山西某煤礦5kv變電所設(shè)計(jì)

1、河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)0前 言畢業(yè)設(shè)計(jì)主要考察了我們四年來(lái)對(duì)理論知識(shí)的掌握程度，以及對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用能力。通過(guò)作畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以很好地衡量我們獨(dú)立思考、認(rèn)真分析、理論應(yīng)用以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作能力。本設(shè)計(jì)是為煤礦 35kV 供電系統(tǒng)而進(jìn)行的設(shè)計(jì)。目的是建立 35kV 變電站，為煤礦提供可靠的用電。整個(gè)設(shè)計(jì)包括了 35kV 變電站設(shè)計(jì)的所有內(nèi)容。同時(shí)考慮到煤礦供電系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)變電站的負(fù)荷進(jìn)行了分組，達(dá)到合理、經(jīng)濟(jì)的目的；同時(shí)對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，使其達(dá)到 0.9 以上。通過(guò)短路電流計(jì)算，確定了系統(tǒng)主接線及運(yùn)行方式，同時(shí)對(duì)校驗(yàn)電氣設(shè)備、繼電保護(hù)整定、采取限流措施等提供了依據(jù)。在選擇電氣設(shè)備

2、時(shí)，考慮了變電站的室內(nèi)外結(jié)構(gòu)和布置、操作方便等問(wèn)題。繼電保護(hù)裝置保證了被保護(hù)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，有選擇地將故障切除。考慮到電器設(shè)備可能的漏電現(xiàn)象，對(duì)變電站進(jìn)行了保護(hù)接地的設(shè)計(jì)，滿足了接觸電壓和跨步電壓的要求，保證了人身安全。為防止變電所遭到雷擊，還進(jìn)行了防雷保護(hù)。采用了避雷器、避雷針、避雷線等保護(hù)措施，保證了安全。通過(guò)以上的設(shè)計(jì)，基本構(gòu)成了煤礦 35kV 變電站的設(shè)計(jì)，滿足了生產(chǎn)和生活的需要，達(dá)到了安全用電的要求，同時(shí)兼顧了可行性、經(jīng)濟(jì)性的原則。一些具體的數(shù)據(jù)分析和計(jì)算方法，在本設(shè)計(jì)中也會(huì)給出詳細(xì)的說(shuō)明，為今后的變電站設(shè)計(jì)也提供了一定的依據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)而選用的電氣設(shè)備也具

3、有參考的價(jià)值。由于我自己能力有限，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣地錯(cuò)誤和不妥之處，懇請(qǐng)各位老師能夠批評(píng)指正。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)11 1 概述概述本設(shè)計(jì)的礦變電所位于山西省靜樂(lè)縣境內(nèi)，是一個(gè)終端變電所，只供杜家村煤礦用電，設(shè)計(jì)的電壓等級(jí)為 35/6kV。35kV 線路為雙回路進(jìn)線，其中一線是從 3 公里外的靜樂(lè)經(jīng)過(guò)架空線路引接而來(lái)的是主要的電源來(lái)源，另一線是從從謝村通過(guò)架空線路引接而來(lái)。系統(tǒng)最大運(yùn)行方式阻抗 X*=0.4193；系統(tǒng)最小運(yùn)行方式阻抗 X*=0.7389。所用電由負(fù)荷端引出，經(jīng)動(dòng)力變壓器提供，采用單母分段原則。1.11.1 電源電源1. 供電電壓等級(jí)：35kV2 離礦

4、井地面變電所的距離：4km3. 系統(tǒng)電抗 最大運(yùn)行方式： =0.4193minxX 最小運(yùn)行方式：=0.7389maxxX4 輸電方式：架空線雙回路5 出線過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間：3 秒6 電費(fèi)收取方法：兩部電價(jià)制，固定部分按最高負(fù)荷收費(fèi)，每千瓦6 元。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)21.21.2 基本地質(zhì)氣象資料基本地質(zhì)氣象資料 1 日最高溫度 39 2 凍土層厚度 0.8 米 3 主導(dǎo)風(fēng)向 西北 4 最大風(fēng)速 4 米/秒 5 地震烈度 7 度 附表一 杜家村煤礦用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表用電設(shè)備名稱(chēng) UN(kV) PN(kW)KdcostanPca(kW) Qca(kvar) Sca(kVA)Ica(A

5、)1、地面高壓主井提升機(jī)620000.90.850.62180011162117.6203.8副井提升機(jī)616000.80.850.621280793.61505.9144.9壓風(fēng)機(jī)612000.80.9-0.5960-460.81066.7102.62、南風(fēng)井通風(fēng)機(jī)68000.70.8-0.8560-42070067.4壓風(fēng)機(jī)65000.70.80.75350262.5437.542.1低壓設(shè)備65390.70.80.75377.3283471.645.43、北風(fēng)井 通風(fēng)機(jī)68000.70.8-0.8560-42070067.4壓風(fēng)機(jī)65000.70.80.75350262.5437.542

6、.1低壓設(shè)備65390.70.80.75377.3283471.645.44、地面低壓地面工業(yè)工場(chǎng)61879.60.70.770.821273.51044.31646.9158.5河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)3立井鍋爐房69140.60.71.02548.4559.4783.475.4機(jī)修廠68880.40.651.17355.2415.2546.552.6坑木廠62470.40.71.0298.8100.8141.413.6選煤廠631640.60.80.751898.41423.82373228.3水源井61750.80.80.7514010517516.8工人村67350.50.7

7、1.02367.5374.952550.5其它用電設(shè)備66820.50.71.02341347.8487.146.95、井下高壓主排水泵高637500.90.850.623187.51976.33750360.9主排水泵正625000.90.850.6221251317.52500204.66、井下低壓井底車(chē)場(chǎng)66420.60.80.75385.2288.9481.546.3111 采區(qū)69120.60.71.02547.2558.1781.575.2113 采區(qū)69050.60.71.02543553.9775.774.6124 采區(qū)68990.60.71.02557.4568.5796.3

8、76.6156 采區(qū)616170.80.750.881212.81067.31617.1155.62 2 負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算企業(yè)生產(chǎn)所需的電能，都是由電力系統(tǒng)供給，企業(yè)所需的電能都是通過(guò)企業(yè)的各級(jí)變電站經(jīng)過(guò)電壓變換后，分配到各用電設(shè)備。因此企業(yè)變電站可以說(shuō)是企業(yè)電力供應(yīng)的樞紐，所處的位置十分重要。進(jìn)行企業(yè)電力負(fù)荷計(jì)算的主要目的就是為了正確地選擇企業(yè)各級(jí)變電站的變壓器容量、各種企業(yè)電力設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格以及供電網(wǎng)所用的導(dǎo)線型號(hào)等提供科學(xué)依據(jù)。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)42.1 需用系數(shù)法統(tǒng)計(jì)負(fù)荷需用系數(shù)法統(tǒng)計(jì)負(fù)荷由于一臺(tái)設(shè)備的額定容量往往大于其實(shí)際負(fù)荷，成組設(shè)備中

9、各負(fù)荷的功率因數(shù)（）不同，一般又不同時(shí)工作，最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)等cos情況。所以難以精確地計(jì)算變電所負(fù)荷。故本設(shè)計(jì)采用了較為精確的需用系數(shù)法來(lái)進(jìn)行變電所負(fù)荷計(jì)算。其計(jì)算簡(jiǎn)便，煤礦系統(tǒng)的供電設(shè)計(jì)目前主要采用這種方法。其計(jì)算公式的一般表達(dá)式為：, kWcadNPKP, kvartancacaQP, kVA/coscacaSP, A/( 3)cacaNISU式中、 用電設(shè)備的有功無(wú)功視在功率計(jì)算負(fù)荷；caPcaQcaS 用電設(shè)備的總額定容量；NP 額定電壓；NU 功率因數(shù)角的正切值；tan 該用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷電流；caI 需用系數(shù)。dK根據(jù)負(fù)荷資料,求出各類(lèi)成組設(shè)備的設(shè)備容量、tan、有功功率P、

10、無(wú)功功率Q及視在功率S 。需用系數(shù)法負(fù)荷計(jì)算的步驟從負(fù)載端開(kāi)始逐級(jí)上推，到電源進(jìn)線為止。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)52.2 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)與計(jì)算負(fù)荷統(tǒng)計(jì)與計(jì)算2.2.1 地面地面 6kV 高壓高壓主井提升機(jī)=2000kW, =0.9,=0.85,=0.62NPdKcostan=0.9 2000=1800kW,=1800 0.62=1116kvacadNPKPcaQcaPtanr=18000.85=2117.6kVA,=203.8A/coscacaSP/( 3)cacaNISU副井提升機(jī)=1600kW,=0.8,=0.85,=0.62NPdKcostan=0.8 1600=1280kW,=16

11、00 0.62=793.6kvcadNPKPcaQcaPtanar=16000.85=1505.9kVA,=144.9A/coscacaSP/( 3)cacaNISU壓風(fēng)機(jī)=1200kW,=0.8,=0.9,=-0.48NPdKcostan=0.8 1200=960kW,=960 （-0.48）=-cadNPKPcaQcaPtan460.8kvar=9600.9=1066.7kVA,=102.6A/coscacaSP/( 3)cacaNISU其它同理，在此不做贅述，最后統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)附表一河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)62.2.2 地面工業(yè)廣場(chǎng)地面工業(yè)廣場(chǎng)地面工業(yè)廣場(chǎng)的用電設(shè)備有一類(lèi)負(fù)荷的輔助

12、設(shè)備，負(fù)荷計(jì)算如下：主井輔助設(shè)備=259.8kW,=0.7,=0.7,=1.02NPdKcostan=181.9kW,=1185.5kvarcadNPKPcaQcaPtan=259.8kVA,=394.7A/coscacaSP/( 3)cacaNISU副井輔助設(shè)備=226.8kW,=0.7,=0.7,=1.02NPdKcostan=158.8kW,=162kvarcadNPKPcaQcaPtan=162kVA,=344.7A/coscacaSP/( 3)cacaNISU壓風(fēng)機(jī)輔助設(shè)備=483kW,=0.7,=0.75,=0.88NPdKcostan=338.1kW,=297.5kvarcadN

13、PKPcaQcaPtan=450.8kVA,=684.9A/coscacaSP/( 3)cacaNISU消防水泵=55kW,=0.24,=0.8,=0.75NPdKcostan=13.2kW,=9.9kvarcadNPKPcaQcaPtan=16.5kVA,=25.1A/coscacaSP/( 3)cacaNISU河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)7污水泵=20kW,=0.75,=0.75,=0.88NPdKcostan=15kW,=13.2kvarcadNPKPcaQcaPtan=20kVA,=30.4A/coscacaSP/( 3)cacaNISU礦燈房=60.5kW,=0.7,=0.7,

14、=1.02NPdKcostan=42.4kW,=43.2kvarcadNPKPcaQcaPtan=60.6kVA,=92.1A/coscacaSP/( 3)cacaNISU3、考慮到工業(yè)廣場(chǎng)低壓負(fù)荷有一類(lèi)負(fù)荷的輔助設(shè)備，為了保證供電的可靠性，選兩臺(tái)變壓器： .0.7 1589.11112.4N TTtpcaSSKSkVA可選 S9-1250/10 型變壓器兩臺(tái)，其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 2-1型號(hào)額定電壓額定損耗（Kw)阻抗電壓 空載電流 連接組 重量 外形尺寸,m高壓（kV)低壓（Kv)空載短路 %S9-1250/1060.42.211.84.51.2Y,yn04.65t 2.31*1.91*2.63

15、變壓器的負(fù)荷系數(shù)為：.1589.10.63622 1250caN TSS1、附表一 全礦負(fù)荷計(jì)算統(tǒng)計(jì)高壓側(cè)負(fù)荷總計(jì)1800+1080+1212.8=18073.5kWcaP 1116+793.6+1067.3=11087.1kvarcaQ最大負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，則：0.9spK0.95sqK河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)8=0.9 18073.5=16266.2kWPspKcaP=0.95 11087.1=10532.7kvarsqcaQKQ=19378.5Kva22SPQ2216266.210532.716266.2cos0.83919378.5NATPS2.3 功率補(bǔ)償功率補(bǔ)償2.3.1 功

16、率因數(shù)補(bǔ)償功率因數(shù)補(bǔ)償在負(fù)載有功功率不變的情況下，當(dāng)功率因數(shù)降低后，則發(fā)電機(jī)和變壓器的工作電流增大，使其能夠輸出的有功功率下降（） ，使設(shè)備容量不能充分利用。電流增大，使電能損耗cosPS和導(dǎo)線截面增加（，當(dāng)不變，則，3cosPUIUcosI ） ，電網(wǎng)的初期投資和運(yùn)行費(fèi)用也相應(yīng)提高；電流的增2PI R大，還造成發(fā)電機(jī)、變壓器和網(wǎng)絡(luò)中的電壓損失增大，電動(dòng)機(jī)的端電壓下降，從而減小了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和過(guò)負(fù)荷能力 提高功率因數(shù)的關(guān)鍵，在于如何減少電力系統(tǒng)中各個(gè)部分所需要的無(wú)功功率，特別是減少負(fù)載從電網(wǎng)中取用的無(wú)功功率，使電網(wǎng)在傳送一定的有功功率時(shí)，盡量少輸送或不輸送無(wú)功功率。提高功率因數(shù)的方法主

17、要有： 提高用電設(shè)備本身的功率因數(shù)。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)9在生產(chǎn)中，盡量采用鼠籠式異步發(fā)電機(jī)，避免電動(dòng)機(jī)與變壓器的轉(zhuǎn)載運(yùn)行；對(duì)不需調(diào)速的大型設(shè)備，盡量采用同步機(jī)，采用高壓電動(dòng)機(jī)等。在本設(shè)計(jì)中，扇風(fēng)機(jī)和壓風(fēng)機(jī)就采用了同步電動(dòng)機(jī)，它對(duì)該礦供電系統(tǒng)的功率因數(shù)具有一定的補(bǔ)償作用。 人工補(bǔ)償法。多采用同步調(diào)相機(jī)和靜電電容器等人工補(bǔ)償裝置。目前礦井變電所多在 6KV 母線上裝設(shè)靜電電容器來(lái)進(jìn)行集中補(bǔ)償，本變電所也采用了該方法。并聯(lián)移相電容器的簡(jiǎn)單原理：主要是利用電容器產(chǎn)生的無(wú)功功率與電感負(fù)載的無(wú)功功率相互交換，從而減小負(fù)載向電圈吸取的無(wú)功功率，提高了整個(gè)負(fù)荷相對(duì)電源的功率因數(shù)。并聯(lián)電容器補(bǔ)償

18、法有投資少，有功功率損耗小，運(yùn)行維修方便，故障范圍小、無(wú)震動(dòng)與噪聲、安裝地點(diǎn)靈活等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是只能有級(jí)調(diào)節(jié)，而不能隨負(fù)荷無(wú)功功率需要的變化進(jìn)行自動(dòng)平滑的調(diào)節(jié)。電容器組一般應(yīng)采用“ ”接法。因?yàn)椋?“ ”接線可以防止電容器容量不對(duì)稱(chēng)而出現(xiàn)的過(guò)電壓。電容器電壓最為敏感，而容易造成電容器擊穿的事故。星形接線則由于中性點(diǎn)位移，產(chǎn)生部分過(guò)電壓。 “ ”接法若發(fā)生一相斷線，只是使各相的補(bǔ)償容量有所減小，不致于嚴(yán)重不平衡，而星形接法若發(fā)生一相斷線，就使該相失去補(bǔ)償，嚴(yán)重影響供電質(zhì)量。 采用“ ”接法可以充分發(fā)揮電容器的補(bǔ)償能力。電容器的容量與電壓有關(guān)。在“ ”接法時(shí)，每相電容被加上線電varcQUCK壓。

19、而采用星形接法時(shí)，每相電容器被加上相電壓，所以有河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)10。上式表明，具有相同電容器容量22var333CcQUUQCCK的三個(gè)單相電容器組，采用“ ”接法時(shí)的補(bǔ)償容量是采用星形接法的3 倍，因此在電壓相等的情況下，因盡量采用“ ”接法。1、利用電容器補(bǔ)償所需的容量企業(yè)為了使功率因數(shù)達(dá)到規(guī)定值以上，一般都用并聯(lián)電容器的方法進(jìn)行人工補(bǔ)償。因全礦自然功率因數(shù)=0.839，低于 0.9，所以應(yīng)進(jìn)行人工補(bǔ)cosNAT償，補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到 0.95，即=0.95，則全礦所需的補(bǔ)cosat償容量為：=16266.2（0.6490.329）=5205.2kvar(tanta

20、n)CNATatQP2、電容器柜數(shù)和型號(hào)的確定電容器采用雙星型接線接在變電所的二次母線上，因此選容量為30kvar，額定電壓為 6.3/kV 的電容器，裝于電容柜中，每柜裝 9 個(gè)，3每柜容量為 270kvar，則電容柜的總數(shù)為：22.5205.221.36/3()270 ()6.3/3CN CN CQNUqU由于電容器柜應(yīng)分成相等的兩組，所以每段母線上每組的電容柜數(shù)n 應(yīng)為，取 N=4n=24 臺(tái)。21.35.344Nn 2、電容器的實(shí)際補(bǔ)償量=2.()CN CN CUQqNU26/3270 24 ()5877.6 var6.3/3k3、人工補(bǔ)償后的功率因數(shù)10532.75877.64655

21、.1 vara cCQQQk2222.16266.24655.116919.2a ca cSPQkVA河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)11.16266.2cos0.96116919.2a cPS功率因數(shù)符合要求。2.4 全礦電耗的計(jì)算全礦電耗的計(jì)算 當(dāng) cos = 0.903 時(shí)，取最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)= 3500，取變壓maxT器年運(yùn)行時(shí)間 t = 8760 小時(shí)，查與最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)的關(guān)系曲maxT線（鋼鐵企業(yè)電力設(shè)備參考資料第 79 頁(yè)）查得 = 2100 則變壓器電耗為： W = t+() = 3364810PdPsbsSS2 全礦電耗 = 6 千伏總3500+35 千伏變壓器電耗

22、= 13059.53500+336481 = 46044731 得： 全礦噸煤電耗 = 全礦電耗/礦年產(chǎn)量（噸） = 46044731/1800000 = 25.6 度/噸2.5 主變壓器的選擇主變壓器的選擇由于煤礦變電所有一類(lèi)負(fù)荷，并且有兩個(gè)回路供電，必須選擇兩臺(tái)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)12變壓器。經(jīng)統(tǒng)計(jì)全礦一、二類(lèi)負(fù)荷的計(jì)算負(fù)荷為：有功功率 12705kW,無(wú)功功率7394.1kvar.所以總的視在容量為，占全礦計(jì)算負(fù)荷的22127057394.114700kVA比例為147000.8816751.3當(dāng)兩臺(tái)同時(shí)工作的時(shí)候，每臺(tái)變壓器的容量為：.0.88 16919.21488N

23、TTt pa cSSKSkVA查資料可確定 S716000/35 型變壓器，其技術(shù)參數(shù)如表 2-3 所示：型號(hào)額定電壓（kV)額定損耗（Kw)阻抗電壓 空載電流 連接組 重量 外形尺寸,m高壓 低壓空載 短路%S7-16000/35356.3197780.7Yn,d11 26.1t 3.56*3.47*3.583 3 系統(tǒng)主接線方案的選擇系統(tǒng)主接線方案的選擇本變電所是 35/6KV，雙電源進(jìn)線的終端變電所，屬雙回路供電。主變?nèi)萘?16000KVA，故擬定選用橋式接線。橋式接線分為內(nèi)橋、外橋、全橋三種。下對(duì)其可行性作簡(jiǎn)單比較。內(nèi)橋接線：它由兩臺(tái)受電線路的斷路器和內(nèi)橋上的母聯(lián)斷路器組成。主變壓器與

24、一次母線的隔離開(kāi)關(guān)聯(lián)結(jié)。它的優(yōu)點(diǎn)是切換進(jìn)線方便，設(shè)備投資、占地面積相對(duì)全橋少，缺點(diǎn)是倒換變壓器不方便，繼電保護(hù)較復(fù)雜，適用于距離較長(zhǎng)，變壓器切換不很頻繁的變電所。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)13這種接線一次側(cè)可設(shè)線路保護(hù)，但主變壓器和受電線路保護(hù)的短路器均由受電斷路器承擔(dān)，互有影響，這是它的主要缺點(diǎn)。主變壓器一次由隔離開(kāi)關(guān)與母線聯(lián)接，對(duì)環(huán)形供電的變電所，在操作時(shí)常被迫用隔離開(kāi)關(guān)切合空載變壓器。當(dāng)主變壓器電壓為：電壓 35KV，容量 7500KV 以上時(shí)，其空載電流超過(guò)了隔離開(kāi)關(guān)的切合能力。此時(shí)必須改用由五個(gè)斷路器組成的全橋接線。外橋接線：它由主變壓器一次側(cè)兩斷路器和外橋上的聯(lián)絡(luò)短路器組成

25、，進(jìn)線由隔離開(kāi)關(guān)受電。這種接線對(duì)變壓器的切換方便，比內(nèi)橋少兩組隔離開(kāi)關(guān)，繼電保護(hù)簡(jiǎn)單，易于過(guò)渡到全橋或單母線分段的結(jié)線，且投資少，占地面積小。缺點(diǎn)是倒換線路時(shí)操作不方便。所以這種接線適用于進(jìn)線短而倒閘次數(shù)少的變電所，或變壓器采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需要經(jīng)常切換的終端變電所。全橋接線：它由進(jìn)線的兩臺(tái)斷路器、變壓器一次側(cè)的兩斷路器和 35KV 匯流母線上的聯(lián)絡(luò)短路器組成。這種接線方式適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)線路、變壓器的操作均方便，運(yùn)行靈活，且易于擴(kuò)展成單母線分段式的中間變電所（高壓有穿越時(shí)負(fù)荷時(shí)） 。繼電保護(hù)全面。缺點(diǎn)是設(shè)備多，投資大，且變電所占地面積大?；诒咀冸娬舅髯?nèi)萘枯^大以及煤礦對(duì)供電可靠性運(yùn)行的靈河南理工大

26、學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)14活性，操作方便等的嚴(yán)格要求，結(jié)合以上分析，決定采用全橋接線作為本變電所的主接線方式。變電所主接線應(yīng)根據(jù)負(fù)荷容量的大小，負(fù)荷性質(zhì)，電源條件，變壓器容量及臺(tái)數(shù)，進(jìn)出線回路以及經(jīng)濟(jì)性安全性，可靠性等綜合指標(biāo)來(lái)確定。主接線力求簡(jiǎn)單運(yùn)行可靠，操作方便，設(shè)備少和便于維修，需要時(shí)還應(yīng)考慮擴(kuò)建變電所的可能性。3-1 主變壓器一次側(cè)的接線主變壓器一次側(cè)有隔離開(kāi)關(guān)與母線連接，對(duì)環(huán)形系統(tǒng)中的電壓等級(jí) 35kV 在變壓器容量為 7500kVA及以上時(shí)，超過(guò)了隔離開(kāi)關(guān)切合空載變壓器的能力，此時(shí)必須采用有五個(gè)斷路器組成的全橋接線，全橋接線比外橋接線或內(nèi)橋接線多了二個(gè)斷路器，在經(jīng)濟(jì)上不太合算，但

27、由于礦上用電的安全性是最重要的，而全橋接線具備了外橋和內(nèi)橋的優(yōu)特點(diǎn)，故本設(shè)計(jì)采用全橋接線形式。3-1 主變壓器二次側(cè)的接線河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)15本設(shè)計(jì)采用單母分段，母線用斷路器分段，這不僅便于分段檢修母線，而且可減小母線故障影響范圍。可以提高可靠性和靈活性。對(duì)礦上的重要用戶從不同分段上引接，以便在母線上某一段發(fā)生故障的時(shí)候，能保證重要用戶的正常供電，簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操 作方便，且有利于擴(kuò)建。3-2 單母分段接線則，變電所的電氣主接線如下圖所示：河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)164 4 短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算在供電系統(tǒng)中出現(xiàn)次數(shù)較多的嚴(yán)重故障是短路，所謂短路就是指供電系統(tǒng)

28、中一切不正常的相與相或相與地（中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）在電氣上被短路。發(fā)生短路的時(shí)候，由于系統(tǒng)中總的阻抗大大減小，因而短路電流河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)17可能達(dá)到很大的數(shù)值，強(qiáng)大的短路電流所產(chǎn)生的熱和電動(dòng)力會(huì)使電氣設(shè)備受到破壞；短路點(diǎn)的電弧可能會(huì)燒毀電氣設(shè)備；短路點(diǎn)的電壓顯著降低，使供電受到嚴(yán)重影響或被迫中斷；也可能干擾通訊，危及人身和設(shè)備的安全。短路有三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路，就短路故障而言，出現(xiàn)單相短路故障是幾率最大，三相短路故障的幾率最小，但在配電系統(tǒng)中三相短路的后果最為嚴(yán)重，因而以此驗(yàn)算電器設(shè)備的能力，故本設(shè)計(jì)中主要計(jì)算三相短路電流。 研究短路電流的目的是為了限

29、制短路的危害和縮小故障的影響范圍，并且選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，必須用短路電流校驗(yàn)其熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度；可以選擇和整定繼電保護(hù)裝置，使之能正確的切除短路故障；采取限流措施，確定合理的主接線方案和主要運(yùn)行方式等。4.1 下井電纜根數(shù)的確定下井電纜根數(shù)的確定下井電纜根數(shù) Cn 可按下式來(lái)確定：22(1.02)(1.08)1360 6.3 3pdpdnPPQQC式中，Pp、Qp井下主排水泵計(jì)算有功，無(wú)功負(fù)荷Pd、Qd井下低壓總的計(jì)算有功，無(wú)功負(fù)荷“360”150m下井電纜經(jīng)最高 45C 修正后的安全載流量“1”規(guī)程規(guī)定所必須的備用電纜。計(jì)算=2.822(2125 1.02 3245.6)(1317.5

30、 1.08 3036.7)1360 6.3 3nC則至少選 3 根電纜，又因井下電纜應(yīng)為偶數(shù)，故下井電纜根數(shù)應(yīng)為4 根。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)184.2 短路計(jì)算點(diǎn)的確定原則短路計(jì)算點(diǎn)的確定原則根據(jù)設(shè)備的選擇和繼電保護(hù)的要求選擇短路計(jì)算點(diǎn)，一般選擇在線路的始末端，本設(shè)計(jì)將 35kV 母線、6kV 母線、各 6kV 出線端選為短路計(jì)算點(diǎn)。4.3 計(jì)算短路電流計(jì)算短路電流1、35kV 母線 K1 點(diǎn)短路設(shè) Ex=1，Sj=100MVA,Uj1=6.3kV, 短路參數(shù)1.56kA,1110033 37jjjSIU0.4 3=0.088.1Lx 210037在最大運(yùn)行方式下：=0.4193

31、minx河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)19短路標(biāo)幺值：1.min121111/1.970.41930.088kLIxxxxx三相短路電流：kA(3)10.2111.97 1.563.07kKjIIIII短路電流沖擊值：(3)112.552.55 3.077.83chKiIkA短路容量：10.211.97 100197KKjSSSISMVA最小運(yùn)行方式下： min0.7389x短路電流的標(biāo)幺值：1max341111.170.73890.088KLIxxxx三相短路電流：(3)10.2111.17 1.561.83KKjIIIIIkA兩相短路電流：(2)(3)1min130.866 1.831

32、.582KKIIkA2、6kV 母線 K2 點(diǎn)短路：令 Sj=100MVA,Uj=6.3kV,則9.16kA22100336.3jjjSIU在最大運(yùn)行方式下：河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)20=0.4193，0.4 3=0.088.minx1Lx 210037100%7.5%0.46916jTkN TSxUS=0.4193+0.088+0.469=0.9763Kx211.024KKIx(3)2221.024 9.169.38KKjIIIkA(3)222.552.55 9.3823.92chKiIkA330.129 10012.9KKjSISMVA最小運(yùn)行方式下：=0.7389+0.088+

33、0.469=1.296Kx210.772KKIx(3)2220.772 9.167.072KKjIIIkA(2)(3)3min330.866 1.1360.9342KKIIkA3、6kV 母線至各用點(diǎn)設(shè)備的短路阻抗：至地面廣場(chǎng)的輸電線路阻抗：=2.271521000.4 0.056.3x地面廣場(chǎng)變壓器阻抗：100%4.5%3.61.25jTkN TSxUS河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)21至地面廣場(chǎng)總阻抗：32.273.66.32x至立井鍋爐房阻抗：=1.01421000.4 16.3x 至機(jī)修廠阻抗：=0.353521000.4 0.356.3x至坑木廠阻抗：=0.504621000.4

34、 0.56.3x至選煤廠阻抗：=0.242721000.08 1.26.3x至水源井阻抗：=0.151821000.08 0.756.3x至工人村阻抗：=0.524921000.4 2.76.3x至通風(fēng)機(jī)阻抗：=0.1211021000.08 0.66.3x至主提升機(jī)阻抗：=0.4031121000.4 0.46.3x至壓風(fēng)機(jī)阻抗：=0.1211221000.08 0.66.3x至副提升機(jī)阻抗：=0.4031321000.4 0.46.3x至下井阻抗：=0.09114211000.9 0.0826.3x至低壓設(shè)備阻抗：=0.051521000.4 0.056.3x4、地面工業(yè)廣場(chǎng)短路計(jì)算：在最

35、大運(yùn)行方式下：河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)22短路電流的標(biāo)幺值：3min310.129KLTIxxxx三相短路電流(3)3320.129 9.161.18KKjIIIkA三相短路電流的沖擊值(3)32.552.55 1.183.01chKiIkA短路容量：330.129 10012.9KKjSISMVA在最小運(yùn)行方式下：3max3110.124KKxLTIxxxxx(3)3320.124 9.161.136KKjIIIkA(2)(3)3min330.866 1.1360.9342KKIIkA5、其余同理，在此不做贅述。短路計(jì)算統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表 4-1表 4-1最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式用電設(shè)備

36、短路點(diǎn)三相短路電流 kA短路電流沖擊值 kA短路容量MVA兩相短路電流 kA35kV 母線3.077.831971.586kV 母線9.3823.92102.46.21主井提升機(jī)4.95612.6454.13.74副井提升機(jī)4.95612.6454.13.74通風(fēng)機(jī)4.65311.8750.83.55壓風(fēng)機(jī)5.8414.8963.84.2井下主變電所（修正前）1.283.2665.10.91低壓動(dòng)力變壓器1.313.3466.90.93河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)23地面工業(yè)廣場(chǎng)1.183.0112.90.934立井鍋爐房3.759.5640.92.86機(jī)修廠1.092.7855.60.

37、8坑木廠12.5551.30.74選煤廠1.162.9659.30.85工人村1.233.3162.60.89水源井0.470.92240.38井下主變電所（修正后）4.511.4747.20.854.44.4 限流電抗器的選擇限流電抗器的選擇出線電抗器裝設(shè)的主要目的是為了使短路電流限制到能在出線上安裝輕型斷路器。井下中央變電所 6kV 母線在總負(fù)荷為 4000kVA，=0.8，為了限cos制短路電流，地面變電所 6kV 母線分列運(yùn)行，用兩條電纜向井下供電，中央變電所母線的短路容量為 80MVA，礦用 PB2-6 型高壓配電箱短流容量為 50MVA，下井回路短路電流假想作用時(shí)間 t1=1.2s

38、。則：井下總負(fù)荷電流為：4000385336caNSIAU根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定向井下中央變電所供電的線路，當(dāng)一回路停止供電時(shí)，其余回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)全部負(fù)荷的供電，所以本例中的任一電纜的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流應(yīng)為井下的總負(fù)荷電流。因此，電抗器的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流也應(yīng)為 385A。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)24（1）取基準(zhǔn)容量為 100MVA，系統(tǒng)固有相對(duì)基準(zhǔn)電抗值為1001.2580dabSxS（2）限流所需的基準(zhǔn)電抗為max100250dadaSxS（3）限流所需的電抗器的相對(duì)基準(zhǔn)電抗為2 1.250.75r dadadaxxx（4）電抗器的百分電抗值為：23%100Nrdarr daN rdaI

39、UxxUS=3.44則選擇標(biāo)準(zhǔn)百分電抗值=4，那么選擇電抗器的型號(hào)為%rxNKL-6-400-4。參數(shù)如表 4-2 所示：表 4-2 NKL-6-400-4 型號(hào)電抗器的參數(shù)型號(hào)規(guī)格電壓 電流電抗值 通過(guò)容量 動(dòng)穩(wěn)定性 1s 熱穩(wěn)定性每相重量NKL-6-400-4 6kV0.4kA4%3*138525.6kA19.5kA0.64t（5）電抗器的實(shí)際相對(duì)基準(zhǔn)電抗值為2%1003N Rdarr dadaN rUSxxUI2461001006.334=0.87串入電抗器后短路回路的總相對(duì)基準(zhǔn)電抗值為230.46.3100 0.756100河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)251.25+0.87=2.

40、12*dar dadaxxx串入電抗器后井下中央變電所 6kV 母線的短路容量為：*10047.22.12dasdaSSMVAx（6）電抗器的校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)，滿足要求25.611.47cachikAikA熱穩(wěn)定性校驗(yàn)1/21/21/24.51.986.3319.5eptitkA skA sItkA s滿足要求。電壓損失校驗(yàn)=2.315%max0.385(%)(%)sin40.60.4wRNRIUXI母線殘壓校驗(yàn)=85.3 （60%70%）8.53(%)(%)40.4remRNRIUXI滿足要求5 5 電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇是根據(jù)環(huán)境條件和供電要求確定其形式和參數(shù)，保證電能

41、正常運(yùn)行時(shí)安全可靠，故障的時(shí)候不至于損壞，并在技術(shù)合理的條件下注意節(jié)約，還應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)情況和供應(yīng)能力力求統(tǒng)籌兼顧，條件允許的時(shí)候優(yōu)先選用先進(jìn)設(shè)備。變電所用的高壓設(shè)備一般有斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，電流互感器，電壓互感器等，它們各有特點(diǎn)，根據(jù)安裝地點(diǎn)的環(huán)境不同，電器分室內(nèi)型和室外型，在選擇電氣設(shè)備的時(shí)候，應(yīng)注意安全可靠和留有適當(dāng)發(fā)展裕度，河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)26盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不盡相同，但對(duì)它們的基本要求卻是相同的，即現(xiàn)在電氣設(shè)備應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)共同的原則：l、根據(jù)額定電壓選擇所選電氣設(shè)備的額定電壓應(yīng)不低于所在電網(wǎng)的額定電壓，或電氣設(shè)備的最

42、高允許工作電壓(111.15UN)不小于所在電網(wǎng)的最高電壓。即(3)maxchiiNUU2、根據(jù)額定電流選擇電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于通過(guò)它的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流。即NII3、根據(jù)短路情況來(lái)校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性：動(dòng)穩(wěn)定性滿足下式：(3)maxchii式中為設(shè)備極限通過(guò)電流的峰值，為按三相短路計(jì)算所設(shè)的maxi(3)chi短路沖擊值。熱穩(wěn)定性滿足下式：4itI4jxttI式中為電氣設(shè)備在時(shí)間 t 秒內(nèi)的熱穩(wěn)定電流；tI、為短路穩(wěn)態(tài)電流及假想時(shí)間。Ijxt4、按安裝地點(diǎn)，工作環(huán)境，使用需求及供貨條件來(lái)選擇電氣設(shè)備的適當(dāng)形式。5.1 高壓設(shè)備的選擇高壓設(shè)備的選擇5.1.1 高壓斷路器的選擇極

43、其校驗(yàn)高壓斷路器的選擇極其校驗(yàn)高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開(kāi)關(guān)電器，它不僅能完全地切合河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)27負(fù)載電流，而且，更重要的是可靠地切除短路電流。1.選 35kV 側(cè)的斷路器。按設(shè)備工作環(huán)境條件及電壓，電流選擇短路器型號(hào)，然后按所選斷路器的參數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)。1、當(dāng)一臺(tái)變壓器故障或斷路器檢修的時(shí)候，35kV 側(cè)斷路器的長(zhǎng)時(shí)最大負(fù)荷等于變壓器的額定容量，此時(shí)，35kV 側(cè)的電流為：=264A1(1.21.5)NcaII故 35kV 母線側(cè)斷路器選：SW3-35/600 型斷路器，技術(shù)參數(shù)35kV 母線側(cè)斷路器型號(hào)規(guī)格：SW3-35/600；額定電壓：35kV；額定電流：600

44、A；斷流容量：400MVA；極限通過(guò)電流峰值：17kA；4S 熱穩(wěn)定電流：6.6kA;固有分閘時(shí)間：0.06S；固有合閘時(shí)間：0.12S；重量：700kg;外形尺寸（m）：1.91.652.2；電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)：液壓型；配電流互感器 LR-35/1001000 裝入式。2、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)根據(jù)短路計(jì)算參數(shù)可知：35kV 側(cè)斷路器的最大沖擊電流imax=17kAich=7.83kA動(dòng)穩(wěn)定性符合要求。3、熱穩(wěn)定性校驗(yàn)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)2835kA 側(cè)斷路器的熱穩(wěn)定校驗(yàn)：由于變壓器的容量為 16000kVA，變壓器設(shè)有差動(dòng)保護(hù)，因此在差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)短路的時(shí)候，由于其為瞬間動(dòng)作，繼電器保護(hù)動(dòng)作時(shí)

45、限為0，此時(shí)假想時(shí)間 ti=0.2s，當(dāng)短路發(fā)生在 6kV 母線上時(shí)，差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作，（因不在其保護(hù)范圍內(nèi)） ，此時(shí)假想時(shí)間 t1=2.2S，故 35kV 母線短路時(shí)，35kV 側(cè)斷路器相當(dāng)于 4S 的熱穩(wěn)定電流為：1.751kAS=197MVA滿足要求。2.選隔離開(kāi)關(guān)隔離開(kāi)關(guān)是高壓開(kāi)關(guān)的一種，它設(shè)有專(zhuān)門(mén)的滅弧結(jié)構(gòu)，不能用來(lái)切斷負(fù)荷電流和斷路電流；使用時(shí)通常與斷路器配合，只有在斷路器斷開(kāi)后才能進(jìn)行操作，使線路呈現(xiàn)明顯斷口，便于檢修。隔離開(kāi)關(guān)的主要用途是隔離電源，保證電氣設(shè)備與線路在檢修時(shí)與電源有明顯的斷口，選擇時(shí)應(yīng)滿足的條件如上，隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)按其額定電壓、額定電流及使用的環(huán)境條件選擇出合適的規(guī)格

46、和型號(hào)，然后按短路電流的動(dòng)、熱穩(wěn)定性進(jìn)行校驗(yàn)。按環(huán)境條件選擇隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，可根據(jù)安裝地點(diǎn)和環(huán)境條件選擇戶內(nèi)式、戶外式、普通型。計(jì)算隔離開(kāi)關(guān)的長(zhǎng)時(shí)最大工作電流。當(dāng)一條線路故障時(shí)，全部ar mI負(fù)荷電流都通過(guò) 35kV 高壓側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)，故長(zhǎng)時(shí)最大工作電流為：11600026433 35ar mNSkVAIAUkV故初步選擇 35kV 側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)為 GW5-35G/600，采用的是室外布河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)29置，技術(shù)參數(shù)如下：設(shè)備型號(hào)：GW5-35G/600額定電壓：35kV額定電流：600A極限通過(guò)電流峰值：72kA4S 熱穩(wěn)定電流：16kA重量：3T外型尺寸（m）：2.70.9

47、0.9配用操作機(jī)構(gòu)：CS17 型（手動(dòng)）1、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)35kV 母線上的最大沖擊電流 7.83kA72kA；動(dòng)穩(wěn)定符合要求2、熱穩(wěn)定校驗(yàn)對(duì) 35kV 側(cè)隔離開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)，最嚴(yán)重的情況是線路不并聯(lián)運(yùn)行，此時(shí)差動(dòng)保護(hù)不起作用，當(dāng)短路發(fā)生在隔離開(kāi)關(guān)后，并在斷路器之前時(shí)事故切除靠上一級(jí)的變電所的過(guò)流保護(hù)，繼電器動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比 35kV進(jìn)線的繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)限 2.5S 大一個(gè)時(shí)限級(jí)差，故=2.5+0.5=3S，set此時(shí)短路電流經(jīng)過(guò)隔離開(kāi)關(guān)的總時(shí)間為0.2+3=3.2Sibcsetttt相當(dāng)于 4S 的熱穩(wěn)定電流為3.23.072.751644its QtIIkAkA熱穩(wěn)定滿足條件5.2 低壓設(shè)備的選擇低壓設(shè)

48、備的選擇按設(shè)備工作環(huán)境條件及電壓，電流選擇短路器型號(hào)，然后按所選斷路器的參數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)305.2.1 低壓斷路器的選擇及其校驗(yàn)低壓斷路器的選擇及其校驗(yàn)1、當(dāng)一臺(tái)變壓器故障或斷路器檢修的時(shí)候，6kV 側(cè)斷路器的長(zhǎng)時(shí)最大負(fù)荷等于變壓器的額定容量，此時(shí)，6kV 側(cè)的斷路器的長(zhǎng)時(shí)最大工作電流為：1540Am221600I336N TNSU故 6kV 側(cè)的斷路器選 SN10-10/2000。6kV 側(cè)的斷路器型號(hào)規(guī)格：SN10-10/2000；額定電壓：10kV；額定電流：2000A；極限通過(guò)電流峰值：140kA；4S 熱穩(wěn)定電流：40kA;固有分閘時(shí)間：0.07S；固

49、有合閘時(shí)間：0.2S；配用操作機(jī)構(gòu)：CD10 型（電動(dòng)） ；2、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)根據(jù)短路計(jì)算參數(shù)可知：6kV 側(cè)的斷路器的最大沖擊電流為：max13023.92chikA ikA動(dòng)穩(wěn)定滿足要求3、6kA 側(cè)斷路器的熱穩(wěn)定校驗(yàn)因 35kA 側(cè)斷路器的過(guò)流保護(hù)時(shí)間限為 2S， =2.2S，在 6kA 母線側(cè)it短路時(shí)相當(dāng)于 4S 的熱穩(wěn)定電流為：2.223.9217.744044its QtIIkAkA河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)316kV 側(cè)斷路器的熱穩(wěn)定符合要求。5.2.2 低壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇和校驗(yàn)低壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇和校驗(yàn)1、計(jì)算隔離開(kāi)關(guān)的長(zhǎng)時(shí)最大工作電流。當(dāng)一條線路故障時(shí)，全部負(fù)ar mI荷

50、電流都通過(guò) 6kV 低壓側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)，通過(guò) 6kV 側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)的長(zhǎng)時(shí)最大工作電流為：2160001540336ar mNSkVAIAUkV故初步選擇 6kV 側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)為 GN25-10Q/2000。6kV 側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的技術(shù)參數(shù)：型號(hào)規(guī)格電壓電流動(dòng)穩(wěn)定電流4s 熱穩(wěn)定電流GN25-10Q/200010kV2kA100kA40kA3、動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：6V 母線上的最大沖擊電流 23.92kA100kA，滿足要求。4、熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：6kV 側(cè)隔離開(kāi)關(guān)，滿足要求。3.69.388.94044its QtIIkAkA5.2.3 互感器的選擇及其校驗(yàn)互感器的選擇及其校驗(yàn)互感器是一次電路與二次電路之間的

51、聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測(cè)量?jī)x表和繼電器的電壓線圈和電流線圈供電。1、電流互感器的選擇電流互感器按使用地點(diǎn)電網(wǎng)電壓與長(zhǎng)期最大負(fù)荷電流來(lái)選擇，并按短路條件校驗(yàn)動(dòng)熱穩(wěn)定性。35kV 母線側(cè)電流互感器的選擇：河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)32因母聯(lián)斷路器不用于測(cè)量，只設(shè)保護(hù)，故選用 LCWDL-35-3-600/5 型電流互感器裝入，其互感比為 600/5，二次負(fù)荷額定阻抗為 2，1s 熱穩(wěn)定倍數(shù)為 75，動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)為 135。6kV 母線側(cè)電流互感器的選擇：6kV 母線側(cè)的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流923.6A116000I33 10N TcaNSU則初步選擇 LZD1-10 型電流互感器，其技術(shù)參數(shù)如下：

52、型號(hào)：LDZ1-10工作電壓：10kV額定電流比：1000/51S 熱穩(wěn)定倍數(shù)：50動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)：90熱穩(wěn)定校驗(yàn)：,故滿足熱穩(wěn)定。2shi227()(9380 1.7)15 10epI t因?yàn)?23.9，故滿足動(dòng)穩(wěn)定。1220.3 14059.4NFIK2shi2、電壓互感器的選擇：本 35kV 變電所為終端變電所，35kV 進(jìn)線不需要進(jìn)行絕緣監(jiān)測(cè)，只需要測(cè)量線路電壓，故按前面計(jì)算，選 JDJ-35 型電壓互感器兩臺(tái)：其技術(shù)參數(shù)如下所示型號(hào)規(guī)格：JDJ-35 型；原邊電壓：35kV；副邊電壓：0.1kV；額定容量及精確度：150VA-0.5 級(jí)；極限容量：1200VA；由于系統(tǒng)電壓為 35kV，

53、短路容量為 197MVA，所以可以看出此電壓互感器器完全符合系統(tǒng)要求，并能夠通過(guò)校驗(yàn)。3、所用變壓器的設(shè)計(jì)及配套用高壓熔斷器的選擇：河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)33由于所用電負(fù)荷較小，故所用變壓器的容量一般為 50315kVA；在本設(shè)計(jì)中選用型號(hào)為-50/35 型電力變壓器，其技術(shù)數(shù)據(jù)為：7S型號(hào)額定電壓（kV）額定損耗（W)阻抗電壓 空載電流 連接組 重量外形尺寸,mm高壓低壓空載短路%S7-50/35350.426513506.53.5Y,yn0800kg1145*935*1800變電所用的熔斷器選用型跌落式熔斷器，其技術(shù)數(shù)據(jù)為：2/359RW額定電壓 35kV 容管電流為 2A，最

54、大斷流容量為 600MVA。所用變長(zhǎng)時(shí)工作電流為：=0.82AgiIdUS333550容管電流為 2A，大于 0.82A，故所選熔斷器符合要求。5.2.4 母線的選擇母線的選擇變電所中各種電壓配電裝置的母線，以及電器間的連接大都采用銅、鋁，或鋼的矩形，圓形，管形裸導(dǎo)線和多芯絞線。母線在電力系統(tǒng)中起著匯總與分配電能的作用，由于多數(shù)情況下引出線數(shù)目要比電源數(shù)目多好幾倍，故在二之間采取母線連接，即有利于電能交換，還可使接線簡(jiǎn)單明了和運(yùn)行方便，也便于擴(kuò)建；配電裝置的母線主要用銅和鋁作成，銅的電阻率低，機(jī)械強(qiáng)度大，抗腐蝕性強(qiáng)，是很好的母線材料。但是，由于銅在工業(yè)中有很重要的用途，價(jià)格較貴，故考慮經(jīng)濟(jì)問(wèn)題

55、，采用“以鋁代銅”的方針，母線的主要材料使用鋁。本設(shè)計(jì)中采用銅芯鋁絞線（LQJ）作母線，在選擇中按正常情況下長(zhǎng)時(shí)最大負(fù)荷運(yùn)行。一、35kV 母線的選擇35kV 輸電線和母線選用同型號(hào)的導(dǎo)線1、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面積當(dāng)一臺(tái)變壓器故障或斷路器檢修的時(shí)候，35kV 側(cè)母線的長(zhǎng)時(shí)最大負(fù)荷等于變壓器的額定容量，此時(shí)，35kV 側(cè)母線的電流為：河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)34=242.5A 考慮通常情況下過(guò)負(fù)荷 5%，則其最1gI135.3dcaUS147003 35大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流為=242.5 1.05=254.6A。1gI由于兩臺(tái)主變分裂運(yùn)行，正常情況下線路也分裂運(yùn)行，故每一回路的工作電流為：

56、254.6=127.3AmaxgI21max eI21鋁絞線的經(jīng)濟(jì)電流密度為0.9()，導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面為：iJ2mmAA=141.4igJI127.30.92mm可初選 LGJ-150 型鋼芯鋁絞線；2、按長(zhǎng)期允許電流校驗(yàn)：查表得 LGJ150 型導(dǎo)線長(zhǎng)期允許電流為 445A 大于長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流127.3A 故符合要求。3、按電壓損失校驗(yàn)導(dǎo)線截面：取幾何間距為 3.5m，線路長(zhǎng)為 4000m，查資料知：線路電阻r =0.21；感抗=0.398，考慮導(dǎo)線為多股相扭絞，按比實(shí)際0km0 xkm增長(zhǎng) 5%則：架空線的總電阻：r=1.05r0L=1.05 0.21 4=0.882架空線的總電抗：x=1.

57、05x0L=1.05 0.3984=1.67所以電壓損失為：U=eUQxrP=16266.2 0.882 10532.7 1.6735=912.5V河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)35則：=2.61%6%故電壓損失滿足校驗(yàn)要求，%U%10010353U所選用 LGJ-150 型鋼芯鋁絞線滿足要求。二、6kV 母線的選擇1、按正常持續(xù)工作電流選擇，并考慮最大長(zhǎng)時(shí)工作時(shí)變壓器可能過(guò)載5%，=1322.3A，選用 LJ185 型矩形鋁母線，max.gI21.053eNSU1.05 13086.736在 25 C 時(shí)其載流量為 9.38kA，考慮溫度修正系數(shù)，在環(huán)境溫度為 400時(shí)，修正系數(shù)為：=0

58、.82 則修正后的長(zhǎng)時(shí)載025ImImaaK25704070流量為，=0.82 9.38=7691.6A=1322.3A；滿足系統(tǒng)要max.gI310max.gI求；2、熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：最小需用截面：式中：minAeqftkCIC熱穩(wěn)定系數(shù)，工作在 40 度時(shí)，取 C=99；肌膚效應(yīng)系數(shù)，取 1.1；fk短路發(fā)熱的等值時(shí)間（限時(shí)速斷的時(shí)間 2.0 秒，加上故有時(shí)eqt間 0.2s）則：=147.4mm21000mm2；minAeqftkCI39.38 101.1 2.299滿足要求。3、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：按短路條件校驗(yàn)?zāi)妇€動(dòng)穩(wěn)定性：由于三相母線位于同一平面布置，其產(chǎn)生的最大機(jī)械應(yīng)力為：（）322107

59、6. 1shiaWl2/cmkg河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)36-跨距，厘米；lW-母線抗彎距；a-母線相間距離；則：=1.7=419.363221076. 1shiaWl218023.9225 16.72/cmkg所以700，滿足要求；2/cmkg又系統(tǒng)要求 LmaxLLmax=；shiakk計(jì)算系數(shù)，對(duì)應(yīng)取 2570L最大允許值 125cm；于是：Lmax =2570=537.2cm125cm；2523.92由以上校驗(yàn)知 LGJ-150 型母線滿足系統(tǒng)要求；5.2.5 各負(fù)荷電纜的選擇各負(fù)荷電纜的選擇一、主井提升機(jī)電纜的選擇：最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流：=203.8A；caIUSca32117

60、.6361、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面：查表得鋁芯電纜得經(jīng)濟(jì)密度為=1.54 則其經(jīng)濟(jì)截面jJ=132.3caSjcaJI203.81.542mm查表可選 ZLQ22-6-3 95 型鋁芯紙絕緣鉛包粗鋼絲鎧裝電纜單根三芯土壤中敷設(shè)，其長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流為 260A，2、按長(zhǎng)時(shí)允許電流校驗(yàn)所選電纜截面：河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)37由于使用環(huán)境溫度得地面最高溫度為 40，C0=0.82，25ImImaaK25704070則溫度修正后其容許的最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流為=260 0.82=231.2A=203.8A，滿足要求。LIKIaccaI3、按電壓損失校驗(yàn)電纜截面：高壓系統(tǒng)中要求不得超過(guò) 7%-10