供電課程設(shè)計(jì)----煤礦地面變電所部分設(shè)計(jì)

1、<p>　　1 變電所主接線方式</p><p>　　1.1 變電所主變壓器的一次側(cè)接線方式</p><p>　　主接線圖即主電路圖，即表示系統(tǒng)中電能輸送和分配路線的電路圖，亦稱(chēng)為一次電路圖，而用來(lái)控制、指示、監(jiān)測(cè)和保護(hù)一次電路及其設(shè)備運(yùn)行的電路圖，則稱(chēng)二次電路圖，或二次接線圖。二次回路是通過(guò)電流互感器和電壓互感器與主電路相聯(lián)系的。</p><p>　

2、　變配電所的主接線，應(yīng)根據(jù)變配電所在供電系統(tǒng)中的地位、進(jìn)出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟(jì)等要求。</p><p>　　一、對(duì)工廠變電所主接線的要求如下：</p><p>　　a 安全：應(yīng)符合有關(guān)國(guó)家校準(zhǔn)和技術(shù)犯規(guī)和技術(shù)犯規(guī)的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全。</p><p>　　b 可靠：應(yīng)滿足電力負(fù)荷特輯是其中一、二次負(fù)

3、荷對(duì)供電可靠性的要求。</p><p>　　c 靈活：應(yīng)能適應(yīng)必要的各種運(yùn)行方式，便于切換操作和檢修，且能適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展。</p><p>　　d 經(jīng)濟(jì)：在滿足上述的前提下，盡量使主接線簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，主接線圖只表示電氣設(shè)備的一相連接，因?yàn)槿嘟涣麟娏ρb置中的所有三相連接方法是相同的，所接的電

4、氣設(shè)備也一樣，這種圖稱(chēng)為單線圖。為了使看圖容易起見(jiàn)，圖上只畫(huà)出系統(tǒng)的主要元件，如發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器等，以及其相互間連接。</p><p>　　二、 在接線時(shí)，變電所主接線的一般要求：</p><p>　　a 變電所中的高、低壓母線一般采用單母線或單母線分段，車(chē)間變電所的變壓器一般均分列運(yùn)行；</p><p>　　b 變電所的主接線，應(yīng)按照電源情況、生產(chǎn)要求、

5、負(fù)荷性質(zhì)、容量大小以及與鄰近配變電所的聯(lián)系等因數(shù)確定，力求簡(jiǎn)單可靠；</p><p>　　c 按在母線上的閥型避雷器和電壓互感器一般合用一組隔離開(kāi)關(guān)，架空線出現(xiàn)上的閥型避雷器不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)；</p><p>　　d 全廠只有一臺(tái)容量較小的配電變壓器時(shí)其一次側(cè)不宜設(shè)高壓開(kāi)關(guān)柜。</p><p>　　具在下列之一者，應(yīng)裝設(shè)母線分段斷路器：其一是動(dòng)裝置有要求，其二是倒

6、換電源嚴(yán)重影響生產(chǎn)，第三是出現(xiàn)回路多。</p><p>　　為了保證對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷進(jìn)行可靠在企業(yè)變電所中一次側(cè)主接線中廣泛采用由兩電源線路受壓和裝設(shè)兩臺(tái)變壓器的上臺(tái)變壓器的橋式主接線。橋式又分為內(nèi)橋、外橋、全橋三種，內(nèi)橋、外橋分別如圖a、b所示。途中I1、I2為兩回路電源線路，斷路器QF1和QF2分別接在主變壓器TM1和TM2的高壓側(cè)，向變電所供電。</p><p>　　內(nèi)橋接線：內(nèi)橋用在

7、并聯(lián)工作時(shí)某一元件故障以減小電壓損失，其倒換線路操作方便，設(shè)備投資少，占地面積少。缺點(diǎn)就是操作變壓器和擴(kuò)建不方便，故適用于進(jìn)線距離長(zhǎng)，線路故障多，變壓器切換少的地方。</p><p>　　外橋接線：對(duì)變壓器切換方便，比內(nèi)橋少兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān)，投資少，占地面積小。繼電保護(hù)簡(jiǎn)單，易于過(guò)渡觀察及全橋接線。缺點(diǎn)是倒換線路時(shí)，操作不方便，變電所一次側(cè)無(wú)線路保護(hù)。所以適用于進(jìn)線短而倒換次數(shù)少或變壓器采取經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要經(jīng)常切換的終端變

8、電所以及可能發(fā)展為有穿越負(fù)荷的變電所。</p><p>　　全橋接線：適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)線路、變壓器的操作靈活、使用方便，但是造價(jià)高易于發(fā)展成為單母線分段的中間變電所。缺點(diǎn)是設(shè)備多、投資大，占地面廣。</p><p>　　以上三種橋式接線方式，一般用于電壓為35—110kv雙電源進(jìn)線的終端變電所。而變</p><p>　　電所主接線方式分電源進(jìn)線回?cái)?shù)、負(fù)荷大小、級(jí)別、電源

9、距離和變壓器的臺(tái)數(shù)與容量等因</p><p>　　圖a內(nèi)橋接線 圖b外橋接線</p><p>　　數(shù)有關(guān)。綜上所訴，比較三種接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)，并和大隆煤礦的實(shí)際情況結(jié)合起來(lái)，在本設(shè)計(jì)中采用一次側(cè)主接線為內(nèi)橋接線。</p><p>　　1.2 變電所變壓器二次側(cè)接線方式</p><p>

10、;　　在工廠的變、配電所中，通常可分為一次設(shè)備和二次設(shè)備兩大類(lèi)。二次設(shè)備是指測(cè)量表計(jì)、控制信號(hào)設(shè)備、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置和運(yùn)動(dòng)裝置等。</p><p>　　二次接線是根據(jù)測(cè)量、控制、保護(hù)和信號(hào)顯示的要求，表示設(shè)備互相連接關(guān)系的電路，也叫二次回路。在二次接線圖中應(yīng)附有主電路的設(shè)備和元件，以便于進(jìn)行了解。變電所主變壓器的二次側(cè)接線方式可分為單母線、單母線分段、雙母線分段三種方式，這三種方式如圖c、d、e所示。<

11、;/p><p><b>　　圖c 單母線制</b></p><p>　　圖d 單母線分段制</p><p><b>　　圖e 雙母線制</b></p><p>　　1.2.1 單母線制</p><p>　　盡管母線極少發(fā)生故障，但故障的后果極為嚴(yán)重在設(shè)計(jì)與安裝時(shí)，需使其可靠

12、，在運(yùn)行中也要加強(qiáng)維護(hù)。</p><p>　　母線制分為單母線、單母線分段和雙母線制。母線制與進(jìn)線回路數(shù)有關(guān)，如果只有一回進(jìn)線，為了提高可靠性，把母線搞得很復(fù)雜是沒(méi)有什么意義的。一回進(jìn)線只能用單母線制，當(dāng)然這種母線制的可靠性和靈活性都很低，母線及母線隔離開(kāi)關(guān)（如圖c）發(fā)生故障時(shí)將影響全部負(fù)荷的用電，直到故障全部消失為止，而清掃和修理母線和隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，必須停止整個(gè)系統(tǒng)的供電。</p><p>

13、;　　1.2.2單母線分段制</p><p>　　在兩回進(jìn)線的條件下，便可以實(shí)現(xiàn)單母線分段制。單母線可以采用隔離開(kāi)關(guān)或斷路器分段。</p><p>　　用隔離開(kāi)關(guān)分段可以消除部分段母線的部分缺點(diǎn)。只要分段開(kāi)關(guān)是斷開(kāi)的，就可以對(duì)每段母線及母線隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行修理但當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)合閘時(shí)，任一段母線的故障仍將破壞全長(zhǎng)的供電。如分段開(kāi)關(guān)采用斷路器，則比較優(yōu)越（如圖d），在QF上具備相應(yīng)的保護(hù)，在斷路器和扎

14、實(shí)的母線發(fā)生故障時(shí)，母線斷路器同時(shí)切斷（QF1或QF2），另一段非故障母線保持工作。</p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)的可靠性和靈活性雖然較低，但如果分段母線是單獨(dú)運(yùn)行的，母線隔離開(kāi)關(guān)QS只在確定一回路電流進(jìn)線發(fā)生故障并切除的條件下方可投入，基本上也能滿足供給二級(jí)負(fù)荷用戶的要求。</p><p>　　單母線分段制的缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面；</p><p>　　a

15、某分段上的母線，母線隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，電源只能通過(guò)一回進(jìn)線供電，供電效率較低，從而使部分用電停電；</p><p>　　b 當(dāng)分段上進(jìn)行修理時(shí)，該段重要用戶時(shí)區(qū)備用。</p><p>　　所以為了減小故障影響范圍，可將母線多分段，對(duì)重要用戶可以三段同時(shí)供電。若分為兩段，電路的備用能力對(duì)一級(jí)負(fù)荷需按100%考慮，當(dāng)分為三段時(shí)則備用容量可按50%考慮，在線路較長(zhǎng)時(shí)，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較比

16、較可增設(shè)分段以減小電網(wǎng)對(duì)備用的能力的要求。</p><p><b>　　1.2.3雙母線制</b></p><p>　　當(dāng)工廠負(fù)荷大，重要負(fù)荷多，以致使饋電回電路太多，采用單母線分段制存在一定的困難時(shí)，則考慮采用雙母線，圖e為雙母線接線圖 B1為工作母線 B2為備用母線 每一饋電線路經(jīng)一個(gè)斷路器和兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān)接于雙母線上。</p><p>　　

17、雙母線制的優(yōu)點(diǎn)是：一是輪流修理母線而不至于引起供電中斷；而是修理任一母線隔離開(kāi)關(guān)僅使本回路斷開(kāi)；三是在工作母線發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)備用母線能迅速恢復(fù)供電；四是修理其一回路德斷路器時(shí)可利用備用母線及母線聯(lián)絡(luò)斷路器（QF3），不使本回路長(zhǎng)期中斷。</p><p>　　同時(shí)，其主要缺點(diǎn)是母線隔離開(kāi)關(guān)用作操作電源時(shí)，在負(fù)載情況下進(jìn)行各種切換操作過(guò)程的失誤，將引起母線短路，造成嚴(yán)重的后果。此外，母線隔離開(kāi)關(guān)的數(shù)目增加 連鎖機(jī)構(gòu)

18、復(fù)雜，造價(jià)高，為了保證第一類(lèi)負(fù)荷的不間斷供電，往往在工作母線上海需要分段的辦法。</p><p>　　在工廠變電所中不推薦使用雙母線制， 除因其具有缺點(diǎn)之外，工廠配電所，車(chē)間配電所都分散裝置， 因而每個(gè)配電所內(nèi)饋電線路并非很多，采用雙母線是乎沒(méi)有很大必要。 此外，絕對(duì)不允許提點(diǎn)的重要負(fù)荷，采取其他辦法滿足備用要求，故除特大型工廠重降壓變電所或工廠具有大容量自備電廠偶爾有要求外，機(jī)械制造工廠一般情況下很少用到。&l

19、t;/p><p>　　在實(shí)際中，礦井變電所一般采用單母線分段，這主要體現(xiàn)在：</p><p>　　a 對(duì)于大中型礦井地面變電所，主要變壓器容量較大的斷路器分段；</p><p>　　b 對(duì)于中小型礦井地面變電所，主要變壓器容量較小，且出現(xiàn)回路數(shù)較小采用隔離開(kāi)關(guān)分段；</p><p>　　c 對(duì)主變電所容量超過(guò)10000KVA以上的大型礦井變

20、電所， 6KV受電側(cè)可能裝設(shè)電抗器等，但采用單母線分段制的接線方式。</p><p>　　當(dāng)某受電線路或變壓器因故障及檢修停止運(yùn)行時(shí)，可通過(guò)母線分段斷路器的聯(lián)絡(luò) 保證繼續(xù)對(duì)兩段母線上的重要負(fù)荷進(jìn)行供電，所以它應(yīng)用于一 二級(jí)負(fù)荷且進(jìn)線較多的變電所。</p><p>　　其不足之處時(shí)當(dāng)其中任一母線需要檢修或發(fā)生故障時(shí)，接于該段母線的全部進(jìn) 出線均應(yīng)停止運(yùn)行，為此一 二級(jí)負(fù)荷必須由接于兩段母線的

21、環(huán)形系統(tǒng)或雙回路供電，以使互為備用。</p><p>　　雙母線結(jié)構(gòu)如圖e所示 。變電所每回進(jìn)出線通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)可以接在任一段母線上， 兩母線之間用斷路器聯(lián)絡(luò)。因此不論那一段電源與母線同時(shí)發(fā)生故障 ，都不影響對(duì)用戶的供電，故可靠性高，運(yùn)行靈活，這種接線主要用于負(fù)荷容量大，可靠性要求高，僅出現(xiàn)回路多的重要變電所。</p><p>　　綜上所述，比較這三種接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)，并根據(jù)大隆煤礦的實(shí)際情

22、況，在該設(shè)計(jì)中采用單母線分段接線方式即可滿足要求，而且造價(jià)合理。</p><p>　　1.3變電所主變壓器的運(yùn)行方式</p><p>　　變電所主變壓器運(yùn)行方式主要有三種： 第一種是兩臺(tái)變壓器一使一備， 第二種是兩臺(tái)變壓器同時(shí)工作 ，這種又可分為列和并列兩種運(yùn)行方式； 第三種是兩臺(tái)工作， 一臺(tái)備用 。</p><p>　　1.3.1兩臺(tái)變壓器一使一備（明備用）<

23、;/p><p>　　此時(shí)兩臺(tái)變壓器均按100%的負(fù)荷選擇。 該運(yùn)行方式在實(shí)際中并不經(jīng)濟(jì)， 因?yàn)殡娏Σ块T(mén)是按照變壓器臺(tái)數(shù)及容量收取電費(fèi)而不管任一時(shí)刻有幾臺(tái)變壓器工作 。因此備用的那一臺(tái)在無(wú)形中消耗費(fèi)用 ，所以這種方式只適用于小型工礦企業(yè)。</p><p>　　1.3.2兩臺(tái)變壓器同時(shí)工作（暗備用）</p><p>　　兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行，正常情況下每臺(tái)變壓器各承擔(dān)約全部負(fù)

24、荷的50%。因此，每臺(tái)變壓器的容量按全部最大負(fù)荷的70%選擇。當(dāng)一臺(tái)出故障后，另一臺(tái)全負(fù)荷工作。</p><p><b>　　一、分列運(yùn)行</b></p><p>　　其優(yōu)點(diǎn)是短路電流小，繼電保護(hù)裝置簡(jiǎn)單便宜，沖擊負(fù)荷電壓波形的影響面積小。</p><p><b>　　二、并列運(yùn)行</b></p><p

25、>　　其主要優(yōu)點(diǎn)集中體現(xiàn)在：</p><p>　　a 提高供電可靠性：當(dāng)某臺(tái)變壓器運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，而從系統(tǒng)中迅速切除后， 并列運(yùn)行的其他變壓器可以繼續(xù)供電，這一點(diǎn)對(duì)用戶的一級(jí)重要負(fù)荷來(lái)說(shuō)，顯得尤其重要。</p><p>　　b 有利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：變壓器并列運(yùn)行時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際負(fù)荷的變化和需要，靈活調(diào)節(jié)投入的臺(tái)數(shù)及容量，避免變壓器承擔(dān)過(guò)重負(fù)荷或過(guò)輕負(fù)荷，降低電能損耗，提高系統(tǒng)功率因

26、數(shù)。</p><p>　　c 便于安排計(jì)劃?rùn)z修：當(dāng)某臺(tái)變壓器需要檢修時(shí) ，可以根據(jù)負(fù)荷先并排上一臺(tái)變壓器，在將需要檢修的變壓器停下來(lái)， 達(dá)到檢修供電兩不誤。</p><p>　　減少初期投資：變電所的負(fù)荷，一般總是逐漸增加起來(lái)的，如果采用變壓器并聯(lián)運(yùn)行方式，可以根據(jù)負(fù)荷的發(fā)展分期安裝多臺(tái)變壓器，從而減少基建工程的初期投資。</p><p>　　1.3.3兩臺(tái)工作，

27、 一臺(tái)備用</p><p>　　該方式變壓器臺(tái)數(shù)較多，開(kāi)支較大，大多用于特大型工礦型企業(yè)。</p><p>　　通過(guò)綜合分析，可知兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行時(shí)，繼電保護(hù)簡(jiǎn)單，具有一定的可靠性。當(dāng)一臺(tái)變壓器故障時(shí)，另一臺(tái)可保證全礦20%負(fù)荷的供電。即可為一，二級(jí)負(fù)荷，減少停電，它們的母線開(kāi)關(guān)即可隔離開(kāi)關(guān)，即可采用斷路器。</p><p>　　對(duì)可靠性要求較高或產(chǎn)量較大的礦井，

28、主變壓器一般采用兩臺(tái)，特殊情況下也可用三臺(tái)。當(dāng)一臺(tái)故障時(shí)，另一臺(tái)必須保證安全或原煤礦產(chǎn)負(fù)荷的用電。對(duì)于一用一備的變壓器應(yīng)用損耗的變壓器，把損耗高的變壓器作為備用。綜上所述，同時(shí)結(jié)合大隆煤礦的生產(chǎn)規(guī)模，在本設(shè)計(jì)中采用兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行方式。</p><p>　　2負(fù)荷計(jì)算及主變壓器的選擇</p><p><b>　　2.1負(fù)荷計(jì)算</b></p><

29、p>　　工廠進(jìn)行電力設(shè)計(jì)的基本原始資料是公益部門(mén)提供的用電設(shè)備安裝容量。這些用電設(shè)備品種多，數(shù)量大，工作情況復(fù)雜。如果根據(jù)這些資料正常估計(jì)工廠所需的電力和電量是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。估算的準(zhǔn)確程度將影響工廠電力設(shè)計(jì)的質(zhì)量，若估算過(guò)高，將增加供電設(shè)備容量，使工廠電網(wǎng)復(fù)雜，浪費(fèi)有色金屬，增加初投資和運(yùn)行管理工作量：同時(shí)如果估算過(guò)低，又會(huì)使工廠投入生產(chǎn)后，供電系統(tǒng)的線路及電氣設(shè)備由于承受不了實(shí)際負(fù)荷電流過(guò)熱，加速其絕緣老化的速度并降低使用

30、壽命，增大電能損耗，影響供電系統(tǒng)的正?？煽窟\(yùn)行。</p><p>　　負(fù)荷計(jì)算就是求計(jì)算負(fù)荷的這項(xiàng)工作。在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，往往要借助于負(fù)荷曲線求得的系數(shù)。它可分為需求系數(shù)法，利用系數(shù)法，形狀系數(shù)法和附加系數(shù)法四種。</p><p>　　2.1.1計(jì)算方法的確定</p><p>　　一、需要系數(shù)法，步驟如下：</p><p>　　a 將用電設(shè)

31、備分組，求出各組用電設(shè)備的總額定容量；</p><p>　　b 查出各組用電設(shè)備相應(yīng)的需要系數(shù)及對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)，并利用下式求解，</p><p>　　即： </p><p>　　于是得到： </p><p>　　c 利用需要系數(shù)法求車(chē)間或全廠設(shè)計(jì)負(fù)

32、荷時(shí)，需要在各級(jí)配電點(diǎn)乘以同期系數(shù)，其取值一般為0.85~0.95，但他們的連續(xù)乘積建議不小于0.8。由于越趨向電源端，負(fù)荷越穩(wěn)定，所以對(duì)應(yīng)的也大</p><p>　　二、系數(shù)法，步驟如下：</p><p>　　a 將用電設(shè)備分組，求出各組用電設(shè)備的總額定容量；</p><p>　　b 查出各用電設(shè)備相應(yīng)的利用系數(shù)，及對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)，并利用下式求解，</p

33、><p>　　即： </p><p>　　于是得到： </p><p>　　c 求負(fù)荷的有效值</p><p>　　三、附加系數(shù)法，步驟如下：</p><p>　　a 將用電設(shè)備分組，求出各組用電設(shè)備的總額定

34、容量；</p><p>　　b 查出各組用電設(shè)備相應(yīng)的功率因數(shù)；</p><p>　　c 求出上述用電設(shè)備組的加權(quán)利用系數(shù)；</p><p>　　d 求出上述用電設(shè)備組的等效臺(tái)數(shù)</p><p>　　e 查出曲線，得出。利用，求出計(jì)算負(fù)荷的有功功率及相應(yīng)的計(jì)算負(fù)荷無(wú)功功率。</p><p>　　用第二、第三種方

35、法求計(jì)算負(fù)荷不需要乘以同期系數(shù)。由于后兩種方法不常用，所以本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法來(lái)計(jì)算負(fù)荷。</p><p>　　2.1.2大隆煤礦計(jì)算負(fù)荷的過(guò)程</p><p>　　一、首先將用電設(shè)備分組</p><p>　　a 地面高壓組：主井絞車(chē)、副井絞車(chē)、壓風(fēng)機(jī)、主扇、回風(fēng)機(jī)。其額定容量分別為表示；</p><p>　　b 井下高壓組：主排石泵、井

36、下中央變電所、一采區(qū)變電所、二采區(qū)變電所、三采區(qū)變電所、四采區(qū)變電所、綜采。其額定容量分別為表示；</p><p>　　c 地面低壓組：機(jī)修廠、選煤廠、礦山變電所、瓦斯泵站、工業(yè)廣場(chǎng)、鐵路運(yùn)銷(xiāo)處、自家用照明、小明2號(hào)聯(lián)絡(luò)、采石場(chǎng)、工人村。其額定容量分別為表示。</p><p>　　二、根據(jù)用電設(shè)備需要系數(shù)及功率因素進(jìn)行計(jì)算</p><p><b>　　a

37、 地面高壓組：</b></p><p><b>　　主井絞車(chē) </b></p><p><b>　　副井絞車(chē) </b></p><p>　　壓風(fēng)機(jī) </p><p><b>　　同步</b></p><p&

38、gt;<b>　　繞線</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　主扇 </p><p>　　回風(fēng)機(jī) </p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　　b

39、井下高壓組：</b></p><p>　　主排水泵 </p><p>　　井下中央變電所 </p><p>　　一采區(qū)變電所 </p><p>　　二采區(qū)變電所 </p><p>　　三采區(qū)變電所 </p><p>　　四采區(qū)變電所

40、 </p><p>　　綜采 </p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　　c 地面低壓組：</b></p><p><b>　　機(jī)修廠，選煤廠 </b></p><p><b>　　礦山變

41、電所 </b></p><p>　　瓦斯泵站 </p><p><b>　　工業(yè)廣場(chǎng) </b></p><p>　　鐵路運(yùn)銷(xiāo)處 </p><p>　　自家照明用 </p><p>　　小明2號(hào)聯(lián)絡(luò) </p><p&g

42、t;　　采石場(chǎng) </p><p>　　總機(jī)廠 </p><p>　　工人村 </p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷</b></p><p>　　取各組負(fù)荷的同期系數(shù)為：，于是</p&g

43、t;<p><b>　　2.2電容器的選擇</b></p><p>　　一、提高功率因數(shù)的原因</p><p>　　低壓電網(wǎng)中的負(fù)荷多為感性負(fù)荷，普遍的自然功率因數(shù)較低。因此，必須設(shè)法提高底層電力網(wǎng)的功率因數(shù)。一般工礦企業(yè)消耗的無(wú)功功率，電動(dòng)機(jī)占70%，變壓器占20%，線路占10%。所以要合理選擇電動(dòng)機(jī)和變壓器，使電動(dòng)機(jī)平均負(fù)荷為其額定功率45%以上，變

44、壓器負(fù)荷率為60%以上，如能達(dá)到75%~85%時(shí)，更為合適。當(dāng)變壓器負(fù)荷率太低時(shí)，斷開(kāi)部分輕載變壓器，減少變壓器的輕載運(yùn)行。當(dāng)企業(yè)的自然總平均功率因數(shù)較低時(shí)，單靠提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)采用必要的無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備，進(jìn)一步提高工礦企業(yè)的功率因數(shù)。</p><p>　　目前補(bǔ)償?shù)蛯与娏W(wǎng)無(wú)功功率的基本原則是：無(wú)功功率就地補(bǔ)償以減少無(wú)功功率在電力網(wǎng)中流動(dòng)而產(chǎn)生的不必要的功率損耗。當(dāng)前唯一有效且經(jīng)濟(jì)的辦

45、法是根據(jù)低壓系統(tǒng)中的無(wú)功潮流，選擇適宜的補(bǔ)償方式來(lái)安裝并聯(lián)電容器。</p><p>　　二、并聯(lián)電容器無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟?lt;/p><p>　　低壓電力網(wǎng)中負(fù)荷的性質(zhì)是電感性和電阻性的，如電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)等。在安裝低壓并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，可用如圖的等效電路加以說(shuō)明。根據(jù)電工原理可知，在交流電路中，純電阻負(fù)載的電流與端電壓同相，而純電感負(fù)載的電流比端電壓滯后90°；純電容元件的電

46、流比端電壓超前90°。</p><p>　　由于低壓電力網(wǎng)中的負(fù)載基本上是電阻性、電感性或電阻、電感混合性的負(fù)載，這樣電路中的總電流將滯后于端電壓一個(gè)角度（0°＜＜90°），從圖可知在負(fù)荷兩端中補(bǔ)償電容器室，電路中的電容電流總要抵消一部分或全部的電感電流，使得電路中的總電流減少到，而總電流與端電壓之間的相位差由減少到，因此功率因數(shù)從增加到補(bǔ)償前， ，電流比電壓滯后角度，很低：<

47、/p><p><b>　　，比超前90°</b></p><p><b>　　，與夾角為</b></p><p>　　電容器組的接線方式的確定：可以用Δ接和Y接兩種方式，本設(shè)計(jì)采用△接，因?yàn)椋?lt;/p><p>　　a △接線可以充分發(fā)揮電容器組的補(bǔ)償能力。</p><p&

48、gt;　　b △接可以防止由于電容器容量不對(duì)稱(chēng)時(shí)，由于中性點(diǎn)位移而使相電壓有的欠壓，有的過(guò)壓，造成電容器組燒毀現(xiàn)象。 </p><p>　　c 若發(fā)生一相斷線，只影響各相補(bǔ)償容量有所減少，不至于嚴(yán)重不平衡?！鹘樱喝鬉相斷線，，三相不變，1、2繞組變化，下降則,也下降，沒(méi)有造成嚴(yán)重不平衡。Y接：若3線路斷線，c=0, 1、2繞組不變，將造成嚴(yán)重不平衡，中性點(diǎn)位移，會(huì)使有的相位升高而燒毀電容器組。</p&g

49、t;<p>　　綜合以上觀點(diǎn)：本次設(shè)計(jì)電力電容器采用△接線。</p><p>　　2.2.1功率因數(shù)提高</p><p>　　a 無(wú)功補(bǔ)償方式有高壓集中補(bǔ)償，低壓成組補(bǔ)償，分散就地補(bǔ)償。</p><p><b>　　b 無(wú)功補(bǔ)償容量</b></p><p>　　⑴ 若采用固定補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償容量<

50、/p><p>　?、?若采用分組自動(dòng)投切補(bǔ)償容量</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用自動(dòng)投切補(bǔ)償。</p><p>　　2.2.2電容器的補(bǔ)償</p><p>　　a 全礦的自然功率因數(shù)</p><p><b>　　已經(jīng)計(jì)算出：</b></p><p>　　b 把功率因數(shù)由

51、0.86提高到0.95時(shí)，所需的補(bǔ)償容量</p><p>　　c 由于電力電容器額定容量選6.3kv,12，YY6.3-12-1型浸油移相電容器。</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　每相電容器數(shù)為</b></p><p>　　d 因該礦采用單母線分段，故取實(shí)際每

52、相電容器為78個(gè)，則實(shí)際電容器的總數(shù)為</p><p><b>　　2.3變壓器的選擇</b></p><p>　　當(dāng)變電所的受電電壓在35KV及以上時(shí)如受電電壓為10KV，但礦井高壓設(shè)備為6KV，應(yīng)選擇主變壓器。變壓的容量按總的計(jì)算負(fù)荷及變壓器數(shù)目來(lái)決定。當(dāng)?shù)V井自然功率因數(shù)小于0.9時(shí)，應(yīng)按人工補(bǔ)償后的實(shí)際功率因數(shù)，重新算出變電所的視在功率，作為選擇變壓器的依據(jù)。&

53、lt;/p><p>　　一、選擇總降壓變電所變壓器的數(shù)量和容量時(shí)，應(yīng)考慮以下的條件：</p><p>　　a 電源可供進(jìn)線的條件；</p><p>　　b 用電負(fù)荷的分類(lèi)及不能供電中斷的程度；</p><p>　　c 工廠負(fù)荷的均衡性，為減少電能損耗，有時(shí)需要選擇兩臺(tái)；</p><p>　　d 工廠中有無(wú)大型沖擊負(fù)

54、荷，如大型高壓電動(dòng)機(jī)，大型電爐等；</p><p>　　e 運(yùn)輸及建筑物高度等。</p><p>　　二、變壓器容量的選擇：決定變壓器的單元容量的主要因素。</p><p>　　a 設(shè)置變壓器時(shí)的初期負(fù)荷；</p><p>　　b 變壓器事故時(shí)的決策，其中負(fù)荷的因素占很大比重。隨著電力系統(tǒng)的急劇擴(kuò)大，各種電壓等級(jí)的變壓器容量在依次增大。

55、對(duì)連接變壓器的系統(tǒng)的運(yùn)行電壓的實(shí)際情況，特別時(shí)高阻抗的變壓器，其電壓變動(dòng)率和過(guò)勵(lì)磁限度（5％）等都要進(jìn)行綜合的判斷。并不得少于全部計(jì)算負(fù)荷的80％。變壓器容量的確定應(yīng)以變電所所承受的全礦總的計(jì)算負(fù)荷為主要依據(jù)，變壓器的數(shù)量應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的性質(zhì)對(duì)電的可靠性要求的程度來(lái)確定。一般供電可靠性要求較高的變電所主變壓器選擇兩臺(tái)。本設(shè)計(jì)主要選兩臺(tái)變壓器分別運(yùn)行，其中一臺(tái)故障時(shí)，另一臺(tái)可保證安全和原生產(chǎn)用電，并不得少于全礦總負(fù)荷的80％。全礦的總負(fù)荷已確

56、定，見(jiàn)附錄表。</p><p><b>　　三、變壓器負(fù)荷計(jì)算</b></p><p>　　a 補(bǔ)償后變壓器低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為</p><p>　　b 變壓器高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷</p><p><b>　　變壓器的損耗計(jì)算</b></p><p>　　變壓器高壓側(cè)負(fù)荷計(jì)算為&l

57、t;/p><p>　　由于本設(shè)計(jì)選用兩臺(tái)變壓器采用暗備用，則</p><p>　　即選SLF為10000/35，2臺(tái)。</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　劉介才主編.工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京:機(jī)械工業(yè)出版社

58、.1999</p><p>　　劉介才主編.工廠供電簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1999</p><p>　　西安理工大學(xué) 余健明 同向前 蘇文成 編.供電技術(shù)（第四版）. .北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2008</p><p><b>　　供電課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)</b></p><p>　　附錄A 大隆煤礦負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表&