煤矿35kV变电所的设计Word下载.docx
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衡量供电质量高低的技术指标是频率的稳定性和电压的偏移。
交流电的频率对交流电动机的性能有着直接的影响,频率的变动会影响交流电动机的转速。
按照《电力工业技术管理法规》规定,对于额定频率为50Hz的工业用交流电,其频率相对于额定值的偏差不允许超过±
0.2
±
0.5Hz,即为频率偏差不得大于±
0.4
1%。
电压偏移是衡量供电质量的又一重要指标。
所谓电压偏移,是指用电设备在运行中,实际的端电压与其额定电压的偏差。
用电设备对—定范围内的电压偏移具行适应能力,但随着电压偏移的增大,用电设备的性能将会恶化,严重时会造成设备的损坏。
例如,白炽灯在超过额定电压5%的电压下工作时.其工作寿命将缩短一半;
因此.我国对用电设备电压偏移的允许值做了具体的规定,例如电动机的电压偏移不允许超过其额定电压的±
5%,白炽灯的电压偏移不允许越过其额定值的+3%
-2.5%。
1.4供电经济
技术经济合理是指在满足上述三项要求的前提下,使供电系统的投资和运行达到最佳的经济效益。
供电系统的投资要少,运行费用要低,并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。
此外,在供电工作中,应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系,既要照顾局部的当前的利益,又要有全局观点,能顾全大局,适应发展。
2.
负荷分类及定义
为了满足电力用户对供电可靠性的要求,即停电所造成的影响不同,同时又考虑到供电的经济性,根据用电设备在企业中所处的重要地位,以方便在不同情况下区别对待,通常将电力负荷分为3类。
2.1一类负荷(一级符合)
凡因突然中断供电,可能造成人身伤亡或重要设备损坏事故,给国民经济造成重大损失的或在政治上产生不良影响的负荷,均属一类负荷。
一级负荷要求有两个独立电源供电。
例如:
煤矿主通风设备,井下主排水泵,副井提升机。
一类负荷应有两个独立的电源供电,对有特殊要求的一类负荷,两个独立电源应来自不同的地点,以保证供电的可靠连续性要求。
2.2二类负荷(二级负荷)
凡因突然中断供电,造成大量废品或大量减产形成较大经济损失的负荷,属于二类负荷。
煤矿的集中提煤设备,地面空气压缩机,井下采区变电所等。
对于二类负荷应有两个电源,并且两回路电源应尽量取自不同的变电所或母线段。
2.3三类负荷(三级负荷)
不属于一类和二类的所有其他负荷均为三类负荷。
三级负荷对供电无特殊要求,允许较长时间停电,可用单回线路供电。
2.1.2本系统的负荷计算
1.定义
(1)、计算负荷又称需要负荷或最大负荷。
计算负荷是一个假想的持续性的负荷,其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。
在配电设计中,通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。
(2)、平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。
常选用最大负荷班(即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班)的平均负荷,有时也计算年平均负荷。
平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。
2.负荷计算的方法
负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。
本设计将采用需要系数法予以确定。
所用公式有:
(1)、单组用电设备的计算负荷
单组用电设备的计算负荷应按下式计算:
式中
Pca、Qca、Sca-----该组用电设备的有功、无功、视在功率计算值,kw、kvar、kVA
-----该组用电设备额定容量之和,kw
-----该组用电设备的需用系数和加权平均功率因数
------与相对应的正切值
该组用电设备的负荷电流按下式计算:
Ica-----该组用电设备的总负荷电流,A
UN------电网的额定电压,kv
(2)、变电所总计算负荷
将变电所各组用电设备的计算负荷相加,再乘以组间最大负荷的同时系数,即可求出变电所的总计算负荷.
式中
-----变电所负荷的总有功、无功、视在功率计算值,kw、kvar、kVA
-----变电所各组用电设备的有功、无功功率计算值之和,kw、kvar
-----各组用电设备最大负荷不可能同时出现的组间最大负荷同时系数,组数越多其值越小,本设计取Ksp=0.9,Ksq=0.95
变电所的功率因数为
3.
负荷计算结果
见表2-1
2.2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该在0.90以上.,所以当变电所的功率因数低于0.9时,应采取人工补偿措施,补偿后的功率因数应不低于0.95.目前35kv变电所一般是采用在6kv母线上装设并联电容器的进行集中补偿的方法,来提高变电所的功率因数。
1、电容器补偿容量的计算
电容器的无功补偿容量为:
-----补偿前功率因数角的正切值
-------补偿后应达到的功率因数角的正切值
2、
电容器(柜)台数的确定
无功补偿所需电容器总台数N为
-------单台电容器柜的额定容量,kvar
--------电容器的实际工作电压,kV
----------电容器的额定电压,kV
确定电容器的总台数时,应选取不小于计算值N的整数。
3、
补偿后的实际功率因数
因为电容器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。
电容器的实际补偿容量为:
Qca-------电容器的实际补偿容量,kvar
N--------所选电容器的实际台数
补偿后变电所负荷的总无功功率为
补偿后变电所的负荷总容量
补偿后的功率因数
式中
、
、----补偿后变电所负荷的总无功功率、总容量和功率因数,kvar、kVA
、-----补偿前变电所负荷的用功功率、无功功率的计算值,kW、kvar
2.3
主变压器的选择
1、主变压器台数的确定
具有一级负荷的变电所,应满足用电负荷对供电可靠性的要求。
根据《煤炭工业设计规范》规定,矿井变电所的主变压器一般选用两台,当其中一台停运时,另一台应能保证安全及原煤生产用电,并不得少于全矿负荷的80%,根据实际情况的需要在本设计中选择了两台主变压器,采用一台工作一台带电备用的运行形式。
2、变电所主变压器容量的确定
本变电所选择的两台变压器,一台工作一台备用,则变压器的容量应该按下式计算:
主变压器型号的选择应尽量考虑采用低损耗、高效率的变压器。
根据实际情况本设计选择了两台型号为SFL7-20000/35的变压器。
变电所电气主接线形式的设计
这是变电所设计的一个重要环节,主接线是否合理,对变电所设备选择和布置,运行的灵活性、安全性、可靠性和经济性,以及继电保护和控制方式都有密切关系,要遵守变电所设计的五个原则,第一、考虑变电所在电力系统的地位和作用。
第二、考虑近期和远期的发展规模。
第三、考虑用电负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响。
第四、考虑主变台数对主接线的影响。
第五、考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响
下面就是设计的正文内容:
需要的朋友可以借鉴:
第3章
电气主接线的设计
3.1
电气主接线的概述
变电所主接线(一次接线)表示变电所接受、变换和分配电能的路径。
它由各种电力设备(隔离开关、避雷器、断路器、互感器、变压器等)及其连接线组成。
通常用单线图表示。
主接线是否合理,对变电所设备选择和布置,运行的灵活性、安全性、可靠性和经济性,以及继电保护和控制方式都有密切关系.它是供电设计中的重要环节.在图上所有电器均以新的国家标准图形符号表示,按它们的正常状态画出。
所谓正常状态,就是电器所处的电路中既无电压,也无外力作用的状态。
对于图中的断路器和隔离开关,是画出它们的断开位置。
在图上高压设备均以标准图形符号代表,一般在主接线路图上只标出设备的图形符号,在主接线的施工图上,除画出代表设备的图形符号外,还应在图形符号旁边写明设备的型号与规范。
从主接线图上我们可了解变电所设备的电压、电流的流向、设备的型号和数量、变电所的规模及设备间的连接方式等,因此,主接线图是变电所的最主要的图纸之一。
3.2
电气主接线的设计原则和要求
3.2.1
电气主接线的设计原则
(1)考虑变电所在电力系统的地位和作用
变电所在电力系统的地位和作用是决定主接线的主要因素。
变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所,由于它们在电力系统中的地位和作用不同,对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。
(2)考虑近期和远期的发展规模
变电所主接线设计应根据五到十年电力系统发展规划进行。
应根据负荷的大小及分布负荷增长速度和潮流分布,并分析各种可能的运行方式,来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。
(3)考虑用电负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响
对一级用电负荷,必须有两个独立电源供电,且当一个电源失去后,应保证全部一级用电负荷不间断供电;
对二级用电负荷,一般要有两个电源供电,且当一个电源失去后,能保证大部分二级用电负荷供电,三级用电负荷一般只需一个电源供电。
(4)考虑主变台数对主接线的影响
变电所主变的容量和台数,对变电所主接线的选择将会产生直接的影响。
通常对大型变电所,由于其传输容量大,对供电可靠性要求高,因此,其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。
而容量小的变电所,其传输容量小,对主接线的可靠性、灵活性的要求低。
(5)考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响
发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电,适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。
电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同,例如,当断路器或母线检修时,是否允许线路、变压器停运;
当线路故障时否允切除线路、变压器的数量等,都直接影响主接线的形式。
3.2.2电气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的地位,变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接总数、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。
(1)可靠实用
所为可靠性是指主接线能可靠的工作,以保证对用户不间断的供电。
衡量可靠性的客观标准是运行实践。
经过长期运行实践的考验,对以往所采用的主接线经过优选,现今采用主接线的类型并不多。
主接线的可靠性是它的各组成元件,包括一、二次部分在运行中可靠性的综合。
因此,不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响,还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。
同时,可靠性不是绝对的,而是相对的。
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