畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-35kv煤礦供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 **基本情況簡(jiǎn)介1</p><p>　　1.2 **煤礦原始情況1</p><p>　　1.2.1 地面用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)1</p><p>　

2、　1.2.2 井下采區(qū)設(shè)計(jì)原始資料2</p><p>　　2 **35kV煤礦供電設(shè)計(jì)方案及論證5</p><p>　　2.1 **煤礦總體設(shè)計(jì)方案5</p><p>　　2.2 方案的可行性論證5</p><p>　　2.2.1 技術(shù)方面論證5</p><p>　　2.2.2 經(jīng)濟(jì)方面論證6&l

3、t;/p><p>　　3 礦井地面變電所設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1 地面用電負(fù)荷計(jì)算7</p><p>　　3.2 地面變電所位置選擇10</p><p>　　3.3 地面變電所的主接線11</p><p>　　3.3.1 35kV側(cè)主接線11</p><p>　　3.3

4、.2 10kV側(cè)主接線12</p><p>　　4 井下中央變電所及供電設(shè)計(jì)15</p><p>　　4.1 井下電力負(fù)荷計(jì)算15</p><p>　　4.1.1 井下負(fù)荷的計(jì)算方法15</p><p>　　4.2.2 井下負(fù)荷的計(jì)算16</p><p>　　4.3 井下中央變電所位置選擇原則1

5、7</p><p>　　4.4 井下中央變電所主接線18</p><p>　　5 短路電流計(jì)算20</p><p>　　5.1 短路電流計(jì)算選擇20</p><p>　　5.2 計(jì)算短路電流的目的20</p><p>　　5.3 三相短路電流的計(jì)算方法21</p><p>　

6、　5.3.1 電源為無限容量時(shí)的短路電流計(jì)算21</p><p>　　5.3.2 電源為有限容量時(shí)的短路電流計(jì)算22</p><p>　　5.4 短路電流計(jì)算23</p><p>　　6 設(shè)備選擇30</p><p>　　6.1 一般的選擇方法30</p><p>　　6.2 短路動(dòng)、熱穩(wěn)定性校驗(yàn)

7、原則31</p><p>　　6.3 變壓器選擇31</p><p>　　6.4 地面設(shè)備選擇舉例31</p><p>　　6.4.1 35kV設(shè)備的選擇32</p><p>　　6.4.2 10kV設(shè)備的選擇34</p><p>　　6.5 井下設(shè)備選擇35</p><p&g

8、t;　　6.5.1 電纜選擇計(jì)算35</p><p>　　6.5.2 井下開關(guān)選擇37</p><p>　　7 保護(hù)裝置38</p><p>　　7.1 繼電保護(hù)裝置38</p><p>　　7.2 防雷保護(hù)及接地39</p><p>　　7.2.1 變電所防雷裝置39</p>&

9、lt;p>　　7.2.2 地面變電所保護(hù)接地網(wǎng)40</p><p>　　7.2.3 井下保護(hù)接地網(wǎng)40</p><p><b>　　8 結(jié) 論43</b></p><p><b>　　致 謝44</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)45</b>&l

10、t;/p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是在煤礦實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上完成的。通過對(duì)**煤礦的實(shí)地考察，結(jié)合該礦現(xiàn)有生產(chǎn)水平和未來發(fā)展前景，在原有供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上根據(jù)煤炭生產(chǎn)行業(yè)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)一步規(guī)范和完善。</p><p>　　**煤礦系240萬噸大煤礦，供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：地面變電所設(shè)計(jì)、井下供電設(shè)計(jì)、短路電流計(jì)算、地面及

11、井下高低壓設(shè)備選擇、保護(hù)裝置、地面及井下接地等。本設(shè)計(jì)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)?0kV，由單母分段的接線方式分別向地面和井下供電。根據(jù)煤礦供電系統(tǒng)特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)主線路均以最大運(yùn)行方式進(jìn)行整定，并以此對(duì)線路及其設(shè)備進(jìn)行選擇。</p><p>　　**煤礦35kV供電系統(tǒng)包括井上供電系統(tǒng)和井下供電系統(tǒng)兩個(gè)部分。為保證供電的安全、可靠，又考慮**煤礦50年的服務(wù)期限，從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)

12、兩個(gè)方面對(duì)本礦進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，以達(dá)到滿足對(duì)**煤礦設(shè)計(jì)的合理性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：**煤礦 35KV 供電 設(shè)備選擇</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The design is based on the completion of the internship in the coal mi

13、ne. Da Liao Gap of Ningwu Coal 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 provis

14、ions of the coal production industry further standardize and improve.</p><p>　　Da Liao Gap of Ningwu Coal Mine is 30 million tons and coal mines, power system design include ： ground substations design, min

15、e supply design, short circuit current calculations, ground and underground high-low voltage equipment selection, protection devices, ground and underground grounded. From the design of the power supply system in differe

16、nt parts of the two roads 35kV power line, the main 10kV transformers into the single-parent separately to the above ground and underground wiring elect</p><p>　　Ningwu coal 35kV electricity supply system in

17、cludes two parts of the Underground power supply system and above ground power supply system. Considering the three years’ service of Ningwu mine, in order to ensure the security of electricity supply, reliable, the pape

18、r designs the engineering system which is reasonable for Lingbei mine from the economic and technical aspects.</p><p>　　Key words: Lingbei Coal Mine; 35kV; Power Supply; electrical equipment selection</

19、p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)為了保證**煤礦供電質(zhì)量，保證供電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，不但要求監(jiān)測(cè)監(jiān)控和保護(hù)效果要好，而且重要的一點(diǎn)要求在**煤礦的供電設(shè)計(jì)中嚴(yán)格遵守國(guó)家煤礦設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定，保證其供電的可靠性和安全性，盡量避免和減少因系統(tǒng)供電和設(shè)備保護(hù)問題給煤礦帶來的不安全因素。</p><p>

20、　　1.1 **基本情況簡(jiǎn)介</p><p>　　**位于山西省境內(nèi)中部，南同蒲鐵路、大運(yùn)高速和大運(yùn)二級(jí)公路由本區(qū)東南部經(jīng)過，介休至陽泉曲和介休至柳林鐵路支線由擴(kuò)區(qū)北部通過，其中大運(yùn)二級(jí)公路距擬建的礦井工業(yè)場(chǎng)地僅4km，距南同蒲鐵路僅4.5km，向井田東北方向經(jīng)介休抵達(dá)太原，向井田東南方向經(jīng)靈石縣抵達(dá)臨汾和運(yùn)城，區(qū)內(nèi)均有簡(jiǎn)易公路與干線公路相通，采用汽車外運(yùn)煤炭可通過大運(yùn)高速和大運(yùn)二級(jí)公路直接運(yùn)往全國(guó)各地。在南同

21、蒲鐵路的一側(cè)建有河溪溝礦井鐵路裝車站，本礦井煤炭可通過汽車運(yùn)往該裝車站裝火車運(yùn)往全國(guó)各地。礦區(qū)交通十分便利。</p><p>　　1.2 **煤礦原始情況</p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)**煤礦進(jìn)行設(shè)計(jì)，位于礦井工業(yè)場(chǎng)地東南面15km處，有靈石110kV變電站一座，內(nèi)設(shè)兩臺(tái)31500kVA 110/35/10kV變壓器，高峰負(fù)荷20000kW,其110kV電源兩回；有35kV及1

22、0kV出線間隔。</p><p>　　位于礦井工業(yè)場(chǎng)地東北面20km處，有北村110kV變電站一座，內(nèi)設(shè)兩臺(tái)20000kVA 110/35/10kV變壓器，高峰負(fù)荷15000kW,其110kV電源兩回；無35kV及10kV出線間隔。</p><p>　　位于礦井工業(yè)場(chǎng)地西南面8km處，有礦區(qū)發(fā)展規(guī)劃擬建的北王中110kV變電站一座，內(nèi)設(shè)兩臺(tái)20000kVA 110/35/10kV變壓器

23、，其110kV電源兩回；有35kV及10kV出線間隔。</p><p>　　礦井地面工業(yè)場(chǎng)地設(shè)一座35kV變電站，其兩回35kV電源均引自擬建的北王中110kV變電站的35kV母線，供電電源十分可靠。</p><p>　　1.2.1 地面用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)</p><p>　　地面用電負(fù)荷主要包括主副井提升機(jī)、扇風(fēng)機(jī)等一級(jí)地面用電負(fù)荷，此外還包括機(jī)修車間、室內(nèi)照明、工業(yè)

24、場(chǎng)地照明和其它的一些常規(guī)負(fù)荷，這些負(fù)荷構(gòu)成了**煤礦的地面用電系統(tǒng)。</p><p>　　**煤礦設(shè)計(jì)地面用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如表1-1所示。</p><p>　　表1-1 地面用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表</p><p>　　1.2.2 井下采區(qū)設(shè)計(jì)原始資料</p><p>　　井下采區(qū)巷道及設(shè)備布置如圖1-1所示。</p><p>　

25、　圖1-1 1411采區(qū)巷道及設(shè)備布置圖</p><p>　　說明：①②……為用電設(shè)備負(fù)荷，其具體設(shè)備如1411采區(qū)用電設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表1-2中1、2……所示</p><p>　　**煤礦采區(qū)具體情況如下：</p><p>　　1、該礦為低瓦斯較高涌水量礦井，年產(chǎn)量設(shè)計(jì)為240萬噸，煤層南北走向，傾角11度（北高南低），斜井開拓，井深120米；煤質(zhì)中硬、厚度為3.6米

26、，頂，底板中等穩(wěn)定。</p><p>　　2、1411采區(qū)為中間上山開采，采區(qū)分三個(gè)區(qū)段，區(qū)段總長(zhǎng)度345米，工作面長(zhǎng)100米；東翼走向長(zhǎng)度400米，采用國(guó)產(chǎn)80機(jī)組采煤，煤巷掘進(jìn)用放炮落煤、皮帶機(jī)運(yùn)輸；西翼最大長(zhǎng)度走向280米，為炮采工作面。</p><p>　　3、井下中央變電所配出電壓為6kV，配出開關(guān)的斷流容量為500MVA；其到上山巷道下部的距離1600米，采區(qū)主要用電設(shè)備采用1

27、140V電壓，煤電鉆和照明采用127V電壓。</p><p>　　4、采煤方法為長(zhǎng)壁后退式綜采采和普通機(jī)采，三班出煤，一班檢修，日產(chǎn)量約5000噸，本采區(qū)服務(wù)年限為50年。</p><p>　　其井下采區(qū)主要用電設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如下頁表1-2所示：</p><p>　　表1-2 1411采區(qū)用電設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表</p><p>　　2 **35k

28、V煤礦供電設(shè)計(jì)方案及論證</p><p>　　**煤礦35kV供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括井上和井下兩個(gè)部分，下面對(duì)其供電方案進(jìn)行選擇和論證。</p><p>　　2.1 **煤礦總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　本設(shè)計(jì)進(jìn)線為35kV，地面變電所設(shè)置在電源進(jìn)線方向的工業(yè)廣場(chǎng)的邊緣。將10kV高壓電能經(jīng)過敷設(shè)在副井筒中的電纜送到井下中央變電所，再由井下中央變電所通過電纜將6KV

29、電能送到井下各用電設(shè)備。在井底車場(chǎng)附近設(shè)置井下中央變電所。</p><p>　　考慮可實(shí)現(xiàn)不間斷供電，地面變電所用兩路35kV進(jìn)線電源，經(jīng)變壓器降壓后的10kV電能分別接于兩段母線上，經(jīng)配電裝置再經(jīng)變壓器變壓后向地面各個(gè)用戶如提升、通風(fēng)、機(jī)修、照明等用電設(shè)備供電。對(duì)一類用戶分別接在兩段母線上形成雙回路供電。</p><p>　　井下供電，是由地面變電所經(jīng)副井筒中的高壓電纜，將10kV的電能

30、送到井下中央變電所的母線上，其電源的引線為兩條，當(dāng)一條出故障時(shí)，其余的一條電纜能承擔(dān)井下最大涌水量時(shí)排水用全部負(fù)荷。為了便于安裝和維護(hù)，電纜截面一般不超過120mm2。</p><p>　　為了保證供電可靠，地面變電所和井下中央變電所均采用單母線分段。井下主排水泵分別聯(lián)接在變電所母線的兩段上。對(duì)井底車場(chǎng)附近硐室和巷道低壓動(dòng)力設(shè)備和采區(qū)1140V、127V用電，經(jīng)電纜供電。</p><p>

31、　　2.2 方案的可行性論證</p><p>　　本設(shè)計(jì)方案主要從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面來論證設(shè)計(jì)方案的可行性?？傮w方面來講，為保證供電的可靠性，變電所從不同的地方引進(jìn)兩條進(jìn)線，設(shè)置兩臺(tái)35kV主變壓器，采用外橋式接線的室外布置配電；從主變壓器出線后的10kV側(cè)，采用單母線分段固定式室內(nèi)高壓配電柜配電，分別對(duì)地面和井下進(jìn)行供電；地面負(fù)荷用電利用兩臺(tái)變壓器供電，其進(jìn)線分別引自10kV側(cè)單母分段的兩個(gè)部分，經(jīng)地面變壓器

32、配出0.4kV側(cè)采用低壓配電屏配電后，直接將配出電能供給地面380V和220V的用電負(fù)荷；對(duì)井下供電設(shè)計(jì)，是用兩條10kV電纜經(jīng)副井口直接下井，在井下設(shè)置一處中央變電所，經(jīng)配電裝置配電后分接兩臺(tái)礦用防爆變壓器供井下用電。</p><p>　　以上內(nèi)容將在第三章、第四章中詳細(xì)介紹，這里不再說明。</p><p>　　2.2.1 技術(shù)方面論證</p><p>　　1、

33、供電可靠性：主變壓器、地面及井下直接供電的各變壓器，均采用雙線兩臺(tái)變壓器供電。這樣當(dāng)一臺(tái)主變壓器出現(xiàn)故障或需要檢修時(shí)，另一臺(tái)主變壓器能夠保證煤礦負(fù)荷用電，使生產(chǎn)正常進(jìn)行；當(dāng)供地面用電的一臺(tái)變壓器出現(xiàn)故障或需要檢修時(shí)，其另一臺(tái)變壓器能夠承擔(dān)起煤礦地面用電的一、二級(jí)負(fù)荷用電（如主扇風(fēng)機(jī)、人員提升機(jī)等），不至于引起煤礦事故，導(dǎo)致人員傷亡；當(dāng)供井下用電的一臺(tái)變壓器出現(xiàn)故障或需要檢修時(shí)，其另一臺(tái)井下變壓器能夠承擔(dān)起煤礦井下最大涌水量時(shí)，井下排水泵

34、的負(fù)荷，以不至于出現(xiàn)煤礦被淹，設(shè)備被損壞的情況。</p><p>　　2、供電質(zhì)量：設(shè)計(jì)采用直接引入35kV供電方案，有煤礦變電所自身進(jìn)行由高壓到負(fù)荷的配送電和對(duì)用電的無功補(bǔ)償，在必要的時(shí)候還可以對(duì)35KV變壓器直接進(jìn)行空載調(diào)節(jié)，從而保證了供電質(zhì)量。</p><p>　　3、運(yùn)行操作的靈活性：對(duì)礦用設(shè)備均設(shè)有單獨(dú)的磁力起動(dòng)器，可以方便的對(duì)設(shè)備頻繁操作，并在一組設(shè)備送電端設(shè)置饋電開關(guān)，作為設(shè)

35、備的一級(jí)保護(hù)。同時(shí)，在設(shè)備之間裝設(shè)閉瑣保護(hù)裝置，增加了設(shè)備運(yùn)行操作的安全性和靈活性。</p><p>　　4、維護(hù)與檢修：從本設(shè)計(jì)的接線方式考慮（第三章、第四章中詳細(xì)介紹），當(dāng)線路出現(xiàn)故障或需要檢修時(shí)，可以方便的切除故障或?qū)⒅匾?fù)荷供電切換到其它線路。</p><p>　　2.2.2 經(jīng)濟(jì)方面論證</p><p>　　1、投資：在對(duì)主變壓器接線、變電所配電線路接線

36、和有關(guān)設(shè)備的選用上，均考慮了投資費(fèi)用，在保證供電可靠和安全的情況下，盡量選用投資費(fèi)用較低的設(shè)備。</p><p>　　2、年運(yùn)行費(fèi)用：包括各種設(shè)備的折舊費(fèi)、維護(hù)費(fèi)和電費(fèi)等。由于設(shè)備的折舊費(fèi)一般是固定不變的，只有從降低維護(hù)費(fèi)和電費(fèi)的角度考慮。本設(shè)計(jì)做到了從變電所的位置選址到設(shè)備的保護(hù)裝置，都考慮了能降低維護(hù)費(fèi)的因素。由于電價(jià)是固定的，因此降低電費(fèi)主要從降低電能損耗方面入手，盡量減少損耗。</p>&l

37、t;p>　　3、電能損耗：包括有功損耗和無功損耗。由于輸電線路固定，主要從變壓器、電抗器等耗電設(shè)備考慮電能損耗。在變壓器選擇上盡量接近用電負(fù)荷容量，減小空載運(yùn)行的損耗；在變電所加設(shè)無功補(bǔ)償器，補(bǔ)償無功功率的損耗。</p><p>　　從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面論證來看，本設(shè)計(jì)方案滿足論證要求，故在以后各章節(jié)對(duì)**煤礦供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中均以本設(shè)計(jì)方案為中心進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　3

38、礦井地面變電所設(shè)計(jì)</p><p>　　煤礦地面變電所，從設(shè)計(jì)情況看大體分為兩種情況：一種是電源進(jìn)線為35kV，經(jīng)主變壓器降壓到10kV或6kV后，向高壓設(shè)備供電，就是通常所說35kV變電所；另一種是電源進(jìn)線為10kV或6kV直接引到母線上，通過高壓配電裝置，直接向高壓負(fù)荷供電，稱為10kV或6kV配電所。</p><p>　　本礦地面變電所設(shè)計(jì)采用的是第一種方案，即35kV變電所供電。&

39、lt;/p><p>　　3.1 地面用電負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　**煤礦地面負(fù)荷容量計(jì)算采用的方法是當(dāng)前廣泛被采用的需用系數(shù)法估算，當(dāng)然也可用有用功和無功功率的復(fù)數(shù)計(jì)算法。因有功和無功功率的復(fù)數(shù)計(jì)算法比較復(fù)雜，所以這里不在說明。</p><p>　　1、根據(jù)地面用電負(fù)荷及用電設(shè)備在煤礦生產(chǎn)中的負(fù)荷等級(jí)，為保證當(dāng)一臺(tái)變壓器受到損害，而另一臺(tái)變壓器能夠保證其煤礦所有

40、一、二級(jí)負(fù)荷供電，確定此設(shè)計(jì)地面供電采用兩臺(tái)變壓器供電。</p><p>　　2、地面負(fù)荷按下式（3-1）進(jìn)行計(jì)算</p><p><b>　　（3-1）</b></p><p>　　式中 S——所計(jì)算的電力負(fù)荷總的視仔功率，kVA；</p><p>　　——參加計(jì)算的所有用電設(shè)備（不包括備用）額定功率之和，kW；&l

41、t;/p><p>　　——參加計(jì)算的所有電力負(fù)荷的平均功率因數(shù)；</p><p>　　Kr——需用系數(shù)，其數(shù)值有以下方法計(jì)算：</p><p>　　3、地面所取的各用電負(fù)荷的需用系數(shù)及平均功率因數(shù)見下表所示。</p><p>　　4、可以較正確計(jì)算出用電功率的設(shè)備，如提升機(jī)、通風(fēng)機(jī)等的電力負(fù)荷，應(yīng)取其計(jì)算負(fù)荷。</p><p&

42、gt;<b>　　公式 中：</b></p><p>　　——最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定功率；</p><p>　　——電機(jī)在相應(yīng)負(fù)荷率時(shí)的工作效率；</p><p>　　——同一工作面所有用電負(fù)荷容量的總合（不包括備用）。</p><p>　　5、地面用電總負(fù)荷的計(jì)算，按式（3-2）計(jì)算：</p><

43、;p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中 SS——地面總負(fù)荷的視在功率，kVA；</p><p>　　、、——地面各用電計(jì)算負(fù)荷的視在功率，kVA；</p><p><b>　　——同時(shí)系數(shù)。</b></p><p>　　地面總負(fù)荷的功率因數(shù)應(yīng)按式（3-2）的復(fù)數(shù)計(jì)算，

44、即有功功率和無功功率分別相加后，可求得總負(fù)荷的功率因數(shù)，這里不再求得。</p><p>　　按地面用電設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表1-1及地面用電負(fù)荷的需用系數(shù)及平均功率因數(shù)表3-1，具體計(jì)算如下：</p><p>　　表3-1 地面用電負(fù)荷的需用系數(shù)及平均功率因數(shù)表</p><p><b>　　1、提升機(jī)工作面</b></p><p&g

45、t;　　（=0.87，=110 kW）</p><p>　　=（110+25）kW =135 kW（25 kW為在提升工作面的其它用電負(fù)荷）</p><p>　　故 ==0.93</p><p>　　由所選電機(jī)的負(fù)荷率知： =0.86</p><p>　　=135× kVA =146kVA</p><p>

46、;<b>　　2、扇風(fēng)機(jī)工作面</b></p><p>　　（=0.88，=55 kW）</p><p>　　=（55+10）kW =65 kW（10 kW為在扇風(fēng)機(jī)工作面的其它用電負(fù)荷）</p><p>　　故 ==0.96</p><p>　　由所選電機(jī)的負(fù)荷率知： =0.87</p><p&

47、gt;　　=65× kVA =72kVA</p><p><b>　　3、機(jī)修車間</b></p><p>　　Kr=0.3，=0.65，=20 kW </p><p>　　=20× kVA =9.2kVA</p><p><b>　　4、室內(nèi)照明</b></p>

48、<p>　　Kr=0.3，=0.84，=10 kW</p><p>　　=10× kVA =3.6kVA</p><p><b>　　5、工業(yè)場(chǎng)地照明</b></p><p>　　KS=0.4，=0.84，=10 kW</p><p>　　=10× kVA =4.8kVA</p>

49、<p><b>　　6、其它負(fù)荷</b></p><p>　　KS=0.3，=0.8，=15 kW</p><p>　　=15× kVA =5.7kVA</p><p><b>　　7、地面總負(fù)荷計(jì)算</b></p><p><b>　　=0.85</b>

50、;</p><p>　　=（146+72+9.2+3.6+4.8+5.7）×0.85kVA</p><p>　　=241.3×0.85 kVA</p><p><b>　　=206kVA</b></p><p>　　根據(jù)此計(jì)算容量大小選擇供地面負(fù)荷由高壓側(cè)10kV變到0.4kV用電的變壓器容量和臺(tái)數(shù)。

51、</p><p>　　要選擇35kV側(cè)供電的電力變壓器，必須知道礦井的所有負(fù)荷(即地面負(fù)荷和井下負(fù)荷的總和)，才能確定35kV側(cè)變壓器的選擇。這里暫且不提，本內(nèi)容在第六章變壓器選擇里詳細(xì)介紹。</p><p>　　3.2 地面變電所位置選擇</p><p>　　**煤礦變電所雖說容量不大，但它是全礦供電的中心。所址選得正確與否，直接影響到供電的可靠、安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

52、。因此本礦是在符合以下條件下進(jìn)行的所址選擇：</p><p>　　1、接近負(fù)荷中心，這樣可以減小供電距離、電能損耗、電壓損失和節(jié)約有色金屬。</p><p>　　2、不占或少站農(nóng)田。</p><p>　　3、便于各級(jí)電壓線路的引入和引出。</p><p><b>　　4、交通運(yùn)輸方便。</b></p>&l

53、t;p>　　5、具有適宜的地質(zhì)條件，例如避開滑坡、塌陷區(qū)、溶洞地帶等；如在煤田上則應(yīng)避免壓煤，躲開采空區(qū)。</p><p>　　6、盡量不設(shè)在空氣污穢地區(qū)，否則應(yīng)采取防污措施或設(shè)在污源的上風(fēng)側(cè)。</p><p>　　7、因本礦位于山區(qū)，故所址選擇不應(yīng)為積水浸淹，山區(qū)變電所的防洪措施應(yīng)滿足泄洪要求。</p><p>　　8、具有生產(chǎn)和生活用水的可靠水源。<

54、/p><p>　　9、適當(dāng)考慮職工生活上的方便。</p><p>　　10、考慮了設(shè)計(jì)變電所與鄰近設(shè)施之間的相互影響。</p><p>　　11、由于礦井地面工業(yè)廣場(chǎng)已統(tǒng)一考慮了壓煤的問題以及運(yùn)輸、通訊、水暖等設(shè)施，所以本所址選擇于礦井地面工業(yè)場(chǎng)邊緣地上。</p><p>　　12、所址位置必將影響礦區(qū)供電系統(tǒng)的接線方式，送電線路的規(guī)格與布局，電

55、網(wǎng)損失和投資的大小。</p><p>　　考慮以上因素，將此變電所選在工業(yè)廣場(chǎng)邊緣的上風(fēng)向區(qū)，此處環(huán)境污染小，又能滿足其他方面的要求。</p><p>　　3.3 地面變電所的主接線</p><p>　　地面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

56、路數(shù)、電壓等級(jí)、距電源遠(yuǎn)近、主變壓器的臺(tái)數(shù)等因素有關(guān)。</p><p>　　3.3.1 35kV側(cè)主接線</p><p>　　由于本礦供電電壓為35kV，礦井終端變電所采用接線方式有如下幾種如圖3-1所示，現(xiàn)通過比較后選擇主接線形式。</p><p><b>　　1、外橋接線</b></p><p>　　外橋接線如圖3

57、-1a所示。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)少、四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。</p><p>　　(2)缺點(diǎn)：線路的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，并有一臺(tái)變壓器暫時(shí)停運(yùn)；橋聯(lián)絡(luò)斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行；變壓器側(cè)的斷路器檢修時(shí)，變壓器需較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)。</p><p>　　(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

58、較少的情況。</p><p>　　a 外橋接線 b 內(nèi)橋接線 c 全橋接線</p><p>　　圖3-1 三種橋型接線方式</p><p><b>　　2、內(nèi)橋接線</b></p><p>　　內(nèi)橋形接線如圖3-1b所示。</p><p

59、>　　(1)優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)少、四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。</p><p>　　(2)缺點(diǎn)：變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需兩臺(tái)斷路器動(dòng)作，影響一回線路的暫時(shí)停運(yùn)；橋聯(lián)絡(luò)斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行；出線斷路器檢修時(shí)，線路需校長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)。</p><p>　　(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(zhǎng)、故障率較高的情況。</p><p&

60、gt;<b>　　3、全橋接線</b></p><p>　　全橋接線如圖3-1c所示。它適應(yīng)能力強(qiáng)，運(yùn)行靈活，操作方便，但所用設(shè)備較多，占地面積大。</p><p>　　綜上所述，由于**煤礦為240萬噸年產(chǎn)量的大型煤礦，本采區(qū)的服務(wù)年限為50年，考慮整個(gè)礦區(qū)近20年的開采能力，從投入經(jīng)濟(jì)和山區(qū)少占工業(yè)廣場(chǎng)面積兩個(gè)方面考慮，我這里采用全橋式主接線來完成35kV側(cè)變電所

61、設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.3.2 10kV側(cè)主接線</p><p><b>　　1、單母線接線</b></p><p>　　(1)優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)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(shí)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。</p><p>　　(2)缺點(diǎn)：不夠靈活可靠

62、，任一元件(母線及母線隔離開關(guān)等)故障或檢修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置停電。引出線回路的斷路器檢修時(shí)，該回路要停止供電。</p><p>　　(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(gè)電源的變電所中。</p><p><b>　　單母線分段接線</b></p><p>　　單母線接線如圖3-2所示

63、。</p><p>　　圖3-2 單母線分段接線圖</p><p>　　(1)優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對(duì)重要一、二級(jí)用戶可以從不同段上引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段進(jìn)線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)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。</p><p>　　(2)缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在此期間內(nèi)停電。

64、當(dāng)出線為雙回路時(shí)，架空線路會(huì)出現(xiàn)交叉跨越。另外，在擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。</p><p>　　(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63kV以下的變電所中較廣泛使用這種接線方式。</p><p>　　綜上所述，不論分段或不分段的單母線接線，在檢修任一回路斷路器的全部時(shí)間內(nèi)，該回路必須停止工作。這個(gè)缺點(diǎn)在某些情況下恃別突出，因此，對(duì)于電壓為3

65、5kV及以上的配電裝置，當(dāng)引出線較多時(shí)，應(yīng)廣泛采用單母線分段帶旁路母線的接線。</p><p><b>　　3、雙母線接線</b></p><p>　　雙母接線中有兩組母線，每一電源或每條引出線，通過一臺(tái)或兩臺(tái)斷路器，分別接到兩組母線上。雙母線的兩組母線同時(shí)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

66、—組母線連接，以固定連接方式運(yùn)行。</p><p><b>　　1．優(yōu)點(diǎn)</b></p><p>　　(1)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(shí)，只停該回路。</p><p>　　(2)調(diào)度靈活：各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一母線上，

67、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。</p><p>　　(3)擴(kuò)建方便：向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，不會(huì)引起原有回路的停電。</p><p><b>　　2．缺點(diǎn)</b></p><p>　　(1)增加一組母線，每回路就要增加一組母線隔離開關(guān)。</p><p>

68、　　(2)當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，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。</p><p><b>　　3．適用范圍</b></p><p>　　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(shí)，不允許影響對(duì)用戶的供電，系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對(duì)接線的靈活性有一定要求時(shí)，采用雙母線接線較合適。&l

69、t;/p><p>　　綜上所述，在本設(shè)計(jì)中考慮經(jīng)濟(jì)和滿足供電要求的需要，10kV母線側(cè)采用雙母線的接線方式，單母線接線圖如3-2所示。</p><p>　　4 井下中央變電所及供電設(shè)計(jì)</p><p>　　井下中央變電所，是全礦井下的供電中心，接受從地面變電所送來的高壓電能之后，向采區(qū)變電所及主排水泵的電動(dòng)機(jī)供電，通過降壓后供給井底車場(chǎng)附近的低壓動(dòng)力設(shè)備、照明及電機(jī)車

70、的變流設(shè)備等用電。</p><p>　　4.1 井下電力負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　井下中央變電所變壓器的容量、臺(tái)數(shù)取決于由該變電所供電的用電設(shè)備負(fù)荷。煤礦井下的機(jī)電設(shè)備，由于井下工作條件比較復(fù)雜，使其負(fù)荷變化較大，而且對(duì)礦井不同的采煤方法、機(jī)械化程度、供電接線方式，其總負(fù)荷也是各不相同的。因此，要想準(zhǔn)確地計(jì)算井下低壓供電系統(tǒng)的負(fù)荷是十分困難的。</p><p>

71、;　　我這里采用的方法是當(dāng)前廣泛被采用的需用系數(shù)法估算井下變電所容量，根據(jù)此計(jì)算容量大小選擇變壓器容量和臺(tái)數(shù)。</p><p>　　4.1.1 井下負(fù)荷的計(jì)算方法</p><p>　　1、根據(jù)井下用電設(shè)備布置及用電設(shè)備的單臺(tái)容量可大致確定此設(shè)計(jì)設(shè)置一個(gè)井下變電所（兩臺(tái)變壓器）即可。</p><p>　　2、井下采區(qū)負(fù)荷按下式進(jìn)行計(jì)算</p><

72、p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中 S——所計(jì)算的電力負(fù)荷總的視在功率，kVA；</p><p>　　——參加計(jì)算的所有用電設(shè)備（不包括備用）額定功率之和，kW；</p><p>　　——參加計(jì)算的所有電力負(fù)荷的平均功率因數(shù)；</p><p>　　Kr——需用系數(shù)，其數(shù)值有以下方法計(jì)算：

73、</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)井下使用為單體支架，各用電設(shè)備無一定順序起動(dòng)的一般機(jī)組工作面，按下式計(jì)算需用系數(shù)：</p><p>　　Kr=0.286+0.714 （4-2）</p><p>　　式中 ——最大電動(dòng)機(jī)的功率，kW。</p><p>　　3、井下井底車場(chǎng)等負(fù)荷，可按式（4-1）計(jì)算。其所取的各用

74、電設(shè)備的需用系數(shù)及平均功率因數(shù)見下表所示。</p><p>　　4、可以較正確計(jì)算出用電功率的設(shè)備，如提升機(jī)、水泵、空壓機(jī)、通風(fēng)機(jī)及大型膠帶輸送機(jī)等的電力負(fù)荷，應(yīng)取其計(jì)算負(fù)荷。</p><p>　　其井下用電設(shè)備的需用系數(shù)及平均功率因數(shù)如表4-1所示。</p><p>　　表4-1 井下用電設(shè)備的需用系數(shù)及平均功率因數(shù)表</p><p>　　

75、5、井下總負(fù)荷的計(jì)算，考慮到負(fù)荷變化較大的采區(qū)與負(fù)荷較穩(wěn)定的主排水泵等井下固定設(shè)備的區(qū)別，為更接近實(shí)際，按下式（4-3）計(jì)算：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中 SS——井下總負(fù)荷的視在功率，kVA；</p><p>　　——井下各用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的視在功率之和，kVA；</p><

76、p>　　——井下主排水泵計(jì)算功率之和，kW；</p><p>　　——井下主排水泵的加權(quán)平均功率因數(shù)；</p><p>　　Ks——井下主排水泵的同時(shí)系數(shù)，只有排水設(shè)備時(shí)取1，有其他固定設(shè)備時(shí)取0.9-0.95；</p><p><b>　　——同時(shí)系數(shù)。</b></p><p>　　井下總負(fù)荷的功率因數(shù)應(yīng)按式（4

77、-3）的復(fù)數(shù)計(jì)算，即有功功率和無功功率分別相加后，可求得總負(fù)荷的功率因數(shù)。</p><p>　　4.2.2 井下負(fù)荷的計(jì)算</p><p>　　按井下用電設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表1-2和需用系數(shù)及平均功率因數(shù)如表4-1所示，具體計(jì)算如下：</p><p>　　1、一般機(jī)械化工作面</p><p>　　Kr=0.286+0.714</p>

78、<p>　　PS=80 kW，=（80+24+11.4+17+44）kW =176.4 kW</p><p>　　故 Kr=0.6，=0.7</p><p><b>　　=151.2kVA</b></p><p><b>　　2、輸送機(jī)、絞車</b></p><p>　　Kr=0.5

79、，=0.7，=（120+55+105+60）kW =340 kW</p><p>　　= =242.86kVA</p><p>　　3、炮采工作面（緩傾斜煤層）</p><p>　　Kr=0.5，=0.6，=（17+11.4+36+22）kW =86.4 kW</p><p><b>　　=72kVA</b></p

80、><p><b>　　4、掘進(jìn)工作面</b></p><p>　　Kr=0.4，=0.6，=（48+22+60）kW =130 kW</p><p><b>　　=86.67kVA</b></p><p><b>　　5、主排水設(shè)備</b></p><p>

81、　　KS=1，=0.85，=90 kW</p><p>　　=105.88kVA</p><p><b>　　井下總負(fù)荷計(jì)算</b></p><p>　　=（151.2+242.86+72+86.67+105.88）×0.9kVA=620kVA (=0.9)</p><p>　　4.3 井下中央變電所位置選擇

82、原則</p><p>　　(1)盡量位于負(fù)荷中心，保證一類負(fù)荷主排水泵電動(dòng)機(jī)的供電，通常將中央變電所洞室與水泵房建在一起；</p><p>　　(2)地質(zhì)條件好，頂、底板穩(wěn)定，無淋水；</p><p>　　(3)變電所要求通風(fēng)良好，運(yùn)輸方便；</p><p>　　(4)電纜進(jìn)出線方便。</p><p>　　一般井下中央

83、變電所的位置如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 井下中央變電所位置</p><p>　　1一主井；2一副井；3一中央變電所；4一水泵房</p><p>　　4.4 井下中央變電所主接線</p><p><b>　　1．主接線原則</b></p><p>　　常見的主接線原則如下：1)

84、 高壓電源進(jìn)線與饋出線同時(shí)控制；2) 高壓母線用單母線分段，兩段母線之問設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，正常時(shí)母線分列運(yùn)行；3) 一類負(fù)荷分別接于兩段母線上，其它高壓負(fù)荷盡量均勻地分配在兩段母線上；4) 高壓電纜進(jìn)線數(shù)目與母線段數(shù)相對(duì)應(yīng)，并分別接于備段上。</p><p>　　2．井下中央變電所主接線方式</p><p>　　井下中央變電所，10kV高壓電源進(jìn)線為兩條電纜，其接線方式如圖4-2所示。</

85、p><p>　　圖4-2 兩臺(tái)變壓器低壓側(cè)有聯(lián)絡(luò)開關(guān)的接線方式</p><p>　　DW一DW80型饋電開關(guān)</p><p>　　**煤礦井下設(shè)計(jì)如圖4-2，具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、可靠的特點(diǎn)。因?yàn)橄戮娎|為兩條，當(dāng)—條電纜發(fā)生故障時(shí)，另一條電纜能夠承擔(dān)井下最大涌水量時(shí)的排水負(fù)荷。</p><p>　　本設(shè)計(jì)井下中央變電所主接線方式圖4-2為兩臺(tái)變壓器低壓

86、側(cè)有聯(lián)絡(luò)開關(guān)的接線方式，這種接線方式的優(yōu)點(diǎn)是可以方便的擴(kuò)展成為多臺(tái)變壓器供電，以便隨時(shí)備用。</p><p><b>　　5 短路電流計(jì)算</b></p><p>　　本章內(nèi)容為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是**煤礦設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，同時(shí)也是以后各章節(jié)計(jì)算和設(shè)備選擇的基礎(chǔ)。</p><p>　　5.1 短路電流計(jì)算選擇</p><p>

87、　　供電系統(tǒng)中可能發(fā)生的故障類型比較多，但常見的，而且危害較大的故障就是短路。所謂短路，是指供電系統(tǒng)中不等電位的導(dǎo)電部分在電氣上被短接時(shí)的總稱。根據(jù)短接的情況不同，可將短路分為如下圖所示的幾種。在短路電流計(jì)算時(shí)，對(duì)于三相對(duì)稱短路一般采用計(jì)算曲線法；對(duì)于不對(duì)稱短路，則采用對(duì)稱分量法。</p><p>　　三相短路 兩相短路</p><p

88、>　　兩相接地短路 大接地電流系統(tǒng)中的單相接地短路</p><p>　　小接地電流系統(tǒng)中的單相接地短路</p><p>　　圖5-1 五種短路方式</p><p>　　任何一種短路都有可能擴(kuò)大而造成三相短路。因?yàn)槎搪泛笏a(chǎn)生的電弧，會(huì)迅速破壞相間絕緣，而形成三相短路，在電纜網(wǎng)路中更為常見。</p><p>

89、　　由于煤礦供電系統(tǒng)大都為小接地電流系統(tǒng)，且大都距大發(fā)電廠較遠(yuǎn)，故單相短路電流值一般都小于三相短路電流值，而兩相短路電流值也比三相短路電流值小，因此在本設(shè)計(jì)的短路電流計(jì)算中，以三相短路電流為重點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　5.2 計(jì)算短路電流的目的</p><p>　　發(fā)生短路故障后，短路回路中將出現(xiàn)數(shù)值很大的短路電流。在煤礦供電系統(tǒng)中，短路電流要比額定電流大幾十倍甚至幾百倍，通?？?/p>

90、達(dá)數(shù)千安。這樣大的電流通過電氣設(shè)備和導(dǎo)線必然要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，并使載流體溫度急劇上升而損壞設(shè)備。同時(shí)短路點(diǎn)電壓將降為零，在短路點(diǎn)附近，電壓也要相應(yīng)地顯著下降，造成這些地方的供電中斷或嚴(yán)重影響電動(dòng)機(jī)工作。在發(fā)生接地短路時(shí)所出現(xiàn)的不對(duì)稱短路電流，還將對(duì)與架空線平行敷設(shè)的通訊線路產(chǎn)生干擾。更危險(xiǎn)的是當(dāng)短路點(diǎn)離發(fā)電廠很近，而且短路的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)．可能造成發(fā)電機(jī)失去同步，而使整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行解體，這是最嚴(yán)重的后果。</p>&

91、lt;p>　　為了防止發(fā)生短路所造成的危害及限制故障范圍的擴(kuò)大，需要進(jìn)行—系列的計(jì)算及采取相應(yīng)措施。以保證供電系統(tǒng)在正常或故障的情況下，做到安全、可靠又經(jīng)濟(jì)。掌握短路電流的計(jì)算方法很重要。綜上所述，計(jì)算短路電流的目的，可歸納為下列幾點(diǎn)：</p><p>　　(1)作為系統(tǒng)主接線方案比較的項(xiàng)目之一，以便判斷哪種主接線方式更能保障供電的安全和可靠，然后再?zèng)Q定系統(tǒng)的主要運(yùn)行方式。</p><p

92、>　　(2)作為校驗(yàn)電氣設(shè)備的依據(jù)，以便確定所選的設(shè)備，在發(fā)生短路故障時(shí)是否會(huì)被損壞。</p><p>　　(3)正確地選擇和校驗(yàn)限制短路電流所需的設(shè)備，以確保電氣設(shè)備不被短路電流損壞。</p><p>　　(4)確定選擇和校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置所需的各種參數(shù)。</p><p>　　(5)根據(jù)故障的實(shí)際情況，進(jìn)行故障分析，找出事故的發(fā)生原因。 </p&g

93、t;<p>　　5.3 三相短路電流的計(jì)算方法</p><p>　　三相短路電流的計(jì)算方法總體有精確計(jì)算法和近似估算法兩種，我這里采用的是近似估算法。</p><p>　　5.3.1 電源為無限容量時(shí)的短路電流計(jì)算</p><p>　　當(dāng)電源為無限容量時(shí)，即認(rèn)為在短路過程中，電源的電壓維持不變。也就是說電源的電阻和電抗均為零。但實(shí)際上電源的容量和阻

94、抗總有一定數(shù)值，因此，當(dāng)電源的阻抗不超過短路回路總阻抗(或計(jì)算電抗)的5％一10％時(shí)，就可以忽略電源的阻抗。</p><p>　　如果以供電電源為基準(zhǔn)的電抗標(biāo)么值大于或等于3，即計(jì)算電抗標(biāo)么值XΣ*′≥3時(shí)，可以認(rèn)為短路電流周期分量在整個(gè)短路過程中保持不變，也就是短路電流不衰減，其短路電流計(jì)算方法與電源為無限容量時(shí)的短路電流計(jì)算方法相同。</p><p>　　具體的計(jì)算步驟如下：</

95、p><p>　　1、根據(jù)供電系統(tǒng)繪制等值電路圖，一般稱為“計(jì)算系統(tǒng)圖”，要求在圍上標(biāo)出各元件的參數(shù)，并標(biāo)出各短路點(diǎn)的位置(短路點(diǎn)應(yīng)根據(jù)計(jì)算短路電流的目的決定)。對(duì)較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，還要根據(jù)計(jì)算要求依次繪制出簡(jiǎn)化的等值圖，在圖上和計(jì)算過程中，電抗標(biāo)么值可直接用編號(hào)表示，省略電抗標(biāo)么值的符號(hào)。分子表示某元件電抗的編號(hào)，分母為其標(biāo)么值的大小。</p><p>　　2、確定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，并根據(jù)公式?jīng)Q

96、定基準(zhǔn)電流值。</p><p>　　3、求出系統(tǒng)各元件的標(biāo)么基準(zhǔn)電抗，并將計(jì)算結(jié)果標(biāo)注在等值圖上。</p><p>　　4、按等值圖各元件電抗的連接情況，求出由電源到短路點(diǎn)的總電抗XΣ*。</p><p>　　5、按歐姆定律求短路電流標(biāo)么值：由于電源是無限容量的，所以電源電壓始終保持恒定，故短路電流標(biāo)么值I*可按下式直接求出：</p><p>

97、;　　I*＝1／XΣ*＝S*</p><p>　　式中 I*、S*——分別為短路電流標(biāo)幺值和短路容量標(biāo)么值。</p><p>　　而且短路后各種時(shí)間的短路電流標(biāo)么值與短路容量標(biāo)么值都相等，即</p><p>　　I*″＝I0.2*＝I∞*＝S*″＝S0.2*＝S∞*</p><p>　　6、求短路容量和短路電流。為了向供電設(shè)汁提供所需的

98、資料，應(yīng)確定下列幾種短路電流和短路容量：</p><p>　　A 、求出當(dāng) t＝0時(shí)的短路電流I″和短路容量S″；</p><p>　　B、求出當(dāng)t＝0.2s時(shí)的短路電流I0.2和短路容量S0.2；</p><p>　　C、求出當(dāng)t＝∞時(shí)的穩(wěn)定短路電流I∞，和穩(wěn)定短路容量S∞。</p><p>　　I″＝I0.2＝I∞＝I*×Ib（

99、kA）</p><p>　　S″＝S0.2＝S∞= I*×Sb（kA）</p><p>　　ikr=2.55 I″（kA） ; Ikm=1.52 I″（kA）</p><p>　　（ikr計(jì)算短路電流沖擊值；Ikm短路全電流最大有效值）</p><p>　　5.3.2 電源為有限容量時(shí)的短路電流計(jì)算</p><

100、;p>　　電源為有限容量時(shí)短路電流的計(jì)算方法，與電源為無限容量的短路電流計(jì)算方法的區(qū)別在于：因?yàn)楫?dāng)電源為有限容量時(shí)，電源的阻抗就不能忽略。在短路過程中，由于電流增加很多倍，勢(shì)必造成電源端的電壓下降，使短路電流周期分量衰減，從而形成短路后不同時(shí)刻的短路電流值不相等，使計(jì)算工作更為復(fù)雜。對(duì)此情況一般都采用計(jì)算曲線（也稱運(yùn)算曲線）的方法，求得短路電流。</p><p><b>　　具體計(jì)算步驟：<

101、/b></p><p>　　1、根據(jù)已知資料給定的供電系統(tǒng)及各元件的參數(shù)，繪制計(jì)算系統(tǒng)圖，標(biāo)出短路點(diǎn)位置，對(duì)較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，還要根據(jù)計(jì)算的要求依次繪制簡(jiǎn)化的等值圖。</p><p><b>　　2、選取基準(zhǔn)值。</b></p><p>　　3、分別求得各元件的標(biāo)么基準(zhǔn)電抗，并將它標(biāo)在等值圖上。</p><p>　　4

102、、由等值圖逐步地求出各短路點(diǎn)的總電抗標(biāo)么值XΣ*。</p><p>　　5、當(dāng)我們所選的基準(zhǔn)容量與電源（不論分組的或等值的）的總額定容量不相同時(shí)，必須將總電抗標(biāo)么值換算成以電源總額定容量為基準(zhǔn)的計(jì)算電抗XΣ*' ，XΣ*' =XΣ*。</p><p>　　6、根據(jù)計(jì)算電抗XΣ*'的數(shù)值，去查與電源相應(yīng)的計(jì)算曲線，從中得出不同時(shí)間的短路電流標(biāo)么值，I*″、I0.2*和

103、I∞*。</p><p>　　5.4 短路電流計(jì)算</p><p>　　本設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)引線一個(gè)電源S1（西馬房3km引線）為無限大容量，另一個(gè)電源S2（原有回路1km）的總額定容量為791MVA，它在35kV母線上的短路容量為275MVA，兩條線路同時(shí)送電，兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行。</p><p>　　為了使計(jì)算方便、迅速，先將等值電路中各元件電抗進(jìn)行編號(hào)，把編號(hào)的號(hào)

104、碼寫在等值圖上。而且在書寫電抗標(biāo)么值的符號(hào)時(shí)，均省略標(biāo)么值“*”的符號(hào)，例如本來應(yīng)為編號(hào)后改為，進(jìn)—步又可省略改寫成。本設(shè)計(jì)中的短路計(jì)算均按此法表示。</p><p><b>　　計(jì)算過程如下：</b></p><p>　　選取基準(zhǔn)容量 =100MVA</p><p>　　選取短路點(diǎn)所在母線的平均電壓為基準(zhǔn)電壓，如圖5-2所示。</p&g

105、t;<p>　　圖5-2 短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖</p><p>　　即：計(jì)算K1點(diǎn)短路時(shí)，選取Ub1=37kV；</p><p>　　計(jì)算K2 、K3 、K5 、K7 、K9點(diǎn)短路時(shí)，選取Ub2=10.5kV；</p><p>　　計(jì)算K4 、K10點(diǎn)短路時(shí)，選取Ub3=0.69kV；</p><p>　　計(jì)算K6、 K8點(diǎn)短路時(shí)

106、，選取Ub4=0.4kV。</p><p>　?。?） 計(jì)算各元件的電抗標(biāo)么值：</p><p>　　X1=0（由于該電源為無限大容量，其電抗很小，這里忽略不計(jì)）</p><p>　　X2==100/275=0.363</p><p>　　X3==0.087（=0.4Ω/km為35kV單導(dǎo)線每公里架空線電抗）</p><p

107、>　　圖5-3 等值電路圖</p><p>　　X4==0.029;</p><p>　　X5=X6==5.2（=6.5為1250kVA變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)）</p><p>　　X7= X11==0.036（=0.08Ω/km為10kV每公里下井電纜電抗）</p><p>　　X8=X12==10（=4為400kVA變壓器短路電壓百分

108、數(shù)）</p><p>　　X9=X10==25（=4為160kVA變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)）</p><p>　?。?） 求各短路點(diǎn)的回路總阻抗：</p><p>　　1）K1點(diǎn)的短路回路總阻抗</p><p>　　X13= X1+X3=0.088； X14= X2+X4=0.392</p><p>　　X13的計(jì)算電

109、抗：X14'= X14×=0.392×（791/100）=3.1</p><p>　　2）K2點(diǎn)的短路回路總阻抗</p><p>　　X15==5.2/2=2.6; X16==0.072; X17=X15+X16=2.672</p><p><b>　　則分布系數(shù)：</b></p><p>

110、;　　C1=X16/X13= X14/（X13+ X14）=0.8167</p><p>　　C2= X16/X14=X13/（X13+ X14）=0.1833</p><p>　　而各支路的轉(zhuǎn)移電抗為：</p><p>　　X18= X17/ C1=3.272; X19= X17/ C2=14.577</p><p>　　最后求出各支路

111、的計(jì)算電抗</p><p>　　第一分支路：由于電源S1是無限容量的，不必再求計(jì)算電抗。</p><p>　　第二分支路：計(jì)算電抗 X19'= X19×=115.304</p><p>　　3）K3點(diǎn)的短路回路總阻抗: X20=X18+X7=3.308</p><p>　　4）K4點(diǎn)的短路回路總阻抗: X21=X8+X2

112、0=13.308</p><p>　　5）K5點(diǎn)的短路回路總阻抗</p><p>　　由于此變壓器的進(jìn)線電纜很短，故可忽略不計(jì)，此時(shí) X22=X18=3.272</p><p>　　6）K6點(diǎn)的短路回路總阻抗: X23=X9+X22=28.272</p><p>　　7）K7點(diǎn)的短路回路總阻抗</p><p>　　

113、由于此變壓器的進(jìn)線電纜很短，故可忽略不計(jì)，此時(shí) X24=X19=14.577</p><p>　　計(jì)算電抗 X24'= X24×=115.304</p><p>　　8）K8點(diǎn)的短路回路總阻抗: X25=X10+X24=39.577</p><p>　　計(jì)算電抗 X25'= X25×=313.054</p>

114、<p>　　9）K9點(diǎn)的短路回路總阻抗: X26=X11+X19=14.613</p><p>　　計(jì)算電抗 X26'= X26×=115.589</p><p>　　10）K10點(diǎn)的短路回路總阻抗: X27=X12+X26=24.613</p><p>　　計(jì)算電抗 X27'= X27×=194.689<

115、;/p><p>　　（4） 求各短路點(diǎn)的短路參數(shù)</p><p>　　1）K1點(diǎn)的短路參數(shù)</p><p>　　電源1提供的電源參數(shù): =1/X13=1/0.088=11.364</p><p>　　I″＝I0.2＝I∞＝×Ib1=11.364×=11.364×=17.733(kA)</p><

116、p>　　S″＝S0.2＝S∞=×Sb=11.364×100=1136.4(MVA)</p><p>　　=2.55 I″=45.219(kA)( 為短路沖擊電流)</p><p>　　=1.52 I″=26.954(kA)( 為全電流最大有效值)</p><p>　　電源2提供的電源參數(shù)</p><p>　　=1/

117、X14′=1/3.1=0.323(計(jì)算電抗>3)</p><p>　　I″＝I0.2＝I∞＝×=0.323×=3.987(kA)</p><p>　　S″＝S0.2＝S∞=×S2=0.323×791=255.493(MVA)</p><p>　　=2.55 I″=10.167(kA)； =1.52 I″=6.06(kA

118、)</p><p>　　短路點(diǎn)K1的短路參數(shù)，應(yīng)分別為兩個(gè)電源提供的數(shù)據(jù)之和</p><p>　　I″k1＝I0.2*k1＝I∞*k1＝17.733+3.987=21.72(kA)</p><p>　　S″k1＝S0.2*k1＝S∞*k1=1136.4+255.493=1391.893(MVA)</p><p>　　=45.219+10.16