摘要
一个完善的供电系统是企业能够安全、稳定生产的基础,工厂的变电所是工厂接收、变换、分配电能的环节,是供电系统中极其重要的组成部分,所以合理的变电所设计对一个企业的生产和发展是尤为重要的。工厂供电系统是否需建变电所决定于工厂和电源间的距离工厂的总负荷及其在各车间的分布,以及变电所建的相对位置,厂区内的配电方式和本地区电网的供电系统等等。工厂的变电所是终端降压变电所,它的具体设计需要考虑许多因素本设计是针对兴华煤矿地面变电所部分设计。
兴华煤矿简介,兴华煤矿年产80万吨,服务年限30年,矿井分为两个水平开采,-365米,-615米。立井开采。井下开采水量不大,是瓦斯矿井。该矿井负荷见附表。本矿从阜新发电厂直接供电距离20km,另一回是从阜新发电厂经民主村变电所供电系统距离20km。
本设计从理论上和应用技术上对矿变电站进行探讨和研究，并考虑该矿的扩建和发展。它对矿的负荷进行了估算和分析。主要内容有，变电站电气主接线设计，负荷估算及分析，无功功率补偿及主变压器的选择。
关键词：主接线负荷计算主变压器
目录
1变电所主接线方式设计 (1)
1.1变电所主变压器一次侧接线方式 (1)
1.1.1内桥接线 (1)
1.1.2外桥接线 (1)
1.1.3全桥接线 (2)
1.2 变电所主变压器二次侧接线方式 (2)
1.2.1单母线制 (2)
1.2.2单母线分段制 (3)
1.2.3双母线制 (3)
1.2.4双母线分段制 (4)
2.负荷统计与变压器的选择 (4)
2.1负荷计算 (5)
2.2 兴华矿负荷的计算 (5)
2.2.1 根据各设备需用系数及功率因数进行计算 (5)
2.2.2 考虑同时系数并计算负荷 (6)
2.2.3无功补偿 (6)
2.3主变压器选择 (6)
2.3.1主变压器的容量估算 (6)
2.3.2主变压器运行方式的确定 (7)
2.3.3变压器型号的确定 (7)
3课程设计感受与体会 (8)
1、变电所主接线方式设计
1.1 变电所主变压器一次侧接线方式
变电所的接线要能满足不同类型负荷的不中断供电要求和规范的规定来选择电气设备和保护系统行。总体来说兴华煤矿变电所的接线设计应该考虑到安全、可靠、灵活和经济等具体因素。考虑到兴华煤矿的不断扩大再生产步发展情况下如何作到使原有接线方式易于合理的改造生由于接线方式凌乱、复杂
成极大的浪费。
在本设计中采用具有双回路电源进线的变电所桥形接线就是将两回“线路—变压器组”单元接线的高压侧用一条跨接的“桥”相连。桥形接线有内桥、外桥以及全桥三种形式。
1.1.1 内桥接线
内桥接线方式一次侧可设线路保护，用在并联工作时某一元件故障时候，以减轻电压的损失。这种接线方式“桥”靠近变压器侧，对电源、线路导换方便，一次侧不需要继电保护设备投资和占地面积都比较少，主要用在供电线路较长，线路故障率较高，变电所没有穿越功率变压器切换少的变电所。
如图1.1中a所示。
1.1.2 外桥接线
这种接线方式“桥”靠近线路侧，对变压器的切换方便，比内桥接线方式少用了两个隔离开关，继电保护简单，易于整改到全桥，而且投资较少，占地面积小，因此适用于工厂负荷不太均衡，变压器需要经常切除和投入，以减少功率及电能的损失，供电线路短，故障率较少，变压器切换频繁的终端变电所。
优点：是对变压器切换方便比内桥少两组隔离开关，继电保护简单，易于过渡到全桥或单母线分段的接线，且投资少，占地面积小。
缺点：倒换线路时操作不方便，变电站一次侧无线路保护。
如图中1.1中b所示。
1.1.3 全桥接线
优点：是适应性强，操作方便，运行灵活，并易扩展成单母线分段的中间变电所。
缺点：设备多，投资大，占地面积大。如图中1.1中c所示。
通关以上分析，结合兴华煤矿实际情况，根据本变电站要求操作方便，调度灵活，检
修安全，扩建方便方面来看。本变电所选择外桥接线方式。（但如果资金充足的话，可以选择全桥接线方式）。
1.2 变电所主变压器二次侧接线方式
本设计变压器二次侧（6KV）采用母线制接线。母线制分为单母线制、单母线分段制、双母线制和双母线分段制接线。下面一一分析这四种接线方式。
1.2.1单母线制
单母线制接线如图所示，其供电电源在变电所是变压器或高压进线回路。母线既可保证电源并列运行，又可使任一条回路都可以从任意电源获得电能。
单母线制接线的优点：接线简单，操作方便，设备少，经济性好，并且母线便于向两端延伸，扩建方便。
缺点：可靠性差。母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止运行，造成全厂停电。调度不方便，，电源只能并列运行，不能分裂运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流。
综上所述，单母线制接线方式一般只适用于出现回路少，并且没有重要负荷的发电厂和变电所中。
1.2.2单母线分段制
单母线分段是将两台变压器分别接到分段母线不同的两段上，两段母线用断路器分隔或者是隔离开关分隔。用断路器把母线分段后，对重要的用户可以从不同段引出两个回路有两个电源供电，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。如图所示
优点：使用设备少、接线简单、建设投资省，可靠性，灵活性高。当分段断路器配置相
应的保护装置，在断路器合闸母线发生故障时，分段断路器与某一电源进线断路同时跳闸，另一分段母线可继续运行，可靠性大大提高。
缺点：当其中任意一段母线或母线隔离开关故障或者检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电。
该种接线方式适用于具有一、二级负荷，且进出线路较多的变电所。
1.2.3双母线制
双母线接线是两台变压器分别接到两段母线上，每条配出线也分别接到两条母线上。一组为工作母线，一组为备用母线。每一电源和每一出线都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接，任一组母线都可以是工作的或备用的，这是与单母线连接的根本区别。两组母线之间通过母线联络断路器连接。有两组母线后，使运行的可靠性和灵活性大为提高。
优点：运行灵活，可靠性高。
缺点：但使用设备多，结线复杂，消耗有色金属多，占地面积大，投资较大。接线及操作都比较复杂，倒闸操作时容易发生误操作。母线隔离开关较多，配电装置的结构也较复杂，所以经济性较差。
这种接线方式主要适用于负荷容量大，可靠性要求高，进出线回路多的重要变电所。
