【對楊柳煤礦輸變電工程設計研究】楊柳煤礦
1 工程概況
楊柳煤礦位於貴州省黔西縣東部，距縣城約25公裏，屬協和鄉、鐘山鎮和谷裏鎮管轄。黔西縣境內現有110kV變電所4座，即黔西110kV變電所，其主變容量為16MVA＋10MVA；甘棠110kV變電所，其主變容量為20MVA；林泉110kV變電所，其主變容量為20MVA。太來110kV變電所，其主變容量為10MVA。黔西縣還有仁和（1MVA）、雨朵（1MVA）、中坪（1.15MVA）、鐘山（1MVA）、協和（2MVA）等5座35kV變電所。
2 電力負荷的確定
根據礦井主要設備選型和全礦井用電負荷統計，計算出礦井後期負荷功率。為提高礦井用電功率因數，減少電能損耗，提高電氣設備利用率，設計在礦井高壓母線上安裝3600kvar高壓電容器。補償後礦井負荷為：
(1)在正常湧水量時：有功功率7872.2kW；無功功率2534.3kvar；視在功率8270.1kVA；自然功率因數0.95。
(2)在最大湧水量時：有功功率9953.9kW；無功功率4137.8kvar；視在功率10779.7kVA；自然功率因數0.92。
3 電源點的確定
楊柳礦後期最大計算電力負荷（最大湧水時）為10779.7kVA。礦井距太來110kV變電站約9km，距甘棠110kV變電站約15.05km，距黔西110kV變電所距離約23km。距協和35kV變電站約5.8km，距高山35kV變電站約8.5km。
由於黔西110kV變電站距離本礦井太遠，如由其向本礦井供電，工程量很大，設計暫不考慮由其引入礦井供電電源。而太來變電站沒有備用出線間隔，無法向本礦井供電。根據前述礦井附近的現有及規劃電源條件，以及用電負荷情況，現提出以下兩個礦井供電方案。
(1)方案壹
礦井采用35kV供電，即在楊柳礦井工業場地建壹座35/10kV變電所，壹回路電源引自引自甘棠110kV變電站，電壓35kV，導線型號為LGJ-240，線路長度約為15.05km。另壹回路電源引自高山礦35kV變電站，電壓35kV，導線型號為LGJ-240，線路長度約為8.5km。
(2)方案二
礦井采用35kV供電，即在楊柳礦井工業場地建壹座35/10kV變電所，壹回路電源引自引自甘棠110kV變電站，電壓35kV，導線型號為LGJ-240，線路長度約為15.05km。另壹回路電源引自協和35kV變電站的電源引自太來110kV變電站的35kV母線段上，電壓35kV，導線型號為LGJ-185，線路長度為5.8km。
(3)兩個方案經濟和技術比較
在經濟方面：從投資看，兩個方案均考慮35/10kV變電所，故變電所部分投資相同。線路部分：方案壹中除要架設本礦的電源線路，還需改造高山礦35kV變電站的電源線路，***需架設線路30.55km，方案二需架設的電源線路20.85km。方案二投資較少。
在技術方面，方案二相對方案壹，需要變電所管理人員的專業知識更加豐富，才能更好的管理；經校驗，方案壹和方案二均能滿足礦井供電質量的要求。加上將來可利用礦井瓦斯發電作為補充電源，礦井供電質量和可靠性將得以更大的提高。因此，本設計選用方案二作為楊柳礦供電方案。
4 35kV線路導線、避雷線及桿塔的選擇
貴州地區山多、溝多、樹多，地形、地貌、地質的變化也較復雜，給架設輸電線路帶來了壹定的困難。輸電線路的路徑宜盡量利用山頭坡頂，少砍伐樹木少占農田。線路考慮防汙、防震，采用合成絕緣子。
礦井35kV變電所後期最大計算用電負荷為10779.7kVA。設計從甘棠110kV變電站和協和35kV變電站各引出壹回35kV線路向楊柳礦35kV變電所供電，按經濟電流密度選擇，並按允許電壓降校驗，最終從甘棠110kV變電站到礦井35kV變電所線路導線型號選用LGJ-240；從協和35kV變電站到礦井35kV變電所線路導線型號選用LGJ-185。其中甘棠110kV變電站至楊柳礦35kV變電所線路長度為15.05km，協和35kV變電所至楊柳礦35kV變電所線路長度為5.8km，兩條線路均全線架設OPGW復合光纖地線，芯數為8芯，既作為線路的防雷保護，又為礦井變電站和上級變電站的通訊提供通道。在35kV線路的始、終端桿上安裝氧化鋅避雷器。
5 礦井35kV變電所的確定
礦井工業廣場內設35/10kV變電所壹座，在選址時考慮到了進出線方便、接近負荷中心以及防洪排澇等因素。根據統計，前期10kV側最大有功電力負荷6195.5W，視在功率為6717kVA（電容補償後）；後期10kV側最大有功電力負荷9953.9kW，視在功率為10779.7kVA（電容補償後）。主變壓器臺數的確定：
方案壹：選用兩臺SZ11-10000/35，35.5%/10.5kV，10000kVA主變壓器,前期兩臺主變壹用壹備，當工作變壓器故障時，備用變壓器自動投上，可以滿足全礦井負荷用電需要。負荷系數為0.67，保證系數為1.49。後期兩臺主變分列運行，互為備用，兩臺主變同時工作的負荷系數為0.54，當壹臺主變檢修或故障，另壹臺主變工作的事故保證系數為0.93。可以滿足全礦井壹，二級負荷用電需要。優點是接線簡單，控制、管理操作簡單，運行方便，投資省。缺點是適應負荷變化能力較小，前期按主變安裝容量收取基本電費的費用較高。
方案二：選用三臺SZ11-8000/35，35.5%/10.5kV，8000kVA，前期安裝兩臺主變，正常情況下兩臺主變壹用壹備，當工作變壓器故障時，備用變壓器自動投上，可以滿足全礦井負荷供電需要。負荷系數為0.84，保證系數為1.19。後期增加壹臺主變，正常情況下兩臺主變運行，壹臺備用。當任壹臺工作主變故障時，備用主變自動投上。兩臺主變同時工作負荷系數為0.673，任壹臺故障時保證系數為1.48，可以滿足全礦井負荷用電需要。優點是適應負荷變化能力較大，前期按主變安裝容量收取基本電費的費用較低。缺點是接線復雜，不便於管理操作，投資較大，前期主變負荷率較高，後期按主變安裝容量收取基本電費的費用高。
由於變電所安裝兩臺主變現場管理操作簡單方便，不容易出現誤操作的情況，本次設計按方案壹設計。變電所的35kV和10kV系統均采用單母線分段接線方式，兩回35kV電源進線同時使用。變電站35kV配電裝置選用KYN61-40.5型鎧裝型移開式金屬封閉開關櫃，配用ZN85型真空斷路器；10kV配電裝置選用KYN28A-12型鎧裝型移開式金屬封閉開關櫃，配用VS1型真空斷路器。35kV開關櫃采用單列雙通道布置，10kV開關櫃采用雙列雙通道布置。
變電站設兩臺站用變，分別設於35kV I 號母線段和10kV II號母線段上。站用變選用SC9-50/35，35/0.4，50kVA和SC9-50/10，10/0.4，50kVA變壓器各壹臺。站用電設站用電屏，電源進線兩回，可互為備用，自動切換。變電站操作電源選用微機高頻開關直流屏，裝設免維護鉛酸蓄電池壹組，電壓220V。根據變電站直流負荷情況，選用蓄電池容量為100Ah。變電站內設兩臺低壓動力變壓器，根據電力負荷統計表，選擇兩臺S11-1250/10，10/0.4kV，1250kVA變壓器，兩臺分列工作，互為備用。向地面動力、照明、工作及安全供電。