jì)算133短路電流計(jì)算1431繪制短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖1432算出井下電纜的根數(shù)1533計(jì)算各短路點(diǎn)的短路電流1534限流電抗器的選擇與校檢17341電抗器的選擇17342電抗器的校檢18343加電抗器后井下中央變電所點(diǎn)短路參數(shù)計(jì)算194變電所主接線方式的選擇及設(shè)備選擇204135KV主接線系統(tǒng)的確定204235KV系統(tǒng)設(shè)備的選擇21421斷路器的選擇21422隔離開(kāi)關(guān)的選擇22423電壓互感器的選擇22424避雷器的選擇23425跌落式熔斷器選擇23436KV系統(tǒng)的確定及配電箱型號(hào)的選擇23431進(jìn)線柜的選擇23432聯(lián)絡(luò)柜的選擇2444進(jìn)出線的選擇2744135KV母線的選擇274426KV室外母線的選擇274436KV室內(nèi)母線的選擇2745高壓電纜型號(hào)及截面的選擇28451主井提升機(jī)電纜選擇284526KV出線高壓電纜的選擇及校檢表2946母線瓷瓶及穿墻套管的選擇3146135KV室外母線瓷瓶314626KV母線支持絕緣子的選擇31463穿墻套管的選擇314735KV室外構(gòu)架的選擇32471母線構(gòu)架32472支架325二次回路方案的確定及繼電保護(hù)的選擇與整定335135KV進(jìn)出線與聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)繼電保護(hù)方案的選擇3352變壓器保護(hù)34521變壓器BCH2型差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算34522變壓器過(guò)流保護(hù)36523變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)37536KV配出線路的繼電保護(hù)37531主井提升機(jī)電纜線路的保護(hù)37532副井提升機(jī)電纜線路的保護(hù)38533壓氣機(jī)電纜線路的保護(hù)38534東風(fēng)井電纜出線的架空線保護(hù)39535西風(fēng)井電纜出線的架空線保護(hù)39536洗煤廠電纜線路的保護(hù)40537機(jī)修廠電纜線路的保護(hù)41538鐵路煤倉(cāng)和矸石山電纜線路保護(hù)41539坑木加工廠電纜線路的保護(hù)425310地面低壓動(dòng)力及照明的繼電保護(hù)425311下井電纜線路的保護(hù)435312電力電容器保護(hù)445313聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的繼電保護(hù)446變電所的防雷與接地4561變配電所的防雷設(shè)計(jì)4562接地裝置的設(shè)計(jì)及計(jì)算45621保護(hù)接地方案設(shè)計(jì)45622保護(hù)接地裝置計(jì)算457變電所的室外布置4871間隔的配置4872配電裝置的布置形式4873具體布置48731屋外配電裝置各元件的布置原則48732屋內(nèi)配電裝置各元件的布置原則48733設(shè)置電抗器室和電容器室48734主控制室布置488結(jié)論49致謝50參考文獻(xiàn)511概述11本礦概況1本礦為年產(chǎn)量120萬(wàn)噸,服務(wù)年限75年的礦井2井筒深度為400M,主副兩井距離為80M3開(kāi)拓方式中央豎井,立井開(kāi)拓4瓦斯等級(jí)輕沼氣礦12電源1供電電壓等級(jí)35KV2離礦井地面變電所的距離4KM3系統(tǒng)電抗最大運(yùn)行方式016最小運(yùn)行方式0424輸電方式架空線雙回路5出線過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間3秒6電費(fèi)收取方法兩部電價(jià)制,固定部分按最高負(fù)荷收費(fèi),每千瓦6元。13基本地質(zhì)氣象資料1日最高溫度372凍土層厚度08M3主導(dǎo)風(fēng)向西北4最大風(fēng)速4M/S5地震烈度6度14礦井負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表表11電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及計(jì)算編號(hào)設(shè)備名稱電動(dòng)機(jī)型安裝臺(tái)數(shù)/工作臺(tái)數(shù)設(shè)備容量KW需用系數(shù)KX功率因數(shù)COSTAN計(jì)算容量安裝容量工作容量有功功率KW無(wú)功功率KVAR視在功率KVA一地面高壓1主井提升機(jī)繞1/114801480084085062124327708146262副井提升機(jī)繞1/1985985084085062827451397343壓氣機(jī)同5/32250135005709503312825594141344東風(fēng)井同2/1160080004909204267843368535西風(fēng)井同2/1200010000480950339604301052二地面低壓1洗煤廠1050105007908406468295535998752機(jī)修廠450450056075088225222233363鐵路煤倉(cāng)6006000750760855450384859214矸石山150150085082069612758915555坑木加工廠250250080830672001342416工人村5605600750820698420293251227支農(nóng)4504500820840646369238443938地面低壓及照明12501250086083067210757224129529東西風(fēng)井低壓側(cè)7575082085062615381724三井下負(fù)荷1主排水泵鼠7/45600320005308705672968168334122東翼一采區(qū)850850062063123527648283653東翼二采區(qū)9809800630651176174722494984西翼一采區(qū)100010000630641263075698445西翼二采區(qū)80080006406511751259978776井底車場(chǎng)290290084085062243615128662負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算21負(fù)荷計(jì)算的目的和意義負(fù)荷計(jì)算是指礦區(qū)總體供電規(guī)劃中對(duì)礦區(qū)各種企業(yè)用戶總負(fù)荷的概略計(jì)算。通過(guò)計(jì)算得到的變電所負(fù)荷容量或電流是確定供電系統(tǒng)、選擇變壓器容量、選擇電氣設(shè)備、導(dǎo)線截面和依表量程的依據(jù),也是繼電保護(hù)整定的重要數(shù)據(jù)。22需用系數(shù)法由于一臺(tái)設(shè)備的額定容量往往大于其實(shí)際負(fù)荷,成組設(shè)備中各負(fù)荷的功率因數(shù)不同,一般又不同時(shí)工作,最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)等情況,所以難以精確地計(jì)算變電所負(fù)荷。故本設(shè)計(jì)采用了較為精確的需用系數(shù)法來(lái)進(jìn)行變電所負(fù)荷計(jì)算,其計(jì)算簡(jiǎn)便,煤礦系統(tǒng)的供電設(shè)計(jì)目前主要采用這種方法。221單一用電設(shè)備供電時(shí)的計(jì)算負(fù)荷21其中負(fù)荷系數(shù)用電設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷用電設(shè)備的額定負(fù)荷用電設(shè)備實(shí)際負(fù)荷時(shí)的效率線路的效率,一般取0909S單一負(fù)荷的需用系數(shù)22用電設(shè)備的功率因數(shù)角。222用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷23其中成組負(fù)荷的需用系數(shù)該組設(shè)備的同時(shí)系數(shù)該組設(shè)備的負(fù)荷系數(shù)該組設(shè)備的加權(quán)平均效率該組設(shè)備的加權(quán)平均功率因數(shù)。223總計(jì)算負(fù)荷因各用電設(shè)備組的最大負(fù)荷常常不是在同一時(shí)刻需要,所以,計(jì)算總的計(jì)算負(fù)荷時(shí),應(yīng)該將各用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷之和再乘以組間的最大負(fù)荷同時(shí)系數(shù)。一般地,組數(shù)越多,越小。2423負(fù)荷統(tǒng)計(jì)與計(jì)算1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。2由表11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21計(jì)算出各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。3對(duì)主提升機(jī)084,085,062則有功功率P148008412432KW無(wú)功功率QPTAN124320627708KVAR視在功率SP/COS12432/08514626KVA4壓氣機(jī)其電機(jī)為同步電機(jī)對(duì)于同步電機(jī),Q的數(shù)值應(yīng)為同步電動(dòng)機(jī)的補(bǔ)償能力估算值。同步電動(dòng)機(jī)的補(bǔ)償能力百分?jǐn)?shù)可查到查曲線。P225005712825KW壓風(fēng)機(jī)的負(fù)荷率需用系數(shù)/同時(shí)系數(shù)057/06095查表044KVARS14134KVA同樣方法可計(jì)算出其它各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷,結(jié)果記入表11全礦電力負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷表中。注主扇風(fēng)機(jī)、壓風(fēng)機(jī)等功率因數(shù)超前,表示其無(wú)功電流為容性,即提供無(wú)功功率,起無(wú)功補(bǔ)償作用,它們的計(jì)算無(wú)功功率為負(fù)值。24選擇變壓器并計(jì)算損耗選出地面低壓及井底車場(chǎng)各負(fù)荷的變壓器,并計(jì)算變壓器的有功及無(wú)功損耗并折算到6KV側(cè)容量。1有功損耗23無(wú)功損耗式中變壓器的負(fù)荷率,變壓器計(jì)算負(fù)荷,KVA變壓器額定容量,KVA變壓器空載有功損耗,KW變壓器滿載有功損耗,KW變壓器空載無(wú)功損耗,KVAR,變壓器空載電流占額定電流的百分?jǐn)?shù)變壓器滿載無(wú)功損耗,KVAR,變壓器阻抗電壓占額定電壓的百分?jǐn)?shù)、均可由變壓器產(chǎn)品樣本中查的。2洗煤廠9875KVA二類負(fù)荷選兩臺(tái)S1000/10型電力變壓器,采用分裂運(yùn)行方式。本設(shè)計(jì)中,凡是二類負(fù)荷所選的兩臺(tái)低壓變壓器均采用分裂運(yùn)行方式,而不是采用一臺(tái)運(yùn)行、一臺(tái)備用方式。因?yàn)閱闻_(tái)運(yùn)行則存在功耗增加、效率大大降低等缺點(diǎn),故本設(shè)計(jì)中均不采用后一種運(yùn)行方式。額定容量1000KVA空載損耗18KW短路損耗116KW空載電流25阻抗電壓45有功損耗222182116365793KW25100025KVAR45100045KVAR無(wú)功損耗22225245719KVAR折算到6KV側(cè)P8295938388KWQ53597196078KVARS10359KVA同樣方法可計(jì)算其他變壓器折算到6KV側(cè)容量并填入表21中,電動(dòng)機(jī)型號(hào)填入表22。表216KV母線統(tǒng)計(jì)負(fù)荷計(jì)算表編號(hào)設(shè)備名稱電動(dòng)機(jī)型安裝臺(tái)數(shù)/工作臺(tái)數(shù)設(shè)備容量KW需用系數(shù)KX功率因數(shù)計(jì)算容量安裝容量工作容量有功功率KW無(wú)功功率KVAR視在功率KVA一地面高壓1主井提升機(jī)繞1/114801480084085062124327708146262副井提升機(jī)繞1/1985985084085062827451397343壓氣機(jī)同5/32250135005709503312825594141344東風(fēng)井同2/1160080004909204267843368535西風(fēng)井同2/1200010000480950339604301052二地面低壓1洗煤廠10501050079084064683886078103592機(jī)修廠450450056075088225726443563鐵路煤倉(cāng)60060007507608554562435163044矸石山1501500850820696130610061655坑木加工廠250250080830672044151325436工人村56056007508206984389330954977支農(nóng)45045008208406463754269846238地面低壓及照明125012500860830672108688151135859東西風(fēng)井低壓側(cè)7575082085062615381724三井下負(fù)荷1主排水泵鼠7/45600320005308705672968168334122東翼一采區(qū)850850062063123527648283653東翼二采區(qū)9809800630651176174722494984西翼一采區(qū)100010000630641263075698445西翼二采區(qū)80080006406511751259978776井底車場(chǎng)29029008408506224819723168全礦高壓負(fù)荷統(tǒng)計(jì)2274517645067208871451067563163633全礦計(jì)算負(fù)荷227451764506208871305956806714724主變壓器損耗756901904235KV母線總計(jì)算負(fù)荷086205871313517707715230表226KV電動(dòng)機(jī)型號(hào)匯總表編號(hào)設(shè)備電動(dòng)機(jī)型號(hào)臺(tái)數(shù)安裝容量KVA空載損耗KW短路損耗KW空載電流阻抗電壓備注1洗煤廠S1000/1021050181162545二類分裂2機(jī)修廠S400/10140009258324三類3鐵路煤倉(cāng)S630/1026308181345二類4矸石山S160/101160046285354二類5坑木加工廠S250/1012500644324三類6工人村S630/1016301381345三類7支農(nóng)S500/10150010869324三類8地面低壓及照明S1250/1021250221382545二類9東西風(fēng)井低壓側(cè)忽略不計(jì)10井底車場(chǎng)KSGB23151723654二類隔爆干式25計(jì)算6KV母線總負(fù)荷及全礦負(fù)荷16KV母線總負(fù)荷由公式24得有功負(fù)荷P1243282741282578496083882574562130620444389375410868261529685276174630512248145106KW無(wú)功負(fù)荷Q770851359433643060782464435110061513330926988151238116836482722475659919727563KVAR視在功率163633KVA2全礦計(jì)算負(fù)荷各乘以組間最大負(fù)荷同時(shí)系數(shù)總有功功率14510609130595KW總無(wú)功功率75630968067KVAR總視在功率14727KVA全礦自然功率因數(shù)COS/130595變壓器的選擇全礦自然功率因數(shù)為0887,達(dá)不到09,先按功率因數(shù)為09初選主變壓器如按功率因數(shù)為09計(jì),總?cè)萘繎?yīng)為P/09130595/09145106KVA全礦非生產(chǎn)用電三類負(fù)荷為P257204443893754615213987KW以上數(shù)據(jù)均為表21中機(jī)修廠坑木加工廠工人村支農(nóng)東西風(fēng)井低壓側(cè)數(shù)據(jù)P/0913987/0915541KVA由以上計(jì)算數(shù)據(jù)可看出若選容量為12500KVA的主變壓器,單獨(dú)供電可基本滿足原煤生產(chǎn)用電。故選兩臺(tái)S12500/35型變壓器12500KVA135KW70KW175,按分裂方式運(yùn)行。S系列1035千伏級(jí)電力變壓器具有耗損低體積小重量輕節(jié)約能量節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn),它是目前我國(guó)中小型電力變壓器較先進(jìn)的產(chǎn)品,故本設(shè)計(jì)均選用S系列變壓器。變壓器的有功電力損耗為22756KW112500125KVAR75125009375KVAR變壓器的無(wú)功電力損耗為212529375901KVAR我們知道,變壓器當(dāng)負(fù)荷在5070時(shí)效率最高,當(dāng)兩臺(tái)同時(shí)運(yùn)行時(shí),負(fù)荷率為變壓器的最高效率為根據(jù)所選的變壓器/135/700192904392壓器運(yùn)行在0522時(shí)效率較高,如選用一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用如選容量過(guò)大,則損耗增加效率降低。我國(guó)實(shí)行兩部電價(jià)收費(fèi),按設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)給出的條件,其固定部分按最高負(fù)荷收費(fèi)每千瓦6元。既使按最高負(fù)荷的額定最高負(fù)荷計(jì),則收130595678357元,如固定部分按變壓器容量收費(fèi),則同時(shí)運(yùn)行時(shí)按每KVA收4元計(jì),則收1250024100000元?？梢?jiàn)實(shí)行固定部分按最高負(fù)荷收費(fèi)辦法,則兩臺(tái)同時(shí)運(yùn)行比較合理。變電所35KV母線總計(jì)算負(fù)荷為有功負(fù)荷130595756131351KW無(wú)功負(fù)荷6806790177077KVAR視在功率15230KVA35KV母線自然功率因數(shù)為COS/131351/152300862TAN058727功率因數(shù)的補(bǔ)償及電容器柜的選擇271功率因數(shù)補(bǔ)償在負(fù)載有功功率不變的情況下,當(dāng)功率因數(shù)降低后,則發(fā)電機(jī)和變壓器的工作電流增大,使其能夠輸出的有功功率下降,使設(shè)備容量不能充分利用。電流增大,使電能損耗和導(dǎo)線截面增加,當(dāng)不變,則,電網(wǎng)的初期投資和運(yùn)行費(fèi)用也相應(yīng)提高電流的增大,還造成發(fā)電機(jī)、變壓器和網(wǎng)絡(luò)中的電壓損失增大,電動(dòng)機(jī)的端電壓下降,從而減小了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和過(guò)負(fù)荷能力。提高功率因數(shù)的關(guān)鍵,在于如何減少電力系統(tǒng)中各個(gè)部分所需要的無(wú)功功率,特別是減少負(fù)載從電網(wǎng)中取用的無(wú)功功率,使電網(wǎng)在傳送一定的有功功率時(shí),盡量少輸送或不輸送無(wú)功功率。提高功率因數(shù)的方法主要有提高用電設(shè)備本身的功率因數(shù)在生產(chǎn)中,盡量采用鼠籠式異步發(fā)電機(jī),避免電動(dòng)機(jī)與變壓器的轉(zhuǎn)載運(yùn)行對(duì)不需調(diào)速的大型設(shè)備,盡量采用同步機(jī),采用高壓電動(dòng)機(jī)等。在本設(shè)計(jì)中,扇風(fēng)機(jī)和壓風(fēng)機(jī)就采用了同步電動(dòng)機(jī),它對(duì)該礦供電系統(tǒng)的功率因數(shù)具有一定的補(bǔ)償作用。人工補(bǔ)償法多采用同步調(diào)相機(jī)和靜電電容器等人工補(bǔ)償裝置。目前礦井變電所多在6KV母線上裝設(shè)靜電電容器來(lái)進(jìn)行集中補(bǔ)償,本變電所也采用了該方法。并聯(lián)移相電容器的簡(jiǎn)單原理主要是利用電容器產(chǎn)生的無(wú)功功率與電感負(fù)載的無(wú)功功率相互交換,從而減小負(fù)載向電圈吸取的無(wú)功功率,提高了整個(gè)負(fù)荷相對(duì)電源的功率因數(shù)。并聯(lián)電容器補(bǔ)償法有投資少,有功功率損耗小,運(yùn)行維修方便,故障范圍小、無(wú)震動(dòng)與噪聲、安裝地點(diǎn)靈活等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是只能有級(jí)調(diào)節(jié),而不能隨負(fù)荷無(wú)功功率需要的變化進(jìn)行自動(dòng)平滑的調(diào)節(jié)。電容器組一般應(yīng)采用“”接法。因?yàn)椤啊苯泳€可以防止電容器容量不對(duì)稱而出現(xiàn)的過(guò)電壓。電容器電壓最為敏感,而容易造成電容器擊穿的事故。星形接線則由于中性點(diǎn)位移,產(chǎn)生部分過(guò)電壓?！啊苯臃ㄈ舭l(fā)生一相斷線,只是使各相的補(bǔ)償容量有所減小,不致于嚴(yán)重不平衡,而星形接法若發(fā)生一相斷線,就使該相失去補(bǔ)償,嚴(yán)重影響供電質(zhì)量。采用“”接法可以充分發(fā)揮電容器的補(bǔ)償能力。電容器的容量與電壓有關(guān)。KVAR。在“”接法時(shí),每相電容被加上線電壓。而采用星形接法時(shí),每相電容器被加上相電壓,所以有KVAR。上式表明,具有相同電容器容量的三個(gè)單相電容器組,采用“”接法時(shí)的補(bǔ)償容量是采用星形接法的3倍,因此在電壓相等的情況下,因盡量采用“”接法。272無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算KVAR211其中平均負(fù)荷系數(shù),一般取0708全礦有功功率計(jì)算負(fù)荷補(bǔ)償前功率因數(shù)角補(bǔ)償后功率因數(shù)角在此是按全礦年均負(fù)荷計(jì)算補(bǔ)償電容量。過(guò)去也有采用全礦最大負(fù)荷進(jìn)行計(jì)計(jì)算的。如果時(shí),將出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償現(xiàn)象。所以為了節(jié)約投資,避免所選電容器過(guò)多,并取得較好的補(bǔ)償效果,按平均負(fù)荷計(jì)算是合適的。補(bǔ)償前TAN0587補(bǔ)償后COS09,TAN0484用公式計(jì)算所需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率075131351058704841015KVAR選用GR1Y01型電容器柜四臺(tái)單臺(tái)電容器容量為270KVARGR1Y09型電容柜二臺(tái)為測(cè)量及放電柜GR1Y01型電容器柜內(nèi)裝有BW63181型電容器15個(gè)熔斷器15個(gè)。GR1Y型電容器柜為抑制高次諧波電抗器型,即帶有串聯(lián)電抗器的電容器柜,它的主要性能是當(dāng)線路中同時(shí)存在各種不同頻率的高次諧波電流時(shí)能有效抑制這些諧波的電流總值,使其不超過(guò)電容器的允許值,避免電容器因過(guò)流而產(chǎn)生“鼓肚現(xiàn)象”。當(dāng)電容器組合閘時(shí),可限制合閘沖擊涌流不超過(guò)電容器組額定電流的5倍。由于串聯(lián)電抗器的阻抗值與電容器組的阻抗值之比為6,因此,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)存在5次以上諧波時(shí),可使網(wǎng)絡(luò)的總組抗始終保持感性,這樣就能有效地防止網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生并聯(lián)諧振。另外,GR1Y01型電容器柜由于電抗器裝在測(cè)量柜內(nèi),因此必須增選09或10號(hào)方案柜。這樣,電容器柜補(bǔ)償?shù)目偀o(wú)功功率為1080KVAR,經(jīng)過(guò)電容器補(bǔ)償后,全礦的總無(wú)功功率為770771080/07562677KVAR視在功率145539KVA功率因數(shù)為COS131351/1455390903273全礦電耗的計(jì)算當(dāng)COS0903時(shí),取最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)3500,取變壓器年運(yùn)行時(shí)間T8760小時(shí),查與最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)的關(guān)系曲線,查得2100則變壓器電耗為WT336481全礦電耗6千伏總350035千伏變壓器電耗130595350033648146044731得全礦噸煤電耗全礦電耗/礦年產(chǎn)量噸46044731/1800000256度/噸3短路電流計(jì)算31繪制短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖如圖31所示圖31短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖32算出井下電纜的根數(shù)井下負(fù)荷P55024KWQ46058KVARS71756KVACOS0767井下總負(fù)荷電流S/U7175/6690A輕沼氣礦井下電纜根數(shù)井下電流/400127若選3根,則正常情況下,兩段母線6KV上負(fù)荷分配不均勻,影響供電質(zhì)量,增加損耗,故選4根,2根備用33計(jì)算各短路點(diǎn)的短路電流35KV母線,6KV母線,變電所短路電流計(jì)算,電路圖如圖32圖32變電所電路圖設(shè)100MVA37KV63KV63KV得156KA916KA916KA已知016,042架空線電抗044100/0117變壓器電抗8100/125064電纜電抗L008054100/0109最大運(yùn)行方式下35KV母線處點(diǎn)的短路電流為361156563KA2555631436KA361100361MVA6KV母線處點(diǎn)短路電流為1/0160117064109109916998KA255998255KA109100109MVA井下中央變電所處知短路容量為1/0109/20160117064103100103103MVA超過(guò)50MVA在最小運(yùn)行方式下35KV母線處點(diǎn)的短路電流為1/042011718618615629KA086629251KA6KV母線處點(diǎn)短路電流為1/0420117064085085916778KA0866778674KA其余均按上述方法計(jì)算后列入表31中表31各短路點(diǎn)的短路參數(shù)及各回路最大長(zhǎng)時(shí)工作電流最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式最大長(zhǎng)時(shí)工作電流AKAKAMVAKAKA563143636129251251299825510977867412028433110447238533469094724151034747647140730276932927824155990923299268589764164421791571369978822259637066113433027693292782410129239837176224520351722119216612039712481067665893790923299272262513634限流電抗器的選擇與校檢341電抗器的選擇因未加電抗器前井下中央變電所母線短路容量最大運(yùn)行方式為103MVA,大于50MVA,故需安裝限流電抗器。系統(tǒng)電抗值為016011706401091026將短路容量限制在50MVA時(shí)系統(tǒng)電抗值為/100/502因兩條井下電纜為并聯(lián)運(yùn)行,故應(yīng)串入的電抗值為22210261948井下總負(fù)荷電流為690A,兩根電纜同時(shí)工作,每根負(fù)荷34