永宁35kv变电站设计论文

'毕业设计（论文）设计说明书设计(论文)题目：永宁35kV变电站学生：专业：自动化班级：07-1指导教师：设计日期：2011年06月08日毕业设计（论文）任务书. 毕业设计（论文）题目：永宁35kV变电毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：. 毕业设计（论文）主要内容：. 学生应交出的设计文件（论文）：（1）设计说明书文本1份，电子版1份（2）（3）（4）. 主要参考文献（资料）：[1]专业班级自动化07-1学生杨静要求设计(论文)工作起止日期2011年3月1日——2011年6月10号指导教师签字日期教研室主任审查签字日期系主任批准签字日期. 永宁35kV变电站设计摘要变电站是改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，称为变电所、配电室等变电站是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压，在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点，变电站主要分为：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。　　变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。变电站的主要设备和连接方式，按其功能不同而有差异。本设计研究对象为山西吕梁离石永宁煤矿，对其区域、设备进行供电。本次35kv变电所的初步设计包括:总体方案确定;负荷分析；短路电流的计算;配电系统设计与系统接线方案选择;变电所高压进线、一次设备和低压出线的选择;防雷与接接保护等内容。关键词:35kv变电所;负荷计算;短路电流；变压器选择;开关设备选择. 35kVsubstationofyongningdesignAbstractTheplaceischangevoltagesubstation.Inordertomakeelectricitypowertransmissiontodistantplaces,musttakevoltageincreases,intohighvoltageandtousersaccordingtoneedtonearbyvoltagereducedagain,thiskindofworkbyliftingvoltagesubstationtocomplete.Themaintransformersubstationequipmentisswitchandtransformers.Accordingtosizedifferentoperationsetc,calledthesubstation,thesubstationisusedtoassemblesomeequipmenttocutorconnected,changeoradjustingvoltage,inthepowersystem,thesubstationtransmissionanddistributionofpoweraremainlydividedintotherallypoint,thesubstationprovidspressorsubstation,substation,powersubstation,second,match.Substationisinpowersystemtransformvoltage,acceptanddistributionofelectricity,controlpowerflowandadjustvoltageofpowerfacilities,throughitsvariousvoltagetransformerwilllinkthepowergrid.Sincethevoltagesubstationequipmentisrolechange,inaddition,transformersubstationequipmentandopenandclosecircuitswitchingequipment,poolingcurrent,measurementandcontrolofbusbarwithtransformer,instrument,relayprotectiondeviceandlightningprotectiondevice,scheduling.communicationdeviceetc,somesubstationandreactivecompensationequipment.Themainequipmentandconnectionsubstation,accordingtoitsfunctionwaywillvary.Thisdesignresearchobjectofshanxicoalmine,theyongninglishilvliangontheregional,equipmentforpowersupply.This35kvsubstationthepreliminarydesigninclude:overallplan;Loadanalysis;Thecalculationofshort-circuitcurrent;Distributionsystemdesignandsystemwiringschemeschoose;Substationhigh-pressureintoline,aequipmentandlow-pressureoutletchoice;Lightningprotectionandmeetmeetprotection,etc.Keywords:35kvsubstation;loadcalculation;short-circuitcurrent;transformerchoice;switchequipment... . 目录摘要IAbstractII概述41.1原始数据41.1.1周边情况41.1.2地区气象条件41.2基本要求51.3性能指标51.4设计原则51.5设计内容及步骤61.6所址条件72.电气主接线方案设计82.1电气主接线的概念82.2电气主接线设计原则82.3本所性质分析93负荷计算与变压器选择103.1负荷分级与负荷曲线103.1.1供电负荷分级及其对供电的要求102.1.2负荷曲线103.2矿井用电负荷计算113.2.1设备容量确定113.2.2需用系数的含义123.2.3需用系数法计算电力负荷123.3功率因数提高及电容器选择233.3.1功率因数对供电系统的影响233.3.2提高功率因数的方法243.3.3并联电容器的装设与控制253.3.4提高功率因数具体过程263.4功率因数的改变和主变压器的选择293.4.1主变压器容量确定原则293.4.2主变压器台数的确定29. 3.4.3主变压器型号的确定294短路电流计算304.1标幺制304.1.1标幺值概念304.1.2基准值的选取314.2短路回路元件的标幺值阻抗324.2.1线路电阻电抗标幺值324.2.2变压器的电抗标幺值334.2.3电力系统的电抗标幺值334.3三相短路电流计算344.3.1三相短路电流计算方法344.3.2供电系统图344.3.3最大运行方式384.3.4最小运行方式405导线和电缆的选择与校验435.1导线和电缆的选择原则435.1.1常用电力电缆型号及选用原则445.1.2导线和电缆截面选择的一般原则445.1.3各种导线截面的选择条件475.2变电站进出线的选择475.310kv电压级导线选型485.3.135kV变电站高压负荷导线选型485.3.235kV变电站低压系统495.3.3动力箱式变电站505.3.4风机房变电所505.3.5主机工业场地变电所515.3.6生活区526变电所高压设备的选择和计算536.1概述536.1.1进线与出线柜的作用546.1.2真空断路器柜，电流互感器柜，电压互感器柜及避雷器柜的选择546.1.3避雷器576.1.4母线576.235kv高压设备的选择计算58. 6.2.1各柜选择及校验586.2.235kv母线选择及其校验636.310kv高压设备的选择计算635.3.1各柜的选择及其校验645.3.210kv母线选择及其校验677供配电系统的继电保护697.1继电保护的任务697.2继电保护的基本工作原理707.335kV变压器保护707.3.1瓦斯保护717.3.2过电流保护717.3.3电流速断保护737.410kv出线保护757.4.1线路保护装置的配置要求757.4.2过电流保护757.4.3电流速断保护777.5电容器柜的过电压和过电流保护78. 第一章概述1.1原始数据1.1.1周边情况山西吕梁离石永宁煤业有限公司为兼并重组后单独保留矿井，主体企业为吕梁永宁煤焦集团有限责任公司，兼并重组前矿井生产规模0.30Mt/a，重组后生产规模为0.90Mt/a。山西吕梁离石永宁煤业有限公司井田位于离石城区北部12km处下安村一带，行政区划属吕梁市离石区城北街道办事处管辖。该矿南距吕梁市离石城区12km。井田向东1km有简易公路与国道209公路干线相衔接；向南经吕梁市约13km可达307国道公路和军渡—离石—汾阳高速公路，向西南17km可达孝柳铁路交口集运站，向西可通陕西，向东可通汾阳、孝义，直至全国各大中城市，交通便利。永宁煤业有限公司当前供电电源实际情况为：城南110kV变电站出一回35kV线路作为主供电源，导线型号为LGJ-120mm2，长度为7km；另外由下安35kV变电站出一回10kV线路作为矿井的保安电源，导线型号为LGJ-120mm2，长度为2km。1.1.2地区气象条件该区位于晋西黄土高原，属温带大陆性气候，其特点为四季分明，昼夜温差大，冬季少雪干旱，春季多风，夏季雨量集中，秋季阴雨天较多。据1997～2007年离石区气象局资料，年最大降水量为646.1mm(2003年)，年最小降水量为251.5mm(1999年)，平均年降水量457.1mm，降水量多集中在7、8、9三个月；7月份最高气温32.5℃，1月份最低气温-21.7℃，年平均气温8.9℃。年蒸发量为1482～1941mm，蒸发量大于降水量。每年11月份结冰。次年3月份解冻。最大冻土深度0.85m，全年无霜期平均为186d。冬季多西北风，夏季多东南风，平均风速3.1m/s，历年最大风速为27～28m/s。最大积雪厚度0.5m。井田所属地区的地震基本烈度为Ⅵ度，地震动峰加速度分区为0.05g。1.2基本要求永宁35kV变电站整体初步设计，要求满足：. 根据煤矿供电的特点，拟装设两台主变压器，变电站要求一次建成，变电站内电压等级共分两级：35kV、10kV。（1）设计原则：在保证安全、经济、灵活、方便的条件下力求接线简单，布置紧凑，具有较高的自动化水平。（2）所址选择要求：尽量接近负荷中心，不占或少占良田，高低压设备进出线方便（考虑到交通运输方便性）（3）变电所拟装设两台主变，其中一台断开时另一台主变承担全部负荷。（4）满足煤矿对供电的特殊要求。（5）设计的供电系统及设备，需符合相关标准和规程的要求。1.3性能指标（1）电源选择满足电源可靠、质量及经济性要求；（2）导线选择满足电压损失、长时允许电流、机械强度要求和热稳定性校验；（3）开关选择满足启动、长时允许电流、热稳定性和动稳定等要求；（4）接线方式选择满足可靠性、容量及投资运行最小化的要求。（5）高低压开关柜的选择能够满足供配电安全、可靠、操作灵活方便的要求1.4设计原则按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50059-92《35～110kV变电所设计规范》、GB50053-94《10kv及以下设计规范》、GB50054-95《低压配电设计规范》等的规定，进行矿山供电设计必须遵循以下原则：1、遵守规程、执行政策必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。2、安全可靠、先进合理应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。3、近期为主、考虑发展应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。4、全局出发、统筹兼顾按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。矿山. 供电设计是整个煤矿设计中的重要组成部分。矿山供电设计的质量直接影响到煤矿的生产及发展。作为从事矿山供电工作的人员，有必要了解和掌握矿山供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。必须遵守国家的有关规程和标准,执行国家关有关方针政策、包括节约能源节约有色金属等。应做到保障人身和设备安全、供电可靠、质量合格、技术先进和经济合理,应采用效率高、能耗低、性能较先进的电气产品。应据煤矿工程特点规模和发展规划,正确处理近期建设与远期发展的关系,做到远、近结合、以近期为主适当考虑扩建的可能性。必须服从大局统筹兼顾;按照负荷性质、用电容量、工程特点和矿井供电条件等,合理确定设计方案。1.5设计内容及步骤矿井35KV变电所及配电系统设计，是根据各个部门负荷数量和性质及其对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。1、负荷计算全矿总降压变电所的负荷计算，是在各部门负荷计算的基础上进行的。考虑变电所变压器的功率损耗，从而求出全矿总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、显示计算结果。2、一次系统图跟据负荷类别及对供电可靠性的要求进行负荷计算，绘制一次系统图，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济，安装容易维修方便。3、电容补偿按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功功率。由手册或产品样本选用所需无功功率补偿柜的规格和数量。4、变压器选择及变电所布置根据电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全矿计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器型号及全矿供电平面图。5、短路电流计算矿山用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限大容量系统供电进行短路计算。求出各短路点的三相短路电流及相应有关参数。6、高、低压设备选择及校验参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择高、低压配电. 设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验，并列表表示。7、导线、电缆的选择为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行导线和电缆截面选择时必须满足发热条件：导线和电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。8、整定及二次保护为了监视、控制和保证安全可靠运行，各用电设备，皆需设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算.1.6所址条件依据《降压变电所设计规范》技术规范、规程为标准。参考《电力工程设计手册》、《电气二次接线识图》、《电力系统分析》、《高电压技术》、《中低压配电实用技术》、《配网设备的特性与选型》、《中华人民共和国国家标准35～110kV变电所设计规范》第2.0.1条，变电站所址的选择，根据下列要求综合考虑确定：1.节约用地，不占或少占耕地及经济效益高的土地。2.靠近负荷中心。3.与乡或工矿企业规划相协调，便于架空线和电缆线路的引入和引出。4.交通运输方便。5.具有适应地形，地貌，地址条件。高林县35KV变电站所址在XX市区东郊，临近公路，交通方便，地价相对较低是供地方用电的地区变电站，可建成中型规模变电站，通过合理的电气主接线设计、电气设备合理选择（达到电气设备能够充分合理的利用，既能保证设备容量要求有保证电气设备充分利用资源）、整体布局的紧凑以及综合自动化技术涉及和应用，合理地将通信设施并入主控室，达到简单高效地监控和控制的目的，简化变电所内附属设备，从而达到减少变电所占地面积，优化变电所设计，降低投资的目的。在最后对所有的电气设备，电气主接线，电气的二次接线，电气设备保护装置等进行优化使整个设计方案能够达到安全、可靠、经济、环保地对用户供电的目的。. 2.电气主接线方案设计2.1电气主接线的概念电气主接线由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输电流、高电压的网络，也称为一次接线或电气主系统。主接线代表了发电厂或变电所电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，它直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系，因此，主接线的正确、合理设计必须综合处理各方面的因素。经过技术和经济论证后方可确定，对主接线的基本概述应包括可靠性、经济性、灵活性三个方面。2.2电气主接线设计原则电气主接线方式关系到网络结构特性及系统运行的安全性、经济性和灵活性。选择接线方案的原则是：要保证送电的安全可靠，运行经济、灵活，检修、维护方便，保证电能质量，简化电网结构和继电保护，便于分期过渡，节省设备及材料，减少投资及运行费用。变电站主接线方案的选择必须根据这个基本原则进行。电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主体。它与电力系统、电厂动能参数、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电器选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。因此，主接线设计，必须结合电力系统和发电厂或变电站的具体情况，全面分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，经过技术、经济比较，合理的选择主接线方式。变电站主接线基本要求：变电所主接线设计是电力系统总体设计的组成部份。变电所主接线形式应根据变电所在电力系统中的地位、作用、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且应满足运行可靠、简单灵活、操作方便和节约投资等要求。主接线设计的基本要求为：　　(1)供电可靠性。主接线的设计首先应满足这一要求；当系统发生故障时，要求停电范围小，恢复供电快。　　(2)适应性和灵活性。能适应一定时期内没有预计到的负荷水平变化；改变运行方式时操作方便，便于变电所的扩建。　　(3)经济性。在确保供电可靠、满足电能质量的前提下，要尽量节省建设投资和运行费用，减少用地面积。. 　　(4)简化主接线。配网自动化、变电所无人化是现代电网发展必然趋势，简化主接线为这一技术全面实施，创造更为有利的条件。　　(5)设计标准化。同类型变电所采用相同的主接线形式，可使主接线规范化、标准化，有利于系统运行和设备检修。2.3本所性质分析变电所根据它的供电范围和在系统中的地位可以分为：一般变电所、地区重要变电所、系统枢纽变电所。所设计的变电所为一地区性枢纽变电所，其汇集多个大电源和大容量联络线，在系统中处于枢纽地位，其主接线要求可靠性、经济性和灵活性。它连接系统的中压和低压的几个部分，汇集多个大电源和大容量联络线，从目前和长远的发展情况来看，它在电力行业中的作用和发展是至关重要的，在电力系统中处于枢纽地位，有着极其重要的作用。3负荷计算与变压器选择3.1负荷分级与负荷曲线3.1.1供电负荷分级及其对供电的要求根据用电设备在工艺生产中的作用，以及供电中断对人身和设备安全的影响，电力负荷通常可分为三个等级：一级负荷：为中断供电将造成人身伤亡，或重大设备损坏难以修复带来极大的政治经济损失者。一级负荷要求有两个独立电源供电。井花沟矿属于国有能源部门，其中断供电将有可能造成人员伤亡及重大经济损失，属于一级负荷。二级负荷：为中断供电将造成设备局部破坏或生产流程紊乱且需较长时间才能恢复或大量产品报废，重要产品大量减产造成较大经济损失者。二级负荷应由两回线路供电，但当两回线路有困难时（如边远地区）允许由一回架空线路供电。三级负荷：不属于一级和二级负荷的一般电力负荷，三级负荷对供电无特殊要求，允许长时间停电，可用单回线路供电。矿属于比较重要的工业部门，其供配电采用两条进线，一台35kv的电力变压器，一台110kv电力变压器，平常用一台主变，一台备用。. 2.1.2负荷曲线年最大负荷：就是指一年中典型日负荷曲线（全年至少出现3次的最大工作班负荷曲线）中的最大负荷，即30min内消耗电能最大时的平均负荷。并分别用符号、、表示年有功、无功和视在最大负荷。年最大负荷小时是这样一个假想时间，电力负荷按照年最大负荷持续运行时间所消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗电能。如图2-2所示，年最大负荷延伸到的横线与两坐标轴所包围的矩形面积，恰好等于年负荷曲线与两坐标轴所包围的面积，既全年实际消耗的电能。因此年最大负荷利用小时：，式中——全年消耗的有功电能，kw.h。而一般计算矿用最大负荷利用小时可以用公式近似计算：. 3.2矿井用电负荷计算3.2.1设备容量确定将不同工作制的铭牌功率换算为统一的功率。电动机1）长期工作制（连续运转时间在2小时以上者）的电动机，按电动机的额定容量。2）短时工作制（连续运转时间在10分钟至2小时范围内）的电动机按电动机的额定容量确定。如此类电动机正常不使用（事故或检修时用）支线上的负荷按额定容量确定；干线上的负荷可不考虑。3）反复短时工作制（运转时为反复周期地工作，每周期内的接电时间不超过10分钟者）的电动机，按电动机暂载率为25%时的额定容量确定，当电动机铭牌上的额定容量不是25%的暂载率时，应按下式换算：(2-3)式中：换算的额定容量，千瓦；：与某一暂载率相应的电动机铭牌功率，千瓦；：与相对应的暂载率；：换算的暂载率，既25%。3.2.2需用系数的含义以一组用电设备来分析需用系数值的含义。设该组用电设备有n台电动机，其额定总容量为（kw）。则当此用电设备组满载运行时需从电网接用容量式中：用电设备从电网吸收容量，KW；：n台电动机的加权平均效率，. 然而n台电动机同时运行的可能性很小。我们可以定义同时运行系数本次设计所需用席数按照参考质料均已记入表中3.2.3需用系数法计算电力负荷在实际工作中，用电设备往往不是满负荷运行，实际的负荷容量小于其额定容量，一组用电设备中，根据生产的需要，所有设备也不可能同时工作；同时工作的设备，其最大负荷出现的市价也不相同。课件，所有用电设备的实际负荷总容量总是小于其额定容量的总和。用电设备组的实际的负荷容量；与额定容量的比值，称为需要系数。根据用电设备总额定容量及需要系数，计算实际负荷的方法，称为需要系数法（1）用电设备组计算负荷的确定用电设备组是由工艺性质相同、需用系数相近的一些设备合并成的一组用电设备。在一个车间中，可以根据具体情况将用电设备分为若干组，再分别计算各用电设备组的计算负荷。其计算公式为：KWKVAKVAA式中：、、：该用电设备组的有功、无功、视在功率计算负荷；：该用电设备组的设备总额定容量，KW：额定电压，Vtan：功率因数角的正切值：该用电设备组的计算负荷电流，A. ：需用系数（2）单台用电设备的需要系数式中，为用电设备的负荷系数，它等于设备实际输出的最大功率p与其额定容量纸币，即;为用电设备实际负荷是的效率；为供电线路的效率，一般去0.95左右。（3）多个用电设备组的计算负荷在配电干线上或矿井变电所低压母线上，常有多个用电设备组同时工作，但是各个用电设备组的最大负荷也非同时出现，因此在求配电干线或矿井变电所低压母线的计算负荷时，应再计入一个同时系数。具体计算公式如下：i=1，2，3…….m(2-7)式中:、、:为配电干线或变电站低压母线有功、无功、视在功率计算负荷；:同时系数m：为配电干线或变电站低压母线上所接用电设备总数;：该干线或低压母线上的额定电压，V：该干线变电站低压母线上的计算负荷电流，A：需用系数、、：分别对应于某一用电设备组的需用系数、功率因数角的正切值、总设备容量。根据要求及需用系数负荷计算公式，分别计算矿用负荷. （4）成组用电设备的需要系数式中：为用电设备的同时系数，它等于该组用电圣杯在最大负荷时，同时工作设备的额定容量之和与用电设备总额定容量的比值，即，为该组用电设备的负荷系数，它等于同时工作设备的总实际输出功率与同时工作设备总额定容量之比，即；供电线路的效率；为同时工作设备的加权平均效率。=式中：为同时工作的各设备的实际功率，;为同时工作的各设备的实际效率。根据要求及需用系数负荷计算公式，分别计算矿用负荷下面计算35kv变电站低压系统：1）副立井提升机=90kw=0.8cosφ=0.8tanφ=tan(artcosφ)=0.75=·=0.8×90=72kwQ10=·tanφ=72×0.75=54kvaS10=P10／cosφ==90kva2)副立井提升机辅助负荷=10kw=0.7cosφ=0.7tanφ=tan(artcosφ)=1.02=·==7kwQ10=·tanφ=7.14kvaS10=P10／cosφ==10kva3)空压机=330kw=0.8cosφ=0.8. tanφ=tan(artcosφ)=0.75=·==264kwQ10=·tanφ==198kvaS10=P10／cosφ==330kva4)空压机辅助负荷：=30kw=0.8cosφ=0.8tanφ=tan(artcosφ)=0.75=·=24kwQ10=·tanφ=18kvaS10=P10／cosφ==30kva5)副井工业广场：=40kw=03cosφ=0.65tanφ=tan(artcosφ)=1.17=·=12kwQ10=·tanφ=14.0296kvaS10=P10／cosφ==18.461kva)副井空气加热室：=22kw=0.7cosφ=0.7tanφ=tan(artcosφ)=1.02=·=15.4kwQ10=·tanφ=15.711kvaS10=P10／cosφ==22kva7)进风井空气加热室：=44kw=0.7cosφ=0.7tanφ=tan(artcosφ)=1.02=·=30.8kwQ10=·tanφ=31.42kva. S10=P10／cosφ==44kva8)办公，通讯：=100kw=0.65cosφ=0.7tanφ=tan(artcosφ)=1.02=·=65kwQ10=·tanφ=66.31kvaS10=P10／cosφ==92.85kva9)灯房，浴室：=14.52kw=0.7cosφ=0.9tanφ=tan(artcosφ)=0.48=·=10.164kwQ10=·tanφ=4.92kvaS10=P10／cosφ==11.29kva10）统计：总的有功功率P=450.33kw总的无功功率Q=389.063kvar总的视在功率S=595.117kVA11）变压器功率损耗：变压器选择有功损耗无功损耗p0pkScaSntPTQtt0uk副井低压系统S11-800/100.987.5595.117818005.13037324.721790.64.5动力箱变电站S11-400/100.5654.3253.246664002.2885989.2133870.74风机房变电所S11-630/100.8056.2441.938456303.85594417.730690.64.5主井660vS11-800/102.35.1631.395948005.47682929.533041.24主井380vS11-800/100.987.5566.056828004.73492622.823640.64.5生活区S11-400/100.5654.32804002.67210.640.74低压损耗24.15867114.6626. 可求得全部10kv侧的负荷为：总损耗有功功率无功功率视在功率功率因数6410.30325808.308650.3380.74104712)全矿负荷统计：. . 用电设备名称电压等级　　需用系数kd功率因数tan最大负荷　（V）安装（台）运行（台）安装（kW）运行（kW）有功功率无功功率视在功率234567　　　　　　　地面负荷　　　　　　　　　　　矿井35kV变电站　　　　　　　　　　　35kV变电站高压负荷　　　　　　　　1278731.41861472.51472.50洗煤厂（预留）10000　　25002000.650.90.481300629.61871444.44多电压试验装置10000　　4003000.40.651.17120140.2955184.61535kV变电站低压系统　　　　　　　　450.33389.0633595.118595.12副立井提升机3801190900.80.80.75725490　3803310100.70.71.0277.14142810　. 副立井提升机辅助负荷空压机380434403300.80.80.75264198330　空压机辅助负荷3803330300.80.80.75241830　副井工业广场380　　40400.30.651.171214.0295518.4615　副井空气加热室3801122220.70.71.0215.415.7111422　进风井空气加热室3801144440.70.71.0230.831.4222944　办公、通讯380　　1001000.650.71.026566.3132692.8571　灯房、浴室3806614.5214.520.70.90.4810.1644.9226511.2933　动力箱式变电站　　　　　　　　169.86187.8363253.247253.25生活供水系统38075165.598.50.450.651.1744.32551.8216768.1923　小件机修3804323180.30.651.175.46.31338.30769　锅炉房380　　200.3200.30.60.71.02120.18122.6081171.686　深井水泵3802160300.40.80.7512915　坑木3805522.7522.750.30.651.176.8257.97930910.5　. 风机房变电所　　　　　　　　346.5274.3125441.938441.94通风机房3802110005000.70.80.75350262.5437.5　风机辅助负荷380　　50500.70.80.753526.2543.75　主井工业场地变电所　　　　　　　　　　　　主井变电所660V系统　　　　　　　　532340.0542631.396631.40主斜井提升设备660113553550.80.80.75284213355　主斜井皮带660224004000.620.890.51248127.0542278.652　主井变电380V系统　　　　　　　　408.93391.4063566.057566.06主斜井辅助负荷3803350500.70.71.023535.7071450　3801122220.70.71.0215.415.7111422　. 主井空气加热室动筛排矸车间380　　312.9312.90.70.80.75219.03164.2725273.788　生活污水处理38010831.5524.950.450.651.1711.22813.126417.2731　机修车间380　　308.42500.30.651.177587.68472115.385　综采设备库3804459.659.60.30.651.1717.8820.9040427.5077　井下水处理380　　131.281.180.70.750.8856.82650.1158275.768　主井工业广场380　　40400.60.71.022424.484934.2857　生活区380　　3003000.70.750.88210185.2026280280井下负荷　16713555684668　0.7　3349.33398.5314771.57275.49. . 将全矿各组高压侧计算负荷相加(各变电站功率已乘同时系数,有功功率乘以0.9，无功功率乘以0.95)，即=1278+450.33+169.86+…+3349.3+24.15867=6769.075419kw=731.4186+389.0633+…+3398.531+114.6626=6012.487393kvar视在功率：S===9053.74987kvaCos==0.7476543将计算结果填入负荷统计表。3.3功率因数提高及电容器选择3.3.1功率因数对供电系统的影响在供电系统中输送的有功功率维持恒定的情况下，无功功率增大，即供电系统的功率因数降低将会引起：（1）增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能损耗。若设备的功率因数降低，在保证输送同样的有功功率时，无功功率就要增加，这样势必就要在输电线路中传输更大的电流，使得此输电线路上有功功率损耗和电能损耗增大。（2）系统中输送的总电流增加，使得供电系统中的电气元件，如变压器、电气设备、导线等容量增大，从而使工厂内部的起动控制设备、测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。（3）功率因数过低还将使线路的电压损耗增大，结果负荷端的电压就要下降，甚至会低于允许偏移值，从而严重影响异步电动机及其它用电设备的正常运行。特别在用电高峰季节，功率因数太低会出现大面积地区的电压偏低，将给工农业生产，造成很大的损失。. （4）使电力系统内的电气设备容量不能充分利用，因为发电机或变压器都有一定的额定电压和额定容量（亦即额定电流），在正常情况下，这些参数是不容许超过的，若功率因数降低，则有功出力也将随之降低，使设备容量不能得到充分利用。综上可知电力系统功率因数的高低是十分重要的问题，因此，必须设法提高电力网中各有关部分的功率因数。目前供电部门征收电费将用户的功率因数高低作为一项重要的经济指标，《全国供用电规则》规定：高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户，以及100kVA(kW)及以上的电力用，户功率因数为0.90以上，其他功率因数不低于0.85。供电部门将根据用户执行的情况在收取电费时，分别作出奖励、不奖不惩、罚款等处理。总之，督促和帮助用户采取措施提高功率因数，是供电部门的责任。对功率因数未达到上述规定的新用户，供电部门可拒绝接电；未达到上述规定的现有用户，应在两、三年内增添无功补偿设备，以达到上述规定；对长期不增添无功补偿设备又不申明理由的用户，供电局可停止或限制供电。3.3.2提高功率因数的方法 供电部门对用户功率因数的要求 cosφ≥0.9(1)提高自然功率因数 自然功率因数是指未装设任何补偿装置的实际功率因数。提高自然功率因数，采用科学措施减少用电设备的无功功率的需要量，使供配电系统总功率因数提高。①合理选择电动机的规格、型号②防止电动机空载运行③保证电动机的检修质量④合理选择变压器的容量⑤交流接触器的节电运行(2)人工补偿功率因数  ●并联电容器.   ●同步电动机补偿  ●调相机(仅发无功功率的同步发电机)补偿  ●动态无功补偿 （3）并联电容器补偿1、并联电容器的型号并联电容器的型号由文字和数字两部分组成，型号各部分所表示的意义如下：例如：BW0.4-12-1型即为单相户内型十二烷基苯浸渍的并联电容器，额定电压为0.4kV、容量为12kvar。2.自动补偿法采用自动补偿法对变压器进行补偿，根据cos测量值按功率因数设定值，自动投入或切除电容器，即：=(tan)在确定并联电容器的容量后，根据产品目录（并联电容器的技术数据）就可以选择并联电容器的型号规格，并确定并联电容器的数量为：n=式中，为单个电容器的额定容量（kvar）.3.3.3并联电容器的装设与控制1.  并联电容器的结线不同的接线方法其补偿的总容量不同：△形结线时Qc=Un×Un×ω×C×0.001Ｙ形结线时Qc=3×Un×Un×ω×C×0.001. 高压电容器组接Ｙ形；容量较小(<450Kvar)或低压电容器组接△形。2. 并联电容器的装设地点(1) 高压集中补偿高压集中补偿是指将高压电容器组集中装设在工厂变电所的6~10kV母线上。补偿范围小，运行维护方便，投资少，利用率高，大中企业用。(2)   低压集中补偿低压集中补偿是指将低压电容器集中装设在车间变电所的低压母线上。补偿范围中，经济，维护方便，用户普遍应用3.3.4提高功率因数具体过程1）确定补偿容量tan=tan(arccos0.747654344)=0.888228749;tan=tan(arcos0.96)=0.291666667;==6769.075419*(0.888228749-0.291666667)=4038.173729kvar2）电容器柜数及型号的确定<1>图片描述：. <2>品牌型号：ZRTBBZ详细信息35KV高压无功功率自动补偿装置/35KV高压无功功率自动补偿装置价格/35KV高压无功功率自动补偿装置厂家额定电压220——35000(V)额定频率45——55(Hz)相数3柜体尺寸<宽×厚×高>10000*10000*50000(mm)产品认证ISO9001海拔高度≤3500(m)或≥1000(m)额定电流1000(A)补偿容量100——100000(Kvar)环境温度-40——-50(℃)补偿方式10采样信号5投切路数10安装方式1安装环境40防护等级2工作方式1整机功耗≤100(W)或≥1000(W)重量10000(kg)<3>技术数据ZRTBBX353000/250KvarACKW/P6ZRTBBX354000/334KvarACKW/P6ZRTBBX355000/278KvarACKW/P6ZRTBBX356000/334KvarACKW/P6ZRTBBX358000/334KvarACKW/P6ZRTBBX3510000/334KvarACKW/P6ZRTBBX3512000/334KvarACKW/P6. ZRTBBX3515000/313KvarACKW/P6故选择：ZRTBBX-10.5-5000Kvar-ACK/P8的电容器作为补偿。<4>补偿后：电容器拟采用双星形接线接在变电所的二次母线上，因此选标称为2000kvar，其型号为,需要的数量为：N==因而选择1台.则实际补偿容量为50000kvar.（2）补偿后的计算负荷和功率因数变电所低压侧实在计算负荷为Sc"==7047.818kvar此时变压器的功率损耗为：105.7173kw=0.06=243kvar变压器高压侧总的计算负荷为：+=6874.793kw=-+=2205.487kvar==7219.899526kva===119.0974553A==0.952201(0.952201>0.95满足要求)。=9053.74987-7219.899526=1833.85kva通过以上计算可得，需补偿的容量为4000kvar.补偿或车间变电所高压侧功率因数达到0.952201，高压侧的总视在功率减少了1833.85kva。. 3.4功率因数的改变和主变压器的选择3.4.1主变压器容量确定原则（1）主变压器容量一般按变电站建成后5～10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10～20年的负荷发展。对于城郊变电站，主变压器容量应与城市规划相结合。（2）根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。（3）同级电网的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化。3.4.2主变压器台数的确定(1)对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜。(2)对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。(3)对于规划只装设两台主变压器的变电站，其变压器基础宜按大于变压器容量的1～2级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。3.4.3主变压器型号的确定装单台变压器式，其额定容量应能满足全部用电设备的计算负荷,考虑负荷发展应留有一定的容量裕度，并考虑便要求其额经济运行，即：(1.15~1.4)装有两台主变压器时，其中任意一台主变压器容量应同时满足下列两个条件。1)任意一台主变压器单独运行时，应满足总计算负荷的60%~70%的要求，即：=（0.6~0.7）2)任意一台主变压器单独运行时，应能满足全部一二级负荷的需求，即：一般来讲，变压器容量和台数的确定是与变电所主接线方案一起确定的，在设计主接线方案时，也要考虑到用电单位对变压器台数和容量的要求。主变压器的选择. 由于本变电站有一类负荷，所以选择两台住变压器。一台工作，一台备用。已补偿过的变压器容量为:=7219.899526kva(1.15~1.4)则（8302.884454~10107.8593）kvar因而选择主变压器型号为:S11-10000/354短路电流计算4.1标幺制4.1.1标幺值概念供配电系统通常具有多个电压等级。用常规的有名值计算短路电流时，必须将所有元件的阻抗归算到同一电压计才能进行计算，显得麻烦和不便。因此，通常采用标幺值，以简化计算，便于比较分析，本设计采用标幺值计算方法。用相对值表示元件的物理量，称为标幺制。任意一个物理量的有名值与基准值的比值称为标幺值，标幺值没有单位。即：标幺值=则电容、电压、电流、阻抗的标幺值分别为:===基准容量、基准电压、基准电流和基准阻抗也应遵守功率方程=.因此，4个基准值中只有两个是独立的，通常选定基准容量和基准电压，按下式求出基准电流和基准阻抗：=. 4.1.2基准值的选取基准值得选取是任意的，但是为了计算方便，通常取100MVA为基准容量，去线路平均额定电压为基准电压，即=1.05.线路的额定电压和基准电压对照值如下：线路的额定电压、平均额定电压计基准电压（kv）额定电压（）0.3861035110220500平均额定电压（）基准电压（）0.46.310.537115230550由于基准容量从一个电压等级换算到另一个电压等级时，其数值不变，而基准电压从一个电压等级换算到另一个电压等级是，其数值就是另一个电压等级的基准电压。下面用如图所示的多级电压的宫殿系统加以说明。短路发生在4wl，选基准容量为，各级基准电压分别为=,=,=,=,则线路1wl的电抗归算到短路点所在的电压等级的电抗=++1wl的标幺值电抗为：=***即=*. 以上分析表明，用基准容量和元件所在电压等级的基准电压计算的阻抗标幺值，与险加固元件的阻抗换算到短路点所在的电压等级，再用基准容量和短路点所在电压等级的急转电压计算的阻抗标幺值相同，及变压器的变比标幺值等于1，从而避免了多级嗲呀系统中阻抗的换算。短路回路总电抗的标幺值可直接由各元件的电抗标幺值静简单运算而得。这也是采用标幺制计算短路电流所具有的计算简单、结果清晰的优点。4.2短路回路元件的标幺值阻抗计算短路电流时，需要计算短路回路中各个电器元件的阻抗即短路回路的总阻抗。4.2.1线路电阻电抗标幺值线路给出的参数是长度l（km）、单位长度的电阻和电抗().其电阻标幺值和电抗标幺值分别为：==*l*==*l*式中，：基准容量（MVA）;：线路所在电压等级的基准电压（kV）.线路的，可查阅下表：线路名称35~220kv架空线路0.43~10kv架空线路038038/0.22kv架空线路0.3635kv电缆线路0.123~10kv电缆线路0.081kv一下电缆线路0.06. 4.2.2变压器的电抗标幺值变压器给出的参数是额定容量(MVA)和阻抗电压%，由于变压器绕组的电阻,较电抗小得多，在变压器绕组电阻上的压降可忽略不计，因而其电抗标幺值为：=*=*4.2.3电力系统的电抗标幺值电力系统的电抗相对很小，一般不予考虑，看做无限大容量系统。若供电部门提供电力系统电抗参数，常计及电力系统电抗，再按无限大容量系统计算，短路电流更精确。已知电力系统电抗有名值系统电抗标幺值为=(2)已知电力系统出口断路器的断流容量将系统变电所高压馈线出口断路器的断流容量看做系统短路容量来估算系统电抗，即===已知电力系统出口处的短路容量系统的电抗标幺值由下式决定：=4.3三相短路电流计算4.3.1三相短路电流计算方法无限大容量系统发生三相短路时，短路电流的周期分量的幅值和有效值保持不变，短路电流的有关物理量都与短路电流周期分量有关。因此，只要算出短路电流周期分量的有效值，短路其他各量按前述公式很容易求得。1三相短路电流周期分量有效值=2冲击短路电流=2.55=1.51(高压系统). =1.84=1.09(低压系统)3三相短路容量==*或=三相短路容量在数值上等于基准容量与三相短路电流标幺值或三相短路容量标幺值的乘积，三相短路容量标幺值等于三相短路电流的标幺值。在短路电流具体计算时，首先应根据短路计算要求画出短路电流计算系统图，该系统图应包含所有与短路计算有关的元件，并标出各元件的参数和短路点。其次，画出家算短路电流的等效电路图，每个元件用一个阻抗表示，电源用一个小圆表示，并标出短路点，同时标出元件的序号和阻抗值，一般分子标序号，分母标阻抗值。然后选取基准容量和基准电压，计算各元件的阻抗标幺值，再将等效电路化简，求出短路回路总阻抗的标幺值，简化时电路的各种简化方法都可以使用，如串联、并联、、Y-等电位法等。最后按前述公式，电流和由短路回路总阻抗标幺值计算短路电流标幺值，再计算短路各量，即短路电流，冲击短路和三相短路容量。4.3.2供电系统图. . . (1)标幺值计算1）变压器数据额定容量（kVA)电压组合及分接范围联结组标号短路阻抗(%)高压（kV）高压分接范围(%)低压（kV）800031504000500035～38.53.153.36.36.610.511YNd117.510000125008.0160002000025000315002）主变压器数据变压器选择Sntuk副井低压系统S11-800/108004.5动力箱变电站S11-400/104004风机房变电所S11-630/106304.5主井660vS11-800/108004主井380vS11-800/108004.5生活区S11-400/1040043）取基准值取基准容量=100MVA,基准电压,电压等级的基准电压分别为=10.5kv,=0.4kv，=10.5kv，=0.69kv,=0.4kv相应的基准电流分别为,,，，则各元件电抗标幺值为：4）各元件标幺值计算. 系统S1：===0.625线路1wl：=**=0.4*7*100/=0.204529变压器1T：=*=*=0.75线路2wl：**=0.38*0.71875*=0.247732变压器3T：=*=*=10系统S2：===8线路3wl：=**=0.4*2*100/=0.065306变压器2T：=*=*=0.75线路4wl:**=0.38*0.251625*100/=0.086728变压器4T：=*=*=5变压器5T:=*=*=0.56254.3.3最大运行方式（1）概念系统在该方式下运行时，具有最小的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最大的一种运行方式。一般根据系统最大运行方式的短路电流来效验所选用的电气设备的稳定性（2）等值电路图. （3）k0点三相短路是的短路电流和容量的计算：1.计算短路回路总阻抗标幺值：==0.625+0.204529=0.8295292.计算K0点所在电压计的基准电流：===1.560406kA3.计算K0点短路电流各量===1.205503A=*=*=5.5*1.205503=6.630269kA=2.55*=2.55*6.630269=16.90718kA===120.5503MVA（4）k1点三相短路是的短路电流和容量的计算：1.计算短路回路总阻抗标幺值：==0.625+0.204529+0.75=1.5795292.计算K1点所在电压计的基准电流：==3.计算K1点短路电流各量===1.6A=*=*1.6=8.8kA=2.55*=2.55*8.8=22.44kA. ===63.31001MVA(5)k2点三相短路是的短路电流和容量的计算：1.计算短路回路总阻抗标幺值：=+=1.579529+0.247732+10=11.827262.计算K2点所在电压计的基准电流：===144.3kA3.计算K2点短路电流各量=1/=1/11.82726=0.08455A=*=144.3*0.08455=12.20057kA=1.84*=1.84*12.20057=22.44905kA===8.455044MVA(6)K3点三相短路是的短路电流和容量的计算:1.计算短路回路总阻抗标幺值：==1.579529+0.086728+5=6.6662572.计算K3点所在电压计的基准电流：===109.32133.计算K3点短路电流各量=1/=1/6.666257=0.150009A=*=0.150009*109.3213=16.39918kA=1.84*=16.39918*1.84=30.17449kA===15.00092MVA(7)K4点三相短路是的短路电流和容量的计算:1.计算短路回路总阻抗标幺值：==1.579529+0.086728+0.5625=2.2287572.计算K4点所在电压计的基准电流：. ===144.3kA3.计算K4点短路电流各量=1/=1/2.228757=0.448681A=*=144.3*0.448681=64.74461kA=1.84*=1.84*64.74461=119.1301kA===44.86806MVA4.3.4最小运行方式（1）概念系统在该方式下运行时，具有最大的短路阻抗，发生短路后产生的短路电流最小的一种运行方式。一般根据系统最小运行方式的短路电流值来效验继电保护装置的灵敏度。（2）等值电路图(3)K0点三相短路是的短路电流和容量的计算:1.计算短路回路总阻抗标幺值：==8+0.065306=8.065306. 2.计算K0点所在电压计的基准电流：===1.560406kA3.计算K0点短路电流各量===0.123988A=*=*=5.5*0.123988=0.681933kA=2.55*=2.55*0.681933=1.73893kA===12.39879MVA(4)k1点三相短路是的短路电流和容量的计算：1.计算短路回路总阻抗标幺值：==6+0.065306+0.75=6.8153062.计算K1点所在电压计的基准电流：==3.计算K1点短路电流各量===0.146729A=*=0.146729*=0.807007kA=2.55*=2.55*0.807007=2.057868kA===14.67286MVA(5)k2点三相短路是的短路电流和容量的计算：1.计算短路回路总阻抗标幺值：=+=6.815306+0.247732+10=17.063042.计算K2点所在电压计的基准电流：===144.3kA3.计算K2点短路电流各量=1/=0.058606A=*=144.3*0.058606=8.456876kA=1.84*=1.84*8.456876=15.56065kA. ===5.86062MVA(6)K3点三相短路是的短路电流和容量的计算:1.计算短路回路总阻抗标幺值：==6.815306+0.086728+5=11.902032.计算K3点所在电压计的基准电流：===109.32133.计算K3点短路电流各量=1/=0.084019A=*=109.3213*0.084019=9.185095kA=1.84*=16.90058kA===8.401928MVA(7)K4点三相短路是的短路电流和容量的计算:1.计算短路回路总阻抗标幺值：==6.815306+0.086728+0.5625=7.4645342.计算K4点所在电压计的基准电流：===144.3kA3.计算K3点短路电流各量=1/=1/7.464534=0.133967A=*=144.3*0.133967=19.33141kA=1.84*=1.84*19.33141=35.5698kA===13.39668MVA. 5导线和电缆的选择与校验5.1导线和电缆的选择原则导线和电缆的选择是供配电设计中的重要内容之一。导线和电缆是分配电能的主要器件，选择的合理与否，直接影响到有色金属的消耗量与线路的投资，以及电力网的安全经济运行。选择导线和电缆目前提倡采用铜线，以减少损耗，节约电能，而在易爆炸，腐蚀严重的场所，以及用于移动设备，检测仪表，配电盘的二次接线等，必须采用铜线。导线和电缆的选择，必须满足用电设备对供电可靠和电能质量的要求，尽量节省投资，降低年运行费，布局合理，维修方便。导线和电缆的选择包括两个方面内容：型号选择和界面选择。导线和电缆的选择应根据其使用环境，工作条件等因素来确定。户外架空线路10kv及以上电压等级一般采用裸导线，380v电压等级一般采用绝缘导线。裸导线常用的型号及适用范围为：铝绞线（LJ）该导线导电性能较好，重量轻，对风雨作用的抵抗力强，但对化学腐蚀作用的抵抗力比较差。多用于6-10kv的线路，其受力不大，杆距不超过100-125m。钢芯铝绞线（LGJ）该导线的外围为铝线，芯子采用钢线，这就解决了铝绞线机械强度差的问题。而交流电具有趋肤效应，所以导线中通过电流时，电流实际只从铝线经过，这样确定钢芯铝绞线的截面是只需要考虑铝线部分的面积。在机械强度要求较高的场合和35kv及以上的架空线路上多被采用。铜绞线（TJ）该导线导电性能好，机械强度好，对风雨和化学腐蚀作用的抵抗力都较强，但价格较高，是否选用应根据实际需要而定。防腐铜芯铝绞线（LGJF）具有铜芯铝绞线的特点，同时防腐性能好，一般用在沿海地区，咸水湖及化工工业地区等周围有腐蚀行的物质的高低和超高压架空线路上。综上可知，35kv变电站的电源架空线应选用钢芯铝绞线。. 5.1.1常用电力电缆型号及选用原则塑料绝缘电力电缆该种电力电缆结构简单，重量轻，看酸碱，耐腐蚀，敷设安装方便，并可敷设在有较大高差火垂直，倾斜的环境中，有取代油浸纸绝缘电缆的趋向。常用的有两种：聚氟乙烯绝缘及护套电缆（已达10kv电压等级）和交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电缆（已达110kv电压等级）本变电站配出负荷电源选用钢芯铝绞线或交联聚乙烯电缆。5.1.2导线和电缆截面选择的一般原则导线和电缆截面的选择必须满足安全，可靠和经济的条件。（1）按长时允许电流选择电线和电缆通过电流是由于发热而使其温度升高。当通过电流超过导线的长时允许电流是，将使裸导线的氧化加速。使绝缘导线和电缆的绝缘加速老化，严重时将使其损坏，甚至引起火灾和其他事故。另一方面，为了充分利用导线的负荷能力，避免有色金属的浪费，通过电流又不能太大。因此，应按导线的长时允许电流选择其截面。且KsoIp≥Ica（2）按允许电压损失选择因线路存在电阻和电抗，电流通过时会产生电压损耗，当电压损失过大时，将严重影响用电设施的正常运行。因此，按电网允许的电压损失选择导线截面。相电压损失：三相对称线路线电压：△Uw=. 忽略电抗时分布负荷电压损失的计算：△Uw=△U1+△U2+△U3按经济电流密度选择线路的年运行费用包括电能的损耗费，折旧费和维修费三部分。线路年运行费用的大小直接影响着供电的经济性，若导线截面选择过小，小路的折旧费和维修费用少，但电耗增加，截面选择过大，虽然电耗减小，但折旧费和维修费增大。因此线路的年运行费用最低，应按经济密度选择导线的截面。经济电流密度A/导体材料年最大负荷利用小时数/h1000~30003000~50005000以上裸铜导体和母线裸铝导体和母线裸钢导体和母线铜蕊电缆铝芯电缆3.01.650.452.51.922.251.150.42.251.731.750.90.352.01.54年最大负荷利用小时数：. 各类用户的年最大负荷利用小时数负荷类型室内照明及生活用电单班制企业两班制企业三班制企业T2000~30001500~22003000~45006000~7000（4）按机械强度选择架空线因受自然环境的影响，可能发生短路事故，矿井井下的橡套电缆经常移动，且易受砸，受拉，受压，所以导线必须有足够的机械强度，以确保线路的安全运行。（5）按短路时的热稳定条件选择线路短路时，若导线截面选择过小，超过材料的短时最大允许温度，绝缘就会迅速损坏。所以，应按短路时的热稳定条件选择导线的截面。5.1.3各种导线截面的选择条件（1）高压架空线架空线因受风，雨，冰雪等自然条件的影响较大，所以其机械强度必须满足要求。高压架空线因是裸导线，散热条件好，允许温度高，按其他条件选择的导线截面满足短路时的热稳定要求，因此选择是不必考虑短路时的热稳定性。对输电距离远，容量大，运行时间长的线路，因年运行费用高，对供电经济性影响较大。故其截面应按经济电流密度选择，按长时允许电流，允许电压损失和机械强度校验。对年运行费用不高的电路，可不考虑经济电流密度条件，此时可根据线路的长短和通过电流的大小，按允许电压损失或允许电流选择，按其他条件校验。（2）高压电缆高压电缆机械特性强度较高，按其他条件选择的电缆截面能满足机械强度的要求，所以选择时可不考虑此项条件。但由于高压电缆散热条件差，所以必须考虑短路时的热稳定性。其他选择条件与高压架空线路相同，即对年运行费用高的应按经济电流密度选择，按长时允许电流，允许电压损失和短路时的热稳定条件校验。对年运行费用低的，可根据情况按长时允许电流或允许电压损失条件选择，按其他条件校验。. 5.2变电站进出线的选择架空线的选择原则：1）根据经济电流密度初选2）通过长时允许工作电流3）允许电压损失4）机械强度进行校验本电站为工矿企业供电，共为三班工作制，最大有功负荷年利用小时大于5000小时，查《电力工程设计手册》可知架空线钢芯铝线的经济电流密度为0.9A/补偿后35kv侧负荷与功率因数为：=6874.793kw=2205.487kvar=7219.899526kva=0.955（1）选择经济截面：由负荷统计求线路正常运行时最大的工作电流为:架空线经济截面:初选标准截面为150，即型号为LGJ-150的钢芯铝绞线。校验发热条件：查《供配电技术》A-11表，可得，LGJ-150在室外温度为25时的允许载流量所以满足机械强度。校验机械强度：查《供配电技术》A-14表可得，35kv架空钢芯铝绞线的机械强度最小截面为. 因此，所选的导线截面也满足机械强度要求。5.310kv电压级导线选型5.3.135kV变电站高压负荷导线选型选择经济截面：由负荷统计求线路正常运行时最大的工作电流为:架空线经济截面初选标准截面为95，即型号为LGJ-95的钢芯铝绞线。（3）校验发热条件：查《供配电技术》A-11表，可得，LGJ-95在室外温度为25时的允许载流量所以满足发热条件要求。（3）校验机械强度：查《供配电技术》A-14表可得，3-10kv架空钢芯铝绞线的机械强度最小截面为因此，所选的导线截面也满足机械强度要求。5.3.235kV变电站低压系统（1）选择经济截面：由负荷统计求线路正常运行时最大的工作电流,架空线经济截面. 初选标准截面为50，即型号为LGJ-50的钢芯铝绞线。2）校验发热条件：查《供配电技术》A-11表，可得，LGJ-50在室外温度为25时的允许载流量所以满足发热条件要求。（3）校验机械强度：查《供配电技术》A-14表可得，3-10kv架空钢芯铝绞线的机械强度最小截面为因此，所选的导线截面也满足机械强度要求。5.3.3动力箱式变电站（1）选择经济截面：由负荷统计求线路正常运行时最大的工作电流架空线经济截面:初选标准截面为25，即型号为LGJ-25的钢芯铝绞线。（2）校验发热条件：查《供配电技术》A-11表，可得，LGJ-25在室外温度为25时的允许载流量所以满足发热条件要求。（3）校验机械强度：. 查《供配电技术》A-14表可得，3-10kv架空钢芯铝绞线的机械强度最小截面为因此，所选的导线截面也满足机械强度要求。长度为71.875m5.3.4风机房变电所（1）选择经济截面：由负荷统计求线路正常运行时最大的工作电流为:架空线经济截面初选标准截面为35，即型号为LGJ-35的钢芯铝绞线。（2）校验发热条件：查《供配电技术》A-11表，可得，LGJ-35在室外温度为25时的允许载流量所以满足发热条件要求。（3）校验机械强度：查《供配电技术》A-14表可得，3-10kv架空钢芯铝绞线的机械强度最小截面为因此，所选的导线截面也满足机械强度要求。5.3.5主机工业场地变电所一．主井变电所660V系统（1）选择经济截面：. 由负荷统计求线路正常运行时最大的工作电流为:初选标准截面为50，即型号为LGJ-50的钢芯铝绞线。（2）校验发热条件：查《供配电技术》A-11表，可得，LGJ-50在室外温度为25时的允许载流量所以满足机械强度。（3）校验机械强度：查《供配电技术》A-14表可得，3-10kv架空钢芯铝绞线的机械强度最小截面为因此，所选的导线截面也满足机械强度要求。二.主井变电所380V系统（1）选择经济截面：由负荷统计求线路正常运行时最大的工作电流为:架空线经济截面:初选标准截面为50，即型号为LGJ-50的钢芯铝绞线。（2）校验发热条件：查《供配电技术》A-11表，可得，LGJ-50在室外温度为25时的允许载流量所以满足机械强度。（3）校验机械强度：查《供配电技术》A-14表可得，3-10kv架空钢芯铝绞线的机械强度最小截面为. 因此，所选的导线截面也满足机械强度要求。长度为215.625m。5.3.6生活区（1）选择经济截面：由负荷统计求线路正常运行时最大的工作电流为:架空线经济截面:初选标准截面为16，即型号为LGJ-16的钢芯铝绞线。校验发热条件：查《供配电技术》A-11表，可得，LGJ-16在室外温度为25时的允许载流量所以满足发热条件要求。校验机械强度：查《供配电技术》A-14表可得，3-10kv架空钢芯铝绞线的机械强度最小截面为因此，所选的导线截面也满足机械强度要求。6变电所高压设备的选择和计算电气设备的选择是供配电系统设计的重要内容，其选择的恰当与否将影响整个系统能否安全可靠的运行。. 6.1概述供配电系统中的电气设备是在一定的电压，电流，频率和工作环境条件下工作的，电气设备的选择，除了应满足在正常工作时能安全可靠运行之外，还应满足在短路故障时不致损坏的条件，开关电器还必须具有足够的断流能力，并适应所处的位置，环境温度，海拔高度，以及防尘，防火，防腐，防爆等环境条件。电气设备的选择遵循以下3个原则：按工作环境及正常工作条件选择电气设备根据电气装置所处的位置，使用环境和工作条件，选择电气设备型号按工作电压选择电气设备的额定电压，电气设备的额定电压Un应不低于其所在线路的额定电压Uwm，即按最大负荷电流选择电气设备的动稳定和热稳定按短路条件检验电气设备的动稳定和热稳定为了保证电气设备在短路故障时不致损坏，就必须按最大可能的短路电流校验电气设备的动稳定和热稳定。动稳定是指电气设备在冲击短路电流所产生的电动力作用下，电气设备不致损坏。热稳定是指电气设备载流导体在最大稳态短路电流作用下，其发热温度不超过载流导体短路时的允许发热温度。开关电器断流能力校验断路器和熔断器等电气设备担负切断短路电流的任务，通过最大短路电流时必须可靠的切断，因此，开关电器还必须校验其断流能力。对具有断流能力的高压开关设备需校验其断流能力，开关设备的断流容量不小于安装地点最大三相短路电流。6.1.1进线与出线柜的作用进线柜：从外部引进电源的开关柜。作用：是从供电网络引入电源，电源经过开关柜将电能送到母线，这个开关柜就是进线柜。出线柜。出线柜：从母线经开关柜送至电力变压器。作用：在变压器低压侧安装出口开关柜，将电能经此开关柜送至低压母线，再在低压侧安装若干台低压开关柜，将电能送到各用电处。这些低压开关柜都是出线柜。. 6.1.2真空断路器柜，电流互感器柜，电压互感器柜及避雷器柜的选择高压开关柜是一种高压成套设备，它按一定的线路方案将有关一次设备和二次设备组装在柜内，从而可以节约空间，方便安装，可靠供电，美化环境。高压开关柜按结构可分为固定式，移开式两大类型。按功能作用划分，主要有馈线柜，电压互感器柜，高压电容器柜，电能计量柜，高压环网柜等。开关柜在结构设计上具有“五防”措施即防止误跳，合断路器，防止带负荷拉，合隔离开关，防止带电挂接地线，防止人员误入带电间隔。高压断路器（文字符号为QF）是一种专门用于断开或接通电路开关设备，它有晚上的灭弧装置。因此，高压断路器不仅能再正常时通断负荷电流，而且能在出现短路故障时在保护装置作用下切断短路电流。高压断路器按其采用的灭弧介质来划分，主要有油断路器，六氟化硫断路器，真空断路器等。高压隔离开关（文字符号为QS）的主要功能是隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修及人身安全。隔离开关断开后具有明显的课件断开间隙，绝缘可靠。隔离开关没有灭弧装置，不能带负荷拉，合闸，但可用来通断一定的小电流，如励磁电流不超过2A的空载变压器，电容电流不超过5A的空载线路及电压互感器和避雷器电路等。互感器是电流互感器和电压互感器的合成。互感器实质上是一种特殊的变压器，其基本结构和工作原理与变压器基本相同。互感器主要有以下三个功能：将高电压变换成低电压（100v），大电流变换成小电流（5A或1A），供测量仪表及继电器的线圈。可使测量仪表，继电器等二次设备与一次主电路隔离，保证测量仪表，继电器和工作人员的安全。可使仪表和继电器标准。电流互感器简称CT是变换电流的设备。. 在供电用电的线路中电流电压大大小小相差悬殊从几安到几万安都有。为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。使用注意事项：1）电流互感器的接线应遵守串联原则：即一次绕阻应与被测电路串联，而二次绕阻则与所有仪表负载电流互感器串联；2）按被测电流大小，选择合适的变化，否则误差将增大。同时，二次侧一端必须接地，以防绝缘一旦损坏时，一次侧高压窜入二次低压侧，造成人身和设备事故；3）二次侧绝对不允许开路，因一旦开路，一次侧电流I1全部成为磁化电流，引起φm和E2骤增，造成铁心过度饱和磁化，发热严重乃至烧毁线圈；同时，磁路过度饱和磁化后，使误差增大。　　另外，二次侧开路使E2达几百伏，一旦触及造成触电事故。因此，电流互感器二次侧都备有短路开关，防止一次侧开路。如图l中K0，在使用过程中，二次侧一旦开路应马上撤掉电路负载，然后，再停车处理。一切处理好后方可再用。　4）为了满足测量仪表、继电保护、断路器失灵判断和故障录波等装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段断路器、母联断路器、旁路断路器等回路中均设具有2～8个二次绕阻的电流互感器。对于大电流接地系统，一般按三相配置；对于小电流接地系统，依具体要求按二相或三相配置；　5）对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的不保护区来设置。例如：若有两组电流互感器，且位置允许时，应设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围之中；　　为了防止支柱式电流互感器套管闪络造成母线故障，电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧；　　7)为了减轻发电机内部故障时的损伤，用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用于测量仪表的电流互感器宜装在发电机中性点侧。电压互感器简称PT是变化电压的设备。. 电压互感器是一个带铁心的变压器。它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成。当在一次绕组上施加一个电压U1时，在铁心中就产生一个磁通φ，根据电磁感应定律，则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压与二次电压比，这就可组成不同比的电压互感器。电压互感器将高电压按比例转换成低电压，即100V，电压互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等；主要是电磁式的（电容式电压互感器应用广泛），另有非电磁式的，如电子式、光电式。电压互感器的作用是：把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用。同时，使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。电压互感器虽然也是按照电磁感应原理工作的设备，但它的电磁结构关系与电流互感器相比正好相反。电压互感器二次回路是高阻抗回路，二次电流的大小由回路的阻抗决定。当二次负载阻抗减小时，二次电流增大，使得一次电流自动增大一个分量来满足一、二次侧之间的电磁平衡关系。可以说，电压互感器是一个被限定结构和使用形式的特殊变压器。简单的说就是“检测元件”。使用注意1．电压互感器在投入运行前要按照规程规定的项目进行试验检查。例如，测极性、连接组别、摇绝缘、核相序等。　2．电压互感器的接线应保证其正确性，一次绕组和被测电路并联，二次绕组应和所接的测量仪表、继电压互感器电保护装置或自动装置的电压线圈并联，同时要注意极性的正确性。　3．接在电压互感器二次侧负荷的容量应合适，接在电压互感器二次侧的负荷不应超过其额定容量，否则，会使互感器的误差增大，难以达到测量的正确性。　　4．电压互感器二次侧不允许短路。由于电压互感器内阻抗很小，若二次回路短路时，会出现很大的电流，将损坏二次设备甚至危及人身安全。电压互感器可以在二次侧装设熔断器以保护其自身不因二次侧短路而损坏。在可能的情况下，一次侧也应装设熔断器以保护高压电网不因互感器高压绕组或引线故障危及一次系统的安全。　5．为了确保人在接触测量仪表和继电器时的安全，电压互感器二次绕组必须有一点接地。因为接地后，当一次和二次绕组间的绝缘损坏时，可以防止仪表和继电器出现高电压危及人身安全。6.1.3避雷器避雷器（文字符号F）是用于保护电力系统中电气设备的绝缘免受沿线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的损害的设备，是电力系统中重要的保证设备之一。目前，国内使用的避雷器有保护间隙，管型避雷器，氧化锌避雷器。6.1.4母线母线是指在变电所中各级电压配电装置的连接，以及变压器等电气设备. 和相应配电装置的连接，大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线，这统称为母线。母线的作用是汇集、分配和传送电能。母线由许多段组成，每一段长度既短且轻。因此，安装时只需要少数几人就能迅速完成。母线有许多标准的零件及库存，可以快速出货节约现场工作时间。其紧密的“三明治”结构能够减少电气空间，从而腾出更多的空间作为商业用途，如出租或作为公共场所。对于安装电缆来讲，则是一项困难的工作。因为，单根电缆往往很重，安装工作需要很多人的协作，花较多时间才能完成。另外，受制于电缆的弯曲半径，需要更多的安装空间。变电所中各种电压配电装置的母线,以及电器间的连接大都采用铜、铝或钢的矩形、圆形、管形裸导线或多芯绞线。铜的导电性好，抵制化学侵蚀性强，因此在大电流装置中或在由化学侵蚀的地区宜采用铜导线。铝导线比重小，比较经济，在屋内外配电装置中都广泛采用铝母线。母线的截面形状，35KV及以下的屋内配电装置中，都采用矩形截面。因为它的冷却条件好，对交流肌肤效应的影响小。6.235kv高压设备的选择计算设计的变电所主要为一，二级负荷供电，选择型高压开关柜。高压柜所装配的一次元件包括少油断路器或真空断路器，操作机构，电流互感器，电压互感器，熔断器，避雷器，电力变压器等。交流金属封闭型移开式开关柜系三相交流50HZ户内装置的金属封闭式开关设备，适用于发电厂，变电站中系统额定电压为35kv，额定最大电流为1000A，最高电压不超过40.5kv的单母线或单母线分段的成套配电装置。本型开关柜具有防止误操作断路器，防止带负电荷推拉手车，防止带电挂接地线，防止带接地线送电，和防止误入带电间隙。高压开关柜的主要技术参数如表：序号项目单位参数1额定电压kv352最高工作电压kv40.53最大额定电流A10004额定开断电流kA165额定关合电流kA406极限通断电流kA40. 74s热稳定电流kA168外形尺寸（宽*深*高）mm1818*2400*29259重量kg180010动荷重向上kg约500向下kg约50011防护等级IP2X6.2.1各柜选择及校验（1）进线柜选，其内部线路一次线路方案如下表：型号一次线路图主要设备数量真空断路器ZN23-35C1操动机构CD-101电流互感器LCZ-351真空断路器ZN23-35C的校验：ZN23-35C户内高压真空断路器的主要技术参数如下表：序号项目单位数据1电压kv352最高工作电压kv40.53额定绝缘水平kv. 一分钟工频95，雷电冲击（峰值）1854额定电流A16005额定短路开断电流kv25/31.56额定短路开合电流次207额定短路持续电流kv63/808额定操作顺s49合闸时间分-0.3s-合分-180s-合分10s0.21.额定电压校验：设备的额定电压，线路的额定电压，即额定电压与线路额定电压相等。满足条件。2.额定电流额定校验：设备的额定电流=1600A，长时允许电流=113A，即。满足条件3.断流能力校验：额定开端电流为25kA，短路电流有效值为6.22kA。即满足条件。4.动稳定性校验：设备的极限通过电流峰值为63kA，开关所在处的三相短路冲击电流瞬时值为22.44kA，满足条件。5.热稳定性校验：开关的热稳定性有效值=16kA，开关的热稳定试验时间为t=4s，开关所在处的三相短路稳态电流为2.1kA，短路发热假想时间t=2.5+0.25=2.75s即*4。满足条件。b）电流互感器LCZ-35的校验电流互感器LCZ-35的主要技术参数如表：级次组合额定一次电流额定二次电流准确级次额定二次负荷10%倍数不小于0.5/30.5/0.50.5/B3/3B/B20-10050.5503501020-800B20271000B2035电流互感器变比的选择：=（1.2-1.5）=(1.2-1.5)*113因而选择200/5A动稳定校验：动稳定电流热稳定校验. (2)出线柜型号一次线路图主要设备数量真空断路器ZN23-35C1电磁操动机构CD-101电流互感器LCZ-356接地开关1柜内设备中电流互感器选变化比为300/5，级次组合为0.5/B，其他设备的校验同进线柜，均符合要求。(3)电压互感器及避雷器柜选：的内部线路及一次方案如下表:型号一次线路图主要设备数量电压互感器JDJ2-353熔断器RN2-353避雷器FZ-353由于RN2-35型熔断器属于电压互感器专用保护，无需校验。. 型电压互感器主要参数如下表：型号额定电压kv实验电压kv额定容量kA最大容量VA一次线圈基本二次线圈辅助二次线圈次对二次及地二次及地0.5及时1及时3及时-50.1-5250505001000FZ-35型避雷器的技术参数如表：额定电压（有效值）kv灭弧电压（有效值）kv工频放电电压冲击放电电压时间15-20us残压10/20us(峰值)kv3541不小于82，不大于98大于1345kA10kA不大于134不大于148(4)母线联络柜,主要设备及一次线路图如表：型号一次线路图主要设备数量真空断路器ZN23-35C1. 电磁操动机构CD-101电流互感器LCZ-356型号一次线路图主要设备数量电压互感器JDJ2-353熔断器RN2-353熔断器RN2-35的主要技术数据如表：额定电压kv额定电流A断流容量（三相）MVA最大切断电流kA当切断极限短路电流时的极限电流A熔丝电阻350.5100017700315所用变压器柜:型号一次线路图主要设备数量JYN1-35-98电流互感器JDJ2-353熔断器RN2-35KV0.5A3. 6.2.235kv母线选择及其校验母线选择：型号的选择：母线的种类有矩形和管型母线，母线的材料有铜，铝。目前变电所的母线除大电流采用铜母线以外，一般尽量采用铝母线。本设计采用铜母线（TMY）。母线截面选择：按经济电流密度选择母线截面时，根据变压器一次侧的额定电流来选择母线的规格，6.310kv高压设备的选择计算10kv高压开关柜可选用型金属封闭移开式高压开关柜，该柜用于三相交流工频为50Hz，额定电压为3-10kv单母线分段系统户内成套设备，作为接受和分配网络电能之用。序号项目单位参数1额定电压kv102最高工作电压kv11.53最大额定电流A250004额定开断电流KA405额定关和电流KA1006额定热稳定时间s47外形尺寸mm1000*2200*16508重量kg12505.3.1各柜的选择及其校验(1)出线柜选其一次线路及主要设备如下表：型号一次线路图主要设备数量真空断路器ZN28-101. 接地开关JN10I1电流互感器LZZQB6-102操作机构CD-10I1真空断路器ZN28-10的主要数据如下表型号额定电压kv最高工作电压kv极限通过电流峰值kA额定电流A热稳定电流kA额定断开电流kAZN28-101011.51001500100(4s)40真空断路器ZN28-10的校验：额定电压校验：设备的额定电压=10kv，线路的额定电压=10kv，即=，满足条件。额定电流额定校验：设备的额定电流=1500。.变压器二次侧电流=142.7A。。满足条件。断流能力校验：额定开断电流=40kA，短路电流有效值动稳定校验：设备的极限通过电流峰值=100kA，开关所在处的短路冲击电流瞬时值热稳定性校验：开关的热稳定性有效值I=100kA,开关的热稳定试验时间t=4s，开关所在处的三相短路稳态电流电流互感器LZZQB6-10的校验：电流互感器LZZQB6-10的主要技术数据如下表：额定电压kv额定电流A动稳定电流kA1s热稳定电流kA10100-3007944动稳定校验：. (2)进线柜选其一次线路及主要设备如下表：型号一次线路主要设备数量真空断路器ZN28-101电流互感器LMJC-103操作机构CD-10I1表中真空断路器和电流互感器的校验与出线柜相同，经校验均符合要求，在此不再一一校验。LMJC-10型电流互感器是用于测量，其额定电流变比为800/5，次级组合为0.5/C。(3)电压互感器及避雷器柜电压互感器柜一次线路图及主要设备如图：型号一次线路图主要设备数量电压互感器JDZF-103熔断器RN2-103避雷器FZ23. 1）JDZF-10电压互感器主要技术参数表：型号额定电压kv额定容量（cos=0.8）最大容量VAJDZF-1010000/0.5级1级3级5005080300FS-10型避雷器的技术参数表：型号额定电压kv灭弧电压kv工频放电电压kv冲击放电电压峰值不小于kv10/20us冲击电流残压kv最大允许工作电压kvFS-1067.6不大于不小于3027-3069196型熔断器供交流电压互感器保护作用，当短路电流达最大值之前熔断器即可将电路切断，其熔断电流为0.6-1.8A，一分钟内熔断。熔断器主要技术参数如表：额定电压kv额定电流A最大断开电流kA三项最大断开容量MAV当断开极限短路电流时最大电流峰值kA过电压倍数100.58510003002.5(4)母线联络柜:主要设备及一次线路图如下表：型号一次线路图主要设备数量真空断路器ZN28-10C1. 电磁操动机构CD-101电流互感器LZZQB6-1025.3.210kv母线选择及其校验（1）母线选择：母线的种类有矩形和管型母线，母线的材料有铜，铝。目前变电所的母线除大电流采用铜母线以外，一般尽量采用铝母线。本设计采用铝母线（LMY）。母线截面选择：按经济电流密度选择母线截面时，根据变压器一次侧的额定电流来选择母线的规格，有已知铜母线的经济电流密度为1.15，有S==94.782,初步选择LMY-60*6矩形铜母线。（2）硬母线校验：1）母线动稳定校验：-35（F）型高压开关柜宽1.818m，母线中心距为0.3m，则母线跨距为1.818m。三相短路电动力：弯曲力矩按大于2档计算，即：. =1.0662)计算硬力：硬铜母线：140MPa90.1MPa故满足母线稳定要求。3)母线的热稳定校验：=168母线实际截面：S=60*6=360168。故母线也满足热稳定要求。7供配电系统的继电保护7.1继电保护的任务供配电系统在正常运行中，可能由于种种原因会发生各种故障或不正常运行状态，最严重的是发生短路故障，并导致严重后果。研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路、母线等）使之免遭损害，所以沿称继电保护。protectiverelay,powersystemprotection研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以沿称继电保护。基本任务是：当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。. 继电保护的正确工作不仅有力地提高电力系统运行的安全可靠性，并且正确使用继电保护技术和装置，还可能在满足系统技术条件的前提下降低一次设备的投资。继电保护为完成其功能,必须具备以下5个基本性能。①安全性：继电保护装置应在不该动作时可靠地不动作，即不应发生误动作现象。②可靠性：继电保护装置应在该动作时可靠地动作，即不应发生拒动作现象。③快速性：继电保护装置应能以可能的最短时限将故障部分或异常工况从系统中切除或消除。④选择性：继电保护装置应在可能的最小区间将故障部分从系统中切除，以保证最大限度地向无故障部分继续供电。⑤灵敏性：表示继电保护装置反映故障的能力。通常以灵敏系数klm表示。灵敏系数有两种表达方式,即反映故障参量上升的保护灵敏系数，klm=保护区内金属性短路时故障参量的最小计算值/保护的动作参量;反映故障参量下降的保护灵敏系数,klm=保护的动作参量/保护区内金属性短路时故障参量的最大计算值。继电保护须具备的5个性能彼此紧密联系。在选择保护方案时，还应注意经济性。所谓经济性，不仅指保护装置的设备投资和运行维护费，还必须考虑由于保护装置不完善而发生误动或拒动时对国民经济所造成的损失。7.2继电保护的基本工作原理供配电系统发生故障时，会引起电流增大、电压降低、电压和电流间相位角的改变等。因此，利用上述物理量故障时与正常时的差别，可构成各种不同工作原理的继电保护装置。继电保护的种类很多，但是其工作原理基本相同，它主要由测量、逻辑和执行三部分组成。如下图所示：测量部分测量部分测量被保护设备的某物理量，并和保护装置的整定值进行比较，判断被保护设备是否发生故障，保护装置是否应该启动。. 逻辑部分逻辑部分根据测量部分输出量的大小、性质和出现的顺序，使保护装置按一定的逻辑关系工作，输出信号到执行部分。执行部分执行部分执行部分是根据逻辑部分的输出信号驱动保护装置动作，使断路器跳闸或发出信号。7.335kV变压器保护变压器是电力系统的重要设备之一，它的故障对供电系统的正常运行带来严重的影响，同时大容量的变压器也是贵重的设备，因此必须根据变压器容量和重要程度来装设专用的保护装置。7.3.1瓦斯保护瓦斯保护是变压器内部故障的主要保护元件，对变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障均能灵敏动作。当油浸式变压器的内部发生故障时，由于电弧将使绝缘材料分解并产生大量的气体，其强烈程度随故障的严重程度不同而不同。瓦斯保护就是利用反应气体状态的瓦斯继电器（又称气体继电器）来保护变压器内部故障的。     在瓦斯保护继电器内，上部是一个密封的浮筒，下部是一块金属档板,两者都装有密封的水银接点。浮筒和档板可以围绕各自的轴旋转。在正常运行时，继电器内充满油，浮筒浸在油内，处于上浮位置，水银接点断开；档板则由于本身重量而下垂，其水银接点也是断开的。当变压器内部发生轻微故障时，气体产生的速度较缓慢，气体上升至储油柜途中首先积存于瓦斯继电器的上部空间，使油面下降，浮筒随之下降而使水银接点闭合，接通延时信号，这就是所谓的“轻瓦斯”；当变压器内部发生严重故障时，则产生强烈的瓦斯气体，油箱内压力瞬时突增，产生很大的油流向油枕方向冲击，因油流冲击档板，档板克服弹簧的阻力，带动磁铁向干簧触点方向移动，使水银触点闭合，接通跳闸回路，使断路器跳闸，这就是所谓的“重瓦斯”。重瓦斯动作，立即切断与变压器连接的所有电源，从而避免事故扩大，起到保护变压器的作用。 .     瓦斯继电器有浮筒式、档板式、开口杯式等不同型号。目前大多采用QJ-80型继电器，其信号回路接上开口杯，跳闸回路接下档板。所谓瓦斯保护信号动作，即指因各种原因造成继电器内上开口杯的信号回路接点闭合，光字牌灯亮。      保护范围:    瓦斯保护是变压器的主要保护，它可以反映油箱内的一切故障。包括：油箱内的多相短路、绕组匝间短路、绕组与铁芯或与外壳间的短路、铁芯故障、油面下降或漏油、分接开关接触不良或导线焊接不良等。瓦斯保护动作迅速、灵敏可靠而且结构简单。但是它不能反映油箱外部电路（如引出线上）的故障，所以不能作为保护变压器内部故障的唯一保护装置。另外，瓦斯保护也易在一些外界因素（如地震）的干扰下误动作，对此必须采取相应的措施。 7.3.2过电流保护当通过线路的电流大于继电器的动作电流时，保护装置启动，并用事先保证都能够做的选择性，这种继电保护装置称为过电流保护。由于采用的继电器不同，其时限特性有两种：由电磁式电流继电器等构成的定时限过电流保护；由感应式电流继电器构成的反时限过电流保护。过流保护的整定计算有动作电流整定，动作时限整定和保护灵敏度校验三项内容。1）动作电流整定：=式中：为可靠系数，GL型继电器去1.3，为接线系数，由保护的接线方式决定，为继电器返回系数，GL型继电器取0.8，为电流互感器变比。在整定计算时，如果线路的最大负荷电流具体数据不详，可取线路计算电流的（1.5~3.0）。本设计采用GL-15/10型感应式过流继电器，两相两继电式接线，电流互感器变比为200/5A，去分流跳闸的操作方式。=＝=6.699232A动作电流整定值为：=7A过电流保护一次侧动作电流为：==*7=280A. 2）动作时间整定定时限过电流动作时限整定。定时限过电流保护装置的启动由电流继电器完成，动作时限的实现由时间继电器完成。保护装置的动作时限与短路电流的大小无关，由选择性确定。为保证动作的选择性，自电源侧向负载侧，前一级线路的过电流保护装置的动作时限应比后一级线路保护的动作时限大一个时限差,按阶梯原则进行整定。=+,式中，为时限级差。=+=1.0+0.7=1.7s3）灵敏度校验过电流保护的灵敏度用系统最小运行方式下线路末端的两项短路电流进行校验。=1.5==2.5074861.5式中，为变压器二次侧在系统最小运行方式下，发生两相短路时一次侧的穿越电流。变压器灵敏度满足要求。7.3.3电流速断保护如图所示是变压器的定时限时过电流保护和电流速断保护接线图。定时限过电流保护和电流速断保护均为两相两继电式接线。所有元件的组成部分都集中表示的称为原理图，所有元件的组成部分按所属回路分开表示，一般称为展开图。展开图简明清晰，广泛应用于二次回路。. 线路约靠近电源，过电流保护的动作时限越长，而短路电流越大，危害也越大，这是过电流保护的不足。当过电流保护动作时限超过0.5~0.7s时，应装设瞬动的电流速断保护。（1）动作电流整定由于电流速断保护动作不带时限，为了保证速断保护动作的选择性，在下一级线路首端发生最大短路电流时，电流速断保护不应动作，即速断保护一次侧动作电流，从而，速断保护继电器的动作电流整定值为：=式中，为线路末端最大三相短路电流，为可靠系数，为接线系数，为电流互感器变比。==*745.33=22.3599A动作电流整定为：23A速断保护一次侧动作电流为：==*23=920A(2)灵敏度校验==. =0.7631482不成立为变压器二次侧在系统最小运行方式下，发生两相短路时一次侧的穿越电流。变压器灵敏度不满足要求，必须装设差动保护。7.3.4过负荷保护由于过负荷电流对称，过负荷保护采用单项式接线，并和相间保护公用电流互感器。动作电流整定=3.572924A整定电流为4A动作时间整定为10s.7.410kv出线保护7.4.1线路保护装置的配置要求10kv线路的相见短路保护装置应符合下列要求：(1)由电流继电器构成的保护装置，应接于两相电流互感器上，同意网络的所有线路均应装在相同的两相上。(2)后备保护应采用院后备方式，即线路的主保护或断路器拒动时，由相邻线路或设备的保护来切除故障。(3)当线路短路使重要用户母线电压低于额定电压的60%时，以及线路导线截面过小、不允许带时限切除短路时，应快速切除故障。(4)当过电流保护的时限不大于0.5~0.7s时，且没有以上（3）中所列的情况，或没有配合上的要求时，可不装设瞬动电断速保护。7.4.2过电流保护（1）定时限过流保护装置的接线和工作原理. 1)当线路发生短路时，通过线路的电流使流经继电器的电流大于继电器的动作电流，电流继电器KA瞬时动作，其常开触点闭合，时间继电器KT线圈得点，其触点经一定延时后闭合使中间继电器KM和信号继电器KS动作。KM的常开触点闭合，接通断路器跳闸线圈YR回路，断路器QF跳闸，切除短路故障线路。KS动作，其指示牌掉下，同时其常开触点闭合，启动信号回路，发出灯光和音响信号。2)反时限过电流保护装置的接线和工作原理反时限过电流保护装置的接线图如下所示。它由GL型感应式电流器组成，该继电器具有反时限特性，动作时限与短路电流大小有关，短路电流愈大，动作时限愈短。如图所示的反时限电流保护采用交流操作的“去分流跳闸”原理。正常运行时，跳闸线圈被继电器的常闭触点短路，电流互感器二次侧电流经继电器圈及常闭触点构成回路，保护不动作。当线路发生短路时，继电器动作，其常闭触点打开，电流互感器二次侧电流流经跳闸线圈，短路器QF跳闸，切除线路故障。(2)保护整定计算. 采用GL-15/10型感应式过流继电器，两相式过流保护，电流互感变比为1000/5A动作电流整定;==*1.5*=4.4A整定继电器动作电流为4A,过电流保护一次侧动作电流为：==*4=800A动作时限整定：因本变电所为电力系统的终端变电所，故其过电流保护的动作时间（10倍动作电流动作时间）可整定为最短的0.5S.灵敏度校验:===1.5030631.5过电流保护整定满足要求。7.4.3电流速断保护采用GL-15/10型感应式过流继电器，两相式电流速断保护，电流互感器变比为1000/5A(1)动作电流整定66A式中，为线路末端最大三相短路电流，为可靠系数，GL型继电器取1.5，为接线系数，为电流互感器变比。整定继电器动作电流为66A。当整定速断保护动作倍数为13.2时，有=*=1000*13.2=13200A（1）灵敏度校验由于电流速断保护有死去，因此灵敏度校验不能用线路末端最小两相短路电流进行校验，而只能用线路首端最小两相短路电流校验，即==10.637821.5. 过电流保护由保护的动作时限实现选择性，电流速断保护由保护的动作电流实现选择性，在电流速断保护区内，电流速断保护为主保护，过电流保护为辅助保护，在电流速断保护的死去内，过电流保护为基本保护。7.5电容器柜的过电压和过电流保护电容器的常见故障和不正常运行状态主要有电容器组和断路器连接线上的相间短路、电容器引出线书上的相间短路、电容器内部故障、单相接地等。容量在400kar以上的电容器组一般采用断路器控制，装设电流速断保护，作为电容器的相间短路保护。容量在400kvar及以下的电容器一般采用带熔断器的负荷开关进行控制和保护。并联电容器保护装置的配置要求:对电容器组和断路器之间连接线的短路保护。可装设带有短时限的电流速断和过电流保护，动作于跳闸。对电容器内部故障及其引出线的短路保护。宜对每台电容器分别装设专用的熔断器。电容器组的单相接地故障保护。可利用电容器组所连接母线上的绝缘检查装置进行检视。如电容器组所连接母线有引出线路时，可装设有选择性的接地保护，动作于信号；当危及人身和设备安全时，应动作于跳闸。过电压保护。对于电容组的过电压，应装设过电压保护，带时限动作于信号和跳闸。过负荷保护对于电网中出现的高次谐波有可能导致电容器过负荷时，电容器组装设过负荷保护，带时限动作于信号或跳闸。.'