煤矿35kv地面变电所设计(编辑修改稿)

煤矿35kv地面变电所设计(编辑修改稿)内容摘要：

3 负荷统计和无功补偿的计算 负荷计算的目的 为一个企业或用电户电，首先要解决的是企业要用多少度电，或选用多大容量的变压器等问题，这就需要进行负荷的统计合计算，为正确地选择变压器容量与无功补偿装置、选择电气设备与导线 、以及继电器保护的整定等提供技术参数。 负荷计算的目的是为了解用电情况，合理选择供配电系统的设备和元件，如导线、电缆、变压器等。 负荷计算过小，则依此选用的设备和载流部分有过热的危险，轻者使线路和配电设备寿命降低，重者影响供电系统的安全运行。 负荷计算偏大，则造成设备的浪费和投资的增大。 为此，正确的负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。 负荷计算方法 供电设计常用的电力负荷计算方法有需用系数法、二项系数法、利用系数法、和单位产品电耗法等。 需用系数法计算简便，对任何 性质的企业负荷均适用，且计算结果基本上符合实际。 公式简单，计算方便只用一个原始公式 NXca PKP 就可以表征普遍的计算方法。 该公式对用电设备组、车间变电站乃至一个企业变电站的负荷计算都适用。 对不同性质的用电设备、不同车间或企业的需用系数值，经过几十年的统计和积累，数值比较完整和准确，查取方便，因而为我国设计部门广泛采用。 本设计采用需要系数法进行负荷计算，步骤如下： 用电设备组计算负荷的确定 用电设备组是由工艺性质相同需要系数相近的一些设备合并成的一组用电设备。 在一个车间中可根 据具体情况将用电设备分为若干组，在分别计算各用电设备组的计算负荷。 其计算公式为：  Nca KxPP ， kW tancaca PQ  , kvar （ 31） 22 cacaca QPS  ， kVA 式中 caP 、 caQ 、 caS —— 该用电设备组的有功、无功、视在功率计算负荷； NP —— 该用电设备组的设备总额定容量， kW； tan —— 功率因数角的正切值； XK —— 需 用 系数，由表 21 查得。 多组用电设备组的计算负荷 在配电干线上或车间变电所低压母线上，常有多个用电设备组同时工作，但是各个用电设备组的最大负荷也非同时出现，因此在求配电干线或车间变电所低压母线的计算负荷 时，应再计入一个同时系数 sK。 具体计算如下：   mi iNxisca PKKP 1 )(  mi iiNxisca PKKQ 1 )t a n(  （ 32） 式中 caP 、 caQ 、 caS—— 为配电干线式变电站低压母线的有功、无功、视在计算负荷； sK —— 同时系数； m—— 该配电干线或变电站低压母线上 所接用电设备组总数； iNii PKx 、 tan —— 分别对应于某一用电设备组的需 用 系数、功率因数角正切值、总设备容量； 负荷计算过程 各用电设备组负荷计算 用电设备分组，由表 11确定各组用电设备的总额定容量。 由表 11 查出各用电设备组的需要系数 Kx 和功率因数 cos ，根据公式 21计算出各用电设备组的计算负荷。 （ 1）对主提升机 Kx =， cos =， tan = 则。 有功功率  Nca KxPP kW； 无功功率 5 3 1 2t a n  caca PQ kvar； 视在功率 890534712 2222  cacaca QPS kVA； 用同样方法可计算出其它各用电设备组的计算负荷，结果记入表 321 全22 cacaca QPS  矿电力负荷计算负荷表中。 注：主扇风机、压风机等因功率因数超前，其无功电流为容性，即提供无功功率，起无功补偿的作用 ，故它们的计算无功功率为负值。 无功补偿 无功补偿概述 电力系统中有许多根据电磁感应原理工作的电气设备，如变压器、电动机、感应炉等。 都是依靠磁场来传送和转换电能的电感性负载，在电力系统中感应电动机约占全部负荷的 50%以上。 电力系统中的无功功率很大，必须有足够的无功电源，才能维持一定的电压水平，满足系统安全稳定运行的要求。 电力系统中的无功电源由三部分组成： 发电机可能发出的无功功率（一般为有功功率的 40%～ 50%）。 无功功率补偿装置（并联电容器和同步调相机）输出无功功率。 110kV 及以上电压线路的充电功率。 电力系统中如无功功率小，将引起供电电网的电压降低。 电压低于额定电压值时，将使发电、送电、变电设备均不能达到正常的出力，电网的电能损失增大，并容易导致电网震荡而解列，造成大面积停电，产生严重的经济损失和政治影响。 电压下降到额定电压值的 60%～ 70%时，用户的电动机将不能启动甚至造成烧毁。 所以进行无功补偿是非常有必要的。 无功补偿的计算 补偿前 cos 1 =，要求补偿后达到。 因此可以如下计算： 设 需要补偿 XMva 的无功 则 cos 2 =39。 39。 SP=22 ）（ X = （ 3１） 解得 X= 表 321 全矿电力负荷统计表 序号 负荷名称 电压 （ kV） 电 机 型 号 电机 容量 (kW) 安 装 台 数 设备容量 (kW) 需用 系数 KX 功率 因数 cosφ tanφ 计算 负荷 安装 容量 工作 容量 有功功率 （ kW） 无功功率 （ kvar） 视在功率 （ kVA） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 一 地面部分 1 主提升机 6 绕线 800 1/1 800 800 712 534 890 2 副提升机 6 绕线 630 1/1 800 800 640 480 800 3 主扇风机 6 同步 1000 2/1 2020 1000 830 402 922 4 压风机 6 同步 250 3/2 750 500 400 194 444 5 矿综合厂 330 290 180 135 225 6 机修厂 620 550 286 252 381 7 选煤厂 800 650 488 391 625 8 地面低压 800 700 490 432 653 9 工人村 450 360 306 222 378 10 支农 310 310 248 186 310 地面合计 7660 5960 5012 一 井下部分 1 井下主排水泵 6 鼠笼 500 4/2 2020 1000 850 527 1000 2 一采区 6 680 650 423 339 542 3 二采区 6 1100 950 665 569 875 4 井底车场 165 165 116 102 154 6 井下合计 3945 2765 2053 2564 三 矿井合计 11605 8725 7533 乘 ， 5969 3215 6780 无功补偿 1300 补偿后 5969 1915 6269 无功补偿装置 无功补偿装置分为串联补偿装置和并联补偿装置两大类。 并联补偿装置又可分为同期调相机、并联电容补偿装置、静补装置等几大类。 同期调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供可无级连续调节的容性和感性无功，维持电网电压，并可以强 励补偿容性无功，提高电网的稳定性。 在我国经常在枢纽变电所安装同步调相机，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。 静止补偿器有电力电容器与可调电抗并联组成。 电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据电压需要，向电网提供快速无级连续调节的容性和感性的无功，降低电压波动和波形畸变率，全面提高电压质量，并兼有减少有功损耗，提高系统稳定性，降低工频过电压的功能。 其运行维护简单，功耗小，能做到分相补偿，对冲击负荷也有较强的适应性，因此在电力系统中得到越来越广泛的应用。 电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。 既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功功率，运行时功率损耗亦较小。 综合比较以上三种无功补偿装置后，选择 静止无功补偿装置 作为无功补偿装置，并且采用集中补偿的方式。 选择 上海思源 清能电气电子有限公司 生产的 SVG— 1300/ 型动态无功补偿装置及谐波治理成套装置，经隔离开关固定接于母线。 额定容量 2020KVA，额定电压 ，在实现动态无功补偿的同时，还能抑制 3次与 5 次谐波。 4 主变压器与所用变压器的选择 规程中的有关变电所主变压器选择的规定 1主变容量和台数的选择，根据 《矿山电 力设计规范》，矿山一级负荷的两个电源均需经主变压器变压时，就采用两台。 当其中一台停止运行进，其余变压器容量就能保证一级与二级负荷的供电。 主变台数的确定 为保证供电的可靠性， 本次设计 采用两台主变 ，一台运行，一台备用。 主变容量的确定 按照一般变压器选择原则，变压器的负荷率一般为 75%～８ 5%。 由 的负荷计算得知 10kV 侧的负荷总量为。 考虑 20%到裕量，  39。 S S/=（ 4１） 所以应选容量为 8000kVA 的变压器。 主变形式的选择 主变一般采用三相变压器， 35kV 侧采用 Y连接， 10kV 侧采用△接线。 为了适应电压变化，采用有载调压变压器。 根据上述的讨论选用 35kV 双绕组电力变压器，该变压器的型号为 : SZ11— 8000/35，具体技术数据如下表： 表 主变压器技术参数 型号 SZ11— 8000/35 额定容量 (kVA) 8000 额定电压 (kV) 高压 35 低压 损耗 (KW) 空载 短路 短路电压 (%) 空载电流 (%) 所变的选择 所变采用两台 SJ5035 变压器，供站内保护、事故照明、跳合闸电源。 2站用变由双投刀闸互为闭锁投切操作。 SC95035 变压器，具体技术数据如下表： 表 所用变压器技术参数 型号 SC95035 额定容量 (kVA) 50 额定电压 (kV) 高压 35 低压 损耗 (W) 空载 450 短路 1300 短路电压 (%) 6 空载电流 (%) 5 电气主接线设计 电气主接线概述 发电厂和变电所中的一次设备、按一定要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线，也成主电路。 它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各用户。 它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。 所以电气主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分。 主接线的确定，对电力系统得安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会长生直接的影响。 主接线的设计原则 1发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用； 2发电厂、变电所的分期和最 终建设规模； 3负荷大小和重要性； 4系统备用容量大小； 5系统专业对电气主接线提供的具体资料。 主接线设计的基本要求 变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。 并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。 因此对主接线的设计要求可以归纳为以下三点。 1可靠性； 2灵活性； 3经济性。 主接线设计 电气主接线的基本形式就是主要电气设备常用的几种连接方式，它以电源和出线为主体。 大致分为 有汇流母线和无汇流母线两大类。 其中有汇流母线的接线形式可概括地分为单母线接线和双母线接线两大类；无汇流母线的接线形式主要有桥形接线、角形接线和单元接线。 35kV 侧主接线设计 35kV 侧进线 两 回， 设计本着对煤矿供电的安全可靠，择优选用路线简单清晰操作方便灵活，便于检修，运营费低的 35/10kV 单母线分段结线方式。 故 35kV。