35kv變電站的設(shè)計(jì)

河北工程大學(xué)成教學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE48-目錄摘要 -1-Abstract -2-第1章概述 -3-1.1設(shè)計(jì)原則 -3-1．2.1供電可靠 -4-1．2.2供電安全 -4-1.2.3保證供電質(zhì)量 -4-1.2.4技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理 -4-1.3內(nèi)容及步驟 -5-第2章:負(fù)荷分析和主變壓器的選擇 -6-2.1.負(fù)荷分定義及分類 -6-2.1.1、定義 -6-2.1.2、.負(fù)荷分類 -6-2.2、本系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算 -6-2.2.1、負(fù)荷計(jì)算的方法 -6-2.2無(wú)功功率的補(bǔ)償 -8-2.2.1、電容器補(bǔ)償容量的計(jì)算 -8-2.2.2、電容器（柜）臺(tái)數(shù)的確定 -8-2.2.3、補(bǔ)償后的實(shí)際功率因數(shù) -9-2.3主變壓器的選擇 -10-2.3.1、主變壓器臺(tái)數(shù)的確定 -10-2.3.2、變電所主變壓器容量的確定 -10-第3章電氣主接線的設(shè)計(jì) -11-3.1電氣主接線的概述 -11-3.2電氣主接線的設(shè)計(jì)原則和要求 -11-3.2.1電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 -11-3.2.2電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求 -11-3.3電氣主接線方案的比較 -12-第4章：短路電流的計(jì)算 -13-4.1短路電流計(jì)算的一般概述 -13-4.1.1短路的原因 -13-4.1.2短路的危害 -13-4.1.3短路的類型 -13-第5章：電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) -14-5.1高壓電器設(shè)備選擇的一般原則 -14-5.1.1、按正常工作條件選擇高壓電氣設(shè)備 -14-5.1.2、按短路條件校驗(yàn) -15-5.2電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn) -16-5.2.1、斷路器 -16-5.2.2、隔離開(kāi)關(guān) -17-5.2.3、電流互感器 -17-5.2.4、母線 -18-5.2.5、支柱絕緣子 -19-5.2.6、高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇 -19-第6章：導(dǎo)線的選擇與敷設(shè) -20-6.1導(dǎo)線選擇的條件 -20-6.1.1、發(fā)熱條件 -20-6.1.2、電壓損耗條件 -20-6.1.3、經(jīng)濟(jì)電流密度 -20-6.1.4.機(jī)械強(qiáng)度 -20-6.1.5電纜型號(hào)的含義 -20-6.2導(dǎo)線截面的選擇 -21-6.2.1按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面 -21-6.4電纜的敷設(shè) -21-第7章繼電保護(hù)的任務(wù)和基本要求 -22-7.1基本要求 -22-7.2基本任務(wù) -22-第8章:計(jì)算 -23-8.1負(fù)荷計(jì)算 -23-8.1.1設(shè)備負(fù)荷計(jì)算 -23-8.1.2全礦負(fù)荷統(tǒng)計(jì) -29-8.1.3、功率因素的提高及電容器補(bǔ)償容量的計(jì)算 -30-8.1.4、主變壓器的選擇 -31-8.2短路電流的計(jì)算 -33-8.2.1確定基準(zhǔn)值 -33-8.2.2、最大運(yùn)行方式下短路電流的計(jì)算 -34-8.2.3、最小運(yùn)行方式下短路電流的計(jì)算 -35-8.2.4、沖擊短路電流的附加電源來(lái)考慮 -35-S2點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，計(jì)算應(yīng)把電動(dòng)機(jī)作為在 -35-8.3電氣設(shè)備的選擇 -40-8.3.1、35kv側(cè)電氣設(shè)備的選擇 -40-8.3.2、6kv側(cè)電氣設(shè)備的選擇 -42-8.3.3、高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇 -47-8.4電纜的選擇 -47-第9章結(jié)論 -50-參考文獻(xiàn) -51-致謝 -52-摘要35kV變電站現(xiàn)在雖然在用電量大的城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的沿海城市已不再新建，但由于它具有投資少、見(jiàn)效快、建設(shè)周期短、安裝、運(yùn)行、維護(hù)、檢修技術(shù)力量較容易解決等特點(diǎn)，在廣大的農(nóng)村地區(qū)這種供電方式仍將長(zhǎng)期存在。我地區(qū)在近幾年的農(nóng)網(wǎng)改造過(guò)程中就新建了一大批35kV變電站。本文對(duì)幾種35kV變電站的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了介紹，據(jù)此對(duì)各種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，提出合理選擇設(shè)計(jì)方案應(yīng)考慮的問(wèn)題。本次設(shè)計(jì)以35KV站為主要設(shè)計(jì)對(duì)象，分為任務(wù)書、計(jì)算說(shuō)明書二部分，同時(shí)附有1張電氣主接線圖加以說(shuō)明。該變電站設(shè)有2臺(tái)主變壓器，本次設(shè)計(jì)中進(jìn)行了電氣主接線圖形式的論證、短路電流計(jì)算、主要電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)（包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器），同時(shí)介紹了防雷保護(hù)的配置、繼電保護(hù)的規(guī)劃等相關(guān)方面的知識(shí)。

Abstract

35kVsubstationAlthoughelectricityconsumptioninlargecitiesandeconomicallydevelopedcoastalcitiesarenolongernew,butbecauseithasasmallinvestment,quick,shortconstructionperiod,installation,operation,maintenance,overhaultechnologyfeaturessuchaseasiertoresolve,inthevastruralareasthisformofpowersupplywillcontinuetoexistforalongtime.Iregionoftheruralpowernetworkinrecentyearsonthetransformationprocessofalargenumberofnew35kVsubstation.Inthispaper,several35kVsubstationdesignareintroduced,whichontheadvantagesanddisadvantagesofvariousdesignoptionsforthetechnicalandeconomiccomparison,theproposeddesignshouldbeareasonablechoicetoconsider.

Thedesignofthemainstationto35KVdesignobject,thetaskisdividedintobooks,brochuresSecondpartofthecalculation,atthesametimewithanelectricalwiringdiagramtoillustratethemain.Thesubstationhas2maintransformer,thedesignfortheelectricalwiringdiagramofthemainformsofproof,shortcircuitcurrentcalculation,themainelectricalequipmentselectionandvalidation(includingcircuitbreakers,isolatingswitch,currenttransformer,voltagetransformer)Atthesametime,introducedtheconfigurationoflightningprotection,relayprotectionplanningandotherrelatedknowledge.

第1章概述××煤礦，位于河北省××縣境內(nèi)，處于××井田。本煤礦為年產(chǎn)150萬(wàn)噸，井筒為立井，深度為500米，開(kāi)采面為水平開(kāi)采，為高瓦斯煤礦，設(shè)計(jì)服務(wù)年限為100年。變電站經(jīng)上級(jí)變壓站變壓后采用雙回路供電，電壓等級(jí)為35千伏。系統(tǒng)短路容量為：最大運(yùn)行過(guò)方式為1526.7MVA，最小運(yùn)行系為937.9MVA.選取基準(zhǔn)容量為100MVA.本礦經(jīng)兩臺(tái)變壓器降壓后為6千伏，考慮到今后發(fā)展，采用兩臺(tái)型號(hào)為：SF7-16000變壓器。降壓后供給扇風(fēng)機(jī)，井下各綜采面及井上工業(yè)區(qū)，生活用電等重要負(fù)荷用電。全礦功率因數(shù)靜電容補(bǔ)償后可達(dá)0.95以上。本礦有兩條雙回路電源，兩臺(tái)主變壓器并列運(yùn)行，35千伏系統(tǒng)有母聯(lián)柜，兩條進(jìn)線一用一備，且互為備用。本礦敷設(shè)電纜到各主要設(shè)備距離：主井提升機(jī)副井提升機(jī)壓風(fēng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)壓風(fēng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)北風(fēng)井主排水泵0.5km0.4km0.465km0.3km0.81km本礦所在地氣候條件如下：主導(dǎo)風(fēng)向西北風(fēng)向最大風(fēng)速20M/S最高溫度39.2度最低溫度零下22度土壤溫度25度地震等級(jí)7級(jí)1.1設(shè)計(jì)原則按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50059-92《35～110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50053-94《10kv及以下設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》等的規(guī)定，進(jìn)行礦山供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原則：1、遵守規(guī)程、執(zhí)行政策2、安全可靠、先進(jìn)合理3、近期為主、考慮發(fā)展4、全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧1.2礦山供電的基本要求1．2.1供電可靠供電可靠就是要求不間斷供電。供電中斷時(shí)不僅會(huì)影響礦井的原煤產(chǎn)量，而且可能損壞設(shè)備，甚至發(fā)生人身事故和造成礦井的破壞。因此，對(duì)煤礦中的重要用電設(shè)備，要求采用兩個(gè)獨(dú)立電源的雙回路或環(huán)式供電方式，兩路電源線路互為備用，當(dāng)一路電源線路故障或停電檢修時(shí)，則由另一路電源線路繼續(xù)供電，以保證供電的可靠性。1．2.2供電安全供電安全具有兩個(gè)方面的意義，即防止人身觸電和防止由于電氣設(shè)備的損壞和故障引起的電氣火災(zāi)及瓦斯、煤塵爆炸事故。煤礦井下空間狹小、潮濕陰暗，因此，為了避免事故的發(fā)生，在煤礦供電工作中，應(yīng)按照有關(guān)規(guī)定，采取防爆、防觸電、過(guò)負(fù)荷及過(guò)流保護(hù)等一系列技術(shù)措施和管理制度，消除各種不安全因素，確保供電的安全。1.2.3保證供電質(zhì)量衡量供電質(zhì)量高低的技術(shù)指標(biāo)是頻率的穩(wěn)定性和電壓的偏移。交流電的頻率對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的性能有著直接的影響，頻率的變動(dòng)會(huì)影響交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。電壓偏移是衡量供電質(zhì)量的又一重要指標(biāo)。所謂電壓偏移，是指用電設(shè)備在運(yùn)行中，實(shí)際的端電壓與其額定電壓的偏差。用電設(shè)備對(duì)—定范圍內(nèi)的電壓偏移具行適應(yīng)能力，但隨著電壓偏移的增大，用電設(shè)備的性能將會(huì)惡化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成設(shè)備的損壞。1.2.4技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理是指在滿足上述三項(xiàng)要求的前提下，使供電系統(tǒng)的投資和運(yùn)行達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益。供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。1.3內(nèi)容及步驟全礦總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)各個(gè)部門負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)及其對(duì)負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，結(jié)合國(guó)家供電情況。解決對(duì)各部門的安全可靠，經(jīng)濟(jì)的分配電能問(wèn)題。其基本內(nèi)容有負(fù)荷計(jì)算、短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)導(dǎo)線、電纜的選擇第2章:負(fù)荷分析和主變壓器的選擇2.1.負(fù)荷分定義及分類2.1.1、定義（1）、計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用30分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。（2）、平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個(gè)班）的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來(lái)計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。2.1.2、.負(fù)荷分類（1）.一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計(jì)損壞，且難以挽回，帶來(lái)極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失者屬于一級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。（2）.二級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成設(shè)計(jì)局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長(zhǎng)時(shí)間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級(jí)負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩回線供電。但當(dāng)兩回線路有困難時(shí)（如邊遠(yuǎn)地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。（3）.三級(jí)負(fù)荷：不屬于一級(jí)和二級(jí)的一般電力負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無(wú)特殊要求，允許較長(zhǎng)時(shí)間停電，可用單回線路供電。煤礦變電所負(fù)責(zé)向整個(gè)礦區(qū)供電，在煤礦上除了家屬區(qū)及一些輔助設(shè)備以外,大部分是井下用電，例如：提升機(jī),排水泵等等，若煤礦變電所一旦停電就可能造成人身死亡，所以應(yīng)屬一級(jí)負(fù)荷。采用兩個(gè)獨(dú)立回路供電.2.2、本系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算2.2.1、負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。

本設(shè)計(jì)將采用需要系數(shù)法予以確定。

所用公式有：(1)、單組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷單組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷應(yīng)按下式計(jì)算:（2-1）式中Pca、Qca、Sca該組用電設(shè)備的有功、無(wú)功、視在功率計(jì)算值,kw、kvar、kVA該組用電設(shè)備額定容量之和,kw,該組用電設(shè)備的需用系數(shù)和加權(quán)平均功率因數(shù)與相對(duì)應(yīng)的正切值該組用電設(shè)備的負(fù)荷電流按下式計(jì)算:（2-2）式中Ica該組用電設(shè)備的總負(fù)荷電流,AUN電網(wǎng)的額定電壓,kv(2)、變電所總計(jì)算負(fù)荷將變電所各組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷相加,再乘以組間最大負(fù)荷的同時(shí)系數(shù),即可求出變電所的總計(jì)算負(fù)荷.（2-3）式中變電所負(fù)荷的總有功、無(wú)功、視在功率計(jì)算值，kw、kvar、kVA變電所各組用電設(shè)備的有功、無(wú)功功率計(jì)算值之和,kw、kvar各組用電設(shè)備最大負(fù)荷不可能同時(shí)出現(xiàn)的組間最大負(fù)荷同時(shí)系數(shù),組數(shù)越多其值越小,本設(shè)計(jì)取Ksp=0.9,Ksq=0.95變電所的功率因數(shù)為（2-4）（3）.負(fù)荷計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2-12.2無(wú)功功率的補(bǔ)償根據(jù)《全國(guó)供用電規(guī)則》的規(guī)定:高壓供電的工業(yè)用戶功率因數(shù)應(yīng)該在0.90以上.,所以當(dāng)變電所的功率因數(shù)低于0.9時(shí),應(yīng)采取人工補(bǔ)償措施,補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)不低于0.95.目前35kv變電所一般是采用在6kv母線上裝設(shè)并聯(lián)電容器的進(jìn)行集中補(bǔ)償?shù)姆椒?來(lái)提高變電所的功率因數(shù)。2.2.1、電容器補(bǔ)償容量的計(jì)算電容器的無(wú)功補(bǔ)償容量為：（2-5）式中補(bǔ)償前功率因數(shù)角的正切值補(bǔ)償后應(yīng)達(dá)到的功率因數(shù)角的正切值2.2.2、電容器（柜）臺(tái)數(shù)的確定無(wú)功補(bǔ)償所需電容器總臺(tái)數(shù)N為（2-6）式中單臺(tái)電容器柜的額定容量，kvar電容器的實(shí)際工作電壓，kV電容器的額定電壓，kV確定電容器的總臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)選取不小于計(jì)算值N的整數(shù)。2.2.3、補(bǔ)償后的實(shí)際功率因數(shù)因?yàn)殡娙萜鞯呐_(tái)數(shù)選擇與計(jì)算值不同，所以應(yīng)計(jì)算補(bǔ)償后的實(shí)際功率因數(shù)。電容器的實(shí)際補(bǔ)償容量為：（2-7）式中Qca電容器的實(shí)際補(bǔ)償容量，kvarN所選電容器的實(shí)際臺(tái)數(shù)補(bǔ)償后變電所負(fù)荷的總無(wú)功功率為（2-8）補(bǔ)償后變電所的負(fù)荷總?cè)萘浚?-9）補(bǔ)償后的功率因數(shù)（2-10）式中、、補(bǔ)償后變電所負(fù)荷的總無(wú)功功率、總?cè)萘亢凸β室驍?shù)，kvar、kVA、補(bǔ)償前變電所負(fù)荷的用功功率、無(wú)功功率的計(jì)算值，kW、kvar2.3主變壓器的選擇2.3.1、主變壓器臺(tái)數(shù)的確定具有一級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，礦井變電所的主變壓器一般選用兩臺(tái)，當(dāng)其中一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)應(yīng)能保證安全及原煤生產(chǎn)用電，并不得少于全礦負(fù)荷的80%，根據(jù)實(shí)際情況的需要在本設(shè)計(jì)中選擇了兩臺(tái)主變壓器，采用一臺(tái)工作一臺(tái)帶電備用的運(yùn)行形式。2.3.2、變電所主變壓器容量的確定本變電所選擇的兩臺(tái)變壓器，一臺(tái)工作一臺(tái)備用，則變壓器的容量應(yīng)該按下式計(jì)算：（2-11）

第3章電氣主接線的設(shè)計(jì)3.1電氣主接線的概述變電所主接線(一次接線)表示變電所接受、變換和分配電能的路徑。它由各種電力設(shè)備(隔離開(kāi)關(guān)、避雷器、斷路器、互感器、變壓器等)及其連接線組成。通常用單線圖表示。主接線是否合理,對(duì)變電所設(shè)備選擇和布置,運(yùn)行的靈活性、安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性,以及繼電保護(hù)和控制方式都有密切關(guān)系.它是供電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié).在圖上所有電器均以新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)表示，按它們的正常狀態(tài)畫出。從主接線圖上我們可了解變電所設(shè)備的電壓、電流的流向、設(shè)備的型號(hào)和數(shù)量、變電所的規(guī)模及設(shè)備間的連接方式等，因此，主接線圖是變電所的最主要的圖紙之一。3.2電氣主接線的設(shè)計(jì)原則和要求3.2.1電氣主接線的設(shè)計(jì)原則(1)考慮變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用(2)考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模(3)考慮用電負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線回?cái)?shù)多少對(duì)主接線的影響(4)考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響(5)考慮備用容量的有無(wú)和大小對(duì)主接線的影響3.2.2電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過(guò)渡或擴(kuò)建等要求。(1)可靠實(shí)用(2)運(yùn)行靈活(3)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)(4)操作方便便于發(fā)展3.3電氣主接線方案的比較總降壓變電所主結(jié)線圖表示工廠接受和分配電能的路徑，由各種電力設(shè)備（變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開(kāi)關(guān)等）及其連接線組成，通常用單線表示。主結(jié)線對(duì)變電所設(shè)備選擇和布置，運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，繼電保護(hù)和控制方式都有密切關(guān)系，是供電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。（1）、一次側(cè)采用內(nèi)橋式結(jié)線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所，這種主結(jié)線，其一次側(cè)的斷路器跨接在兩路電源線之間，猶如一座橋梁，而處在線路斷路器的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式結(jié)線。這種結(jié)線運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷工廠。多用于電源線路較長(zhǎng)因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會(huì)較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。（2）、一次側(cè)采用外橋式結(jié)線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所，這種主結(jié)線，其一次側(cè)的高壓斷路器也跨接在兩路電源進(jìn)線之間，但處在線路斷路器的外側(cè)，靠近電源方向，因此稱為外橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運(yùn)行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負(fù)荷變動(dòng)較大、適用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。（3）、一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所，這種主結(jié)線圖有上述兩種橋式結(jié)線的運(yùn)行靈活性的優(yōu)點(diǎn)，但所用高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級(jí)負(fù)荷，適用于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所（4）、一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所主電路圖采用雙母線結(jié)線較之采用單母線結(jié)線，供電可靠性和運(yùn)行靈活性大大提高，但開(kāi)關(guān)設(shè)備也大大增加，從而大大增加了初投資，所以雙母線結(jié)線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運(yùn)用主要用與電力系統(tǒng)的樞紐變電所。本次設(shè)計(jì)的煤礦是連續(xù)運(yùn)行，負(fù)荷變動(dòng)較小，電源進(jìn)線較短（4.5km）,主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再考慮到今后的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。本設(shè)計(jì)一次側(cè)采用全橋接線，二

第4章：短路電流的計(jì)算4.1短路電流計(jì)算的一般概述電氣設(shè)備或?qū)w發(fā)生短路故障時(shí)通過(guò)的電流為短路電流。在工礦企業(yè)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，不僅要考慮到正常工作狀態(tài)，而且還要考慮到發(fā)生故障所造成的不正常狀態(tài)。根據(jù)電力系統(tǒng)多年的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，破壞供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的故障一般最常見(jiàn)的是各種短路。當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，短路回路的阻抗很小，于是在短路回路中將流通很大的短路電流（幾千甚至幾十萬(wàn)安），電源的電壓完全降落在短路回路中。4.1.1短路的原因發(fā)生短路的主要原因是由于電力系統(tǒng)的絕緣被破壞。在大多數(shù)情況下，絕緣的破壞多數(shù)是由于未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和未及時(shí)消除設(shè)備中的缺陷，以及設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)，運(yùn)行人員的錯(cuò)誤操作，在長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷元件中，由于電流過(guò)大，載流導(dǎo)體的溫度升高到不能容許的程度，使絕緣加速老化或破壞；在小接地電流系統(tǒng)中未及時(shí)或消除一相接地的不正常工作狀態(tài)，此時(shí)，其它兩相對(duì)地電壓升高倍，造成絕緣損壞；在某些化工廠或沿海地區(qū)空氣污穢，含有損壞絕緣的氣體或固體物質(zhì)，如不加強(qiáng)絕緣，經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)檢修或者采取其他特殊防護(hù)措施等，都很容易造成短路。4.1.2短路的危害短路電流所產(chǎn)生的電動(dòng)力能形成很大的破壞應(yīng)力，如果導(dǎo)體和它們的支架不夠堅(jiān)固，則可能遭到嚴(yán)重破壞。短路電流越大，通過(guò)的時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)故障元件破壞的程度也越大。由于短路電流很大，即使通過(guò)的時(shí)間很短，也會(huì)使短路電流所經(jīng)過(guò)的元件和導(dǎo)體收起不能容許的發(fā)熱，從而破壞絕緣甚至使載流部分退火、變形或燒毀。既然發(fā)生短路時(shí)流通很大的短路電流（超過(guò)額定電流許多倍），這樣大的短路電流一旦流經(jīng)電氣設(shè)備的載流導(dǎo)體，必然要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和熱的破壞作用，隨著發(fā)生短路地點(diǎn)和持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，其破壞作用可能局限于一小部分，也可能影響整個(gè)系統(tǒng)。4.1.3短路的類型三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相短路（單相接地短路）和兩相接地短路。除了上述各種短路以外，變壓器或電機(jī)還可能發(fā)生一相繞組匝間或?qū)娱g短路等。第5章：電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)5.1高壓電器設(shè)備選擇的一般原則為了保障高壓電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行，高壓電氣設(shè)備一般需要選擇與校驗(yàn)設(shè)備名稱額定電壓額定電流開(kāi)斷能力短路電流校驗(yàn)環(huán)境條件其它動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定斷路器√√√√○○○操作性能負(fù)荷開(kāi)關(guān)√√√√○○○操作性能隔離開(kāi)關(guān)√√√○○○操作性能熔斷器√√√√○上、下級(jí)間配合電流互感器√√√○○○電壓互感器√√○二次負(fù)荷、準(zhǔn)確等級(jí)支柱絕緣字√√○○二次負(fù)荷、準(zhǔn)確等級(jí)穿墻套管√√√○○○母線√○○○電纜√√√○○注：表中“√”為選擇項(xiàng)目，“○”為校驗(yàn)項(xiàng)目。5.1.1、按正常工作條件選擇高壓電氣設(shè)備（1）額定電壓和最高工作電壓高壓電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，常高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電氣設(shè)備允許最高工作電壓UN不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓可達(dá)1.1~1.15UN，而實(shí)際電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓UN.W一般不超過(guò)1.1UN，因此在選擇電氣設(shè)備時(shí)，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓UN不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓UN.W的條件選擇，即UN≥UN.W（5-1）（2）額定電流電氣設(shè)備的額定電流IN是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許通過(guò)電流。IN應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax，即IN≥Imax（5-2）（3）按環(huán)境工作條件校驗(yàn)在選擇電氣設(shè)備時(shí)，還應(yīng)考慮電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)的環(huán)境(尤須注意小環(huán)境)條件。當(dāng)周圍環(huán)境溫度θ0和電氣設(shè)備額定環(huán)境溫度不等時(shí)，其長(zhǎng)期允許工作電流應(yīng)乘以修正系數(shù)K，即（5-3）我國(guó)目前生產(chǎn)的電氣設(shè)備使用的額定環(huán)境溫度θN=40℃5.1.2、按短路條件校驗(yàn)（1）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流通過(guò)電氣設(shè)備時(shí)，電氣設(shè)備各部件溫度(或發(fā)熱效應(yīng))應(yīng)不超過(guò)允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為（5-4）式中It—由生產(chǎn)廠給出的電氣設(shè)備在時(shí)間t秒內(nèi)的熱穩(wěn)定電流。I∞—短路穩(wěn)態(tài)電流值。t—與It相對(duì)應(yīng)的時(shí)間。tdz—短路電流熱效應(yīng)等值計(jì)算時(shí)間。 （2）電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定是電氣設(shè)備承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，也稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為或（5-5）式中ich、Ich—短路沖擊電流幅值及其有效值；ies、Ies——電氣設(shè)備允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。5.2電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)5.2.1、斷路器高壓斷路器是變電所主要電氣設(shè)備之一，斷路器的選擇根據(jù)額定電壓、額定電流、裝置種類、構(gòu)造型式、開(kāi)斷電流或開(kāi)斷容量各技術(shù)參數(shù)，并且進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。（1）按額定電壓選擇斷路器的額定電壓，應(yīng)不小于所在電網(wǎng)的額定電壓，即UN≥UN.W（5-6）式中UN—斷路器的額定電壓，KV；UN.W—電網(wǎng)的額定電壓，KV。（2）按額定電流選擇斷路器的額定電流IN應(yīng)不小于回路的持續(xù)工作電流，即IN≥Ica（5-7）式中IN—斷路器額定電流，A；Ica—回路持續(xù)工作電流，A。（3）按配電裝置種類選擇裝置的種類指斷路器安裝的場(chǎng)所。裝設(shè)在屋內(nèi)的應(yīng)選屋內(nèi)型，裝設(shè)在屋外的，應(yīng)選屋外型。（4）按構(gòu)造型式選擇在相同技術(shù)參數(shù)的條件下，有各種型式的斷路器，要根據(jù)配電裝置的工作條件和要求，結(jié)合各斷路器的特點(diǎn)來(lái)選用。在設(shè)計(jì)時(shí)，具體問(wèn)題要具體分析，根據(jù)上述條件，選用技術(shù)上合理而又經(jīng)濟(jì)的斷路器為宜。5.2.2、隔離開(kāi)關(guān)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)境選擇戶內(nèi)式、戶外式、普通型或防污型等類型。在選擇隔離開(kāi)關(guān)的同時(shí)還必須選擇配套的操作機(jī)構(gòu)。5.2.3、電流互感器根據(jù)使用環(huán)境和安裝條件確定電流互感器的類型，然后按正常工作條件及短路參數(shù)確定其規(guī)格。選擇步驟如下：（1）額定電壓的選擇電流互感器的額定電壓應(yīng)大于或等于電網(wǎng)的額定電壓，同斷路器額定電壓的選擇。（2）一次額定電流的選擇電流互感器原邊額定電流I1N應(yīng)大于等于1.2~1.5倍最大長(zhǎng)時(shí)工作電流Ica，即I1N>(1.2~1.5)Ica（5-8）(3)、確定準(zhǔn)確等級(jí)電流互感器的準(zhǔn)確度級(jí)別有0.2，0.5,1.0，3.0，10等級(jí)。如測(cè)量和計(jì)量?jī)x表使用的電流互感器為0.5級(jí)。（4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)電流互感器滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件是（5-9）式中Kes動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，由產(chǎn)品目錄查出；iim三相短路沖擊電流，Ka（5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)電流互感器滿足熱穩(wěn)定的條件是（5-10）式中Kts對(duì)應(yīng)于t的熱穩(wěn)定倍數(shù)，由產(chǎn)品目錄查出；t給定的熱穩(wěn)定時(shí)間，一般為1s；Iss三項(xiàng)穩(wěn)態(tài)短路電流有效值，A；tf短路電流的家鄉(xiāng)作用時(shí)間，s。5.2.4、母線（1）母線材料及形狀的選擇母線材料一般采用鋁導(dǎo)體，對(duì)于35kv及以上的戶外母線常采用鋼芯鋁導(dǎo)線，而6kv及以下的母線一般采用矩形母線。（2）母線截面的選擇1）按最大長(zhǎng)時(shí)工作電流選擇母線的長(zhǎng)時(shí)允許電流應(yīng)大于或等于通過(guò)母線的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流，即（5-11）式中Ip—母線的長(zhǎng)時(shí)允許電流，AIca通過(guò)母線的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流，AKso溫度校正系數(shù)。（2）按短路熱穩(wěn)定條件校驗(yàn)（5-12）式中Amin母線的最小熱穩(wěn)定截面，mm2ISS通過(guò)母線的最大三相短路電流穩(wěn)定值，A;Ksk集膚效應(yīng)系數(shù)C導(dǎo)體的熱穩(wěn)定系數(shù)（3）母線的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)三相短路時(shí)，位于同一平面的三相平行母線中產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為（5-13）式中F三相短路時(shí)，作用在母線一個(gè)跨距上的最大電動(dòng)力，N三相短路電流的沖擊值，AL母線跨距，cma兩母線間中心線間的距離，cmKs母線的形狀系數(shù)5.2.5、支柱絕緣子主要用來(lái)支持導(dǎo)線和桿塔絕緣。目前種類很多，主要有懸式絕緣子，針式絕緣子，蝴蝶型絕緣子，拉緊絕緣子，支柱絕緣子，鋼化玻璃絕緣子，陶瓷橫擔(dān)，鋼化玻璃橫擔(dān)，各類電氣設(shè)備進(jìn)出線套管，以及穿墻套管等。5.2.6、高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇（1）、高壓開(kāi)關(guān)柜型號(hào)的選擇高壓開(kāi)關(guān)柜按安裝地點(diǎn)和使用環(huán)境分，可分為戶內(nèi)型、戶外型、普通型、封閉型、礦用一般型和礦用防爆型等類型。按電器元件在高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的安裝方式不同可分為固定式和移開(kāi)式兩種。（2）、高壓開(kāi)關(guān)柜一次電路方案的確定選擇高壓開(kāi)關(guān)柜的一次電路方案時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：（1）開(kāi)關(guān)柜的用途。（2）負(fù)荷情況。（3）開(kāi)關(guān)柜之間的組合情況。（4）進(jìn)出線及安裝布置情況。第6章：導(dǎo)線的選擇與敷設(shè)6.1導(dǎo)線選擇的條件為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，進(jìn)行導(dǎo)線和電纜截面時(shí)必須滿足下列條件:6.1.1、發(fā)熱條件導(dǎo)線和電纜(包括母線)在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。6.1.2、電壓損耗條件導(dǎo)線和電纜在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗。對(duì)于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗校驗(yàn)。6.1.3、經(jīng)濟(jì)電流密度35KV及以上的高壓線路及電壓在35KV以下但距離長(zhǎng)電流大的線路，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，以使線路的年費(fèi)用支出最小。所選截面，稱為“經(jīng)濟(jì)截面”。此種選擇原則，稱為“年費(fèi)用支出最小”原則。工廠內(nèi)的10KV及以下線路，通常不按此原則選擇。6.1.4.機(jī)械強(qiáng)度導(dǎo)線（包括裸線和絕緣導(dǎo)線）截面不應(yīng)小于其最小允許截面。對(duì)于電纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度，但需校驗(yàn)其短路熱穩(wěn)定度。母線也應(yīng)校驗(yàn)短路時(shí)的穩(wěn)定度。對(duì)于絕緣導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿足工作電壓的要求。6.1.5電纜型號(hào)的含義絕緣導(dǎo)體內(nèi)護(hù)層其他特征鎧裝層外被層Z：紙絕緣，無(wú)P或D為油浸紙絕緣L：鋁無(wú)L為銅Q：鉛包L：鋁包CY：充油F：分相D：不滴流C：濾塵用P：干絕緣0：無(wú)2：雙鋼帶3：細(xì)鋼絲4：粗鋼絲0：無(wú)1：纖維層2：聚氯乙烯套本設(shè)計(jì)中根據(jù)實(shí)際情況一般選擇使用鋁作為導(dǎo)體材料的電纜。6.2導(dǎo)線截面的選擇高壓線路的導(dǎo)線截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，按最大長(zhǎng)時(shí)工作電流和允許電壓損失校驗(yàn)。6.2.1按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面（6-1）式中Ae導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面，mm2Ied經(jīng)濟(jì)電流密度，見(jiàn)《工礦企業(yè)供電》表6-17，A/mm2Im.n正常運(yùn)行時(shí)線路的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流，A選取標(biāo)準(zhǔn)截面時(shí)，一般選等于或接近于Ae的值。6.2.2按最大長(zhǎng)時(shí)工作電流選擇導(dǎo)線截面（6-2）式中Ica線路的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流，AIp導(dǎo)線的長(zhǎng)時(shí)允許電流，AKso溫度校正系數(shù)本設(shè)計(jì)中利用按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面這種方法計(jì)算。6.4電纜的敷設(shè)電纜線路的敷設(shè)應(yīng)該選擇一個(gè)最短的路徑，以便節(jié)約經(jīng)濟(jì)，還應(yīng)該符合下列要求：盡可能使電纜不致受到各種損壞及腐蝕；避開(kāi)規(guī)劃中建筑工程需要挖掘的地方；便于維護(hù)。第7章繼電保護(hù)的任務(wù)和基本要求繼電保護(hù)裝置,就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)動(dòng)狀態(tài),并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。7.1基本要求自動(dòng)地、迅速地、有選擇性地將故障元件從供電系統(tǒng)切除，迅速恢復(fù)非故障部分的正常供電。能正確反映電氣設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)要求，發(fā)出預(yù)報(bào)信號(hào)，以便值班人員采取措施，保證電氣設(shè)備的正常工作；或經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)行處理后，電氣設(shè)備仍不能正常工作，則保護(hù)動(dòng)作于斷路器跳閘，將不能正常工作的電氣設(shè)備切除。與供配電系統(tǒng)的自動(dòng)裝置（如自動(dòng)重合閘裝置ARD、備用電源自動(dòng)投人裝置APD等）配合，縮短事故停電時(shí)間，提高供電系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。7.2基本任務(wù)選擇性當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，只切除故障元件，并使停電范圍最小，以減小故障停電造成的損失。保護(hù)裝置這種能挑選故障元件的能力稱為保護(hù)的選擇性。速動(dòng)性為了減小由于故障引起的損失，減少用戶在故障時(shí)低電壓下的工作時(shí)間，以及提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，要求繼電保護(hù)在發(fā)生故障時(shí)盡快動(dòng)作將故障切除。靈敏性指在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)時(shí)，保護(hù)裝置的反應(yīng)能力?？煽啃岳^電保護(hù)裝置在其所規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常工作時(shí)，一定要準(zhǔn)確動(dòng)作，即不能拒動(dòng)；不屬其保護(hù)范圍的故障或不正常工作時(shí)，一定不要?jiǎng)幼?，即不能誤動(dòng)。第8章:計(jì)算8.1負(fù)荷計(jì)算8.1.1設(shè)備負(fù)荷計(jì)算根公式（2-1）和所給原始資料計(jì)算過(guò)程如下：地面高壓主井提升機(jī)：副井提升機(jī)：壓風(fēng)機(jī)：南風(fēng)井通風(fēng)機(jī)：壓風(fēng)機(jī)：低壓設(shè)備:北風(fēng)井：通風(fēng)機(jī)：壓風(fēng)機(jī)：低壓設(shè)備：地面低壓：地面工業(yè)廣場(chǎng)：所用變壓器：立井鍋爐房：機(jī)修廠：坑木廠：選煤廠：水源井：工人村：其它用電設(shè)備：井下高壓：主排水泵（大）：主排水泵（小）：井下低壓：-650井底車場(chǎng)：111采區(qū)：113采區(qū)：124采區(qū)：156采區(qū)：8.1.2全礦負(fù)荷統(tǒng)計(jì)全礦高壓負(fù)荷總計(jì).將全礦各組高壓計(jì)算負(fù)荷相加,即kwkvar全礦計(jì)算負(fù)荷.計(jì)算全礦6KV側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷,應(yīng)考慮各組間最大負(fù)荷的同時(shí)系數(shù),取Ksp=0.9,Ksq=0.95,根據(jù)式（2-3）計(jì)算，則kwkvarKVA根據(jù)式（2-4）得：8.1.3、功率因素的提高及電容器補(bǔ)償容量的計(jì)算a、電容器所需補(bǔ)償容量。因全礦的自然功率因數(shù)：，低于0.9，所以應(yīng)該進(jìn)行人工補(bǔ)償,補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)該達(dá)到0.95以上,即以上,根據(jù)式（2-5）計(jì)算，則全礦所需補(bǔ)償容量為kvarb、電容器柜數(shù)及型號(hào)的確定。電容器擬采用雙星形接線接在變電所的二次母線上,因此選標(biāo)稱容量為30kvar、額定電壓為kv的電容器,裝于電容器柜中,每柜裝15個(gè),每柜容量為450kvar,則電容器柜總數(shù)為由于電容器柜要分接在兩段母線上,且為了在每段母線上構(gòu)成雙星形接線,因此每段母線上的電容器柜應(yīng)分成相等的兩組,所以每段母線上每組的電容器柜數(shù)n為取不小于計(jì)算值的整數(shù)，則n=4；變電所電容器柜總數(shù)N=4n=16臺(tái)。C、電容器的實(shí)際補(bǔ)償容量為：根據(jù)式（2-7）得kvard、人工補(bǔ)償后的功率因數(shù)根據(jù)式（2-8）得：kvar根據(jù)式（2-9）得：kvar根據(jù)式（2-10）得：>0.95符合要求8.1.4、主變壓器的選擇 由于本變電所為礦山變電所,所有負(fù)荷基本都為一類負(fù)荷,對(duì)供電要求比較高,所以選擇兩臺(tái)主變壓器,當(dāng)為兩臺(tái)同時(shí)工作時(shí)，每臺(tái)的容量根據(jù)得經(jīng)統(tǒng)計(jì)全礦一，二類負(fù)荷的計(jì)算負(fù)荷（考慮為：有功功率12705.0KW，容量的一半，此時(shí)的無(wú)功功率為7394.1-6530kvar，所以其總的視在計(jì)算容量為所以確定選擇。變壓器的負(fù)荷率為全礦總負(fù)荷：變壓器有功功率的損耗：kw變壓器的武功功率損耗：kvar全礦總負(fù)荷kvar<16000因此檢驗(yàn)合格根據(jù)式（2-10）得：實(shí)際功率因數(shù)：全礦功率因數(shù)為0.956全礦噸煤電耗由負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表可知，全礦總耗電量為本礦年產(chǎn)為150萬(wàn)噸，故噸煤電耗電量為確定變壓器的運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)方式臨界負(fù)荷：臨界負(fù)荷率：一臺(tái)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷率為可見(jiàn)，當(dāng)變電所總負(fù)荷大于9472KVA時(shí)，兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行；當(dāng)總負(fù)荷小于9472KVA時(shí)，一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行較經(jīng)濟(jì)。8.2短路電流的計(jì)算短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺制法（又稱相對(duì)單位制法），本設(shè)計(jì)中采用的是標(biāo)幺制法。8.2.1確定基準(zhǔn)值選取基準(zhǔn)容量Sb=100MVA計(jì)算S1點(diǎn)取基準(zhǔn)電壓37kv即Ub1=37kvKA計(jì)算S2點(diǎn)選取基準(zhǔn)電壓6.3kv即Ub2=6.3kvKA計(jì)算短路電路中各阻抗元件的標(biāo)幺值a、電力系統(tǒng)Ub=Uav=37kvSNmax=1526.7MVASNmin=937.9MVAb、輸電線路的阻抗計(jì)算LGJ-240L=6KMx0=0.4c、變壓器電抗的計(jì)算8.2.2、最大運(yùn)行方式下短路電流的計(jì)算a、在S1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)KAKAMVAb、在S2點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)KAKAMVA8.2.3、最小運(yùn)行方式下短路電流的計(jì)算a、在S1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)KAKAb、在S2點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)KAKAMVA8.2.4、沖擊短路電流的附加電源來(lái)考慮S2點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，計(jì)算應(yīng)把電動(dòng)機(jī)作為在附加電源來(lái)考慮(1)、主井提升機(jī)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的影響X”d次暫態(tài)電抗，由表3-10【3】查的Xd“=0.2Sb基準(zhǔn)容量，100MVASde電動(dòng)機(jī)容量0.5km電纜的電抗標(biāo)幺值前面已經(jīng)算出X*L1=0.076主提升機(jī)供給短路點(diǎn)S2的短路電流沖擊值為：E”*電動(dòng)機(jī)次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)，由【3】表3-10查的E”*=0.90Kch電動(dòng)機(jī)反饋電流沖擊系數(shù)，對(duì)于高壓電動(dòng)機(jī)取Kch=1.4~1.6對(duì)于低壓電動(dòng)機(jī)取Kch=1KA(2)、副井提升機(jī)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的影響0.4km電纜的電抗標(biāo)幺值前面已經(jīng)算出X*L2=0.060電動(dòng)機(jī)至短路點(diǎn)S2的短路電流沖擊值為：KA(3)、壓風(fēng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流的影響：0.465km電纜的電抗標(biāo)幺值前面已經(jīng)算出X*L3=0.074電動(dòng)機(jī)至短路點(diǎn)S2的短路電流沖擊值為：KA(4)、南風(fēng)井：通風(fēng)機(jī)同步電機(jī)對(duì)短路沖擊電流的影響0.23km電纜的電抗標(biāo)幺值前面已經(jīng)算出X*L4=0.035電動(dòng)機(jī)至短路點(diǎn)S2的短路電流沖擊值為：KA(5)、壓風(fēng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)短路沖擊電流的影響0.3km電纜的電抗標(biāo)幺值前面已經(jīng)算出電動(dòng)機(jī)至短路點(diǎn)S2的短路電流沖擊值為：KA(6)、北風(fēng)井：通風(fēng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)對(duì)短路沖擊電流的影響。0.8Km電纜的電抗標(biāo)幺值已經(jīng)算出電動(dòng)機(jī)至短路點(diǎn)的短路電流沖擊值為KA壓風(fēng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)短路沖擊電流的影響。0.7Km電纜的電抗標(biāo)幺值已經(jīng)算出電動(dòng)機(jī)至短路點(diǎn)的短路電流沖擊值為KA(7)、最大涌水量時(shí)主排水泵感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)短路沖擊電流的影響1km電纜的電抗標(biāo)幺值前面已經(jīng)算出X*L8=電動(dòng)機(jī)至短路點(diǎn)S2的短路電流沖擊值為：KA(8)、正常涌水量時(shí)主排水泵感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)短路沖擊電流的影響1km電纜的電抗標(biāo)幺值前面已經(jīng)算出X*L9=電動(dòng)機(jī)至短路點(diǎn)S2的短路電流沖擊值為：KA由于計(jì)算沖擊電流時(shí)選擇最大的,排水泵不是同時(shí)工作,計(jì)算時(shí)只需把沖擊電流最大的計(jì)算在內(nèi)就好.則電動(dòng)機(jī)總的沖擊電流為：則在6kv側(cè)S2點(diǎn)短路時(shí)沖擊電流Ich在最大運(yùn)行方式下為：Ich=Ich2+Is。ch=31.5+18.865=50.365KA在最小運(yùn)行方式下的沖擊電流Ich=Ich2+Is。ch=29.87+18.865=48.73KA系統(tǒng)短路電流計(jì)算的結(jié)果列于下表:運(yùn)行方式35kv母線S1點(diǎn)短路電流6kv母線S2點(diǎn)短路電流I”（KA）ich(KA)S”(MVA)I”（KA）ich(KA)S”(MVA)最小運(yùn)行方式5.5314.10354.3911.7129.87127.78最大運(yùn)行方式6.4716.50414.612.3631.5134.878.3電氣設(shè)備的選擇8.3.1、35kv側(cè)電氣設(shè)備的選擇(1)、隔離開(kāi)關(guān)的選擇項(xiàng)目實(shí)際需要值GW5-35GD/600額定值電壓35kv35kv電流600A動(dòng)穩(wěn)定ich=16.50KA50KA熱穩(wěn)定It=5=14KA從上表的計(jì)算中可以看出，該隔離開(kāi)關(guān)的額定值都大于實(shí)際需要值，故選用該GW5-35GD/600隔離開(kāi)關(guān)符合要求，其操動(dòng)機(jī)構(gòu)配套選用CS-G型。（2）、斷路器的選擇：項(xiàng)目實(shí)際需要值額定值電壓35kv35kv電流277.13A1000A動(dòng)穩(wěn)定ich=16.50KA24.8KA斷流容量S”=414.6MVA1500MVA熱穩(wěn)定It=4=24.8KA上表計(jì)算結(jié)果表明選用型少油斷路器是符合要求的，考慮到室外設(shè)備，操作人員的安全和今后的發(fā)展，選用CD10型直流電磁式操動(dòng)機(jī)構(gòu)。（3）、電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇是根據(jù)額定電壓、裝置種類、構(gòu)造形式、準(zhǔn)確度等級(jí)以及按副邊負(fù)載選擇，由于電壓互感器與電網(wǎng)并聯(lián)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，互感器本身并不遭受短路電流的作用，故不需校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性。所選電業(yè)互感器的主要技術(shù)參數(shù)如下：型號(hào)額定電壓JDZ—3535000/100（4）、電流互感器的選擇它的一次額定電流按變壓器的二次額定電流選取，因用于測(cè)量?jī)x表，其精度應(yīng)為0.5級(jí)，根據(jù)上述要求初選LCZ-35-300/5-0.5/3型電流互感器，它的技術(shù)參數(shù)列于下表：一次額定電壓(KV)額定變流比(KA)次級(jí)組合(KA)準(zhǔn)確度1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)35300/50.5/30.5212815a、動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)滿足其內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定性要求應(yīng)承擔(dān)的短路沖擊電流為：，符合要求b、熱穩(wěn)定性校驗(yàn)S2點(diǎn)短路時(shí)系統(tǒng)相當(dāng)于1s的熱穩(wěn)定倍數(shù)為：小于電流互感器的1s熱穩(wěn)定倍數(shù)，故滿足要求。（5）、避雷器的選擇根據(jù)避雷器的工頻電壓要大于最大運(yùn)行相電壓的3.5倍的原理來(lái)選,而最大運(yùn)行相電壓的3.5倍為,因此可選FZ—35型(F:

閥式避雷器,Z:電站用,35:額定工作電壓(KV)).（6）、接地開(kāi)關(guān)根據(jù)短路電流計(jì)算結(jié)果選JN—35型(J:接地開(kāi)關(guān),N:戶內(nèi)用,35:額定工作電壓(KV))。8.3.2、6kv側(cè)電氣設(shè)備的選擇（1）、隔離開(kāi)關(guān)的選擇項(xiàng)目實(shí)際需要值GN24-10/2000的額定值電壓UN=6.3KV10KV電流IN=1539.65A2000A動(dòng)穩(wěn)定ich=31.5KA85KA熱穩(wěn)定It=5=49KA由上表計(jì)算可知，選用GN24-10/2000型戶內(nèi)隔離開(kāi)關(guān)符合要求，其操動(dòng)機(jī)構(gòu)配套選用手動(dòng)CS6-17型操作機(jī)構(gòu)。（2）、斷路器的選擇項(xiàng)目實(shí)際需要值SN10-10/2000額定值電壓UN=6.3KV10KV電流IN=1539.65A2000A斷流容量S”=134.87MVA300MVA斷流量I”=12.36KA29KA動(dòng)穩(wěn)定ich=31.5KA75KA熱穩(wěn)定It=4=30KA有上表計(jì)算可知，選用SN3-10/2000型戶內(nèi)少油斷路器符合要求，其操動(dòng)機(jī)構(gòu)配套選用型電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。（3）、6kv母線側(cè)電流互感器的選擇：它的一次額定電流按變壓器的二次額定電流選取，因用于測(cè)量?jī)x表，其精度應(yīng)為0.5級(jí)，根據(jù)上述要求初選LA-10-600/5-0.5/3型電流互感器，它的技術(shù)參數(shù)列于下表：一次額定電壓(kv)額定變流比次級(jí)組合準(zhǔn)確度1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)10600/50.5/30.55390a、動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)滿足其內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定性要求應(yīng)承擔(dān)的短路沖擊電流為：，符合要求S2點(diǎn)短路時(shí)系統(tǒng)相當(dāng)于1s的熱穩(wěn)定倍數(shù)為：小于電流互感器的1s熱穩(wěn)定倍數(shù)，故滿足要求。（4）、6kv母線的選擇：1.按正常持續(xù)電流選擇，考慮最大持續(xù)工作電流時(shí)變壓器可能過(guò)載（A），從【1】表3-2-4中查得鋁母線LMY-120平放在40°C最大允許過(guò)載流量。a、熱穩(wěn)定校驗(yàn)查得：C=95，KSK=1,已知tf=0.75s，Ik=12.36KA則，故滿足要求。b、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：?jiǎn)螚l母線互相位于同一平面布置時(shí)，產(chǎn)生最大應(yīng)力為：已知，L=120cm，a=25cm，ich=29.87KA查表得LMY-100*10的抗彎矩W=24cm3將上述各值代入可得:故滿足要求。（5）、6kv母線出線側(cè)電流互感器的選擇a、各線路長(zhǎng)時(shí)工作電流主井提升機(jī)：226.42（A）副井提升機(jī)：（A）壓風(fēng)機(jī)：（A）南風(fēng)井：通風(fēng)機(jī)：（A）壓風(fēng)機(jī)：（A）低壓設(shè)備：（A）北風(fēng)井：通風(fēng)機(jī)：（A）壓風(fēng)機(jī)：（A）低壓設(shè)備：（A）地面工業(yè)廣場(chǎng)：（A）所用變壓器：（A）立井鍋爐房：（A）機(jī)修廠：（A）坑木廠：（A）洗煤廠：（A）水源井：（A）工人村：（A）其它用電設(shè)備：（A）主排水泵（最大）：（A）主排水泵（正常）：（A）-650井底車廠：（A）111采區(qū)：（A）113采區(qū)：（A）124采區(qū)：（A）156采區(qū)：（A）b根據(jù)最大長(zhǎng)時(shí)工作電流選擇電流互感器結(jié)果如下表：線路名稱變比準(zhǔn)確等級(jí)主井提升機(jī)300/50.5/3副井提升機(jī)200/50.5/3壓風(fēng)機(jī)100/50.5/3（南風(fēng)井）通風(fēng)機(jī)100/50.5/3（南風(fēng)井）壓風(fēng)機(jī)100/50.5/3（南風(fēng)井）低壓設(shè)備100/50.5/3（北風(fēng)井）通風(fēng)機(jī)100/50.5/3（北風(fēng)井）壓風(fēng)機(jī)100/50.5/3（北風(fēng)井）低壓設(shè)備100/50.5/3地面工業(yè)廣場(chǎng)200/50.5/3所用變壓器100/50.5/3立井鍋爐房100/50.5/3機(jī)修廠100/50.5/3坑木廠100/50.5/3洗煤廠400/50.5/3水源井100/50.5/3工人村100/50.5/3其它用電設(shè)備100/50.5/3主排水泵（最大）400/50.5/3主排水泵（正常）300/50.5/3-650井底車場(chǎng)100/50.5/3111采區(qū)100/50.5/3113采區(qū)100/50.5/3124采區(qū)100/50.5/3156采區(qū)100/50.5/3以上電流互感器均選用LFZJ-10型的。（6）、避雷器的選擇根據(jù)避雷器的工頻電壓要大于最大運(yùn)行相電壓的3.5倍的原理來(lái)選,而最大運(yùn)行相電壓的3.5倍為,因此可選FZ2—6型(F:

閥式避雷器,Z:電站用,2：設(shè)計(jì)序號(hào)，6:額定工作電壓(KV))。（7）、接地開(kāi)關(guān)的選擇根據(jù)短路電流計(jì)算結(jié)果選JN2—10型(J:接地開(kāi)關(guān),N:戶內(nèi)用,2：設(shè)計(jì)序號(hào)，10:額定工作電壓(KV))。8.3.3、高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇（1）、本設(shè)計(jì)高壓開(kāi)關(guān)柜35KV側(cè)選用JYN1-35型交流金屬封閉型移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜，可用于三相交流50HZ，額定電壓35KV，的單母線系統(tǒng)中，接受和