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1、矿井供电设计指导书机电通风教研室第一章概述1 一 1、矿井（工厂）自然状况：本节应简要介绍矿井（工厂）的地理位置，地形和百年洪水位，交通情况，气象条件， 矿井的开采条件，开拓方式，服务年限，年产量。1 一 2、设计原始材料根据实习大纲所需调研的原始资料和设计任务每给定的条件加以说明和整理。1 3、矿区供电概况矿区和矿井（工厂）的电源。来源电源的特征（电力系统或地方电厂；气轮机或水轮机；带电压自动调节或不带电压自动调节）.电源容量电源出口处的相对阻抗或短路容量（最大运行方式和最小运行方式）矿区（工厂）电网的分布情况。供区（工厂）供电的近期，运期规划第二章供电系统及负荷计算2一I、变电所的任务及位
2、置选择本节主要确定矿井（工厂）变电所的供电范围。主要负荷的分布情况 （近期和远期）。矿 井（工厂）供电系统以及各变电所之间的联系。所设计变电所属于新建，扩建还是改造，变电所的任务。采用方案比较方式来确定或来确定变电所的位置。变电所位置选择主要考虑以下几个问题：1、接近负荷中心负荷中心确定步骤为：根据实际负荷相对位置作出平面图2、以公路,铁路及明显建筑物来确定直角坐标系的横轴、纵轴和坐标原点。3 、按下列公式计算出负荷中心pt1mX PhmXPlbmRltzmPn tnmXnPntnmPntnm ynPntnm卩1垢丫1p2 2my1p1t1mp1t2m式中：1、Pn 各组负荷的有功功率（KWt
3、nm 各组负荷的最太利用小时数2、便于进出线。3、有扩建和发展余地.4、交通运输方便，地质条件好 （避开滑坡，塌陷区，溶洞等）。5、 尽量不设在空气污染地区（否则应采取防污措施或设在污染源的上风侧）6、尽量不占和少占农田。应考虑随着生产的发展矿井（工厂 ）供电系统的相应情况。2 2负荷统计与计算一、负荷资料的来源，负荷计算的目的和方法.由于目前电力负荷的准确计算有一定困 难，因此在求负荷计算时一般均采用需用系数法做近似计算。各设备和成组设备需用系数参考值可查阅煤矿电工手册等有关手册。按下面步骤，逐项进行负荷计算。将计算结果填入电力载荷统计表中。1 、对己知的负荷按用户所处的位置、负荷的性质等分
4、组。对于容 量比较大两且距变电所较近的负荷单独分为一组2、根据实习所统计的负荷资料，求出各组设备的容量，使用容量 及小计填入负荷统计表中。p Kx pe(KW)：tg2COScosQ ptg (KVAR)式中：pe 各组额定功率之和 （KW）。cos -各组切数平均功率因数。对于同步机无功功率 Q值应为负值.3、 按年最大长时负荷累加待全矿 （金工厂）合计计算负荷，井下主排水设备主要参考最 大涌水量期间（雨季）时的负荷4、计算变电所6或3 K V母线总负荷变电所6或3 K V母线总负荷为：pZKtmpjspZ 最大负荷同时系数当PjS小于 5000KW 时，Ktm = 0。91.0pjS为 5
5、000 10000KW寸，Ktm = 0.85pjS大于 10000KW寸，Ktm = 0.8QZ = Ktm QS式中：Qz-总无功功率（KVAR）当 P 小于 5000KW寸，Ktm =0.95P 大于 5000KW寸，Ktm =0.9Sz, pz2 Qz22-3变压器的选择主要变压器的总容量可按下式进行。因变压器形式选择首先应考虑选择低能耗变压器Se SZ （KVA）式中：Se变压器的中额定容量（KVA）Sz 全矿（全厂）计算容量（KVA）为了保护一、二级负荷的供电可靠性，因此当一台变压器发生故障其余变压器能承受 全部负荷的80 %以上。一般矿井（工厂）主变压器选择两台，对于大型矿井（工
6、厂）经技术经济比较后，主变压器可选择三台。电力变压器功率损耗计算：1、主变单台运行时有功损耗厶Pb=A Po+A Pd 2式中： Po变压器空载有功损耗KW（有查阅产品样本） Pd变压器短路有功损耗 KW（有查阅产品样本）S=变压器负载利用系数 SeS变压器二次侧计算容量KVASe 变压器额定容量 KVA无功损耗： Q= Se （Io % +Ud% 2）100式中:Io % -变压器空载电流百分比。（可查产品样本）Ud%-变压器短路电压百分比。（可查产品样本）主变压器的结构特点和外形尺寸低压动力变压器或所用电变压器的台数，容量和型号的选择。2 4功率因数补偿功率因数补偿目的的意义根据水电部颁发
7、的供用电规则规定用户必须提高自然功 率因数，高压用电的用户必须保证功率因数在0。9以上。根据上述要求，矿井（工厂）设计中尽量提高自然功率因数外一般还需采用静电电容器 补偿，以保证主变压器一次侧母线的功率因数达到0.9 （电源进线的损耗可暂不考虑）。采用电力电容器作补偿装置时，电容器尽可能装设在消耗无功功率大的地方，并应便 于维护管理高压电容器宜采用集中补偿，而宜将电容器接成三角形。为保证安全，电容器组应设 放电设备。电容器组一般选用高压成套静电电容器柜（如GR-1 03型），台数由算得的无功功率Qs值确定并选择电压互感器柜（GR-103或04型）作为放电设备。静电电容器应尽量选 择低损耗柜硅油
8、或烷基苯电容器。可查阅产品样本。2 5负荷电流计算负荷电流是选择电气设备的主要依据之一，应先将已知条件和计算公式列出，然后计 算各供电回路及用户的负荷电流（Igma），依次填入负荷电流计算表3-3中。序号负荷名称电压（KV）现在功率S（KVA）负荷电流（A）备注2 6主接线方式的稳定变电所变压器一次侧接线，应力求接线简单，运行可靠，操作方便，节省投资并适当发展。 当为终端变电所或只有两回路出线时，则采用分段单母线主变电所变压器二次侧接线 ,一般采用断路器分段的单母线接线.以保证一级负荷取得双电源。馈出线的接线，应根据各类负荷的不同要求确定供电回路数,合理分配两段母线上的负荷。本节设计要求：1、
9、确定主变压器一、二次主接线形式，并说明主变压器的运行方式及其合理性。2、草拟供电系统图，并简要说明拟定原则。2 7所用电所用电主要指操作电源以及所内动力及照明用电。所用电源的设置应按变电所的重要性，变压器容量大小及采用的操作方式等因素确定当变电所无独立的380伏交流电流时，应设两台所用变压器， 分别接在不同电压等级的 电源上其中一台接在主变压器二次侧母线上，另一台接在主变一次备用回路受电断路器外侧如图2-1所示。如可以接在两回路电源进线上如图2-2所示。所用变所用变图2-1所用变接线方式一图2-2所用变接线方式设计中应确定所用变的接线方式，说明该接线的优缺点，并将所用变画入供电系统图中第三章
10、矿山电网3- 1电网的组成本节主要内容是如何确定架空线路和电缆线路的结构，架空线路的杆塔类型，杆塔档距。架空导线在杆塔上的排列方式以及其线距等，要求同装零序电流互感器的配出线，一律采用电缆出线，并在主接线图中注明把选择结果填入表 3 1。3-2架空导线截面选择对于采用架空线配电的用户应计算出导线截面， 导线材料和形状。导线截面选择按经济电流 密度初选，按长时允许电流，电压损失和机械强度进行检验。 对于双回路并列供电的线路要 按正常和故障两种情况检验电压损失。 在作本节计算时可把有关的公式和需要说明的问题写出，各负荷选择过程可不写，直接把选择后的结果列在表中序号负荷名称引出线方式线路种类3 3电
11、缆截面的选择电缆截面选择方法同架空导线基本相同下井电缆的安全截流量应与井下中央变电所使用的高压配电箱的额定电流相配舍（一般额定电流为400安），应选用铜芯电缆，最大截面一般不超过185 mm 由于电缆的机械性能等因素的影响；下井电缆的最小截面一般不宜小于16 mnf.下井电缆的回路数及截面应跟据井下最大负荷电流，电缆允许最大截面及安全 载流量确定。下井电缆的类型，应根据“煤矿安金规程”规定选取电缆截面选择计算如下：1、选择电缆型号和电压等级 2、按长期允许电流选择电缆截面。Ig Ig max（A）式中Ig 空气温度为25C时，所选截面电缆的允许载流量AIg max-井下最大负荷电流 A对于下井
12、电缆当Ig max大于井下高压配电箱的额定电流（GFW 1型为400A）,应增加电缆的回路数一般不超过 4回（n4）。因此每回电缆的最大长时工作电流为：1Ig 1Ig max（A）n 13 、按经济电流密度选择电缆截面 根据年运行费（包括电能损耗量，折旧修理费）最少的原则而确定导线截面，称为经济截面Sj.SjIg maxnJ.j式中：lgmax -最大长时工作电流（A）Jj一经济电流密度n 电缆留路数所选标准截面应等于或者接近而小于So4 按短路时热稳定校验电缆截面S Smin =式中：S 一应选电缆截面 mm2Smin 电缆短路时热稳定要求的最小截面mrfiI 一电缆首端短路时，最大静态短路
13、电流（ KAC热稳定系数按电压损失检验电缆截面可不作。第四章短路电流计算4 1供电系统运行方式的确定根据实习所收集的原始资料和第二章所确定的主要运行方式确定的主要运行方式确定供电系统的最大。最小和正常运行方式，并分别叙述和加以说明4 2短路点的选取和确定等值电路图一、确定短路点短路点应根据变电所电气设备选择和继电保护整定要求而定，一般应选取下列地点：1. 变电所主变压器一、二次侧母线上；2。各配出线的线路末端；3。下井线路电位器出口处和井下中央变电所母线。二、绘制短路电流计算电路图应绘制出与短路点有关的计算电路图在图中算出各母线的平均电压和各元件的编号，各短路点的位置，编号及各供电回路的名称三
14、、绘制等值电路图此图应与短路电流计算系统图相对应，将系统图中各电气元件以电抗符号代替，并算出各段母线的平均电压， 短路点编号及各电抗元件编号。也可根据需要分别绘制不同运行方式的等值电路图。4- 3短路电流计算短路电路计算要求采用标么值法，并且仅计算金属性短路。 计算短路电流时应考虑下列因索：1 、当主变压器二次侧母线上接有容量为I OOOKW以上同步电动机时，应考虑其影响，可把他们当作有阻尼绕组，带自动电压调整器的水轮发电机看待，并且仅计算t = 0，t =0。2秒时向短路点提供的短路电流 因为高压同步电动机一般均装设低电压保护装置当短路时 间大于02秒以后，同步电动机断路器自动跳闸；因此不考虑t= R时同步机向短路点提供的短培电流。2 、在计算短路电流冲击值时，应计算靠近短珞点处，总容量在800 KW及以上异步电动机反馈的影响。计算最大运行方式的各短路参数和最小运行方式两相短路电流短路电
