煤礦采區(qū)的供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)［供電畢業(yè)設(shè)計(jì)論文］(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ： 式 214 變壓器的無功功率損耗 （ 1）產(chǎn)生主磁通（產(chǎn)生勵(lì)磁電流）Δ QU：與負(fù)荷無關(guān)。與勵(lì)磁電流（或近似地與空載電流）成正比。 （ 2）消耗在一、二次繞組電抗上的無功功率Δ QN：與負(fù)荷電流（或功率）的平方 成正比。解釋式 215。 如果缺少參數(shù)，變壓器的功率損耗可估算如下： 式 216。 Δ PT= Δ QT= 三、變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析 無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量的概念 （ 1）定義：無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量 Kec，電力系統(tǒng)每輸送 1kvar的無功功率，在系統(tǒng)中所產(chǎn)生的有功功率損耗的千瓦 數(shù)之比 , （ 2）有關(guān)因素： Kec 與輸電距離、電壓變換次數(shù)等因素 有關(guān)。 （ 3）參考值： — （平均取 ）。對(duì)于發(fā)電機(jī)直配用戶 Kec=— ；對(duì)于經(jīng)兩級(jí)變壓的用戶 Kec=— ；對(duì)于經(jīng)三級(jí)以上變壓的用戶； Kec=— 。 變壓器運(yùn)行 損耗的計(jì)算 （ 1）包括變壓器的有功損耗和無功損耗兩部分。 （ 2）有關(guān)計(jì)算（了解） 變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 1）變壓器經(jīng)濟(jì)損耗的計(jì)算 （ 1）經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。 （ 2）單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)其功率損耗的計(jì)算： 經(jīng)濟(jì)負(fù)荷 : 經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率 : 兩臺(tái)同容量變壓器并列運(yùn)行時(shí)其功率損耗的計(jì)算： 臨界負(fù)荷： 電纜的選擇 一、低壓電纜的選擇 1．低壓電纜型號(hào)、芯數(shù)和長(zhǎng)度的確定 1)低壓電纜型號(hào)的選擇 電纜的型號(hào)主要依據(jù)其電壓等級(jí)、用途和敷設(shè)場(chǎng)所等條件來決定。煤礦井下所選電纜，的型號(hào)必須符合 煤礦安全規(guī)程 )的有關(guān)規(guī)定。礦用低壓電纜的型號(hào)，一般按下列原則確定： (1)從啟動(dòng)器到電動(dòng)機(jī)的電纜一律采用不延燃橡套電纜。 1 140 V 設(shè)備及采掘工作面的 660V 和 380V 設(shè)備，必須用分相屏蔽不延燃橡套電纜；移動(dòng)式和手持式電氣設(shè)備，都應(yīng)使用專用的分相屏蔽不延燃橡套電纜。 (2)固定敷設(shè)的應(yīng)采用鎧裝鉛包紙絕緣電纜或鎧裝聚氯乙烯絕緣電纜，也可采用不延燃橡套電纜；對(duì)于半固定敷設(shè)的電纜，為了移動(dòng)方便一 般選用不延燃橡套電纜，也可選用上述鎧裝電纜。 (3)低壓電纜不應(yīng)采用鋁芯，采區(qū)低壓電纜嚴(yán)禁采用鋁芯。 (4)電纜應(yīng)帶有供保護(hù)接地用的足夠截面的導(dǎo)體。 (5)固定敷設(shè)的照明、通信和控制用電纜，應(yīng)采用鎧裝電纜、不延燃橡套電纜或礦用塑料電纜；非固定敷設(shè)的電纜，應(yīng)采用不延燃橡套電纜。 2)確定電纜的芯線數(shù)目 (1)動(dòng)力用的紙絕緣鎧裝電纜選三芯電纜。 (2)動(dòng)力用的橡套電纜，當(dāng)控制按鈕不在工作機(jī)械上時(shí)，一般采用四芯電纜；對(duì)控制按鈕在工作機(jī)械上的，應(yīng)根據(jù)控制要求增加控制芯線的根數(shù)。 (3)信號(hào)電纜芯線根數(shù)要按控制、信號(hào)、通訊系統(tǒng)的需要決定，并留有備用芯線。 (4)電纜中的接地芯線，除用作監(jiān)測(cè)接地回路外，不得兼作其他用途。 3)確定電纜長(zhǎng)度 電纜有一定柔性，敷設(shè)時(shí)會(huì)出現(xiàn)彎曲，所以電纜的實(shí)際長(zhǎng)度 L 應(yīng)按下式計(jì)算。即 ． L=KinLto 式中 Lto—— 電纜敷設(shè)路徑的長(zhǎng)度， m； Kin—— 電纜增長(zhǎng)系數(shù)，橡套電纜取 ，鎧裝電纜取 。 為了便于安裝維護(hù)和便于設(shè)備移動(dòng)，確定電纜長(zhǎng)度時(shí)還應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： (1)移動(dòng)設(shè)備的電纜，須增加機(jī)頭部分活動(dòng)長(zhǎng)度 3 m5m。 (2)當(dāng)電纜有中間接頭時(shí)，應(yīng)在電纜兩端頭處各增加 3m。 (3)半固定設(shè)備的電動(dòng)機(jī)至就地控制器的電纜長(zhǎng)度，一般取 5m10m。 (4)掘進(jìn)配電點(diǎn)的電源電纜長(zhǎng)度，一般按設(shè)計(jì)礦井投產(chǎn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)再加 100m 配備。 (5)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 100m 為宜。 2．低壓電纜主芯線截面的選擇 電纜主芯線截面必須滿足以下幾個(gè)條件： (1)正常工作時(shí)，電纜芯線的實(shí)際溫度應(yīng)不超過電纜的長(zhǎng)時(shí)允許溫度，所以應(yīng)保證流過電纜的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流不得超過其允許持續(xù)電流。 (2)正常工作時(shí)，應(yīng)保證供電網(wǎng)所有電動(dòng)機(jī)的端電壓在 95％一 105％的額定電壓范圍內(nèi)，個(gè)別特別遠(yuǎn)的電動(dòng)機(jī)端電壓允許偏移 — 8％～ — 10％。 (3)距離遠(yuǎn)、功率大的電動(dòng)機(jī)時(shí)，在重載情況下應(yīng)保證能正常啟動(dòng)，并保證其啟動(dòng)器有足夠的吸持電壓。 (4)電纜短路時(shí)，應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定截面。 (5)所選電纜截面必須滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求。 在按上述條件選擇低壓電纜主芯線的截面時(shí)，從啟動(dòng)器到采掘運(yùn)設(shè)備的支線電纜，一般按機(jī)械強(qiáng)度初選，按允許持續(xù)電流校驗(yàn)后，即可確定下來。 選擇干線電纜主芯線截面時(shí)，如干線電纜不長(zhǎng)，應(yīng)先按電纜的允許持續(xù)電流 初選；當(dāng)干線電纜較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)先按正常時(shí)的允許電壓損失初選；然后再按其他條件校驗(yàn)。具體計(jì)算方法參考教材 二、高壓電纜的選擇 1．高壓電纜型號(hào)、芯數(shù)、長(zhǎng)度的確定 1)高壓電纜型號(hào)的確定 高壓電纜的型號(hào)應(yīng)按下述原則確定： (1)固定敷設(shè)的高壓電纜應(yīng)選用鎧裝電纜。立井井筒或傾角 450 及其以上的井巷內(nèi)，應(yīng)采用鋼絲鎧裝電纜；水平或傾角 450以下的井巷內(nèi)，應(yīng)采用鋼帶鎧裝電纜。 (2)在進(jìn)風(fēng)斜井、井底車場(chǎng)及附近、中央變電所至采區(qū)變電所的電纜可采用鋁芯電纜，其他地點(diǎn)必須采用銅芯電 纜。 (3)移動(dòng)變電站必須采 用監(jiān)視型屏蔽橡套電纜。 (4)井下嚴(yán)禁使用鋁包電纜。 (5)電纜應(yīng)帶有供保護(hù)接地用的足夠的截面的導(dǎo)體。 (6)硐室內(nèi)和木支架的井巷中敷設(shè)的電纜，不得使用麻外被層電纜。 (7)電纜敷設(shè)水平差應(yīng)符合教材《工礦企業(yè)供電》表 6— 8 的規(guī)定，對(duì)橡套電纜、塑料電纜和紙絕緣不滴流電纜敷設(shè)高差不受限制。 2)高壓電纜芯數(shù)的確定 鉛包鎧裝電力電纜可采用三芯，沒有鉛包及鎧裝層的電力電纜最少應(yīng)為四芯電纜。 3)確定高壓電纜的長(zhǎng)度 (1)高壓橡套電纜和鎧裝電纜，其長(zhǎng)度按式 L=KinLto計(jì)算。 (2)敷設(shè) 在立井井筒中的電纜的長(zhǎng)度按所經(jīng)井筒深度的1． 02 倍計(jì)算。 (3)入井電纜應(yīng)在地面和井下兩端各留 8m～ 10m 的裕量。 (4)電纜中間有接頭時(shí)，應(yīng)在電纜的兩端頭處各增加 3m。 2．高壓電纜主芯線截面的選擇 ． 高壓電纜主芯線截面應(yīng)按下述條件進(jìn)行選擇： (1)按正常工作時(shí)的經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。 (2)按允許持續(xù)電流選擇。 (3)按電纜首端的最大三相短路電流校驗(yàn)其熱穩(wěn)定。 (4)按正常和故障狀態(tài)時(shí)，分別校驗(yàn)電壓損失。 短路電流 概述 短路故障是電氣設(shè)備最嚴(yán)重的故障，對(duì)電氣設(shè)備的危害性最大 。所以我們要研究其種類、產(chǎn)生的原因。并采取相應(yīng)的措施來預(yù)防或減輕其危害程度。 一、短路的種類及產(chǎn)生短路的原因 短路：供電系統(tǒng)中不等電位的點(diǎn)沒有經(jīng)過用電器而直接相連通。 類型 (表 31)：三相、兩相、兩相接地、單相、單相接地。 *分對(duì)稱性短路和非對(duì)稱性短路。 對(duì)稱短路： Za=Zb=Zc、 Ua=Ub=Uc、 Ia=Ib=Ic *最關(guān)鍵的兩個(gè)短路電流：最大短路電流 選擇設(shè)備、導(dǎo)線，最小短路電流 繼電保護(hù)裝置校驗(yàn) 短路的電壓與電流的相位差較正常時(shí)增大，接近于 90度。 單相短路只發(fā)生在中性點(diǎn)直接接 地系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)中。 其他：層間、層間短路。主要指電動(dòng)機(jī)、變壓器和線圈等。 造成短路原因：絕緣損壞、設(shè)備老化、使用不當(dāng)、外力作用、誤操作、鳥獸觸及等。 二、短路的危害 特點(diǎn)： (1)電流劇增至正常電流的幾十甚至幾百倍（ 電流大） 。 (2)系統(tǒng)電壓驟降。 后果： （ 1）損害設(shè)備和線路。 （ 2）設(shè)備不能正常工作。 （ 3）影響電力系統(tǒng)運(yùn)行。 （ 4）通信線路、電子設(shè)備干擾、產(chǎn)生誤動(dòng)作。 *保護(hù)措施：限制、裝設(shè)熔斷器、繼電保護(hù)裝置等。 三、計(jì)算短路電流的目的和任務(wù) 選擇導(dǎo)線和設(shè)備。 選擇 和整定繼電保護(hù)裝置。 確定接線和運(yùn)行方式。 選擇限流電抗器。 供電系統(tǒng)中短路電流的兩種計(jì)算方法 :有名值法和相對(duì)值法。一、有名值法（絕對(duì)值法、歐姆法） 低壓電網(wǎng)短路電流的計(jì)算： *計(jì)算電壓取比線電壓高 5%。 *對(duì)于高壓電路，一般只計(jì)電抗，不計(jì)電阻。 *對(duì)于低壓短路時(shí)，當(dāng) 時(shí)才需計(jì) 算電阻。 短路電流計(jì)算步驟： 1）求短路回路中各元件阻抗。 （ 1）電源系統(tǒng)的阻抗（①一般可不考慮電阻。②可由高壓饋電線出口斷路器的斷流容量（極限短路容量）來估算 , 。 ③由開斷電流 Ioc來計(jì)算其斷流容量， ）： （ 2）變壓器的阻抗： 式 312 式 313 式 314 （ 3）輸電線路的阻抗：（ *線路的電阻 Rwl。可由導(dǎo)線電纜的單位長(zhǎng)度電阻 R0 值求得。 Rwl=R0L。 線路的電抗 Xwl。可由導(dǎo)線電纜的單位長(zhǎng)度電抗 Xwl值求得。 Xw=X0L。） （ 4）限流電抗器的電抗： 2）短路回路總阻抗的計(jì)算、 折算 。（注意：等效阻抗的換算）。 3）短路電流的計(jì)算： （ 1）繪制短路計(jì)算電路圖：標(biāo)參數(shù)、找短路點(diǎn)。 （ 2）繪制等效電路圖，標(biāo)出各元件阻抗值。 （ 3）計(jì)算短路回路的阻抗。 （ 4）計(jì)算短路電流。 二、相對(duì)值法（標(biāo)幺值法） 1）相對(duì)值（標(biāo)幺值法、相對(duì)單位制法）（ *選基本容量，工程設(shè)計(jì)通常取 Sd=100MVA。基本電壓選各元件及短路點(diǎn)線路的平均電壓 Uav）：計(jì)算電壓個(gè)元件線電壓，公式 322 2 2 2 2 3 32。 2）系統(tǒng)各元件相對(duì)基準(zhǔn)電抗值的計(jì)算： （ 1）電源系統(tǒng)的相對(duì)基準(zhǔn)電抗：式 32 29。 （ 2）變壓器的相對(duì)基準(zhǔn)電抗：式 330： （ 3） 電抗器的相對(duì)基準(zhǔn)電抗：式 331。 X （ 4）線路的相對(duì)基準(zhǔn)電抗：式 33 33。 短路電流的計(jì)算： 1）短路電流的相對(duì)基準(zhǔn)值：式 335。 2）短路電流的計(jì)算：式 336。 3）三相短路容量：式 33 38。 例 32． 三、不對(duì)稱短路電流的計(jì)算 兩相短路、單相短路。 兩相短路電流的計(jì)算： 1