35KV变电站设计论文毕业论文

'35KV变电站设计论文毕业论文目录1概述1.1设计要求51.2设计时的原始资料51.3变电站位置的选择62负荷统计2.1设计中所用的公式72.2负荷统计83主变的选择及接线方式的确定3.1主要变压器的选择原则143.2主变的选择:153.3主接线方式的确定：15435KV架空线的选择4.1架空线截面选择的一般原则194.2架空线截面的选择1956KV导线截面选择5.16Kv及上电缆和导线截面的选择，215.2导线截面选择所用公式及步骤215.3导线截面选择举例226短路电流计算6.1概述336.2计算步骤及所需公式336.3各元件电阻、电抗标幺值的计算356.4短路电流计算举例376.5电缆热稳定校验487高压电器设备的选择7.1概述50 3.235KV高压电器设备的选择515.36KV电器设备的选择558继电保护配置6.1主变压器的保护614.26kV母线分段断路器的保护616.36kV馈出线路保护619功率因数补偿7.1提高功率因数的意义625.2提高功率因数的方法6210变电站防雷保护及接地装置6.1直击雷过压电保护648.2雷电侵入波的过电压保护6410.3接地装置6611变电站所用变压器和直流操作电源11.1所用变压器689.2直流操作电源设计要求6811.3本设计选择6912消防及其它7013变电所内外平面布置说明及要求71结束语73致谢75参考文献76附表77 1概述1.1设计要求巍山是赵各庄矿的一个采区，但就全国和对范围来看，相当于一座中型矿山，它的年设计产量为30万吨，平均日产原煤800吨，而且该矿五脏具全，具有提升系统，有成套的运输系统，总之除无生活区和洗煤厂外，其它已完全具备一个独立的中型矿山，故此我们把巍山设计作为一个更新型矿山来全面综合考虑。设计时要满足煤矿对供电的要求，同时满足矿井正常牛产的需要，使煤矿供电安全可靠、经济和技术合理。一、供电可靠：煤矿如果供电中断，不仅会影响产量，而且有可能发生人身事故或设备的重大损坏，严重时会造成矿井的破坏。因此为保证对煤矿供电的可靠性，供电电源应采用双电源，双电源可以取自不同的变电所或同一变电所的不同母线上，即在一个电源发生故障时，另一电源应保证主要用户的供电，使人身和设备不受损害，以保证生产的正常进行。二、供电安全：由于煤矿生产环境和地址条件复杂，自然条件恶劣，供电设备易于受到损坏，可能造成触电及火花引起火灾和瓦斯煤尘爆炸事故，所以必须釆取一系列措施，管理制度，确保供电安全。三、技术合理：在满足供电可靠与安全的前提下，还应保证供电质量。四、运行经济：在满足以上条件下，并力求供电系统简单，操作方便，使建筑投资和运行维护费用低。1.2设计时的原始资料1、电源资料：巍山矿的双回路电源分别来自距巍山16.04Ki】i处的林西电厂和东三矿电网，林西电厂的短路容量为3&5MVA,最大运行方式下的电抗为兀二%二5.385,最小运行方式下的电抗值为＜in=16.07,东三矿电网为无限大容量，最大运行方式下系统电抗值为兀二二2.256,最小运行方式下电抗值兀爲=2.589,两者保护均采用三段式过流保护时限为2秒，华北电力系统基准容量为lOOOMVAo2、环境条件(1)环境温度：-15°C〜+45。Co(2)相对湿度：月平均W90%,日平均W95%。(3)海拔高度:W1000m。 (1)地震烈度:不超过8度。(2)风速：W35in/s。(3)最大日温差:25°Co周围环境无易燃且无明显污秽，具有适宜的地质、地形和地貌条件(如避开断层、交通方便等)。并应考虑防洪要求，以及邻近设施的相互影响(如对通讯、居民生活等)。3、环境保护(1)变电所仅有少量生活污水，经处理后排入渗井。变压器事故排油污水，经事故油池将油截流，污水排入牛活污水系统，对周围环境没有污染。(2)噪音方面是指变压器和断路器操作时所产生的电磁和机械噪声。对主变及断路器要求制造厂保证距离设备外壳2米处的噪声水平不大于65bB,以达到《工业企业噪声卫生标准》的规定。4、绿化在所内空闲地带种植草坪及绿篱，以美化环境。1-3变电站位置的选择变电站位置的选择必须符合下列原则：1、变电站尽可能靠近负荷中心或网路中心。以减少供电线路的长度与导线截面积，从而降低有色金属的使用量和年运行费用。2、进出线方便，运输条件好，便于变压器和其它设备的搬运。3、保证变电站的正常运行。如不设在有剧烈震动的场所附近；地下水位低，电缆沟不应有积水；位于各种污源的上风侧，通风良好等。4、与其它工业建筑物之间应保持一定的防火间距。5、应有发展和扩展的余地等。矿山企业用户比较集中，一般设于工业广场内临近井口的地方，根据巍山矿的实际情况，变电站位置设在井口南侧，首先方便了入井电缆走向和使用量，其次方便了35KV进岀线路的走向。 2负荷统计变电所负荷容量大小是确定供电系统，选择变压器，电气设备，导线截面和仪器仪表量程的依据，也是确定继点电保护的重要依据。由于一台设备的额定容量往往大于实际负荷，一组设备中负荷的COS0不同，一般不同时工作，最大负荷一般不同时出现等情况，所以多台设备的实际总负荷总是小于它们的额定容量之和。因此精确计算变电所负荷是困难的。常用的负荷计算方法有利用系数法、二项式法、单位电耗法、需用系数法。煤矿供电系统的设计目前主要釆用需用系数法确定计算负荷。2・1设计中所用的公式向单一用电设备供电时的计算负荷人ax=心匕=Pjl]见煤矿供电P17页公式用电设备组的计算负荷见煤矿供电P18页公式需用系数的计算：综采工作面:-般机组:人=0.4+0.6冀竺XPe式中：Pmax——参加计算的电动机最大功率工Pe——变压器所带电动机额定功率之和其它K、.查设计部门统计积累的数据资料表或经验公式计算。一、变压器容量的选择：1、0=浮cos闵Sbe K.——需用系数cosgoPj加权平均功率因数为Pe——参加计算的设备额定功率的总和0——变压器的负荷率Sbe——所选变压器的额定容量二、变压器的容量损失的计算：有功功率损失：APb=AP0+AP^02无功功率损失：△Qi,=(竺+02竺k)Sbe100100三、变压器有功和无功功率的计算：有功功率：卩命二K*工甩无功功率：Qbj=Pbjtg闵2.2负荷统计2.2.1井上及井下变压器的选择一、井上计算选择举例：(-)机修厂已知：工P«=216KwK*=0.4cos0Pj=O.64变压器的计算功率：Sbj=KxX^-=04X216=135KVA查手册4一4一8cos(fPj0.64故选取SJL1-160/6型Y/Y。一台。负荷率计算：135—=84%160变压器损失计算:△代=0.5△Pa=2・91。％=3从％=4APh=AP0+APcr02=0.5+2.9X0.842 =2.546KwAQh=（也+02_^）Sbe100"100=（0.03+0.04X0.84J160=9.31Kvar变压器的计算容量：Pbj二K工屁=0.4X216=86.4KwQi>j=Pbjtg^Pj=86.4X1.2=103.7Kvar（二）工人村：Kx=0.8cos^Pj=0.75已知：工/V=221Kw变压器的计算功率：“kN_0.8x221_235?KVAcos闵0.75故选取SJL1-315/6型Y/Y。一台。其技术参数为：△P°=0・8AP^=51。％=2.4从％=4235315=74.8%联接组别：y/v12变压器损失计算:APb=AP0+AP^/=0.8+5X0.7482=4.5KwAQh=（也+02_^）sbe100"100=14.4Kvar变压器的计算容量：Pbj二K、•工屁=0.8X221=176.8KwQhj=Pbjtg^Pj=176.8X0.88=155.9Kvar（三）其它变电所变压器的选择计算从略，其中煤矿辅助部门、柱子厂、歼子山、扇风机房、绞车房辅助设备等见表3—3。二、井下各变压器的选择计算举例：（一）-200泵房变压器的选择：己知：工Pe=163KwK*=0.7cos°Pj=0.75tg殆=0.88 变压器的计算功率:Sb_KxX£S=22x163=152KVAcos闵0.75从％=5.5故选取KSJ：-180/6型Y/Yt-台。其技术参数为：△P°=l△Pa=40=認=卷=84%联接组别：Y/Yo_12变压器损失计算:APb=AP0+AP^02=1+4X0.842=3.81Kw△q.,=（出+0迪）sb。100100=17.7Kvar变压器的计算容量：Pbj=«工甩=0.7X163=114KwQi>j=Pbjtg^Pj=114X0.88=100.3Kvar（二）-400泵房：动力变压器的选择计算：己知：工甩=330KwKx=0.7cos°Pj=0.75tg^Pj=O.88变压器的计算功率：_0.7x330_308KVAcos殆0.75故选取KSJ；-180/6型Y/人二台。其技术参数为：APo=l△P"=4Uk%=5・5To%=6S^=308PSbe330=85%变压器损失计算:APb=AP0+AP^0?=1+4X0.852=7.78Kw△Q尸（出+0迪）Sbe100100 =35.9Kvar变压器的计算容量：Pbj二K”工甩=0.7X330=247.5KwQbj=Pbjtg妃j=247.5X0.88=217.8Kvar2、整流设备所用变压器的计算：已知：工Pw=84KwKx=0.6cos^Pj=0.9变压器的计算功率：VpeR4Sbj=K,—=—=56KVAcos©Pj0.9故选取KSJ.--75/6型变压器一台。Io%=6.5其技术参数为：△P“=0.49△Pq=1.87Uk%=4.53=—=—=7^7%"Sbe75变压器损失计算：AP.=AP（＞+AP«02=0.49+1.87X0.7472=1.35Kw△Qb=（型+02_^i）Sbe100100=4.9Kvar变压器的计算容量：Pbj=K”工甩=0.6X84=50.4KwQbj=Pbjtg^Pj=50.4X0.48=24.19Kvar（三）斜井-200变压器的计算：1、变压器的选择：已知：工Pw=392KwKx=0.75cos^Pj=0.7O’卡KVAS严f92COS闵故选取KSJ：-320/6型、KSJ：-180/6型变压器各一台。2、负荷率的计算：四=倒=84%"Sbe500 3、变压器损失的计算：查得:KSJ：-320/6型△P°=1.4AP^=6.07从％=61。％=5・5KSJ:-180/6型AP（=1AP^=4Uk%=6Io%=5.54、变压器损失计算：△Pb】=l・4+6.07X0.842=5.68Kw△Qb】=（6/100+5.5/100*0.842）X320=31.6Kvar△Pi,2=1+4X0.842=3.82Kw△Qi,2=（6/100+5.5/100*0.842）x180=17.8Kvar（四）-500西掘进:已知：工Pf=140KwK*=0.35cos0Pj=O.6tg闵=1.33变压器的计算功率：SbJ=KsX£i=2^xl4O=81.7KVAcos闵0.6故选取KSJ：~100/6型Yo/A—ll变压器一台。其技术参数为：Al=0.6△Pa=2・4从％=5・5I。％=6"Sbe100变压器损失计算：APb=APo+AP^02=0.6+2.4X0.812=2.2KwAQh=（也+02®^）Sbe100L100=0.06X100+0.055X100X0.852=65.3Kvar（五）井下其它配电室变压器的选择：斜井地面、斜井TOO、斜井-200、斜井-300.斜井-400.斜井-500、-400泵房和采区，-500泵房和采区等配电室变压器的选择计算过程从略，选择结果见表3-4o2.2.2全矿计算负荷的统计：1、井上、井下各用电负荷统计见表3—1、3-2全矿总负荷总计：（6KV母线侧）工P=7826KW工Q二6541.3Kvar2、计算负荷的计算：表中总负荷乘以同时系数，即为全矿的计算负荷。有功总负荷在5000KW 以下时Ks取0.9,在5000KW以上时Ks取0.85,无功总负荷则对应鼠取0.95和取0.9有功：氐二0.85无功：氐二0.9（手册4-1-49）Pj=KsXP二0.85X7826.3=6652KwQj=KsEQ=0.9X6541.3=5887KvarSj=+2；=a/66522+58872=8882KVACOS/二P”Sj=6552/8882=0.7489变压器中的有功和无功损耗可用下列近似计算公式计算：A化~0.02Sj=0.02X8882=117.64kW煤矿电工手册4-1-49AQb^0.1Sj=0.1X8882=888.2kVAR变电所35KV侧总高压负荷为：£=Pj+△p5=6652+117.64=6769.64kW=Qj+AQb=5887+888.2=6775.2kVAR令变电所的功率因数为COS02=O・9,则tg%=0.4843,则系统供给的无功功率22=£切0=6769・64X0.4843=3278.54kVAR需补偿的无功功率Qc为：2=ez-Qx=6775.2-3278.54=3496.66kVAR变电所主变压器的实际需用容量为：S]=』P?+Q"=V6769.642+3278.542=7521・76KVA 3主变的选择及接线方式的确定2.1主要变压器的选择原则当变压器所受电压在35KV以上时，应选择主变压器组，变压器容量由变电所总的计算负荷及变压器数值来确定，同时还应考虑变电站建成后5-10年的增长负荷。煤矿地方变电所主要变压器台数，根据负荷对供电可靠性要求和矿井产量的大小来确定，矿区或矿井变电所的主变压器一般均选用两台。比较三种运行情况。（-）并联运行主要特点：1）所选用的变压器容量小，从而体积小，占地面积较小。2）系统较复杂。3）短路阻抗小，短路容量大，设备不易选择。4）一台运行时，如果另一台发生故障，将影响一部分负荷的运行。（二）分列运行主要特点：1）所选的变压器容量小，占地面积小。2）短路阻抗大，短路容量小，设备易选择。3）系统复杂。4）同并列运行负荷率低。5）一台主变故障时，影响一部分负荷的正常运行。（三）单台运行：主要特点：1）主变容量大，体积大，占地面积大。2）系统简单。3）变压器负荷率较合适。 4）随着用电负荷的增加，可发展成其他两种形式。 5）变压器故障时，不影响正常供电。6）短路容量小，设备容易选择。通过以上比较，同时考虑煤矿供电的安全可靠性，因此木设计采用单台运行为好。煤矿地面变电所主变压器的台数，据负荷对供电可靠性的要求或矿井产量大小来确定。对可靠性要求较高或矿井产量较大时，主变一般选用两台，当一台故障时，另一台必须保证安全和原煤生产负荷用电，不得少于全部计算负荷的80%。3.2主变的选择：Sz=7521.76KVA,同时考虑变电站建成后5-10年的增长负荷。因此初选SFLrl0000/35变压器两台，一台工作，一台备用。联接组别Y/A-11变压器总的有功功率为：Ps=Secos°2=10000X0.9=9000Kw占总负荷的百分数：空=輕聖=75・2%〈80%合格ns9000故选取两台SFL-10000/35变压器两台，一台工作，一台备用。型号额定电压（Kv）损耗（Kw）阻抗电压（％）空载电流（％）高压低压空载短路SFL-10000/35356.312707.51.5查引手册P4-4-18表4一1一12主功率损失：APb=AP0+APh^2=12+70(0.722)=48.3Kw△Qb=1575=—xl0000+—xl0000x0.52100100=53&5Kvar3.3主结线方式的确定：发电厂和变电所的电气主接线，是由高压电器设备通过连接组成的接受和分配电能的电路。反映各设备的作用、连接方式和各回路间相互关系，从而构成发电厂或变电所电气部分的主体。它直接影响着配电装置的布置、继电保护的配置、自动装置和控制方式的选择，对电力系统运行的可靠性、灵活性和经济性起决定性作用，在确定主接线时，电气接线要满足必要的供电可靠性和保证供电的电能质量。另外主接线应能适应各种运行方式，具有发展和扩建的可能性。 矿山供电系统的主接线应保证供电可靠，接线力求简单，操作方便，运行安全灵活，经济合理。1、供电可靠性。指的是供电系统不间断供电的可靠程度，应根据负荷等级来保证其不同的可靠性。不可片面强调供电可靠性而造成不应有的浪费。在设计时,不考虑双重事故。2、操作方便，运行安全灵活。供电系统的接线应保证工作人员在正常运行和发生事故时，便于操作和检修，以及运行维护安全可靠。为此，应简化接线，减少供电层次和操作程序。3、经济合理。接线方式在满足生产需求和保证供电质量的前提下应力求简单,一减少设备投资和运行费用，以及提高供电安全性。提高经济性的有效措施之一就是高压线路尽量深入负荷中心。4、具有发展的可能性。接线方式应保证便于将来发展，同时能适应分期建设的需要。为了保证对一、二类负荷进行可靠供电，在企业变电所广泛采用由两回路电源线路受电和装设两台变压器的桥式主接线。桥式接线分为内桥、外桥和全桥三种。1、方案比较：①全桥接线：适应性强，对线路和变压器的操作方便，运行灵活，并易于发展成单母线分段的中间变电所。缺点是设备多，投资大，且变电站占地面积大。见图3-1②内桥接线：一次侧可设线路保护，倒换线时操作方便，设备投资与占地面积较全桥结线小。缺点：操作变压器和扩建成全桥不如外桥方便，适用于进线线路长，线路故障多，变压器切换少的场所。见图3-2③外桥接线：对变压器的切换方便，比内桥少两组隔离开关，继电保护简单,易于过度的全桥接线，II投资少，占地面积小。缺点：倒换线路时操作不太方便，变屯所一侧无线路保护。见图3-3通过上述比较，对巍山矿來讲，因为它是一座中型矿井，负荷较大，选的变压器为SFL-10000/35型，由煤矿电工手册4—1—10可知，如果35Kv电网容量在7500KVA以上时，超过隔离开关切合空载变压器能力，此时必须用全桥结线，所以 主变压器进出线的结线方式采用全桥。图3-1单母分段接线121B2B 图3・2内桥接线1X3DL2X1DL图3-3外桥接线 435KV架空线的选择4.1架空线截面选择的一般原则1、为了做到供电的安全、可靠，经济技术合理，由于巍山矿中央变电站的进线为35KV,架空线高压进线，又因为传输距离远、容量大且运行时间长，年运行费用高，故应按经济电流密度选择导线截面。2、为保证供电的质量，因而用电压损失校验。3、按长时允许电流校验导线截面，使导线在最大负荷下长时工作不过热。4、为防止架空线受风霜、冰和温度等自然条件的影响，需要校验机械强度。2.2架空线截面的选择一、35KV母线上功率计算：R二Pz+AP尸6652+4&3二6700.3KWQl二Qz+△Qb二3278.54+538.5=3817.04KvarSl=7711.28KVArnQ.Pj6700..cose［二—==0.869S厶7711二、35KV架空线路的选择：1.已知：L=16o04KmT和二5000以上查得Jj=0・9=124.5A［二Sl_7408.2厂V3t/e~10.38Sj二—==138.3mm2故初选LGJ-3X1202.按长时允许电流校验：二70。K=_—/（）11、—25=0.84Iy=380Ary=K1=319.2>Ig合格3.按电压损失校验：取架空线均距D二2.58m xo=O.374Q/Km;ro=O.211Q/KmAU=L(Pr0+Qx0)/Ue=1188.85VAU%二AU/Ue=3.4%<5%合格4•线路损失计算：APxL=3I2gr0L=3X124.52X0.211X16.04=157.4KWAQxL=3I2gX0L=3X124.52X0.374X16.04=2 56KV导线截面选择5.16KV及上电缆和导线截面的选择。6Kv及上电缆和导线截面的选择，应符合允许载流量和允许电压降的要求，固定敷设且年最大负荷利用小时在3000小时以上的线路，其截而选择应先按经济电流密度选择，并且电缆应以短路热稳定进行校验。井下电一般采用6Kv,井下主变电所应由两回路以上的电缆供电，并引自变电所的不同母线段。电缆的截面选择应在任一回路停止送电时，其余仍能保证原有全部负荷。供电系统的确定原则：1、符合《规程》规定；2、符合用电设备对供电可靠性的要求；3、符合现场实际使用；4、经济合理。本系统的主要负荷，如井下配电及地而扇风机，副井绞车等均采用双专用线配电的方式，其详细情况见供电系统图。2.2导线截面选择所用公式及步骤一、按经济电流密度选择导线截面：1、对于不同负荷确定Tmax,并以此确定经济电流密度J,2、求正常时最大长时工作电流Ig。Ig=PmaxV^Uecos。Ig=SmaxV3UeSmax最大视在功率。Pmax=Pd+Pg+APbQmax=QD+QG+AQb3、计算电缆截面确定电缆规格：Sj=Ig/Jj二、按允许载流量校验强导线电缆截面。Iy^Ig（「y=KIy为电缆最不利时允许载流量） K"岂为环境温度不同时载流量修正系数t：导线最高工作温度tl：环境最高温度Iy：架空线：三、按电压损失校验：1、电缆（忽略感抗）AU=PL/O/Ueyo=103/DS2、AU%=—X100%Ue架空线：小于5%合格△U=L（P八+QX。）/Ue八、X。一一查自手册表7-4-4△U%小于5%合格四、电缆及架空线功率损失计算:△P沪3Ig%lAQxi=3Tg2X。L（电缆电抗很小忽略此项）注：L：电缆长度KmL=l.051+65.3导线截面选择举例一、地面（一）变电站——工人村：（架空线）已知：L=2Km年最大负荷利用小时Tmax=2000"3000由讲义表5—8查得丄=1・65Pmax=P+APb=176.8+4.5=181.3KwPmax=Q+AQb=155+14.4=169.9KvarSmax=7P.L+Qmax=Vl81.32+169.92=248・5KVAP——有功功率KwQ无功功率KvarAPb,AQb变压器有功、无功损失1、按经济电流密度选择截面： Smax_248.5V3Ue1.73x6=24.4ASj=Ig/Jj=24.4/1.65=14.5mm2因为居民区架空钢芯铝较线最小截面为25iWo故选取LGJ-25-条。2、按长吋允许电流校验：查得：表5-10Iy=135A看戸=.^=0.84V/-25V70-251y=KIy=O・84X135=113.8A>Tg合格3、按电压损失校验：查表7-4-5得:r0=1.289Q/KmX(=0.374Q/Km△U=L(P/+QXJ/Ue=2(184.6X1.289+169.9X0.4)=94VAV94AU%=—X100%=^—xl00%=1.6%<5%合格Ue60004、线路功率损失的计算：APXI=31g>oL=3X24.42X1.289X2=4.5KwAQxl=3Ig2XoL=3X24.42X0.374X2=1.28Kvar（二）、变电站一一歼子山（架空线）己知：L=0.25Km年最大负荷利用小时Tmax=3000"4500由讲义表5-8查得J」=1.15Pmax=P+AP,=130.9+3.32=134.2KwPmax=Q+AQh=l15+11.7=126.7KvarSmax=7P.L+QL=Vl34.22+126.72=184.6KVAP——有功功率KwQ无功功率KvarAP„AQh变压器有功、无功损失1、按经济电流密度选择截面：I萨辱L=丄里色=18AV3Ue1.73x6Sj=Ig/Jj=18/l.15=15.76mm2 故选取LGJ-16架空线一条。2、长时允许屯流校验：查得：表5-10Iy=105A住戸=.^=0.84£-25V70-25Iy=KTy=0.84X105=88.2A>Tg合格3、按电压损失校验：=12.4V查表7-4-5得:r0=1.926Q/KmX(=0.387Q/Km△U=L(P/0+QX0)/Ue=0.25(134.2X1.926+126.7X0.367)AU%=—X100%=-^xl00%=0.21%<5%合格Ue60004、线路功率损失的计算：APXI=31g2/oL=3X182X1.926X0.25=0.47KwAQXL=3Ig2XoL=3X182X0.387X0.25=0.09Kvar(三)变电站一一立井绞车房(电缆)QD二41.19已知：I=150m=0・15KmPG=504KwQG=378KvarPD=40.39KwKvarAPb=l.193KwAQb=5.02KvarPmax=?!)+?<；+APi,=545.58KwQmax=QI)+Q(；+AQh=424.2KvarSmax=691KVA1、按经济电流密度选择截面：Tmax=3000〜5000hJj=1.73Ig=Jma^=_691_=67gAV3Ue1.73x6Sj=Ig/Jj=67・8/1.73=39.16nun2故初选ZLQ犷3*35-163二条(查自手册12—1—12)2、按允许载流量校验电缆：查得：ly=100A K=65-3865-25=0.82「y=KIy=0.82X100=82A>Ig合格3、按电压损失校验：D=28.8m/Qmni2r0=1000/DS=l000/(35*2&8)=0.99Q/KmXr=0.08Q/KmL二1.05X1+6二163.5m△U=PL八/Ue二544X163.5X0.99/6=147VAU%=—X100%=2.45%<5%合格Ue4、电缆功率损失：APxi=3Ig27oL=3X67.82X0.992X0.163=2.047KwAQxi=3Ig2XoL=3X67.82X0.08X0.163=0.165Kvar地面架空线的选择如：煤矿辅助部门、修配厂、柱子厂，电缆的选择如：风车房、压风机房从略。二、井下泵房线路：(一)变电站400泵房己知：1=0.7KmPmax=2345KwQmax=2311.6KvarSmkjp二+QLc=3292.8KVA1、按经济电流密度选择截面：Tmax=2000〜3000hJj=2.25吟器F22.8ASj=Ig/Jj=322.8/2.25=143.5mm2故初选ZQD厂3*150-163二条 「y=KIy=lX330=330A>Ig合格3、按电压损失校验：ro=lOOO/DS=O.139Q/KmL二1.05X1+6=0.736Km△U=PL八/Ue二2345X0.736X0.139/6=39VAU%=—X100%=0.67%<5%合格Ue4、电缆功率损失的计算：APxi=3IgL=3X3222X0.139X0.736=3.18Kw△Qu忽略(-)-400泵房400东采区配电室：已知：l=lKmPmax=PKt△Pb二21.5KwAQ(=104.3KvarKt——同时系数取0.9Pmax=407X0.9+21.57=387.9KwQmax=415.5X0.9+104.3=478.3KvarSmax=Xx=615.8KVA1、按经济电流密度选择截面：Tmax=3000〜5000hJj=1.73Ig二Sfix=60.4ASj=Ig/Jj=60.4/1.73=34.89mm2V3Ue故初选ZLQ犷3*35二条(查自手册12-1-12)K煜=»=°-88（变电雌的最高温度34C）Iy=KIy=O.88X100=88A>Ig合格 3、按电压损失校验：ro=lOOO/DS=O.992Q/KmL=l.05X1+6=1.056Km△U=PL八/Ue二387.9X1.056X0.992/6=67.7VAU%=—X100%=l.13%<5%合格Ue4、电缆功率损失的计算：APxi=3IgL=3X36482X1.056X0.992=11.46Kw△Qu忽略（三）-400泵房400西采区配电室：已知：1=0.5KmPmax=PKt△Pb二10.lKwAQ（=51KvarKt——同时系数取0.95Pmax=306X0.95+10.1=300.8KwQmax=312X0.95+51=347.4KvarSmax=7p£JoL=459.5KVA1、按经济电流密度选择截面：Tmax=3000〜5000hJj=1.73Ig二Sfix=45.05ASj=Ig/Jj=45・05/1.73=26.04mm2V3Ue故初选ZLQ犷3*35二条（查自手册12-1-12） K二二亠65_34=0.gg（变电ill同室的最高温度34°C）V/-25V65-25「y=KIy=O.88X85=74.8A>Ig合格3、按电压损失校验：ro=lOOO/DS=1.39Q/KmL=l.05X1+6=0.531Km△U=PL八/Ue二300X1.39X0.531/6=37VAU%=—X100%=0.6%<5%合格Ue4、电缆功率损失的计算：APXi=3IgL=3X45.52X1.39X0.531=4.493Kw△Qu忽略（四）变电站200泵房已知：1=0.5KmPmax=1617.89KwQmax=1664.8KvarSwJp和+Q和=2321.5KVA1、按经济电流密度选择截面：Tmax二2000~3000hJj=2.25I萨辱L=223Av3UeSj=Ig/Jj=223/2.25=99.4mm2故初选ZQD厂3*120-163—条2、按允许载流量校验电缆：查得：Iy=285Alt-tlVr-25165-25V65-251y=Kly=lX285=285A>lg合格 3、按电压损失校验：ro=lOOO/DS=O.1715Q/KmL=l.05X1+6=0.531KmAU=PL/O/Ue=1617.89X0.1715X0.531/6=24.8VAU%=—X100%=0.4%<5%合格Ue4、电缆功率损失的计算：APXI=3Tgy=KIy=lX245=245A>Ig合格3、按电压损失校验:r0=1000/DS=0.2166Q/KmL=l.05X1+6=0.478Km/0L=3X2232X0.531X0.1715=13.56KwAQx,=3Ig2X。L=3X2232X0.08X0.531=6.3Kvar（五）-200泵房——500泵房：己知：1=0.45KmPmax=1420KwQmax=1426.3KvarSmax=+Q^ax=2012.6KVA1、按经济电流密度选择截面: Tmax二3000~5000hJj=2.25鹿二S：ax=]97.3AV3UeSj=Ig/Jj=197・3/2.25=87.7nun2故初选ZQD厂3*95—条2、按允许载流量校验电缆：查得：ly=245A/r-rl£-25165-25V65-25 AU%=—X100%=0.4%<5%合格Ue4、电缆功率损失的计算：APXI=31g>oL=3X197.3y=Kly=lX245=245A>lg合格3、按电压损失校验：r0=1000/DS=0.217Q/KmL二1.05X1+6二l・476Km△U=PI*°/Ue二1408X1.476X0.217/6=75.3VX0.2166X0.478=12.lKwAQXL=3Ig2XoL=3X197.32X0.08X0.478=4.5Kvar三、斜井线路：(―)变电站——斜井-500已知：1=1.4KmPmax=1408.3KwQmax=1729.7KvarS吨二Jp二+Q爲=2230KVA1、按经济电流密度选择截面：Tmax=3000〜5000hJ.j=2・25Ig二"匸宓=21&6Av3UeSj=Ig/Jj=218.6/2.25=97.18mm2故初选ZQD厂3*95—条2、按允许载流量校验电缆：查得：Iy=245A4、电缆功率损失的计算: APXL=3Igy=KIy=0.82X285=233.7A>Ig合格3、按电压损失校验：r0=1000/DS=0.171Q/KmL二1.05X1+6=0.269Km△U=PL八/Ue二1408X0.25X0.171/6=10.05VAU%=—X100%=0.167%<5%合格Ue4、电缆功率损失的计算：APXi=3Ig27oL=3X21&6"XO.269X0.171=6.134Kw/oL=3X21&62X1.476X0.217=45.3KwAQxl=3Ig2X。L=3X21&6?X0.08X1.476=16・9Kvar（二）变电站——斜井地面已知：1=0.25KmPmax=1410KwQmax=1730KvarSmax二JP二+Q和=2230KVA1、按经济电流密度选择截面：Tmax=3000〜5000hJj=2.25Ig=_Smax_=2]8.6AV3UeSj=Ig/Jj=218.6/2.25=97.18mm2故初选ZQD厂3*120—条2、按允许载流量校验电缆：查得：Iy=285A （四）斜井-300——斜井-400已知：1=0.35KmPmax=105.5KwSmax二Jp；ax+Q：ax=1789KVA按经济电流密度选择截而：Tmcix=3000〜5000hJj=1.73Sj=Ig/Jj=172・3/1.73=99.5mm22、2、故初选ZQD厂3*120—条按允许载流量校验电缆：查得：Ty=220AK二=0.82£-25Iy=KIy=0・82X220=193.6A>Ig合格按电压损失校验：r0=1000/DS=0.171Q/KmL=l.05X14-6=0.374Km△U=PL*/Ue二1055X0.374X0.171/6=11.2VAU%=—X100%=0.18%V5%合格电缆功率损失的计算：kPxL=3Ig27oL=3X172.22X0.171X0.374=5.7Kw△Qxl忽略斜井线路：斜井地面——斜井一100斜井一100——斜井一200 斜井一200——斜井一300斜井一300——斜井一400泵房线路：一500泵房500东采—500泵房6000掘进以上线路的电缆选择从略，结果见表6—1。6短路电流计算5.1概述短路的种类：1.三相短路2.两相短路3.两相接地短路4.单相接地短路计算短路电流的目的：1.选择电气设备和截流导体，必须用短路电流校验其稳定和机械强度。2.选择和整定继电保护装置，使之能正确地切除短路的故障。3.确定限流措施，当短路电流过大造成设备选择困难或不够经济吋，可采用限制短路电流的措施。4•确定合理的主接线方案和主要运行方式等。2.2计算步骤及所需方式一、计算步骤 1.选取基准值（华北地区基准容量S^IOOOMVA）2.绘制计算等值电路图。3.计算电路各元件总阻抗4.根据计算电抗求出短路电流。二、所需公式：1.电流系统：发电机：X；j=X""d」~系统电抗：X；j=Sj/SdX：—发电机的次暂态电抗Sj—基准容量Sd—电流母线上短路容量2.变压器山％—变压器短路电压百分值S血一变压器额定容量3.电抗器电抗x〔=Xk%Ij/IcIj一基准电压和电流4•配电线路X"X°*L江X。一单位长度电抗值£仏二R°*LTL—线路长度5.求出短路点的总标么电抗6.求出计算电抗1）无穷大电流计算电抗即为标么电抗值2）有限容量系统=X「*S〃SjSx=38.5MVA考虑电抗时Z/=l：XS〃Sj7.求出短路参数对于无限大容量系统/：=1//：艺I。二I沪loo对于有限容量系统（需查表）求计算电抗：查表4—2—26得匸，Io.；,1/求短路参数：10=1（）^10 102—10.2X良Ioo=UXI8.限流电抗器的选择1）电抗值的选择式中——电抗器的计算抗值X；——限流所需的总的电抗值X：——加电抗器前系统的总抗值根据电抗器的额定电流和电抗计算值选择电抗器的百分电抗XgXjMj2）电抗的校验a.电抗器在正常工作时，其电压损失不易过大At/%=X；%丄S加0=4%〜5%"e式中0—回路负荷总功率因数角。b.母线残压校验:・0>50%〜60%△几％=Xkc%{"cc.电抗器的动稳定校验:lkmaxich——电抗器极限电流通过峰值。If；h——电抗器后三相短路时的冲击电流值。d.电抗器的热稳定校验：式中5——电抗器的热稳定电流值。6・3各元件电阻、电抗标幺值的计算一、选取基准：Si=°°Uj!=37KvIj^Sj/73Uj^IOOO/73X37=15.6Uj2=6.3Kv Ij^Sj/73Uj2=1000/V3X6.3=91.64KAS2=38.5MVAUj/二37Kv;则Tj/=0.612KA62"二6.3Kv;则0"=3.352KAXe/=ZESj2/Sj]二、各元件参数计算：1、电源电抗东三矿电网：最大运行方式X：=2.256(S]=°°)最小运行方式X*=2.589林西发电厂：最大运行方式X*=5.385(S2=38.5MVA)最小运行方式X*=16.072、35Kv架空线路电抗：X]=XoLSj/U『=0・373X16.04X1000/372=437R；=R°LS」/二0.211X16.04X1000/372=2.993、主变电抗：乂：=山％乞=7・5%><型2=7.5Sbe10各支路电抗计算：(线路电抗XJ⑴工人村:r3=r0LSj/Uj22=l.289X2X1000/6.32=64.9X3=x°LSj/Uj22=0.374X2X1000/6.32=18.8(2)煤矿辅助部门：r4=1.926X0.25X1000/6.32=12.13x4=0.387X0.25X1000/6.32=2.44(3)肝子山：r5=1.926X0.25X1000/6.32=12.13 x5=0.387X0.25X1000/6.32=2.44(2)修配厂:r6=l.926X0.25X1000/6.32=12.13x6=0.387X0.25X1000/6.32=2.44(3)柱子厂：r7=1.926X0.15X1000/6.32=7.28x7=0.387X0.15X1000/6.32=1.46(4)压风机房：r8=0.992X0.25X1000/6.32=6.248x8=0.008X0.25X1000/6.32=0.5(5)主扇：r9=l.39X0.18X1000/6.32=6.3X9=0.08X0.18X1000/6.32=0.4(6)绞车房:r10=0.992X0.15X1000/6.32=3.75x10=0.08X0.15X1000/6.32=0.333(7)-200泵房：rH=0.171X0.531X1000/6.32=2.29x„=0.08X0.531X1000/6.32=1.07(8)变电所500泵房m=4.35Xi2=2.02(9)-500泵房500东釆「3=21.15Xi3=1.705(10)-500泵房500西采m=22・26X]4=l・282(11)-500泵房600掘进r15=17.66x】5=1・717(12)变电所400泵房r16=2.578x16=1.506(13)-400泵房400东釆m=26.54Xi?=2.14(14)-400泵房400西采 「8=18.596X]8=1・07(2)变电所——斜井地面 ti9=l・15X]9=0.54(2)斜井地面——斜井-100r20=2.723X2o=0.754(3)斜井-100——斜井-200烁=4・67X2i=0.754(4)斜井-200——斜井-300r22=4.67x22=0.754(5)斜井-300——斜井-4001*23=4.67x・23=O.754(6)斜井-400——斜井-500r24—1.61x24—0.754(7)斜井-500——变电所“5=8.07X25=2.9156.4短路电流计算举例等值电路图见图纸。电源容量有两种供电方式，一种(S】=g)是无限大电流容量；另一种是有限的电源容量(S2=38・5MVA),以下按给定两种电源分别计算各短路点的短路电流。一、山点短路:Si=°°供电最大运行方式：max=X；+XL.=4.37+2.256=6.64=R：=2.47=Jxf+—1.26▽右氓Z8I秤二I；Iji=0.138X15.6=1.59KA 订二1.84X1〃=1.84X2.15=3.96KASdl=l；Sj=138MVA最小运行方式：X*=X；+X*=4.37+2.589=6.96》fvIII44A・38I即二I；1ji=0.136X15.6=2.11KAI「h二1・09X1〃二2.3KA订二1.84X1〃=3.9KASdl=I*!Sj=136MVAS2=38.5MVA供电：最大运行方式：X*=X；+X二=4・37+5・385=9・76〉LmaxR*=R；=2・47=10.06CQQCzj・=z〈注=10.06竺吐=0.387工工Sj1000t=0时：I*=2.6I?二1〃=2.6X0.612=1.59KASo=2.6X38.5=100MVAt=0.2时: So.2=2・15X38.5=82.8MVAt二8口寸:I*=2.1I⑶二2.1X0.612=1.28KAooooSoo=2.1X38.5=80.9MVAich=1.84XI，/=2.93KAI「h二1・09X1〃二1.7KA最小运行方式：=X；+X*=16.07+4.37=20.4LmaxR*=R；=2.47=20.06CQQ5=ZI訂20・06而=0.79tl=0时:I*=2.61/二1〃=2.6X0.612=1.59KASo=2.6X3&5=100MVAt2=0.2时:I；2二1・1I謂二1〃=1-1X0.612=0.765KAS°.2=l・1X3&5=42.4MVAt3二00时:I*=1.37I⑶二1.37X0.612=0.84KAooooSoo=l.37X38.5=52.7MVA订二1.84X1〃=1.4KAJ二l・09XI〃=0.82KA二、d?点短路: S1供电：最大运行方式:=X；+X*=6.64+7.5=14.14忽略Rj=R；］=2.4731/E沽"I黔=I；2【j2=°・071X91.6=6.5KAich二2.55X1〃=2.55X6.5=16.58KAI「h二1・52X1〃=1.52X6.5=9.89KAS/=I*2Si=0.071X1000=71MVA最小运行方式:X*=X；］+X；=6・96+7.5=14.46R*=R；=2・47xz忽略IQ】/1^=0-069£=T*2Tj2=0.069X91.6=6.34KAich=2.55xrz=2.55X6.34=16.17KAJ二1.52X1〃=1.52X6.34=9.6KAS/二T^S.^0.0692X1000=69.2MVAS2=38.5MVA供电：最大运行方式：X》=X；|+X；=9.76+7.5=17.26=R；=2・47士+R士二J17.26?+2.472=17.4**S385Zj・=Z〈池=17・4^~=0・6755Sj1000 查得：I；二1・511；.2二1・31)1.56I*I>2=1.51X3.532=5.3KAI黑二I；,2Iy2=1.3X3.532=4.6KAI⑶二I*1,2=1.56X3.532=5.5KA8COJ£G二2.55X1〃=2.55X5.3=13.5KAI「h二1・52X1〃=1.52X5.3=8.05KA最小运行方式：Xj=X*j+X*=20.4+7.5=27.9CQQCzj・=z〈注=28竺吐=1.08工工Sj1000查得：I：=l10.2=0-89I：=l.161丁=I*I；2=1X3.532=3.532KAI謂二Io.21y2=0.89X3.532=3.14KAIf二III/2=1.16X3.532=4.09KA88丿ZS。二I*Sej=lX38.5=38.5MVASo.2=Io,2Sej=0.89X38.5=34.3MVAS二I*SP~1.16X38.5=44.7MVA订二2.55X1〃=2.55X5.3=13.5KAJ二1・52X1〃=1.52X5.3=8.05KA 三、d3点短路：S]=oo供电最大运行方式：Xj=X：]+X；3二14.14+1&8二32.94Ry=Rl+R：=2.47+64.9=67.37+唱=74.99I*=1/Z*=—!—=0.0133“乂74.99I^=I*31.2=0.0133X91.6=1.22KA订二1.84X1〃=1.84X1.22=2.24KAIch二1.09X1〃=1.09X1.22=1.33KASd=I*3Sy=0.0133X1000=13.3MVA最小运行方式：X》=x*3+X；3二14.46+1&8二33.26=R；+R；3=2・47+64.9=67.37Z二Jx；2+磴二733.32+67.42=75.13I⑶d3二I；3*Ij2=0.0133x91.6二1.22心二1.841〃=1.84X1.22=2.24KA1犷1.091"=1.32KASd=fd3*Sj=0.0133X1OOO=13.3MVAS2=38.5供电：最大运行方式：X〉二X；2+X)3=17・26+18.8=36・06*学*RZ=Rd2+Rl3=2.47+64.9=67.37zAjxj+R]=76.4 Z=z*=76.4X—=2.94S「1000匸0时：I*o=O.35I⑶o=I"=0.35X3.532=1.24KAt二0.2时：1*0.2=0.33I⑶o.2二0.33X3.532二1.17KAt=00时：心二1.841"=2.28KAIch=l・09I"=1.35KASo二二0.35X38.5二13.5MVASo.2二r（）.2*Sj2=0.33X38.5=l2.7MVAS8=I：*Sj2=0.36X38.5=13.9MVA最小运行方式：X—27.9+18.8=46.6Rl二2.47+64.8=67.37Z*z=Jx；2+磴=V46.72+67.372=81.97ZV=ZV^=81.97X^=3.16>3左1Id3=」一=0.012•81.97I(3)d3=I；3*Ij2=l・09KAich=1.84X1.09=2.01KA4二l・09I"二1.19KASd=0・40MVA从地面变电所到井上各变电所的其它线路，其短路点在供电系统的等值电路图中均已标出，其短路电流的计算方法及步骤同上，因此不必再垂复写出。四、山1点短路:Si=°°供电：最大运行方式：水**X产Xd2+XL|]=14」4+1.O7=15.21rI二r；2+R）ii二2.47+2.29二4.76R<-X忽略3Idll=I⑶d11=I*dii*Ij2=0.065X91.6二6.02KA Ich二2.551"二2.55X6.02二15.36KASd=I；i代Sj二0.065X1000=65MVA>50MVA如果井下电网的短路容易超过它的控制保护作用的断路器的断流容量时，应在地面变电所下井电缆出线端串接限流电抗器，限制井下高压电网的2短路电流,保证井下安全，经济的供电。VSdll=65MVA>50MVA故应加电抗器1.选择电抗器：将短路容量限制在50MVA时的总电抗值为：SjSH需串入的电抗值为：X]x=X；-X）=20—15.21二4.79因变电所母线的电压为6KV,井下负荷电流一200泵房电缆，故电流Ig=223A故选用NKL—6—300—4型水泥电抗器。型号额定电压（KV）额定电流（A）额定电抗稳定性（A）动稳定1秒热稳定NKL-6-300-463004%19100128002.效验所选电抗器:a.电抗器正常工作吋的电压损失为：I223△Uk%二Xke%*丄*sin（P二4%X—X0.72=2.23%<4.5%合格I.屮300其中：sin。二鸟』二"EX二0.72sinax2321.5b.动稳定效验：Xj=4%X91600/300=12.2I"=3.48KAIi_91600（X：+X；・）一14.14+12.24=2.55I"=8.87KA<19.1KA合格c.热稳定效验：（取继电器动作时间为1秒）故：tj=tb+tf=l・2秒=3.8KA<12.8KA合格加电抗器后的计算:S]=°°供电：最大运行方式： x产X：11+xj+X：UnUe——电压的额定电压。un——装置正常运行的工作电压。2、按工作电流选择：在选择电器时，必须使电器的额定电流Ie不小于电器所在电路的最大正常工作电流（应考虑电路可能的持续过负荷）珀.即：Ie^Ig 若电器在高于仇的环境温度，但不超过+60°C下工作时，其允许工作电流lx应小于额定电流使用。仇：电器正常允许发热温度。ex：实际环境温度。恥计算温度。3、按装置种类型式选择。4、按短路容量选择。5、按断流能力选择：断路器必须满足下列条件Sek^S"Ick、Sek——电器额定断流量(KA)及额定断流容量(MVA)；1〃、S”一一次暂态短路电流(KA)及次暂态三相短路容量(MVA)O7.235KV高压电器设备的选择断路器的作用：是电力系统中最重要的控制和保护设备，在止常情况下根据需要断开电路，故障时自动而快速地将故障部分切除。隔离开关的作用：空载时隔断电源，使电源与用电设备之间有明显的分离点。 一、隔离开关的选择：1、1#、2#带接地刀闸的隔离开关的选择：选用GW5-35G/600型开关，操作机构CS・G。项目实际需要值额定值电压35KV35KV电流Ie=1.05Se/V3Ue=10000X1.05/^3X35=173・2A600A动稳定ich=3.96KA50KA热稳定i[i~7[h73Is*%=2.3J—=1.35KAIt=5=20KA经表中计算可知：该电器的额定值大于需要值，所选设备符合要求。tj二t+tjftjf=0.05P"2二0.05xl2=0.05S t=tinr+如+tincb+tarc賂-继电保护装置固有动作时间:0.06S切―继电保护延时时间木级过流保护装置的延时为1.5Stincb-油断路辭固有动作时间一般取0.06S乐-油断路器电弧持续时间一般取0.05S匸0.06+1.5+0.06+0.05=1.67S&二1.67+0.05=1.73S2.3#-8#12#-15#隔离开关的选择:其计算值与表7・2大致相同，所异之处在于它们没有接地刀闸，因而可根据表7-2的计算值选用GW5-35G/600型隔离开关，操作机构配套选用。额定电流600A改进型电压等级设计序号户外用改进型手动操作机构隔离开关二.9#・13#高压油断路器的选择：选用DW8-35/600型多油断路器，操作机构CDirXo（查自手册P4・4・48,表423）项目实际需要值额定值电压35KV35KV断流容量138MVA1000MVA动稳定G=3・96KA41KA热稳定U=2.3X71.73/4二1.516.5KA电流Ie=1.05Se/V3Ue=173.2A600A经表计算：额定值大于实际需要值，所以选择合格:tr=1.73S三、35KV架空线的选择: 1.按长时工作电流选择截面，并考虑过载:y_1.05S«1.05*100073*35二173.2A2.按允许电流效验：选用LGJ-50型钢芯铝绞线，允许电流220A（查自手册P4-3-17,表326）按短路电流效验热稳定截面：・二2.3t「=1.73SS帛匕心F/C=2.3X心J1M73/95令匸畑亦式中：心=1C=95（铝）效验合格。四、所用变压器的选择：变压器主要是供照明、控制设备用，需要的容量不大，故选用SJS50/35型变压器两台。变比：35/0.4取接组别Y/Yo-12（手册中表4-1-12）五、35KV避雷器的选择：根据使用条件和工作电压选用户外型。型号FZ-35型阀避雷器。额定电压35KVo弧电压有效值41KVo效验：1、电压避雷器的额定电压与系统额定电压相同；2、灭弧电压：35KV系统最高运行线电压为：1.lUe=l.lX35=38.5KV<4KVo效验合格。六、电压互感器的选择：根据手册以上P4-4-142,35KV及以上为户外式，广泛应用油浸式电压互感器，35KV室外电压互感器作监视和技术比较用，故选用精度等级为一级，V型接线。型号为:JDJ-35数量四个额定电压：原边35KV副边0.1KV额定电容：250VA 额定电压（KV）开断容量（KVA）额定电流（A）过电流倍数切断最大短路电流KA限流值3520000.5<2.528七、避雷线的选择:在第五章中选35KV架空线时已选出，故不再重复。八、高压熔断器的选择：①所变用熔断器的选掐I纤盏二很二鸥A按电流选：IcgMlg选RW5-35/200-800,查自手册P4-4-101,^4-3-12：额定电压（KV）额定电流（A）开断容量（MVA）过电压倍数35200800<2.5效验：熔断器的额定断流容量应满足下列要求：S&S〃S"=Sdz=138MVA<800MVA合格。②电压互感器用熔断器的选择：由于电压互感器的工作电流很小，故选用6805-35/0.5型限流熔断器:<查自手册P4-4-101,4-3-10>效验过程同上，所以效验合格。7.36KV电器设备的选择一、高压开关柜的选择：GG-A-08次接线方案派生代号设计序号1.进线柜：选用一次方案编号为GG-1A-08型开关柜柜内设备：①少油断路器:P4-3-32,表3・4・3；型号：SN10-10/1000 操作机构：・固定式高压开关柜项目实际需要值设备额定值电压6.3KV10KV电流Ie=1.05Se/Ue=1.05X10000/a/3X6.3=962.3A1000A动稳定16.58KA41热稳定Lo//=6.5X71.22/4=3・6KAIt4=17.3KA断路容量71MVA300MVA断路量6.5KA17.3KA由表可知，所选设备满足要求：①隔离开关：手册P4-4-75,表4・3・1型号GN6-10T/1000>GNs-lOT/lOOO两套操作机构CS6-1T项目实际需要值设备额定值电压6.3KV10KV电流962.3A1000A热稳定二6.5XJ1.22/5=3.21KA1(5二30KA动稳定16.58KA75KA从以上表中效验可知，所选的隔离开关合格。②电流互感器：由手册P4-4-124,表4・4・10考虑纵差保护使用，故配套选用LDCD-10-D/0.5-1000型电流互感器三个。其技术参数为： 型号二次负荷0.5级10%倍数动稳定倍数热稳定倍数LDCD-10二次负荷倍数90800.640电流互感器依据电压、变比装置种类、结构形式、精确度进行选择热稳定性效验。a.动稳定效验：ich=kaV2IcXIOMOXV2X1OOOX10_3=127.3KA<16.58KA合格b.热稳定效验：U^/t=6.5X^/1.22/1=7.1SKA<6.5X1000X10丄65KA合格1.岀线柜：①地面变电所至井下・200、・400、・500及斜井馈电的开关柜内设备的选择：a.馈电柜选一次方案为GG-1A-07型开关柜，P4-4-157b・油断路器的选择：型号SN10-101/600型操作机构CD13项目实际需要值设备额定值电压610KV电・200233A-400322.8A600A流斜井2I8.6A动稳定16.5841KA热稳定=6.5XJO.72/4=2.76KA17.3KA断路容量71MVA300MVAtf=tfa+tfp=O.06+0.5+0.06+0.05+0.05=0.72S效验合格。C.隔离开关选择：型号GN6-10T/600,操作机构CS6-1T 项目实际需要值设备额定值电压6.3KV10KV电流同上600A热稳定K7^7?=2.7KAIe=5=20KA动稳定16.5852KA从上表可知，效验合格。d.电流互感器的选择；选用与GG-1A-07配套的LQJ-10-05/3-400A型P4-4-117,表4-4-6；K山二75甌二1600效验：热稳定：丽X103（g取最小值）Kth•I】。二75X250二18.8KA>6.5JO.72/1=5・5KA合格动稳定：V2X160X250=57KA>16.58KA合格①向斜井・500绞车房、扇风机房、压风机房均为双回路供电，故出线柜均用GG-1A-07型开关柜，校验方法及步骤同上。②向地面如肝子山、工人村、修配厂、煤矿辅助部门、柱子厂、电容器室等的出线柜均用GG-1A-03柜；因此柜为07柜，相比少一个GN6的隔离开关，其它均相同，又由于所带负荷比井下少，故不再效验，柜内设备有：GN8-10T和GN10-10T各一个LQJ-102个CS6-1T1个CD101个3、6KV母线联络柜的选择：选用一次编号为GG-1A-11型和GG-1A-95型开关柜，内部设备为:型号SN10-10IGN8-10ILDC-10.3-1000CS6-1TCD10数量11111 GG-1A-95型内部设备GN6-10T一个；联络柜内部设备与进线柜内部设备相同，故不再效验。4、互感器柜的选择：选GG-1A-54柜作为互感器柜，柜内设备:型号GN8-10CS6-1RN2-10FS-6JSJW-6数量113315、6KV母线的选择：为了便于冷却和减小交流集肤效益的影响，选用柜形铝母线。①按允许载流量选择母线截面，并考虑过载。查手册P4-3-14表3-2-4,选LMY-80X10矩形平放；Igmax=1.05Se/V3Ue=】•冒⑴。"=962.3AcV3x6.3其中40°C时最大允许载流量为U05Ao②热稳定效验：Smin=UJ&&/C=65X103X71x1.22/95=75.6mm2<80X10mm2,效验合格。式+:C=95K=1tr=1.22SR=6.5KA（查手册P4・3・13,表3・2・7）③动稳定效验：单母线上三相位于同一平而布置时，产生的应力为：[2。邸二1・76X—x心x1O"3（kg/cm2）<（。）（P4-3-9,表3-2-7）aw式中：L二120cma二25cmich=16.58W—母线抗弯矩1.07（查手册表3-2-7）1of）20吨二1.76XX16.582xlO3=26Kg/cm225x1.07合格O吨二Opo6.支柱绝缘子的选择：①按电压选择：P4-4-178户内ZA-6T形式。②动稳定校验：0.6Pb>P（查手册P4-3-26.表3—3—2）。Pb-绝缘子的机械破坏负荷：Pb=375KgP4-4-179P—短路吋作用在绝缘子上的力。P=1.76-i2chxW2=1.76—X16.582XIO2=23.2Kg<0.6Pb合格 a25 6.高压穿墙套管的选择：①按额定电压，工作屯流选择：Ue=6.3KVIg=962.3A选用CWLC-10/1000型室外穿墙套管P4-4-189由于环境最高稳定为38°C<40°CAIy=Ie=1000A满足要求。②热稳定校验：查表4—8—3It5=20KAU工=6.5宇=2.3KA<20KA合格③动稳定校验：由手册P4・3・273-3-2动稳定应满足0.6Pb>PP=1.76-i2chX10-2a其中:Ll=120CML2=38cma=25cmfL1+L2120+38”2210"2=15.3Kg0.9所以满足要求。 10变电站防雷保护及接地装置根据设计要求和《电力设备过电压保护设计技术规程》的要求，配置防雷和接地设施如下：10.1直击雷过压电保护为防止雷电直击变电设备及其架构、电工建筑物等，变电所需装设独立避雷针，其冲击接地电阻不宜超过10Q。为防止避雷针落雷引起的反击事故，独立避雷针与配电装置架构之间的空气中的距离2不宜小于5m,独立避雷针的接地装置与接地网之间的地中距离S应大于3nio根据变电所总平面布置图，变电所总长43.2m,宽38.3m,进线门型架构高hx二6m,两个进线门型架构间距29米，选择h二15米四支避雷针对变电站进行保护，具体布置见平面布置图11-1,现计算保护范围如下：单支避雷针在地面的保护半径为r=l.5h=22.5米进线门型架高度水平面的保护半径"二(l・5h—2hx)P二10.5米式中P—高度影响系数，hW30米P二1两针间保护范围上部边缘最低点的高度h012—hO34~h—D12/7P—12.41米h°i4二hO23~h—Du/7P—12.57米hoi3=h-D13/7P=11.45米％式中：D12DuDi3为两针间的距离D12-I8.1米D14二17米D13二24.83米两针间氐水平面上保护范围的一侧最小宽度bxi2二1・5(hoi2—hx)=9.615米bxi4二1・5(hoi厂hx)二9.855米bxi3二1・5(hoi3—hx)—80175米通过计算看出变电站全部被保护物全在避雷针的保护范围内 10.2雷电侵入波的过电压保护为防止雷电侵入波损坏电气设备，应从两方面采取保护措施：（1）在变电所的各段母线上安装一组阀型避雷器或氧化锌避雷器；（2）在距变电所1〜2km内装设可靠的进线保护。（3）在10KV出线上装设FS型避雷器.10.2.1、阀型避雷嚣的选择和检验变电所内须装设阀型避雷器以限制雷电侵入波吋的过电压幅值。在35RV母线桥上安装两组FZ-35型避雷器；在10kV母线上一般也应装设两组FZ-10型避雷器，校验过程略 .75h=11.25.75h=11.2Qi=18.1[1.5h=P2.5Ln3・6丄1.5h=22.5X/0ZEC510x2=9.85bx2=9.855lnI96丄xq图10-1避雷针平面布置图表10-1避雷器选择一览表型号额定电压（kV、有灭弧电压（kV、有效工频放电电压（kV、有效值）冲击放电电压（kV、有效值）5kA冲击电流残压（kV、有效值） 效值）值）不小于不大于FZ-35354184104134134FZ-101012.72631454510.2.2.变电所的进线段保护.变电所进线保护的作用在于限制流经避雷器的雷电流幅值和降低入侵波的陡度，是变电所防雷保护的重要措施之一。待设计的变电所与系统变电所相距6kg为了两个变电所的安全运行，建议35KV线路沿全线架设单避雷线，距变电所的2km为进线段保护，其耐雷水平不小于30kA,避雷线的保护角又不宜超过30%10.3接地装置本变电站的接地装置有以下三种：1、工作接地，作用是保证电力系统正常工作而接地。如变压器中性点接地。2、过电压保护接地，是过电压保护装置或设备的金属结构，如避雷器、避雷针、避雷线接地。3、保护接地，是一切正常时不带电的电气设备外壳、配电装置的金属结构（构架）接地。接地电阻值的大小对电力系统的安全运行有着密切的关系。木次设计，接地网采用垂宜接地和水平接地干线联合构成；在避雷针、避雷器及主变压器附近增加垂直接地极，加强散流作用，接地网接地电阻应小于0.5欧姆。1、主接地网采用棒形①50钢管，长2.5米镀锌接地棒，其间以60X6的镀锌（热镀）扁钢连接成环形，钢管上端埋入深度为0.8米。另外，在接地网靠近#1主变位置留一接地检查井。2、户外接地扁钢与主接网可靠焊接，要三面焊牢，其焊接长度为扁钢宽度的三倍。在焊接点必须刷防锈漆2遍，并涂热沥青处理。3、接地网施工完毕后应进行实测，接地电阻RdW0・5欧。否则将采取降阻措施。为保证变电所安全运行，可将独立避雷针的集中接地装置在地中与变电所的共用接地网连接，但为避免雷击避雷针时主接地网电位升高太多造成反击，应保 证连接点至35kV及以下设备的接地线的入地点沿接地的地中距离应大于15n)o11变电站所用变压器和直流操作电源门・1所用电接线变电所所用电属于确保供电负荷，提高所用电供电可靠性的措施如下:①对于容量在60MVA及以上或枢纽变电所采用两台所用变供电。 ①两台所用变分别接至变电所最低一级电压母线或独立电源上，并装设备用电源自接装置。②对于采用复式整流、电容储能等整流电源代替蓄电池时，其交流供电电源由两种不同电压等级取得电源，并装设备用电源自接装置。③能可靠地利用所外380V电源备用时，需2台所变的变电所可装一台所变。④采用强迫油循环水冷却主变或调相机，变电所装设两台所用变。⑤对于3〜10kV有旁路母线且变电所只有一台所用变压器时，该变压器与旁路断路器分别接至两段母线上。⑥对无人值班的变电所，一般采用两台能够自动接入的所用变。⑦对中小型变电所及有人值班的变电所，一般采用一台所用变，其容量一般为50kVAo所用变压器一般高压侧采用熔断器，为了满足用户侧电压质量要求，故宜采用6.3kV的所用变。所用变压器低压侧采用380/220V中性点直接接地的三相四线制，动力和照明公用一个电源，所内一般设置检修电源。木次设计在35kVIV至V段母线上分别接一台50kVA、35/0.4kV变压辭、低压侧为Y0接线、正常运行时供给380/220V站用电源。一台运行一台备用，所用电380/220V母线采用单母线分段接线，三相四线制，中性点直接接地系统。所用屏布置在二次室内。门・2•直流操作电源设计要求蓄电池的直流系统采用220、110、48V三种电压。(1)变电所的直流母线，宜釆用母线或分段单母线的接线。采用分段单母线时,蓄电应能切换至任一母线。(2)重要变电所的操作电源，宜采用一组110V或220V固定铅酸蓄电池组或镉線蓄电池组。作为充电、浮充电用的硅整流装置宜合用一套。其他变电所的操作电源，宜采用成套的小容量镉银电池装置或电容储能装置。(3)供一级负荷的配电所或大型配电所，当装有电磁操动机构的断路器时，应釆用220V或110V蓄电池组作为合、分闸直流操作电源；当装有弹簧储能操动机构的断路器时，宜采用小容量镉银电池装置作为合、分闸操作电源。(4)中型配电所当装有电磁操动机构的断路器时，合闸电源宜采用硅整流，分闸电源可釆用小容量镉線电池装置或电容储能。对重要负荷供电时，合、分闸电源宜采用镉操电池装置。当装有弹簧储能操动机构的断路器时，宜采用小容量镉银电池装置或电容储能式硅整流装置作为合、分闸操作电源。 釆用硅整流作为电磁操动机构合闸电源时，应校核该整流合闸电源能保证断路器在事故情况下可靠合闸。（5）蓄电池组的容量，应满足下列要求：1）全所事故停电lh的放电容量；DL/T5044-2004电力工程直流系统设计技术规程（无人值班2h）。2）事故放电末期最大的冲击负荷容量。小容量镉鎳电池装置中的镉鎳电池容量，应满足分闸、信号和继电保护的要求。（6）当采用蓄电池组作直流电源时，由浮充电设备引起的波纹系数不应大于5%；电压许波动应控制在额定电压的5%范围内。放电末期直流母线电压下限不应低于额定电压的85%,充电后期直流母线电压上限不应高于额定电压的115%。（7）交流整流电源作为继电保护直流电源时，应符合下列要求：1）直流母线电压，在最大负荷时保护动作不应低于额定电压的80%,最高电压不应超过额定电压的115%,并应采取稳压、限幅和滤波的措施。电压允许波动应控制在额定电压5%范围内，波纹系数不应大于5%。2）当釆用复式整流时，应保证在各种运行方式下，在不同故障点和不同相别短路时，保护装置均能可靠动作。3）对釆用电容储能电源的变电所和水电厂，电力设备和线路应具有可靠的远后备保护；在失去交流电源情况下，当有几套保护同时动作时，或在其他情况下消耗直流能量最大时，应保证保护与断路器可靠动作同一厂所的电源储能电容的组数应与保护的级数相适应。11.3本设计选择变电站直流操作电源选用BZGN—23—2X20型镉操电池直流屏技术数据：交流输入380V50HZ功率8KVA馈出回路合闸6路控制6路输出负荷正常12A事故放电10Ah合闸电流120A合闸时电池组端电压2198V直流电压波纹系数〈2%12消防及其它一、消防消防间内配置推车式消防车2台，干粉灭火器10台。消防措施如下： 1、主变压器、微机房等重要场所，设置火灾自动检测报警装置。微机室、二次室内配置二氧化碳或四氯化碳自动灭火器。2、35kV、6kV屋内配电装置、建筑物室内等设置必要的手车式或手提式干粉灭火器，室外设有消防水栓。3、对电缆竖井、电缆沟及屏、柜、箱底部采用封、堵、隔、涂等缩小火灾范围的措施。措施如下：35kV、6kV高压室、二次控制室、通往夹层的电缆孔洞和预留盘位的孔洞用防燃材料堵严，通向电缆沟的孔洞也用防火材料堵严，并有足够的防火段长度。在电缆夹层中备有足够的照明和消防務材。4、对电缆防火采取以下措施①在同一沟道内，动力电缆与控制电缆分层布置。②经主变压器安装检修地通往二次室电缆，在引出场地处的电缆沟中设防火隔墙。③二次室电缆入口处采用防火材料封堵。④一次、二次电缆在进岀电缆隧道、电缆沟入口处采用防水材料封堵。二、采暖和通风该站初设为有人值班变电站，考虑采暖。该站采用自然通风与机械通风相结合的方式。6kU配电室下部装百页窗，上部安装低噪音防爆13变电所内外平面布置说明及要求巍山矿变电所主要有主变压器，室外配电装置，室内配电装置和主控制室等儿个主要部分组成，变电所总体布置，要根据电压等级的多少，各级配电装置的 形成，出线走廊的条件地形条情况等因素，因地妥善加以解决，总体布置中主要应考虑：1、变压器和各级配电装置的连线应尽可能短些。2、保证架空线的方便和敷设电缆出线方便。3、便于变压器和其它设备的出入。4、给扩建和发展留有余地。14.1设备的布置说明:1、屋外布置：①电气间距：屋外配电装置的各项电气间距不小于煤矿电工手册二分册上中表1—3—7所列数值。a.电气设备的套管和绝缘子最低绝缘部位距地大于2.5m。b.设备运输时，其外部廓至无遮拦裸导体之间的主交叉净距不应小于表1-3-7的B值1.15m(35Kv)oc.不同时停电检查修理的无遮拦裸导体之间的主要交叉净距不小于表1-3-7的B值1.15m(35Kv)od.带电部分建筑物和围墙顶部的净距不应小于表1—3—7的B值。②通道和围栏。乩主变电所屋外的配电装置，根据需要可设3m宽的环形道路，道路的弯曲半径可降低到7—7.5ni(以能转汽车为宜)。b.主变压器前设有道路。c.屋外配电装置设有巡视操作和检修用的通道，其宽度为0.8-lm,通道通常铺以碎石路面，有的可用电缆沟盖板作为通道。d.变电所的外围墙高度采取2m。e・屋外配电装置中有关尺寸按手册4上中的表1—3—8。f.油浸安装的屋外油浸变压器，相邻变压器之间的最小距离为5ni。g.屋外设单个油箱充油量在1250公斤以上时，设有能容纳20%油量贮油池，屋外贮油池或渗油坑内一般铺设厚度为250mm以上的卵石层。h.屋外相邻的油浸变压器，保持适当的防水间距，防水间距不小于lnio f.屋外配电装置设有抗震措施(电气设备之间用软导体或伸缩接头连接,不易降低安装高度)。2、屋内布置：①通道：a.屋内配电装置走廊的宽度保证设备的搬运和维护方便，不小于表1—3—16中所列的数据。b.搬运设备的走廊宽度应考虑搬运的方便，一般按最大设备宽度加0.4—0.5m。c.配电和装置室内应有两个出口。②屋内布置要求：变电所屋内部分，一般有高压配电室、低压配电室、控制室、静电电容器室、电抗器室、降压变压器室、工具休息室等。为了节省建筑面积，将直流系统，低压配电室和主控室连在一起。a.变电所高压配电装置，预留不少于总安装数25%的备用位置，并在6Kv侧的备用位置处增设一台备用高压开关柜。b.静电电容器室布置在室内，避免西晒，并考虑通风措施。c.电抗器室，采用三相垂直布置，且采用自然通风，即能满足要求。③主控室：a.主控制室为单独房间，位置选择在使控制电缆最短和便于运行人员联系及观察屋外主要设备的地方与6kv配电室连在一起。b.控制室采用单屋，控制室有两个出口靠近主变。c.主控室内装有控制屏，继电器屏，信号屏，计量仪表屏以及所用交直流电屏等。 结束语木次设计35KV变电站为有人值守变电站，需要安排值班人员，已经不适应变电站的发展方向，变电站的设计应该向综合自动化发展。1.1变电站综合自动化的定义变电站综合自动化技术是在计算机保护、计算机监控、远方调度控制等技术的应用经验基础上发展起来的，它集变电站保护、测量、监视和远方控制于一体，代替了常规的变电站保护、仪表、中央信号、远程装置等二次设备，通过变电站各种设备相互交换信息，共享数据，实现对变电站运行自动化进行监视、管理、协调和控制，提高了变电站的保护和控制性能，使变电站更为可靠，改善和提高了电网的控制水平，更为重要的是变电站综合自动化的发展，为电网综合自动化的发展和深入提供了广阔的前景。变电站综合自动化包含以下四个特点:(1)功能自动化它综合了变电站内除了交直流电源以外的全部的二次设备；(2)结构微机化综合自动化系统内主要插件全是微机化、分布式或分散式结构及网络总线连接，将微机保护、数据采集、控制等环节的CPU群构成一个整体；(3)监控集中化、直观化由于常规方式下的仪器仪表、光字牌报警、模拟屏显示均被监视屏幕所取代，常规的控制屏操作也均在CRT屏幕上实现并立即反映操作结果，所以操作监视在一个大屏幕上可集中完成，而且更为直观方便；(4)运行管理智能化智能化不仅表现在常规的自动化功能上(如自动报警，自动报表等)，还表现在能够在线并不断的将自动诊断的结果送往木站或远方的主控端。1.2后台监控功能变电站监控系统是变电站综合自动化的主体部分，它的功能包括数据采集、安全监视、事件顺序记录、电量计算、控制操作、与其它自动化子系统的通信、与远端控制中心(如调度所)的通信等功能。(1)数据采集与显示采集变电站实时运行数据、设备运行状态、消防及保 安信号并通过当地或远方的监视器将运行的状况以数据、画面二种方式反映给操作人员。(1)安全监视对采集量(模拟量、状态量及保护信息等)进行自动监视，当出现异常情况时，能予以判断异常类别并及时报警。(2)事件顺序记录当变电站发牛故障时，对异常信息能够按时间的顺序进行自动记录、存储、远传，以供操作人员当时或以后进行事件分析。(3)电能计算功能系统可实现对采集的电能量进行统计、制表、存储、远传。(4)控制操作系统可实现对断路器、隔离开关的分、合控制和变压器分接头的调节，并具有防止误操作的措施。(5)与其它的自动化子系统通信和交换数据的功能监控系统可向其它的自动化子系统(如微机保护装置)发对时命令，传送保护定值等，各子系统可向监控主机传送相应的信息(如保护动作信息)和报告木身运行状况。(6)与远方控制中心通信功能监控系统可替代常规的远动装置，向地区调度中心或集中控制中心(系统配备1到2个远端接口)发送本站电气运行工况及自动化装置运行状态，和接收远方发出的命令，如时钟同步，遥控装置等。从上述介绍可以看出，变电站监控系统在综合自动化系统中事实上起了核心或主控的作用。1.3国内外发展的状况国外的变电站综合自动化系统是在八十年代发展起来的，各大电气公司相继推出了自己的产品，由于电子技术、计算机技术、通信技术的不断发展，产品已日趋成熟。同时，为了避免各自为战的不良后果，众多的制造厂商之间也制定了这方面的技术规范与标准，如德国电力行业协会(VDEW)与电子制造商协会(ZVEI)制定的关于数字式变电站控制系统推荐草案，美国电力科学研究院关于变电站控制与保护工程的系统规范等。这些技术文件的公布对变电站综合自动化的发展起到了很好的协调与规范作用。国内的变电站综合自动化系统起步较国外稍晚，大约在八十年代开始讨论，研制与开发，真正投入实用是在国内中低压微机保护投入实用并能实现同监控系统交换数据之后。目前，基木上都应用在llOkV或35kV中低压变电站，已投入了相当数量，发挥了积极的作用。通过这次毕业设计，将三年来所学知识进行了一次实践，对35KV变电站的设计过程有了一定的了解，所学知识得到加深，解决问题能力有了提高，但在木次 设计中仍有许多不足，考虑问题欠全面，在以后的工作中多学、多实践，争取更大的提高。参考文献1、崔景岳等《煤矿供电》，煤炭工业岀版社，1988年(第一版) 2、3、4、5、6、顾永辉等苏文成周洪昌等耿毅刘思沛等《煤矿电工手册》煤炭工业出版社，1987年（第一版）《工厂供电》，机械工业出版社，1981年（第一版）《工厂供电》，建筑工业出版社，1981年（第一版）《工业企业供电》，冶金工业出版社，1980（第一版）《煤矿供电》，煤炭工业出版社，1986年版7、8、9、《煤矿安全规程》，煤炭工业出版社，2004年版《矿山电力装置设计规范》，煤炭工业出版社，1984年《变电站设计规程》；10、《过电压及防雷设计规程》；11、《继电保护及自动装置设计技术规范》；12、DL/T5044-2004电力工程直流系统设计技术规程13、《电力工程电气设计手册》；水利电力部西北电力设计院编14、《火力发电厂设计规程》；15、《导体选择规程》；16、《发电厂电气设备》；中国电力出版社17、《电力系统分析》；华中理工大学出版社18、《继电保护及自动装置》； 19、《高电压技术》等;20、其它有关图纸和相关资料'