煤礦供配電系統(tǒng)講解

1、xxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前言目前，電力已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。隨著電力在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)和人們?nèi)粘Ｉ钪械淖饔迷絹?lái)越重要， 電力的安全、 經(jīng)濟(jì)輸送成了人們 研究的一個(gè)重要課題。在我國(guó)，由于歷史諸方面的原因，目前越來(lái)越多的 出現(xiàn)某地某個(gè)電力系統(tǒng)面臨著因用電負(fù)荷的快速大量增加而不能安全經(jīng) 濟(jì)運(yùn)行的局面。對(duì)存在類(lèi)似這樣的問(wèn)題的供電系統(tǒng)進(jìn)行合理的技術(shù)改造成 了許多電力部門(mén)亟需解決的問(wèn)題。本人不揣淺陋，在鄒老師的指導(dǎo)下，通 過(guò)對(duì)這一問(wèn)題的研究，完成了本畢業(yè)設(shè)計(jì)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)針對(duì)義（馬）煤（業(yè)）集團(tuán)新安煤礦供電系統(tǒng)存在的問(wèn) 題，提供了兩種可供選擇的技術(shù)改造方案， 并對(duì)兩種方案分別進(jìn)行闡述和 簡(jiǎn)單的

2、對(duì)比。 然后主要針對(duì)第二種方案展開(kāi)技術(shù)論證。 通過(guò)大量的相關(guān)技 術(shù)參數(shù)的計(jì)算， 內(nèi)容翔實(shí)的方法論證和校驗(yàn)， 可以證明第二種方案從技術(shù) 上講是完全可行的， 它又能從根本上解決現(xiàn)有供電系統(tǒng)存在的問(wèn)題。 通過(guò) 上述論述和與第一種方案的綜合比較， 作者主要突出第二種方案技術(shù)上的 優(yōu)勢(shì)。作者的本意就是向煤礦方面推薦作者著重論述的第二種方案， 希望 煤礦方面能夠從長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃出發(fā)，采用第二種方案。限于作者的水平十分有限，再加上時(shí)間倉(cāng)促，本畢業(yè)設(shè)計(jì)種難免出 現(xiàn)不嚴(yán)密之處或這樣那樣的錯(cuò)誤，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。xxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 概述要搞好這個(gè)設(shè)計(jì)題目， 必須首先對(duì)供電系統(tǒng)中的某些知識(shí)有一個(gè)總體

3、的了解，現(xiàn)簡(jiǎn)單介紹如下。1.1 煤礦安全規(guī)程中的有關(guān)規(guī)定第 441 條 礦井應(yīng)有兩回路電源線路，當(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時(shí)， 另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。年產(chǎn) 60000t 以下的礦井采用單回路供 電時(shí)，必須有備用電源；備用電源的容量必須滿足通風(fēng)、排水、提升等的 要求。礦井的兩回路電源線路上都不得分接任何負(fù)荷。 正常情況下， 礦井電源應(yīng)采用分裂運(yùn)行方式， 一回路運(yùn)行時(shí)另一回路 必須帶電備用，以保證供電的連續(xù)性。10kV 及其以下的礦井架空電源線路不得共桿架設(shè)。 礦井電源線路上嚴(yán)禁裝設(shè)負(fù)荷定容量。第 442 條 對(duì)井下各水平中央變（配）電所主排水泵房和下山開(kāi)采的采 區(qū)排水泵房供電的線路，不得

4、少于兩回路。當(dāng)任一回路停止供電時(shí)，其余 回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)全部負(fù)荷。主要通風(fēng)機(jī)、提升人員的上井絞車(chē)、抽放瓦斯泵等主要設(shè)備，應(yīng)各有 兩回路直接由變（配）電所饋出的供電線路；受條件限制時(shí)，其中的一回 路可引自上述同種設(shè)備房的配電裝置。本條上述供電線路應(yīng)來(lái)自各自的變壓器和母線段， 線路上不應(yīng)分接任 何負(fù)荷。本條上述設(shè)備的控制回路和輔助設(shè)備必須有與主要設(shè)備同等可能的 備用電源。1.2 供電系統(tǒng)的要求1.2.1 一般用戶對(duì)供電的要求 保證供電安全可靠： 安全是指不發(fā)生人身觸電事故和因電氣故障而引起的爆炸、 火災(zāi)等重 xxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）大災(zāi)害事故。尤其是在一些高粉塵、高濕、有易爆、有害氣體的特殊環(huán)

5、境 中，為確保供電安全，必須采取防觸電、防爆、防潮、抗腐蝕等一系列技 術(shù)措施，正確選用電氣設(shè)備、擬定供電方案，并設(shè)置繼電保護(hù)，使之不易 發(fā)生電氣事故，一旦發(fā)生，也能迅速切斷電源，防止事故的擴(kuò)大并避免人 員的傷亡。供電的可靠性是指供電系統(tǒng)不間斷供電的可能程度。 為了保證供電系 統(tǒng)的可靠性，必須保證系統(tǒng)中各電氣設(shè)備、線路的可靠運(yùn)行，為此應(yīng)經(jīng)常 對(duì)設(shè)備、線路進(jìn)行監(jiān)視、維護(hù)，定期進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和檢修，使之處于完好的運(yùn) 行狀態(tài)。此外，對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷采用兩獨(dú)立電源或雙回路供電，則是最重 要的設(shè)計(jì)措施之一。保證供電電能質(zhì)量：對(duì)于用戶， 良好的電能質(zhì)量是指電壓偏移不超過(guò)額定電壓的 5%。頻 率偏移不超過(guò) 0.2 0

6、.5Hz，正弦交流的波形畸變極限值在 3%5%的允 許范圍之內(nèi)。在電能的質(zhì)量指標(biāo)中，除頻率一項(xiàng)用戶不能控外，其余兩項(xiàng) 指標(biāo)都可以在供電部門(mén)和用戶的共同努力下， 采用各種技術(shù)措施加以改善 并達(dá)到允許范圍之內(nèi)。保證供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性：該項(xiàng)要求供電系統(tǒng)的一次投資要少， 運(yùn)行費(fèi)用要低。 在滿足前兩項(xiàng)要 求的前題下，盡可能節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗?？傊诒ＷC安全可靠的前題下， 使用戶得到具有良好質(zhì)量的電能， 并且在保證技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的同時(shí)，使供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活、便于 安裝和維護(hù)。1.2.2 礦區(qū)供電的一規(guī)定礦區(qū)總體供電應(yīng)根據(jù)煤炭系統(tǒng)電力負(fù)荷的分布和發(fā)展情況， 結(jié)合地區(qū) 電力規(guī)劃，照顧當(dāng)?shù)剞r(nóng)用

7、和其他需要，合理確定供電電源、電壓等級(jí)、供 電系統(tǒng)和建設(shè)順序。供電系統(tǒng)應(yīng)有利于分期建設(shè)，不建或少建臨時(shí)工程。供電系統(tǒng)采用 6、35千伏及以上電壓， 當(dāng)兩種電壓的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較相 差不多時(shí)，宜采用較高電壓方案。在 10 千伏系統(tǒng)已經(jīng)形成的礦區(qū)，經(jīng)技xxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，宜可采用 10 千伏供電。 礦區(qū)電源一般取自電力系統(tǒng)，確有技術(shù)經(jīng)濟(jì)根據(jù)時(shí)，可建自備電場(chǎng)。 每一礦井應(yīng)有兩回電源線路， 當(dāng)任一回發(fā)生故障停止供電時(shí)， 另一回 應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。礦井的兩回電源線路上，都不得分接任何負(fù)荷； 特殊情況，經(jīng)?。▍^(qū)）煤炭局批準(zhǔn)，其中一回可不在此限。由兩回及以上線路供電時(shí)，其中一回停止運(yùn)

8、行，其余線路對(duì)礦井、露 天應(yīng)保證全部負(fù)荷，對(duì)其他用電單位應(yīng)保證其全部負(fù)荷的 75%。礦區(qū)或大型礦井變電所的數(shù)量、 容量和所址位置的選擇， 除應(yīng)接近負(fù) 荷中心，便于進(jìn)出線、有發(fā)展余地、不占或少占用農(nóng)田、地形地質(zhì)條件適 宜盡量不壓資源；運(yùn)輸、通訊、給水、采暖方便等條件外；尚應(yīng)考慮分期 建設(shè)、投資效果與礦區(qū)總體供電系統(tǒng)一起經(jīng)方案比較后確定。礦區(qū)和主要企業(yè)送電線路的導(dǎo)線均應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇， 按允許電 壓損失及允許載流量的條件驗(yàn)算。礦區(qū)變電所主變壓氣一般選用兩臺(tái)。 當(dāng)一臺(tái)停止運(yùn)行時(shí)， 尚應(yīng)保證安 全和原煤碳生產(chǎn)用電負(fù)荷，且不小于全部負(fù)荷的 75%。對(duì)于經(jīng)過(guò)審定的礦區(qū)逐年用電負(fù)荷發(fā)展計(jì)劃， 礦區(qū)供電系

9、統(tǒng)分期建設(shè) 規(guī)模等各項(xiàng)原則方案，必須與當(dāng)?shù)仉娏Σ块T(mén)密切聯(lián)系，共同協(xié)商，并進(jìn)量 取得協(xié)商紀(jì)要或書(shū)面協(xié)議。1.3 架空導(dǎo)線截面的選擇校驗(yàn) 架空導(dǎo)線截面的選擇對(duì)電網(wǎng)的技術(shù)、 經(jīng)濟(jì)性能影響很大， 在選擇導(dǎo)線 截面時(shí)，既要保證工礦企業(yè)供電的安全與可靠， 又要充分利用導(dǎo)線的負(fù)荷 能力。因此，只有綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益，才能選出合理的導(dǎo)線截面。1.3.1 高壓架空線路截面選擇計(jì)算1.3.1.1 按長(zhǎng)時(shí)允許電流選擇導(dǎo)線截面 電流通過(guò)導(dǎo)線將使導(dǎo)線發(fā)熱， 從而使其溫度升高。 當(dāng)通過(guò)電流超過(guò)其 允許電流時(shí)，將使導(dǎo)線過(guò)熱，嚴(yán)重時(shí)將燒毀導(dǎo)線， 或引起火災(zāi)和其他事故。 為了保證架空線路安全可靠地運(yùn)行，導(dǎo)線溫度應(yīng)限制在一定

10、的允許范圍。 為此，通過(guò)導(dǎo)線的電流必須受到限制，保證導(dǎo)線的溫度不超出允許范圍。xxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選擇導(dǎo)線截面應(yīng)使線路長(zhǎng)時(shí)最大工作電流Ica（包括故障情況）不大于導(dǎo)線的長(zhǎng)時(shí)允許電流 Iac，即IacIca裸導(dǎo)體的長(zhǎng)時(shí)允許電流如表 11 所示表 1 1裸導(dǎo)體的長(zhǎng)時(shí)允許電流（環(huán)境溫度為25，導(dǎo)線最高允許溫度 70）銅線鋁線鋼芯鋁線導(dǎo)線 型號(hào)長(zhǎng)時(shí)允許電流 A導(dǎo)線 型號(hào)長(zhǎng)時(shí)允許電流 A導(dǎo)線 型號(hào)室外長(zhǎng) 時(shí)允許 電流 A室內(nèi)室外室內(nèi)室外TJ-45025LJ-1610580LGJ-16105TJ-67035LJ-25135110LGJ-25135TJ-109560LJ-35170135LGJ-

11、35170TJ-16130100LJ-50215170LGJ-50220TJ-25180140LJ-70265215LGJ-70275TJ-35220175LJ-95325260LGJ-95335TJ-50270220LJ-120375310LGJ-120380TJ-70340280LJ-150440370LGJ-150445TJ-95415340LJ-185500425LGJ-185515TJ-120485405LJ-240610-LGJ-240610TJ-150570480-LGJ-300700TJ-180645550-LGJ-400800TJ-240770650-一般決定導(dǎo)線允許載流量時(shí)

12、，周?chē)h(huán)境溫度均取 +25作為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)周?chē)諝鉁囟炔皇?+25，而是 0 時(shí)，導(dǎo)線的長(zhǎng)時(shí)允許電流應(yīng)按下式修（1 1）正：IalI acm0I acKal acm0 ac式中Ial環(huán)境溫度為 0 時(shí)的長(zhǎng)時(shí)允許電流， A；Iac環(huán)境溫度為 時(shí)的長(zhǎng)時(shí)允許電流， A； 0實(shí)際環(huán)境溫度，；標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度，； m導(dǎo)線最高允許溫度，；稱為電流修正系數(shù)xxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）現(xiàn)在我們根據(jù)上述理論計(jì)算本設(shè)計(jì)中所可能涉及到的幾種截面的導(dǎo)線在常村煤礦的實(shí)地環(huán)境中的安全載流量。70mm2的架空線安全載流量的計(jì)算：對(duì)導(dǎo)線截面為對(duì)導(dǎo)線截面為Ial 275 70 25 226A95mm2的架空線安全載流量的計(jì)算：對(duì)導(dǎo)

13、線截面為70 40I al 335 274Aal 70 25185mm2的架空線安全載流量的計(jì)算：70 40I al 515 422Aal 70 25對(duì)導(dǎo)線截面為 240mm2 的架空線安全載流量的計(jì)算：70 40500A70 25對(duì)導(dǎo)線截面為 300mm2 的架空線安全載流量的計(jì)算：I al 61070 40 574AI al 700al 70 251.4 有關(guān)電壓損失的規(guī)定與計(jì)算公式電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí)，除產(chǎn)生電能損耗外，由于線路上有電阻和電抗，還產(chǎn)生電壓損失等，影響電壓質(zhì)量。當(dāng)電壓損失超過(guò)一定的范圍后，將使用 電設(shè)備端子上的電壓過(guò)低，嚴(yán)重地影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。所以，要保 證設(shè)備的正常運(yùn)行，

14、必須根據(jù)線路的允許電壓損失來(lái)選擇導(dǎo)線截面。設(shè)一導(dǎo)線的電阻為 R，電抗為 ，當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí)，使線路兩端電 壓不等。線路的電壓損失是指線路始、末兩端電壓的有效值之差，以 U表示，則U =U1- U2(12)如以百分?jǐn)?shù)表示UU(13)U% 1 2 100%UN式中 UN額定電壓， V。xxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）為了保證供電質(zhì)量，對(duì)各類(lèi)電網(wǎng)規(guī)定了最大允許電壓損失，見(jiàn)表 12。表 1 2電力網(wǎng)允許電壓損失百分?jǐn)?shù)電網(wǎng)種類(lèi)及運(yùn)行狀態(tài) Uac%備注1.室內(nèi)低壓配電線路12.52.室外低壓配電線路3.551、 2 兩項(xiàng)總3.工廠內(nèi)部供給照明與動(dòng)力的低壓線路35和不大于 64.正常運(yùn)行的高壓配電線路365

15、.故障運(yùn)行的高壓配電線路6124、 6 兩項(xiàng)之 和不大于 106.正常運(yùn)行的高壓配電線路587.故障運(yùn)行的高壓配電線路1012故障運(yùn)行：例如雙回路供電中，有一回路因故障停運(yùn)，只剩另一回路運(yùn)行時(shí)的情況。在選擇導(dǎo)線截面時(shí)， 要求實(shí)際電壓損失 不超過(guò)允許電壓損失 ac，即ac終端負(fù)荷電壓損失計(jì)算 三相對(duì)稱系統(tǒng)的線電壓損失 為U 3I（Rc o s X s i n）（1 4）式中 I 負(fù)荷電流， A；R線路每相電阻， ；X線路每相電抗， ； 負(fù)荷的功率因數(shù)角。用功率表示時(shí)PR QX lU（Pr0 Qx0 ）（15）U NU N式中 P負(fù)荷的有功功率， KW。xxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）表 1 3線

16、路供電容量與距離電壓架空線電纜容量（ MW）距離（ km）容量（ MW）距離（ km）6 kv2.05103.0810 kv3.08155.01035 kv10%由此可見(jiàn)，一回路供電已根本不可能，即使并聯(lián)運(yùn)行也滿足不了國(guó) 家對(duì)煤礦供電的要求。2.8 現(xiàn)有供電系統(tǒng)架空線電能損耗及損耗電費(fèi)計(jì)算（cos 0.9,Tmax 6000小時(shí)，4500小時(shí)，電表電費(fèi) j=0.51 元/ 度）2.8.1 35kV 電源線路一回使用一回備用導(dǎo)線 LGJ-185，3.5km，LGJ-70，7.5km，電流 205A，（二次 6kV 電流 1140A）導(dǎo)線電阻： R 0.163 3.5 0.432 7.5 3.81

17、05有功損耗： P 3I g2R 10 3kW 3 2052 3.8105 10 3 480.4kW 年損耗電費(fèi)： A P j480.4 4500 0.51 216.2 0.51 110.25萬(wàn)元2.8.2 新安礦 6kV與、回架空線分裂運(yùn)行2.8.2.1 L21（ 新線）Ig=330A, 導(dǎo)線 LGJ-185，長(zhǎng) 4.5km。- 15 -xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）導(dǎo)線電阻： R21 0.163 4.5 0.7335 有功損耗：P21 3I g2R21 10 3kW 3 3302 0.7335 10 3 239.63445kW 年損耗電費(fèi)：A21 P21 j 239.63445 4500 0

18、.51107.84 0.51 55萬(wàn)元2.8.2.2 L22與 L 23并聯(lián)運(yùn)行（與回架空線）導(dǎo)線 LGJ-240 與 LGJ-185 并聯(lián)，幾何均距 1.25m，電流 700A， cos 0.9,sin 0.436 ，兩導(dǎo)線的線路長(zhǎng)均為 3.5kmL22 電阻： R22 0.163 3.5 0.5705L 22電抗： X 22 0.327 3.5 1.1445并聯(lián)運(yùn)行后等效電阻，電抗0.455 0.5705R20.25312 0.455 0.57051.1164 1.1445X 2 0.56512 1.1164 1.1445有功損耗：23P22=3Ig2 R2103 kW23=3 7002

19、0.2531 10 3=372.1 kW年損耗電費(fèi)： A22= P22 j =372.145000.51=85.4 0.51=43.554 萬(wàn)元常村礦三回路 6kV 架空線年損耗電能E 107.84 85.4 193.24萬(wàn)度常村礦三回路 6kV 架空線年損耗電費(fèi)A 55 43.554 98.554 萬(wàn)元2.8.2.3 全年 35kV、6kV 架空線總損耗電能216.2+193.24=409.44 萬(wàn)度- 16 -xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2.8.2.4 全年 35kV、6kV 架空線總損耗電費(fèi)110.25+98.554=208.8 萬(wàn)元2.9 原系統(tǒng)最大功率電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電壓計(jì)算以前有關(guān)書(shū)及手

20、冊(cè)中的算法未考慮千伏級(jí)大容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流折算到 6 千伏側(cè)使 6 千伏線路壓降增加而影響電機(jī)端電壓的情況， 故常有 起動(dòng)電壓損失校驗(yàn)合格而電動(dòng)機(jī)仍起動(dòng)困難的問(wèn)題發(fā)生，就像該礦一樣， 若按以前的計(jì)算方法，起動(dòng)電壓損失僅為 18.64 ，現(xiàn)場(chǎng)中電機(jī)就起動(dòng)不 起來(lái)。因此在實(shí)際工作中應(yīng)計(jì)入 6 千伏側(cè)因電動(dòng)機(jī)起動(dòng)而引起電壓損失增 加的影響。當(dāng)然，在 6 千伏供電線路較短時(shí)，不考慮其電壓損失工程上是 可以接受的，因?yàn)槠渖系碾妷簱p失很小，可以忽略。然而當(dāng)線路較長(zhǎng)時(shí)， 其上的電壓損失就不得不考慮。由資料可知，最大功率的電動(dòng)機(jī)為 2 400kW為運(yùn)輸機(jī)。 由以前的計(jì)算可得：L22- 、L23的并聯(lián)阻抗 Z

21、1 為Z1=0.2531+0.5651jL41 的阻抗 Z3為Z2=1.236+0.24j運(yùn)輸機(jī)的額定工作電流 I N 由下式得：IPIN3U N cos 32 400 1033 1140 0.8 0.98=517AP 運(yùn)輸機(jī)的額定功率U N 額定電壓cos 額定功率因數(shù) 額定效率 折算到高壓側(cè)為：1200 1I1 517 =517 =1031 6000 5 按半小時(shí)最大實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行校驗(yàn)- 17 -xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)2400kw運(yùn)輸機(jī)起動(dòng)前：流過(guò) Z1 的電流為I1=700-103=597A流過(guò) Z2的電流為I3=150-103=47A則對(duì)應(yīng)線路上電壓損失分別為：cos=0.9 si

22、n =0.0.436U1= 3 I 1(R cos +X sin )= 3 597( 0.2531 0.9+0.5651 0.436 )=490.31VU2= 3I 2(R cos +X sin )=3 47(1.236 0.75+0.24 0.6614 )=88.39V所以至 2107 工作面的移動(dòng)變電站時(shí)總的電壓損失為：U=U1+U2 =490.31+88.39 =578.7V 所以運(yùn)輸機(jī)剛起動(dòng)時(shí)變電站二次側(cè)實(shí)際電壓 U2 為： 1200U2=U- U=( 6300-578.7 )=1144.26V6000相電壓為：U2 1144.26 =660.64V3KSGZY型移動(dòng)變電站，用于把從煤

23、礦井下采區(qū)變電所引來(lái)的 6KV高壓， 變?yōu)?1.2kV 或 0.69kV 電壓，向采煤工作面電氣設(shè)備供電。移動(dòng)變電站具 有隔爆結(jié)構(gòu)，使用于有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井。其型號(hào)含義為：K，礦用隔爆； S，三相； G，干式； Z，組合； Y，移動(dòng)。移動(dòng)變電站由一臺(tái) FB-6 型隔爆負(fù)荷開(kāi)關(guān)、一臺(tái) KSGB型隔爆干式變壓 器和一臺(tái) DZKD型隔爆低壓饋電開(kāi)關(guān)組成。高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)箱包括高壓電纜 連接器。三部分之間用法藍(lán)隔爆面和緊固螺栓連成整體， 該整體靠變壓器 拖撬下面的有邊滾輪在軌道上隨采煤工作面的推進(jìn)前移， 移動(dòng)變電站的主 要技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表 2-1 。由表 2-1KSGZY-1600/6參數(shù)可得：-

24、18 -xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）二次側(cè)額定電流 I 為I2NSN1600 1033U N 3 1200=769.8A相電阻 RT 為阻抗 ZT 為由電抗 XT 為RT3I 22N80003 769.8=0.0045ZT6%U2N6% 12003 769.8=0.054ZTRT2 XT2 得XT 0.0542 0.00452 =0.0538運(yùn)輸機(jī)回路中流過(guò)其它負(fù)載的電流（低壓側(cè)） I 為I 150 6000120015060001200=233A因?yàn)樗?PSN 3U 2N I =P / cos = 3U2NI cos cos=0.75)3 1200 2330.75=363.2kW- 19

25、-xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）表 2-1 KSGZY 型礦用隔爆移動(dòng)變電站主要技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定 容量 kVA額定電壓 kV高壓側(cè)分接頭電壓 kV損耗 W阻 抗 電 壓 %空 載 電 流 %連接 組別高壓低壓定-4%-8%空載短路KSGZY-315/63156-24%6 5%1.20.6965.765.521700230046.5Y，y0Y，d11KSGZY-500/65006-24%65%1.20.6965.765.522300360046Y，y0Y，d11KSGZY-630/66306-24%65%1.265.765.522800410046Y，y0KSGZY-800/680065%1.22

26、30050005.51Y，y0KSGZY-1000/6100065%1.22700550061Y，y0KSGZY-1600/6160065%1.2400080006.51Y，y0采用等值阻抗計(jì)算法， 可以較正確計(jì)算出機(jī)組電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流和起 動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的端電壓圖 2-1 根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)取運(yùn)輸機(jī)的電動(dòng)機(jī)額定起動(dòng)電流為正常工作時(shí)的 5.5 倍，即：ISTN=5.5I N =5.5 517=2843.5A起動(dòng)時(shí)的功率因數(shù) cosST=0.35- 20 -xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)機(jī)組起動(dòng)電流計(jì)算等值阻抗圖如下 2-2 ：圖 2-2則起動(dòng)時(shí)每相阻抗 ZMST為ZMST3ISTN11403 2843.5

27、=0.2315 RMST=ZMSTcosST =0.2315 0.35=0.081 XMST=ZMSTsin ST=0.2315 0.937=0.2169 運(yùn)輸機(jī) 400m電纜電阻可由下式所得：RL20 L 1 ( t 20)(2-1)L 20 A20 電 纜 線 芯 在 +20 時(shí) 的 電 阻 率 , 對(duì) 銅 芯 電 纜20 =0.0189 mm2/m鋁芯電纜 20 = 0.031 mm2/mL 電纜的實(shí)際長(zhǎng)度 (m) A 電纜線芯的截面 (mm) 溫度系數(shù)，取 0.004 t 電纜線芯的允許工作溫度 所以RL 0.0189 400 1 0.004 (80 20) =0.03906240 電

28、纜電抗 XL為XL=0.4 0.06=0.024 因?yàn)檫\(yùn)輸機(jī)是兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)， 因此每臺(tái)電動(dòng)機(jī)有一根專用電纜， 所 以兩根電纜的并聯(lián)阻抗為：1Z 240 1(0.03906 j0.024) =0.0195+j0.0122- 21 -xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）=|0.0229|其余負(fù)荷的等值阻抗 ZP 為ZPU N2 cos PP 103(2-2)cos P =0.75平均效率取為 0.98212002 0.75 0.98363.2 103所以=2.914 RP=2.914 0.75=2.186 XP=2.9140.661 =1.926 RPgP Z 2ZP2.18622.9142=0.257

29、4 1/bP1.9262 =0.2268 1/ 2.9142Z240與 ZMST串聯(lián)后的等值組抗 Z1 為Z1=(R240+RMST) +j (X240+XMST)=(0.0195+0.081 )0.012+0.2169 )=0.1005+j0.2288 =|0.2499| 等值電導(dǎo)與電納分別為g1b1R1Z10.10050.24992=1.6093 1/ X1Z120.228820.24992=3.6637 1/ Z1 再與 ZP并聯(lián)后得：g2=g1+g2=1.6093+0.2574 =1.8667 1/ b2=b1+b2=3.6637+0.2268=3.8905 1/ Y2g22 b221

30、.86672 3.89052=4.3152 1/ - 22 -xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)11Z 2=0.2317 2 Y2 4.315RX所以由公式 g 2 及b X2 的反用得 R2和 X2為Z2Z 222R2=g2Z22 =1.86670.23172=0.1002X2=b2Z22 =3.89250.23172=0.209則總總阻抗 Z 為Z =ZT+Z2=(0.0045+0.1002 )+j ( 0.0538+0.209 )=0.1047+j0.2628 =|0.2829|機(jī)組起動(dòng)時(shí)通過(guò)變壓器的電流可按下式計(jì)算：U2( R)2 ( X )2(2-3)U 2 移動(dòng)變電站二次側(cè)空載相電壓 V

31、R 起動(dòng)回路中各環(huán)節(jié)有效電阻和 X 起動(dòng)回路中各環(huán)節(jié)有效電抗和 I 677.770.10472 0.26282=2395.79V通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流 I MST為I MSTZPZP Z1 IST2.9142.914 0.24992395.79=2206.56A則電流通過(guò) Z240 時(shí)的壓降 U240 為 ( 取 cos=0.75) U240= 3 I MST(R cos +X sin )32206.56(0.019500.75 +0.012 0.661 )=86.23V通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流折算到高壓側(cè) I g 為1200I g=2206.56 =441.31A6000- 23 -xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(

32、論文) 此時(shí)流經(jīng)線路 L22、L23、L41時(shí)的電流 I1 、I2 分別為I1 =I 1+I g=597+441.31=1038.3AI2=I2+ I g=47+441.31=488.31A 在這些線路上的電壓損失 U1 、 U 2 分別為cos =0.9 sin=0.436U1 = 3 I 1 ( R cos +X sin )= 3 1038.3 ( 0.2531 0.9+0.5651 0.436 )=852.7Vcos =0.75 sin=0.6614U2 = 3 I2 (R cos +X sin )=3488.31(1.2360.75+0.24 0.6614 )=918.29V6KV高壓

33、側(cè)線路上的總電壓損失U 為U = U1+ U2 =852.7+918.29=1771V 所以移動(dòng)變電站高壓側(cè)實(shí)際電壓 U yg 為U yg =6300-1771=4529V折算到低壓側(cè)為1200U yd 4529 =905.8V yd 6000變壓器的電壓損失 UT 為UT = 3 IST(R cos +X sin )=3 2395.79 (0.0045 0.75+0.0538 0.6614 )=161.66V實(shí)際電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的電壓 U sj 為U sj =U yd - U240- U T =905.8-86.23-161.66=658V 電壓損失百分?jǐn)?shù)為 :1140 6581140U % 1

34、140 658 100% =42.3%- 24 -xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）大于規(guī)定的允許值 30%，即線路電壓損失過(guò)大，因此導(dǎo)致 2400kW、 500kW電動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難等諸多問(wèn)題。以上計(jì)算數(shù)據(jù)充分表明， 新安煤礦現(xiàn)有高壓供電系統(tǒng)的確存在嚴(yán)重的 亟需解決的技術(shù)問(wèn)題，進(jìn)行高壓配電線路改造勢(shì)在必行。- 25 -xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)3 兩種技術(shù)改造方案3.1 方案 A：朝陽(yáng)站 2 16000kVA變壓器方案方案 A 要點(diǎn)簡(jiǎn)述：朝陽(yáng)站兩回 35kV電源由 70 mm2 改為 95 mm2鋼芯鋁絞線，一回使 用、一回備用，站內(nèi) 35kV 側(cè)擴(kuò)展為全橋結(jié)線，更換設(shè)置兩臺(tái)有載調(diào) 壓 35/6.3

35、kV ， 16000kVA主變壓器，一臺(tái)使用、一臺(tái)備用， 6kV 側(cè)采 用單母線分段結(jié)線。朝陽(yáng)站引出六回 300mm2 高壓架空線到常村礦，其中三回 4.5km 至一號(hào)區(qū)；另三回 3.5km 并聯(lián)至二號(hào)區(qū)。朝陽(yáng)站的兩臺(tái) 16000kVA主變壓器一臺(tái)使用一臺(tái)備用，根目前的實(shí)際 最大負(fù)荷 (1140A) ，尚有近 30%的余量，若數(shù)年后負(fù)荷再有超出 30%，可采 用兩臺(tái)同時(shí)分列運(yùn)行的方式， 通過(guò)變電站綜合自動(dòng)化的優(yōu)化負(fù)荷調(diào)度， 可 在正常運(yùn)行方式下供到 3萬(wàn)kVA，預(yù)計(jì) 10年內(nèi)不必再作增容改造。此外，二號(hào)區(qū)至二號(hào)綜采面 3000m的距離可采用前 2500m使用 ZQ20-3 150型電纜、后 5

36、00m使用 UGSP-350型電纜串聯(lián)供電，可將滿負(fù)荷運(yùn) 行時(shí)的電壓損失降為 2.33%。3.2 技改方案 A 有關(guān)計(jì)算(按設(shè)計(jì)負(fù)荷 800+574+96A)3.2.1 朝陽(yáng)站至二號(hào)面正常運(yùn)行電壓損失計(jì)算3.2.1.1 朝陽(yáng)站至二號(hào)區(qū) 6kV 架空線三回 LGJ-300 并聯(lián)，電流 800A，架空線長(zhǎng) 3.5km，幾何均距 1.25m， cos 0.9,sin 0.436.導(dǎo)線電阻：R1 3.5 0.094/3 0.1097導(dǎo)線電抗：X1 3.5 0.322 / 3 0.3757電壓損失：U1 3Ig(R1 cos X1sin )= 3 800(0.1097 0.9 0.3757 0.436

37、)=355.3V- 26 -xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 電壓損失百分?jǐn)?shù)U 1% U 1 100% 355.3 100%1 6000 6000=5.9% 6%3.2.1.2 二號(hào)至二號(hào)綜采面一回 ZQ20-150 電纜 2.5km，串接一回 UGPS-50 電纜 500m,電流150A, cos 0.75,sin 0.6614.導(dǎo)線電阻： R2 2.5 0.137 0.5 0.412 0.5485導(dǎo)線電抗： X 2 2.5 0.06 0.5 0.08 0.19電壓損失： U2 3Ig (R2 cos X2 sin )= 3 150(0.5485 0.75 0.19 0.6614)=139.52

38、V 電壓損失百分?jǐn)?shù)U 3139.52U 2 %3 100% 100%2 60006000=2.33%3.2.1.3 總的電壓損失及百分?jǐn)?shù)U U1 U 2=355.3+139.52=494.82VU% U1% U2%=5.9%+2.33%=8.23 %10% 合格。3.2.2 朝陽(yáng)站至井下主泵房正常運(yùn)行電壓損失計(jì)算3.2.2.1 朝陽(yáng)站至一號(hào)區(qū) 6kV 架空線三回 LGJ-300 并聯(lián)，電流 574A，架空線長(zhǎng) 4.5km，幾何均距 1.25m， cos 0.9,sin 0.436.導(dǎo)線電阻： R1 4.5 0.094 / 3 0.141電線電抗： X1 4.5 0.322/3 0.483- 2

39、7 -xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)電壓損失： U1 3Ig(R1 cos X1 sin )= 3 574(0.141 0.9 0.483 0.436) =335.5V電壓損失百分?jǐn)?shù)U 1% U 1 100% 335.5 100%1 6000 6000=5.6%3.2.2.2 一號(hào)區(qū)至主水泵房?jī)苫?ZQL 20-120 電纜一回使用一回備用，長(zhǎng) 400m,最大電流 220A， cos 0.75,sin 0.6614導(dǎo)線電阻：R2 0.4 0.289 0.1156導(dǎo)線電抗：X 2 0.4 0.06 0.024電壓損失： U23Ig ( R2 cos X2 sin )= 3 220(0.1156 0

40、.75 0.024 0.6614) =39.1VU39.1電壓損失百分?jǐn)?shù)：U 2%U 2100%39.1100%260006000=0.7%3.2.2.3 總的電壓損失及百分?jǐn)?shù)U U1 U 2 =335.5+39.1=374.6VU% U1% U2% =5.6+0.7=6.3%10% 合格。3.2.3 35kV 電源線路一回使用一回備用導(dǎo)線 LGJ-185，3.5km，LGJ-70，7.5km，電流 205A，(二次 6kV 電流 1140A)，導(dǎo)線電阻： R 0.163 3.5 0.432 7.5 3.8105有功損耗： P 3I g2R 10 3kW 3 2052 3.8105 10 3 480.41kW- 28 -xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）年損耗電費(fèi)：