年產(chǎn)180萬噸的大型礦井變電站設計

1、 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 1 頁第一章第一章 概述概述某礦為年產(chǎn) 180 萬噸的大型礦井，服務年限規(guī)劃為 100 年，為立井提升，井筒深度450 米。此礦為高沼氣礦井，井下允許短路容量為100MVA。全礦的負荷統(tǒng)計表如下表 1-1。該礦上級電源電壓等級為 35KV。距礦 35KV 變電所 5.5km。采用雙回路架空線輸電方式，規(guī)定斷路器過流保護時間為 3S。系統(tǒng)電抗為：最大運行方式：X=0.26*min最小運行方式：X=0.28*max其中系統(tǒng)容量基準值采用 S*=100MVA電價收取辦法采用兩部電價制，固定部分按最高負荷收費。變電所所處地之氣象條件：日最高氣溫為 45，日最低氣溫為-1

2、5，最熱日井下含在內(nèi)的土壤溫度為 26，凍土層厚度為 0.38m。變電所之地質(zhì)條件為：土壤砂質(zhì)粘土，主導風向為西風，風速為 27m/s，地震烈度為 5 度。 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 2 頁第二章第二章 負荷統(tǒng)計及變壓器選擇負荷統(tǒng)計及變壓器選擇2-12-1 負荷分組與計算負荷分組與計算 一根據(jù)負荷統(tǒng)計表，按電壓高低、負荷性質(zhì)、分布位置等條件將負荷分組。按需用系數(shù)法作負荷計算。按組選擇低壓動力變壓器，再加上功率損失即為高壓側負荷。此時該變壓器即為一個 6kV 級的負荷。按用電負荷性質(zhì)，負荷可分為以下幾組：1安全生產(chǎn)用電負荷：副井提升、扇風機、井下主排水泵。2主要生產(chǎn)負荷:主井提升、壓風機、井

3、下低壓。3其它負荷：地面低壓、機修廠、綜采車間、礦煤矸磚廠、工人村、支農(nóng)二各組負荷計算、填表1 根據(jù)各組設備的各組負荷計算方法類似，此處僅舉例說明： 例：對主井提升設備： tan： tan=tan(cos-1cos) = tan(cos-10.87)=0.567有功功率：Pca=KdPN=0.91450=1305kW無功功率：Qca=Pcatan13050.567=739.9kvar視在功率：Sca=1500kVA22cacaQP對副井提升： tan= tan(cos-10.83)=0.672Pca=10000.88=880 kW Qca=8800.672=591.4 kvar Sca=106

4、0 kVA22cacaQP計算結果均見表 1-1。三各低壓變壓器選擇及損耗計算： xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 3 頁由于采用高壓側集中補償功率因數(shù)，故對各低壓變壓器均無補償作用，選擇時按計算容量進行，供電回路為雙回路者應選兩臺變壓器同時運行。礦井低壓變壓器選擇原則：選一臺者，只需變壓器額定容量大于其計算容量；選兩臺者，單臺容量應滿足一、二類負荷需要，且兩臺容量之和大于或等于計算容量。1 綜采車間：選容量為 400KVA 時可滿足大于計算容量 390KVA。故選擇 S9-400/10,10/0.4 型鋁線電力變壓器一臺?？蛰d損耗 0.84KW，短路損耗 4.2KW，阻抗電壓 4，空載電流 3，

5、Y/Y0-12連接。2 地面低壓：計算容量為 1172KVA，故選兩臺 S9-1000/10,10/0.4 型鋁線電力變壓器?？蛰d損耗 1.72KW，短路損耗 10.0KW，阻抗電壓 4.5，空載電流 1.1，Y/Y0-12 連接。3 機修廠：計算容量為 390KVA，故選兩臺 S9-400/10,10/0.4 型鋁線電力變壓器。參數(shù)同綜采車間。4工人村：計算容量為 528KVA，故選兩臺 S9-630/10,10/0.4 型鋁線電力變壓器。參數(shù)同上。5支農(nóng)：計算容量為 280KVA，故選兩臺 S9-315/10,10/0.4 型鋁線電力變壓器?？蛰d損耗0.7KW，短路損耗 3.5KW，阻抗電

6、壓 4，空載電流 1.5，Y/Y0-12 連接。6選煤廠：計算容量為 1253.5KVA，故選兩臺 S9-1250/10,10/0.4 型鋁線電力變壓器?？蛰d損耗2.0KW，短路損耗 11.8KW，阻抗電壓 4.5，空載電流 1.1，Y/Y0-12 連接。各低壓變壓器損耗計算式為：PTP0+Pk2，QTQ0+Qk2，其中=為變壓器負荷率。各低壓變壓器損耗計算方法相類似。此處僅舉例說明。NcaSS xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 4 頁例：對于機修廠低壓變： =390/400=0.975NcaSSQ0SN=1.4*400/100=5.6 kvar100%I0QkSN=4*400/100=16 kv

7、ar100%KU表 2-1 低壓變損耗編號123456負荷綜采車間地面低壓機修廠工人村支農(nóng)洗煤廠計算容量(KVA)39011723905452801253.5變壓器型號S9-400/10S9-1000/10S9-400/10S9-630/10S9-315/10S9-1250/10U1M/U2MKV10/0.410/0.410/0.410/0.410/0.410/0.66臺數(shù)121112KW0P0.841.720.8KWKP4.210.04.263.511.8KW0Q5.62513.75KWKQ16451628.3512.656.250.9750.58

8、60.9750.8650.8890.5014KWTP4.835.154.835.723.474.97KWTQ20.8126.4520.8128.7114.6827.89合計34.41166.76 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 5 頁則：PTP0+Pk2 =0.84+0.9752*4.2=4.83kWQTQ0+Qk2，=5.6+0.9752*16=20.81 kvar 其它低壓變損耗列于表 2-1 中。四6kV 母線補償前總負荷計算：匯總表中最大連續(xù)負荷應同時系數(shù)，匯總后有功最大連續(xù)負荷在 5000KW 以下取KSI=0.8，5000KW 以上 10000KW 以下時取 KSI=0.85，在 5

9、000KM 以下時取 KSI=0.9。無功最大連續(xù)負荷則對應 0.9 與 0.95。計算后的 6KV 母線計算負荷： Pca6=KSI（Pca+）=0.8（13060.7+34.41）=10476kWTP Qca6= KSI（Qca+）=0.9（6209+166.76）=5738.2 kvarTQ故 Sca6=11945 kVA2626cacaQP222 2 coscos 補償與電容器柜選擇補償與電容器柜選擇一礦山地面變電所采用在 6kV 母線上裝移相電容器的方法來補償功率因數(shù)，即所謂集中補償，此種方法主要有投資省，有功功率損失小，運行維護方便，故障范圍小，無振動無噪音，安裝靈活方便等優(yōu)點。一

10、般將功率因數(shù)補償?shù)?0.95 以上，本設計按補償?shù)?.95 計算。若補償前功率因數(shù)為 cos1，補償后提高到 cos2，則補償所用電力電容器容量為： QcPav（tan1 -tan2）=KavPca6（tan1 -tan2）式中：Pav 全礦有功平均負荷 KW Pca6 全礦補償前有功計算負荷 KW Kav 平均負荷系數(shù) 一般取 0.70.8Pca6 Pav cos1 =10476/11945=0.877tan1 = tan(cos-10.877)=0.547 tan2 = tan(cos-10.95)=0.329 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 6 頁補償?shù)臒o功功率為：QcKavPca6（ta

11、n1 -tan2）0.8*10476*(0.548-0.329)=1835.4 kvar 二電容器柜選擇本變電所 6kV 母線接線初步定為單母線分段，兩段母線均應裝設電容器柜，因此電容器柜應選擇偶數(shù)。選用 GR1C-08 型電容器柜，額定電壓 6V，單柜容量 1518=270kvar，共需電容器柜：n1835.4/270=6.79實際選用 8 個，分為兩組，每組 4 個，分別裝在單母線分段兩側，實際補償?shù)碾娙萘繛椋?Q=2708=2160kvar。折算到計算容量為：Qj=Q/=2160/0.8=2700kvar補償后等效無功功率為： =Qca6-Qj =5738.2-2700=3038.2 k

12、var6 avQ校驗合格。另外，每段母線上都必須一臺放電柜，我們選用 GR-1C-03 型放電柜，內(nèi)裝JDZ6100V 電壓互感器兩臺，電壓表、轉換開關各一個，信號燈 3 個。223 3 主變壓器選擇主變壓器選擇 本設計電費標準為兩部電價制，其固定電費按最高負荷收費，因此應選擇兩臺主變分裂運行，一臺停運（故障）時，另一臺必須承擔全礦一、二類負荷用電。補償后 6KV 母線計算負荷即主變應輸出之電力負荷，此時應按下式計算主變損耗，再選主變補償后 6KV 母線計算視在最大連續(xù)負荷 Sca6=10907.67)2 .303810476(22主變損耗增值系數(shù) Kr取 1.08因此： SNTKrSca6k

13、VA1.0810907.67=11780.3 kVA 選用 SF716000/35 型風冷式變壓器，額定電壓為 356.3，連結組別為 Yn,d11， xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 7 頁擬定選擇兩臺變壓器，正常時兩臺同時分裂運行，故障時一臺運行，比較靈活經(jīng)濟，適合于我國的兩部電價制。224 4 coscos3535及全礦電耗、噸煤電耗的計算及全礦電耗、噸煤電耗的計算一 35kV 側實際功率因數(shù) cos351. 主變功率損耗：PT 主0.02 Sca6=0.0210907.67=218.15kWQT 主0.08 Sca6=0.0810907.67= 872.61kvar2 折算到 35kV 側

14、負荷：Pca35Pca6+PT=10476+218.1510694.15 kWQca35Qca6+QT=3038.2+872.61=3910.81kvar3計算 cos35： cos35costan-1()=0.95215.106943910.81二全礦年電耗：礦井負荷年最大利用小時：T=15045W礦年年電耗 Pca3515045W（10476+218.15）15044549.145（萬度）5180三噸煤電耗：年電耗/年產(chǎn)量=4549.145/18025.27（度噸）225 5 計算選擇結果匯總計算選擇結果匯總一.計算結果匯總負荷統(tǒng)計總有功負荷：13060.7kW負荷統(tǒng)計總無功功率： 620

15、9kvar6kV 母線補償前計算有功負荷：10476kW6kV 母線補償前計算視在功率：11945kVA xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 8 頁補償后 6kV 母線計算無功功率：3038.2Kvar主變壓器有功損耗：218.15 kW主變壓器無功損耗：872.61kvar補償后 35kV 母線有功功率：10694.15 kW補償后 35kV 母線無功功率：3910.81 kvar補償后 35kV 母線視在功率：11386.8 kVA補償前 6kV 母線功率因數(shù)：0.877補償后 35kV 母線功率因數(shù)：0.952全礦年電耗：4549.145（萬度）噸煤電耗：25.27（度噸） xy 大學畢業(yè)設計

16、說明書 第 9 頁第三章第三章 供電系統(tǒng)擬定與短路計算供電系統(tǒng)擬定與短路計算 331 1 供電系統(tǒng)的擬定供電系統(tǒng)的擬定一 5kV 側接線方案礦區(qū) 35kV 變電所 35kV 進線采用雙電源架空線，由于對供電可靠性、運行靈活要求的提高，奔設計35kV 側接線采用全橋接線，并且因為考慮本所有電能反饋可能，在斷路器兩側裝設隔離開關，35kV 側每段母線上裝設電壓互感器和避雷器。二kV 側接線方案礦井為一類負荷，要求可靠供電，故變電所6kV 側采用單母線分段（兩段） 。當某段母線出現(xiàn)故障時，仍可保證一、二類重要負荷的供電，又因主變?nèi)萘砍^10000KVA，故 6kV 側在必要時裝設分裂電抗器。三負荷分

17、配考慮一、二類負荷必須由連于不同母線上的雙回路供電，將下井回路和地面低壓分配在各段母線上，力求工作生產(chǎn)時，兩段母線上負荷近似相等。負荷布置時，越是負荷大的越應靠近母線中間。四電纜根數(shù)確定下井電纜根數(shù) Cn按下式確定 :133 . 6360)08. 1()02. 1(22dpdpnQQPPC09. 2133 . 6360)3415*08. 17 .1209()4450*02. 12040(22 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 10 頁取 Cn4五運行方式運行方式采用分裂運行方式，因為在該運行方式下，系統(tǒng)阻抗較大，因6kV 側短路電流較小，設備易于滿足要求,保護設備設置簡單。6kV 側各類負荷屬一、

18、二類負荷用雙回路供電，屬三類的用單回路供電。六供電系統(tǒng)圖332 2 系統(tǒng)短路計算系統(tǒng)短路計算一短路危害系統(tǒng)短路是指供電系統(tǒng)中不等電位導體在電氣上被短路，發(fā)生短路時，系統(tǒng)中總阻抗大大減小，短路電流可能達到很高數(shù)值，強大的短路電流所產(chǎn)生的熱和電動力效應會使設備受到破壞，短路點處電弧可能燒壞電氣設備，短路點附近電壓顯著降低，使供電系統(tǒng)受到嚴重影響或被迫中斷。若在發(fā)電廠附近短路，還可能使全電力系統(tǒng)進行解裂，引起嚴重后果。不對稱接地短路電流造成的零序電流，還會對鄰近線路通訊造成干擾，危害人身及設備安全。為了限制短路危害及縮小故障影響范圍，在變電所設計中，必須進行短路電流計算。二 基準值選取與計算取，MV

19、ASSdj100KVUUavj371KVUUavj3 . 61則：)(56. 137*31003111KAUSIjjj )(165. 93 . 6*31003122KAUSIjjj三 元件相對電抗計算1 電源相對電抗 0*sX26. 0*minxX28. 0*maxxX2 35KV 側架空線 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 11 頁 1607. 037/100*5 . 5*4 . 0220*avdlUSLxX3 主變壓器電抗 =0.5*2*1bbXXTNdkSSU.100%1610010084 6KV 側線路電抗計算：計算公式：20*avdUSLxX(1). 主副井提升：=0.080.4=0.0

20、81*1X20*2avdUSLxX23 . 6100(2). 主扇風機：=0.42.6=2.6220*3avdUSLxX23 . 6100(3). 壓風機：=0.080.2=0.04020*4avdUSLxX23 . 6100(4).地面低壓：=0.045*100/1=4.5beddSSUX%*5(5). 機修廠：=0.080.35=0.07120*6avdUSLxX23 . 6100(6).綜采車間：=0.080.3=0.06020*7avdUSLxX23 . 6100(7).洗煤廠：=0.40.5=0.503920*9avdUSLxX23 . 6100(8).工人村：=0.42.5=2.5

21、220*9avdUSLxX23 . 6100(9). 支農(nóng)：=0.42.7=2.72120*10avdUSLxX23 . 6100四繪制系統(tǒng)等值電路圖 ：五短路電流計算 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 12 頁短路電流計算各點類似。下面舉例說明：1K1點短路計算 1). 最大運行方式：=2.381607. 026. 0111*max*1LXkXXXI kA708. 337310038. 21*1)3(1dkkIIIich1=2.55=9.46kA)3(1kISk1=1002.38=238 MVA*1kIdS 2). 最小運行方式：=2.271607. 028. 0111*min*1LXkXXXI

22、(KA)54. 337310027. 21*1)3(1dkkIII07. 3866. 0)3(1)2(1kkII2K2點短路 1). 最大運行方式：=1.0865 . 026. 01607. 0111*max*2zLXkXXXXI kA95. 93 . 63100086. 12*2)3(2dkkIIIish2=2.55=25.38 kA)3(2kISk2=1001.086=108.6 MVA2). 最小運行方式：=1.0635 . 028. 01607. 0111*min*2zLXkXXXXI(KA)742. 93 . 63100063. 12*2)3(2dkkIII xy 大學畢業(yè)設計說明書

23、 第 13 頁(KA)44. 8866. 0)3(2)2(2kkII3 K3點短路1). 最大運行方式：291. 052. 25 . 026. 01607. 0111*1*max*3XXXXXIzLXk kA666. 23 . 63100291. 03*3)3(3dkkIIIish3=2.55=6.798 kA)3(3kISk3=1000.291=29.1 MVA2). 最小運行方式：289. 052. 25 . 028. 01607. 0111*1*min*3XXXXXIzLXk(KA)649. 23 . 63100289. 03*3)3(3dkkIII(KA)294. 2866. 0)3(

24、2)2(2kkII 4K4點短路 因為 d2點短路發(fā)生處為同步機端頭，有同步機功率超過 100kW，則此時同步機對短路點有影響，但此處計算可先不考慮同步機影響，算處短路點電流后再加上同步機影響，同步機附加短路電流近似計算可按下式來進行： 0.7644)3(41010887107NkPI1)最大運行方式下：041. 104. 05 . 026. 01607. 01*max4kI kA54. 93 . 63100041. 14*4)3(4dkkIIIish4=2.55=24.3 kA)3(4kISk3=1001.041=104.1 MVA2). 最小運行方式： xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 14

25、頁 02. 111*4*min*min4XXXXXIzLXk kA348. 93 . 6310002. 14*4)3(min4dkkIII kA096. 8866. 0)3(4)2(min4kkII加同步機影響修正后有最大運行方式下： kA3 .1054. 976. 0)3(max4kI ish4=2.55=26.27 kA )3(4kI最小運行方式下： kA11.1076. 0346. 9)3(min4dI kA75. 8866. 0)3(min4)2(min4kkII其他短路點與以上計算相同，不再一一列出。其余短路參數(shù)列于表 3-1 中短路參數(shù)表 3-1最大運行方式最小運行方式運行方式參數(shù)

26、短路點I(3)kmax（kA）Ish(kA)Sk(MVA)I(3)kmin（kA） I(2)kmin（kA）35kV 母線3.7089.462383.543.076kV 母線9.9525.38108.69.7428.44主提升機8.85522.696.78.697.52副提升機8.85522.696.78.697.52主扇風機2.5656.5427.982.552.21壓風機10.326.275地面低壓1.6814.28518.341.6741.45洗煤廠6.28416.0377工人村2.6666.79829.12.6492.294機修廠8.95

27、22.829.7648.7777.6支農(nóng)2.4956.3627.222.482.149 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 15 頁綜采車間9.03723.0498.68.8627.674下井8.69822.1894.98.547.36第四章第四章 變電所電氣設備選擇變電所電氣設備選擇441 1 35kV35kV 電氣設備選擇電氣設備選擇一進線斷路器的選擇斷路器的選擇，應根據(jù)布置方式（室內(nèi)或外）來進行選擇，一般情況下室內(nèi)布置多選用少油斷路器或 35kV 高壓成套配電柜，室外布置多選用多油斷路器，多油斷路器目前只能選用 DW835 型。選擇要求按電壓、電流、動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性等幾種方式進行校驗,如下表

28、4-1 所示：表 4-1項目實際需要值DW835 額定值電壓35kV35kV電流262.15A600A動穩(wěn)定9.46KA41KA熱穩(wěn)定1.6KA16.5KA斷流容量238MVA1000MVA其中：電流計算：=262.15 A3731600005. 137305. 1nnSI熱穩(wěn)定電流計算：因短路發(fā)生在 35kV 母線上，繼電保護動作時限為 0.5s，斷路器固有分閘、滅弧時間取 0.25s，故假想時間 t 為:t=0.5+0.25=0.75s。故 35kV 母線短路時相當于 4s 的熱穩(wěn)定電流為：I=I=3.708=1.6 KARWtt475. 0 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 16 頁動穩(wěn)定電

29、流要求斷路器的極限通過峰值 iish I=9.46KADW校驗結果：由上表對比可看出：DW835/600 多油斷路器完全符合要求。二母連和 35kV 出線斷路器35kV 出線和母聯(lián)的斷路器選擇與 35kV 進線斷路器選擇完全一致。三隔離開關選擇隔離開關選擇，室內(nèi) 35kV 不知一般選 GN1或 GN2型，室外 35kV 布置一般選擇GW4或 GW5型，為了便于檢修時接地，進線 35kV 隔離開關與電壓互感器的隔離開關應選用帶接地刀閘的隔離開關。1 設計選用 GW535GD600 型帶接地刀閘的隔離開關，并選用 CS17 手動型操作機構。隔離開關校驗如下表 4-2 所示：表 4-2項目實際需要值

30、GW535GD/600電壓 KV3535電流 A262.15600熱穩(wěn)定 KA1.616動穩(wěn)定 KA9.4672 由上表可以看出，所選的 GW535GD/600 型帶接地刀閘隔離開關完全符合要求。2. 母線橋與 35kV 出線隔離開關選擇35kV 出線與母線橋隔離開關選擇與 35kV 進線大致相同，本設計選用GW535GD/600 型隔離開關。校驗情況與上表相同。 四電壓互感器的選擇35kV 電壓互感器，一般為油浸絕緣型，35kV 電壓互感器均為單相，有雙圈與三圈 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 17 頁之分，如對 35kV 不進行絕緣檢測時，可選二臺雙圈互感器，接成 V 型，共儀表用電壓，否則

31、選用三臺三圈互感器，接成 Y/Y/型。本設計為終端變電所，不需進行絕緣監(jiān)測，只需測量線路電壓，所以選 JDJ35 型戶外式電壓互感器，采用 V 形接法，供儀表用電壓分兩組，每組兩臺，分別接在 35kV 兩段母線上，配用 RW10-35/0.5 型限流熔斷器。電壓互感器參數(shù)如下：額定電壓：35/0.1KV額定容量：500VA電壓互感器配用 RW10-35/0.5 型限流熔斷器參數(shù)如下：額定電壓：35kV 額定電流：0.5KA開斷容量：2000MVA切斷最大短路容量：28KA過電壓倍數(shù)不超過 25熔管額定值大于實際值，故所選熔斷器滿足要求。五避雷器的選擇為了防止雷電入侵波的侵害，選用 HY5WZ-

32、42/134 型避雷器兩組分放在 35kV 兩段母線上，與電壓互感器共用一個間隔。另選兩組 FZ-35 型避雷器，保護主變壓器。六操動機構的選擇DW835 型油斷路器配用 CD11型電磁操動機構。35KV 隔離開關操動機構均選用 CS17型。七、所變選擇 35KV 所內(nèi)須選用所用變壓器，其主要用于所內(nèi)照明及一些小型設備。此處選用 S7-50/35 型變壓器兩臺。選用 RW-35/2 型高壓跌落式熔斷器，其額定電壓為 35KV，額定電流為 2A，最大斷流容量為 600MVA，符合實際要求。八、電流互感器選擇 在 35KV 入線、出線及母聯(lián)處，必須裝一定型號的電流互感器，主要用于及時檢測電流情況，

33、若發(fā)生短路、斷路等故障情況，可以立即由保護動作，切除故障，保證系統(tǒng)運 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 18 頁行，另外，裝設電流互感器可便于工作人員及時檢查工作情況。35KV 入線電流互感器選用 LR-35-300/5 型。35KV 母聯(lián)斷路器處配用電流互感器為LR-35-300/5 型。35KV 出線及 6KV 入線等電流互感器選用 LR-35-400/5 型。442 2 6kV6kV 室內(nèi)配電裝置選擇室內(nèi)配電裝置選擇一 高壓開關柜選擇， 高壓開關柜目前選用固定式中改進型的 GG1A 型，要注意一次線路方案應與供電系統(tǒng)圖上的要求相適應。本高壓開關柜為開啟式，根據(jù)負荷性質(zhì)，大小選用高壓開關柜型號

34、如下：1 進線柜6kV 進線柜選用一次編號為 GG1A（FII）25 型高壓開關柜一臺。2 聯(lián)絡柜選 GG-1A（F）11 和 GG-1A（F）95 各一臺，配合使用。3 出線柜油斷路器兩端都有隔離開關的選用 GG-1A（F）07 型高壓開關柜。斷路器前有隔離開關的選用 GG-1A（F）03 出線柜。4 電壓互感器與避雷器柜選用 GG-1A（F）54 型電壓互感器與避雷器柜二 高壓開關柜校驗高壓開關柜只對其斷路器進行校驗。1 進線柜校驗進線柜斷路器選用 SN10-10/2000 型，隔離開關選用 GN25-10Q/2000 校驗表如 4-3 所示：表 4-3項目實際需要值SN10-102000

35、GN25-10Q/2000電壓 KV61010電流 A112820002000斷路容量 MVA102.71000 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 19 頁斷路流量 KA9.4143.3動穩(wěn) KA24.013085熱穩(wěn) KA4.0743.336校驗合格。2 聯(lián)絡開關柜校驗選用 SN10-10/1000 型油斷路器，選用隔離開關為 GN19-10C1Q/1000 型校驗表如 4-4所示： 表 4-4項目實際需要值SN10-101000GN19-10C1Q/1000電壓 KV61010電流 A56410001000斷路容量 MVA102.7500斷路流量 KA9.4129動穩(wěn) KA24.07475熱穩(wěn)

36、 KA3.972930 校驗合格。3 出線柜 GG-1A（F）07 和 GG-1A（F）03 校驗柜中均選用 SN10-10600 型斷路器。校驗時考慮在斷路器出口處短路時，短路電流最大，斷路器出口處短路參數(shù)即 6kV母線短路參數(shù)，又考慮各 6kV 母線處線不同的負荷電流，應選最大一路的負荷電流校驗。此處取主扇風機一路，校驗如表 4-5 所示：表 4-5項目實際需要值SN10-10600 額定值電壓 KA610電流 A176600 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 20 頁斷路容量 MVA102.7300斷路流量 KA9.4117.3動穩(wěn) KA24.044.1熱穩(wěn) KA3.9717.3 校驗合格。

37、配用 CD10型電磁操作機構，03、07 各用一套。4GG-1A（F）54 校驗選用 JSJW-6 型電壓互感器，額定電壓 6kV，副線圈 0.1/kV，輔助線圈330.1/3kV，最大容量 200VA。選用 FZ2-6 型閥型電站用高壓避雷器，額定電壓 6kV，滅弧電壓 7.6kV，工頻放電電壓 16kVU19kV。選用 RN2-10 型熔斷器，作電壓互感器保護，額定電壓為 6kV，額定電流 2A，最大斷流容量 200MVA，切斷極限電流最大峰值 5.2kA，最電壓互感器保護比較合適。三 6kV 高壓開關柜配用電流互感器選擇443 3 35kV35kV 架空線及母線的選擇架空線及母線的選擇3

38、5kV 母線，在室外一般選用鋼芯鋁絞線，母線截面按經(jīng)濟電流密度選，按長時負荷電流校驗。本供電系統(tǒng)采用分列運行，當一臺變壓器故障時，另一臺變壓器應承擔全部負荷。故該礦總負荷電流為: =184 A0.953731.0510694.15Ucos31.05P35ca總I按經(jīng)濟電流密度選擇，按長時負荷電流校驗。 Sj=I總Jj其中： Sj導線經(jīng)濟截面 Jj經(jīng)濟電流密度 I總最大長時工作電流因該礦為大型礦井，故查表 Jj=0.9，因此： xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 21 頁Sj=I總Jj=184/0.9=204.4（mm ）2初選 LGJ240 型鋼芯鋁絞線，載流量為 610A，則 45時的載流量為：

39、I45=610=454.7A184 A454570校驗合格。35kV 母線和 35kV 架空線，均選用 LGJ240 型鋼芯鋁絞線。444 4 6kV6kV 母線、電纜及架空線選擇母線、電纜及架空線選擇一 6kV 母線選擇6kV 母線，一般選用矩形鋁母線，其截面按長時允許電流選，按動、熱穩(wěn)定性校驗。1 選擇單臺變壓器的額定電流可由下式求得：IN=1466 A3 . 63160003USN取分配系數(shù)為 0.8，則母線最大長時負荷電流為：Ig=0.8IN=1173 A通常 35kV 以下室內(nèi)配電多采用矩形鋁母線，選用型號 LMY 的母線，采用平放動穩(wěn)定性好，但散熱條件較差。此處采用 10010mm

40、 的鋁母線，查的平放時 25 C 下，長時允許電流為：1675A?？?0慮變電所最高溫度為 45，故實際允許電流為： I=1248A1832.86 A25454570YI故采用 LMY10010 型銅母線。2 母線動穩(wěn)定性校驗1). 參照電工手冊第二分冊，三相母線位于同一平面布置的母線中產(chǎn)生的最大機械應力為： xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 22 頁 kg/cm23221076. 1kriawl其中 l跨距 154cm a母線相間距離 25 ikr短路沖擊電流 24.51kA w母線抗彎距 cm2 查表可知 w=13.4故得：=74.8kg/cm2 154cmmaxkri25滿足要求。3). 利

41、用手冊簡化計算表校驗查 LMY10010 母線平放 L=154cm,=25.允許通過的沖擊電流最大值為：i=25.2KA25.1KAkr滿足要求。3 母線熱穩(wěn)定性校驗所需母線最小截面為： Amin=jskdtkcI)3(其中： c母線材料熱穩(wěn)定系數(shù) c=95 ksk集膚效應系數(shù) 取 1.1 tj假象時間 取 2s 短路電流 9.85kA)3(dI則 Amin=155（mm ）1000 mmjskdtkcI)3(21 . 19595. 922即熱穩(wěn)定校驗合格。二 高壓電纜型號及截面選擇 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 23 頁高壓電纜型號根據(jù)敷設地點及敷設方法選，在地面一般選用油浸紙絕緣鋼帶鋁包電

42、纜，若采用直埋時電纜外面應有防腐層，除立井井筒中敷設電纜外，一般采用鋁芯，井筒中敷設電纜應選用鋼絲鎧裝，并根據(jù)井筒深度選用不滴流或干絕緣電纜，電纜芯線應為銅質(zhì)芯線。電纜芯線截面應按經(jīng)濟電流密度選，按長時允許電流及最小熱穩(wěn)定界面校驗，注意長時允許電流與電纜敷設方式與根數(shù)有關。 1 主井絞車電纜選擇1). 主井為雙回路供電，每一條均能使之正常供電，使絞車正常工作，故其長時負荷電流為： =149.3)cos3(UPIg)87. 063(1305查的：J =1.54j故：Sj=I總Jj=149.3/1.54=96.9597（mm ）2采用電纜型號為：ZLQ20-3120 鋁芯導電線最高允許溫度為 65

43、 C，周圍環(huán)境溫度為 25 C，載流量為 220A，空氣中敷設。002). 按長時允許電流校驗I=156（A）2520654565YI校驗合格。3). 按最小熱穩(wěn)定截面校驗由于電纜散熱性差，暫時的短路電流有可能燒壞電纜，故必須進行熱穩(wěn)定性校驗。 Smin= (mm2)ctIj)3(其中： 三相短路電流穩(wěn)定值 為 9.95kA)3(I tj 短路電流的假想時間 取 0.25s c 電纜熱穩(wěn)定系數(shù) 為 95 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 24 頁故此有：Smin=（9.95*/95）*1000=52.4120 (mm2)ctIj)3(25. 0校驗合格。2 副井絞車電纜選擇1). 副井供電系統(tǒng)與主

44、井一樣，故長時負荷電流為： =880/*6*0.83=102(A)cos3(UPIg3查得： Jj=1.54故： Aj=Ig/Jj=102/1.54=66 (mm2)。選用 ZLQ20-370 型銅芯電纜，導線最高允許溫度 65，環(huán)境溫度為 25，載流量為 155A，空氣中敷設。2). 按長時允許電流校驗I45=110 A102驗合格。3). 按最小熱穩(wěn)定界面校驗 Smin=9950/95=52.37176(A)25704570校驗合格。3). 按電壓損失校驗 r0=0.225/km x0=0.365/km則有： U%=100%=4.53%52.3（A）2570457

45、03). 按電壓損失校驗：r0=0.609/km x0=0.394/kmU%=3.3%26.9A校驗合格。3). 按電壓損失校驗r0=0.796/km x0=0.403/kmU%=1.81%7kg校驗合格。3). 熱穩(wěn)定校驗I=9.61*=6.4KAttIj52 . 2其中： 最大短路穩(wěn)態(tài)電流 kAI tj短路電流作用假想時間 2.2s t熱穩(wěn)定電流保證值允許的作用時間 s 5s熱穩(wěn)定電流保證值查表可得 30KA. 6.41.2112)2(min21poppksUIUIk后符合要求。二。聯(lián)絡開關瞬時速斷整定由于它主要保護 35kV 母線，且允許與主變差動范圍交叉，又不影響在非正常運行情況下發(fā)生

46、短路時的停電范圍，故其動作電流應按躲過變壓器二次出口即 6kV 母線短路時的最大。)3(min1kI即 =2.02 A3opI12)3(max2ppkcoUUIk繼電器動作電流：=36.7 A3max23.TAkwcropKIkI選用 DL1150 型電流繼電器，動作電流整定范圍為 12.550A。靈敏度校驗靈敏度校驗按被保護線路末端 35kV 處最小校驗：)2(min1kI 1.391.253min3opksIIk符合要求。三 QF、2QF 限時速斷整定該級限時速斷主要考慮兩個條件：一是要躲過全礦可能出現(xiàn)的最大負荷電流，)3(max2kI故動作電流可取，即：3opI =2.202 kA1op

47、I3opI xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 36 頁而： 0.563 kA2.202 kA1max3NcaolcaolgUSkIkI符合要求。繼電器動作電流： 36.7 A3. 1.ropropII選用 DL-11/50 型電流繼電器，Iop=12.550A。靈敏度校驗： 1.391.25-1.5.3 1sskk符合要求。四 QF、5QF 過流保護整定這一級過流保護的保護范圍，若能保護到所內(nèi)低壓變壓器的二次側，則可作為低壓變壓器過流保護遠后備，而 13QF、26QF 可作為變壓器內(nèi)部保護的瞬時速斷，由于4QF、5QF 不可能留過全礦最大負荷電流，故其動作電流可按躲過單臺變壓器最大負荷電流整定。

48、0.466 kAreNNolreNolopkUSkkIkI1143繼電器動作電流： 7.8 A444.TAopwcropKIkI選用 DL11/10 型電流繼電器，Iopr=2.510 A靈敏度校驗： =1.781.5142)2(min243poppksUIUIk符合要求。 =0.3061.2142)2(min3. 43poppksUIUIk后 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 37 頁由于主變接線為 Y/-11 及保護裝置為不完全星形接線，故上式分母中加，因3ks4 后1.2，故主變過流保護不能做低壓變壓器遠后備，因此 13QF、26QF 瞬時速斷保護范圍應擴大到變壓器二次出線。動作時限： t4

49、=t1-t=2.5-0.5=2s選用 DS-112 型時間繼電器，top=0.253s。5-35-3 主變壓器的保護整定主變壓器的保護整定一 采用 BCH-2 型差動繼電器。二 計算變壓器各側額定電流，并選擇互感器變比，確定基本側，電壓互感器接線方式考慮了主變壓器 Y/-11 接法的相位補償。1 主變各側額定電流計算Y 側電流： IN.TY=250 A37316000側電流： =1466 ANI3 . 63160002 電流互感器變比計算：Y 側： KTA1=Ie.TY/5=*250/5=86 取 8033側： KTA2=/5=1466/5=293 取 300NI3計算電流互感器二次回路額定電

50、流Y 側： IN.T.2Y=*250/80=5.41 A31TAeYKI3側： =1466/300=4.88 A22TAeYNKII3 匯總表 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 38 頁由于 IN.T.2Y，故選 35kV 側為基本側，6kV 側為非基本側。2NI表 5-1一次側二次側額定電壓 Kv356變壓器額定電流 A2501466互感器接線方式Y互感器計算變比86293變比確定80300互感器二次側額定電流 A5.414.88 三決定基本側的一次動作電流1躲過變壓器空載分閘和外部短路切除后，電壓恢復時的勵磁涌流。 Iop=kcoIN.T=325 A Kco可靠系數(shù)，采用 BCH2 差動繼電器

51、。 IN.T變壓器基本側的額定電流2躲過外部短路時的最大不平衡電流Iop=Kk(KfzqKtxKTA+U+f)Ik2max(3)=1.3(1*1*0.1+0.05+0.05)*1694 =440 A其中 Ik2max(3)為變壓器外部短路流過變壓器的最大短路電流。折算到 35KV 側的值為：9.95*6.3/37=1.694 KA3躲過電流互感器二次斷線引起的不平衡電流 Iop=kkIzqIgmax=1.3*250*1.5=487.5 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 39 頁經(jīng)比較（取最大值） ，取 Iop=487.5四確定基本側差動線圈匝數(shù)1基本側繼電器動作電流 Iopjs=kjxIop.jb

52、/nTA=1.73*487.5/80=10.5 A則基本側線圈匝數(shù)為： Wcd.js=(AW)op/Iopj=60/10.5=5.7 匝.其中 (AW)op繼電器動作安匝，一般取 60依 BCH2 內(nèi)實際接線，選實際整定匝數(shù)為 6 匝，其中差動線圈 5 匝，平衡線圈 I 中匝數(shù) WPI取 1 匝。五計算非基本側平衡線圈匝數(shù) WPIIs=WcIINT.2Y/INT.2-WC=6*5.41/4.88-5=1.64 匝取平衡線圈 II 實際匝數(shù)為 2 匝。六計算因是幾匝數(shù)與計算匝數(shù)不等而造成的相對誤差f 0.05420.05|CpIIspIIpIIsWWWWf故將代入下式：| f Iop=kk(kf

53、zqktxkTA+U+f)3(maxdI=1.3(1*1*0.1+0.05+0.0542)*1694=449.7 A七初定短路線圈匝數(shù) C1、C2所選抽頭是否合適，應在保護投入運行時，通過變壓器空載試驗來確定，可暫選D1D2，匝數(shù)為：2856。八檢驗最小靈敏系數(shù)按最小運行方式下，6kV 側兩相短路校驗 35kV 流入繼電器的電流。 Ij=1.73*8.44/(80*37/6.3)=31.11 AiKnI)2(min3 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 40 頁則繼電器整定電流為： Iopj=AW/(Wc+WPI)=60/6=10 A最小靈敏系數(shù)為： klmin=31.11/10=3.1112符合要

54、求。九變壓器過負荷保護按躲過變壓器最大工作電流整定: Iopj=1.05INT(Kk/Kf)/Kn=1.05*250*1.2/(0.85*80)=4.63 A,取 5A。選用 DL-11/10 型電流繼電器。 Iopj=2.510A配用 DS-24/C 時間繼電器，時間整定到 10s。十變壓器瓦斯、溫度等保護。變壓器本身已有瓦斯、溫度等保護，本設計不需考慮。554 4 6kV6kV 出線、聯(lián)絡開關的保護整定出線、聯(lián)絡開關的保護整定一母聯(lián)開關保護整定根據(jù)以上分析，該級設限時速斷保護，主要為非正常情況下，故障主變的低壓側母線的短路保護。因此動作電流可以用 6kV 母線上最小二相短路電流除以靈敏系數(shù)

55、來)2(min2kI確定。=8.44/1.5=5.63,8 opIlkkI)2(min2繼電器動作電流： =1*5630/300=18.7 AiopjxopjnIkI 8 8選用 DL-11/50 型電流繼電器，動作時限取 0.5s。選用 DS-11 型時間繼電器。二6kV 各出線開關的保護整定 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 41 頁1電容器回路保護整定因電容器柜僅采用了熔斷器保護，故電源柜中再設瞬時速斷保護。 Iop.j=kkIn/40=1.2*270*4/(1.73*6)/40=3.12 A選 DL-11/50 型電流繼電器。靈敏度校驗 kl=8150/(40*3)=67.91.5njop

56、klkIIk)2(min合格。213QF、26QF 的保護整定1). 13QF、26QF 瞬時速斷整定該級瞬時速斷可按保護范圍末端的最小二相短路電流除以靈敏系數(shù)確定，但要躲過變壓器最大負荷電流。 1.45/1.5=0.97(KA)lkopkII)2(min13繼電器動作電流： 967*1/40=24(KA)ijxopopjnkII1313選用 DL-11/50 型電流繼電器。變壓器最大負荷電流： 2*1/(1.732*6.3)=0.181.513)2(min13OPKlIIk符合要求。動作時間： t13=2-0.5=1.5 s選用 DS-112 型時間繼電器。其他 6kV 出線保護整定方法與以

57、上類似，不再重復計算。結果將列于后面的保護設置及整定結果匯總表中。注：由于整定過程中，瞬時速斷按上述方法則所的動作電流太大將無合適繼電器，故按起動電流整定，讓繼電器動作值躲過尖峰電流，其中，尖峰電流為一組內(nèi)其它電機正常運轉，一臺起動情況。例：主井提升回路：二臺電機，一臺備用一臺運行，故尖峰電流為： IMq+IN=144*8+0=1152（A）1152*1.3=1497.6（A）取 1.3 為可靠系數(shù)。繼電器按動作電流為 1497.6/40=37.44 取 38靈敏系數(shù)為：KL=Idmin(2)/IopKn=4.9 合格動作時限取 0.5S. xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 43 頁第六章第六章

58、主控室各屏的選擇主控室各屏的選擇661 1 各屏選擇說明各屏選擇說明煤礦 35kV 變電所應設主控室，主要用來在室內(nèi)控制 35kV 斷路器、主變壓器及其它室外配電裝置，控制室內(nèi)集中裝設控制屏、繼電保護屏、信號屏、直流屏、交流屏等。本設計僅選出各屏型號、規(guī)格，說明其名稱、功能、數(shù)量。一。線路保護屏選擇35kV 線路保護屏選用 PK-1 定型屏一面，本屏適用 35kV 雙側電源線路作為線路的相間保護，并設有重合閘裝置，相間保護采用兩相式電流速斷和兩相三電流繼電器帶時限電流保護組成，電流速斷裝置經(jīng)出口中間繼電器跳開斷路器帶時限保護經(jīng)時間繼電器終點節(jié)點跳開斷路器。二主變壓器保護屏選用 PK-1 型外橋

59、變壓器保護屏一面，用以和線路保護屏組成全橋接線的保護。該屏上設有差動、瓦斯、過流、過負荷、溫度、等保護，對屏有以下要求：1 變保護信號取自主變原副邊斷路器套管中和高壓開關柜中電流互感器。2 差動保護動作后只跳開原、副邊斷路器。3 過流、過負荷動作后，只跳開原、副邊斷路器。三控制屏選擇選用定型產(chǎn)品 PK1 型屏一面，要求進線斷路器的控制接于其上，并在各進線增裝功率因數(shù)表、有功電度表、無功電度表各一個。變壓器控制屏選用 PK1 型屏。 xy 大學畢業(yè)設計說明書 第 44 頁 四. 中央信號控制屏選用 Pk1 型屏一面，該屏裝設的沖擊繼電器，能重復動作的干簧式繼電器，采用閃光電源監(jiān)視，事故時發(fā)出音響

60、，中央事故信號和中央預報信號能重復動作，在備用光字牌上裝設硅整流，I II 失壓顯示直流系統(tǒng)絕緣電阻低顯示。五直流屏選擇直流屏提供變電所開關控制、繼電保護、自動裝置、信號裝置等所需要的直流操作電源，應保證在上級電源正常和故障情況下，均能可靠的供電。選用 BZGN10 型鎘鎳蓄電池直流電源成套裝置兩面。六交流屏選擇選用一面 PK1 型交流屏。主要控制所用變壓器的負荷，如所內(nèi)的動力、照明、控制、信號、繼電保護自動裝置等。6-26-2 選擇結果匯總選擇結果匯總名稱型號線路保護屏PK-1變壓器保護屏PK-1線路控制屏PK-1中央信號屏PK-1直流屏BZGN-10交流屏PK-1低壓屏PK-1 xy 大學