時間：2023-07-11 16:30:37
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關鍵詞：智能變電站；繼電保護；安全措施；規范建設
中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A
我們國家電力市場龐大，隨著大量智能變電站投入運行，智能變電站對電網的安全穩定運行帶來的影響已不可忽視。目前，我們實踐智能變電站還只是停留在技術層面，關注點仍是各種新設備、新標準的應用，而對變電站的運維檢修模式卻研究甚少。在運行維護過程中，對繼電保護的安全性和可靠性要求最高，我們常規變電站的繼電保護安全措施已經不能滿足智能變電站需求。因此，開展智能變電站繼電保護安全措施的規范化建設已是當務之急，完成智能變電站繼電保護安全措施的規范化建設，才能保障其安全、可靠、穩定運行。
一、智能變電站的特征
1.基本結構
智能變電站的基本結構是“三層兩網”，其中“三層”分為：站控層、過程層、間隔層；“兩網”分為：站控層網絡和過程層網絡。
過程層網絡是智能變電站的核心，跨間隔信息的共享都是在過程層網絡實現的，智能變電站內幾乎所有的電氣量信息都可以從過程層網絡中獲得。過程層設備（合并單元、智能終端）以及各種智能組件則是組成過程層網絡的硬件設備。
2.主要回路
目前，我國的智能變電站主要采用“直采”、“直跳”方式。所謂直采，就是合并單元通過光纖將采樣到的模擬量電流、電壓信號轉換為光信號后直接傳遞給保護裝置（線路保護、主變保護、母差保護）；所謂直跳，就是保護裝置的跳合閘命令通過光纖直接傳遞給對應的智能終端，智能終端再將跳合閘命令的光信號轉換為電信號后作用于跳合閘線圈。而其他所有信息則集成到過程層網絡中。過程層網絡取代了傳統變電站復雜的電纜接線，每一臺智能設備只需要用一組尾纖連接至過程層網絡交換機，便可以采集和傳輸相關信息。
3.壓板
智能變電站的每一臺智能設備（主要是指合并單元、智能終端和保護裝置）均配有“投檢修態”硬壓板，其他主要采用軟壓板形式。這樣，保護屏的壓板布置更加簡單明了，也為智能變電站的“順序控制”提供了技術上的支持。智能設備的“投檢修態”硬壓板投入后，裝置發送的所有GOOSE報文均帶有“檢修”標識，使其他所有未投入“投檢修態”硬壓板的設備不再處理該裝置發出的GOOSE報文；同樣，該裝置也不再處理接收到的不帶“檢修”標識的報文?！巴稒z修態”硬壓板可以將檢修設備和運行設備從邏輯上進行隔離，是智能變電站“防三誤”最為簡潔、有效的手段。
二、智能變電站繼電保護安全措施的具體方法
現階段繼電保護安全措施在實行人工安插施工標識、操作監護、誤碰防范措施及防觸電等操作變動不大。然而在二次回路上的操作防備事項，由于智能變電站二次系統架構的變化，使其繼電保護安全措施也發生了巨大的變化。
1.線路保護裝置
線路保護裝置例檢時，待一次設備停電后，首先應退出相應母線保護裝置中該間隔SV接收軟壓板和GOOSE（包括跳合閘信號和開入量信號）接收軟壓板。退出該間隔SV接收軟壓板是為了使母線保護裝置在進行差流計算時不把該間隔電流計算在內，以避免檢修人員在對合并單元加入電流模擬量時引起差流不平衡而導致母差誤動；退出該間隔GOOSE接收軟壓板是為了使母差保護裝置不接收線路保護裝置發出的啟動失靈GOOSE信號，以避免檢修人員在對線路保護裝置進行邏輯校驗時誤啟動母線保護裝置的失靈保護。然后將該間隔所有的智能設備：智能終端、合并單元和保護裝置的“投檢修態”硬壓板投入。
2.主變保護裝置例檢的安全措施
主變保護裝置例檢時，與線路保護裝置一樣，應首先將所有母差保護裝置中涉及主變間隔的SV接收軟壓板和GOOSE（包括跳合閘信號和開入量信號）接收軟壓板退出。然后將主變間隔的所有智能設備的“投檢修態”硬壓板投入。這里需要特別注意的是：很多繼電保護裝置廠商生產的主變保護裝置都只提供了4對直跳光纖接口，而在我們的大多數220kV變電站中，除了主變三側的斷路器外，一般情況下高、中、低三側可能還有分段或母聯斷路器，這樣就必然導致部分斷路器不能由主變保護裝置“直跳”，而只能通過GOOSE網絡進行“網跳”。這種情況下，最妥善的做法是拔掉主變保護裝置的組網尾纖，使主變保護裝置從物理上與GOOSE網絡隔離，從而確保不誤跳運行設備。
3.母差保護裝置例檢時的安全措施
母差保護裝置進行例檢時，通常情況下，一次設備均處于運行狀態。因此，在做安全措施時，一定要理清楚順序，否則就會導致母差保護裝置誤動。首先，應將母差保護裝置的“投檢修態”硬壓板投入；其次應將保護裝置的功能軟壓板（差動保護、失靈保護）全部退出；最后按直跳、組網和直采的順序拔掉母差保護裝置的所有尾纖。與線路保護裝置和主變保護裝置不同，檢修人員在對母差保護進行邏輯校驗時，只能通過繼電保護試驗儀向母差保護裝置加入電流、電壓量和開入量（斷路器和隔離開關位置）信號；由于不能進行帶開關整租試驗，要驗證母差保護動作的正確性，也只能通過繼電保護試驗儀采集保護裝置的直跳開出量。因此，需要拔掉母差保護裝置的所有尾纖。
三、對智能變電站繼電保護安全措施規范化的建議
1.“投檢修態”硬壓板
在智能變電站安全措施中“投檢修態”硬壓板非常重要，它是實現檢修設備與運行設備邏輯隔離的有效手段。但是，在我們的實際檢修過程中，很多檢修人員為了方便，都是采用直接拔出光纖的方法來做安全措施。這種方法雖然是最簡潔、有效的，但同時也有很多弊端（下文將詳細說明）。另一個原因是，部分廠家的繼電保護試驗儀設置檢修態的操作過程煩瑣，導致檢修人員對使用這種方法非常抵觸。我們希望繼電保護試驗儀的生產廠家改善程序，尤其是對于檢修態的設置，最好是在主界面設置一個明確的檢修態選項，且不需要重復設置。當檢修人員選定為檢修態時，使得每一次從SCD文件中導出的任何CID文件都自動帶有檢修態標識。這樣，才能使“投檢修態”硬壓板真正發揮其重要作用。
2.拔除光纖
在智能變電站中，由于GOOSE網絡的建立，使得我們如果不拔出光纖，就不能實現檢修設備和運行設備的物理隔離。而為了使安全措施更加可靠，我們必然會頻繁拔出和插入光纖。由于尾纖接頭和設備光口十分脆弱，反復的插拔光纖必然會增大光衰甚至使光回路中斷，給設備的安全穩定運行帶來巨大隱患。所以，如非必要就盡量不要使用這種方法。
3.各軟壓板的投退
投退各項軟壓板能夠為檢修設備和運行設備之間提供邏輯斷開點。到目前為止，各軟壓板的功能、定義和命名還沒有統一的規范，不同廠家的設備在軟壓板的設置上差異很大，而且大多數軟壓板的命名籠統，導致檢修人員和運維人員操作極為不便。由于不能準確掌握每一個軟壓板的功能和作用而導致事故的情況時有發生。去年，某220kV變電站220kV母差保護裝置在例檢完成后，投入軟壓板的過程中，由于運維人員操作不當而導致母差誤動。在此，我們建議各廠家將軟壓板的名稱及功能進行統一規范，尤其是重要的軟壓板要特別標注，從而防止檢修人員和運維人員在操作過程中因個人理解的偏差而導致事故的發生。
結語
綜上所述，目前智能變電站的運維和檢修主要存在以下問題：（1）不同廠家的設備對軟壓板命各不相同，導致運維人員和檢修人員操作困難；（2）運維和檢修智能變電站的技術力量較為薄弱。針對以上問題，我們建議在設計、制造、施工及運維、檢修方面統一標準，從而形成標準的安全措施作業規范。只有標準的作業規范形成后，才能從根本上提升檢修和運維人員的技術水平。同時，這也是保證智能變電站運維和檢修工作安全，推進智能技術快速發展的有效措施。智能變電站是電網改造的大勢所趨，其繼電保護的安全措施尤為重要，我們必須排除一切障礙，使其不斷完善，從而推動智能變電站技術不斷向前發展。
參考文獻
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[3]葉剛進，戴世強.智能變電站修作業安全風險管控策略[J].智能網，2014（2）：133-134.
本次活動將在在京口、潤州和鎮江新區各確定一個街道、一個鄉鎮勞動保障所，作為基層勞動保障平臺規范化、標準化建設試點單位，并將試點活動分為三個階段進行。第一階段是成立組織，制定試點方案和統一、規范的星級勞動保障服務所建設標準。第二階段是根據建設標準，督促、指導試點單位加強平臺規范化、標準化建設，做到統一硬件建設，統一網絡建設，統一制度建設，統一招聘人員，統一經費標準，統一工作考核。第三階段是組織檢查評估，召開現場會，在全市全面推開平臺規范化、標準化建設工作，實現基層勞動保障平臺功能的全覆蓋。
市勞動保障局制定了七項措施，全力推進基層勞動保障平臺規范化標準化建設。
1、建立組織，加強領導。成立全市推進街道（鄉鎮）、社區基層勞動保障平臺規范化、標準化建設試點工作領導小組，以局主要領導為組長、分管領導和京口、潤州、鎮江新區三區勞動保障局局長為副組長。
2、召開會議，征求意見。一是召開由京口、潤州和鎮江新區勞動保障局分管局長、就業中心主任和試點街道（鄉鎮）分管領導、勞動保障所所長參加的座談會，征求試點意見。二是召開局有關處室、單位會議，征求有關部門延伸勞動保障辦事項目，并由各職能部門對延伸辦事項目，制定具體實施方案，明確工作內容、工作標準、操作程序、考核標準、激勵措施、資金來源和撥付方式等。三是召開基層勞動保障平臺規范化標準化建設試點工作領導小組工作會議，對下一步基層平臺規范化標準化建設試點工作進行動員部署。
3、制定標準，統一建設。一是制定統一規范的服務和建設標準，制訂基層平臺業務工作操作手冊。同時，進一步修改、完善星級勞動保障服務所評估標準。二是強化硬件建設，督促試點單位在場地、設備等方面加大投入，并爭取市財政和有關處室、單位根據延伸下移項目給予一定經費補貼。三是在目前所有街道和部分社區實現就業信息系統聯網的基礎上，逐步將“金保工程”信息系統全面延伸到街道和所有社區。
4、增配人員，明確分工。根據目前街道（鄉鎮）、社區人員配備情況，結合勞動保障功能全覆蓋要求，街道（鄉鎮）勞動保障所配備4-5人，社區勞動保障配備3名工作人員，增配人員逐步招聘到位。街道增配人員統一面向社會公開招聘，人員待遇工資參照社區居委會副主任工資水平，社會保險繳納標準參照公益性崗位，所需經費由市財政安排。鄉鎮增配人員由各轄市、區自行招聘。增配人員為網格化管理專職勞動保障協理員，實行統一分工，主要從事社保擴面、勞動監察和維權等工作。
5、強化培訓，提升素質。加強對現有街道、社區平臺工作人員和新增專職勞動保障協理員業務知識培訓；根據基層勞動保障平臺功能全覆蓋要求，對基層勞動保障平臺工作人員開展新增延伸項目業務知識培訓。同時，對基層勞動保障平臺工作人員進行統一計算機操作培訓。
6、星級評比，創建品牌。制定統一標準和考核細則，開展街道（鄉鎮）、社區星級勞動保障協理員評比工作，進一步提升基層平臺工作人員的工作能力和業務水平，為廣大城鄉勞動者提供優質服務。
[關鍵詞]電子互感器；在線監測；傳感器
中圖分類號：TM762 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）19-0094-01
1 課題意義和要求
在對智能變電站的發展歷程以及現狀有了一定程度上的認識的基礎上，了解到智能變電站較之傳統變電站的優勢，然后對待設計變電站的相關原始資料進行分析，對如何設計這個智能變電站有了具體的思路，最后按照智能變電站設計規范《110kV～220kV智能變電站設計規范》里面相關的設計原則對變電站各個部分系統進行了經濟、合理、智能化選型。
其中主要的內容是：對變壓器進行選型，因為有變壓器智能化技術，所以在設計中在變壓器部分加入了智能化組件；對電氣主接線的不同方案進行分析，比較其優劣，最終選取一個比較經濟、實用的方案；對系統進行短路計算，其結果是下步電氣設備選擇的依據；對電氣設備進行選擇，主要是斷路器、隔離開關、互感器、母線、高壓熔斷器、消弧線圈等。其中斷路器、互感器可以選擇智能化設計，并可以在系統中加入合并單元。
2 本變電站站用變壓器的選擇
變電站的站用電是變電站的重要負荷，因此，在站用電設計時應按照運行可靠、檢修和維護方便的要求，考慮變電站發展規劃，妥善解決分期建設引起的問題，積極慎重地采用經過鑒定的新技術和新設備，使設計達到經濟合理，技術先進，保證變電站安全，經濟的運行。
一般變電站裝設一臺站用變壓器，對于樞紐變電站、裝有兩臺以上主變壓器的變電站中應裝設兩臺容量相等的站用變壓器，互為備用，如果能從變電站外引入一個可靠的低壓備用電源時，也可裝設一臺站用變壓器。根據如上規定，本變電站選用兩臺容量相等的站用變壓器。
站用變壓器的容量應按站用負荷選擇：
S=照明負荷+其余負荷×0.85（kVA）
站用變壓器的容量：Se≥S=0.85∑P十P照明（kVA）
根據任務書給出的站用負荷計算：
S=5.2+ 4.5+（20+4.5+0.15×32+2.7+15+1+4.5×2+1.5）×0.85
=49.725 （kVA）
考慮一定的站用負荷增長裕度，站用變10kV側選擇兩臺SL7―125/10型號配電變壓器，互為備用。根據容量選擇站用電變壓器如下：
型號：SL7-125/10；
容量為：125（kVA）
連接組別號：Yn，yn0
調壓范圍為：±5%
阻抗電壓為（%）：4
3 變壓器智能化
變壓器智能組件包括測量、控制和在線監測等基本功能。某些工程還包括同間隔電子互感器合并單元、測控、保護等拓展功能。
變壓器智能測控裝置通過IEC61850通訊規約方便接入數字化變電站的站控層（過程層），實現變電站內數據共享和互操作功能。變壓器智能測控裝置就地戶外安裝，采用IP55防護等級。智能控制裝置就近安裝在變壓器附近，方便現場各種傳感器的電纜連接?，F場傳感器通過4～20mA、串口或空節點等方式接入變壓器智能測控裝置[10]。智能化示意圖如圖3-1所示。
根據《110～220kV智能變電站設計規范》有：
1、110（66）kV智能終端宜單套配置；
2、 35kV 及以下（主變間隔除外）若采用戶內開關柜保護測控下放布置時，
可不配置智能終端；若采用戶外敞開式配電裝置保護測控集中布置時，宜配置單套智能終端；
3、 主變高中低壓側智能終端宜冗余配置、主變本體智能終端宜單套配置；
4、 智能終端宜分散布置于配電裝置場地。（圖1）
4 合并單元的選擇
合并單元是用以對來自二次轉換器的電流和/或電壓數據進行時間相干組合的物理單元。其主要功能是通過一臺合并單元（MU），匯集/或合并多個電子式互感器的數據，取得電力系統電流和電壓瞬時值，并以確定的數據品質傳輸到保護/測控裝置；其每個數據通道可以承載一臺和/或多臺ECT和/或EVT的采樣值數據。
合并單元可以是現場互感器的一個組件，也可以是一個獨立單元。
根據《110kV～220kV智能變電站設計規范》，智能變電站對其的總體要求是：合并單元伴隨電子式互感器的產生而產生，伴隨智能變電站的應用而得到推廣應用。其內部工作邏輯相對固定，但可靠性、實時性、一致性要求極高，其重要度應與繼電保護裝置相當。（圖2）
參考文獻
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關鍵詞：給排水工程；變電站；結構耐久性；分析；建議
Abstract: water supply and drainage engineering structure durability for the protection of substation in sewage discharge is very important, therefore, this article through to the transformer substation engineering structure durability design were analyzed, including construction materials, construction quality and the use of the environment, structure and service life of several put forward related suggestions.
Key words: water supply and drainage engineering; substation; durability; analysis; suggestions
中圖分類號：TU991 文獻標識碼：A文章編號：
引言
變電站排水工程主要包括污水排水管道及檢查井等，一般都是使用鋼筋混凝土材料進行設計。
變電站排水工程結構耐久性設計存在的問題
1.設計理念落后
目前，在各個行業中都普遍存在著設計人員對混凝土結構耐久性設計意識不強的現象。耐久性和強度作為混凝土的兩大基本特性，但是，大部分設計人員由于對混凝土耐久重要性的認識不強，導致其過分注重其裂縫及承載力的設計，也就是說將混凝土的強度設計作為混凝土結構設計的重點。設計中的表現尚且如此，更何談在實際施工中采取有關措施提高混凝土結構耐久性。同時，根據有關數據顯示，在我國眾多使用混凝土就夠的行業，設計普遍達不到預期的效果，正是由于設計人員在設計中對混凝土結構耐久性意識不強，從而導致了混凝土結構使用壽命大大的減低，這種現象尤其表現在外部環境比較惡劣的地區。
排水工程結構設計規范存在的問題
目前，有關給排水工程混凝土結構耐久性設計的主要規范中，有的沒有對混凝土耐久性設計規范進行考慮，有的雖然提及了，但不是很明確，甚至有的規范中對混凝土結構耐久性設計的要求不盡相同，就有關的主要規范中的這些問題來看，除了無法給設計人員提供依據且造成其無所適從之外，更說明了研究人員對此仍缺乏深入的定量分析。
給變電站排水工程耐久性設計的建議
做好變電站排水工程結構耐久性設計，首先，設計人員應當在混凝土結構設計時對其結構耐久性和強度兩方面的重視程度都要保持均衡，而且要根據不同的環境對設計進行改善，深刻理解混凝土結構耐久性對于排水工程乃至我國各類工程發展的重要作用。
1.有關結構的使用年限
目前，混凝土在各個行業中應經被廣泛的應用，但是，在其近百年的使用過程中，尚沒有關于其建筑物在無修狀態下的使用年限的規定。根據我國相關規范的要求，混凝土結構在無修狀態下的使用年限都在50~100年左右，因此，本文建議變電站排水工程設計的混凝土結構耐久性應當保持在50~100年。而且，排水工程的混凝土結構長期處于污水浸泡及地質環境的影響下，因而，電力系統負責人在該變電站排水工程建設前，應當在與承包者談判時，要求其最少保證變電站排水工程結構耐久性為50年。
有關環境的類別
變電站排水工程結構耐久性設計人員應當對變電站所排污水及地質環境進行了解，并且將了解的結果和有關的規范標準進行比對，同時從混凝土結構的耐久性和強度兩方面出發，對變電站排水工程結構進行合理的設計。尤其是對變電站的污水水質情況要進行充分的了解，包括污水中可能出現的各種腐蝕性化合物及元素對混凝土結構造成的危害，以保證排水工程耐久性和強度為核心，保證變電站排水工程能夠在無修狀態下滿足設計的使用年限。
變電站排水工程結構耐久性設計中混凝土材料及其構造的要求
包括混凝土材料的抗滲等級和強度等級、抗凍等級及最小水泥用量、最大含堿量及最大水膠比、最大氯離子含量等都是混凝土結構耐久性設計的要求。然而這些要求在相關的規范中的要求都比較簡單甚至不全，因此，設計人員應當通過實際施工要求結合多方面的規范進行設計。包括伸縮縫的設置和裂縫控制寬度、最小配筋率和鋼筋錨固劑連接、鋼筋分布規定和鋼筋保護層厚度等一些其他別的規定都是混凝土構造的要求。雖然部分規范中對于這些給出了具體的要求，但是其中對環境因素的影響沒有進行要求。因此本文建議設計人員在滿足變電站混凝土結構耐久性進行設計時，應當參考《混凝土結構耐久性設計規范》，其中對于混凝土構造的規定要求，在適用變電站排水工程實際使用方面有比較充分的考慮，能夠有效的幫助設計人員進行排水工程結構耐久性的設計。
變電站排水工程混凝土結構耐久性關于施工質量的建議
排水工程施工包括材料質量和施工質量兩個方面，首先，變電站排水工程混凝土結構施工單位應當對材料進行嚴格的檢測，保證混凝土材料滿足施工及使用要求。在混凝土結構施工中，應當保證混凝土結構表層的均勻性和密實性，而且應當進行良好的養護，同時，保證準確的對混凝土表層厚度進行施工，還包括混凝土后澆筑帶及各類構造縫的澆筑質量。需要指出的是，在冬季進行排水工程混凝土結構進行養護，會對其結構耐久性造成一定的影響。但是，在目前有關給排水工程施工質量的規范中對混凝土結構耐久性沒有特殊的要求。因此本文建議施工技術人員可同時參考《混凝土結構耐久性設計規范》和中國土木工程學會標準《混凝土結構耐久性設計與施工指南》中的有關規定要求，以便為更好地進行變電站排水工程混凝土結構耐久性的施工。
總結
排水工程是變電站整個工程項目中重要的一部分，其結構的強度和耐久性對于變電站的正常運轉都起到關鍵的作用。對于目前排水工程結構設計耐久性方面存在的缺陷，包括相關規范中對混凝土結構耐久性的不明確等現象，都是制約排水工程發展的重要因素，可以看出，排水工程整個行業的發展仍需各個階層人員的進一步努力。
參考文獻：
【關鍵詞】振動；分析；原因；措施
1. 前言
由于水電機組規模日益擴大，機組運行產生的激勵荷載也較大，水電站廠房作為機組的支承結構，勢必會受其影響而產生振動，特別是大型混流式水輪機的水力共振，這種共振不僅對自身機組穩定性產生影響，還使廠房產生整體或者局部的振動，并可對人體產生巨大的影響。因此，水電站廠房在設計時應充分考慮到機組振動問題，采取有效措施對抗機組振動，使廠房受到機組振動影響降到最低。
2.水電站廠房結構概況分析
水電站廠房是水電站中裝設了水輪發電機、水輪機以及各類輔助設備的建筑物，又是運行人員進行生產活動的場所，是各種型式水電站中必不可少的建筑物，水輪發電機以及水輪機的運行工作就是在水電站廠房中進行的。水電站廠房形式和布置等都不一樣，按其結構設計和布置特點來看，其可分為壩內式、地下式、壩后廠房頂溢流式以及地面式等形式，壩內式通常設計于壩體空腔內，地下式大部分均設計于地下洞室內，壩后廠房頂溢流式位于溢流壩壩趾，地面式廠房中，從其位置布置特點來看又分為河床式廠房、岸邊式廠房以及壩后式廠房，地下式廠房有時有些會露出地而，但大部分均設計于地下洞室中。雖然水電站廠房形式不一、規模大小也各不相同，然而從它生產以及輸送電能的角度來看，水電站廠房樞紐建筑物又可分為四部分，即主廠房、副廠房、主變壓器場和高壓開關站。主廠房是水電站廠房樞紐的主要部分，發電機以及輔助設備均安裝于主廠房內，主廠房在高度上又分為數層，最高層安裝有發電機，最下層是蝸殼層，中間一層安裝水輪機，人們習慣將最高層稱為上部結構，中間和最底層稱為下部結構即支承結構，水輪機組荷載直接作用于此結構中。副廠房通常是緊挨著主廠房的，它主要是為主廠房服務而設的，相關的電氣設備、中央控制設備以及必要的生活設施等就布設于副廠房中。
3.水電站廠房結構振動研究
3.1振動評價標準
（1）對儀器設備造成影響的評價標準?！端娬緩S房設計》提出水電站廠房下部結構機墩的振幅應在0.20mm范圍內；《動力機器基礎設計規范》要求基礎頂面允許的振動在轉速低于500r/min時，以振動線位移0.16mm為控制限制[2]。另外，《動力機器基礎設計規范》還規定，當廠房安裝有不大于10Hz的低頻率器時，廠房設計最好遠離機器的共振區?！陡粽裨O計規范》提出允許振動位移4.8μm時，振動速度應為0.50mm/s。《多層廠房樓蓋抗微振設計規范》規定，允許機床豎向振動為，位移為10μm時，速度為1·0 mm/s。
（2）對人體保健的影響。本文主要是對人體浸在振動環境中的情況對振動進行評價?！度梭w全身振動暴露的舒適性降低界限和評價標準》指出，振動頻率、暴露時間以及振動作用方向都會影響人體的舒適度，使舒適度有所降低；《水利水電工程勞動安全與工業衛生設計規范》指出，取振動主頻率為10Hz、且暴露時間8h，人體的疲勞和工作能力在振動垂直向加速度0.4m/S2和水平加速度1.12m/s2時下降到極限；《水力發電廠機電技術設計規范》要求發電站廠房工作區域的標準噪音為，通信室和中控室最大65 dB-A，發電機層工作場所最大80 dB-A；《水利水電工程勞動安全與工業衛生設計規范》規定相關場所噪音限制值是，機組段內外的中控室分別為60 dB-A和70 dB-A，主機間各層為80 dB-A。
（3）不同地域不同環境，水電站廠房等各方面設計也不一樣，振動限值的提出要充分考慮到受振種類、振動頻率等方面的因素，根據我國水電站廠房設計的特點，提出以下建議值（表1所示）。
表1 水電站主廠房振動控制標準建議值
3.2水電站廠方結構振動原因分析
（1）水輪機組動荷載相對增大。大型水輪機由于流量大、容易受到干擾的原因，其壓力相對于中小型機組要大得多。大型水輪機組用以承受壓力動脈部件的面積越大，其產生的動荷載也隨之變大。因此，當大型水輪機組的壓力動脈幅值相同時，其動荷載也必然會變大。
（2）振動體固有頻率降低，而共振可能性增大。水輪發電機組的轉速屬于十低轉速旋轉，其各種激發力的頻率都比較低。大型水輪機組振動部件的固有頻率也相對較低，易十被低頻激振力激發時，則會產生共振，共振體可以是水體也可以使固體。如普遍存在于水電站發電過程中的引水管路水體共振情況，其可能會引起個別發電機組在停機過程中產生劇烈的振動現象。
（3）振動體剛度相對降低。在保持靜應力和幾何相似相等的情況下，機組部件及廠房結構的剛度會隨著其線性尺寸的增大而減小。所以，可以定性的說，中小型機組的的支持部件及轉輪葉片的剛度要比大型機組高。在相同的激振荷載下，大型機組的振動相對于中、小型機組大很多。此外，還應注意到，單純以強度作為設計的目標、簡單的幾何放大，且不采取有效的預防措施，可能是致使某些大型水力機組穩定性不好的根本原因。
4. 水電站廠房抗振設計研究
（1）振動傳遞途徑的優化。水輪機組振動的傳遞主要是通過兩個方面進行傳遞的，一是通過風罩傳到電機層樓板上，另一種是通過蝸殼頂板上的立柱往上方向傳遞。因此，想要廠房結構的振動有所降低，那么首先就要切斷或延長水輪機組振動的傳遞途徑 。由于廠房剛度、強度以及抗振的需要，大、中型水電站的風罩的設計要求是，不采用有利于垂直抗振的設彈性墊層簡支的連接方式，而應使風罩整體連接發電機層樓板。電機層樓板下的立柱可以增強樓板的剛度，但在蝸殼頂板上一般要盡量避免布置，因此，對于立柱的設置問題要進行充分的考慮。對于水電站廠房的構架柱，則應將力直接傳到廠房一期混凝土上，同時不宜設計在尾水管的頂板上，最合適的方式是恰好落在尾水管的分流墩上。
（2）鋼蝸殼混凝土澆筑方式的選擇。為提高水輪機組的基礎剛性，應采用“充水保壓”蝸殼混凝澆筑方式進行澆筑，我國三峽水電站就是采用了這一方式。其原理是，鋼蝸殼二期混凝土的建立采用了彈性墊層方案，蝸殼不能有效的嵌固蝸殼中可能存在的水壓脈動，如果采用“充水保壓”的澆筑方式，有利于鋼蝸殼與其鋼筋混凝土緊密接合而成為一個整體，從而使混凝土有效嵌固座環和蝸殼，提高水輪發電機機組運行時的穩定性。
（3）廠房結構布置通常水電站廠房的上、下游邊墻適宜采用實體墻結構進行建造，且應和發電機層的樓板固結，現澆鋼筋混凝土肋形樓蓋應用于發電機層樓板的建造。對于根據相關參數計算得出可能較容易發生較大振動的部位，應對其加大板厚，而后在其板內連續配筋。此外，在發電機層樓板上不應鑿設過多的用于通風等的孔口，預防割裂發電機層樓板的整體性，如三峽水電站只設有2個孔口，其樓梯孔轉移設在副廠房中，這樣的設計可以使得發電機層樓板整體性增強，且廠房的上、下游邊墻采用的是實體墻結構設計，使三峽最大動荷載超出平常其他中小型水電站一倍時，其振幅與中小型水電站相比卻剛剛持平。
5.結束語
隨著我國經濟和科技的飛速發展，工廠、企業以及人民用電的需求量也隨之增大，使得水電站的建設規模越來越大，促使了大型水輪發動機的普遍使用，這就勢必給廠房造成更大的振動問題，為減少振動對人體、儀器設備以及廠房結構的影響，廠房在設計時應充分考慮到振動的問題。
【參考文獻】
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關鍵詞 第三代核電站；風管漏風量；檢測
中圖分類號 TK8 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）160-0165-01
風管漏風量是指單位面積的風管在一定時間內泄漏的風量容積，風管漏風量檢測是在風管安裝階段進行的風管嚴密性檢測，它是驗證風管系統預制和安裝嚴密性的一個重要指標。因此，在核電工程通風系統施工過程中，風管漏風量必須滿足設計要求。
傳統M310核電站在風管安裝階段的嚴密性檢測是根據GB50243-2002《通風與空調工程施工質量驗收規范》中相關規定執行的，相比M310核電堆型，第三代核電在風管漏風量方面提出了特殊的要求。第三代核電設計規范根據HVAC系統設備等級的不同，將HVAC系統分為2個泄漏等級，制定出不同等級風管及殼體的漏風量限值，并規定了漏風量檢測的具體要求。
1 第三代核電和M310核電堆型漏風量設計要求分析
1.1壓力等級
三代核電設計規范將風管系統的工作壓力劃分為4個等級，比M310核電和GB50243-2002規定的風管系統均多出一個壓力等級范圍，具體壓力等級規定見表1。
1.2 泄漏等級
第三代核電站的設計規范將通風系統的泄漏等級劃分為泄漏Ⅰ級和泄漏Ⅱ級，根據不同的泄漏等級，確定系統容許泄漏率（占系統額定流量的百分比）數值。通風系統的泄漏等級與系統的設備等級（不含D設備等級）存在一定的內在聯系，見表2。
從表中可以看出，泄漏Ⅰ級的風管系統均為R設備等級，該部分風管系統主要為空氣凈化系統，要求空氣潔凈，無放射性污染；泄漏II級的風管系統為L設備等級或R設備等級，該部分風管系統主要用于一般要求的加熱、通風和空調系統。
1.3 漏風量檢測要求及分析
M310核電堆型在風管安裝階段進行的風管嚴密性檢測遵照GB50243-2002規定要求。GB50243-2002對風管漏風量檢測要求是在漏光法檢測的基礎上提出的。規定指出：低壓風管系統漏光檢測不合格后，按照5%的抽檢率進行漏風量檢測。若合格，則不需要進行漏風量檢測；中壓風管系統漏光檢測合格后，按照20%的抽檢率進行漏風量檢測；高壓風管系統不做漏光檢測，應全數進行漏風量檢測。
三代設計規范對處于正壓和負壓的風管系統均要求做正壓檢測。試驗時，可以整個系統做檢測，當系統不具備整體檢測條件時，也可以分段進行檢測，實際施工中多分段進行漏風量檢測。規范要求對L設備等級的風管系統進行定性試驗，對R設備等級的風管系統進行定量試驗。
定性試驗的試驗壓力為壓力等級范圍的上限，見表1。對于X壓力等級的風管系統，由設計給定試驗壓力值。定性試驗的驗證方法采取泡沫檢漏法或音響檢漏法，其優點是不需要進行詳細數據的計算，只要找出漏點的位置并進行密封處理即可。其不足之處主要有2點：一是對泡沫溶液質量要求高，溶液涂抹要求均勻且容易產生氣泡，微小氣泡不容易觀察。若采用音響檢漏法，則需要一個比較安靜的環境，實際施工中很難達到；二是無論采取上述哪一種檢漏方法，都需要有足夠的操作及檢查空間。
定量試驗方法有2種，一是壓力衰減法，二是恒壓法。壓力衰減法的試驗壓力要求為壓力等級范圍上限的1.25倍。恒壓法試驗壓力為壓力等級范圍上限，對于X壓力等級的風管系統，同樣由設計給定試驗壓力值。定量試驗只需將實際泄漏量與設計允許泄漏量比較，若在允許的泄漏量范圍內，則合格。反之，則需要按照定性試驗中查找漏點的方法進行查漏處理。三代核電設計規范允許用定量試驗代替定性試驗，實際施工中的分段定量試驗驗收標準見公式（1）：
公式（1）是針對面積為a的風管試驗段，計算的最大允許泄漏量。為了進一步與國標中最大允許漏風量計算公式進行比較分析，將Ls轉換為單位面積單位時間最大允許漏風量并統一單位，見公式（2）：
比較公式（2）和公式（3）可知：三代設計規范對風管系統最大允許漏風量的計算取決于系統的額定流量和額定面積，與工作壓力無關，而國標對風管系統最大允許漏風量的計算取決于系統工作壓力。
關鍵詞：總平面布置；光伏陣列；間距計算
1.概述
本文以西北地區某光伏電站為例介紹總平面布置流程，該電站組件采用255Wp多晶硅組件，主要參數為：外形尺寸1640*992*40（長*寬*厚，單位為毫米），峰值功率255Wp，最佳工作電壓30.3 V，最佳工作電流8.26 A，開路電壓37.3 V，短路電流8.90 A，開路電壓溫度系數-0.33/℃。逆變器采用國產500kW逆變器，最高允許直流輸入電壓為1000V，輸入電壓MPPT工作范圍為450～850V。
2.光伏電站總平面布置流程
2.1.串并聯數設計
根據《光伏發電站設計規范》GB50797-2012中6.4.2相關公式，可以計算出，本工程光伏組件串聯數量為22。
按上述最佳太陽能光伏組件串聯數計算，則每一個組件串的額定功率容量為5.61kWp。對應于所選500kW逆變器，至少需要90個組件串。考慮逆變器效率、系統損失及逆變器1.1倍過載系數，最終確定每個500kW逆變器所配光伏組件串數為90～98路。
2.2.方位角選擇
固定式支架一般朝正南方向放置。
2.3.計算傾角
目前，在光伏電站的工程設計當中，有三種方法比較廣泛的應用于最佳傾角的選擇，分別是：RETScreen軟件、PVSystem軟件，及Klein.S.A和Theilacker.J.C的天空異向模型公式。理論計算和實踐結果都表明，在最佳傾角附近選擇傾角，傾斜面上的總輻射量相差很少；在工程項目設計中，為減少占地，節省投資，可以選擇較小的傾角。本工程通過計算，光伏陣列安裝最佳傾角取36°。
2.4.間距計算
光伏陣列間距按以下原則進行布置：根據《光伏發電站設計規范》條文說明部分的第七節“站區布置”，無論是固定式還是跟蹤式均應保證全年9：00～15：00（當地真太陽時）時段內光伏方陣不應被遮擋，即冬至日當天9：00～15：00時段內光伏陣列不應被遮擋。
2.5.總平面布置
先布置一個發電單元，再結合地形進行整體布置、路網規劃及局部調整。
3.總平面布置方案比選
方案一：陣列2行22列豎排布置，通過計算，陣列南北中心距7.78米，考慮0.2米施工誤差，取8米。此方案平面布置如圖1，占地15770平方米，共94個陣列，裝機規模1054.68kWp，每個1MW發電單元占地14950平方米/MW。
方案二：陣列4行11列橫排布置，通過計算，陣列南北中心距為9.44米，考慮0.2米施工誤差，取9.7米。此方案平面布置如圖2，占地16858平方米，共布置有94個光伏陣列，裝機規模1054.68kWp，每個1MW發電單元占地15980平方米/MW。
方案三：陣列2行22列橫排布置，通過計算，陣列南北中心距為4.69米，考慮0.2米施工誤差，取4.9米。此方案平面布置圖如圖3，占地17122平方米，共90個組串，裝機規模1009.8kWp，每個1MW發電單元占地16960平方米/MW。
圖1 2行22列豎排布置 圖2 4行11列橫排布置 圖3 2行22列橫排布置
橫向布置方案中，每個陣列可選2行和4行，2行安裝方便，但占地最大，電纜、鋼材等工程量會增加，總投資成本增加，但發電量未有有效提高，不可取。4行11列橫排布置比2行22列豎排布置單位MW占地面積大，電纜、鋼材等工程量相應增加，且施工時最上面一塊板安裝較費勁，后期組件的維護清潔不方便。
4.結論
通過比較，豎排布置方案較優，規模越大越明顯。2014年9月1號國土資源部出臺《節約集約利用土地規定》，指出要完善現有的標準體系，并繼續進一步研究諸如光伏產業、公共圖書館、博物館等用地的標準。節約土地及光伏用地規范也將是光伏電站總平面布置的大原則。有文獻通過理論分析指出，橫排布置能在某種程度上提高發電量，但是，光伏電站發電量與光伏電站運維管理水平有很大關系，因此目前尚無實際運行電站的對比數據，隨著對已運行光伏電站數據的不斷收集，作者將更進一步論證各種布置方式的優劣，提出更為合理的光伏電站總平面布置方案，供光伏發電從業人員參考。
參考文獻
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關鍵詞： 變電所；供配電系統；一次設計；二次設計；變壓器
中圖分類號：TD61 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）04-0051-02
1 變電所所址的選擇
本礦井采用雙回35kV電源供電，兩回35kV電源分別引自不同的區域變電站。礦井工業場地建設一座35/10kV變電所，變電所低壓為0.4kV。變電所所址的選擇應靠近負荷中心，便于進、出線且周圍環境無明顯污穢，結合礦井工業場地總布置情況，本變電所設于礦井工業廣場的東南部。
2 變電所一次設計
2.1 計算負荷及短路計算 礦井35kV變電所10kV母線計算負荷：有功功率Pj=11638kW，無功功率Qj=7724kvar；無功補償Qc=4380kvar，補償后無功功率Qj=3344kvar，視在功率Sj=12123kVA，功率因數COS？準=0.96。
2.2 主要電氣設備選擇 經過計算，礦井變電所35kV母線短路容量為94.3MVA，短路電流1.47kA，短路電流沖擊值3.75kA；10kV母線短路容量為50MVA，短路電流2.75kA，短路電流沖擊值7.02kA。短路參數對電氣設備選擇無特殊要求。變電所35kV配電裝置選用KYN61-40.5Z（開斷電流25kA）型戶內鎧裝移開式金屬封閉關柜；10kV配電裝置選用KYN28A-12Z型（開斷電流20kA）戶內中置開關柜；主要電氣設備的技術參數經驗算符合動熱穩定的要求。10kV饋出電纜最小熱穩定截面：按中速開斷速度考慮，取0.2S短路電流產生的熱效應為Qth=I×Tth=7.022×0.2=9.86，電纜熱穩定允許的最小電纜截面Smin=×103/C=22.9mm2，C取137（銅芯電纜）。變電所10kV饋出電纜按交聯聚乙烯絕緣（銅芯）最小熱穩定截面為25mm2。
2.3 電氣主接線及主要電氣設備 根據礦井負荷統計結果，35kV變電所主變壓器設計選用SZ11-8000/35、8000kVA三臺，電壓比為35±3×2.5%/10.5kV、接線組別Y，d11。兩臺運行一臺備用，主變正常負荷率74%，故障保證率100%。為滿足節能要求，主變壓器分列運行。變電所35kV電氣主接線采用單母線分段系統，設計選用KYN61-40.5Z型鎧裝移開式交流封閉開關柜，配真空斷路器彈簧操作機構。共設13個間隔（進線間隔2個、進線避雷器間隔2個、出線間隔3個、母聯間隔2個、PT間隔2個、站用變2個）；開關柜單列布置。變電所10kV電氣主接線采用單母線分段系統，設計選用KYN28A-12Z型戶內中置開關柜31臺，配真空斷路器彈簧操作機構；10kV出線建設15回；預留2回。主變進線采用架空進線，10kV出線采用電纜敷設，開關柜雙列布置。變電所0.4kV系統計算負荷Pj=907kW、Qj=222kvar、Sj=945kVA；其中一、二級負荷Pj=332kW、Qj=80kvar、Sj=346kVA。設計選用SCB11-800/10、10/0.4kV、800kVA動力照明變壓器2臺，同時運行，負荷率59%，故障保證率84.6%；當一臺變壓器停運時另一臺能保證供電范圍內一、二級負荷用電。0.4kV采用單母線分段系統。變電所設兩臺35/0.4kV所用變，一用一備，設備自投。變電所正常工作照明電源由所用電380/220V系統供電。事故照明電源正常由交流電源供電，事故時由由直流屏供電，兩電源回路可自動切換。主控室、高壓配電室及主要通道進出口處均裝設事故照明燈。
2.4 無功補償 礦井用電負荷較大，特別是主、副井提升機采用可控硅直流傳動系統，且礦井變頻設備使用較多，無功補償與諧波治理要求較高，為降低設備投資，本設計選用靜態電容器組和動態補償組合的方式。根據負荷統計結果，SVG鏈式逆變器設置1500kVar，電容器組為1200kvar，實現動態無功補償和濾除諧波。
2.5 中性點接地方式 35kV中性點按不接地方式設計。礦井10kV電纜線路總長約12.5km，10kV配電網絡的單相接地電容電流計算值為12.68A，考慮變電所16%的附加值后，變電所10kV側總單相接地電容電流約為14.7A，設計10kV系統中性點經消弧線圈接地；0.4kV系統中性點接地。
2.6 防雷及接地 礦井所在地區年平均雷暴日數為40天，屬于多雷區。變電所樓屋面采用現澆鋼筋砼結構，將屋面砼內鋼筋焊接成網裝接地，防直擊雷。線路進站段采用避雷針進行直擊雷保護。根據《交流電氣裝置的接地（DL/T621-1997）》的要求，變電站設計工頻接地電阻不大于4Ω。變電站主接地網按不等間距方孔網布置，以水平接地體為主，垂直接地體為輔聯合構成。變電所接地槽均置換為粘土，并添加專用降阻劑。變電站設計除砼路面外的場地均鋪設砼預制塊，增加地表接觸電阻，進一步提高變電站允許接觸電壓差及跨步電壓差，保障人身安全。
3 變電所二次設計
變電站按無人值班設計，采用計算機監控系統，計算機監控系統采用分層分布式網絡結構，完成對變電站內所有設備的實時監視和控制，數據統一采集處理，資源共享。保護動作及裝置報警等重要信號采用硬接點方式輸入測控單元。結合變電站無人值班方式的特點和目前計算機監控系統在變電站的應用情況，確定計算機監控系統的監控范圍如下：①全站的斷路器、隔離開關及電動操作的接地開關工作狀態；②主變壓器的分接頭調節（有載調壓變壓器）及10kV無功補償裝置自動投切裝置狀態；③直流系統和UPS系統工作狀態；④通信設備及通信電源告警信號；⑤站用變壓器、直流系統、UPS系統的重要饋線開關狀態。計算機監控系統具有與電力調度數據專網的接口，軟、硬件配置支持聯網的網絡通信技術以及通信規約的要求。
3.1 保護配置及自動裝置 主變壓器主保護設差動保護、本體重瓦斯、有載分接開關重瓦斯保護、非電量保護（跳閘）。后備保護設復壓過流、過負荷保護、非電量保護（發信號）。35kV母聯設母線充電保護、限時速斷保護、過流保護。10kV饋出線設三段式電流保護。10kV小電流接地選線由專用的裝置實現，同時擬將所有10kV零序電流信號接入故障錄波裝置，便于分析接地故障；母聯分段設母線充電保護、限時速斷保護、過流保護；10kV電容器回路設兩段式電流保護、高電壓、低電壓、零序電壓（開口三角形）及過負荷，保護均動作于電容器斷路器；10kV動力變壓器設兩段式電流保護、溫度及過負荷保護。
3.2 變電所的計量 系統計量設置于產權分界點，即在上級變電站35kV出線側設置關口計費點，關口計費點電度表按主、副表配置，精度有功為0.2S級，無功為2.0級。
變電所10kV饋線電能計量按有功0.5S級、無功2.0級配置。 智能電能表測量具有有功、無功、電壓、電流、頻率、有功電量、無功電量和多費率電量、最大需量、分時區、時段、不同費率為基準的電量累計和存儲，可通過串口向電能量遠方終端傳送分時電量數據；其具備失壓記憶功能，以保持運行參數和電能量數據；具有就地維護、測試功能接口站有電度表均通過串口送入集中的電能量采集裝置，并通過該裝置轉送給變電站計算機監控系統。
3.3 變電站微機防誤閉鎖綜合操作系統 變電所裝設一獨立微機防誤閉鎖綜合系統，配置工控主機（應具備與微機監控、RTU等接口功能，實現數據共享，并可閉鎖監控操作）、漢字顯示器、開關閉鎖控制器和電腦鑰匙等。實現強制性五防閉鎖、在線自動對位、仿真模擬預演、多任務并行操作。通過與綜合自動化系統的通訊管理單元通訊的方式，接收各類操作的操作順序，并與裝在一次設備上的編碼鎖配合，一起完成防誤閉鎖各項功能。
4 直流系統
本變電站裝設一套智能型微機高頻開關直流電源成套裝置，負擔斷路器合閘、微機綜合自動化系統、通訊及事故照明等直流負荷。直流系統電壓采用220V，設一組閥控式密封鉛酸蓄電池和雙套冗余配置的（模塊按N+1冗余配置）高頻開關電源充電裝置。該裝置能與微機綜合自動化系統進行網絡通訊，實現直流屏的無人職守。蓄電池的容量按能滿足微機綜合自動化系統全站事故2小時停電時的放電容量配置，設計選用100Ah鉛酸免維護蓄電池。微機高頻開關直流電源屏組安裝于中央控制室。為了防止可能由于交流站用電系統突然事故發生，本工程設計選用一套5kVA的UPS不間斷逆變電源裝置，UPS微機不間斷逆變電源屏裝設在中央控制室內，為確保運行的可靠性，電源輸入另外還設有交流旁路系統及直流直接供電系統。
5 系統通信及調度自動化
礦井變電所對外通信線路隨礦井35kV變電所至上級變電站的35kV線路同時建設，設計假設采用35kV線路架設1條12芯OPGW光纜，本礦35kV變電所新設光通信設備和相應配套設施，光通信設備安裝在所內主控室設備區。通訊電源由所用直流電源加DC/DC轉換模塊方式給通信設備供電，共設置3套30A 220V/48V模塊。變電所備用通信為市話通信。本變電站遠動信息通過遠動通道分別上傳至集控站和地調，遠動信息包括變電站全部“四遙”（遙控、遙測、遙信、遙調）信息。本變電所采用微機監控系統，交流采樣，遠動功能由計算機監控系統的遠動工作站來完成。
6 節能及環境保護
所內主要污染源有電磁輻射、噪聲等。變電所設備選用低場強電氣設備；對電氣設施采取有效的屏蔽措施；減少接觸不良產生的火花放電；避免火花放電產生高頻電場。變電所的噪聲主要來源主變壓器，變壓器采用自冷低噪音設備滿足環境保護的有關規定。設計主變壓器選擇節能型銅芯低損耗電力變壓器，變電站站用變壓器選用S11型低損耗變壓器；變電站照明燈具選用節能燈具。本變電所10kV側配置了動態無功補償裝置，提高了功率因數。結合變電站綜合自動化系統及電力監測監控系統設置的電能監控信息系統，建立計算機遠程監控信息系統，實時監測企業的電能消耗等運行參數，對用電負荷進行節電目標管理，嚴格控制高峰期用電負荷，實現企業電能管理信息化和自動化。
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[關鍵詞]供配電系統 計算負荷 變電所 變壓器 無功補償 供電線路
中圖分類號：TD61 文獻標識碼：TD 文章編號：1009914X（2013）34005801
一、項目簡介
榆樹溝煤礦隸屬于河北省張家口市沽源縣管轄，礦井設計生產能力為120萬t/年。本文對榆樹溝煤礦供配電系統進行了配套設計。
二、供電電源
本礦井采用雙回35kV電源供電。兩回電源線路一回引自沽源110kV變電站35kV母線，該站為本地區的樞紐站，輸電距離約35km；另一回引自2012年底建成的自黃蓋淖110kV變電站35kV母線，輸電距離約45km。
三、供電系統
1 輸電線路
礦井35kV母線計算電流Ij=212A。設計按經濟電流密度選擇導線截面，并按電壓損失校驗。礦井年最大負荷利用小時數按5000h以上，經濟電流密度J=0.9A/mm2，則
S=Ij/（N*J）=212/（1*0.9）=235mm2
若導線截面選為240mm2，線路安全載流量為610A，35kV架空導線LGJ―240在cosφ=0.95時，單位負荷矩電壓損失為0.0215%MW-km，沽―榆線路電壓損失：
ΔU=0.0215×35×12.22=9.2%
黃―榆線路電壓損失：
ΔU=0.0215×50×12.22=13.1%
均不滿足要求。為滿足電壓損失的要求，設計采用LGJ―2×240雙分裂導線。經計算，沽―榆線路電壓損失ΔU=3.55%；黃―榆線路電壓損失ΔU=4.56%；滿足礦區高壓允許電壓損失要求。
本礦位于河北省張家口市塞北管理區，年平均雷暴日數為40.3天，屬高雷區，設計輸電線路全線架設避雷線。為兼顧電力調度通訊，避雷線采用12芯OPGW光纖復合地線。直線桿采用鋼筋砼上字型直線單桿；轉角及耐張選用鋼筋砼門型雙桿，在大檔距或交叉跨越處采用自立式鐵塔。
2 地面供電系統
（1）地面主變電所設計 礦井地面設一座35/10kV變電所，變電所高、低壓主接線均采用單母線分段系統。礦井地面變電所10kV母線補償后計算有功負荷Pj=12122kW，無功負荷 Qj=3408kvar，視在功率 Sj=12627kVA，功率因數COSφ=0.96。
根據計算負荷結果，設計選用三臺SZ11-8000/35、35±3×2.5%/10.5kV、8000kVA主變壓器，接線組別Y，d11。為滿足節能要求，變電所主變壓器采用分列運行方式，兩臺運行一臺備用，主變正常負荷率78.9%，故障保證率100%。
35kV系統按中性點不接地方式設計。礦井初期單相接地電容電流較小，10kV采用中性點不接地系統。礦井后期10k側總單相接地電容電流約為14.7A，因此變電所預留兩套接地消弧線圈安裝位置。實測單相接地電容電流超過10A后，應安裝兩套接地消弧線圈，使得10kV中性點經消弧線圈接地。
由于礦井主、副井提升機采用直流傳動系統，并且變頻設備使用較多，諧波治理要求較高。本次設計選用靜態電容器組和動態補償組合的方式，設計選用1500kvar的SVG鏈式逆變器和1200kvar電容器組，既滿足礦井無功補償和濾波的要求，又節約了設備投資。
為防直擊雷，35kV變電所設獨立避雷針2座。變電站主接地網按不等間距方孔網布置，以水平接地體為主，垂直接地體為輔聯合構成，變電站工頻接地電阻不大于4Ω。
（2）地面供配電系統 礦井地面一、二級負荷采用雙回電源供電，且雙回電源直接引自礦井35/10kV變電所不同母線段，當其中一回電源故障時，另一電源可擔負供電范圍內的全部一、二級負荷用電。三級負荷由一回電源線路供電。由于主、副井提升機、地面空壓機功率較大，設計采用10kV電源供電。
根據工業場地負荷分布情況，礦井地面變電所設置兩臺10/0.4kV動力變壓器，負擔主副井絞車房低壓設備、副井井口房、排矸系統、機電修理間、聯合建筑、單身宿舍、換熱站、生活水處理等設備。
工業場地另設有通風機房變電所，以10kV向兩臺主通風機及所內兩臺動力變壓器供電，其0.4kV主要負擔括主通風機輔助設備、主井井口房、給水設備、制漿站、水源井泵房等。礦井生產系統變電所以～660V向原煤生產系統設備供電，660V配電系統中性點經電阻接地。鐵路裝車站變電所以10kV向裝車帶式輸送機及所內兩臺動力變壓器供電。各變電所均由兩回10kV電源供電，且兩回10kV電源均引自地面主變電所兩段不同的10kV母線段。
3 井下供配電系統
井下計算負荷Pj=5234kW、Qj=4816kvar、Sj=7112kVA，計算電流410A。設計采用兩回10kV電源向井下供電，雙回電源引自礦井地面35/10kV變電所不同母線段，經副井引至井下中央變電所。下井電纜長度為650m。
下井電纜按經濟電流密度選擇，按載流量及電壓損失校驗。井下最大負荷利用小時按5000h，J=1.15A/mm2，則
S=In/（N×J）=410/（2×1.15）=178mm2
設計選用兩根MYJV42-8.7/10kV、3×240mm2鎧裝電纜，環境溫度為40℃時其載流量為482A，當一回電纜故障時，另一回能負擔井下全部負荷的用電。一回路送電時，電壓損失為0.52%
井下設中央變電所、石門變電所。井下采用中性點不接地系統。
井下中央變電所主接線為單母線分段。變電所以10kV分別向石門變電所、上倉膠帶機頭高壓配電點、主排水泵供電；以660V向水泵房電動閥門、井底水窩水泵、副井井底機械設備、架線電機車整流裝置、定量裝載設備等負荷供電。
石門變電所兩回10kV電源電纜引自中央變電所不同母線段，石門變電所以10kV向綜采工作面移動變電站、掘進工作面移動變電站供電；所內共設5臺變壓器，其中兩臺KBSG-500/10、10/1.2kV、500kVA變壓器負擔移動制氮機組用電；兩臺KBSG-400/10、10/0.69kV、400kVA變壓器以660V向掘進工作面局扇、普掘工作面、軌道上山絞車等負荷供電；一臺KBSG-200/10、10/0.69kV、200kVA變壓器作為掘進工作面局部通風機專用變壓器。掘進工作面配電設備實行風電瓦斯閉鎖。
綜采工作面皮帶順槽設備由設置在皮帶順槽的移動變電站供電。運輸順槽設備由運輸順槽移動變電站供電。每個綜掘工作面配置二臺移動變電站，其中一臺為掘進機供電，另一臺為綜掘面其他設備供電。普掘工作面設660V配電點。
參考文獻
[1]《煤礦安全規程》2012
[2]《礦山電力系統設計規范》GB 50070-94
[3]《煤礦井下供配電設計規范》GB 50417-2007
[4]《煤炭工業礦井設計規范》GB 50215-2005
