煤礦地面供電系統(tǒng)設(shè)計論文

太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書第1頁畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：某F煤礦地面供電系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）要求及已知條件（資料）：要求：1．按時完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。2．強調(diào)獨立完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，杜絕抄襲。3．設(shè)計內(nèi)容要求方案合理，各種參數(shù)處理、選取得當(dāng)，計算正確。4．設(shè)計說明書要求語言簡練、文理通順、字跡工整。5．圖紙嚴格按工程圖紙要求繪制。6．完成5000字左右的相關(guān)英文資料的翻譯。已知條件：某F有限責(zé)任公司下轄的甲煤礦和乙煤礦，井田相鄰，兩個井田均批準(zhǔn)開采3、8、9、12、15號等五個煤層，井田面積共計11.884km2。根據(jù)兩個礦井的實際情況，F(xiàn)煤炭有限責(zé)任公司決定對兩個礦井的技術(shù)改造工程進行調(diào)整：關(guān)閉甲煤礦，將其0.30Mt/a的生產(chǎn)能力劃歸乙煤礦；集中改造乙煤礦，生產(chǎn)規(guī)模由0.45Mt/a擴建至1.20Mt/a?，F(xiàn)需建設(shè)地面35/10kV礦井變電所一座，供電線路采用雙回路35kV架空線。一回主供電源引自FA110kV變電站，長度9.5km；另一備用電源線路引自FB110kV變電站，長度2.77km。35kV母線最大短路參數(shù)Sdmax=450MVA,變電所距井下中央變電所1km.負荷統(tǒng)計見附表一。畢業(yè)設(shè)計（論文）主要內(nèi)容：概述；礦井負荷計算和無功功率補償；地面35kv變電所主變壓器的選擇與校驗；地面35kv變電所主接線方案確定；短路電流計算；地面35kv變電所一次設(shè)備的選擇校驗；地面35kv變電所二次回路方案的選擇與繼電保護的整定；地面35kv變電所的防雷與接地；井下中央變電所負荷計算與短路電流計算；第2頁學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計文件（論文）：文獻綜述（單獨成冊）。設(shè)計說明書一冊。5000字左右的相關(guān)英文資料翻譯（附英文原稿）。成績評定表和答辯評定表一份。設(shè)計的學(xué)生提供壹號圖紙一張。主要參考文獻（資料）：1.煤礦安全規(guī)程2011版2.礦山供電李虎偉3.采礦工程設(shè)計手冊4.煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范GB502155.礦用電氣設(shè)備選型手冊6.煤礦電氣圖專用圖形符號MT／T570—19967.煤礦井下供配電設(shè)計規(guī)范GB504178.《煤礦電工手冊（第二分冊）》。礦井供電（上）9.《煤礦電工手冊（第四分冊）》。專業(yè)班級采礦1109學(xué)生邢雅龍要求設(shè)計（論文）工作起止日期指導(dǎo)教師簽字日期教研室主任審查簽字日期系主任批準(zhǔn)簽字日期某F煤礦地面供電系統(tǒng)設(shè)計摘要煤礦供電系統(tǒng)的安全可靠，對煤礦的安全，經(jīng)濟，高效生產(chǎn)有重要的意義。我的設(shè)計主要進行了煤礦地面35kV變電站的設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容主要包括負荷計算、主接線設(shè)計、短路電流計算、電氣設(shè)備選擇等。在做負荷統(tǒng)計時，用需用系數(shù)法進行負荷計算，根據(jù)負荷計算的結(jié)果確定出該站主變壓器的臺數(shù)、容量及型號。用標(biāo)幺值法對供電系統(tǒng)進行了短路電流計算，對高壓進線的速斷保護和過流保護，10KV出線的速斷保護和過流保護及主變壓器的差動保護、過流保護和過負荷保護的整定值、動作時限及靈敏度進行了計算和校驗，最終使繼電保護達到最佳狀態(tài)。為電氣設(shè)備的選擇及校驗提供了數(shù)據(jù)。根據(jù)煤礦供電系統(tǒng)的特點，制定了礦井變電所的主結(jié)線方式、運行方式、繼電保護方案。主接線形式為35KV側(cè)是單母線分段，10KV側(cè)是單母線分段。兩臺主變壓器采用分列運行方式。最佳運行方式為一路運行、一路備用。關(guān)鍵字：負荷計算;變電站;短路電流;運行方式APowerSupplySystemOfTheGroundFDesignAbstractThedesignofthepreliminarydesignofthedesignoftheGround35kVsubstation.Thedesignprocessincludesloadcalculation,themainwiringdesign,shortcircuitcalculations,electricalequipmentselection.ThroughMine35KVsubstationloadstatisticsdowithrequiredloadfactormethodtocalculate,determinethestation'smaintransformerstationnumber,capacityandtypeofloadcalculationbasedontheresults.Withaunitvaluemethodofthepowersupplysystemoftheshort-circuitcurrentcalculation,fortheselectionandverificationofelectricalequipmenttoprovidedata.Accordingtothecharacteristicsofcoalminepowersystem,developaminesubstationmainconnectionmode,operationmode,relayprotectionscheme.Whichsideistheinnerbridgeconnection35KV,10KVmainconnectionisasinglemothersegments.Twomaintransformerbreakdownoperationmode.Andaccordingtothecurrentsettingandcheckrelevantdataandchoosethecircuitbreakers,isolationswitches,relays,transformersandotherelectricalequipment.Keywords:loadcalculation;substation;protection;Run

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u某F煤礦地面供電系統(tǒng)設(shè)計 I摘要 IAbstract II目錄 III第一章概述 11.1礦井地面供電設(shè)計目的 11.2礦井地面供電設(shè)計一般步驟 11.3礦井供電設(shè)計原始資料 2第二章全礦負荷統(tǒng)計 32.1負荷計算的目的 32.2負荷計算方法 32.3負荷計算過程 42.4全礦井上下合計 122.5無功補償計算及電容器柜選擇 12第三章主變壓器的選擇 133.1變壓器的選取原則 143.2變壓器選擇計算 143.3變壓器損耗計算 153.3變壓器的經(jīng)濟運行分析 15第四章地面供電系統(tǒng)的接線方案 194.1地面供電系統(tǒng)的擬定原則 194.2地面供電系統(tǒng)圖 20第五章短路電流計算 235.1短路電流計算的目的 235.2短路電流計算中應(yīng)計算的數(shù)值 235.3三相短路電流計算的步驟 235.4短路電流計算過程 245.5最大運行方式 265.6最小運行方式 28第六章供電線路的選擇 296.1電纜選擇原則 306.210kV架空線的選擇 326.335kV電纜以及架空線的選擇 34第七章電氣設(shè)備的選擇 357.1電氣設(shè)備的選擇原則 357.235kv開關(guān)柜的選擇 367.3斷路器的校驗 377.4電流互感器的校驗 387.5電壓互感器的選擇 387.610kv開關(guān)柜的選擇 387.7斷路器的校驗 407.8電流互感器的校驗 40第八章繼電保護方案的初步擬定 418.1變電所各斷路器過流保護的設(shè)置與配合 418.2QF4、QF5斷路器上保護的設(shè)置與配合 428.3各10KV低壓饋出線斷路器的設(shè)置與配合 428.410KV聯(lián)絡(luò)開關(guān)（QF8）的保護設(shè)置與配合。 428.5變壓器的保護設(shè)置 43設(shè)計總結(jié) 43致謝語 44參考文獻 45Safetyofminesupply 46礦山供電的安全性研究 54第一章概述在礦山的生產(chǎn)過程中，電力是現(xiàn)代化采礦工業(yè)的主要動力，在采礦實踐中占有極其重要的地位。由于\o"煤礦中國煤礦安全網(wǎng)"\t"/html/2012/06/14/_blank"煤礦井下工作的特殊性，對煤礦供電提出了很高的要求，這些要求是：1、供電可靠所謂供電可靠，就是要求供電不間斷。一旦煤礦供電中斷，將會給煤礦人身及財產(chǎn)\o"煤礦安全網(wǎng)"\t"/html/2012/06/14/_blank"安全帶來嚴重威脅?！禱o"煤礦安全規(guī)程"\t"/html/2012/06/14/_blank"煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：礦井應(yīng)有兩回路來自不同變電所的電源線路，當(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時，另一回路應(yīng)能擔(dān)負礦井全部負荷。2、供電\o"煤礦安全網(wǎng)"\t"/html/2012/06/14/_blank"安全

井下供電容易導(dǎo)致觸電或由電火花引起的瓦斯煤塵爆炸等\o"事故管理煤礦事故"\t"/html/2012/06/14/_blank"事故，所以，必須采取一系列\(zhòng)o"煤礦安全技術(shù)措施"\t"/html/2012/06/14/_blank"技術(shù)措施，制定嚴格的\o"煤礦安全管理制度煤礦制度"\t"/html/2012/06/14/_blank"管理制度，保證\o"煤礦安全網(wǎng)"\t"/html/2012/06/14/_blank"安全供電。3、供電質(zhì)量良好對煤礦供電，不但要求電能數(shù)量滿足生產(chǎn)需要，而且要求供電電能質(zhì)量良好：即頻率波動范圍不得超過額定頻率的±0.5赫茲，電壓波動范圍不得超過額定電壓的±5%。4、供電經(jīng)濟煤礦供電設(shè)備耗電量很大，如果供電系統(tǒng)\o"煤礦設(shè)計說明"\t"/html/2012/06/14/_blank"設(shè)計不合理，電器設(shè)備使用不當(dāng)，會造成功率因數(shù)降低，線路損耗加大，使生產(chǎn)成本上升。因此，保證煤礦供電的經(jīng)濟性意義重大。1.1礦井地面供電設(shè)計目的能對礦井供電系統(tǒng)有個更深入的了解，應(yīng)用煤礦井下供電理論知識具體解決一些井下供電的技術(shù)問題。培養(yǎng)供電設(shè)計應(yīng)用基本能力，并學(xué)習(xí)供電系統(tǒng)運行和設(shè)備維護與管理等知識。鞏固和擴展知識領(lǐng)域，培養(yǎng)嚴肅認真的科學(xué)態(tài)度，提高獨立工作的能力。1.2礦井地面供電設(shè)計一般步驟負荷計算改善功率因數(shù)裝置設(shè)計主變壓器的臺數(shù)及容量選擇全礦總降壓變電所主接線設(shè)計礦區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計全礦供、配電系統(tǒng)短路電流計算變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇1.3礦井供電設(shè)計原始資料現(xiàn)需建設(shè)地面35/10kV礦井變電所一座，供電線路采用雙回路35kV架空線。一回主供電源引自FA110kV變電站，長度9.5km；另一備用電源線路引自FB110kV變電站，長度2.77km。35kV母線最大短路參數(shù)Sdmax=450MVA,變電所距井下中央變電所1km.第二章全礦負荷統(tǒng)計2.1負荷計算的目的為一個 煤礦企業(yè)進行供電設(shè)計，首先要解決的是企業(yè)要用多少度電，或選用多大容量的變壓器等問題，這就需要進行負荷的統(tǒng)計和計算，為正確地選擇變壓器容量與無功補償裝置、選擇電氣設(shè)備與導(dǎo)線、以及繼電器保護的整定等提供技術(shù)參數(shù)。負荷計算的目的是為了解用電情況，合理選擇供配電系統(tǒng)的設(shè)備和元件，如導(dǎo)線、電纜、變壓器等。負荷計算過小，則依此選用的設(shè)備和載流部分有過熱的危險，輕者使線路和配電設(shè)備壽命降低，重者影響供電系統(tǒng)的安全運行。負荷計算偏大，則造成設(shè)備的浪費和投資的增大。為此，正確的負荷計算是供電設(shè)計的前提，也是實現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的必要手段。2.2負荷計算方法本供電設(shè)計采用的電力負荷計算方法是需用系數(shù)法。需用系數(shù)法計算簡便，對任何性質(zhì)的企業(yè)負荷均適用，且計算結(jié)果基本上符合實際。公式簡單，計算方便只用一個原始公式就可以表征普遍的計算方法。該公式對用電設(shè)備組、車間變電站乃至一個企業(yè)變電站的負荷計算都適用。對不同性質(zhì)的用電設(shè)備、不同車間或企業(yè)的需用系數(shù)值，經(jīng)過幾十年的統(tǒng)計和積累，數(shù)值比較完整和準(zhǔn)確，查取方便，因而為我國設(shè)計部門廣泛采用。本設(shè)計采用需要系數(shù)法進行負荷計算，步驟如下：1.用電設(shè)備組計算負荷的確定用電設(shè)備組是由工藝性質(zhì)相同需要系數(shù)相近的一些設(shè)備合并成的一組用電設(shè)備。在一個車間中可根據(jù)具體情況將用電設(shè)備分為若干組，在分別計算各用電設(shè)備組的計算負荷。其計算公式為：kW（2-1）kvar（2-2）kVA （2-3）式中、、——該用電設(shè)備組的有功、無功、視在功率計算負荷；——該用電設(shè)備組的設(shè)備總額定容量，kW；——功率因數(shù)角的正切值；——需要系數(shù)，由表查得。2、多組用電設(shè)備組的計算負荷在配電干線上或車間變電所低壓母線上，常有多個用電設(shè)備組同時工作，但是各個用電設(shè)備組的最大負荷也非同時出現(xiàn)，因此在求配電干線或車間變電所低壓母線的計算負荷時，應(yīng)再計入一個同時系數(shù)。具體計算如下：（2-4）（2-5）（2-6）式中、、——為配電干線式變電站低壓母線的有功、無功、視在計算負荷；——同時系數(shù)；m——該配電干線或變電站低壓母線上所接用電設(shè)備組總數(shù)；——分別對應(yīng)于某一用電設(shè)備組的需要系數(shù)、功率因數(shù)角正切值、總設(shè)備容量2.3負荷計算過程各用電設(shè)備組負荷計算用電設(shè)備分組，由表確定各組用電設(shè)備的總額定容量。由表查出各用電設(shè)備組的需要系數(shù)和功率因數(shù)，根據(jù)公式計算出各用電設(shè)備組的計算負荷。（1）對主提升機=0.86，=0.85，=0.62P=630KW則;有功功率kW；無功功率kvar；視在功率kVA；（2）對材料斜井絞車=0.75，=0.80，=0.7P=400KW則;有功功率kW；無功功率kvar；視在功率kVA；（3）主斜井皮帶輔助設(shè)備=0.70，=0.70，=1.02P=29KW則;有功功率kW；無功功率kvar；視在功率kVA；（4）材料斜井絞車房=0.7，=0.7，=1.02P=56KW則;有功功率kW；無功功率kvar；視在功率kVA；表2-1主斜井配電符合統(tǒng)計表序號負荷名稱需用系數(shù)Kx功率因數(shù)cosφtgφ有功（kW）無功(kvar)視在(KVA)1主斜井提升機0.860.850.62541.8335.9637.42材料斜井絞車0.750.800.753002253753主斜井皮帶輔助設(shè)備220.320.7294材料斜井絞車房239.240.056.0總計0.9901.3621.61097.4（1）對回風(fēng)斜井主風(fēng)機=0.93，=0.85，=0.62P=950KW則;有功功率kW；無功功率kvar；視在功率kVA；（2）對皇后風(fēng)井主風(fēng)機=0.93，=0.85，=0.62P=4、1500KW則;有功功率kW；無功功率kvar；視在功率kVA；（3）對程莊風(fēng)井壓風(fēng)機=0.75，=0.85，=0.62P=280KW則;有功功率kW；無功功率kvar；視在功率kVA；（4）皇后風(fēng)井壓風(fēng)機=0.75，=0.85，=0.62P=280KW則;有功功率kW；無功功率kvar；序號負荷名稱需用系數(shù)Kx功率因數(shù)cosφtgφ有功（kW）無功(kvar)視在(KVA)1回風(fēng)斜井主扇風(fēng)機0.930.850.62888.3547.81039.42皇后風(fēng)井主扇風(fēng)機0.930.850.621395.0864.91641.23程莊風(fēng)井壓風(fēng)機0.750.850.62210.0130.2247.14皇后風(fēng)井壓風(fēng)機0.750.850.62210.1130.2247.1總計0.912698.51673.13174.8視在功率kVA；表2-2風(fēng)機配電符合統(tǒng)計表（1）副井井口及平車場=0.7，=0.7，=1.02P=60KW則;有功功率kW；無功功率kvar；視在功率kVA（2）主井地面生產(chǎn)系統(tǒng)=0.7，=0.7，=1.02P=115KW則;有功功率kW；無功功率kvar；視在功率kVA（3）鍋爐房=0.7，=0.75，=0.88P=335KW則;有功功率kW；無功功率kvar；視在功率kVA（4）熱風(fēng)爐及空氣加熱設(shè)備=0.75，=0.75，=0.88P=142KW則;有功功率kW；無功功率kvar；視在功率kVA（5）機電修理車間=0.3，=0.65，=1.17P=196KW則;有功功率kW；無功功率kvar；視在功率kVA（6）漁場取水泵房=0.8，=0.85，=0.62P=132KW則;有功功率kW；無功功率kvar；視在功率kVA表2-3車間配電負荷統(tǒng)計表序號負荷名稱需用系數(shù)Kx功率因數(shù)cosφtgφ有功（kW）無功(kvar)視在(KVA)1副井井口及平車場242.042.860.02主井地面生產(chǎn)系統(tǒng)280.582.1115.03鍋爐房0.70.750.88234.5206.4312.74熱風(fēng)爐及空氣加熱設(shè)備0.750.750.88106.593.7142.05機電修理車間0.30.651.176漁場取水泵房0.80.850.62105.665.5124.2總計0.92505.7434.7669.8（1）皇后風(fēng)井生活泵房=0.8，=0.8，=0.75P=3KW則;有功功率kW；無功功率kvar；視在功率kVA（2）生活污水處理設(shè)備=0.7，=0.75，=0.88P=19.7KW則;有功功率kW；無功功率kvar；視在功率kVA同理可得其他設(shè)備的數(shù)據(jù)如表格所示序號負荷名稱需用系數(shù)Kx功率因數(shù)cosφtgφ有功（kW）無功(kvar)視在(KVA)1皇后風(fēng)井生活泵房2生活污水處理設(shè)備0.70.750.8813.812.118.43井下水處理車間218.318.626.14煤泥泵房0.750.750.85空氣加熱室0.750.750.8817.315.223.06聯(lián)建行政福利529.722.337.17煤樣化驗室8皇后風(fēng)井生活泵房0.800.800.7總計0.995.881.3125.9表2-4生活配電符合統(tǒng)計表（1）瓦斯抽放泵=0.7，=0.75，=0.88P=220KW則;有功功率kW；無功功率kvar；視在功率kVA（2）瓦斯抽放泵=0.7，=0.75，=0.88P=800KW則;有功功率kW；無功功率kvar；視在功率kVA表2-5瓦斯抽放泵站序號負荷名稱需用系數(shù)Kx功率因數(shù)cosφtgφ有功（kW）無功(kvar)視在(KVA)1瓦斯抽放泵0.70.750.88154.0135.5205.32瓦斯抽放泵0.70.750.88560.0492.8746.7總計0.92714.0628.3752.0序號負荷名稱需用系數(shù)Kx功率因數(shù)cosφtgφ有功（kW）無功(kvar)視在(KVA)1地面照明1.00.90.4810048111.1同理可得表2-6地面照明負荷統(tǒng)計表序號負荷名稱電壓（kV）設(shè)備數(shù)量（臺）設(shè)備容量（千瓦）需用系數(shù)Kx計算容量備注全部工作全部工作有功（kW）無功(kvar)視在(KVA)1井下負荷0.662061751021586180.925033.94844.77008.82主斜井配電101510187411150.9901.3621.61097.43風(fēng)機配電1084602030100.912698.51673.13174.84車間配電0.388378123212810.92505.7434.7669.85生活配電0.3849462301810.958.353.1796辦公配電0.384413130.937.528.246.97瓦斯抽放泵站1053164010200.92714.0608.3752.08地面照明0.22100100110048111.1表2-7電力負荷統(tǒng)計表2.4全礦井上下合計取同時系數(shù)K=O.9（2-7）無補償時功率因數(shù)為：2.5無功補償計算及電容器柜選擇(1)無功補償計算當(dāng)采用提高用電設(shè)備自然功率因數(shù)的方法后，功率因數(shù)仍不能達到供用電規(guī)則所要求的數(shù)值時，就需要增設(shè)人工補償裝置。在工礦企業(yè)用戶中，人工補償廣泛采用靜電電容器作為無功補償電源。用電力電容器來提高功率因數(shù)時，其電力電容器的補償容量用下式計算：（2-8）式中——平均負荷系數(shù)，——補償前功率因數(shù)角的正切值；——補償后要達到的功率因數(shù)角的正切值；本設(shè)計要求功率因數(shù)達到0.9及以上。假設(shè)補償后10kV側(cè)功率因數(shù)，，取0.82，則所需補償容量由公式計算得：kvar（2-9）(2)電容器柜的選擇及實際補償容量計算本設(shè)計采用高壓集中補償方式。因礦井地面變電所10kV母線為單母分段接線，故所選電容器柜應(yīng)分別安裝在兩段母線上，即電容器柜數(shù)應(yīng)取偶數(shù)?，F(xiàn)選用GJZK-1-03型高壓靜電電容柜，每柜安裝容量360kvar，據(jù)此可計算出電容器柜的數(shù)量為：取偶數(shù)N=10則實際補償容量為：kvar折算為計算容量為：kvar補償后10kV母線側(cè)總計算負荷及功率因數(shù)校驗功率補償后10kV側(cè)有功功率kW無功功率（2-10）代入數(shù)據(jù)得大于0.9滿足要求。補償后的無功功率因此kva第三章主變壓器的選擇3.1變壓器的選取原則選擇主變壓器需要根據(jù)其使用環(huán)境條件、電壓等級及計算負荷選擇其形式和容量。變電所的容量是由其裝設(shè)的主變壓器容量所決定的。從供電的可靠性出發(fā)，變壓器臺數(shù)是越多越好。但變壓器臺數(shù)增加，開關(guān)電器等設(shè)備以及變電所的建設(shè)投資都要增大。所以，變壓器臺數(shù)與容量的確定，應(yīng)全面考慮技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，合理選擇。當(dāng)企業(yè)絕大多數(shù)負荷屬三級負荷，其少量負荷或由鄰近企業(yè)取得備用電源時，可裝設(shè)一臺變壓器。如企業(yè)的一、二級負荷較多，必須裝設(shè)兩臺變壓器。兩臺互為備用，并且當(dāng)一臺出現(xiàn)故障時，另一臺能承擔(dān)全部一、二及負荷。特殊情況下可裝設(shè)兩臺以上變壓器。例如分期建設(shè)大型企業(yè)，其變電站個數(shù)及變壓器臺數(shù)均可分期投建，從而臺數(shù)可能加多。3.2變壓器選擇計算按第二章計算出來的計算負荷進行用電負荷分析，根據(jù)分析結(jié)果選擇變壓器容量及臺數(shù)。其計算計算過程如下：1、用電負荷分析一級負荷：包括副提升機、主扇風(fēng)機、井下主排水泵各項，占全礦總負荷的33.6%。二級負荷：包括主提升機、壓風(fēng)機、選煤廠、地面低壓（生產(chǎn)負荷占75%）、一采區(qū)、二采區(qū)、井底車場各項，占全礦總負荷的48.8%.三級負荷：包括礦綜合廠、機修廠、地面低壓負荷的15%、工人村、支農(nóng)各項，占全礦總負荷的17.6%。根據(jù)礦井主變壓器的選擇條件，一般選兩臺，當(dāng)一臺故障停運時，另一臺必須保證一、二級負荷的用電。在上述分析中一、二級負荷占全礦總負荷的82.4%，當(dāng)兩臺變壓器中一臺停止運行時，另一臺必須保證82.4%的正常供電，再考慮將來的發(fā)展情況，礦井不斷延伸，負荷不斷增加，故選用兩臺S7-12500-/35型銅線雙繞組無勵磁調(diào)壓變壓器，其技術(shù)參數(shù)如表3-1所示：表3-1主變壓器技術(shù)參數(shù)型號S7-12500-/35容量(kVA)12500連接組別Y,d11電壓38.510.5阻抗電壓8空載電流0.7損耗（kW）空載16.0負載63.0兩臺主變壓器采用分列運行方式，備用方式為暗備用。3.3變壓器損耗計算根據(jù)公式2-3計算主變壓器各項損耗空載無功損耗：（3-1）則有功損耗：kW；（3-2）無功損耗：kvar；（3-3）總的有功計算符合總的無功計算符合（3-4）數(shù)據(jù)代入cosΦ=P/S得到功率因數(shù)cos=0.92大于0.9所以所選擇的主變壓器符合設(shè)計要求3.4變壓器經(jīng)濟運行分析方法（1）無功功率經(jīng)濟當(dāng)量的概念電力系統(tǒng)的有功損耗，不僅僅與設(shè)備的有功功率損耗有關(guān)，而且還與設(shè)備的無功功率損耗有關(guān)，這是由于設(shè)備消耗的無功功率，也是由于電力系統(tǒng)供給得到的。由于無功功率的存在，使系統(tǒng)中的電流增大，從而使得電力系統(tǒng)的有功功率損耗增加。為了計算電氣設(shè)備的無功功率損耗在電力系統(tǒng)中引起的有功功率損耗，引入一個換算系數(shù)K，稱為無功功率經(jīng)濟當(dāng)量。它表示當(dāng)電力系統(tǒng)輸送1kvar的無功功率時，在電力系統(tǒng)中增加的有功功率損耗千瓦數(shù)，單位是KW/kvar。無功功率經(jīng)濟當(dāng)量Kec的值與輸電距離、電壓變換次數(shù)等因素有關(guān)。對于工礦企業(yè)變，配電所Kec=0.02~0.1對于發(fā)電機直配用戶Kec=0.02~0.04對于經(jīng)兩級變壓的用戶Kec=0.05~0.07對于經(jīng)三級及以上變壓的用戶Kec=0.08~0.1（2）變壓器的經(jīng)濟運行變壓器的有功功率損耗是變壓器運行時自身的損耗，而變壓器的無功功率損耗會引起系統(tǒng)有功功率損耗的增加。因此，應(yīng)將變壓器的無功功率損耗換算成等效的有功功率損耗。然后，計算變壓器運行時總的功率損耗。當(dāng)變壓器運行時的功率損耗最小時，運行費用最低，此時變壓器的運行方式即為經(jīng)濟運行方式。單臺變壓器運行時其功率損耗可按下式計算：（3-5）式中Kec——無功功率經(jīng)濟當(dāng)量，KW/kvar；Sa.c——變電所的負荷容量（此時為變壓器的實際負荷容量），KV·A；兩臺同容量變壓器并聯(lián)運行時，其總運行功率損耗應(yīng)為此時單臺變壓器運行損耗的2倍。同理，當(dāng)n臺同容量變壓器并聯(lián)運行時，其總運行功率損耗為此時一臺變壓器運行損耗的n倍，即（3-6）由于本設(shè)計中要求兩臺變壓器一用一備，所以每臺變壓器的容量都應(yīng)大于全礦計算負荷，因此，此處在對變壓器經(jīng)濟運行分析時，應(yīng)按照單臺變壓器運行時功率損耗計算，其中Kec取0.09可得：（3-7）=23.25+0.09×232.8=44.202KW變壓器的經(jīng)濟運行：根據(jù)負荷的變化情況，調(diào)整變壓器的運行方式，使其在功率損耗最小的條件下運行，稱為變壓器的經(jīng)濟運行。對于單臺運行的變壓器，要使變壓器運行經(jīng)濟，就必須滿足變壓器單位容量的有功功率損耗換算值ΔP1/S最小。令,可求得單臺變壓器的經(jīng)濟負荷Sec為：（3-8）單臺變壓器運行時的經(jīng)濟負荷率βec為：（3-9）式中Sec——經(jīng)濟運行臨界容量，KVA;SN.T——變壓器額定容量，KVA；ΔP0——變壓器空載有功損耗，KW；ΔQ0——變壓器空載無功損耗，kvar；ΔPNT——變壓器滿載有功損耗，KW；ΔQNT——變壓器滿載無功損耗，kvar；Kec——無功功率經(jīng)濟當(dāng)量，大型礦井一般取Kec=0.09。變壓器功率損耗ΔP1與變壓器負荷S的關(guān)系曲線：ΔPΔPⅠΔPⅡAOScrS圖3-2變壓器經(jīng)濟運行的臨界負荷圖中，ΔPⅠ為一臺變壓器運行的損耗；ΔPⅡ為兩臺變壓器并聯(lián)運行時的損耗。由圖可見，兩條曲線的交點A所對應(yīng)的負荷Scr就是變壓器經(jīng)濟運行的臨界負荷。由圖3-2可以看出：當(dāng)S<Scr時，因ΔPⅠ<ΔPⅡ，一臺變壓器運行經(jīng)濟；當(dāng)S>Scr時，因ΔPⅠ>ΔPⅡ,兩臺變壓器運行經(jīng)濟。當(dāng)S=Scr，則ΔPⅠ=ΔPⅡ，即由此可求得兩臺變壓器并聯(lián)經(jīng)濟運行的臨界負荷Scr為：當(dāng)一臺變壓器運行與兩臺同容量變壓器并聯(lián)運行損耗相同時，稱βec為一臺變壓器運行時的臨界負荷率，即同理，當(dāng)變電所設(shè)置n臺容量相同的變壓器時，則n臺與n-1臺經(jīng)濟運行的臨界負荷Scr為：本礦若采用2臺變壓器經(jīng)濟運行的臨界容量為：因此，當(dāng)實際負荷容量S<13016KVA時，系統(tǒng)采用一臺變壓器運行經(jīng)濟；當(dāng)實際負荷容量S>13016KVA時，系統(tǒng)采用兩臺變壓器運行經(jīng)濟。由于該煤礦供電系統(tǒng)中35kV側(cè)全礦計算負荷為Sca=10144.4KVA,且大于兩臺變壓器經(jīng)濟運行的臨界容量Scr=13016KVA，故宜選用1臺變壓器運行一臺備用的方案，這樣變壓器自身和電力系統(tǒng)的有功功率損耗最小，從而獲得最佳經(jīng)濟效益的運行方式。第四章地面供電系統(tǒng)的接線方案4.1地面供電系統(tǒng)的擬定原則在確定變電所主接線前，應(yīng)首先明確其基本要求：（1）安全可靠。應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，充分保證人身和設(shè)備的安全。此外，還應(yīng)負荷等級的不同采取相應(yīng)的接線方式來保證其不同的安全性和可靠性要求，不可片面強調(diào)其安全可靠性而造成不應(yīng)有的浪費。（2）操作方便，運行靈活。供電系統(tǒng)的接線應(yīng)保證工作人員在正常運行和發(fā)生事故時，便于操作和維修，以及運行靈活，倒閘方便。（3）經(jīng)濟合理。接線方式在滿足生產(chǎn)要求和保證供電質(zhì)量的前提下應(yīng)力求簡單，以減少設(shè)備投資和運行費用。（4）便于發(fā)展。接線方式應(yīng)保證便于將來發(fā)展，同時能適應(yīng)分期建設(shè)的要求。原則如下：保證供電可靠，力求減少使用開關(guān)、起動器、使用電纜的數(shù)量應(yīng)最少。原則上一臺起動器控制一臺設(shè)備。地面變電所動力變壓器多于一臺時，應(yīng)合理分配變壓器負荷，通常一臺變壓器負擔(dān)一個工作面用電設(shè)備。變壓器最好不并聯(lián)運行。采煤機宜采用單獨電纜供電，工作面配電點到各用電設(shè)備宜采用輻射式供電上山及順槽輸送機宜采用干線式供電。配電點起動器在三臺以下，一般不設(shè)配電點進線自動饋電開關(guān)。工作面配電點最大容量電動機用的起動器應(yīng)靠近配電點進線，以減少起動器間連接電纜的截面。供電系統(tǒng)盡量減少回頭供電。低沼氣礦井、掘進工作面與回采工作面的電氣設(shè)備應(yīng)分開供電，局部扇風(fēng)機實行風(fēng)電沼氣閉鎖，沼氣噴出區(qū)域、高壓沼氣礦井、煤與沼氣突出礦井中，所有掘進工作面的局扇機械裝設(shè)三專（專用變壓器、專用開關(guān)、專用線路）二閉鎖設(shè)施即風(fēng)、電、沼氣閉鎖。4.2地面供電系統(tǒng)圖為了保證對一、二級負荷進行可靠供電，在企業(yè)變電所中廣泛采用由兩回電源受電和裝設(shè)兩臺變壓器的橋式主接線。橋式接線分為外橋、內(nèi)橋全橋三種。因上一級變電站距本礦變電所輸電線路不遠，可以選全橋，且一次側(cè)采用全橋接線，二次側(cè)采用單母線分段接線，35kV架空線路由兩條線路送到本礦變電所，正常時兩臺變壓器分列運行。一級負荷由于涉及到人身安全和重要經(jīng)濟部門，所以對于一級負荷的供電必須采用雙回路，此處先從10kv線路的倆段母線分別向負荷供電，來保障一級負荷不會斷電。設(shè)計采用內(nèi)橋式接線的總降變電所主接線，這種主接線，其一次側(cè)的高壓斷路器QF3跨接在倆路電源進線之間，猶如一架橋梁，而且處在線路斷路器QF1和QF2的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式接線。這種主接線的運行靈活性好，供電可靠性較高，適用一，二級負荷的工廠。如果某路電源例如wl1線路停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開QF1，投入QF3，即可由wl2恢復(fù)對變壓器的供電。這種內(nèi)橋接線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機會較多，變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。單母線分段接線提高了供電的可靠性和靈活性。母線分段后，對于重要用戶可由分別接于倆段母線上的倆條出線同時供電，當(dāng)任一祖母線發(fā)生故障或者檢修時，重要用戶仍可以通過正常段母線繼續(xù)供電，而倆段母線同時出現(xiàn)故障檢修的概率很小，大大提高了對重要用戶的供電可靠性。根據(jù)地面變電所供電系統(tǒng)擬定原則，如附圖（供電系統(tǒng)擬定圖）所示第五章短路電流計算5.1短路電流計算的目的研究供電系統(tǒng)的短路并計算各種情況下的短路電流，對供電系統(tǒng)的擬定、運行方式的比較、電氣設(shè)備的選擇及繼電保護整定都有重要意義。短路產(chǎn)生的后果極為嚴重，為了限制短路的危害和縮小故障影響范圍，在供電設(shè)計和運行中，必須進行短路電流計算，以解決些列技術(shù)問題。（1）選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，必須用短路電流校驗其熱穩(wěn)定性和機械強度。（2）設(shè)置和整定繼電保護裝置，使之能正確地切除短路故障。（3）確定限流措施，當(dāng)短路電流過大造成設(shè)備選擇困難或不經(jīng)濟時，可采取限制短路電流的措施。（4）確定合理的主接線方案和主要運行方式等。5.2短路電流計算中應(yīng)計算的數(shù)值1.短路電流,即三相短路電流周期分量第一周期的有效值。它可供計算繼電保護裝置的整定值和計算短路沖擊電流及短路全電流最大有效值之用。2、三相短路容量，用來判斷母線短路容量是否超過規(guī)定值、作為選擇限流電抗器的依據(jù)，并可供下一級變電所計算短路電流之用；3、短路電流穩(wěn)態(tài)有效值,可用來校驗設(shè)備、母線及電纜的熱穩(wěn)定性；4、短路沖擊電流及短路全電流最大有效值，可用來校驗電器設(shè)備、載流導(dǎo)體及母線的動穩(wěn)定性。5.3三相短路電流計算的步驟1、根據(jù)供電系統(tǒng)繪制等值網(wǎng)絡(luò)（1）選取基準(zhǔn)容量Sj和基準(zhǔn)電壓Uj，并根據(jù)公式?jīng)Q定基準(zhǔn)電流值Ij。（2）求出系統(tǒng)各元件的標(biāo)么基準(zhǔn)電抗，將計算結(jié)果標(biāo)注在等值網(wǎng)絡(luò)圖上。（3）按等值網(wǎng)絡(luò)各元件的聯(lián)接情況，求出由電源到短路點的總阻抗。（4）按歐姆定律求短路電流標(biāo)么值：對于電源是無限大容量的系統(tǒng)，其短路電流標(biāo)么值可按公式5-1求出：（5-1）且短路后各種時間的短路電流標(biāo)么值與短路容量標(biāo)么值都相等，即（5-2）（5）求短路電流和短路容量；為了向供電設(shè)計提供所需的資料，應(yīng)下列短路電流和短路容量：①求出次暫態(tài)短路電流和短路容量；；②求出短路沖擊電流和短路全電流最大有效值kAMVAkAkA（5-3）5.4短路電流計算過程在三相電路中，標(biāo)幺值相量等于線量，三相功率和單相功率的標(biāo)幺值相同，當(dāng)電網(wǎng)的電源電壓為額定值時，功率標(biāo)幺值與電流標(biāo)幺值相等，且等于電抗標(biāo)幺值的倒數(shù)。倆個標(biāo)幺值相加或相乘，仍得到統(tǒng)一基準(zhǔn)下的標(biāo)幺值。由于以上優(yōu)點，用標(biāo)幺值法計算短路電流可使計算簡便，且結(jié)果明顯，便于迅速判斷計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。短路各元件阻抗參數(shù)計算(1)FA變電站變壓器:(2)FB變電站變壓器；（3）SF7-12500/35型變壓器:（4）FA變電站9.5KM線路（5）FB變電站變壓器2.77KM線路（6）主提升機、副提升機(電纜):（7）風(fēng)機配電線路（架空線）：（8）車間配電（電纜）：（7）生活配電（架空線）：（8）辦公配電線路（電纜）：（9）井下線路（電纜）：（10）地面照明線路5.5最大運行方式通過各短路阻抗元件參數(shù)可得，上級電源取自FA變電站的電源使電源處阻抗最小，35kv變電站倆臺變壓器同時工作時阻抗最小，10kv母線各符合均采用雙回路同時工作時阻抗最小，所以確定最大運行方式。如圖所示當(dāng)K1點發(fā)生短路當(dāng)k2點發(fā)生短路同理可得其余各短路點的，，，序號短路點名稱1K16.8710.3717.514172K210.2715.5026.191783K38.1212.2620.71324K48.1212.2620.71325K58.1212.2620.71326K65.678.5614.461007K79.6314.5424.551638K89.2313.9823.531599K99.4314.2324.0416210K109.1213.7723.26158表5-1最大運行方式短路電流統(tǒng)計表5.6最小運行方式通過各短路阻抗元件參數(shù)可得，上級電源取自FB變電站的電源使電源處阻抗最大，35kv變電站倆臺變壓器只有一臺工作時阻抗最大，10kv母線各負荷均采用單回路工作時阻抗最大，所以確定最小運行方式。當(dāng)k1點發(fā)生短路時：基準(zhǔn)電流：總電抗：短路電流次暫態(tài)值：兩項短路電流：同理可得其余各短路點的,表5-2最小運行方式短路電流統(tǒng)計表序號短路點名稱1K12.662.302K24.213.653K33.122.704K43.122.705K53.122.706K62.722.367K74.113.568K83.863.349K93.883.3610K103.893.37第六章供電線路的選擇6.1電纜選擇原則在正常工作時電纜芯線的實際溫升不得超過絕緣所允許的溫升，否則電纜將因過熱而縮短其使用壽命或迅速損壞。橡套電纜允許溫升是65°，鎧裝電纜允許溫升是80°，電纜芯線的時間溫升決定它所流過的負荷電流，因此，為保證電纜的正常運行，必須保證實際流過電纜的最大長時工作電流不得超過它所允許的負荷電流。正常運行時，電纜網(wǎng)路的實際電壓損失必須不大于網(wǎng)路所允許的電壓損失。為保證電動機的正常運行，其端電壓不得低于額定電壓的95%，否則電動機等電氣設(shè)備將因電壓過低而燒毀。所以被選定的電纜必須保證其電壓損失不超過允許值。距離電源最遠，容量最大的電動機起動時，因起動電流過大而造成電壓損失也最大。因此，必須校驗大容量電動機起動大，是否能保證其他用電設(shè)備所必須的最低電壓。即進行起動條件校驗。電纜的機械強度應(yīng)滿足要求，特別是對移動設(shè)備供電的電纜。采區(qū)常移動的橡套電纜支線的截面選擇一般按機械強度要求的最小截面選取時即可，不必進行其他項目的校驗。對于干線電纜，則必須首先按允許電流及起動條件進行校驗。對于低壓電纜，由于低壓網(wǎng)路短路電流較小，按上述方法選擇的電纜截面的熱穩(wěn)定性均能滿足其要求，因此可不必再進行短路時的熱穩(wěn)定校驗。電纜長度的確定為了便于安裝維護，便于設(shè)備移動，確定電纜長度時還應(yīng)考慮以下幾點：移動設(shè)備的電纜，須增加機頭部分活動長度3～5m。當(dāng)電纜有中間接頭時，應(yīng)在電纜兩端頭各增加3m。對半固定設(shè)備的電動機至就地控制開關(guān)的電纜長度，一般取5～10m。掘進配電點的電源電纜長度，一般按設(shè)計礦井投產(chǎn)時標(biāo)準(zhǔn)再加100m配備。掘進配電點至掘進設(shè)備的電纜長度，按配電點移動距離考慮，但電纜長度以不超過100m為宜。電纜型號的確定礦用電纜型號應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，電鉆基本用UZ型，上山絞車的電纜我省煤礦大部分用U型，耙?guī)r機用U型，固定支線電纜和移動支線大部分采用U型。10kV電纜的選擇按長時允許電流初選導(dǎo)線截面，并按短路條件校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。（1）按正常持續(xù)工作電流選擇，考慮最大長時工作電流時A（6-1）按長時允許電流校驗導(dǎo)線截面本所環(huán)境溫度為60℃，故環(huán)境溫度為36℃時，導(dǎo)線的溫度修正系數(shù)：A（6-2）查表。土壤修正系數(shù)Ktr=1.5，并排修正系數(shù)Kp=0.93故差表可知交聯(lián)聚乙烯系絕緣聚氯乙烯護套3*12mm銅芯電纜允許截流量I=386A電纜允許電流Ial=KtKpKtrIal=393.1A滿足要求查表可知，R0=0.18Ω/kmX=0.095Ω/km線路損耗ΔΔ（6-3）井下線路的總功率（6-4）允許電壓損失校驗ΔU％=(PR+QX)/10=(5122.32×1.0×0.18+5080.57×1.0×0.095)1.4％<5％（6-5）滿足電壓損失要求經(jīng)濟電流密度校驗查表得知銅芯電纜在年最大負荷利用小時數(shù)為5000小時以上時，是比較經(jīng)濟的。（2）熱穩(wěn)定校驗按熱穩(wěn)定選擇最小截面為（6-6）式中C—熱穩(wěn)定系數(shù)，鋁母線取95；—集膚效應(yīng)系數(shù)，取1；—穩(wěn)態(tài)短路電流，=9.12kA；—假想時間，=1+0.2=1.2s（繼電保護1S，斷路器固有動作時間0.2S）則最小熱穩(wěn)定截面為（6-7），滿足要求所選電纜型號見表表6-1電纜型號序號符合名稱電纜型號1井下負荷交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜3×1202車間配電交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜3×163生活配電交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜3×164辦公配電交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜3×166.210kV架空線的選擇按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面，按長時允許電流校驗導(dǎo)線截面，并進行熱穩(wěn)定和電壓損失校驗（1）瓦斯抽泵站①按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面負荷電流為A（6-8）本所環(huán)境溫度為70℃，故環(huán)境溫度為36℃時，導(dǎo)線的長時允許載流量為（6-9）查表選擇LGJ-35型鋼芯鋁絞線，40度時,允許截流量I=137A,I=137*0.87=119.2A滿足要求查表得線路損耗ΔΔ（6-10）瓦斯抽放泵站線路的總功率（6-11）允許電壓損失校驗ΔU％=(PR+QX)/10=(719.03×1.0×0.89+630.73×1.0×0.43)0.91％<5％（6-12）滿足允許電壓損失要求。機械強度校驗查表得鋼芯鋁絞線最小截面為16.所以LGJ-35滿足機械強度要求。主斜井配電，風(fēng)機配電，瓦斯抽放泵站，地面照明均選擇架空線，選擇方法同上，經(jīng)過校驗允許電壓損失，機械強度，均符合設(shè)計要求。所選架空線型號見表表6-2架空線型號序號負荷名稱架空線型號1主斜井配電LGJ-352風(fēng)機配電LGJ-353瓦斯抽放泵站LGJ-354地面照明LGJ-356.335kV電纜以及架空線的選擇礦井為一級負荷，對于礦井變電所的主接線，我們已經(jīng)選用全橋接線方式。本設(shè)計中兩回進線采用分裂運行，正常情況下每回電纜只負擔(dān)全所總負荷的一半；但當(dāng)一臺變壓器故障時，長時最大負荷即等于變壓器的額定容量。此時流過電纜的負荷電流為：A電纜選擇，一般按長時工作電流選擇，用短路條件校驗其動、熱穩(wěn)定性。電纜截面按允許截流量選擇：A由此，初選35kV電纜型號為LGJ－95，查得其額定電流為335A（400C）。由于所處環(huán)境最高溫度為480C，則其長時允許電流為：考慮到動穩(wěn)定性，電纜采用平放，其允許電流值應(yīng)再較低8％，故為：>111.17A滿足長時允許電流負荷要求。以上計算，從截流量考慮此電纜已經(jīng)滿足要求，但還需進行熱穩(wěn)定校驗。下面就進行短路熱穩(wěn)定校驗。滿足熱穩(wěn)定要求，可將型號為LGJ－95的鋼芯鋁絞線作為35千伏屋外配電裝置的電纜。35kV室外電纜瓷瓶選用懸式絕緣子，組成絕緣串，作為電纜絕緣瓷瓶，每組絕緣子常為4個。35kV架空線的選擇和電纜的選擇校驗一樣，不再詳述，35kV架空線選用LGJ-95鋼芯鋁絞線第七章電氣設(shè)備的選擇7.1電氣設(shè)備的選擇原則電氣設(shè)備選擇是變電所電氣設(shè)計的主要內(nèi)容之一。選擇是否合理將直接影響整個供電系統(tǒng)的可靠運行。變電所主要的電氣設(shè)備有：高壓斷路器；隔離開關(guān)；熔斷器；電壓互感器；電流互感器；母線，成套配電裝置（包括高壓開關(guān)柜）。電氣設(shè)備選擇的原則對各種電氣設(shè)備的基本要求是正常運行時安全可靠，短路通過短路電流時不致?lián)p壞，因此，電氣設(shè)備必須按正常工作條件進行選擇，按短路條件進行校驗。按正常條件選擇環(huán)境條件電氣設(shè)備在制造上分戶內(nèi)、戶外兩大類。此外，選擇電氣設(shè)備，還應(yīng)根據(jù)實際環(huán)境條件考慮防水、防火、防腐、防塵、防爆以及高海拔區(qū)或濕熱地區(qū)等方面的要求。②按電網(wǎng)額定電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓 在選擇電器時，一般可按照電器的額定電壓UN不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓的條件選擇，即：③按最大長時負荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于通過它的最大長時負荷電流，即：(2)按短路情況校驗①按短路情況來校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。②按裝置地點的三相短路容量來校驗開關(guān)電器的斷流能力。7.235kv開關(guān)柜的選擇根據(jù)設(shè)計要求與據(jù)算，我們選擇KYN61-40.5鎧裝移開式交流金屬封閉開關(guān)柜。作為發(fā)電廠、變電站及工礦企業(yè)接受和分配電能的之用，對電路起到控制、保護和檢測等功能，還可以用于控制頻繁操作的場所。KYN61-40.5(Z)型鎧裝移開式交流金屬封閉開關(guān)柜系三相交流50Hz、額定電壓40.5kV的戶內(nèi)成套配電裝置。作為發(fā)電廠、變電站及工礦企業(yè)接受和分配電能的之用，對電路起到控制、保護和檢測等功能，還可以用于控制頻繁操作的場所。

■

使用環(huán)境條件：

環(huán)境溫度：上限+40℃，下限-10℃；

相對濕度：日平均值不大于95%，月平均值不大于90%；

海拔高度：不超過1000m；

飽和蒸汽壓：日平均值不大于2.2×10-3Mpa,月平均值不大于1.8×10-3Mpa；

地震烈度：不超過8度；

水蒸氣壓力：日平均不超過2.2Pa,月平均不超過1.8Pa；

無火災(zāi)、爆炸危險、嚴重污染、化學(xué)腐蝕及劇烈震動的場所。7.3斷路器的校驗高壓斷路器是供電系統(tǒng)中最重要的電氣設(shè)備之一。它具有完善的滅弧裝置，是一種專門用于切斷和接通電路的開關(guān)設(shè)備。正常運行時把設(shè)備或線路接入或退出運行，起著控制作用。當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障是，能快速切出故障回路，保證無故障部分正常運行，起著保護作用。高壓斷路器除按電氣設(shè)備的一般原則選擇外，還必須按斷路器的功能校驗其額定斷流容量（或開斷電流）、額定關(guān)合電流等各項指標(biāo)根據(jù)數(shù)據(jù)以及設(shè)計要求，與開關(guān)柜配套的斷路器為ZN-40.5，額定電壓35kv與設(shè)計相符，符合要求。查表可知所選ZN-40.5型斷路器額定工作電流為1250A。顯然有顯然<，故該斷路器滿足要求該斷路器使用溫度-5到40度，海拔不高于1000，濕度不大于90，使用條件與上述條件符合，故滿足環(huán)境需求。查表可知所以大于5.89即所選斷路器滿足熱穩(wěn)定需要。查表可知>,所以隔離開關(guān)滿足動穩(wěn)定要求。>=10.37KA,所以斷路器滿足開斷能力要求。綜上所述，ZN-40.5滿足設(shè)計要求。由于所選開關(guān)柜的不同結(jié)線方案中的型號相同，同理，校驗方法相同，所以，所選方案的斷路器均符合要求。7.4電流互感器的校驗本設(shè)計中所選的KYN1-61-40.5型開關(guān)柜中的電流互感器型號為Lcz-35，查表得該電流互感器額定短時熱電流為18kA>5.89KA.所以該電流互感器滿足熱穩(wěn)定性要求。同理，校驗方法相同。所以方案中的Lcz-35型電流互感器滿足動穩(wěn)定性要求。7.5電壓互感器的選擇本礦區(qū)變電所為終端變電所，選JDX6-35型室內(nèi)單相三線圈油浸式全封閉結(jié)構(gòu)電壓互感器兩臺，用于電壓、電能測量及繼電保護之用，分別裝于35kV母線的兩段上。7.610kv開關(guān)柜的選擇根據(jù)設(shè)計要求與據(jù)算，我們選擇KYN1-10型開關(guān)柜。KYN1-10型開關(guān)柜系三相交流50Hz、額定電壓3-10kV的戶內(nèi)成套配電裝置。作為發(fā)電廠、變電站及工礦企業(yè)接受和分配電能的之用，對電路起到控制、保護和檢測等功能，還可以用于控制頻繁操作的場所。

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使用環(huán)境條件：

環(huán)境溫度：上限+40℃，下限-10℃；

相對濕度：日平均值不大于95%，月平均值不大于90%；

海拔高度：不超過1000m；

飽和蒸汽壓：日平均值不大于2.2×10-3Mpa,月平均值不大于1.8×10-3Mpa；

地震烈度：不超過8度；

水蒸氣壓力：日平均不超過2.2Pa,月平均不超過1.8Pa；

無火災(zāi)、爆炸危險、嚴重污染、化學(xué)腐蝕及劇烈震動的場所。由資料可知，廠礦環(huán)境完全符合該型號開關(guān)柜的使用條件。（1）進線柜因是總開關(guān)，負荷電流較大，同時還要測三相電流，所以選用KYN1－10－07作為進線柜。其額定電壓為1000A。柜中斷路器、隔離開關(guān)的選擇校驗結(jié)果見表7-1。（2）電壓互感器和避雷器柜選用KGN-10-52型綜合柜，因流過它的電流較小，并且不需要測電流，所以，只需要一個隔離開關(guān)就行了。（4）變壓器柜因為變壓器容量為250－1000kVA，同時考慮互換性，故應(yīng)選用帶油斷路器的開關(guān)柜，同時還要了解變壓器電能的消耗和滿足繼電保護的要求，需要兩只電流互感器。所以選用KGN-10-03型高壓開關(guān)柜。（4）電容器柜因電容器總?cè)萘繛?700kvar（大于400kvar），用斷路器控制。同時還要測三相電流，應(yīng)裝兩個電流互感器，所以選用KGN-10－03作為電容器柜。額定電流為630A。03柜中斷路器、隔離開關(guān)的選擇校驗結(jié)果與進線柜一樣，詳見表5-1。（5）聯(lián)絡(luò)柜本變電所容量比較大，采用油開關(guān)聯(lián)絡(luò)，并由KGN-10-22和KGN-10-57兩個柜組成，其額定電流為1000A。柜中斷路器、隔離開關(guān)的選擇校驗同進線柜，詳見表5-1。（6）其它出線柜本設(shè)計為了避免開關(guān)柜型號過多，并且有一定的互換性，所以其他柜均選用KGN-10-07型高壓開關(guān)柜。為了滿足保護與測量的要求，都裝有兩個電流互感器。其額定電流為630A，斷路器的兩端均裝有隔離開關(guān)，以保證在雙電源回路中檢修的安全。柜中斷路器、隔離開關(guān)的選擇校驗結(jié)果與進行柜校驗一樣，詳見表5-1。（7）高壓開關(guān)柜選型匯總由負荷的性質(zhì)，大小選用高壓開關(guān)柜的型號如下表7-1所示。表7-1高壓開關(guān)柜選擇匯總表型號數(shù)量名稱額定電流KGN-10-082進線柜1000AKGN-10-22KGN-10-57110kV母線聯(lián)絡(luò)柜100A1KGN-10-522電壓互感器避雷針柜630AKGN-10-035變壓器柜630AKGN-10-0715其它出線柜630A合計26個柜，取25％的備用柜，共需要33個柜，備用7個柜。7.7斷路器的校驗根據(jù)數(shù)據(jù)以及設(shè)計要求，與開關(guān)柜配套的斷路器為ZN10-10，額定電壓10kv與設(shè)計相符，符合要求。查表可知所選ZN10-10型斷路器額定工作電流為1250A。顯然有顯然<，故該斷路器滿足要求該斷路器使用溫度-5到40度，海拔不高于1000，濕度不大于90，使用條件與上述條件符合，故滿足環(huán)境需求。查表可知所以大于9.02即所選斷路器滿足熱穩(wěn)定需要。查表可知>,所以隔離開關(guān)滿足動穩(wěn)定要求。>=13.77KA,所以斷路器滿足開斷能力要求。綜上所述，ZN-40.5滿足設(shè)計要求。由于所選開關(guān)柜的不同結(jié)線方案中的型號相同，同理，校驗方法相同，所以，所選方案的斷路器均符合要求。7.8電流互感器的校驗本設(shè)計中所選所選的KYN1-10型開關(guān)柜中的電流互感器型號為LFSQ-10，查表得該電流互感器額定短時熱電流為63kA889.02kA.所以該電流互感器滿足熱穩(wěn)定性要求。同理，校驗方法相同。所以方案中的LFSQ-10型電流互感器滿足動穩(wěn)定性要求。綜上所述，通過校驗，所選方案中的KYN61-40.5型開關(guān)柜和KYN1-10型開關(guān)柜均符合設(shè)計要求。第八章繼電保護方案的初步擬定8.1變電所各斷路器過流保護的設(shè)置與配合斷路器保護的設(shè)置與配合該組35KV開關(guān)，QF1、QF2斷路器為進線開關(guān)，QF3斷路器為聯(lián)絡(luò)開關(guān)，其保護設(shè)置對于正常運行方式下35KV母線上的短路故障，應(yīng)在QF1、QF2上設(shè)瞬時速斷作為主保護，并設(shè)定時過流作為后備保護，再加上前后級的時限配合，可以滿足選擇性和快速性的要求。但對于故障運行，例如電源進線1#停運，有電源2#單獨供電，QF3合閘運行，以下全分列運行的情況，此時若主變壓器T1的高壓側(cè)或該母線發(fā)生短路，就可能引起QF２的瞬時速斷保護動作跳閘，導(dǎo)致全企業(yè)停電。所以QF3也應(yīng)設(shè)時限速斷保護，該保護只在QF3合閘運行時起作用，即只針對故障運行情況。為了保證故障運行時保護的選擇性，應(yīng)該是QF3先跳閘，所以應(yīng)在QF1、QF2上該設(shè)時限速斷和定時過流保護，定時過流保護的時限應(yīng)比上級定時過流保護短一個時限級差。8.2斷路器上保護的設(shè)置與配合這是兩臺主變壓器側(cè)的控制開關(guān)，變壓器主保護采用差動保護和氣體保護，但為了防止外部短路引起變壓器繞組的過電流，并作為差動保護和氣體保護的后備，還必須設(shè)置定時過流和過負荷保護。對于單側(cè)電源的雙繞組變壓器，定時過流保護和過負荷保護裝設(shè)在電源側(cè)，保護動作時同時變壓器兩側(cè)的開關(guān)跳閘其中定時電流的動作應(yīng)比QF1、QF2短一個限極差。為了避免重疊和增加時限配合的困難，QF６、QF７可僅設(shè)差動保護。8.3各10KV低壓饋出線斷路器的設(shè)置與配合用于控制保護10KV饋出線的各斷路器，供電于終端負荷，故可按規(guī)定設(shè)置瞬時速斷和定時過流兩段式保護。但瞬時速斷的動作電流若安常規(guī)方法整定，對于10KV線路保護范圍就很短，有些情況