表1 110/6kV变电站电力负荷统计表
设计负荷 电 压负荷名称 (kV) (kW) 一 1 2 3 4 地面负荷 矿井地面新增负荷 矿井地面原有负荷 选煤厂负荷 小 计 同时系数 Kp=0.85 6 6 6 6 1324.28 8356.92 3401.85 13083.05 (kvar) 1023.90 (kVA) 1673.94 有功功率无功功率视在功率附 注 序号 9660.01 12773.17 1217.69 3613.22 11901.60 17686.56 Kq=0.85 5 6 二 1 2 电容补偿 补 偿 后 井下负荷 井下负荷小计 正常涌水 最大涌水 同时系数 Kp=0.85 11120.59 6 6 6 6 6 11120.59 10116.36 15033.57 -6000.00 4116.36 11857.99 COSφ=0.938 28283.30 32809.30 24040.81 27887.91 20077.35 34684.94 22714.81 39905.05 Kq=0.85 3 正常涌水 最大涌水 电容补偿 17065.75 29482.20 20443.33 34578.39 -9600.00 2
4 三 四 1 2 补 偿 后 正常涌水 最大涌水 6kV母线全矿总负荷 正常涌水 最大涌水 矿井110kV母线总负荷 正常涌水 6 6 6 6 24040.81 27887.91 35161.40 39008.50 7465.75 25173.35 COSφ=0.955 10843.33 29921.78 COSφ=0.932 11582.11 37019.85 COSφ=0.950 14959.69 41778.64 COSφ=0.934 1758.07 579.11 高低压变压器及线路总损耗 矿井110kV母线总负荷 最大涌水 110 36919.47 12161.21 38870.84 COSφ=0.950 1950.42 747.98 高低压变压器及线路总损耗 矿井110kV母线总负荷 110 40958.92 15707.67 43867.58 COSφ=0.934
根据矿井电力负荷统计，按矿井最大涌水考虑,110kV变电站的供电负荷及出线回路有较大的增加，现有的四台主变容量不能满足用电需求，故矿井110kV变电站主变需增容，110kV变电站需改造。
一、110/6kV变电站电气主接线及主要设备选型
（一）电气主接线及主要设备选型
目前，矿井110kV变电站有110kV和6kV两个电压等级，110kV母线为双母线接线，6kV母线为单母线分段接线，分为5
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段。6kVⅠ段母线接1号主变（SF7-8000／110）；6kVⅡ段母线接2号主变（SF7-10000／110）；6kV Ⅲ母线接3号主变（SF7-12500／110）；6kV Ⅳ段母线接4号主变（SF7-12500／110）。6kVⅠ段 和Ⅱ段母线带井下负荷，6kV Ⅲ段和Ⅳ段母线带地面负荷，6kV Ⅴ段母线接滤波装置。4台主变电压等级均为110/6.3kV，YN/d11接线。
1、电气主接线
根据矿井电力负荷统计，及110kV变电站实际设备布置情况，考虑正常、事故运行，本设计提出如下方案：
方案一
1号和2号主变分别更换为SF9-20000／110变压器；3号和4号主变不变。正常运行时，6kV Ⅰ、Ⅱ段母线并列运行（2台20000kVA主变并列运行），带井下负荷；6kV Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ段母线并列运行（2台12500kVA主变并列运行），带地面负荷。当4台主变其中1台故障时，6kV系统全部并列运行。
根据甲方提供的本矿110kV母线短路参数计算，当4台主变其中1台故障，6kV母线全部并列运行时，6kV母线最大短路电流为38.4 kA, 超过目前各段馈出线回路断路器的额定短路开断电流。Ⅰ～Ⅴ段母线上，除带有电抗器馈出线回路的断路器不更换外，其余馈出线回路的断路器均须更换为额定短路开断电流为40kA的断路器。其它的地面、选煤厂等6kV配电室的断路器也均须更换为额定短路开断电流为40kA的断路器。
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优点：电气主接线不变。正常运行时，2台12500kVA主变并列运行，带地面负荷，尽管地面负荷相对较小，但确保了地面母线段一定的短路容量，限制提升机启动时的电压冲击；正常运行时，由于Ⅰ、Ⅱ段母线和Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ段母线分列运行，矿井主、副井提升设备产生的高次谐波和设备启动产生的无功冲击不会对井下设备造成影响。
缺点：由于短路电流大，需要更换的断路器数量很大，对相应回路的电流互感器、母线、电缆等设备也需更换。改造工作量很大，需要投入的人力物力多，改造时间长，且6kV系统全部并列运行时短路电流已经达38.4 kA，当系统参数变化后短路电流将可能超过40kA。
方案二
1号和2号主变分别更换为SF9-20000／110变压器；3号和4号主变不变。正常运行，6kVⅠ、Ⅱ段母线并列运行（2台20000kVA主变并列运行），带井下负荷，6kVⅢ、Ⅳ、Ⅴ段母线并列运行（2台12500kVA主变并列运行），带地面负荷。为限制4台主变其中1台故障，6kV系统全部并列运行时的6kV母线的短路电流，在6kVⅠ和Ⅳ段母线，Ⅱ和Ⅲ段母线之间分别增加限流电抗器。
经短路电流计算，6kV系统全部并列运行时，6kVⅠ（Ⅱ）段母线短路电流超过目前各段馈出线回路断路器的额定短路开断电流，均需更换为额定短路开断电流是40kA的断路器。当其中1台20000kVA主变故障，6kV系统全部并列运行，带全矿负荷时，由
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