35KV供電系統(tǒng)設(shè)計(jì),35,kv,供電系統(tǒng),設(shè)計(jì) 河南理工大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 目 錄 第1章 前 言 1 1.1 變電站簡(jiǎn)介 1 1.2礦區(qū)供電的總體要求 1 第2章 負(fù)荷計(jì)算與變壓器選擇 3 2.1負(fù)荷計(jì)算 3 2.1.1負(fù)荷計(jì)算 3 2.1.2 各低壓側(cè)變壓器的選型及其損耗計(jì)算 5 2.2功率因數(shù)的補(bǔ)償 5 2.2.1 補(bǔ)償前的功率因數(shù) 5 2.2.2 補(bǔ)償后的功率因數(shù) 5 2.2.3 選擇電容器柜 6 2.3 低壓側(cè)變壓器的選型 6 2.3.1 低壓側(cè)變壓器的選型 6 2.3.2 低壓側(cè)變壓器的損耗計(jì)算 8 2.4低壓6千伏側(cè)母線上補(bǔ)償前的總負(fù)荷 10 2.5變壓器的選擇 11 2.6 礦井年最大利用小時(shí) 14 2.7 井下電纜根數(shù)的確定 15 1 1、一礦簡(jiǎn)介 2、變電站簡(jiǎn)介 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題為礦山35KV變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該變電站主要滿足一礦礦井的生產(chǎn)和生活用電需求，煤礦生產(chǎn)負(fù)荷為一類負(fù)荷，對(duì)供電的可靠性有較高的要求。 該變電站主要由兩條35KV電壓等級(jí)進(jìn)線向其供電，每條線路全長(zhǎng)30KM。設(shè)計(jì)時(shí)查閱有關(guān)電力規(guī)程和手冊(cè)等相關(guān)要求，通過(guò)經(jīng)濟(jì)性、靈活性、可靠性等綜合分析與比較，變電站主接線采用單母線分段接線方式，根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)和電力系統(tǒng)5~10年發(fā)展規(guī)劃，正常運(yùn)行方式下，選擇兩臺(tái)12500KVA主變帶全部負(fù)荷并列運(yùn)行，變壓器中性點(diǎn)采用非直接接地運(yùn)行方式，兩臺(tái)30KVA站用變壓器一臺(tái)帶全站負(fù)荷運(yùn)行，另一臺(tái)空載運(yùn)行。13條出線供給煤礦主井、風(fēng)井、矸石山等用電設(shè)備。由于三相短路時(shí)短路電流最大，產(chǎn)生的后果最為嚴(yán)重，所以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行三相短路電流計(jì)算，并采用標(biāo)么值算法進(jìn)行精確計(jì)算。根據(jù)系統(tǒng)電氣一次部分設(shè)計(jì)要求依次選擇了變壓器、母線、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電壓互感器、電流互感器、站用變壓器、配電裝置、無(wú)功補(bǔ)償電容等主要電器設(shè)備，并對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行了動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定等校驗(yàn)，以滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。 3、礦區(qū)供電的總體要求 礦區(qū)總體供電應(yīng)根據(jù)煤炭系統(tǒng)電力負(fù)荷的分布和發(fā)展情況，結(jié)合地區(qū)電力規(guī)劃，照顧當(dāng)?shù)剞r(nóng)用和其他需要，合理確定供電電源、電壓等級(jí)、供電系統(tǒng)和建設(shè)順序。供電系統(tǒng)應(yīng)有利于分期建設(shè)，不建或少建臨時(shí)工程。 供電系統(tǒng)采用6、35千伏及以上電壓，當(dāng)兩種電壓的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較相差不多時(shí)，宜采用較高電壓方案。在10千伏系統(tǒng)已經(jīng)形成的礦區(qū)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，宜可采用10千伏供電。 礦區(qū)電源一般取自電力系統(tǒng)，確有技術(shù)經(jīng)濟(jì)根據(jù)時(shí)，可建自備電場(chǎng)。 每一礦井應(yīng)有兩回電源線路，當(dāng)任一回發(fā)生故障停止供電時(shí)，另一回應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。礦井的兩回電源線路上，都不得分接任何負(fù)荷；特殊情況，經(jīng)?。▍^(qū)）煤炭局批準(zhǔn)，其中一回可不在此限。 由兩回及以上線路供電時(shí)，其中一回停止運(yùn)行，其余線路對(duì)礦井、露天應(yīng)保證全部負(fù)荷，對(duì)其他用電單位應(yīng)保證其全部負(fù)荷的75%。 礦區(qū)或大型礦井變電所的數(shù)量、容量和所址位置的選擇，除應(yīng)接近負(fù)荷中心，便于進(jìn)出線、有發(fā)展余地、不占或少占用農(nóng)田、地形地質(zhì)條件適宜盡量不壓資源；運(yùn)輸、通訊、給水、采暖方便等條件外；尚應(yīng)考慮分期建設(shè)、投資效果與礦區(qū)總體供電系統(tǒng)一起經(jīng)方案比較后確定。 礦區(qū)和主要企業(yè)送電線路的導(dǎo)線均應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，按允許電壓損失及允許載流量的條件驗(yàn)算。 礦區(qū)變電所主變壓氣一般選用兩臺(tái)。當(dāng)一臺(tái)停止運(yùn)行時(shí)，尚應(yīng)保證安全和原煤炭生產(chǎn)用電負(fù)荷，且不小于全部負(fù)荷的75%。 對(duì)于經(jīng)過(guò)審定的礦區(qū)逐年用電負(fù)荷發(fā)展計(jì)劃，礦區(qū)供電系統(tǒng)分期建設(shè)規(guī)模等各項(xiàng)原則方案，必須與當(dāng)?shù)仉娏Σ块T(mén)密切聯(lián)系，共同協(xié)商，并進(jìn)量取得協(xié)商紀(jì)要或書(shū)面協(xié)議.D 變電站所處的環(huán)境：主導(dǎo)風(fēng)向——西北方向 最大風(fēng)速——20m/s 日最高溫度——41°C 日最低溫度——-15°C 土壤溫度——25°C 地震等級(jí)——7級(jí) 4、畫(huà)出一礦供電系統(tǒng)圖 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 設(shè)備 名稱 電壓kv 設(shè)備容量(KW) 需用系數(shù) 功率 因數(shù) tg 計(jì)算容量 安裝 工作 有功 kw 無(wú)功kvar 視在 KVA 主井 提升 6 1600 1600 0.85 0.82 0.7 副井 提升 6 2000 1000 0.87 0.83 0.67 扇風(fēng) 機(jī)1 6 800 800 0.8 -0.91 -0.46 扇風(fēng) 機(jī)2 6 800 800 0.82 -0.91 -0.46 壓風(fēng) 機(jī) 6 1500 1000 0.8 -0.91 -0.46 工業(yè) 廣場(chǎng) 0.38 1000 0.71 0.82 0.7 機(jī)修 廠 0.38 840 0.6 0.78 0.8 綜采 車(chē)間 0.38 580 0.72 0.78 0.8 洗煤 廠 0.38 1350 0.8 0.85 0.62 塊煤 車(chē)間 0.38 450 0.85 0.84 0.65 農(nóng)用 0.38 500 0.7 0.8 0.75 主排 水泵 6 2040 0.84 0.86 0.59 井下 低壓 0.66 3120 0.71 0.75 0.88 合計(jì) 圖4-2 全橋接線 參考文獻(xiàn)（到圖書(shū)館借閱） [1]丁毓山，雷振山，主編《中小型變電所實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)》，中國(guó)水利水電出版社，2000年6月第一版 [2]顧永輝等編著；《煤礦電工手冊(cè)（第二分冊(cè)）》，煤炭工業(yè)出版社，1999年2月第一版。 [3]胡本臣，容觀海等，主編；朱家琪，劉廣田等編；《煤礦電工手冊(cè)（第四分冊(cè)）》，煤炭工業(yè)出版社，1999年11月第一版。 [4]《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》，中國(guó)電力出版社，1998年1月1日出版 [5]劉延緒，主編；《煤礦供電》，煤炭工業(yè)出版社，1999年5月第一版。 [6]電力工業(yè)部電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，編?！峨娏ο到y(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》。1998年6月第二版。 [7]王崇林，鄒有明，主編；《供電技術(shù)》，煤炭工業(yè)出版社，1997年5月第一版。 [8]劉介才；《工廠供電簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社，1993年。 [9]孫國(guó)凱、霍利民主編；《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》中國(guó)水利水電出版社，2002年。 [10]李俊年主編；《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》，水利電力出版社，1993年。 [11]蘇文成主編；《工廠供電》，機(jī)械工業(yè)出版社，1990年。 1、電氣主接線設(shè)計(jì) 發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求： 1．運(yùn)行的可靠 應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和由關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，充分保證人身和設(shè)備的安全。以及考慮斷路器檢修時(shí)是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時(shí)，停電數(shù)目的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。 2.具有一定的靈活性 主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時(shí)間最短、影響范圍最小，并且在檢修時(shí)可以保證檢修人員的安全。 3．操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便 主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過(guò)于簡(jiǎn)單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停電。 4．經(jīng)濟(jì)上合理 主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。 5．應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性 由于我國(guó)工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快。因此，在選擇主接線時(shí)還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。 變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負(fù)荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。 （1）電氣主接線形式 單母線接線方式 優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置； 缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開(kāi)關(guān)等）故障檢修，均需要使整個(gè)配電裝置停電，單母線可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線段分開(kāi)后才能恢復(fù)非故障段的供電。 適用范圍：一般只適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變壓器的以下三種情況：6—110KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)6回；35—63KV配電裝置的回線數(shù)不超過(guò)3回；110—220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)2回。 單母線分段接線方式 優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路自動(dòng)將故障段切斷，保障正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均等擴(kuò)建。 適用范圍：6—10KV配電裝置出線回路數(shù)為6及以上時(shí)；35—63KV配電裝置出線回路數(shù)為4—8回時(shí)；110—220KV配電裝置出線回路數(shù)為3—4回時(shí)。 I母 II母 雙母線接線方式 優(yōu)點(diǎn)：供電可靠。通過(guò)兩組母線隔離開(kāi)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(kāi)關(guān)時(shí)，只需斷開(kāi)此隔離開(kāi)關(guān)所屬的一條電路和與此隔離開(kāi)關(guān)相連的該組母線，其他電路均可通過(guò)另一組母線繼續(xù)運(yùn)行，但其操作步驟必須正確；調(diào)度靈活。各個(gè)電源和各回路可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要；通過(guò)倒換操作可以組成各種運(yùn)行方式。 缺點(diǎn)：主接線相對(duì)單母線分段較為復(fù)雜，雙刀閘設(shè)計(jì)增加了操作的復(fù)雜性，同時(shí)增加了設(shè)備投資。 2、電氣主接線方案對(duì)比與確定 35KV主接線方案對(duì)比與確定 改造中的變電所35KV出線，最終2回，在考慮主接線方案時(shí)，應(yīng)首先滿足運(yùn)行可靠，操作靈活，節(jié)省投資。 方案一：?jiǎn)文妇€接線方式 接線簡(jiǎn)單、清晰。操作方便，投資少便于擴(kuò)建；母線或隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)連接在母線上的所有回路必須停止工作；檢修任一電源或線路的斷路器時(shí)，該回路必須停電；當(dāng)母線或母線上的隔離開(kāi)關(guān)上發(fā)生短路以及斷路器在繼電保護(hù)作用下都自動(dòng)斷開(kāi)，因而造成全部停電。 方案二：?jiǎn)文阜侄谓泳€方式 當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶停電，可提高供電可靠性和靈活性。當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶停電，可提高供電可靠性和靈活性。 經(jīng)過(guò)綜合考慮，為保證煤礦供電可靠性，擬采用方案二，即35KV側(cè)單母分段接線方式。 6KV側(cè)的接線 方案一：?jiǎn)文妇€接線 具有接線簡(jiǎn)單清晰，操作方便，所用設(shè)備比較少，投資少等優(yōu)點(diǎn)，但當(dāng)母線或母?jìng)?cè)隔離開(kāi)關(guān)檢修故障時(shí)，連接在母線上的所有回路都將停止工作，當(dāng)母線發(fā)生短路時(shí)，所有電源回路的斷路器在繼電保護(hù)作用中自動(dòng)跳閘，因而造成母線電壓失壓全部停電，檢修任一電源或線路的斷路器時(shí)，該回路必須停電。 方案二：?jiǎn)文阜侄谓泳€ 接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，且操作方便，可提高供電可靠性和靈活性，不僅便于檢修母線而減少母線故障影響范圍，對(duì)于重要用戶可以從不同段引兩個(gè)回路，而使重要用戶有兩個(gè)電源供電，在這種情況下，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，由于分段斷路器在繼電保護(hù)裝置的作用下，能自動(dòng)將故障段切除，因而保證了正常段母線不間斷供電。 由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：當(dāng)6—10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)采用單母分段連接。 綜上所述，單母分段接線的可靠性較高，而且比較經(jīng)濟(jì)，可以較好滿足煤礦供電可靠性要求，故6KV側(cè)采用方案二，即單母分段接線方式。 變電站電氣主接線形式如下圖所示： 圖1-3 變電站電氣主接線形式 負(fù)荷計(jì)算及變壓器選擇 負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 序號(hào) 負(fù)荷名稱 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)（KW） 負(fù)荷類別 1 主扇風(fēng)機(jī) 1000 I 2 副井絞車(chē) 1000 I 3 一水平中央 900 I 4 二水平中央 1000 I 5 低壓變 700 II 6 四姬變電所 1400 I 7 瓦斯抽放 900 I 8 壓風(fēng)機(jī) 1000 I 合計(jì) 7900 I 負(fù)荷分類及定義 一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計(jì)損壞，且難以挽回，帶來(lái)極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失者屬于一級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。 二級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成設(shè)計(jì)局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長(zhǎng)時(shí)間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級(jí)負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩回線供電。但當(dāng)兩回線路有困難時(shí)（如邊遠(yuǎn)地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。 三級(jí)負(fù)荷：不屬于一級(jí)和二級(jí)的一般電力負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無(wú)特殊要求，允許較長(zhǎng)時(shí)間停電，可用單回線路供電。 本設(shè)計(jì)中各用電負(fù)荷按照上述負(fù)荷分類定義，除低壓變?yōu)镮I類負(fù)荷外，其余均為I類負(fù)荷。  表2-2 負(fù)荷性質(zhì)分析結(jié)果表 負(fù)荷等級(jí) 負(fù)荷值（KW） 占總負(fù)荷百分比（%） I 7200 91 II 700 9 負(fù)荷計(jì)算 1.有功功率 ΣP =K1ΣP 2.無(wú)功功率 ΣQ = K1ΣQ=K1×ΣPtgФ 3.視在功率 ΣS 1= 4.自然功率因數(shù)： CosФ= ΣP /ΣS= 6715/8683 = 0.77 式中：K1同時(shí)系數(shù)按0.85取。 電力系統(tǒng)中的無(wú)功功率就是要使系統(tǒng)中無(wú)功電源所發(fā)出的無(wú)功功率與系統(tǒng)的無(wú)功負(fù)荷及網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)功損耗相平衡；按系統(tǒng)供電負(fù)荷的功率因數(shù)達(dá)到0.9考慮無(wú)功功率平衡。 主變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定 臺(tái)數(shù)和容量的選擇原則 1.主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量，應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運(yùn)行方式等綜合考慮確定。 2.主變壓器容量一般按變電所、建成后5～10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城網(wǎng)變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 3.在有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所中宜裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可裝設(shè)兩臺(tái)以上主變壓器。如變電所可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)取得足夠容量的備用電源時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。 4.裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開(kāi)一臺(tái)時(shí)，其余主變壓器的容量不應(yīng)小于60%的全部負(fù)荷，并應(yīng)保證用戶的一、二級(jí)負(fù)荷。 變壓器容量的選擇 1.按照上述原則確定變壓器容量后，最終應(yīng)選用靠近的國(guó)家的系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。變壓器容量系列有兩種，一種是按R8容量系列，它是按R8=≈1.33的倍數(shù)增加的，如100KVA、135KVA、180KVA、240KVA、320KVA、420KVA等；另一種是國(guó)際通用的R10容量系列，它是按R10=8≈1.26的倍數(shù)增加的。如容量有100KVA、125KVA、160VA、200KVA、250KVA、315KVA等。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1094《電力變壓器》確定采用R10容量系列。 2.主變壓器容量一般按變電所建成后5-10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10-20年負(fù)荷發(fā)展。對(duì)城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 3.根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮到當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70％-80％。此變電所是一般性變電所。 主變壓器型式的選擇 1.110kV及10kV主變壓器一般均應(yīng)選用三相雙繞組變壓器。 2.具有三種電壓的變電所，如通過(guò)主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上，主變壓器宜采用三相三繞組變壓器。 3.110kV及以上電壓的變壓器繞組一般均為YN連接；35kV采用YN連接或D連接，采用YN連接時(shí)，其中性點(diǎn)都通過(guò)消弧線圈接地。 變壓器調(diào)壓方式的選擇 普通型的變壓器調(diào)壓范圍小，僅為±5%，而且當(dāng)調(diào)壓要求的變化趨勢(shì)與實(shí)際相反（如逆調(diào)壓）時(shí)，僅靠調(diào)整普通變壓器的分接頭方法就無(wú)法滿足要求。另外，普通變壓器的調(diào)整很不方便，而有載調(diào)壓變壓器可以解決這些問(wèn)題。它的調(diào)壓范圍較大，一般在15%以上，而且要向系統(tǒng)傳輸功率，又可能從系統(tǒng)反送功率，要求母線電壓恒定，保證供電質(zhì)量情況下，有載調(diào)壓變壓器，可以實(shí)現(xiàn)，特別是在潮流方向不固定，而要求變壓器可以副邊電壓保持一定范圍時(shí)，有載調(diào)壓可解決。 為了保證6KV供電系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，也便于在變壓器調(diào)壓時(shí)不影響對(duì)用戶的持續(xù)供電，因此本站采用有載調(diào)壓方式，可達(dá)到隨時(shí)調(diào)整電壓的目的。冷卻方式采用自冷型冷卻方式。 變壓器繞組數(shù)和接線組別的確定 該變電所有兩個(gè)電壓等級(jí)，所以選用雙繞組變壓器，連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行，35KV采用Y形連接，6KV采用Δ連接。 變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 由站內(nèi)實(shí)際情況可知，改造中的變電所是礦區(qū)35KV降壓變電所，它是以35KV受功率為主。把所受的功率通過(guò)主變傳輸至35KV及6KV母線上。若全所停電后，將引起下一級(jí)煤礦用戶供電。同時(shí)煤礦供電屬于I類重要負(fù)荷，為保證對(duì)煤礦供電安全性、可靠性大于經(jīng)濟(jì)性要求，因此在變壓器臺(tái)數(shù)的選擇上以2臺(tái)主變壓器為宜。 為了保證供電可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。當(dāng)裝設(shè)三臺(tái)及三臺(tái)以上時(shí)，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，且投資增大，同時(shí)增大了占用面積，和配電設(shè)備及用電保護(hù)的復(fù)雜性，以及帶來(lái)維護(hù)和倒閘操作等許多復(fù)雜化。而且會(huì)造成中壓側(cè)短路容量過(guò)大，不宜選擇輕型設(shè)備。考慮到兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障機(jī)率較小。適用遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長(zhǎng)以及擴(kuò)建，而當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障或者檢修時(shí)，另一臺(tái)主變壓器可承擔(dān)70%的負(fù)荷保證全變電所的正常供電。故選擇兩臺(tái)主變壓器互為備用，提高供電的可靠性。  站用變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定 站用變臺(tái)數(shù)的確定 對(duì)大中型變電站，通常裝設(shè)兩臺(tái)站用變壓器。因站用負(fù)荷較重要，考慮到該變電站具有兩臺(tái)主變壓器和兩段6kV母線，為提高站用電的可靠性和靈活性，所以裝設(shè)兩臺(tái)站用變壓器，并采用暗備用的方式。 站用變?nèi)萘康拇_定 站用變壓器 容量選擇的要求：站用變壓器的容量應(yīng)滿足經(jīng)常的負(fù)荷需要和留有10%左右的裕度，以備加接臨時(shí)負(fù)荷之用?？紤]到兩臺(tái)站用變壓器為采用暗備用方式，正常情況下為單臺(tái)變壓器運(yùn)行。每臺(tái)工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運(yùn)行，當(dāng)任意一臺(tái)變壓器因故障被斷開(kāi)后，其站用負(fù)荷則由完好的站用變壓器承擔(dān)。 站用變型式的選擇 考慮到目前我國(guó)配電變壓器生產(chǎn)廠家的情況和實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備逐步向無(wú)油化過(guò)渡的目標(biāo)，可選用干式變壓器。 因本站有許多無(wú)功負(fù)荷，且離發(fā)電廠較近，為了防止無(wú)功倒送也為了保證用戶的電壓，以及提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)進(jìn)行合理的無(wú)功補(bǔ)償。 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范第3.7.1條自然功率應(yīng)未達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的變電所，應(yīng)安裝并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，電容器裝置應(yīng)設(shè)置在主變壓器的低壓側(cè)或主要負(fù)荷側(cè)，電容器裝置宜用中性點(diǎn)不接地的星型接線。 《電力工程電力設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定“對(duì)于35-110KV變電所，可按主變壓器額定容量的10-30%作為所有需要補(bǔ)償?shù)淖畲笕萘啃詿o(wú)功量，地區(qū)無(wú)功或距離電源點(diǎn)接近的變電所，取較低者。地區(qū)無(wú)功缺額較多或距離電源點(diǎn)較遠(yuǎn)的變電所，取較低者，地區(qū)無(wú)功缺額較多或距離電源點(diǎn)較遠(yuǎn)的變電所取較高者。  參 考 文 獻(xiàn) [1] 陳志業(yè) 電力工程. 化中科技大學(xué)出版社，2002 [2] 蘇文成 工廠供電.第1版. 機(jī)械工業(yè)出版社， 1981 [3] 劉介才 工廠供電.第3版. 機(jī)械工業(yè)出版社， 1997 [4] 蘇文成 工廠供電.第2版. 機(jī)械工業(yè)出版社， 1999.9 [5] 黃益莊 變電站綜合自動(dòng)化技術(shù). 中國(guó)電力出版社. 2000 1、《66kV及以下架空電力線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》（GB50061-97） 2、《3～110kV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB50060-1992） 3、《35～110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB50059-1992） 4、《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50062-92）； 5、《高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合》 （GB311.1-1997） 6、《煤礦安全規(guī)程》2006年版 10 田莊選煤廠35kv變電站 供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 原始資料 3 河南理工大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 第一階段任務(wù)： 1、田莊洗煤廠簡(jiǎn)介 2、原始資料收集 3、變電所供電系統(tǒng)的擬定 （1）供電電源及供電方式的確定 （2） 供電系統(tǒng)的擬定 （3）35KV主接線方式的確定 （4） 變電所位置的確定 42 圖1-1廠區(qū)主要接線圖 35kv 降壓站 變電所 洗煤車(chē)間 其他車(chē)間 壓濾車(chē)間 儲(chǔ)運(yùn)車(chē)間 賈莊 變電站 變電站位置圖 廠區(qū)各輸出線輸送容量表 序號(hào) 回路名稱 容量（kVA） 序號(hào) 回路名稱 容量（kVA） 1 選煤車(chē)間一 1600 2 儲(chǔ)運(yùn)車(chē)間 1100 3 壓濾車(chē)間 1000 4 動(dòng)力車(chē)間一 600 5 維修車(chē)間一 700 6 機(jī)電分廠 700 7 化驗(yàn)車(chē)間 300 8 生活區(qū) 200 9 供水廠一 500 10 辦公調(diào)度一 300 表2-3接線方案與比較結(jié)果表 方案 項(xiàng)目 方案1 方案2 圖例 接線 方式 35kV及6kV側(cè)單母線分段運(yùn)行 35kV側(cè)單母線分段 6kV側(cè)雙母線運(yùn)行 可靠性 1、用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電，從而減小停電范圍 2、當(dāng)一段母線或母聯(lián)故障需檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電 1、通過(guò)兩組母線隔離開(kāi)關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使用戶供電中斷，且一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電 2、兩條線線同時(shí)出現(xiàn)故障的可能性很小，所以出現(xiàn)全部停電的概率很小 靈活性 1、接線簡(jiǎn)單，操作方便、靈活，誤操作可能性比雙母線接線小 2、當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越 3、擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建 4、適用于中、小型變電站且出線回路較小的變電站 1、各回路的負(fù)荷可以任意分配給某一母線，能夠靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)度和潮流變化的要求 2、當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器，相對(duì)于單母線接線容易誤操作 3、擴(kuò)建時(shí)向雙母線的任何一個(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 經(jīng)濟(jì)性 1、主接線簡(jiǎn)單清晰，投入設(shè)備相對(duì)于方案2較少，投資較少 2、年維修費(fèi)用相對(duì)較少 3、占地面積小 1、主接線較為復(fù)雜，投入設(shè)備相對(duì)方案1多，投資較多 2、年維修費(fèi)用相對(duì)較多 3、占地面積大 參考文獻(xiàn)（到圖書(shū)館借閱） [1]《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》，中國(guó)電力出版社，1998年1月1日出版。 [2]電力工業(yè)部電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，編。《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》。1998年6月第二版。 [3]顧永輝等編著；《煤礦電工手冊(cè)》，煤炭工業(yè)出版社，1999年2月第一版。 [4]劉學(xué)軍主編；《工廠供電》，煤炭工業(yè)出版社，1999年5月第一版。 [5]丁毓山，雷振山，主編《中小型變電所實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)》，中國(guó)水利水電出版社，2000年6月第一版 [6]王崇林，鄒有明，主編；《供電技術(shù)》，煤炭工業(yè)出版社，2001年5月第一版。 [7]孫國(guó)凱、霍利民主編；《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》中國(guó)水利水電出版社，2002年 [8]劉介才；《工廠供電簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社，2004年。 [9]李俊年主編；《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》，水利電力出版社，2006年。 [10]蘇文成主編；《工廠供電》，機(jī)械工業(yè)出版社，2007年。 [11]鄒有明主編：《現(xiàn)代供電技術(shù)》中國(guó)電力出版社，2008年 設(shè)計(jì)步驟： 1、選煤廠簡(jiǎn)介 2、負(fù)荷計(jì)算變壓器選擇 （1）負(fù)荷的計(jì)算 （2）各低壓側(cè)變壓器的選型及其損耗計(jì)算 （3）低壓6千伏側(cè)母線上補(bǔ)償前的總負(fù)荷 （4）功率因數(shù)的補(bǔ)償 （5）主變壓器的選擇 3、變電所供電系統(tǒng)的擬定 （1）供電電源及供電方式的確定 （2）供電系統(tǒng)的擬定 （3）35KV主接線方式的確定 （4） 變電所位置的確定 （5）主電纜根數(shù)的確定 8 1、選煤廠簡(jiǎn)介 平頂山平煤股份有限公司田莊選煤廠是中國(guó)平煤神馬能源化工集團(tuán)下設(shè)的一座全重介礦區(qū)型煉焦選煤廠，采用重介、浮選聯(lián)合生產(chǎn)工藝，為國(guó)內(nèi)品種最全的煉焦煤生產(chǎn)企業(yè)，現(xiàn)有固定資產(chǎn)7398.92萬(wàn)元，職工1586人，其中專業(yè)技術(shù)人員197人、教授級(jí)高級(jí)工程師3人，基層單位20個(gè)，集體企業(yè)1家，并設(shè)立有中平能化集團(tuán)技術(shù)中心選煤分中心。1970年建成投產(chǎn)以來(lái)，累計(jì)入洗原煤1.08億噸，精煤生產(chǎn)突破7200萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入231.78億元。 在40年的發(fā)展歷程中，田莊選煤廠生產(chǎn)規(guī)模逐年提高，經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷壯大。企業(yè)相繼通過(guò)了黨建質(zhì)量管理體系、質(zhì)量管理體系、環(huán)境管理體系、職康安管理體系認(rèn)證，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的雙流態(tài)微泡浮選技術(shù)獲得2007年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，具有田選特色的單元要素管理法2010年2月獲得河南省企業(yè)管理現(xiàn)代化創(chuàng)新成果一等獎(jiǎng)。1979年至今一直保持著“河南省免檢產(chǎn)品”稱號(hào)，2005年獲得“河南省名牌產(chǎn)品”稱號(hào)，先后獲得“煤炭工業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化選煤廠”、“優(yōu)質(zhì)高效選煤廠”、 省級(jí)“文明單位”、“基層先進(jìn)黨組織”、“園林化工廠”等榮譽(yù)稱號(hào)，多次被中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)授予全國(guó)“十佳選煤廠”。 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 設(shè)備名稱 電壓kv 設(shè)備容量 需用系數(shù) 功率 因數(shù) tg 計(jì)算容量 安裝 工作 有功 kw 無(wú)功kvar 視在 KVA 洗煤車(chē)間 6 4200 4200 0.70 0.75 0.75 壓濾車(chē)間 6 3000 3000 0.75 0.75 0.62 壓風(fēng) 機(jī)房 6 1200 1000 0.8 0.91 0.46 儲(chǔ)運(yùn)車(chē)間 6 1200 1000 0.8 0.91 0.62 機(jī)修 車(chē)間 0.38 840 0.6 0.78 0.8 其它 車(chē)間 0.38 580 0.72 0.78 0.8 合計(jì) 3、 變電所供電系統(tǒng)的擬定 （1）供電電源及供電方式的確定 確定供電電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)各類企業(yè)對(duì)供電的要求和該地區(qū)現(xiàn)有電源的地理接線情況，確定出幾種可行的電源進(jìn)線方案。工礦企業(yè)變電所的電源可以臨近變電所或發(fā)電廠的不同母線段，通過(guò)平行雙回路的供電方式獲得，也可以與臨近變電所構(gòu)成環(huán)形供電系統(tǒng)來(lái)獲得。電源究竟取自何處，采用什么供電方式，還應(yīng)根據(jù)各種方案其線路所經(jīng)路徑的地理地形、地質(zhì)、氣候、供電距離等情況，考慮供電的安全性、可靠性、線路的造價(jià)、供電損耗、供電質(zhì)量、線路敷設(shè)和維護(hù)的難易程度、運(yùn)行管理是否方便等幾方面的因素，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定最佳的電源進(jìn)線方案。 在進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較時(shí)，對(duì)引進(jìn)線的長(zhǎng)度、截面、型號(hào)、架空線路電桿的類型、數(shù)量和整個(gè)線路的造價(jià)等應(yīng)有初步計(jì)算，計(jì)算前還應(yīng)對(duì)線路所經(jīng)路徑進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)等。 電源進(jìn)線方案確定后，還應(yīng)確定兩回電源線路的運(yùn)行方式。兩回電源線路可同時(shí)工作，也可一回路工作一回路備用。對(duì)工礦企業(yè)當(dāng)兩回電源線路同時(shí)工作時(shí)，為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)和保護(hù)裝置，一般采用分列運(yùn)行方式；當(dāng)每一回路能擔(dān)負(fù)企業(yè)全部用電負(fù)荷時(shí)，亦可采用一回路工作、一回路帶電備用的運(yùn)行方式。 （2）供電系統(tǒng)的擬定 35KV電源系統(tǒng)的供電方式 本選煤廠附近有一條由I#區(qū)域變電所向II#選煤廠的35KV備用線路；II#選煤廠正常運(yùn)行情況下由I#區(qū)域變電所用雙回路供電。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，本選煤廠采用從I#區(qū)域變電所引出一回35KV架空線路作為主回路，供電距離為1.2km. 35KV主接線方式的確定 電氣主接線是由各種電器設(shè)備（如發(fā)動(dòng)機(jī)、變壓器、開(kāi)關(guān)電路、互感器、電抗器、計(jì)量接線等設(shè)備），按一定的順序連接而成的一個(gè)接受和分配電能的總電路。主接線是發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電站本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對(duì)電器設(shè)備的選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定用較大的影響。因此，，必須正確處理各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過(guò)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)比較，合理確定主接線方式。 主接線的設(shè)計(jì)原則 供電可靠 供電可靠就是要求不間斷供電。供電中斷時(shí)不僅會(huì)影響選煤廠的原煤產(chǎn)量，而且可能損壞設(shè)備，甚至發(fā)生人身事故和造成選煤廠生產(chǎn)的破壞。因此，對(duì)選煤廠中的重要用電設(shè)備，要求采用兩個(gè)獨(dú)立電源的雙回路或環(huán)式供電方式，兩路電源線路互為備用，當(dāng)一路電源線路故障或停電檢修時(shí)，則由另一路電源線路繼續(xù)供電，以保證供電的可靠性。 供電安全 供電安全具有兩個(gè)方面的意義，即防止人身觸電和防止由于電氣設(shè)備的損壞和故障引起的電氣火災(zāi)。 技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理 技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理是指在滿足上述三項(xiàng)要求的前提下，使供電系統(tǒng)的投資和運(yùn)行達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益。為此，在供電設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面的因素： （1）盡量減少選煤廠變電所的基本建設(shè)投資； （2）盡量降低設(shè)備材料及有色金屬的消耗量； （3）注意降低供電系統(tǒng)中的電能損耗和維護(hù)費(fèi)用。此外，供電系統(tǒng)應(yīng)力求簡(jiǎn)單適用，操作方使，并留下擴(kuò)建余地。 上述各項(xiàng)要求，是選煤廠供電的原則，在工作中它們即是相互關(guān)聯(lián)又是相互制約的。在解決具體問(wèn)題時(shí)，應(yīng)進(jìn)行綜合分析，以求得到最佳的經(jīng)濟(jì)效益。 4、 35KV主接線方式的確定 本選煤廠I#距離區(qū)域變電所1.2Km,進(jìn)線較短，選煤廠對(duì)于供電部門(mén)來(lái)說(shuō)是一類負(fù)荷，故區(qū)域變電所應(yīng)對(duì)選煤廠采用有備用系統(tǒng)中的雙回路供電或與其它選煤廠形成環(huán)形供電電網(wǎng)。本選煤廠規(guī)模比較大，還是采用全橋一個(gè)回路較好，即采用單母線分段接線方式，所以，35KV進(jìn)線回路為1。這樣優(yōu)點(diǎn)是操作方便、運(yùn)行靈活、供電可靠、 易于發(fā)展。 當(dāng)采用兩臺(tái)變壓器分裂運(yùn)行時(shí)，變壓器的有功損耗為29.25Kw，無(wú)功損耗為267.5kvar。當(dāng)采用兩臺(tái)變壓器一備一運(yùn)時(shí)，變壓器的有功損耗和無(wú)功損耗都增大，從經(jīng)濟(jì)合理的角度出發(fā)，本選煤廠主變壓器正常情況下采用兩臺(tái)變壓器分列同時(shí)運(yùn)行。 5、變電所位置的確定 變電所位置合適與否將直接關(guān)系到供電的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和安全性，因此，變電所的位置應(yīng)符合以下幾項(xiàng)要求： 盡量接近負(fù)荷中心； 不占或少占農(nóng)田； 交通運(yùn)輸方便； 便于各級(jí)電壓線路的引入和引出； 地質(zhì)條件適宜，如在煤田上則應(yīng)避免壓煤，躲開(kāi)采空區(qū)等； 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)； 所址的標(biāo)高宜在50年一遇的高水位之上，否則應(yīng)有防護(hù)措施； 所址不應(yīng)為積水浸沒(méi)，山區(qū)變電所的防洪設(shè)施應(yīng)滿足泄洪需要； 具有生產(chǎn)或生活用水的可靠水源； 適當(dāng)考慮職工生活上的方便； 應(yīng)考慮對(duì)鄰近設(shè)施的影響； 留有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余地 35kv 降壓站 變電所 洗煤車(chē)間 其他車(chē)間 壓濾車(chē)間 儲(chǔ)運(yùn)車(chē)間 賈莊 變電站 參考文獻(xiàn)（到圖書(shū)館借閱） 1．顧永輝等編著；《煤礦電工手冊(cè)（第二分冊(cè)）》，煤炭工業(yè)出版社，1999年2月第一版。 2．胡本臣，容觀海等，主編；朱家琪，劉廣田等編；《煤礦電工手冊(cè)（第四分冊(cè)）》，煤炭工業(yè)出版社，1999年11月第一版。 3．《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》，中國(guó)電力出版社，1998年1月1日出版 4．劉延緒，主編；《煤礦供電》，煤炭工業(yè)出版社，1999年5月第一版。 5．電力工業(yè)部電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，編?！峨娏ο到y(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》。1998年6月第二版。 6．王崇林，鄒有明，主編；《供電技術(shù)》，煤炭工業(yè)出版社，1997年5月第一版。 7．劉介才；《工廠供電簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社，1993年。 8．孫國(guó)凱、霍利民主編；《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》中國(guó)水利水電出版社，2002年。 9．李俊年主編；《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》，水利電力出版社，1993年。 10．蘇文成主編；《工廠供電》，機(jī)械工業(yè)出版社，1990年。 11．熊信銀 張步涵主編《電力系統(tǒng)工程基礎(chǔ)》，華中科技大學(xué)出版社。 12．劉相元 劉衛(wèi)國(guó)編著《現(xiàn)代供電技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2006年2月第一版。