摘 煤矿供电技术课程设计35kv-6kv 论文设计

煤矿企业地面35/6kv变电所供电系统设计

摘 要

本变电所为中小型企业变电所，此矿是由35KV架空进线，经主变压器降压为6KV，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。

关键词：降压变电所 负荷计算 主接线 电气设备

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1 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

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。先分别求出各组用电设备的计算负荷和负荷电流等参数，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。

1.1.1 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

1.1.1.1 单组用电设备计算公式

1） 有功计算负荷 P30?Kd?Pe (1-1)

Pe—用电设备容量 Kd—用电设备的需要系数

2） 无功计算负荷 Q30?P30?tan? (1-2) tan?—对应于用电设备功率因数Cos?的正切值

P3） 视在计算负荷 S30?30 (1-4)

cos?S304） 计算电流 I30? (1-5)

3UNUN—用电设备的额定电压

1.1.1.2 多组用电设备计算公式

1） 有功计算负荷 P30?KP (1-6) ?P?30i—所有设备组有功计算负荷P30之和

?PK30i—有功负荷同时系数，可取0.85-0.95 ?P2） 无功计算负荷 Q30?Kq?Q30i (1-7)

? ?Q30i—所有设备组无功计算负荷Q30之和 K

?q—无功负荷同时系数，可取0.9-0.97

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3） 视在计算负荷 S30?P30?Q30 (1-8) 4） 计算电流 I30?S303UN22 (1-9)

下面以主提升机为例进行统计计算： 查下表1-1可知 Kd =0.81，Cos?=0.85

tan?＝0.62

P30?Kd?Pe＝0.81 *800=648 kW Q30?P30?tan?＝648* 0.62=401.76 Kvar S30?P30＝648/0.85=762.4 KVA cos?I30?S303UN＝762.4/（ 3 *6）=73.4A

由于其他设备的负荷统计与此相同。故不再一个一个统计。

1.1.2 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 kW

∑Q30=2523.15+401.76+317.63－596.75－274.4+474.6+426.9+19.34+187.1 +194.9+246.4+742.56+2520.6+385+245.1=7795.89Kvar 总计算负荷由下式计算

P∑=Ksp∑P30 (1-10)

Q∑=Ksq∑Q30 (1-11) S∑= P∑2+Q∑2 (1-12)

式中∑P30、∑Q30 —各组用电设备的有功、无功计算负荷之和;

Ksp、Ksq —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，一般取Ksp =0.85—0.95,ksq=0.9—0.97; P∑、Q∑、S∑ —干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Ksp =0.85，Ksq =0.9

则：P∑= Ksp∑P30 =0.85 *12418.067=10555.36 kW Q∑= Ksq∑Q30 =0.9* 7795.89=6983.9 Kvar

S∑=∑P2+∑Q2= 10555.362+6983.92=12656.64KVA Cos?= P∑/ S∑=10555.36/12656.64=0.83

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tan?=0.67

1.2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因数应在0.9以上。所以当变电所的功率因数低于0.9时，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35KV变电所一般采用在6KV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。当某配电线路负荷较大、线路较长时，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，然后计算变电所的总计算负荷和功率因数，如功率因数不符合要求，可在变电所6KV母线上在进行集中补偿。

1.2.1电容器补偿容量的计算

电容器的无功补偿容量为：Qc= PN(tanΦ-tanΦa.c) 式中 tanΦ——补偿前功率因数角的正切值； tanΦa.c——补偿后应达到的功率因数角的正切值。

电容器所需补偿量，因全矿功率因数cosΦ=0.83，低于0.9所以应进行人工补偿，补偿后的功率因数应达到0.95以上即cosΦa.c=0.95则全矿所需补偿容量为： Qc= PN(tanΦ-tanΦa.c)=10555.36* (0. 67-1-0.952/0.95)=3602.71 Kvar

1.2.2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。

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，因此选标称容量为30 Kvar。额定电压为6.3 KV的电容器，装于电容器柜中，每柜中装15个，每柜容量为450 Kvar，则电容器柜数为

N= Qc /Qa.c(Uw/Un.c)2= 3602.71/ 450 *(6 /6.3)2≈9

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相等的两组。所以每段母线上的电容器柜数N1为： N1= N /4=9/4≈3

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所以变电所电容器柜总数N =4N1=12台 ，电容器型号为bwf-6.3-30-/w根 据我矿实际情况，电容器柜选择GR-1型采用01接线方案。

1.2.3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，所以应计算补偿后的实际功率因数。 电容器实际补偿容量为：

Qca= Nqn.c(Uw/Un.c)2= 12 *450*(6/6.3)2=4897.96Kvar (1-14) 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:

Sa.c= P30?Qa.c2=10555.362?2085.942=10759 KVA (1-16) 补偿后的功率因数：

cosΦa.c=P∑/ Sa.c =10555.36/10759=0.98 (1-17) 功率因数符合要求。

21.3主变压器的选择

变电所中主变压器的容量应按补偿后变电所的负荷容量及主变器的台数和运行方式确定，还应考虑5年-10年的发展规划。主变压器应选择低损耗变压器，同一变电所中的几台变压器的型号和容量应该相同。

工矿企业变电所主变压器的台数，应根据负荷的重要程度确定。对于一、二累负荷的工矿企业变电所主变压器一般选择两台，在特殊情况下也可选择三台。对只有三类负荷的变电所或变压器侧能取得备用电源的一、二类负荷的变电所，也可选择一台变压器。

由于工矿企业变电所一般都属于一、二级负荷，为了保证供电的可靠须选两台变压器。每台变压器的容量为：

SN.T≥Kt.pSa.c=0.8* 10759=8607.2KVA

式中 SN.T—变压器的额定容量KVA;

Kt.p—故障保证系数，根据全企业一、二类负荷所占比例确定（对煤矿企业取Kt.p不应小于0.8）。 SN.T≥Kt.pSa.c

查《工矿企业供电设计》表1-10，确定每台主变压器容量为10000KVA，选SFL-10000/35型变压器两台，其技术数据如下:

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/optd.html