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1、1摘摘 煤矿供电技术课程设计煤矿供电技术课程设计 35kv-6kv35kv-6kv 论文设计论文设计摘摘 要要本变电所为中小型企业变电所，此矿是由本变电所为中小型企业变电所，此矿是由 35KV 架空进架空进线，经主变压器降压为线，经主变压器降压为 6KV，再分别进入各车间变电所。，再分别进入各车间变电所。此设计涉及到变电所主接线的设计、短路电流计算、继电此设计涉及到变电所主接线的设计、短路电流计算、继电保护设计、电气设备选择、配电装置设计、防雷和接地设保护设计、电气设备选择、配电装置设计、防雷和接地设计。设计中将各个电气设备分别装入合适的高压开关柜和计。设计中将各个电气设备分别装入合适的高压开
2、关柜和低压配电屏中，其结构简单、占地面积小。新设备的引低压配电屏中，其结构简单、占地面积小。新设备的引进，自动化的配合，供电可靠性得到了很大的提高。进，自动化的配合，供电可靠性得到了很大的提高。关键词：降压变电所关键词：降压变电所 负荷计算负荷计算 主接线主接线 电气设备电气设备1 变电所的负荷统计与主变压器的选择变电所的负荷统计与主变压器的选择1.1 变电所的负荷统计变电所的负荷统计统计变电所的负荷时，应首先将企业的用电设备，按照统计变电所的负荷时，应首先将企业的用电设备，按照生产环节和用电设备所处的地理位置等因素划分成若干组。生产环节和用电设备所处的地理位置等因素划分成若干组。先分别求出各
3、组用电设备的计算负荷和负荷电流等参数，先分别求出各组用电设备的计算负荷和负荷电流等参数，2并将其填入负荷统计表中，然后计算整个变电所的总负荷。并将其填入负荷统计表中，然后计算整个变电所的总负荷。在计算各组用电设备的计算负荷时，应先将不同工作制在计算各组用电设备的计算负荷时，应先将不同工作制下的负荷容量换算为统一工作制下的额定容量，单相负荷下的负荷容量换算为统一工作制下的额定容量，单相负荷换算为三相负荷，然后按下述方法进行负荷计算。换算为三相负荷，然后按下述方法进行负荷计算。1.1.1 按需要系数法确定三相用电设备有功计算负荷的按需要系数法确定三相用电设备有功计算负荷的计算公式计算公式1.1.1
4、.1 单组用电设备计算公式单组用电设备计算公式1） 有功计算负荷有功计算负荷 P30=Kd Pe (1-1)Pe用电设备容量用电设备容量 Kd用电设备的需要系数用电设备的需要系数2） 无功计算负荷无功计算负荷 Q30=P30 tan (1-2) tan对应于用电设备功率因数对应于用电设备功率因数 Cos 的正切值的正切值P3） 视在计算负荷视在计算负荷 S30=30 (1-4)cosS304） 计算电流计算电流 I30= (1-5)3UNUN用电设备的额定电压用电设备的额定电压1.1.1.2 多组用电设备计算公式多组用电设备计算公式31） 有功计算负荷有功计算负荷 P30=KP (1-6) P
5、30i所有设备组有功计算负荷所有设备组有功计算负荷 P30 之和之和PK30i有功负荷同时系数，可取有功负荷同时系数，可取 0.85-0.95 P2） 无功计算负荷无功计算负荷 Q30=KqQ30i (1-7)Q30i所有设备组无功计算负荷所有设备组无功计算负荷 Q30 之和之和 Kq无功负荷同时系数，可取无功负荷同时系数，可取 0.9-0.973） 视在计算负荷视在计算负荷 S30=P30+Q30 (1-8) 4） 计算电流计算电流 I30=S30UN22(1-9)下面以主提升机为例进行统计计算：下面以主提升机为例进行统计计算： 查下表查下表 1-1 可知可知 Kd =0.81，Cos=0.
6、85tan0.62P30=Kd Pe0.81 *800=648 kW Q30=P30 tan648* 40.62=401.76 Kvar S30=P30648/0.85=762.4 KVA cosI30=S303UN762.4/（ *6）=73.4A由于其他设备的负荷统计与此相同。故不再一个一个统由于其他设备的负荷统计与此相同。故不再一个一个统计。计。1.1.2 负荷总计负荷总计P30=3604.5+648+423.5+962.5+560+405.6+422.667+31.2+212.6+259.9+304.2+1428+2495.64+381.2+278.56=12418.067 kWQ30
7、=2523.15+401.76+317.63596.75274.4+474.6+426.9+19.34+187.1 +194.9+246.4+742.56+2520.6+385+245.1=7795.89Kvar 总总计算负荷由下式计算计算负荷由下式计算P=KspP30 (1-10)Q=KsqQ30 (1-11) S= P2+Q2 5(1-12)式中式中P30、Q30 各组用电设备的有功、无功计算负各组用电设备的有功、无功计算负荷之和荷之和;Ksp、Ksq 考虑各组用电设备最大负荷不同时出现的有考虑各组用电设备最大负荷不同时出现的有功无功组同最大负荷同时系数，组数越多，其值越小，一功无功组同最
8、大负荷同时系数，组数越多，其值越小，一般取般取 Ksp =0.850.95,ksq=0.90.97; P、Q、S 干干线或变电所二次母线的总有功、无功、视在计算负荷。线或变电所二次母线的总有功、无功、视在计算负荷。 本例中取本例中取 Ksp =0.85，Ksq =0.9则：则：P= KspP30 =0.85 *12418.067=10555.36 kW Q= KsqQ30 =0.9* 7795.89=6983.9 KvarS=P2+Q2= 10555.362+6983.92=12656.64KVA Cos= P/ S=10555.36/12656.64=0.83tan =0.671.2 无功功
9、率的补偿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在因数应在 0.9 以上。所以当变电所的功率因数低于以上。所以当变电所的功率因数低于 0.9 时，时，应采用人工补偿措施，补偿后的功率因数应不低于应采用人工补偿措施，补偿后的功率因数应不低于 0.95。目前目前 35KV 变电所一般采用在变电所一般采用在 6KV 母线上装设并联电容器母线上装设并联电容器进行集中补偿的办法，来提高变电所的功率因数。当某配进行集中补偿的办法，来提高变电所的功率因数。当某配电线路负荷较大、线路较长时，为了提高补偿效果，可先电线路负荷较大、线路较
10、长时，为了提高补偿效果，可先在该配电线路末端或配电变压器的低压侧进行补偿，然后在该配电线路末端或配电变压器的低压侧进行补偿，然后计算变电所的总计算负荷和功率因数，如功率因数不符合计算变电所的总计算负荷和功率因数，如功率因数不符合6要求，可在变电所要求，可在变电所 6KV 母线上在进行集中补偿。母线上在进行集中补偿。1.2.1 电容器补偿容量的计算电容器补偿容量的计算电容器的无功补偿容量为：电容器的无功补偿容量为：Qc= PN(tan-tana.c) 式中式中 tan补偿前功率因数角的正切值；补偿前功率因数角的正切值； tana.c补偿补偿后应达到的功率因数角的正切值。后应达到的功率因数角的正切
11、值。电容器所需补偿量，因全矿功率因数电容器所需补偿量，因全矿功率因数 cos=0.83，低于，低于0.9 所以应进行人工补偿，补偿后的功率因数应达到所以应进行人工补偿，补偿后的功率因数应达到 0.95 以以上即上即 cosa.c=0.95 则全矿所需补偿容量为：则全矿所需补偿容量为： Qc= PN(tan-tana.c)=10555.36* (0. 67-0.952/0.95)=3602.71 Kvar1.2.2 电容器（柜）型号和台数的确定电容器（柜）型号和台数的确定变电所的无功补偿装置，可选择单个电容器，也可选择变电所的无功补偿装置，可选择单个电容器，也可选择成套电容器柜。为了加快变电所设
12、备的安装速度和布置上成套电容器柜。为了加快变电所设备的安装速度和布置上的规范整齐，一般均选择成套电容器柜。的规范整齐，一般均选择成套电容器柜。选择电容器的型号时，应根据各种型号电容器的特点和选择电容器的型号时，应根据各种型号电容器的特点和变电所的要求选择。由于目前生产厂家较多，相同规格的变电所的要求选择。由于目前生产厂家较多，相同规格的电容器其外型尺寸不完全相同，选择时应注意这一问题。电容器其外型尺寸不完全相同，选择时应注意这一问题。电容器拟采用双星型接线接在变电所的二次母线上，因电容器拟采用双星型接线接在变电所的二次母线上，因此选标称容量为此选标称容量为 30 Kvar。额定电压为。额定电压
13、为 6.3 KV 的电容器，的电容器，装于电容器柜中，每柜中装装于电容器柜中，每柜中装 15 个，每柜容量为个，每柜容量为 450 Kvar，则电容器柜数为则电容器柜数为N= Qc /Qa.c(Uw/Un.c)= 3602.71/ 450 *(6 /6.3)97由于电容器柜要分接在两端母线上。且为了在每段母线由于电容器柜要分接在两端母线上。且为了在每段母线上构成双星形接线，因此每段母线上的电容器柜也应分成上构成双星形接线，因此每段母线上的电容器柜也应分成相等的两组。所以每段母线上的电容器柜数相等的两组。所以每段母线上的电容器柜数 N1 为：为： N1= N /4=9/43所以变电所电容器柜总数
14、所以变电所电容器柜总数 N =4N1=12 台台 ，电容器型号为，电容器型号为bwf-6.3-30-/w 根根 据我矿实际情况，电容器柜选择据我矿实际情况，电容器柜选择 GR-1型采用型采用 01 接线方案。接线方案。1.2.3 补偿后的实际功率因数补偿后的实际功率因数因电容器（柜）的台数选择与计算值不同，所以应计算因电容器（柜）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。补偿后的实际功率因数。 电容器实际补偿容量为：电容器实际补偿容量为：Qca= Nqn.c(Uw/Un.c)= 12 *450*(6/6.3)=4897.96Kvar (1-14) 补偿后变电所负荷的总无功功率：补偿后变电所负荷的总无功功率：Qa.c= Q-Q ca=6983.9-4897.96=2085.94 Kvar (1-15) 补偿后变电所的负荷总容量补偿后变电所的负荷总容量:Sa.c= P30+Qa.c2=2+2085.942=10759 KVA (1-16) 补补偿后的功率因数：偿后的功率因数：cosa.c=P/ Sa.c =10555.36/10759=0.98
