鶴煤三礦變電站畢業(yè)設(shè)計論文

1、河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(論文) 摘要 摘要 變電所是電力系統(tǒng)的樞紐環(huán)節(jié)，由變壓器，母線和開關(guān)設(shè)備等電氣設(shè)備按一定的結(jié)線方式所構(gòu)成，他從電力系統(tǒng)取得電能，進行電壓變換和分配，然后將電能安全、可靠、合理的供給不同的用電場所和電力設(shè)備。變電所設(shè)計的主要任務(wù)是根據(jù)變電所擔負的任務(wù)及用戶負荷情況等，選擇所址，對用戶的負荷進行統(tǒng)計、分析計算，確定用戶無功功率補償裝置。進行變壓器選擇，確定變電站的結(jié)線方式，進行短路電流計算，選擇變配電開關(guān)設(shè)備，繪制變電所平面布置圖。本變電所的初步設(shè)計包括：總體方案的確定；負荷分析；短路電流的計算；配電系統(tǒng)設(shè)計與系統(tǒng)接線方案選擇；變電所高壓進線、一次設(shè)備和低壓出線的

2、選擇；防雷與接地保護等內(nèi)容。關(guān)鍵詞： 變電所設(shè)計； 負荷的計算； 變壓器選擇； 開關(guān)設(shè)備選擇； 線路設(shè)計； 防雷設(shè)計。 i41 目 錄第一章 概 述11.1 礦區(qū)井田概況11.2 電源資料11.3 礦區(qū)供電的總體要求11.4變電站選址及供電電源的確定2第二章 負荷統(tǒng)計及主變壓器的選擇52.1 變電所的負荷統(tǒng)計52.2 功率因數(shù)的改善52.3 主變壓器的選擇6第三章 供電系統(tǒng)擬定與短路電流的計算83.1電氣主接線83.2 短路電流計算133.3 井下電纜限流電抗器選擇19第四章 礦井變電所供電系統(tǒng)設(shè)備選擇214.1 變電所的主接線214.2 35千伏電器設(shè)備的選擇234.3 6kv側(cè)電器設(shè)備選擇

3、29第五章 繼電保護方案的選擇355.1 35kv 進出線、電容器繼電保護方案355.2 變壓器的繼電保護方案365.3 變電所的母線保護365.4 變電所6kv側(cè)母線的速斷和過流繼電保護37第六章 變電所的保護接地及防雷386.1 接地裝置一般規(guī)定和要求386.2 過電壓保護396.3 變電所的防雷保護40第七章 變電所室內(nèi)外布置437.1配電裝置布置437.2變電站電氣總平面布置43參考文獻44附表45致謝46 ii河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(論文) 第一章 概述 41 第一章 概 述1.1 礦區(qū)井田概況（1）交通位置鶴壁三礦位于鶴壁煤田的中部，南距老市中心約5公里，東距淇賓區(qū)，京珠

4、高速，107國道和京廣鐵路鶴壁站約22公里，距鶴壁北站1公里，交通便利。（2）井田范圍設(shè)計的鶴壁三礦年產(chǎn)量125萬噸，屬于高瓦斯礦井。井田南北走向才約5公里，東西寬約4.5公里，井田面積22.5平方公里。（3）自然地理本區(qū)處于太行山與華北平原的過渡帶，地勢西高東低。區(qū)內(nèi)為低緩丘陵地貌，丘崗和溝谷大致為南北向。本區(qū)屬海河流域衛(wèi)河水系，北部有羑河流過，為季節(jié)性河流，在湯陰縣境內(nèi)注入湯河，南部有湯泉河，也是季節(jié)性河流，在六礦附近流入湯河，湯河在內(nèi)黃縣境內(nèi)流入衛(wèi)河。區(qū)內(nèi)有小型水庫5座，雨季蓄水，用于灌溉，旱季干涸。（4）氣象據(jù)鶴壁市氣象站58年以來觀測資料：本區(qū)屬北溫帶大陸干旱性氣候，年平均氣溫15.

5、3c，年平均相對濕度為60.43，年平均降雨量679.8毫升。8月至來年2月多為北風；3月至7月多為南風，平均風速3.4m/s。凍土期為12 月至來年2月。（5）地震據(jù)河南省地震烈度區(qū)劃圖的通知，本區(qū)地震烈度為度。1.2 電源資料我礦變電所電源分別來至大湖變電站和康家變電站，變電站電壓等級為100kv/35kv/6kv，名稱是湖三線2和康三線2，電壓均為35kv，供電距離為7公里，電纜為lgj-150，變壓器運行方式為分列式。1.3 礦區(qū)供電的總體要求首先我們按照礦區(qū)總體供電的有關(guān)要求作為設(shè)計的前提。礦區(qū)總體供電的用戶包括：煤炭生產(chǎn)企業(yè)和煤炭生產(chǎn)服務(wù)的輔助企業(yè)，附屬企業(yè)以及居民區(qū)域城鎮(zhèn)福利設(shè)施

6、等。各種用戶供用電設(shè)施的形成和發(fā)展，均與礦區(qū)總體供電的形成和發(fā)展相聯(lián)系。隨著生產(chǎn)發(fā)展過程中逐步形成的礦區(qū)供電系統(tǒng)，應力求在不同階段都能收到合理的技術(shù)經(jīng)濟效果。礦區(qū)內(nèi)各種主要企業(yè)的供用電設(shè)施都應作為總體中的一個組成部分，既要考本企業(yè)在總體中的聯(lián)系與可靠性，又要考慮全區(qū)的合理性。（1）礦區(qū)總體供電應根據(jù)本區(qū)煤炭系統(tǒng)電力負荷的分布和發(fā)展情況，結(jié)合地區(qū)電力規(guī)劃，照顧當?shù)剞r(nóng)用和其他需要，合理確定供電電源，電壓等級，供電系統(tǒng)和建設(shè)順序。供電系統(tǒng)應有利于分期建設(shè)，不建或少建臨時工程。（2）供電系統(tǒng)采用6、35千伏及以上電壓，當兩種電壓的技術(shù)經(jīng)濟比較相差不多時，宜采用較高電壓方案。（3）礦區(qū)電源一般取自電力系

7、統(tǒng)。（4）每一礦井應有兩回電源線路，當任一回因故障停止供電時，另一回應能擔負礦井全部負荷。礦井的兩回電源線路上都不得分接任何負荷。（5）礦區(qū)或大型礦井變電所的數(shù)量，容量和地址位置的選擇，除應接近負荷中心，便于進出線、有發(fā)展余地、不占或少占農(nóng)田、地形地質(zhì)條件適宜盡量不壓資源；運輸、通訊、給水、采暖方便等條件外；應考慮分期建設(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。（6）礦區(qū)和主要企業(yè)送電線路的導線應按經(jīng)濟電流密度選擇，按允許電壓損失及允許載流量的條件驗算。（7）礦區(qū)變電所主變壓器一般選用兩臺。當一臺停止運行時，尚應保證安全和原煤生產(chǎn)用電負荷，且不小于全部負荷的80。（8）由兩回及以上線

8、路供電時,其中一回停止運行,其余線路對礦井,露天應保證全部負荷,對其他用電單位應保證全部負荷的80%。（9）對于經(jīng)過審定的礦區(qū)逐年用電負荷發(fā)展計劃，礦區(qū)供電系統(tǒng)分期建設(shè)規(guī)模等各項原則方案，必須與當?shù)仉娏Σ块T密切聯(lián)系，共同協(xié)商，并盡量取得協(xié)商紀要或書面協(xié)議。1.4變電站選址及供電電源的確定 一、變電所位置的確定礦區(qū)變電所不論容量大小，應有兩個以上的獨立企業(yè)用戶或是與電力系統(tǒng)聯(lián)系的樞紐，這樣的變電所位置應附和有關(guān)整體的合理性。應考慮的條件是：（1）接近負荷中心負荷中心的計算方法如下：在確定礦區(qū)的供電負荷中心時，除要知道各用電負荷的容量，電壓和所在礦區(qū)的位置外，尚應考慮該企業(yè)的最大用電負荷時的利用小

9、時數(shù)，以后才能選出較合理的供電負荷中心，確定礦區(qū)變電所的坐標位置，可按下式計算： x= (1.1)y= (1.2)式中 p1, p2 pn礦井和輔助企業(yè)的用電負荷，千瓦；tmax1.tmax2tmaxn 礦井和輔助企業(yè)最大用電負荷時的利用小時數(shù)； x1,x2, xn礦井和輔助企業(yè)距假設(shè)坐標零點的水平距離，公里;y1,y2yn礦井和輔助企業(yè)距假設(shè)坐標零點的垂直距離，公里；（2）不占或少占農(nóng)田。（3）便于各級電壓線路的引入和引出。架空線路走廊應與所址同時確定。（4）交通運輸方便。（5）具有適宜的地質(zhì)條件。（6）盡量不設(shè)在空氣污濁地區(qū)，否則應采取防污措施或是在污染源的上風側(cè)。（7）110千伏變電站的

10、地址標高宜在百年一遇的高水位之上，3560千伏變電所的所址標高宜在50年一遇的高水位之上，否則應有防護措施。（8）所址不應為積水淹侵，山區(qū)變電所的防洪設(shè)施滿足泄洪要求。（9）具有生產(chǎn)和生活用水的可靠水源。（10）適當考慮職工生活上的方便。（11）確定所址時，應考慮與鄰近設(shè)施之間的相互影響。（12）所址位置必須影響礦區(qū)供電系統(tǒng)的接線方式，送電線路的規(guī)格與布局，電網(wǎng)損失和投資的大小。故所址位置的選擇應與礦區(qū)各變電所的數(shù)量，容量，用戶負荷的分配同時考慮。應避免電力倒流。對于相近方案應從技術(shù)經(jīng)濟比較擇優(yōu)。經(jīng)過方案比較，我礦變電所位置確定在工業(yè)廣場的東北角。 二、變電所供電電源的確定1、供電電源的要求（

11、1）電源一般取自電力系統(tǒng)。對有一類負荷的企業(yè)，應由兩回獨立電源供電，對特殊重要的一類負荷（保安負荷）應由兩個獨立電源供電；無一類負荷的大、中型企業(yè)一般由兩回電源線路供電；當取得兩回線路確有困難或負荷較小的企業(yè)可由一回專用架空線路供電；只有三類負荷的企業(yè)，一般由一回電源線路供電。（2）對特殊重要的一類負荷，即保安負荷，除兩個電源外，還應有保證安全停產(chǎn)用的保安電源。保安電源應取自自備電廠或其它總降壓變電所或其它獨立的電源。當保安負荷有其它保安措施時，不應考慮兩電源同時故障的可能性。當企業(yè)由兩個獨立電源點供電時，允許不另外設(shè)置保安電源。（3）對有一類負荷的工礦企業(yè)的兩回電源線路，當任一回路發(fā)生故障停

12、止供電時，另一回路應能擔負企業(yè)的一、二類負荷用電，并應保證全部負荷的80；對礦山企業(yè)，則擔負全部負荷用電。（4）有一類負荷的工礦企業(yè)的兩回電源線路上，不得分接任何負荷（特殊情況下，經(jīng)有關(guān)部門批準，其中一回路，可不受分接負荷的限制）。2、供電電源的確定由于三礦是高瓦斯礦井，采取立井提升，企業(yè)電力用戶如水泵、風機、提升機、中央變電所等均屬于一類用戶，其供電要求具有很高的可靠性與安全性，否則，會造成大量的減產(chǎn)，甚至人員傷亡，給國民經(jīng)濟帶來不可估量損失，鑒于以上分析，結(jié)合煤礦安全規(guī)程中有關(guān)供電設(shè)計的要求，三礦變電所電源取用電源為兩個，一是康三線，二是湖三線，設(shè)計時應滿足，當任一回路發(fā)生故障停止供電時，

13、另一回路應能擔負企業(yè)的一、二類負荷用電，并應保證礦山一類負荷用電。47河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(論文) 第二章 負荷統(tǒng)計及主變壓器的選擇 第二章 負荷統(tǒng)計及主變壓器的選擇2.1 變電所的負荷統(tǒng)計負荷計算是指礦區(qū)總體供用電規(guī)劃中對礦區(qū)各種企用戶總負荷的概略計算，介紹常用的對新老礦區(qū)都實用的利用單噸年耗來計算企業(yè)最大負荷的方法。 礦區(qū)各種企業(yè)用電的最大負荷 (2.1)式中 pmax企業(yè)用電總的最大有效負荷，千瓦； 企業(yè)產(chǎn)品單耗，千瓦小時/噸； q 企業(yè)產(chǎn)品的年產(chǎn)量，噸； tmax年最大負荷利用小時數(shù)。負荷分別由大湖變電站湖三、康三線供電。同時系數(shù)0.85，則最大涌水量：有功功率11110.

14、7kw,無功功率6545kvar;視在功率12895.2kw正常涌水量：有功功率8963.59kw,無功功率5210.89kvar 視在功率10370kw全礦年耗電量 35400000kwh 噸 煤 電 耗 28.32 kwh 經(jīng)計算，本變電站主變壓器選用210000kva兩臺，兩臺分列運行。注：（本章的負荷統(tǒng)計見附表）2.2 功率因數(shù)的改善經(jīng)計算全礦功率因數(shù)8963.59/10370=0.860.95若功率因數(shù)偏低，在保證供用電設(shè)備的有功功率不便的前提下，電流將增大。這樣電能損耗和導線截面增加，提高了電網(wǎng)初期投資的運行費用。電流增大同樣會引起電壓損失的增大。為了減少電能轉(zhuǎn)化的損耗，降低投資，

15、一般采用電力電容器進行補償。 需要電容器的容量： qcpz（tg1tg2） (2.2)式中 qc補償電容器的容量，單位：千乏pz總有功功率， 單位：千瓦tg1補償前的功率因數(shù)，tg2補償后的功率因數(shù),cos1=0.86cos2=0.95計算可知，tg10.5667, tg2=0.329qc8963.59(0.5667-0.329)=2088.2千乏選擇gr-1型電容柜，該柜裝yy6.3-10-1電容器。容量為1500千乏。需用電容柜的數(shù)量：n=2088.2150=1.4 取2個柜利用電力電容補償.容量為qc21503000千乏補償后變電所總無功功率：qz4969.6-3000=1969.6千乏

16、經(jīng)計算：補償后的功率因數(shù)：0.97 滿足要求由于煤礦變電所6千伏供電采用雙母線分段，電容器分別安裝在一 、二段母線上。共計2個電容柜。滿足無功功率的補償要求。2.3 主變壓器的選擇為了保證煤礦供電，并根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定主變壓器應選用一主一備，在一臺主變壓器故障或檢修時，另一臺必須保證煤礦的安全生產(chǎn)用電的原則。根據(jù)煤礦電工手冊取事故負荷保證系數(shù)ksb0.8 則每臺變壓器容量為： s ksbpz/ (2.3)式中 補償后的功率因數(shù) ksb事故時負荷保證系數(shù) pz變電所總有功功率所以 s0.88785.1/0.95=7398 kva考慮礦井不斷延伸，負荷不斷增加，兼顧礦區(qū)今后的發(fā)展，選用sf9-1

17、0000/35型變壓器。其參數(shù)見表2.1。 表2.1 主變壓器的技術(shù)參數(shù)變壓器型號sf9-10000/35額定電壓（低）6.3額定電壓（高）352.5接線組別ynd11額定電流165/916.4空載電流 029空載損耗11000w負載損耗48850w冷卻方式onan/onat短路阻抗 7.5 河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(論文) 第三章 供電系統(tǒng)擬定與短路電流的計算 第三章 供電系統(tǒng)擬定與短路電流的計算3.1電氣主接線電氣主接線是發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)計的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電站本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備選

18、擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。因此，必須正確處理各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，合理確定主接線方案。一、主接線的設(shè)計原則1、主接線的設(shè)計依據(jù)在選擇電氣主接線時，應以下列各點作為設(shè)計依據(jù)：(1) 發(fā)電廠、變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠有大型主力電廠、中小型地區(qū)電廠及企業(yè)自備電廠三種類型。大型主力火電廠靠近煤礦或沿海、沿江，并接入330550kv超高壓系統(tǒng)；地區(qū)電廠靠近城鎮(zhèn)，一般接入110220kv系統(tǒng)，也有接入330kv系統(tǒng)；企業(yè)自備電廠則以對本企業(yè)供電供熱為主，并與地區(qū)110220kv系統(tǒng)相連。中小型電廠常有發(fā)電機電壓饋線向附近供

19、電。電力系統(tǒng)中的變電站有系統(tǒng)樞紐變電站、地區(qū)重要變電站和一般變電站三種類型。一般系統(tǒng)樞紐變電站匯集多個大電源，進行系統(tǒng)功率交換和以中壓供電，電壓為330500kv；地區(qū)重要變電站，電壓為220330kv；一般變電站多為終端和分支變電站，電壓為110kv，但也有220kv。(2) 發(fā)電廠、變電站的分期和最終建設(shè)規(guī)模。發(fā)電廠的機組容量，應根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃容量、負荷增長速度和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等因素進行選擇，最大機組的容量以占系統(tǒng)總?cè)萘康?10%為宜。一個廠房內(nèi)的機組，其臺數(shù)以不超過6臺、容量等級以不超過兩種為宜。變電站根據(jù)510年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行設(shè)計。一般裝設(shè)兩臺（組）主變壓器；當技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，3

20、30500kv樞紐變電站也可裝設(shè)34臺（組）主變壓器；終端或分支變電站如只有一個電源時，可只裝設(shè)一臺主變壓器。(3)負荷大小和重要性。對于一級負荷必須有兩個獨立電源供電，且當任何一個電源失去后，能保證對全部一級負荷不間斷供電。對于二級負荷一般要有兩個獨立電源供電，且當任何一個電源失去后，能保證全部或大部分二級負荷的供電。對于三級負荷一般只需一個電源供電。(4)系統(tǒng)備用容量大小。系統(tǒng)中需要有一定的發(fā)電機裝機備用容量。運行備用容量不宜少于810%，以適應負荷突增、機組檢修和故障停運三種情況。裝有2臺（組）及以上主變壓器的變電站，其中一臺（組）事故斷開，其余主變壓器的容量應保證該站70%的全部負荷，

21、在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應保證用戶的一級和二級負荷。系統(tǒng)備用容量的大小將會影響運行方式的變化。例如：檢修母線或斷路器時，是否允許線路、變壓器或發(fā)電機停運；故障時允許切除的線路、變壓器的機組的數(shù)量等。設(shè)計主接線時，應充分考慮這個因素。(5) 系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料。出線的電壓等級、回路數(shù)、出線方向、每回路輸送容量和導線截面等。主變壓器的臺數(shù)、容量和形式；變壓器各側(cè)的額定電壓、阻抗、調(diào)壓范圍及各種運行方式下通過變壓器的功率潮流。各級電壓母線的電壓波動值和諧波含量值。調(diào)相機、靜止補償裝置、并聯(lián)電抗器、串聯(lián)電容補償裝置等型式、數(shù)量、容量和運行方式的要求。系統(tǒng)的短路容量或歸算的電抗值

22、。注明最大、最小運行方式的正、負、零序電抗值，為了進行非周期分量短路電流計算，尚需系統(tǒng)的時間常數(shù)或電阻r、電抗x值。變壓器中性點接地方式及接地點的選擇。系統(tǒng)內(nèi)過電壓數(shù)值及限制內(nèi)過電流措施。為保證大系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提出對大機組超高壓電氣主接線可靠性的特殊要求。 二、主接線設(shè)計的基本要求主接線應滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三項基本要求。1、可靠性供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要任務(wù)，主接線首先應滿足這個要求。(1) 研究主接線可靠性應注意的問題。應重視國內(nèi)外長期運行的實踐經(jīng)驗及其可靠性的定性分析。主接線可靠性的衡量標準是運行實踐，至于可靠性的定量分析由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及計算方法尚不完善，計算結(jié)果不夠準確，因

23、而，目前僅作為參考。主接線可靠性要包括一次部分和相應組成的二次部分在運行中可靠性的綜合。主接線的可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的可靠程度，采用可靠性高的電氣設(shè)備可以簡化接線。要考慮所設(shè)計發(fā)電廠、變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用。(2)主接線可靠性的具體要求。斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電。斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一級負荷及全部或大部分二級負荷的供電。盡量避免發(fā)電廠、變電站全部停運的可能性。大機組超高壓電氣主接線應滿足可靠性的特殊要求。2、靈活性。主接線應滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活性。（1）調(diào)度時，應可以靈活地投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路，

24、調(diào)配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。（2）檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設(shè)備，進行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電。（3） 建時，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電停電時間最短的情況下，投入新裝機組、變壓器或線路而不互相干擾，并且對一次和二次部分的改建工作量最少。3、經(jīng)濟性。主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟合理。(1)投資省主接線應力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。要能使繼電保護和二次回路不過于復雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。要能限制短路電流，以便于

25、選擇價廉的電氣設(shè)備或輕型電器。如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求，110kv及以下終端或分支變電站可采用簡易電器。(2)占地面積小主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。(3)電能損失少經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的種類（雙繞組、三繞組或自耦變壓器）、容量、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中，要避免建立復雜的操作樞紐，為簡化主接線，發(fā)電廠、變電站所接入系統(tǒng)的電壓等級一般不超過兩種。 三、主接線形式變電站的主接線是由各種電氣設(shè)備（變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成，用以接受和分配電能，是供電系統(tǒng)的組成部分，它與電源回路數(shù)、電壓和負荷的大小、級別以及變壓

26、器的臺數(shù)容量等因素有關(guān)。1、單元接線發(fā)電機與變壓器直接連接成一個單元，組成發(fā)電機變壓器組，稱為單元接線。它具有接線簡單，開關(guān)設(shè)備少，操作簡便，以及因不設(shè)發(fā)電機電壓級母線，使得在發(fā)電機和變壓器低壓側(cè)短路時，短路電流相對而言于具有母線時，有所減小等特點；這種單元接線，避免了由于額定電流或短路電流過大，使得選擇出口斷路器時，受到制造條件或價格甚高等原因造成的困難。2、橋形接線當只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時，多采用橋形接線，使用斷路器數(shù)目最少；橋形接線可分為內(nèi)橋式和外橋式；內(nèi)橋式橋連斷路器設(shè)置在變壓器側(cè)，外橋式橋連斷路器則設(shè)置在線路側(cè)。橋連斷路器正常運行時處于閉合狀態(tài)。當輸電線路較長，故障幾率較多，

27、而變壓器又不需經(jīng)常切除時，用用內(nèi)橋式接線比較合適；外橋式接線則在出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟運行的需要需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率流經(jīng)本廠時，就更為適宜。外橋接線對變壓器的切換方便，比內(nèi)橋少兩組隔離開關(guān)，繼電保護簡單，易于過渡到全橋或單母分段接線，且投資少，占地面積小，缺點是倒換線路時操作不方便，變電所一側(cè)無線路保護，適用于進線短而倒閘次數(shù)少的變電所或變壓器經(jīng)常駐需要切換以及可能發(fā)展為有穿越負荷的變電所。內(nèi)橋結(jié)線一次側(cè)可設(shè)線路保護，倒換線路時操作方便，設(shè)備投資與占地面積無較全橋少，缺點是操作變壓器和擴建成全橋或單母分段不如外橋方便，適用于進線距離行，變壓器切換少的終端變電所。全橋接線方式的優(yōu)點：適

28、應性強，操作方便，運行靈活，也有利于發(fā)展中間變電所。對于其他形式的接線方式雖然投資小，但是操作不便，變電所設(shè)備維修停電困難，都不適應煤礦供電可靠性的要求，由于煤礦供電的特殊性，故采用全橋接線方式。橋型接線見圖3.1所示 全橋接線 圖3.1 橋型接線3、單母線分段式接線 有穿越負荷的兩回電源進線的中間變電所，其受、配電母線以及橋式接線變電所主變二交側(cè)的配電母線，多采用單母分段，多用于具有一二級負荷，且進出線較多的變電所，不足之處是當其中任一段母線需要檢修或發(fā)生故障時，接于該母線的全部進出線均應停止運行。單母線分段接線見圖3.2。w1qf1w2 圖3.2 單母線分段式接線方案比較：單元接線當其中一

29、元件發(fā)生故障時整個單元都要停電檢修，不能滿足礦山供電的要求。 單母線分段接線一般用于進出線回路較多的中間變電所。 我們在35千伏側(cè)選用全橋型接線，全橋型接線靈活可靠，也可擴展成為單母線分段接線。而6千伏側(cè)我們則選用單母線分段接線。3.2 短路電流計算本礦井35千伏送電線路來自大湖變電站的35千伏線路按經(jīng)濟電流密度選擇，均采用lgj-150導線，桿塔采用300等徑電桿，地線采用gj-35。對高壓供電系統(tǒng)通常采用標么值的方法來計算短路電流,因此應事先求出系統(tǒng)中各元件的電抗標么值。標么值就是某電氣量的實際值與同單位的電氣量的選定值之比。標么值是沒有單位的量。由于選定的值不同,標么值也不同。取基準容量

30、 sj=100mva uj1=37kv uj2=6.3kv則： ij1= =1.56ka (35kv 級) ij2=9.16ka (6kv級)本變電站的短路系統(tǒng)圖見圖3.3所示。 圖3.3 短路系統(tǒng)圖 35千伏架空線路導線選擇及阻抗：礦井正常生產(chǎn)時的負荷電流： ica=p/1.732ucos=8963.59/1.732350.9=164.3 a按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面，按年運行小時30005000小時，經(jīng)濟電流密度取jn1.15 sj=ica/jn=197查電力工程手冊表,選用導線為：lgj-150導線。查工廠配電設(shè)計手冊表49，lgj-150導線每公里電抗值為x00.4/km則：35kv導

31、線電抗標么值： xl*=x0lsj/uj2 (3.1)式中： l架空線路長度 sj基準容量 100mva. uj基準電壓 37kv 至大湖變電站電纜長為7千米,計算其導線電抗標么值如下:xl1*=0.47100/37=0.2xl2*=0.47100/37=0.2xl2*=0.081100/6.3=0.22xt1= xt2=(uk%100)(sj/ sntr) =(7.5100) (100/10) =0.75uk%電壓百分值sntr額定容量 mva供電部門提供大湖變電站35kv母線的標么電抗最大運行方式為0.52,最小運行方式為0.64。短路阻抗圖如圖3.4所示 3.4 短路阻抗圖d1點短路:最

32、大運行方式下,x=0.72=1.391.56 =2.17ka100/0.72=138.9 mvaikr=2.55i=2.552.17=5.53kaikm =1.522.17=3.3ka最小運行方式下, x=0.84=1.191.56 =1.86 ka 100/0.84 =119.1 mvaikr=2.55i=2.551.86=4.47 kaikm =1.521.86=2.83kad2點短路時:最大運行方式下,x=1.1=0.9099.62 =8.74 ka =100/1.1 =90.91 mvaikr=2.55i=2.558.74=22.29 kaikm=1.528.74=13.28 ka最小

33、運行方式下,x=1.59=0.6399.62 =6.15 ka=100/1.59 =62.9 mvaikr=2.55i=2.556.15=15.68 kaikm=1.526.15=9.35 kad3點短路時:最大運行方式下,x=1.32=0.769.62 =7.31 ka =100/1.32 =75.76 mvaikr=2.55i=2.557.31=18.64 kaikm=1.527.31=11.11 ka最小運行方式下,x=1.81=0.559.62 =5.29 ka=100/1.81 =55.25 mvaikr=2.55i=2.555.29=13.49 kaikm=1.525.29=8.0

34、4 ka短路計算結(jié)果見下表3.1：運行方式計算點 最大運行方式最小運行方式變電站35kv側(cè)d1點x0.720.84i(ka)2.171.86ikr(ka)5.534.74ikm(ka)3.32.93s(mva)138.9119變電站 6kv側(cè)d2點x1.11.59i(ka)8.746.15ikr(ka)22.2915.68ikm(ka)13.289.35s(mva)90.9162.9井下中央變電所d3點x1.321.81i(ka)7.315.29ikr(ka)18.6413.49ikm(ka)11.118.04s(mva)75.7655.25至主井井低電纜阻抗：xl3*=xl4*=x0l4sj

35、 /uj2 (3.2)式中 l4礦井變電所至井低電纜長度sj基準容量100mvauj基準電壓 6.3kvx0為電纜線路每公里電抗近似值。查工廠配電手冊 表49,x0=0.08下井電纜根數(shù)cn按下式確定： （取偶數(shù)） (3.3)式中 pp ,qp井下主排水泵計算有功、無功負荷，kw、kvar; pd, qd井下低壓總的計算有功、無功負荷，kw、kvar; 360下井電纜150mm2經(jīng)45度修正后的安全載流量，若礦井負荷較少可據(jù)此原理選用120mm2，95 mm2等； 1規(guī)程規(guī)定所必須的備用電纜。根據(jù)礦井的實際情況考慮，本礦井為高沼氣礦井，立井開采。正常涌水量時井下計算負荷為12429.4kw，最

36、大涌水量時井下計算負荷為13332.5kw，工作電流為2071.6a ,經(jīng)計算與方案比較，決定選用四根yjv426000 395交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜作為下井電纜。下井電纜的具體參數(shù)見表3.2。表3.2 下井電纜（銅芯）型號 yjv426截面2535507095120150iy40,a135164194242293335380外徑38.841.444.447.651.254.557.7重量1.92.32.83.54.45.36.3電導率 48.5m/mm2 (線芯溫度為50度) 3.3 井下電纜限流電抗器選擇由于中央變電所6kv母線上無論是在最大運行方式，還是最小運行方式下，d3發(fā)生短路，其短

37、路容量均大于50mva，故下井電纜需裝設(shè)限流電抗器，限流電抗器一般按額定電壓、額定電流及百分電抗選擇，按正常工作時電壓損失和短路時殘壓及動熱穩(wěn)定性校驗，按百分電抗值選擇，將短路容量限制到50mva，所必須的百分電抗值xr可按下式計算：1、xr100（100/50-1.292）1.73215006.3/6000100 122、urxr293/15000.56 12293/15000.56 1.3ig選擇斷路器的開斷電流35千伏母線故障時有短路電流計算表可知，短路容量為184.5mva,短路電流為id1=2.88ka應選用斷路器開斷電流大于2.88ka，選用sn10-35型參數(shù)如下表4.4所示:

38、表4.4 sn10-35技術(shù)參數(shù)斷路器型號sn10-35 最高工作電壓 40.5kv額定電流ie 1250a開斷電流40ka額定電壓 ue 35 kv極限通過電流 40ka4妙穩(wěn)定電流16ka動熱穩(wěn)定校驗(1)35千伏母線短路時沖擊電路流 ich7.34ka,sn10-35型斷路器極限通過電流為imax40千安大于ich 動穩(wěn)符合要求。(2)熱穩(wěn)定電流irw=i i=1.25ka trw熱穩(wěn)定電流值對應時間 trw4秒tjtjztjf其中tjz查tjzf（ t）曲線 煤礦供電圖223在t4秒時id1/i=2.3044秒熱穩(wěn)定電流大于irw熱穩(wěn)定符合。 (二) 電壓互感器 互感器是交流供電系統(tǒng)中

39、一次回路將交流電流或電壓按比例降低供二次回路儀表使用。根據(jù)一次額定電壓選擇。并按二次負荷大小及負荷準確等級校驗電壓互感器地選擇： ue=35kv，根據(jù)產(chǎn)品手冊選用jdjj2-35型電壓互感器。其技術(shù)參數(shù)如表4.5所示。 表4.5 jdjj2-35型電壓互感器技術(shù)參數(shù)一次電壓（kv）35/ 額定容量為0.5級150va,一級250va 基本二次線圈(kv) 0.1/ 3級500va輔助二次線圈(kv) 0.1/最大容量1000va電壓互感的校驗 按準確等級與二次負荷校驗。礦井變電所35千伏主接線為全橋接線，各計費及考核有功電度表五塊。共計十塊。按35千伏設(shè)備分段運行，每段互感器承擔的負荷為五塊。

40、查電力工程設(shè)計手冊表3410得每相電度表電壓線圈消耗為1.5va 電度表總消耗功率為p51.512.99=ik*10 (4.5)式中 ik短路穩(wěn)態(tài)電流，千安。電流互感器的動穩(wěn)定包括內(nèi)部穩(wěn)定和外部穩(wěn)定： 內(nèi)部動穩(wěn)定內(nèi)部動穩(wěn)定用動穩(wěn)定倍數(shù)kd表示。它是互感器所能承受的最大電流的瞬時值與該互感器的額定電流幅值之比，即kd=imax/i1n (4.6) 因此，電流互感器的內(nèi)部動穩(wěn)定校驗可按如下要求計算：kdi1n=ikr10 (4.7)式中 ikr三相短路沖擊電流，千安。 外部動穩(wěn)定樣本標明有允許力f的電流互感器，可按下式校驗：f=0.51.76il/a*10(kg) (4.8)式中 f電流互感器一次

41、繞組出線端允許力，公斤a相間距離，厘米l電流互感器出線端至相鄰較遠的一個固定點的距離，厘米。樣本未標明f而只給當a40厘米時，l50厘米時的動穩(wěn)定倍數(shù)kd的電流互感器，仍可按4.7式校驗。當a不等于40時，4.7式左邊乘以，當l不等于50時，如l100厘米在a式左邊再乘以0.8如l=20厘米在左邊乘以1.15樣本標明有允許fa的母線型電流互感器，可按下式校驗：fa1.76 ilb/a10（kg） (4.9)式中 fa母線型電流互感器瓷套帽處允許力，公斤：lb母線相互作用段的計算長度，厘米，按下式確定: lb=(l1+l2)/2 (4.10)式中l(wèi)1母線型電流互感器瓷套帽至相鄰較遠的一個固定點的

42、距離，厘米l2電流互感器內(nèi)部長度，厘米.35千伏側(cè)選用 lcz-35-0.5/b-300/5 電流互感器。(四) 35kv斷路器的選擇額定電壓選擇 斷路器的額定電壓應大于或等于所在電網(wǎng)的工作電壓,即額定電流選擇 斷路器的額定電流應大于或等于它的最大長期工作電流，即 由于高壓斷路器沒有連續(xù)過載的能力，在選擇其額定電流時，應滿足各種可能的運行方式下電路持續(xù)工作電流的要求，即取最大長期工作電流當斷路器使用的環(huán)境溫度高于設(shè)備最高允許環(huán)境溫度，即高于40但不超過60時，環(huán)境溫度每增高1，工作電流可減少為額定電流的1.8；當使用的環(huán)境低于40時，環(huán)境溫度每降低1，工作電流可增加為額定電流0.5，但其最大負荷不得超過的 20。開斷電流選擇 在給定的電網(wǎng)電壓下，斷路器的開斷電流不應小于實際瞬間的短路電流周期分量，即 當斷路器的較系統(tǒng)