6KV變電所設(shè)計(jì)說明書

1、前言隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的高速發(fā)展，供電設(shè)計(jì)已成為電氣技術(shù)人員的一項(xiàng)重要工作。本書闡述了*6KV地面變電所的設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)過程，全書共分十二章，盡量反映了新技術(shù)和新設(shè)備，貫徹國(guó)家新的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，書中的文字符號(hào)和圖形符號(hào)全部采用了新國(guó)標(biāo)，計(jì)量單位也全部采用法定計(jì)量單位。全書由*技術(shù)學(xué)院講師*主審。主審人以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度認(rèn)真審閱了全書，并提出了許多寶貴意見，在*講師的指導(dǎo)下順利完成了本書的編寫。在此項(xiàng)*講師表示誠(chéng)摯的謝意。 編 者 2005年5月20日目錄設(shè)計(jì)資料的收集. . . .4第一章 變電所位置及形式的確定. . .6第一節(jié) 變電所位置的確定. . .6第二節(jié) 變電所形式的確定. .6第二章

2、變電所的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)與主變壓器的選擇. . . . . . .7第一節(jié) 變電所的負(fù)荷統(tǒng)計(jì). . .7第二節(jié) 無功功率的補(bǔ)償. . . .10第三節(jié) 主變壓器的選擇. . .11第三章 變電所供電系統(tǒng)的擬定. . .13第一節(jié) 6kv側(cè)接線. . .13第二節(jié) 低壓供電系統(tǒng)的擬定. . .13第三節(jié) 變電所的所用電. . . 14第四節(jié) 低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接地形式的確定. . . . . .14第四章 電線電纜的選擇與敷設(shè). . . .16第一節(jié) 電線、電纜型號(hào)的選擇. . . .16第二節(jié) 電線、電纜截面的選擇. . .16第五章 短路電流計(jì)算. . . . .20第一節(jié) 工礦企業(yè)低壓電網(wǎng)短路電流的

3、計(jì)算電流. . . . 20第二節(jié) 短路電流計(jì)算. . .20第六章 電器設(shè)備的選擇. . . .28第一節(jié)按使用環(huán)境條件選擇設(shè)備的形式. . .28第二節(jié)低壓電器電氣參數(shù)的選擇和效驗(yàn). . .28第三節(jié)低壓電器的選擇. . .30第四節(jié)低壓母線的選擇. . . .31.第五節(jié)低壓配電屏的選擇. . .31第七章 變電所的繼電保護(hù). . . .32第一節(jié)交流操作繼電保護(hù)的類型. .32第二節(jié)交流操作繼電保護(hù)的整定計(jì)算. . .32第三節(jié)低壓系統(tǒng)保護(hù)裝置的整定計(jì)算. .32第八章 變電所的所用電系統(tǒng). . .32第一節(jié)變電所的操作電源. . .32第二節(jié)變電所的所用電. . .32第九章 變電所

4、的中央信號(hào)裝置. . .33第一節(jié) 中央信號(hào)裝置的設(shè)計(jì)原則. . .33第二節(jié) 中央信號(hào)裝置的設(shè)計(jì). . .33第十章 變電所屋內(nèi)外布置. . .34第一節(jié)變電所布置的一般要求. . .34第二節(jié)電器間距通道與圍欄. . . . .34第三節(jié)各電器設(shè)備室的布置. . . .34第四節(jié)屋外變壓器布置. . .34第十一章變電所的防雷與接地. . .35第一節(jié)變電所的防雷保護(hù). . .35第二節(jié)配電網(wǎng)的防雷保護(hù). .35第三節(jié)變電所的接地系統(tǒng). .35第十二章電器照明設(shè)計(jì). . . . 36第一節(jié)電器照明的設(shè)計(jì)與要求. .36第二節(jié)電光源類型的選擇 . .36第三節(jié)燈具的選擇與布置. . 37第四

5、節(jié)照明計(jì)算. . . .37第五節(jié)照明供電系統(tǒng)的擬定. .37第六節(jié)設(shè)備保護(hù)裝置及導(dǎo)線的選擇與布置. .37參考文獻(xiàn) . . . . . .38設(shè)計(jì)資料的收集一、設(shè)計(jì)所需原始資料1 設(shè)計(jì)企業(yè)的資料1） 企業(yè)的地理交通資料平煤*，位于*公交車均可到達(dá)，是一個(gè)交通運(yùn)輸十分便利的大型現(xiàn)代化礦井。2） 企業(yè)的平面布置資料企業(yè)的平面布置圖如圖1所示： 圖 13） 企業(yè)的負(fù)荷資料與發(fā)展規(guī)劃企業(yè)的高壓負(fù)荷資料見表1低壓負(fù)荷見表2所示： 4）企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境特征我礦戊二120、戊二190兩組煤都具有煤塵爆炸性，其中爆炸指數(shù)為21.3544%，表明各主要可采煤層的煤塵均有較大的爆炸危險(xiǎn)性，為了防止瓦斯煤塵爆炸事故

6、。我礦采取了煤層注水和相應(yīng)的通風(fēng)措施，收到了良好的效果。礦井煤層由南向北單向傾斜。煤層傾角在525度之間，一般在17度左右；東翼為515度，中部為17度左右，西翼為1730度，并有褶曲構(gòu)造和其它影響，這些都會(huì)對(duì)回采生產(chǎn)帶來較大的影響。根據(jù)礦2003年度礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果為：礦井絕對(duì)涌出量為27.74立方米/每分鐘。相對(duì)瓦斯涌出量為12.16立方米/噸，礦井絕對(duì)二氧化碳涌出量為14.33立方米/每分鐘，相對(duì)二氧化碳涌出量為6.18立方米/噸（其中：戊二120擴(kuò)大采區(qū)絕對(duì)瓦斯涌出量為5立方米/每分鐘，相對(duì)瓦斯涌出量為2.02立方米/噸，絕對(duì)二氧化碳涌出量為2.82立方米/每分鐘，相對(duì)二氧化碳涌出

7、量為4.45立方米/噸，戊二190采區(qū)絕對(duì)瓦斯涌出量為21.45立方米/每分鐘，相對(duì)瓦斯涌出量為11.35立方米/噸，絕對(duì)二氧化碳涌出量為8.77立方米/分鐘，相對(duì)二氧化碳涌出量為4.72立方米/噸)，礦井瓦斯等級(jí)為煤與瓦斯突出礦井，其中以戊二190煤層為突出煤層。鑒定結(jié)果：本礦為高瓦斯礦井。 我礦通風(fēng)式為中央并列式，通風(fēng)方法為抽出式，進(jìn)風(fēng)井二個(gè)， 即北風(fēng)井、南風(fēng)井。*煤層賦存條件較好, 地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。目前擁有兩個(gè)水平，一水平通過主井提升，二水平出煤通過鋼纜皮帶直接運(yùn)往地面，經(jīng)煤樓入倉(cāng)、落地等。5）企業(yè)概況*，擁有固定資產(chǎn)3.8億元，職工7123人,是一個(gè)技術(shù)先進(jìn)、交通運(yùn)輸十分便利的大型現(xiàn)代化

8、礦井。礦井井田面積26.2平方公里,可采儲(chǔ)量1.29億噸，年核定生產(chǎn)能力260萬(wàn)噸，是平煤集團(tuán)公司第二大骨干生產(chǎn)骨干。*興建于1958年，1970年簡(jiǎn)易投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90萬(wàn)噸/年。 1978年首次進(jìn)行技術(shù)改造，核定生產(chǎn)能力120萬(wàn)噸/年；1983年第二次進(jìn)行技術(shù)改造，礦井核定生產(chǎn)能力210萬(wàn)噸/年。1993年礦井實(shí)際生產(chǎn)能力達(dá)到260萬(wàn)噸/年。該礦可采煤層2組5層，煤層賦存條件較好, 地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。主要商品煤為1/3焦煤,灰分26-28%,發(fā)熱量5200-5800大卡，廣泛用于電力、建材、工業(yè)及民用等行業(yè)。建成了洗煤廠一期工程，年入洗煤量60萬(wàn)噸。構(gòu)建了“抓住前提、把住源頭、控制終端、監(jiān)

9、測(cè)全過程”的煤質(zhì)管理網(wǎng)絡(luò)。多年來，*以煤為依托，積極實(shí)施多元化發(fā)展戰(zhàn)略，多種經(jīng)營(yíng)初具規(guī)模，重點(diǎn)項(xiàng)目有礦用皮帶扣廠 、配件廠、樹脂藥卷廠、養(yǎng)殖廠、礦泉水廠、印刷廠 、青年商店等10個(gè)廠店，從業(yè)人員1000人，資產(chǎn)總額達(dá)1500萬(wàn)元，進(jìn)一步增強(qiáng)了企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)、抗擊風(fēng)險(xiǎn)的能力。2 電源資料上級(jí)變電所6（10）千伏母線上的短路容量經(jīng)調(diào)查短路容量為Ss =123.3MvA3、其他資料1） 氣象資料日平均值：最低氣溫-10度，最高氣溫32度年極值：最低氣溫-15度，最高氣溫40度雷雨天數(shù)：二十天月平均最氣溫：242）水文地質(zhì)及地震資料本礦井水文地質(zhì)屬?gòu)?fù)雜類型，井田內(nèi)沒有大的地表水，只有一些小的水溝和一些中

10、小型水體。本礦涌水來源主要煤層底板灰?guī)r水、頂板砂巖水及老塘水，另外一水平南風(fēng)井以及主、付井井筒周圍是降水滲入的主要通道，對(duì)礦井涌水量有影響；地下水主要為開采煤層的頂板砂巖孔隙裂水和底板灰?guī)r水及老塘水這些含水層因其水頭高，水壓大，采掘過程中一旦被破壞就會(huì)通過裂隙帶或?qū)當(dāng)鄬佑砍?，?yán)重威脅安全生產(chǎn)。我礦回采中一般采用跳采，等回頭再采所留階段煤層時(shí)上部采空區(qū)可能已滿水，并且又是采取沿空掘進(jìn)（中對(duì)中6-8米），因此，老空水比其它水對(duì)礦井生產(chǎn)威脅更大，據(jù)統(tǒng)計(jì)2003年預(yù)計(jì)放出老空水15立方米/小時(shí)左右。全礦正常涌水量約為900立方米/小時(shí)左右，其中一水平300立方米/小時(shí)，二水平600立方米/小時(shí)。第一

11、章 變電所位置及供電電源的確定 第一節(jié) 變電所位置的確定一、確定變電所的位置變電所位置合適與否，將直接關(guān)系到供電的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、安全性。因此變電所的所址應(yīng)符合以下幾項(xiàng)要求：（1）盡量接近負(fù)荷中心；（2）不占或少占農(nóng)田(3)交通運(yùn)輸方便；(4)便于各級(jí)電壓線路的引入和引出（架空線路走廊應(yīng)與所址同時(shí)確定）；(5)地質(zhì)條件適宜（例如避開斷層、滑坡、塌陷區(qū)、溶洞地帶，避開有危巖和易發(fā)生的場(chǎng)所），如在煤田上則應(yīng)避免壓煤，躲開采空區(qū)等；(6)盡量不設(shè)在空氣污穢地區(qū)，否則應(yīng)采取防污措施或設(shè)在污源的上風(fēng)側(cè)；(7)所址的標(biāo)高宜在50年一遇的高水位之上，否則應(yīng)有防護(hù)措施；(8)所址不應(yīng)為積水淹浸，山區(qū)變電所的防

12、洪設(shè)施應(yīng)滿泄洪要求；(9)具有生產(chǎn)和生活用水的可靠水源；(10)適當(dāng)考慮職工生活上的方便；(11)應(yīng)考慮對(duì)鄰近設(shè)施的影響；(12)留有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余地。綜合上述，結(jié)合單位所在地的實(shí)際情況將變電所建在綜機(jī)工廠以東、主付井以南、洗煤廠以西標(biāo)高160米處。 第二節(jié) 變電所形式的確定1、對(duì)供電電源的要求：（1）、電源一般取自然電源。因煤礦是一類負(fù)荷企業(yè)，應(yīng)由兩回路獨(dú)立電源供電。（2）、對(duì)一類負(fù)荷的工礦的企業(yè)的兩回路電源線路，當(dāng)任一回路發(fā)生故障而停電時(shí)，另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)起企業(yè)的全部負(fù)荷用電。（3）、有一類負(fù)荷的工礦企業(yè)的兩回路電源上，不得分接任何負(fù)荷（特殊情況下，經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn)，其一回路可受不分接負(fù)荷的限

13、制）。2、供電電源及供電方式的確定企業(yè)變電所的電源可從鄰近的謝莊變電站6千伏母線T接，通過平行回路供電獲得。3、電源進(jìn)線方式的確定確定兩回路線路的運(yùn)行方式，當(dāng)一回路能擔(dān)負(fù)起企業(yè)全部負(fù)荷時(shí)，另一回路備用。第二章 變電所的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)與主變壓器的選擇第一節(jié) 變電所的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)負(fù)荷計(jì)算是為了選擇變壓器臺(tái)數(shù)和容量，選擇變電所電氣設(shè)備和導(dǎo)線截面積。確定測(cè)量?jī)x表的量程，選擇繼電保護(hù)裝置，提供重要的計(jì)算依據(jù)。所以計(jì)算準(zhǔn)確與否直接影響設(shè)計(jì)的供電質(zhì)量。根據(jù)我國(guó)設(shè)計(jì)部門現(xiàn)行工礦企業(yè)的供電設(shè)計(jì)時(shí)常用需用系數(shù)法和二項(xiàng)系數(shù)法，本次設(shè)計(jì)采用 需用系數(shù)法。1、單組用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算按下式計(jì)算Pca=KdePnQca=Ptgmn

14、Sca=(Pca2+Qca2)1/2式中Pca、Qca、Sca該組用電設(shè)備的有功、無功、視在功率計(jì)算值。其單位分別為：KW、Kvar、KVAKde該組用電設(shè)備的需用系數(shù)查工礦企業(yè)供電表2-1、表2-2該組用電設(shè)備的負(fù)荷電流按下式計(jì)算：Ica=Sca/1.732UnIca該組用電設(shè)備的總負(fù)荷電流，AUn電網(wǎng)的額定電壓，KV該組用電設(shè)備一年的耗電量是E=PcaTmax E該組用電設(shè)備全年和耗電量，KVATmax該組用電設(shè)備年最大負(fù)荷利用小時(shí)，KW.h2、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，再以各組間最大負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，即可求出變電所的總計(jì)算負(fù)荷。P=KspPcaQ=KsqQcaS=（

15、P2+Q2）1/2P、Q、S變電所負(fù)荷的總有功，無功、視在功率計(jì)算值KW、Pca Qca_變電所各組用電設(shè)備的有功、無功功率計(jì)算之和Ksp、Ksq各組用電設(shè)備最大負(fù)荷不能同時(shí)出現(xiàn)的組間最大負(fù)荷同時(shí)系數(shù)。變電所的功率因數(shù)為COS=P/S以我礦年產(chǎn)能力150萬(wàn)噸，地區(qū)電源為6.3KV，礦井用電設(shè)備的技術(shù)數(shù)據(jù)見負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表表1和表2一、負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)應(yīng)從線路末端開始逐級(jí)向電源側(cè)統(tǒng)計(jì)，先統(tǒng)計(jì)各低壓負(fù)荷組的計(jì)算負(fù)荷，選出配電變壓器。1.低壓負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)（1）用電設(shè)備功率的確定。由于煤礦大量負(fù)荷都為長(zhǎng)時(shí)或短時(shí)工作制的負(fù)荷，其設(shè)備的功率等于其額定功率所以不必計(jì)算。（2）單項(xiàng)負(fù)荷換算為三相負(fù)荷。由于煤礦單相用

16、電設(shè)備占總負(fù)荷比例很少，故均按三相平衡負(fù)荷計(jì)算。（3）用電設(shè)備(組）的計(jì)算負(fù)荷. 用需用系數(shù)統(tǒng)計(jì)負(fù)荷查工礦企業(yè)供電表2-1、2-2，查出對(duì)應(yīng)電氣設(shè)備（組）需用系數(shù)Kde，功率因數(shù)COSwm，并計(jì)算其正切值 wm，填于負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表中，然后用工礦企業(yè)供電中公式2-6、2-7分別計(jì)算臺(tái)或成組三相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，并分別填于負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表各相應(yīng)欄內(nèi).下面以工業(yè)廣場(chǎng)中的礦燈房為例計(jì)算各組設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷：查<<工礦企業(yè)供電>>中表2-1和表2-2知：kde=0.7, wm=0.7,則Pca=kdePN=0.760.5=42.4kwQca=pca wm=42.41.02=43.2kvar

17、Sca=60.6kvaE=PcaTmax=42.43600=152.6mwh將上述計(jì)算結(jié)果分別填入低壓負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表第1114欄和第16欄內(nèi)，其他各組負(fù)荷的計(jì)算與上述相同，詳見表2-3和2-4:(4)地面低壓負(fù)荷統(tǒng)計(jì)。將表2-4中第1-10行的有關(guān)數(shù)據(jù)相加，即Pca=181.9+158.8+39.2=1325.9kwQca=185.5+162.0+40.0=998.8Kvar低壓負(fù)荷計(jì)算：查<<工礦企業(yè)供電>>知Ksp=0.95,Ksq=0.97則=KspPca=0.951325.9=1259.6kw= KsqQca=0.97998.8=968.8kvar=wm=(5)配電

18、變壓器的選擇?？紤]到工業(yè)廣場(chǎng)有一類負(fù)荷的輔助設(shè)備，為了保證供電的可靠須選兩臺(tái)變壓器，每臺(tái)變壓器的計(jì)算容量為經(jīng)查煤礦電工手冊(cè)選S9-1250/10型變壓器兩臺(tái)，其技術(shù)數(shù)據(jù)見表2-3表2-3 型號(hào)額定容量額定電壓，kv額定損耗，kw阻抗電壓空載電流連接組重量t外形尺寸，mm高壓低壓空載短路長(zhǎng)寬高S9-1250/10125060.42.211.84.51.2y.yno4.65231019012630變壓器的負(fù)荷系數(shù)為（6）地面工業(yè)廣場(chǎng)高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷。工業(yè)廣場(chǎng)低壓計(jì)算負(fù)荷加上配電變壓器的功率損耗，即為6千伏高壓惻的計(jì)算負(fù)荷。變壓器功率損耗計(jì)算：高壓惻計(jì)算負(fù)荷：將高壓惻計(jì)算負(fù)荷填入表2-中，參與全礦負(fù)荷

19、的統(tǒng)計(jì)，其它各組低壓用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算方法同上。2、全礦負(fù)荷統(tǒng)計(jì)（1）高壓用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。其計(jì)算方法與上述低壓礦燈房負(fù)荷計(jì)算相同，詳見負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表2-（2）全礦高壓負(fù)荷統(tǒng)計(jì)。將全礦各組高壓（側(cè)）計(jì)算負(fù)荷相加，即 (3)全礦計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算全礦6千伏側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷，應(yīng)考慮各組間最大負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，取Ksp=0.9,Ksq=0.95,則將計(jì)算結(jié)果填入負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表2-中第二節(jié) 無功功率的補(bǔ)償因全礦自然功率因數(shù)=0.816,低于0.9，所以應(yīng)進(jìn)行人工補(bǔ)償，補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.95以上，即=0.95。一、電容器補(bǔ)償方案的確定電容器補(bǔ)償方案一般可以有以下幾種：1.在變電所6kv母線上集中補(bǔ)償。2.在變電

20、所6kv母線上和變壓器低壓側(cè)，高、低壓混合補(bǔ)償。3.在變電所6母線上和高壓線路末端，集中和分散混合補(bǔ)償（一般裝于下級(jí)變電所母線，當(dāng)變電所負(fù)荷較集中，且對(duì)其他分散的單個(gè)負(fù)荷不便管理，可不采用分散補(bǔ)償）。4.在變壓器低壓側(cè)補(bǔ)償。根據(jù)以上原則，結(jié)合我礦實(shí)際，決定選用第一種方案在變壓器6kv母線上集中補(bǔ)償。二、電容器補(bǔ)償容量計(jì)算1）全礦所需補(bǔ)償容量為2)電容器柜數(shù)及型號(hào)的確定。電容器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

21、線，因此每段母線上的電容器柜也應(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=3；變電所電容器柜總數(shù)N=4n=12三、電容器的實(shí)際補(bǔ)償容量：四、人工補(bǔ)償后的功率因數(shù)因?yàn)?功率因數(shù)符合要求。第三節(jié) 主變壓器的選擇經(jīng)調(diào)查知謝莊變電所向*變電所供電的主變壓器為兩臺(tái)，型號(hào)均為SFL7-8000/35型其技術(shù)數(shù)據(jù)見表2-4：型號(hào)額定容量額定電壓，kv額定損耗，kw阻抗電壓空載電流連接組重量t外形尺寸，mm高壓低壓空載短路長(zhǎng)寬高SFL7-8000/358000356.311.5457.50.8YN,dll17.1410030603430表2-4變壓器的負(fù)荷率為 五、全礦

22、總負(fù)荷1）變壓器損耗計(jì)算、變壓器的有功損耗：（2）變壓器的無功損耗:2)、全礦總負(fù)荷全礦功率因數(shù)為0.9985、全礦噸煤電耗由負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表知，全礦總耗電量為E=39395.4,本礦年產(chǎn)量為260萬(wàn)噸,故噸煤耗電量為 3)、確定變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式、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，當(dāng)變電所總負(fù)荷大于2664KVA時(shí)，兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行；當(dāng)負(fù)荷小于2664KVA時(shí)，一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行較經(jīng)濟(jì)。本變電所應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器并聯(lián)的運(yùn)行方式。第三章 變電所供電系統(tǒng)的擬定第一節(jié) 6千伏側(cè)接線 一、單母線分段式結(jié)線方式的確定 單母線結(jié)線如圖3-1a所示。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)線筒單，所用設(shè)備少，投資小。缺

23、點(diǎn)是供電可靠性差，一旦母線出現(xiàn)電源進(jìn)線開關(guān)故障檢修時(shí)，用戶全部停電。因此，它只適用于容量小、對(duì)供電可靠性要求不高的變電所。 雙母線結(jié)線如圖3-1b所示。變電所每條進(jìn)、出線，通過耳聞開關(guān)分別接到兩條母線上，兩條母線之間用聯(lián)絡(luò)開關(guān)聯(lián)接，互為務(wù)用。其優(yōu)點(diǎn)是供電可靠、靈活。缺點(diǎn)是所用設(shè)備多，投資大，結(jié)線復(fù)雜，操作安全性差。這種結(jié)線多用于對(duì)供電可靠性要求高的大容量樞紐變電所。 單母線分段式紹線如圖3-1c所示。電源進(jìn)線分別接于不同的母線段上。對(duì)于變電所的重要負(fù)荷，其配出線必須接在兩段母線上，構(gòu)成平行雙回路或環(huán)形供電方式，以防母線故障中也非供電。對(duì)只有一回電源線路的其它負(fù)荷，分散接在兩段母線上，并晝使兩段

24、母線負(fù)荷分配均勻。這種結(jié)線的優(yōu)點(diǎn)是能保證重要負(fù)荷的供電可靠性，與雙母線相比所用設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)，系統(tǒng)結(jié)線簡(jiǎn)單、操作安全。適用于出線回路不太多、母線故障可能性較少的變電所。當(dāng)母線出線回路較多，應(yīng)采用斷路器線聯(lián)絡(luò)開關(guān)，這樣操作方便、運(yùn)行靈活。當(dāng)母線出線回路較少時(shí)，用隔離開關(guān)作母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)較為經(jīng)濟(jì)。鑒于以上各結(jié)線方式特點(diǎn)由于變電所帶有一二類負(fù)荷，所以采用兩路6kv架空線進(jìn)線，電源引自距變電所11千米外的謝莊電廠，一次側(cè)采用斷路器配合隔離開關(guān)作為進(jìn)線開關(guān)，6kv母線采用單母線分段式結(jié)線。-圖3-1 第二節(jié) 低壓供電系統(tǒng)的擬定一、全橋結(jié)線方式的確定由于該變電所低壓負(fù)荷中有一二類負(fù)荷，如壓風(fēng)機(jī)輔助設(shè)備主副井提

25、升輔助設(shè)備等，對(duì)供電可靠性要求較高，為了保證一二類負(fù)荷供電的可靠性，特設(shè)S9-1250/10型配電變壓器兩臺(tái)，每臺(tái)變壓器的高壓側(cè)均通過斷路器和隔離開關(guān)分接在兩段6kv母線上，低壓側(cè)采用單母線分段式接線用斷路器和隔離開關(guān)作為其聯(lián)絡(luò)開關(guān)，組成全橋結(jié)線方式（見圖3-1a）。其特點(diǎn)為線路側(cè)、變壓器側(cè)和母線側(cè)均裝有斷路器， 具有運(yùn)行靈活、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)不論是切換變壓器還是切換線路，都很方便，并易發(fā)展成分段單母線結(jié)線的中間變電所，雖然其需用設(shè)備多，投資大，占地面積大，于內(nèi)橋（見圖3-1b）和外橋（見圖3-1c）結(jié)線方式相比，其實(shí)用性和可靠性最強(qiáng)，所以選用有兩路電源和兩臺(tái)主變壓器的全橋結(jié)線.圖3-2第三節(jié)

26、變電所的所用電因該所內(nèi)裝有供一、二類低壓負(fù)荷使用的配電變壓器，其可靠性較高，且能滿足所用電要求，所以不另設(shè)專用的所用變壓器，所用電直接從配電變壓器的兩段低壓母線上引出。第四節(jié) 低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接地形式的確定由于配電變壓器低壓側(cè)采用三相四線制供電系統(tǒng)，其電源中性點(diǎn)采用直接接地的運(yùn)行方式，直接接地的中性點(diǎn)稱為零點(diǎn)，由零點(diǎn)引出的導(dǎo)線稱為零線。保護(hù)接零系統(tǒng)屬于TN(TN-C)系統(tǒng)，就是將電器設(shè)備正常情況下不帶電的外露金屬部分與電網(wǎng)的零線做電氣連接，如圖3-2所示當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生一相碰殼時(shí)，則通過設(shè)備外殼造成相線對(duì)零線的金屬性單相短路，使線路中的過流保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，切斷故障通路，減少了觸電的幾率。如果在

27、電源被切斷之前恰有人觸及該帶電外殼，則利用保護(hù)接零的分流作用，減少了人身觸電電流，降低了接觸電壓，使人身觸電的危險(xiǎn)性的以減小。保護(hù)接零與保護(hù)接地相比，其最大的優(yōu)越性就是能使保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，快速切斷電源，從而克服了保護(hù)接地的局限。鑒于保護(hù)接零的以上優(yōu)點(diǎn)，決定選用。，第四章 電線、電纜的選擇與敷設(shè)第一節(jié) 電線、電纜型號(hào)的選擇輸電導(dǎo)線的選擇是供電設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，為保證供電安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理和供電質(zhì)量的要求，必須正確合理地選擇輸電導(dǎo)線的型號(hào)和截面。6KV一次側(cè)架空線選用LGJ-185型鋼芯鋁絞線其技術(shù)數(shù)據(jù)見表5-1所示：表 5-1標(biāo)稱截面實(shí) 際 截 面鋁鋼截面比結(jié)構(gòu)尺寸根數(shù)計(jì)算直徑直流電阻20度

28、拉斷力彈性系數(shù)熱膨脹系數(shù)計(jì)算質(zhì)量185鋁鋼5.3鋁鋼電線鋼芯0.163650008000018.8774182.4034.3628/2.887/2.519.027.56kv母線選用矩形硬鋁母線第二節(jié) 電線、電纜截面的選擇一、6kv母線截面的確定1、按允許載流量選擇母線截面母線采用平放經(jīng)查表1知 即母線最大長(zhǎng)時(shí)工作電流為 查工礦企業(yè)供電表5-6選608查工礦企業(yè)供電表6-1知矩形母線，其長(zhǎng)時(shí)允許電流為975A,由于環(huán)境最高溫度為40度，所以其長(zhǎng)時(shí)允許電流修正為 式中實(shí)際環(huán)境溫度下電器設(shè)備允許的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流電器設(shè)備允許的最高溫度電器設(shè)備規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度實(shí)際環(huán)境溫度KSO溫度修正系數(shù)，不符合發(fā)

29、熱條件的要求，改選808型母線，其長(zhǎng)時(shí)允許電流為1215A即故所選母線合格2、6kv母線的校驗(yàn)1）母線動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)查表工礦企業(yè)供電3-11形狀系數(shù)曲線可知，808mm的矩形母線形狀系數(shù)Ks=1，母線中心距為0.25m，三相短路電流為每跨距母線所受的最大電動(dòng)力為式中 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A(chǔ)L母線跨距cma兩母線間中心線間的距離cm查工礦企業(yè)供電表5-7，知母線的抗彎距即 母線計(jì)算應(yīng)力為 鋁母線的允許應(yīng)力 故滿足動(dòng)穩(wěn)定要求2）母線短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流實(shí)際存在時(shí)間即 查工礦企業(yè)供電表3-11得鋁線熱穩(wěn)定系數(shù) C=97,母線的最小熱穩(wěn)定截面為故熱穩(wěn)定效驗(yàn)

30、合格。最后，確定選用LMY-808型硬鋁母線。二、支柱絕緣子的選擇因母線為單一矩形母線且面積不大，故選用ZNA-6型戶內(nèi)式支柱絕緣子，其額定電壓為6千伏，破壞力Fd=3675N,故其最大允許抗彎力為由上述計(jì)算可知，母線在一個(gè)跨距中所受到的最大電動(dòng)力F=643.5N。由于母線平放，折算系數(shù)為1，則 滿足了動(dòng)穩(wěn)定條件。三、套管絕緣子的選擇由于母線長(zhǎng)時(shí)工作電流為917.32A,電壓6千伏，故選戶外鋁導(dǎo)體穿墻套管絕緣子型號(hào)為：CWLB-10/1000型，額定電壓10千伏，額定電流1000安，套管長(zhǎng)度L2=0.6m,最大破壞力為7350N,5s熱穩(wěn)定為20KA。1、熱穩(wěn)定效驗(yàn) 故熱穩(wěn)定滿足要求。2、動(dòng)穩(wěn)

31、定效驗(yàn)支撐距離 電動(dòng)力 選B級(jí)抗彎強(qiáng)度的穿墻套管，其Fd=7350N,則滿足了動(dòng)穩(wěn)定要求。由上述可知，選擇CWLB-10/1000型套管絕緣子合適。四、主井提升供電電纜型號(hào)及截面的確定1、確定電纜型號(hào)考慮到電纜的敷設(shè)場(chǎng)所供電的可靠性，初步確定選擇使用交聯(lián)聚氯乙烯護(hù)套裸細(xì)鋼絲鋼絲鎧裝電力電纜YJV30型2、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面時(shí)，應(yīng)按正常工作時(shí)的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流選擇和計(jì)算。其最大長(zhǎng)時(shí)工作電流為其最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)一般為3000h,查表6-17知經(jīng)濟(jì)電流密度Ied=2.25A/mm,所以經(jīng)濟(jì)截面為選擇標(biāo)稱截面為70mm的電纜一條3、按長(zhǎng)時(shí)允許電流校驗(yàn)電纜截面查工礦企

32、業(yè)供電表6-12，50mm電纜的長(zhǎng)時(shí)允許電流為294A>203A,滿足了要求。4、按允許電壓損失效驗(yàn)電纜截面6kv供電線路允許電壓損失不高于5%，所以其允許電壓損失主井提升電纜正常工作時(shí)的電壓損失為正常時(shí)的電壓損失滿足要求（式中r0=0.429,x0=0.063由工礦企業(yè)供電表3-5查的）5、按短路熱穩(wěn)定條件校驗(yàn)電纜截面主井提升供電電纜首端三相短路電流穩(wěn)定值為 知向主井提升供電的開關(guān)繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.5秒；斷路器的分?jǐn)酁?.2秒；則周期分量的假想作用時(shí)間;非周期分量的假想作用時(shí)間 ；所以短路電流的假想作用時(shí)間。主井提升供電電纜的最小熱穩(wěn)定截面為 合格最后確定選用YJV30-6000-

33、170型交聯(lián)聚氯乙烯護(hù)套裸細(xì)鋼絲鋼絲鎧裝電力電纜其它各路6kv供電電纜型號(hào)及截面選擇和效驗(yàn)與以上方法相同，其數(shù)據(jù)見表5-2 表5-2名稱經(jīng)濟(jì)截面電纜型號(hào)長(zhǎng)度M主井提升70YJV30-6000-270180副井提升50YJV30-6000-250170壓風(fēng)機(jī)70YJV30-6000-270260南風(fēng)井50YJV30-6000-250600北風(fēng)井50YJV30-6000-250600地面工業(yè)廣場(chǎng)70YJV30-6000-1701500鍋爐房35YJV30-6000-1351500機(jī)修廠35YJV30-6000-135750洗煤廠50YJV30-6000-150180主排水泵70YJV30-6000

34、-270900井底中央變電所95YJV30-6000-2951700第五章 短路電流計(jì)算第一節(jié) 工礦企業(yè)低壓電網(wǎng)短路電流的計(jì)算特點(diǎn)1.短路電流可按無限大電源容量系統(tǒng)計(jì)算。2.當(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)中的變壓器容量不超過電源容量的5%時(shí)，高壓系統(tǒng)的阻抗可忽略不計(jì)。3.低壓電網(wǎng)短路回路需要計(jì)及的阻抗有：10米以上的電纜母線以及架空線的阻抗，多匝電流互感器一次線圈的阻抗，自動(dòng)開關(guān)的過電流線圈的阻抗，開關(guān)觸頭的接觸電阻。4.低壓電網(wǎng)要計(jì)及電阻的影響，只有當(dāng)回路的總阻抗小于總阻抗的三分之一時(shí)才可以不計(jì)電阻的影響。5.低壓電網(wǎng)短路電流一般可以不考慮非周期分量，只有在變壓器低壓側(cè)母線上或低壓配電屏內(nèi)部發(fā)生短路時(shí)，才需要計(jì)

35、算非周期分量。6.低壓短路電流計(jì)算，用有名單位制計(jì)算更為方便，即電壓用v、電流用KA、阻抗用、容量用KVA。第二節(jié) 短路電流計(jì)算1、所需計(jì)算的短路電流值1）、短路穩(wěn)態(tài)電流。當(dāng)短路電流的非周期分量衰減完畢后，短路電流進(jìn)入了新的穩(wěn)定狀態(tài)，這時(shí)的短路電流有效值稱為短路穩(wěn)態(tài)電流，用Iss表示，可用它來檢驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定性。2）、次暫態(tài)短路電流。在短路暫態(tài)過程中，短路電流周期分量第一個(gè)周期的有效值稱為次暫態(tài)電流，用I表示，I=Iss=Ipe可用于繼電保護(hù)裝置的整定和計(jì)算短路電流沖擊值及短路沖擊電流的有效值。3）、短路電流沖擊值。在暫態(tài)過程中，短路電流最大可能的瞬時(shí)值，即為短路沖擊電流，用Iim表示。式中K

36、im沖擊系數(shù)，即高壓電網(wǎng) 一般電網(wǎng) 效驗(yàn)電器設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性。4)、短路沖擊電流有效值。通常把短路后第一個(gè)周期短路電流的有效值稱為短路沖擊電流有效值或短路電流最大值，用Iim表示。對(duì)于高壓電網(wǎng) 對(duì)于低壓電網(wǎng) 用于效驗(yàn)設(shè)備的載流導(dǎo)體及母線的動(dòng)穩(wěn)定性。5)、次暫態(tài)短路容量式中短路點(diǎn)所在電網(wǎng)的平均電壓主要用于效驗(yàn)開關(guān)電器的分段能力。6）、短路后0.2S時(shí)的短路電流周期分量 有效值和短路容量短路電流周期分量有效值額定短路電流容量常用于效驗(yàn)開關(guān)電器的額定開斷電流和額定斷流容量。2、無限大電源容量系統(tǒng)短路電流的計(jì)算短路電流的計(jì)算方法和步驟如下：1）、繪制計(jì)算電路圖進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)應(yīng)首先繪制短路計(jì)算圖和最大

37、運(yùn)行方式電路圖:2）、繪制等值電路圖為避免短路計(jì)算出現(xiàn)錯(cuò)誤，還應(yīng)繪制短路點(diǎn)的等值電路圖，如下圖5=1所示：本例忽略電阻，只考慮電抗架空線路的電抗由工礦企業(yè)供電表3-3得 因此將各阻抗計(jì)算結(jié)果填入S1點(diǎn)的等值電路圖,并計(jì)算其總阻抗五、三相短路電流和短路容量的計(jì)算1、繪制電路圖并計(jì)算各元件的相對(duì)基準(zhǔn)電抗繪制短路計(jì)算電路圖和等值電路圖如圖5-2所示：選擇基準(zhǔn)容量Sda=100MVA則各元件的相對(duì)基準(zhǔn)電抗：電源系統(tǒng)的相對(duì)基準(zhǔn)電抗： 高壓架空線路的相對(duì)基準(zhǔn)電抗:變壓器的相對(duì)基準(zhǔn)電抗:1）、S1點(diǎn)短路電流和短路容量計(jì)算、S1點(diǎn)短路時(shí)短路回路總相對(duì)電抗為：、S1點(diǎn)的基準(zhǔn)電流 三相短路電流三相短路容量 2)、

38、至井底中央變電所電抗器的相對(duì)基準(zhǔn)電抗:電纜的相對(duì)基電抗： S2點(diǎn)短路電流和短路容量(1)S2點(diǎn)短路時(shí)短路回路的總相對(duì)電抗為S2的短路電流和短路容量計(jì)算如下：三相短路電流： 三相短路容量： 3)、主井提升機(jī)短路計(jì)算電纜的相對(duì)基電流S3點(diǎn)的總相對(duì)電抗為三相短路電流：三相短路容量： 4)、副井提升短路計(jì)算電纜的相對(duì)基電抗：S4點(diǎn)短路回路的總相對(duì)電抗為三相短路電流：三相短路容量： 5)、壓風(fēng)機(jī)短路計(jì)算電纜的相對(duì)基電抗：S5點(diǎn)短路回路的總相對(duì)電抗：三相短路電流：三相短路容量： 6)、南風(fēng)井短路計(jì)算電纜的相對(duì)基電抗：S6點(diǎn)短路回路的總相對(duì)電抗：三相短路電流：三相短路容量：7)、北風(fēng)井短路計(jì)算電纜的相對(duì)基電

39、抗： S6點(diǎn)短路回路的總相對(duì)電抗：三相短路電流：三相短路容量： 8)、地面廣場(chǎng)及低壓輔助設(shè)備短路計(jì)算電纜的相對(duì)基電抗： S8點(diǎn)短路回路的總相對(duì)電抗：三相短路電流：三相短路容量：9)、鍋爐房短路計(jì)算電線的相對(duì)基電抗S9點(diǎn)短路回路的總相對(duì)電抗： 三相短路電流：三相短路容量： 10)、機(jī)修廠短路計(jì)算電線的相對(duì)基電抗：S10點(diǎn)短路回路的總相對(duì)電抗：三相短路電流：三相短路容量： 11)、洗煤廠短路計(jì)算電線的相對(duì)基電抗S11點(diǎn)短路回路的總相對(duì)電抗：三相短路電流：三相短路容量：11)、主排水泵短路計(jì)算電線的相對(duì)基電抗：短路回路的總相對(duì)電抗：三相短路電流：三相短路容量：第六章 電氣設(shè)備的選擇第一節(jié) 按使用環(huán)境

40、條件選擇設(shè)備的形式電氣設(shè)備由高原型、濕熱型、干熱型等多種，按環(huán)境特征設(shè)備又分為開啟式、保護(hù)式、防塵式、密封式、隔爆式、防爆通風(fēng)型、防爆充油型、防爆充氣型、本質(zhì)安全型等，選擇電氣設(shè)備時(shí)應(yīng)根據(jù)工作環(huán)境來選擇，以免造成不必要的損失。第二節(jié) 低壓電器電氣參數(shù)的選擇和效驗(yàn)一、電流互感器的選擇1、電流互感器的額定電壓與一次額定電流的確定線路的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流互感器一次額定電流 電度表計(jì)量用電流互感器的準(zhǔn)確等級(jí)營(yíng)區(qū)0.5級(jí)，所以初選LQJ-6-0.5/3-400型電流互感器，其額定電壓為6KV，一次額定電流為400A,準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5級(jí)。2、電流互感器準(zhǔn)確等級(jí)的校驗(yàn)查工礦企業(yè)供電表5-5，準(zhǔn)確等級(jí)為0.5級(jí)時(shí)，所選互感器的二次額定負(fù)荷為0.4。其二次額定容量為由工礦企業(yè)供電表5-4