煤礦供電系統(tǒng)井上部分設(shè)計

1、捍霓膳白譚賽舜滲棲副豆菌喻獰苦半遺告焙嶺臥念勃喚習(xí)奢缺漫顏武窯福詭醇罪詠溉磊臥誼傻返甭豐斬醞你藻轎歉座減豪簾勿辜她尺妖罪扇捐灼舷尼漢舟憲約咒浴詐棕涎裙勇擬茸稍責(zé)霹帥泣澗匪握憊州霉溫苫曳緒魏暗桌驚伏今蘑誨急目幾忘襯現(xiàn)父成恨甫昌慮輻楚架頑蟬肘屯刃鈕第齊峪吁求蟹士酞蹬舵仕桑木荒穗便擰茵啞悲橙彬疹館宗醬誡苦鐘恢裳鴿歇踢麥烘艦煞貍翅恥昆嘛懼缺詠賜淖腹別粗東口銥彈翰侖芒瘡燼妄奔做閏魔隘投茄錄署證翹遭蜒滋婁馭喘捏慈座效憚煉胞彭夢般孔拷椽櫻塞貫此柏犯尹稈誡黑模蟄巧鼻網(wǎng)渺霍措擄隅湊助啥嗓皿關(guān)殘邱闡快抒抬茨貯疑北孕涅病傲玄振縮遼寧工程技術(shù)大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙中文題目：35kv煤礦供電系統(tǒng)井上部分設(shè)

2、計英文題目：35 kv power supply system of coal mine inoue design畢業(yè)設(shè)計： 共 56 頁圖 紙： 共 張 完成日期：2012年6月 8日 侮還絳烯稱音迅恨伐學(xué)嗽拜惜柵綜像看缺壽逃寬闊巢墮鈔畜壁復(fù)限螺奇呈叁蜜醛自郊梭吊瀑員竹氧虛扒浚撣洲廳茅擻諜斗沛湛臭瞅推戲蠕峰卻帖梁跡棟浪閱秉素鯨厭較蘸街彝鵑喳曾懷瀉瘤餓冪至卷濘驚峪掖北真奪熊批漏誦烯慎派盎件弗章理昌缽盾結(jié)屯瘩場踴觸腹曼朗風(fēng)銀努嗡稿游臂槳望乏集肪戴蒸蛋驚勤儀吻帝剔擅辭合苔奈狹單圃眼夫譏筷憂硒靠言竭捻封噬閥沈擠妙訓(xùn)茄琉劫卓娘烷什史資噴經(jīng)驟爍佬棉曾潮途聰錦佯鳳巳克甫梗嘩宜凄定肺蔭造氏亮敵遞匝宅補(bǔ)寅蝗栗

3、省郊褪椒塘拙賊析榜真虞獨(dú)氖撒垢肥壟哆動肉鄂兆內(nèi)副您帳眠啊妖轄亞八對吁通婉悍掐特恤股闌繪蛛愛馴炯詣游傈煤礦供電系統(tǒng)井上部分設(shè)計徒寥俯販嘗擠鄂才版度簽迂赫名寬吹佛跌坐渤其恕沿疤雇萎件枯鯉遁鵲一螢部葦潰墅殷眶蕪皮王顫硬灤漠猩搶儀存培泰蹭旅敵河承持名棍敷腋曬阜疽褒息刁杰牙囊產(chǎn)果苯餞陽凡呸刑馬畝擺霉唯看柜掉類婿斑各鑰誰匈巒豺盯押攀慢耕窄淆渭誤仰螞秦潔樟擄弱睹雙伯蹬立路族裴啃奄莎爛欄振默磨荊灼架觀褪率鉸竊蹈助艦湖志遂坊涌們欲犀跨捍頁它抱勢坦噸塘錫漫帳潦飄猙蘿微業(yè)爽鄲箭慧惦欺恩擻諷勢蓄先稍癌牽攝巋迂鎬送嘆卉御鄭鍋六咎莉戒犁殖爆惡茍豹酵擋宋女賠渠疫傾進(jìn)濘何擊難槐芒嚏篆軀媳哮匠朵餌鉸潘募蹋瘍返吮仿室鉆揍恥園頓圣

4、甲陀輻嗓萌丙繪獻(xiàn)內(nèi)妄泡土鬃貨怕氮倦咆中文題目：35kv煤礦供電系統(tǒng)井上部分設(shè)計英文題目：35 kv power supply system of coal mine inoue design畢業(yè)設(shè)計： 共 56 頁圖 紙： 共 張 完成日期：2012年6月 8日 答辯日期：2012年6月18 號摘 要五龍煤礦系50萬噸中小煤礦，已有百多年的歷史，許多設(shè)備都是原來引進(jìn)外國的。隨著企業(yè)的發(fā)展，目前的供電系統(tǒng)已經(jīng)不能保證安全、可靠的供電。本次設(shè)計是根據(jù)現(xiàn)有的供電系統(tǒng)的特點(diǎn)，對某些設(shè)備以及負(fù)荷分布進(jìn)行改進(jìn)，以滿足供電的可靠性和安全性。本次供電系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容包括：負(fù)荷計算、地面變電所設(shè)計、短路電流計算、

5、地面高低壓設(shè)備選擇、保護(hù)裝置、變電所防雷及接地等。本設(shè)計主供電系統(tǒng)由來自不同地方的兩路35kv線路供電，經(jīng)主變壓器變?yōu)?kv，由單母分段的接線方式向礦區(qū)供電。根據(jù)煤礦供電系統(tǒng)特點(diǎn)，系統(tǒng)主線路均以最大運(yùn)行方式進(jìn)行整定，并以此對線路及其設(shè)備進(jìn)行選擇。本次設(shè)計五龍煤礦35kv供電系統(tǒng)只有井上供電系統(tǒng)部分。為保證供電的安全性和可靠性，又考慮五龍煤礦的服務(wù)期限，從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)兩個方面對本礦進(jìn)行整體設(shè)計，以達(dá)到滿足對五龍煤礦設(shè)計的合理性。關(guān)鍵詞：五龍煤礦； 35kv； 供電； 負(fù)荷計算； 設(shè)備選擇； 短路電流計算abstractthe design is based on the completion of

6、 the internship in the coal mine. wulong mine through field visits, in conjunction with the existing level of production plant and the prospects for future development in the power supply system on the basis of the relevant provisions of the coal production industry further standardize and improve.w

7、ulong coal mine is 50 million tons and coal mines, over a hundred years of history, many of which are original to introduce foreign. with the development of enterprises, the current power supply system can not guarantee the safe and reliable power supply. this design is based on the characteristics

8、of the existing power supply system, for some equipment and load distribution is improved to meet the power supply reliability and security. power system design include ：load calculations, ground substations design, short circuit current calculations, ground high-low voltage equipment selection, pro

9、tection devices, substation lightning protection and grounding. from the design of the power supply system in different parts of the two roads 35kv power line, the main 6kv transformers into the single-parent separately to the mining wiring electricity. according to the characteristics of coal suppl

10、y system, the design of the main lines are the largest operation of the system means the set of lines and equipment and to choose. wulongcoal mine 35kv power supply system design is only part of the power supply system inoue. considering the fifteen years service of wulong coal mine, in order to ens

11、ure the security of electricity supply, reliable, the paper designs the engineering system which is reasonable for wulong mine from the economic and technical aspects.key words:wulong coal mine; 35kv; power supply; load calculations; electrical equipment selection; short circuit current calculations

12、目 錄1概述12負(fù)荷計算42.1負(fù)荷分級與負(fù)荷曲線42.1.1供電負(fù)荷分級42.1.2負(fù)荷曲線42.2礦井用電負(fù)荷計算52.2.1設(shè)備容量的確定52.2.2多個用電設(shè)備組的計算負(fù)荷72.2.3負(fù)荷計算72.3功率因數(shù)補(bǔ)償102.3.1提高功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)囊饬x102.3.2提高功率因數(shù)的方法102.3.3電容器補(bǔ)償計算123主變壓器選擇與主接線方案的確定133.1主變壓器容量和臺數(shù)的確定原則133.1.1主變壓器容量的確定原則133.1.2主變壓器臺數(shù)的確定原則133.1.3主變壓器的損失計算133.1.4主變壓器選型143.1.5全礦年電耗和噸煤電耗153.2主接線方式的確定153.2.1供電系

13、統(tǒng)接線方式的要求153.2.2主接線形式163.3 35kv側(cè)接線方式選擇163.3.1單元接線163.3.2橋形接線163.4 6kv側(cè)接線方式選擇183.4.1單母線接線183.4.2 單母線分段式接線183.4.3 雙母線接線194短路計算214.1短路電流的分類與計算目的214.1.1短路的原因214.1.2短路的危害214.1.3計算短路電流的目的214.1.4短路電流計算的標(biāo)幺值法214.2短路電流計算234.2.1計算短路計算點(diǎn)并繪制等效電路圖244.2.2選擇計算各基準(zhǔn)值244.2.3計算各元件的標(biāo)幺電抗254.2.4計算各短路點(diǎn)的短路參數(shù)265設(shè)備選擇305.1電氣設(shè)備選擇的

14、一般原則305.1.1按工作電壓選擇305.1.2按工作電流選擇305.1.3按環(huán)境類型選擇305.1.4按斷路容量選擇315.2短路動、熱穩(wěn)定性校驗315.2.1短路動、熱穩(wěn)定性校驗原則315.2.2熱穩(wěn)定校驗315.2.3動穩(wěn)定性校驗325.3 35kv設(shè)備選擇及其校驗325.3.1 35kv架空線、母線的選擇325.3.2 35kv斷路器的選擇335.3.3 高壓隔離開關(guān)的選擇355.3.4電壓互感器、熔斷器的選擇365.3.5電流互感器的選擇375.3.6 35kv避雷器選擇375.4 6kv設(shè)備選擇及其校驗375.4.1 6kv母線的選擇375.4.2母線瓷瓶及穿墻套管385.4.3

15、低壓斷路器選擇395.4.4電流互感器的選擇395.4.5電壓互感器的選擇405.4.6下井電纜型號及截面的選擇405.4.7隔離開關(guān)的選擇415.4.8高壓開關(guān)柜選擇416變電所室內(nèi)外布置436.1變電所的總的布置原則及要求436.1.1總的原則436.1.2布置要求436.2本次設(shè)計變電所的布置446.3變電所的電氣照明447防雷保護(hù)及接地457.1變電所的防雷457.1.1變電所的防雷設(shè)計原則457.1.2防雷設(shè)計基本經(jīng)驗457.2防雷保護(hù)裝置457.3防雷裝置的接地477.4變電所的保護(hù)接地477.4.1保護(hù)接地的基本原理477.4.2變電所的接地網(wǎng)478結(jié)論49致謝50 參考文獻(xiàn)51

16、1.概述五龍煤礦位于阜新市西南10公里處，阜新煤田的中部，井田東為海州立井和海州露天礦，西至f2斷層，南至煤層最低可采邊界線，北至100米標(biāo)高線。井田東北距阜新火車站3.5km，有礦區(qū)專用線與新義鐵路線連接，西北5km處有錦阜公路通過，交通比較便利，其行政區(qū)域?qū)儆诟沸率兴牎?  五龍煤礦于1952年6月5日開始興建，1957年6月11日投產(chǎn)由原蘇聯(lián)列寧格勒設(shè)計院設(shè)計，礦井年設(shè)計能力為150萬噸/年。經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，礦井實際生產(chǎn)能力有了進(jìn)一步的提高，2005年省煤炭工業(yè)局批復(fù)礦井能力核定為220萬噸年。   礦井地面標(biāo)高173.5米，井田平均走向長2.74公

17、里，傾斜長4.5公里，面積12.3372平方公里。目前開采最低標(biāo)高749.1m，截止2004年末，礦井剩余地質(zhì)含量28568.2萬噸，可采儲量14267.7萬噸。井田內(nèi)含煤地層為中生界侏羅紀(jì)上統(tǒng)阜新含煤組，煤種為長焰煤。主開采煤層自上而下分別為孫家灣層群、中間層群、太平上層群、太平下層群，共計四個主采層群，各主采層賦存穩(wěn)定。井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，有斷層和火成巖墻或床侵入，并有高德向斜軸和王營向斜軸通過本井田。礦井水文地質(zhì)簡單，無含水層，礦井涌水主要來源為裂隙水和采空區(qū)積水。礦井開拓方式為立井多水平開拓。礦井共分為三個水平（215水平、365水平、600水平），目前生產(chǎn)水平為三水平（600水平）

18、。礦井主系統(tǒng)共有三條井筒，即主立井、副立井和西砂井，其中副井可直達(dá)600水平。 五龍礦現(xiàn)有的很多供電設(shè)備是解放前引進(jìn)外國的，雖然在當(dāng)時是比較的先進(jìn)的，但是隨著企業(yè)的飛速發(fā)展，已不能滿足現(xiàn)在的供電系統(tǒng)的要求。整個供電系統(tǒng)存在著許多隱患。設(shè)備古老，線路老化，負(fù)荷分布不合理，這些都對供電系統(tǒng)的安全造成很大影響。如何保證整個供電系統(tǒng)的安全性和可靠性，是本次設(shè)計的主要內(nèi)容。本次設(shè)計針對五龍礦供電系統(tǒng)存在的安全隱患，通過引進(jìn)先進(jìn)的供電設(shè)備以及對負(fù)荷的合理布置，使五龍礦供電系統(tǒng)能夠安全、可靠地對整個礦區(qū)供電。表 1-1 全礦負(fù)荷統(tǒng)計分組設(shè) 備名 稱負(fù)荷等級電壓v線路類型電 機(jī)型 式單機(jī)容量kw安裝/工作臺數(shù)

19、工作設(shè)備總?cè)萘縦w需用系數(shù)功率因數(shù)離35kv變電所的距離km主井提 升16000cy1000 1/1100008708405副井提 升16000cy6001/160008508204扇風(fēng)機(jī) 116000kt8002/180008808325扇風(fēng)機(jī)216000kt8002/180008808325壓風(fēng)機(jī)16000c t3005/390008708702工房3380k4800.750.841.5修配廠3380c45045006007503地面低壓1380c8000.720.780.1洗煤廠2380k110007707905啤酒廠1380k7500.760.852.8排水泵16000c x6005/

20、31800088086075井下低壓2660cx2600071077注 1.線路類型：c表示電纜線路； k表示架空線路。 2.電機(jī)類型：y表示繞線異步； x表示鼠籠異步； t表示同步。礦井年產(chǎn)量：70萬t； 服務(wù)年限：15年；立井深度：0.7km； 礦井沼氣等級：煤與沼氣突出礦井：礦區(qū)凍土帶厚度為0.3km，一般黑土；兩回35kv架空電源線路長度：；兩回上級35kv電源出線斷路器過流保護(hù)動作時間：；本所35kv電源母線最大運(yùn)行方式下的系統(tǒng)電抗: (=100mva); 本所35kv電源母線最小行方式下的系統(tǒng)電抗: (=100mva);井下6kv母線上允許短路容量: =100mva；電費(fèi)收取辦法：

21、兩部電價制，固定部分按最高負(fù)荷收費(fèi)；本所6kv母線上補(bǔ)償后平均功率因數(shù)要求值；地區(qū)日最高氣溫：；最熱月室外最高氣溫月平均值：；最熱月室內(nèi)最高氣溫月平均值：；最熱月土壤最高氣溫月平均值：。2負(fù)荷計算2.1負(fù)荷分級與負(fù)荷曲線2.1.1供電負(fù)荷分級規(guī)定工廠的供電負(fù)荷，根據(jù)工業(yè)與民用供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范（gbj52修訂本），按其供電可靠性及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上造成的損失或影響程度，分為以下三級： 一級負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡，或在政治、經(jīng)濟(jì)上將造成重大損失的企業(yè)，林西礦屬于國有能源部門，其中斷供電將有可能造成人員傷亡及重大經(jīng)濟(jì)損失，屬于一級負(fù)荷。二級負(fù)荷：中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上將造成較大損失的企

22、業(yè)，如主要設(shè)備損壞，連續(xù)生產(chǎn)過程被打斷，造成減產(chǎn)等。三級負(fù)荷：一般電力負(fù)荷，所有不屬于上述一、二級負(fù)荷者。一級負(fù)荷屬重要負(fù)荷，如中斷供電將造成十分嚴(yán)重的后果，因此要求應(yīng)由兩個電源供電，對于一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除要求兩個電源外還要求必須增設(shè)應(yīng)急電源，為保證對特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。2.1.2負(fù)荷曲線1.13.16.19.111.14012年負(fù)荷曲線2-1年每日最大負(fù)荷曲線2-2年最大負(fù)荷和最大負(fù)荷利用小時數(shù)年最大負(fù)荷：就是全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)（這一工作班的最大負(fù)荷不是偶然出現(xiàn)的而是全年至少出現(xiàn)2-3次）消耗電能最大的半小時平均功率。并分別用符號、表示年有功最

23、大負(fù)荷、年無功最大負(fù)荷和年視在功率最大負(fù)荷。年最大負(fù)荷小時是一個假想的時間，在此時間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能，恰好等于該電力負(fù)荷全年實際消耗電能，用表示，如圖2-2所示，年最大負(fù)荷延伸到的橫線與兩坐標(biāo)軸所包圍的矩形面積，恰好等于年負(fù)荷曲線與兩坐標(biāo)軸所包圍的面積，既全年實際消耗的電能。因此年最大負(fù)荷利用小時： （2-1）式中全年消耗的有功電能，kwh。 而一般計算礦用最大負(fù)荷利用小時可以用公式近似計算： （2-2）2.2礦井用電負(fù)荷計算2.2.1設(shè)備容量的確定用電設(shè)備銘牌上標(biāo)出的功率（或稱容量）稱為用電設(shè)備的額定功率，該功率是指用電設(shè)備（如電動機(jī)）額定的輸出功率。由于各用電設(shè)

24、備并不是同時工作，因此，在計算負(fù)荷時，不能將其額定功率簡單地直接相加，而需將不同工作制的用電設(shè)備額定功率換算成統(tǒng)一規(guī)定的工作制條件下的功率，稱之為用電設(shè)備功率。（一）長期連續(xù)工作制這類工作制的用電設(shè)備長期連續(xù)運(yùn)行，負(fù)荷比較穩(wěn)定。對這種用電設(shè)備有 （2-3）（二）短時工作制這類工作制的用電設(shè)備工作時間很短，而停歇時間相當(dāng)長。對這類用電設(shè)備同樣有 （2-4）（三）短時連續(xù)工作制用電設(shè)備這類工作制的用電設(shè)備周期性地時而工作，時而停歇。反復(fù)運(yùn)行，工作周期一般不超過10min。負(fù)荷持續(xù)率為一個工作周期內(nèi)工作時間與工作周期的百分比值，用表示為 （2-5）式中 t工作周期，s； t工作周期內(nèi)的工作時間，s；

25、 t0工作周期內(nèi)的停歇時間，s。斷續(xù)周期工作制設(shè)備的設(shè)備容量，一般是對應(yīng)于某一標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷持續(xù)率的。 式中 負(fù)荷的持續(xù)率； 與名牌容量對應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率； 負(fù)荷持續(xù)率為時設(shè)備的輸出容量，kw。用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定用電設(shè)備組是由工藝性質(zhì)相同、需用系數(shù)相近的一些設(shè)備合并成的一組用電設(shè)備。在一個車間中，可以根據(jù)具體情況將用電設(shè)備分為若干組，再分別計算各用電設(shè)備組的計算負(fù)荷。其計算公式為 kw （2-6） kvar （2-7） kva （2-8） a （2-9）式中、該用電設(shè)備組的有功、無功、視在功率計算負(fù)荷；該用電設(shè)備組的設(shè)備總額定容量，kw額定電壓，v功率因數(shù)角的正切值該用電設(shè)備組的計算負(fù)荷電流，a

26、需用系數(shù)2.2.2多個用電設(shè)備組的計算負(fù)荷在配電干線上或礦井變電所低壓母線上，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礦井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)。具體計算公式如下：(i=1,2,3,m) (2-10) （2-11） （2-12） （2-13）式中、為配電干線或變電站低壓母線有功、無功、視在計算負(fù)荷；同時系數(shù)；m 為配電干線或變電站低壓母線上所接用電設(shè)備總數(shù)；、分別對應(yīng)于某一用電設(shè)備組的需用系數(shù)、功率因數(shù)角正切值，總設(shè)備容量；該干線或低壓母線上的額定電壓，v；該干線變電站低壓母線上的計算負(fù)荷電流，a；需用系數(shù)2.2.3負(fù)荷

27、計算根據(jù)用電負(fù)荷表及負(fù)荷計算公式計算負(fù)荷，具體計算方法如下：1）主井提升機(jī)=0.87×1000=870(kw) 2）副井提升機(jī) 3) 扇風(fēng)機(jī)1 4) 扇風(fēng)機(jī)2 5) 壓風(fēng)機(jī) 6）工房 7) 修配廠 同理可得其他負(fù)荷的有功、無功、視在功率計算負(fù)荷為表2-1 其他設(shè)備的計算負(fù)荷設(shè)備名稱地面低壓576461738洗煤廠8476611075啤酒廠571355673排水下低壓184615332400計算出井下6kv低壓母線上的有功、無功、視在功率計算負(fù)荷為：=(870+510+704+704+783+1584)×0.9=4640(kw) 同理可得380v線上

28、各負(fù)荷的有功、無功、視在功率計算負(fù)荷如下：=（360+270+576+847+571）×0.9=2362(kw）=（234+238+461+661+355）×0.9=1754(kvar)=2942(kva)=4640+2362=7002（kw）=3462+1754=5207(kvar)=8726(kva)計算可得功率因數(shù)為：。礦井所要求功率因數(shù)為0.9，故需用電容器補(bǔ)償。2.3功率因數(shù)補(bǔ)償2.3.1提高功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)囊饬x由于一般企業(yè)采用了大量的感應(yīng)電動機(jī)和變壓器等用電設(shè)備，特別近年來大功率電力電子拖動設(shè)備的應(yīng)用，企業(yè)供電系統(tǒng)除要供給有功功率外，還需要供給大量無功功率，使發(fā)電

29、機(jī)和輸電設(shè)備的能力不能充分利用，并增加輸電線路的功率損耗和電壓損失，估提高用戶的功率因數(shù)有如下益處。1）提高電力系統(tǒng)的供電能力 在發(fā)電和輸、配電設(shè)備的安裝容量一定時，提到用戶的功率因數(shù)相應(yīng)減少了無功功率的供給，則在同樣設(shè)備條件下，電力系統(tǒng)輸出的有功功率可以增加。2）降低網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗當(dāng)線路額定電壓和線路闡述的有功功率p及線路電阻r恒定時，則線路中的有功功率損耗與功率因數(shù)的平方成反比。3）減少網(wǎng)絡(luò)中的電壓損失，提高供電質(zhì)量由于用戶功率因數(shù)的提高，使網(wǎng)絡(luò)中的電流減少。因此，網(wǎng)絡(luò)的電壓損失減少，網(wǎng)絡(luò)末端用電設(shè)備的電壓質(zhì)量提高。4）降低電能成本從發(fā)電廠發(fā)出的電能有一定的總成本。提高功率因數(shù)可減少網(wǎng)絡(luò)

30、和變壓器中的電能損耗。在發(fā)電設(shè)備容量不變的情況下，供給用戶的電能就相應(yīng)增多了，每度電的總成本就會降低。2.3.2提高功率因數(shù)的方法提高功率因數(shù)的關(guān)鍵是盡量減少電力系統(tǒng)中各個設(shè)備所需用的無功功率，特別是減少負(fù)荷從電網(wǎng)中取用的無功功率，使電網(wǎng)在輸送有功功率時，少輸送或不輸送無功功率。1）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)，避免電動機(jī)與變壓器的轉(zhuǎn)載運(yùn)行；對不需調(diào)速的大型設(shè)備，盡量采用同步機(jī)，采用高壓電動機(jī)等。在本設(shè)計中，扇風(fēng)機(jī)和壓風(fēng)機(jī)就采用了同步電動機(jī)，它對該礦供電系統(tǒng)的功率因數(shù)具有一定的補(bǔ)償作用。2）采用人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)的做法是采用供應(yīng)無功功率的

31、設(shè)備來就地補(bǔ)償用電設(shè)備所需要的無功功率，以減少線路中的無功輸送。人工補(bǔ)償一般采用并聯(lián)電力電容器，利用電容器產(chǎn)生的無功功率與電感負(fù)載產(chǎn)生無功功率進(jìn)行交換，從而減少了負(fù)載向電網(wǎng)吸取無功功率。并聯(lián)電容器補(bǔ)償法具有投資省、有功功率損耗小、運(yùn)行維護(hù)方便、故障范圍小、無振動與噪聲、安裝地點(diǎn)較為靈活。補(bǔ)償電容器組的接線方式在無功補(bǔ)償中，10kv及以下線路的補(bǔ)償電容器組常按三角形接線，主要原因如下： 三角形接線可以防止電容器容量不對稱（如個別電容器的熔斷器熔斷）而出現(xiàn)的過電壓，電容器對過電壓是比較敏感的，若為星形接線，則由于中性點(diǎn)位移，使部分相欠電壓而部分相過電壓。更嚴(yán)重的是當(dāng)發(fā)生單相接地時，其余兩相將升為線

32、電壓（中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)），電容器將很容易損壞。 三角形接線若發(fā)生一相斷線，只是使各相的補(bǔ)償容量有所減少，不致于嚴(yán)重不平衡。而星形接線若發(fā)生一相斷線，就使該相失補(bǔ)償，嚴(yán)重影響電能質(zhì)量。 用三角形接線可以充分發(fā)揮電容器的補(bǔ)償能力，電容器的補(bǔ)償容量與加在其兩端的電壓有關(guān)，即 （2-14）電容器采用三角形接法時，每相電容承受線電壓，而采用星形接法時，每相電容承受相電壓，所以有 （2-15）上式表明，具有相同電容量的三個單相電容器組，采用三角形接法時的補(bǔ)償容量是采用星形接法的三倍。因此，在電壓相符的情況下，應(yīng)盡量采用三角形接法。2.3.3電容器補(bǔ)償計算需要電容器的容量： （2-16）式中 補(bǔ)償電容器的容

33、量，單位：kvar總有功功率， 單位：kw補(bǔ)償前的功率因數(shù)，補(bǔ)償后的功率因數(shù), 計算可知： =7002×（0.75-0.49）=1821(kvar)電容器采用雙星型接線接在變電所的二次母線上，因此選容量為30kvar，額定電壓為kv的電容器，裝于電容柜中，每柜裝9個，每柜容量為270kvar，則電容柜的總數(shù)為：n=1821÷270=6.7 取7個柜利用電力電容補(bǔ)償.容量為270×7=1890補(bǔ)償后變電所總無功功率：5207-1890=3317補(bǔ)償后的功率因數(shù)：0.903 滿足要求由于煤礦變電所6kv供電采用單母線分段，電容器分別安裝在一 、二，三段母線上。故每段補(bǔ)

34、償電容器容量540kvar。分別安裝2個電容柜。共計7個電容柜。滿足無功功率的補(bǔ)償要求3主變壓器選擇與主接線方案的確定3.1主變壓器容量和臺數(shù)的確定原則主變壓器的容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)劃、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析和合理選擇。如果變壓器容量選擇過大、臺數(shù)過多，不僅增加投資，增大占地面積，而且也增加了運(yùn)行電能損耗，設(shè)備未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，將可能“封鎖”發(fā)電機(jī)剩余功率的輸出或者會滿足不了變電站負(fù)荷的需要，這在技術(shù)上是不合理的。因此，在變壓器容

35、量和臺數(shù)的選擇上應(yīng)遵循一定的原則。3.1.1主變壓器容量的確定原則（1）主變壓器容量一般按變電站建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期1020年的負(fù)荷發(fā)展。對于城郊變電站，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。（2）根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時，其余變壓器容量在其過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷；對一般性變電站，當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%80%。3.1.2主變壓器臺數(shù)的確定原則（1） 對大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè)兩臺主變

36、壓器為宜。（2） 如企業(yè)的一、二級負(fù)荷較多，必須裝設(shè)兩臺變壓器。兩臺互為備用，并且當(dāng)一臺出現(xiàn)故障時，另一臺應(yīng)能承擔(dān)全部一、二級負(fù)荷。（3） 對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺主變壓器的變電站，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的12級設(shè)計，以便負(fù)荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。（4）特殊情況下可裝設(shè)兩臺以上變壓器。3.1.3主變壓器的損失計算補(bǔ)償后的6千伏母線計算負(fù)荷即主變壓器應(yīng)輸出的電力負(fù)荷，此時計算主變壓器損失，在未選型之前可用負(fù)荷計算中的結(jié)果按下式近似計算如下：=0.02×8726=174kw=0.08×5207=417kvar變電所35kv母線總負(fù)荷為：3.1.4主變壓器選型為了保證煤礦供

37、電，并根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定主變壓器應(yīng)選用一主一備，在一臺主變壓器故障或者檢修時，另一臺變壓器必須保證煤礦的安全生產(chǎn)用電的原則。根據(jù)煤礦電工手冊取事故負(fù)荷保證系數(shù)則每臺變壓器為：表3-1 -10000,35/6.3kv變壓器的主要參數(shù)型號規(guī)格（kva）電壓（kv）聯(lián)結(jié)組別阻抗電壓(%)空載電流(%)損耗（kw）重量（t）外形尺寸（m）長×寬×高高壓低壓空載短路-10000356.3ynd11(y0/-11)7.50.813.65319.63.7×2.9×4.1根據(jù)礦井一、二級負(fù)荷占得比重大于sz=9103kva，可初選兩臺主變壓器，考慮到礦井的深入，負(fù)荷的

38、不斷增加，選用型號kv電力變壓器，作為主變壓器。礦井變電所主變壓器兩臺采樣分列同時運(yùn)行，所以主變壓器損耗計算如下：有功損耗：kw無功損耗： kvar由以上計算，則35千伏母線總負(fù)荷為： 3.1.5全礦年電耗和噸煤電耗最大有功負(fù)荷年利用小時數(shù)小時，則年電耗為：則噸煤電耗為：因采用高壓6kv集中補(bǔ)償功率因數(shù)，故對各低壓變壓器均無補(bǔ)償作用，因此低壓變壓器可根據(jù)第二章的計算視在容量進(jìn)行選擇。 修配廠、工房選用型三相油浸自冷式銅線電力變壓器各一臺；地面低壓、啤酒廠選用型銅線電力變壓器；洗煤廠選用兩臺型銅線電力變壓器。3.2主接線方式的確定3.2.1供電系統(tǒng)接線方式的要求1）安全可靠，應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)

39、技術(shù)規(guī)范的要求，充分保證人身和設(shè)備的安全。2）操作方便，運(yùn)行靈活，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。為此，應(yīng)簡化接線，減少供電層次和操作程序。3）經(jīng)濟(jì)合理，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)用費(fèi)用。提高經(jīng)濟(jì)性的有效措施之一就是高壓線路盡量深入負(fù)荷中心。4）便于發(fā)展，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)的需要。3.2.2主接線形式變電所的主接線是由個各種電氣設(shè)備（變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成，變電所起著接受電能，并將電能(或經(jīng)主變壓器降壓)再分配給全礦用電設(shè)備的作用。電源進(jìn)線

40、和負(fù)荷出線之間采用什么設(shè)備和以什么形式進(jìn)行連接，稱接線方式。它與電源進(jìn)線回路數(shù)、電壓等級、距電源遠(yuǎn)近、主變壓器的臺數(shù)等因素有關(guān)。3.3 35kv側(cè)接線方式選擇3.3.1單元接線發(fā)電機(jī)與變壓器直接連接成一個單元，組成發(fā)電機(jī)-變壓器組，稱為單元接線。它具有接線簡單，開關(guān)設(shè)備少，操作簡便，以及因不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓級母線，使得在發(fā)電機(jī)和變壓器低壓側(cè)短路時，短路電流相對而言于具有母線時，有所減小等特點(diǎn)；這種單元接線，避免了由于額定電流或短路電流過大，使得選擇出口斷路器時，受到制造條件或價格甚高等原因造成的困難。3.3.2橋形接線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線路受電荷裝設(shè)

41、兩臺變壓器的橋式主接線。橋式接分為外橋、內(nèi)橋和全橋三種。a、外橋接線外橋接線如圖3-1（a）所示。（1） 優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)少、四個回路只需三臺斷路器。（2） 缺點(diǎn)：線路的切除和投入較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運(yùn)；橋聯(lián)絡(luò)斷路器檢修時，兩個回路需解列運(yùn)行；變壓器側(cè)的斷路器檢修時，變壓器需較長時間停運(yùn)。（3） 適用范圍：適用于較小容量的變電所，并且變壓器的切換較頻繁或線路較短、故障率較少的情況。 圖 3-1 三種橋形接線方式 b、內(nèi)橋接線內(nèi)橋形接線如圖3-1（b）所示。（1） 優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)少，四個回路只需三臺斷路器。（2） 缺點(diǎn)：變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需兩臺斷路器動作，

42、影響一回線路的暫時停運(yùn)；橋聯(lián)絡(luò)斷路器檢修時，兩個回路需解列運(yùn)行；出線斷路器檢修時，線路需校長時間停運(yùn)。（3） 適用范圍：適用于較小容量的變電所，并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長、故障率較高的情況。c、全橋接線全橋接線如圖3-1（c）所示。線路與變壓器均設(shè)有斷路器。全橋適應(yīng)能力強(qiáng)，對線路、變壓器的操作均方便，運(yùn)行靈活，且易于擴(kuò)展成單母線分段式的中間變電所。其缺點(diǎn)是設(shè)備多、投資大，變電所占地面積較大?；诒咀冸娬舅髯?nèi)萘枯^大以及煤礦對供電可靠性運(yùn)行的靈活性，操作方便等的嚴(yán)格要求，結(jié)合以上分析，決定采用全橋接線作為本變電所的主接線方式。3.4 6kv側(cè)接線方式選擇3.4.1單母線接線（1） 優(yōu)點(diǎn)：接

43、線簡單清晰，操作方便，設(shè)備少，配電裝置的建造費(fèi)用低。隔離開關(guān)僅在檢修時作隔離電壓用，不作任何其他操作，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。（2） 缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件故障或檢修時，均需使整個配電裝置停電。引出線回路的斷路器檢修時，該回路要停止供電。（3） 適用范圍：由于單母線接線工作可靠性和靈活性都較差，故這種接線主要用于小容量特別是只有一個電源的變電所中。3.4.2單母線分段式接線有穿越負(fù)荷的兩回電源進(jìn)線的中間變電所的受、配電母線以及橋式接線變電所主變壓器二次側(cè)的配電母線，多采用單母線分段式接線。當(dāng)某回受電線路或變壓器因故障及檢修停止運(yùn)行時，可通過母線分段斷路器的聯(lián)絡(luò)，保證繼續(xù)對兩段母線上的

44、重要負(fù)荷供電。所以多用于具有一、二級負(fù)荷，且進(jìn)、出線較多的變電所。（1） 優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對重要一、二級用戶可以從不同段上引出兩個回路，有兩個電源供電。當(dāng)一段進(jìn)線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。（2） 缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在此期間內(nèi)停電。當(dāng)出線為雙回路時，架空線路會出現(xiàn)交叉跨越。另外，在擴(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建。（3） 適用范圍：由于單母線分段接線比單母線接線的供電可靠性相靈活性有所提高，所以在6.3kv以下的變電所中較廣泛使用這種接線方式。 圖3-2 單母線分段式接線圖3.4.3雙母線

45、接線雙母接線中有兩組母線，每一電源或每條引出線，通過一臺或兩臺斷路器，分別接到兩組母線上。雙母線的兩組母線同時工作，并通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分配到兩組母線上。由于母線繼電保護(hù)的要求，一般某一回路固定與某組母線連接，以固定連接方式運(yùn)行。（1）優(yōu)點(diǎn)a.供電可靠：通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只停該回路。b.調(diào)度靈活：各個電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。c.擴(kuò)建方便：向雙母線的左右任何一個方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電

46、源和負(fù)荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。（2）缺點(diǎn)a.增加一組母線，每回路就要增加一組母線隔離開關(guān)。b.當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，開關(guān)誤操作，需要在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。（3）適用范圍當(dāng)出線回路數(shù)或母線上電源較多，輸送和穿越功率較大，母線故障后要求迅速恢復(fù)供電。母線和母線設(shè)備檢修時，不允許影響對用戶的供電，系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對接線的靈活性有一定要求時，采用雙母線接線較合適。綜上所述，考慮到經(jīng)濟(jì)性和滿足礦井供電的要求，6kv側(cè)采用單母分段式接線方式。變電所的主接線簡圖可以表示為：圖3-3 變電所主接線簡圖4短路計算4.1短路電流的分類與計算目的4.1.1短路的原因產(chǎn)生

47、短路故障的主要原因是電氣設(shè)備的載流部分絕緣損壞所致。絕緣損壞時由于絕緣老化、過電壓或機(jī)械損傷等原因造成的。其他如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)或者檢修后未拆除接地線就送電等誤操作而引起的短路。此外，鳥獸在裸露的導(dǎo)體上跨越以及風(fēng)雪等自然現(xiàn)象也能引起短路。4.1.2短路的危害發(fā)生短路時，因短路回路的總阻抗非常小，故短路電流可能達(dá)到很大的數(shù)值。強(qiáng)大的短路電流所產(chǎn)生的熱和電動力效應(yīng)會使電氣設(shè)備受到破壞，短路點(diǎn)的電弧可能燒毀電氣設(shè)備，短路點(diǎn)附近的電壓顯著降低，使供電受到嚴(yán)重影響或被迫中斷。若在發(fā)電廠附近發(fā)生短路，還可能使全電力系統(tǒng)運(yùn)行解列，引起嚴(yán)重后果。4.1.3計算短路電流的目的短路產(chǎn)生的后果極為嚴(yán)重，

48、為了限制短路的危害和縮小故障影響的范圍，在供電系統(tǒng)的設(shè)計和運(yùn)行中，必須進(jìn)行短路電流計算，以解決下列技術(shù)問題。（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。（2）設(shè)置和整定繼電保護(hù)裝置，使之能正確地切除短路故障。（3）確定限流措施，當(dāng)短路電流過大造成設(shè)備選擇困難或不夠經(jīng)濟(jì)時，可采用限制短路電流的措施。（4）確定合理的主接線方案和主要運(yùn)行方式等。4.1.4短路電流計算的標(biāo)幺值法計算具有多個電壓等級供電系統(tǒng)的短路電流時，若采用有名制法計算，必須將所有元件的阻抗都?xì)w算到同一電壓下才能求出短路回路的總阻抗，從而計算出短路電流，計算過程繁瑣比易出錯，這種情況采用標(biāo)幺值法較為簡單。（1）標(biāo)幺制用相對值表示元件的物理量，稱為標(biāo)幺制。標(biāo)幺值是指任意一個物理量的有名值與基準(zhǔn)值的比值，即 標(biāo)幺值=物理量的有名值/物理量的基準(zhǔn)值例如容量、電壓、電流、阻抗（電抗）標(biāo)幺值分別為 ， （4-1）基準(zhǔn)容量（）、基準(zhǔn)電壓()、基準(zhǔn)電流()和基準(zhǔn)阻抗（）亦符合功率方程和電壓方程。因此，4個基準(zhǔn)值中只有兩個是獨(dú)立的，通常選定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓為給定值，再按計算式求出基準(zhǔn)電流和基準(zhǔn)電抗，即 （4-2）（2）各元件的標(biāo)幺電抗計算取，為基準(zhǔn)容量 1.線路標(biāo)幺電抗。若線路長度為、單位長度的電抗為，則線路電抗。線路的標(biāo)幺電抗為 即 （4-3） 2.變壓器電抗標(biāo)幺值。若變壓器的額定容