煤礦地面35kv變電站的設計畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 瓦斯抽放泵站符合統計表 同理可得 電力負荷統計表 序號 負 荷 名 稱 需用 系數 Kx 功率 因數 cos φ tg φ 有功 （ kW） 無功 (kvar) 視在 (KVA) 1 瓦斯抽放泵 2 瓦斯抽放泵 總計 序號 負 荷 名 稱 需用 系數 Kx 功率 因數 cos φ tg φ 有功 （ kW） 無功 (kvar) 視在 (KVA) 1 地面照明 100 48 全礦井上下合 計 取同時系數 K= KWPPKP Tcasca )()(6 ?????????? k v a 6 1 0) 6 1 8 4 4()(6 ?????????? Tcasca KQ 1 9 0 6 1 1 5 4 222 62 66 ????? ??? cacaca QPS 無補償時功率因數為： o s 666 ??? ??cacaSP? 無功補償計算及電容器柜選擇 (1)無功補償計算 當采用提高用電設備自然功率因數的方法后，功率因數仍不能達到供用電規則所要求的數值時，就需要增設人工補償裝置。在工礦企業用戶中，人工補償廣泛采用靜電電容器作為無功補償電源。 用電力電容器來提高功率因數時，其電力電容器的補 償容量 CQ 用下式計算： )ta n( ta n 21 ??? ???? caC PQ （ 24） 式中 ? —— 平均負荷系數， 1tan? —— 補償前功率因數角的正切值； 2tan? —— 補償后要達到的功率因數角的正切值； 本設計要求功率因數達到 。假設補償后 10kV 側功率因數 6 ?‘? ， 39。6 ?? ， ? 取 ，則所需補償容量由公式 29計算得： )ta n( ta n 39。66 ??? ???? caC PQ 5 9 7)4 8 ( 1 5 ????? kvar 序號 負 荷 名 稱 電壓 （ kV） 設備數量 （臺） 設備容量 （千瓦） 需用 系數 Kx 功率 因數 cos φ tg φ 計算容量 備注 全部 工作 全部 工作 有功 （ kW） 無功 (kvar) 視在 (KVA) 1 井下負荷 206 175 10215 8618 2 主斜井配電 10 15 10 1874 1115 3 風機配電 10 8 4 6020 3010 4 車間配電 83 78 1232 1281 5 生活配電 49 46 230 181 79 6 辦公配電 4 4 13 13 7 瓦斯抽放泵站 10 5 3 1640 1020 8 地面照明 100 100 1 100 48 (2)電容器柜的選擇及實際補償容量計算 本設計采用高壓集中補償方式。因礦井地面變電所 6kV 母線為單母分段接線，故所選電容器柜應分別安裝在兩段母線上，即電容器柜數應取偶數。現選用 GJZK103 型高壓靜電電容柜，每柜安裝容量 360kvar，據此可計算出電容器柜的數量為： 0 97 ??? CCqQN 取偶數 N=10 則 實際補償容量為： 360010*360 ????? CsC qNQ kvar 折算為計算容量為： ?? ?? sCC kvar 補償后 10kV母線側總計算負荷及功率因數校驗 功率補償后 10kV側 有功功率 ??caP kW 無功功率 )ta n( ta n 39。66 ??? ???? caC PQ 代入數 據得 os 39。 666 39。 ?? ??cacaSP? 大于 滿足要求。 補 償 后 的 無 功 功 率 3 7 03 2 4 6 1 0 ???Q 因此 0 1 4 3 7 1 5 4s ??? kva 第三章 主變壓器的選擇 變壓器的選取原則 供電變壓器是根據其使用環境條件、電壓等級及計算負荷選擇其形式和容量。變電所的容量是有其裝設的主變壓器容量所決定的。從供電的可靠性出發，變壓器臺數是越多越好。但變壓器臺數增加，開關電 器等設備以及變電所的建設投資都要增大。所以，變壓器臺數與容量的確定，應全面考慮技術經濟指標，合理選擇。 當企業絕大多數負荷屬三級負荷，其少量負荷或由鄰近企業取得備用電源時，可裝設一臺變壓器。如企業的一、二級負荷較多，必須裝設兩臺變壓器。兩臺互為備用，并且當一臺出現故障時，另一臺能承擔全部一、二及負荷。特殊情況下可裝設兩臺以上變壓器。例如分期建設大型企業，其變電站個數及變壓器臺數均可分期投建，從而臺數可能加多。 變壓器選擇計算 按第二章計算出來的計算負荷進行用電負荷分析，根據分析結果選擇變壓器容量及臺 數。其計算計算過程如下： 用電負荷分析 一級負荷：包括副提升機、主扇風機、井下主排水泵各項，其總負荷為 2184kW，占全礦總負荷的 %。 二級負荷：包括主提升機、壓風機、選煤廠、地面低壓（生產負荷占 75%）、一采區、二采區、井底車場各項，其總負荷為 ，占全礦總負荷的 %. 三級負荷：包括礦綜合廠、機修廠、地面低壓負荷的 15%、工人村、支農各項，其總負荷為 ，占全礦總負荷的 %。 根據礦井主變壓器的選擇條件，一般選兩臺，當一臺故障停運時，另一臺 必須保證一、二級負荷的用電。在上述分析中一、二級負荷占全礦總負荷的 %，當兩臺變壓器中一臺停止運行時，另一臺必須保證 %的正常供電，再考慮將來的發展情況，礦井不斷延伸，負荷不斷增加，故選用兩臺 S712500/35 型銅線雙繞組無勵磁調壓變壓器，其技術參數如表 31所示： 表 31 主變壓器技術參數 型號 S712500/35 容量 NTS (kVA) 12500 連接組別 Y,d11 電壓 NN UU 21 阻抗電壓 %kU 8 空載電流 %0I 損耗（ kW） 空載 0P? 負載NTP? 兩臺主變壓器采用分列運行方式，備用方式為暗備用。 變壓器損耗計算 根據公式 23計算主變壓器各項損耗 空載無功損耗： K V A RSIQ NT 7 4 4 81 0 0%00 ??? 則 有功損耗： ?????? NTT PPP ? kW； 無功損耗： 4 1 120 ?????? NTT Q ? kvar； 總的有功計算符合 2 1 1 5 4 ???P 總的無功計算符合 ???Q 數據代入 cosΦ =P/S 得到功率因數 cos= 大于 所以所選擇的主變壓器符合設計要求 第四章 地面供電系統的接線方案 1. 地面供電系統的擬定原則 在確定變電所主接線前，應 首先明確其基本要求： （ 1）安全可靠。應符合國家標準和有關技術規范的要求，充分保證人身和設備的安全。此外，還應負荷等級的不同采取相應的接線方式來保證其不同的安全性和可靠性要求，不可片面強調其安全可靠性而造成不應有的浪費。 （ 2）操作方便，運行靈活。供電系統的接線應保證工作人員在正常運行和發生事故時，便于操作和維修，以及運行靈活，倒閘方便。 （ 3）經濟合理。接線方式在滿足生產要求和保證供電質量的前提下應力求簡單，以減少設備投資和運行費用。 （ 4）便于發展。接線方式應保證便于將來發展，同時能適應分期建設 的要求。 原則如下： （ 1） 保證供電可靠，力求減少使用開關、起動器、使用電纜的數量應最少。 （ 2） 原則上一臺起動器控制一臺設備。 （ 3） 地面變電所動力變壓器多于一臺時，應合理分配變壓器負荷，通常一臺變壓器擔負一個工作面用電設備。 （ 4） 變壓器最好不并聯運行。 （ 5） 采煤機宜采用單獨電纜供電，工作面配電點到各用電設備宜采用輻射式供電上山及順槽輸送機宜采用干線式供電。 （ 6） 配電點起動器在三臺以下，一般不設配電點進線自動饋電開關。 （ 7） 工作面配電點最大容量電動機用的起動器應靠近配電點進線，以減少起動器間連接電纜的截面。 （ 8） 供電系統盡量減少回頭供電。 （ 9） 低 沼氣礦井、掘進工作面與回采工作面的電氣設備應分開供電，局部扇風機實行風電沼氣閉鎖，沼氣噴出區域、高壓沼氣礦井、煤與沼氣突出礦井中，所有掘進工作面的局扇機械裝設三專（專用變壓器、專用開關、專用線路）二閉鎖設施即風、電、沼氣閉鎖。 2. 地面供電系統圖 為了保證對一、二級負荷進行可靠供電，在企業變電所中廣泛采用由兩回電源受電和裝設兩臺變壓器的橋式主接線。橋式接線分為外橋、內橋全橋三種。因上一級變電站距本礦變電所輸電線路不遠，可以選全橋，且一次側采用全橋接線，二次側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行。 一級負荷由于涉及到人身安全和重要經濟部門，所以對于一級負荷的供電必須采用雙回路，此處先從 10kv 線路的倆段母線分別向負荷供電，來保障一級負荷不會斷電。 設計采用內橋式接線的總降變電所主接線，這種主接線，其一次側的高壓斷路器 QF3跨接在倆路電源進線之間，猶如一架橋梁，而且處在線路斷路器 QF1 和 QF2 的內側，靠近變壓器，因此稱為內橋式接線。 這種主接線的運行靈活性好，供電可靠性較高，適用一，二級負荷的工廠。如果某路電源例如 wl1線路停電檢修或發生故障時，則斷開 QF1，投入 QF3，即可由 wl2 恢復對變壓器的供電。 這種內橋接線多用于電源線路較長因而發生故障和停電檢修的機會較多，變壓器不需要經常切換的總降壓變電所。 單母線分段接線提高了供電的可靠性和靈活性。母線分段后，對于重要用戶可由分別接于倆段母線上的倆條出線同時供電，當任一祖母線發生故障或者檢修時，重要用戶仍可以通過正常段母線繼續供電，而倆段母線同時出現故障檢修的概率很小，大大提高了對重要用戶的供電可靠性。 根據地面變電所供電系統擬定原則，如附圖（供電系統擬定圖）所示 第五章 短路電流計 算 短路電流計算的目的 研究供電系統的短路并計算各種情況下的短路電流，對供電系統的擬定、運行方式的比較、電氣設備的選擇及繼電保護整定都有重要意義。短路產生的后果極為嚴重，為了限制短路的危害和縮小故障影響范圍，在供電設計和運行中，必須進行短路電流計算，以解決些列技術問題。 (1) 選擇電氣設備和載流導體，必須用短路電流校驗其熱穩定性和機械強度。 (2) 設置和整定繼電保護裝置，使之能正確地切除短路故障。 (3) 確定限流措施，當短路電流過大造成設備選擇困難或不經濟時，可采取限制短路電流的措施。 (4) 確定合理的主接線方案 和主要運行方式等。 短路電流計算中應計算的數值 （ 1） 短路電流 39。I ,即三相短路電流周期分量第一周期的有效值。它可供計算繼電保護裝置的整定值和計算短路沖擊電流 shi 及短路全電流最大有效值 shI 之用。 三相短路容量 39。S ，用來判斷母線短路容量是否超過規定值、作為選擇限流電抗器的依據，并可供下一級變電所計算短路電流之用； 短路電流穩態有 效值 ?I ,可用來校驗設備、母線及電纜的熱穩定性； jIIII ??? ? *39。39。 短路沖擊電流 shi 及短路全電流最大有效值 shI ，可用來校驗電器設備、載流導體及母線的動穩定性。 三相短路電流計算的步驟 根據供電系統繪制等值網絡 （ 1）選取基準容量 Sj和基準電壓 Uj，并根據公式決定基準電流值Ij。 （ 2）求出系統各元件的標么基準電抗，將計算結果標注在等值網絡圖 上。 （ 3）按等值網絡各元件的聯接情況，求出由電源到短路點的總阻抗 *?X 。 （ 4）按歐姆定律求短路電流標么值：對于電源是無限大容量的系統，其短路電流標么值 *I 可按公式 51求出： *** 1 SXI ?? ? （ 51） 且短路后各種時間的短路電流標么值與短路容量標么值都相等，即 39。*39。*39。*