变电所Word文档下载推荐.doc
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对有一类负荷的企业，应由两回独立电源供电，对特殊重要的一类负荷（保安负荷）应由两个独立电源电供电；
（2）对有一类负荷的工矿企业的两回电源线路，当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能负担企业的一、二类负荷用电，并应保证全部负荷的75%。
1.2.2、供电电源及供电放式的确定
确定供电电源时，应根据各类企业对供电的要求和该地区现有电源的地理接线情况，确定出几种可行的电源进线方案。
工矿企业变电所的电源可以从邻近变电所或发电厂的不同母线段，通过平行双回路的供电方式获得，也可与邻近变电所构成环形供电系统来获得。
电源究竟取自何处，采用什么供电方式，还应根据各种方案其线路所经路径的地理形势、地质、气候、供电距离等情况，考虑供电的安全性、可靠性、线路的造价、供电损耗、供电质量、线路敷设和维护的难易度、运行管理是否方便等几方面的因素，经过技术经济比较后确定最佳的电源进线方案。
综上，选择由矿区西王庄和李庄两路电源供电。
第二节负荷分析
2.1负荷分类及定义
（1）、一级负荷：
中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。
一级负荷要求有两个独立电源供电。
（2）、二级负荷：
中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。
二级负荷应由两回线供电。
但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。
（3）、三级负荷：
不属于一级和二级的一般电力负荷。
三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。
2.2本系统的负荷计算
2.2.1.定义
（1）、计算负荷又称需要负荷或最大负荷。
计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。
在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。
（2）、平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。
常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。
平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。
2.2.2.负荷计算的方法
负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。
本设计将采用需要系数法予以确定。
所用公式有：
（1）、单组用电设备的计算负荷
单组用电设备的计算负荷应按下式计算:
式中
Pca、Qca、Sca-----该组用电设备的有功、无功、视在功率计算值,kw、kvar、kVA
-----该组用电设备额定容量之和,kw
-----该组用电设备的需用系数和加权平均功率因数
------与相对应的正切值
该组用电设备的负荷电流按下式计算:
式中Ica-----该组用电设备的总负荷电流,A
UN------电网的额定电压,kv
（2）、变电所总计算负荷
将变电所各组用电设备的计算负荷相加,再乘以组间最大负荷的同时系数,即可求出变电所的总计算负荷.
式中
-----变电所负荷的总有功、无功、视在功率计算值，kw、kvar、kVA
-----变电所各组用电设备的有功、无功功率计算值之和,kw、kvar
-----各组用电设备最大负荷不可能同时出现的组间最大负荷同时系数,组数越多其值越小,本设计取Ksp=0.9,Ksq=0.95
变电所的功率因数为
2.2.3.负荷计算结果
梨树湾矿负荷资料
负荷名称
电动机形式
电动机额定容量/kW
设备台数
设备容量/kW
需用系数
功率因数
距变电所距离
／m
重要负荷率％
备注
安装
工作
一、地面
主井提升机
绕线
800
1
0.93
0.85
300
100
副井提升机
0.88
250
主扇风机
同步
1000
2
2000
0.90
5000
cosφ超前
压风机
3
750
500
0.9
0.92
400
机修厂
380
350
0.46
0.6
工人村
0.7
洗煤厂
700
0.8
0.72
600
25
梨树湾村
0.68
1500
机械厂
880
0.5
1200
二、井下
距井口
主排水泵
5
3／2
2500
1500／1000
一采区
680
620
0.65
二采区
984
900
石门变电所
357
0.51
井底车场
249
228
0.56
注：
配电电压为6kV。
2.3无功功率的补偿
根据《全国供用电规则》的规定:
高压供电的工业用户功率因数应该在0.90以上.,所以当变电所的功率因数低于0.9时,应采取人工补偿措施,补偿后的功率因数应不低于0.95.目前35kv变电所一般是采用在6kv母线上装设并联电容器的进行集中补偿的方法,来提高变电所的功率因数。
2.3.1电容器补偿容量的计算
电容器的无功补偿容量为：
式中-----补偿前功率因数角的正切值
-------补偿后应达到的功率因数角的正切值
2.3.2电容器（柜）台数的确定
无功补偿所需电容器总台数N为
式中-------单台电容器柜的额定容量，kvar
--------电容器的实际工作电压，kV
----------电容器的额定电压，kV
确定电容器的总台数时，应选取不小于计算值N的整数。
1、补偿后的实际功率因数
因为电容器的台数选择与计算值不同，所以应计算补偿后的实际功率因数。
电容器的实际补偿容量为：
式中Qca-------电容器的实际补偿容量，kvar
N--------所选电容器的实际台数
补偿后变电所负荷的总无功功率为
补偿后变电所的负荷总容量
补偿后的功率因数
式中
、、----补偿后变电所负荷的总无功功率、总容量和功率因数，kvar、kVA
、-----补偿前变电所负荷的用功功率、无功功率的计算值，kW、kvar
2.4负荷计算
本设计将采用需要系数法予以确定
根据所给原始资料计算过程如下：
（一主井提升机为例，负荷计算结果见负荷统计表）
主井提升机：
二.全矿负荷统计
a、全矿高压负荷总计.将全矿各组高压计算负荷相加,
b、全矿计算负荷.计算全矿6KV侧总的计算负荷,应考虑各组间最大负荷的同时系数,取Ksp=0.9,Ksq=0.95,则
-----各组用电设备最大负荷不可能同时出现的组间最大负荷同时系数变电所的功率因数为
无功功率的补偿
a、电容器所需补偿容量。
因全矿的自然功率因数，低于0.9，所以应该进行人工补偿,补偿后的功率因数应该达到0.95以上,即以上,则全矿所需补偿容量为
-----补偿前功率因数角的正切值
b、电容器柜数及型号的确定。
电容器拟采用双星形接线接在变电所的二次母线上，选用标称容量30kvar的电容器装于电容器柜中，每柜装15只，容量为450kvar,电容器柜台数为：
由于电容器要接在两段母线上，所以每组电容器柜数为n=N/4=6/4=1.5,应选取n=2,则电容器柜数N=2*4=8台
根据计算电容器柜的选择如表
电容柜型号
台数
总容量/kvar
接线方式
保护方式
长×
宽×
高/㎜
GR-1
8
3600
中性点不接地Y型接线
过流保护
1000ⅹ1200ⅹ2800
C、电容器的实际补偿容量为：
补偿后变电所的负荷总容量为：
补偿后的功率因数为：
第三节变压器的选择
由于变电所有一、二类负荷，为了保证供电的可靠性有以下三种方案：
方案一：
选择两台变压器，两台同时工作
方案二：
选择两台变压器，一台工作，一台备用
方案三：
选择三台变压器，两台工作，一台备用
第一种方案
每台变压器的容量为：
式中：
------------变压器额定容量
---------------全矿一、二类负荷比例所取故障保险系数，
------------------变电所人工补偿后的视在容量
根据《工矿企业设计指导书》表1-9查得选择SZ11-6300/35型变压器2台
变压器的负荷率
第二种方案：
变压器的容量为
根据《工矿企业设计指导书》表1-9查得选择SZ11-8000/35型变压器2台
第三种方案：
根据《工矿企业设计指导书》表1-9查得选择SZ11-5000/35型变压器3台
主变压器方案选择比较表
比较项目
方案一
方案二
方案三
运行方式
选两台，两台同时运行
选两台，一台运行，一台备用
选三台，两台运行，一台备用
型号
SZ11-6300/35
SZ11-8000/35
SZ11-5000/35
连接组
YN,d11
容量/KVA
6300
8000
阻抗电压/%
7
空载电流/%
额定损耗/w
5820/36550
7380/40380
4350/34000
负荷率
0.467
0.919
0.735
经济负荷率
0.393
0.419
0.355
有功损耗/KW
27.58
41.58
45.44
无功损耗/Kvar
294.29
563.84
448.16
运行损耗/KW
45.23
75.41
72.32
经济临界负荷/KVA
3112.9
2824.25
2385.04
基本电价/wy
120.96
76.8
96
占地面积/
33.36
39.71
43.5
主变价格/wy
全变电所总负荷/KVA
7453.97
7544.55
7514.07
全所总有功负荷/KVA
7177.28
7195.14
全所总无功负荷/Kvar
2012.06
2281.61
2165.93
全所功率因数
0.970
0.962
0.965
比较名次
综合比较，选择第二种方案，即两台变压器，一台备用，一台运行。
型号为SZ11-8000/35
第四节变电所供电系统拟定
4.1一变电所主接线方案的确定
变电所的主接线应根据变电所在电力系统中所处的地位、进出线回路路数、设备的特点及符合性质等条件确定。
主接线应在保证供电安全可靠的前提下，力求接线简单、运行灵活、维护和操作方便，并尽量节约投资和运行维护费用，还应结合工矿企业的发展规划，留有必要的扩建余地。
本次设计的煤矿是连续运行，负荷变动较小，电源进线较短,主变压器不需要经常切换，另外再考虑到今后的长远发展。
本设计一次侧采用全桥接线，二次侧采用单母线分段接线。
4.2短路电流的计算
4.2.1计算短路电流的任务和目的
为了正确地选择电气设备；
选择和整定继电保护装置；
确定是否需要采取限流设备；
确定系统的接线和运行方式，判断哪种主接线方案和运行方式更能保障供电的安全性和可靠性。
所需计算的短路参数有：
最大、最小运行方式下的短路电流，最大运行方式下的短路容量,短路冲击电流及冲击电流有效值。
4.2.2短路电流计算的方法，常用的有名单位制法和相对值法，本设计中采用的是相对值法。
以主井提升机为例，
选取基准值：
各元件相对基准电抗的计算：
电源系统的相对基准电抗：
35KV架空线相对基准电抗式中：
---------------线路每千米电抗，Ω/km,对35KV架空线路=0.4Ω/km
------------------导线长度，km
变压器的相对基准电抗：
-----------------变压器的阻抗电压百分数，本设计所选变压器=7.5
------------------变压器的额定容量，MVA
6KV电缆相对基准电抗：
-------------线路每千米电抗，Ω/km,对6KV电缆线路=0.08Ω/km
------------------电缆长度，km
总相对短路阻抗：
三相短路电流：
短路电流冲击值：
短路电流有效值：
短路容量：
最小运行方式单台变压器运行，短路计算过程同上，略写。
同理，剩余负荷计算结果见表
备注：
一级负荷输电线路用电缆，不重要负荷用架空线（6KV架空线电抗取0.35Ω/km）
线路
编号
最大运行方式
最小运行方式
3.17
8.09
4.82
203.15
2.88
7.34
4.37
184.57
9.86
25.14
14.99
107.59
6.47
16.49
9.83
70.57
9.26
23.60
14.07
101.01
6.20
15.82
9.43
67.68
4
9.35
23.85
14.21
102.05
6.24
15.92
9.49
68.14
1.72
4.38
2.61
18.73
1.57
4.01
2.39
17.16
6
9.07
23.13
13.79
98.99
6.12
15.60
9.30
66.77
5.60
14.29
8.52
61.16
4.32
11.01
6.56
47.11
5.06
12.90
7.69
55.20
3.99
10.16
6.06
43.50
9
6.28
16.02
9.55
68.55
4.71
12.01
7.16
51.38
10
4.07
10.37
6.18
44.39
3.34
8.53
5.08
36.49
11
4.61
11.75
7.01
50.29
3.7
9.44
5.63
40.39
12
13
14
15
16
短路点在线路末端，电流单位kA,容量单位KVA
第五节电气设备的选择
5.1高压电器设备选择的一般原则
为了保障高压电气设备的可靠运行，高压电气设备选择与校验的一般条件有：
按正常工作条件包括电压、电流、频率、开断电流等选择；
按短路条件包括动稳定、热稳定校验；
按环境工作条件如温度、湿度、海拔等选择。
由于各种高压电气设备具有不同的性能特点，选择与校验条件不尽相同，高压电气设备的选择与校验项目见表5-1。
表5-1高压电气设备的选择与校验项目
设备名称
额定电压
额定电流
开断能力
短路电流校验
环境
条件
其它
动稳定
热稳定
隔离开关
√
○
操作性能
熔断器
上、下级间配合
电流互感器
电压互感器
二次负荷、准确等级
支柱绝缘字
穿墙套管
母线
电缆
表中“√”为选择项目，“○”为校验项目。
一、按正常工作环境条件选择高压电气设备
（一）额定电压和额定电流
UN≥UN.W
IN≥Imax
当周围环境温度θ0和电气设备额定环境温度不等时，其长期允许工作电流应乘以修正系数K，即
我国目前生产的电气设备使用的额定环境温度θN=40℃。
如周围环境温度θ0高于40℃（但低于60℃）时，其允许电流一般可按每增高1℃，额定电流减少1.8%进行修正，当环境温度低于40℃时，环境温度每降低1℃，额定电流可增加0.5%，但其最大电流不得超过额定电流的20%。
对于熔断器，
------------------------------熔断器的额定电流
-------------------------------------熔体的额定电流
二、按短路条件校验
（一）短路热稳定校验
短路电流通过电气设备时，电气设备各部件温度（或发热效应）应不超过允许值。
满足热稳定的条件为
式中It—由生产厂给出的电气设备在时间t秒内的热稳定电流。
I∞—短路稳态电流值。
t—与It相对应的时间。
tdz—短路电流热效应等值计算时间。
（二）电动力稳定校验
电动力稳定是电气设备承受短路电流机械效应的能力，也称动稳定。
满足动
升级会员 