鳳凰山煤礦35KV變電所畢業(yè)設(shè)計

1、摘要變電所是電力系統(tǒng)的樞紐環(huán)節(jié),由變壓器、母線和開關(guān)設(shè)備等電氣設(shè)備按一定的結(jié)構(gòu)線方式組成,它從電力系統(tǒng)取得電能,進(jìn)行電壓變換和分配,然后將電能安全、可靠、合理的供給不同的用電場所和電力設(shè)備.本設(shè)計是對鳳凰山180萬噸/年礦井35KV變電所的初步初步設(shè)計。內(nèi)容包括負(fù)荷計算與變壓器的選擇，供電系統(tǒng)的擬定與短路計算，電氣設(shè)備的選擇，變電所的防雷與接地及變電所的室外布置等。設(shè)計中以生產(chǎn)實際為依據(jù)，以變電所的最佳運行為基礎(chǔ)，闡述了鳳凰山180萬噸/年礦井35kV變電所的初步設(shè)計，是滿足實際生產(chǎn)要求的一套設(shè)計方案。關(guān)鍵詞：35kV變電所，短路計算，設(shè)備選擇，變壓器 AbstractSubstation i

2、s the hub of the power system, the transformer, link bus and switch equipment electrical equipment according to certain structure line of power from a way it has, for electric power system voltage transform and distribution ,then will power is safe, reliable and reasonable supply the power of the di

3、fferent places and electric power equipment. The design is 35000 voltage substation of 1 800 000 ton coal of every year in a systemic way. It include load calculation ,the selection of transformer. The design of power-supply system、short-circuit current calulation、the selection of electrical equipme

4、nt. Thunder protection and earth etc. The design based on actual production. It purpose is purpose is guaranteeing substation in a best way.Key words：35 kV substation, short circuit calculation, equipment selection, transformer 前 言本設(shè)計為鳳凰山180萬噸/年礦井地面變電所的一次系統(tǒng)的初步設(shè)計。緊緊抓住理論聯(lián)系實際的原則，滿足實際生產(chǎn)的要求，以變電所最佳運行為基礎(chǔ)設(shè)計

5、。設(shè)計中，使用的所有符號和文字代號采用國家最新標(biāo)準(zhǔn)。這次畢業(yè)設(shè)計，從三月份開始進(jìn)行，到五月下旬完成初稿，歷時三個月。在完成設(shè)計的過程中，深得張老師的細(xì)心指導(dǎo)和幫助，從而使得設(shè)計能順利、及時完成。對張老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和謙遜的為人深感欽佩，并由衷的表示感謝。由于本人學(xué)識淺薄，水平有限，再加上時間倉促，設(shè)計中錯誤在所難免，懇請讀者批評匡正。目錄1 概 述11.1 礦井概況11.2 上級電源11.3 氣象資料12 負(fù)荷計算與變壓器的選擇3各低壓變壓器的選擇及損耗計算42.3.1 補(bǔ)償后，6kV母線上總的計算負(fù)荷72.3.3 35kV側(cè)補(bǔ)償后的全礦總負(fù)荷8運行方式8變壓器的經(jīng)濟(jì)運行方案83. 供電系統(tǒng)

6、的擬定與短路計算103.1供電系統(tǒng)的擬定：1035kV側(cè)接線方案103.1.2 6kV側(cè)接線方案10負(fù)荷分配10下井電纜的根數(shù)10供電系統(tǒng)簡圖113.2短路計算123.2.1 短路危害123.2.2 短路等效電路圖13基準(zhǔn)值選取與計算：13各種相對電抗的計算：143.2.5 計算短路點的短路電流143.3 短路參數(shù)表154.變電所電氣設(shè)備選擇174.1 電氣設(shè)備的選擇174.1.1 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備174.1.2 按短路狀態(tài)校驗184.2 35kV電氣設(shè)備選擇194.2.1 高壓斷路器的選擇19隔離開關(guān)的選擇21電壓互感器的選擇23電流互感器選擇244.2.5 35kV避雷器選擇24

7、操動機(jī)構(gòu)選擇254.2.7 所變選擇254.2.8 35kV架空線和母線選擇264.3 6kV電氣設(shè)備選擇26高壓開關(guān)柜選擇26高壓開關(guān)柜之校驗274.3.3 6kV母線，電纜及架空線選擇294.4母線瓷瓶、穿墻套管及室外勾架的選擇33母線瓷瓶選擇33高壓穿墻套管的選擇33室外構(gòu)架的選擇344.5選擇結(jié)果匯總354.5.1 35kV側(cè)354.5.2 6kv側(cè)35各側(cè)母線、架空線及電纜365. 變電所的防雷與接地375.1保護(hù)接地網(wǎng)的設(shè)置37接地電阻要求值的確定37接地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)確定375.2變電所的過電壓保護(hù)375.2.1 35KV進(jìn)線保護(hù)385.2.2 6kV線路保護(hù)385.2.3 變電所直擊

8、雷保護(hù)38變電所裝設(shè)避雷針的原則405.3結(jié)果匯總416 變電所室外設(shè)置426.1變電所室外布置說明42結(jié)論43致 謝44參考資料451 概 述1.1 礦井概況產(chǎn) 量：180萬噸/年；服務(wù)年限：100年； 井筒深度：450m；沼氣等級：低沼氣礦井；井下允許短路容量100MVA.1.2 上級電源供電電壓等級：35kV；距礦井35kV變電所：5.5km；輸電方式：雙回路架空線（LGJ型銅芯鋁絞線）；出線斷路器過流保護(hù)動作時間：3s；系統(tǒng)電抗：最大運行時為0.18，最小運行時為0.26；電費收取方法：兩部電價，固定部分按最高負(fù)荷收取。1.3 氣象資料日最高氣溫：43（最熱時）；日最低氣溫：-10（最

9、冷時） 主導(dǎo)風(fēng)向： 西北風(fēng) 最大風(fēng)速：4米秒全礦負(fù)荷統(tǒng)計表見1-1表1-1負(fù)荷統(tǒng)計表設(shè) 備名 稱負(fù)荷等級電壓線路類型電機(jī)型式單 機(jī) 容 量安裝/工作臺數(shù)工作設(shè)備總?cè)萘啃?用 系 數(shù)功 率 因 數(shù)距離35kv變電所 主井提升26000CY145014500.900.870.4副井提升16000CY100010000.880.830.4扇風(fēng)機(jī)116000KT100020000.85-0.92.6扇風(fēng)機(jī)216000KT壓風(fēng)機(jī)16000CT32012800.85-0.90.2地面低壓1380C12500.750.800.05機(jī)修廠3380C4500.650.750.35綜采車間3380C4800.65

10、0.800.3洗煤廠2380K13500.750.810.5工人村3380K5500.800.812.5支 農(nóng)3380K2800.750.752.7主排水泵16000CX24000.850.860.9井下低壓2660CX34800.710.74注:線路類型：C電纜線路；K架空線路；電機(jī)型式：Y繞線式異步電動機(jī)；T同步電動機(jī)2 負(fù)荷計算與變壓器的選擇2.1 負(fù)荷分組與計算根據(jù)負(fù)荷統(tǒng)計表，按電壓高低、負(fù)荷性質(zhì)、分布位置等條件將負(fù)荷分組。按需用系數(shù)法作負(fù)荷計算。按組選擇低壓動力變壓器，再加上功率損失即為高壓側(cè)負(fù)荷。此時該變壓器即為一個6kV級的負(fù)荷。按用電負(fù)荷性質(zhì)，負(fù)荷可分為以下幾組：安全生產(chǎn)用電負(fù)

11、荷：副井提升、扇風(fēng)機(jī)、井下主排水泵；主要生產(chǎn)負(fù)荷:主井提升、壓風(fēng)機(jī)、井下低壓；其它負(fù)荷：地面低壓、機(jī)修廠、綜采車間、洗煤廠、工人村、支農(nóng)2.1.1 主井提升查表2，取.=0.9, Cos =0.87 tan=0.62 P=×=0.9×1450=1305kW Q=×tan=0.62×1450=898.63kvar S=kVA 2.1.2 副井提升查表2, 取=0.88, cos=0.83, tan=0.672, P=Pe×Kd=1000×0.88=880kW Q=Pe×tan=1000×0.672=672kvar S

12、=kVA 各組計算負(fù)荷相類似，此處僅舉例說明。各組設(shè)備的cos、 tan、 P、 Q 、及 S等值均添入負(fù)荷統(tǒng)計表。電力系統(tǒng)負(fù)荷統(tǒng)計表2-1表2-1 電力系統(tǒng)負(fù)荷統(tǒng)計設(shè) 備名 稱計 算 容 量有功功率無功功率視在功率kwkvarkVA主機(jī)提升1305898.631584.58副井提升8806721107.24扇風(fēng)機(jī)11700-790808.09扇風(fēng)機(jī)2壓風(fēng)機(jī)10889-545.31216.9地面低壓937.5937.51325.8機(jī)修廠292.5396492.31綜采車間312360476.39洗煤廠1012.5977.31407.2工人村440396591.96支 農(nóng)210246.4323.

13、75主排水泵204014242487.85井下低壓2419.63097.63930.602.1.3各低壓變壓器的選擇及損耗計算 由于各低壓側(cè)集中補(bǔ)償功率因數(shù)，故對低壓變壓器均無補(bǔ)償。選擇時可按表1-1的計算容量進(jìn)行，當(dāng)系統(tǒng)采用雙回路供電，應(yīng)選兩臺變壓器同時運行。礦井地面低壓的選擇原則：若選一臺，只須變壓器的額定容量大于其計算容量。選兩臺者單臺容量應(yīng)滿足一、二級負(fù)荷的需要，且兩臺容量之和大于或等于計算容量。（1）地面低壓計算容量為1325.83KVA, 選兩臺S9-1250 6/.04.(2)機(jī)修廠計算容量為492.313KVA, 選一臺S9-500 6/0.4（3）綜采車間計算容量為476.3

14、9KVA , 選一臺S9-500 6/00.4（4）洗煤廠計算容量為1407.2KVA, 選兩臺S9-1250 6/0.4(5)工人村計算容量為591.96KVA, 選一臺S9-630 6/0.4 (6)支農(nóng)計算容量為323.75KVA, 選一臺S9-400 6/0.4統(tǒng)計設(shè)備見表2-2表2-2 統(tǒng)計設(shè)備表編 號123456負(fù) 荷地面低壓機(jī)修廠綜采車間洗煤廠工人村支農(nóng)計算容量1325.83492.31476.391407.193591.96323.75型 號S9-1250S9-500S9-500S9-1250S9-630S9-400Sbe(KVA)12505005001250630400U1e

15、/U2e6/0.46/0.46/0.46/0.46/0.46/0.4臺 數(shù)211 11 2 1 1(7)各變壓器的損耗計算對于地面低壓設(shè)備組的兩臺變壓器的有功、無功損耗 = 21.1/100+(4.5/100)1.1244×1250=154. 062kvar其它3組變壓器的損耗可同樣求出變壓器損耗表2-3：表2-3 變壓器損耗表Uk 8 4 4 4.5 4.5 4Io 0.7 1.4 1.4 1.1 1.2 1.4 Pk 2 1 1 2 1.23 0.84Qk13.75 5 7 5 7.56 5.61.06 0.98 0.95 1.13 0.94 0.81Pe11.8 5 5 11.

16、8 6 4.2Qe56.25 20 20 22.5 28.35 16P30.55 5.85 5.54 33.91 6.53 3.59Q154.0626.38 25.16 67.03 32.6 16.1 井下低壓： =157.224kW =628.895kva總計：=243.194kW =950.225kvar2.2.4 計算6KV母線上補(bǔ)償前的總負(fù)荷 取最大負(fù)荷同時系數(shù)Ksi=0.8 ，則6kV母線上的總負(fù)荷: =K(P+)=0.8×12801.677=10241.34kW= K(Q+)=0.8×1257.098=7405.678kvar =/×6=12638.4

17、/10.3923=1216.131ACOS= =0.8103=81.03 2.2 COS補(bǔ)償與電容柜的選擇最大月平均有功負(fù)荷，平均負(fù)荷系數(shù)取0.75=0.75×=0.75×10241.34=9478.8kW=0.75×=0.75×7405.67=5554.2kvar無功補(bǔ)償要求值：6kV母線上公率因數(shù)應(yīng)控制在0.9-0.95，選0.95。設(shè)補(bǔ)償為,則整理，得 =4039.51×0.8=3231.61kvar補(bǔ)償電容器柜容量可取270kvar,需電容器柜的臺數(shù)N=Qx270=11.96應(yīng)取12臺，實際補(bǔ)償容量為270×12=3240kv

18、ar。折算到計算負(fù)荷：3240×1/0.8=4050kvar2.3變壓器的選擇2.3.1 補(bǔ)償后，6kV母線上總的計算負(fù)荷：=10241.34kW=7405.684050=3355.68kvar2.3.2 主變壓器的選擇及損耗計算補(bǔ)償后6母線計算負(fù)荷為變壓器應(yīng)輸出的負(fù)荷。主變壓器的選擇公式： 其中，考慮主變壓器的增值系數(shù)，容量小于10000時取1.1，反之，取1.08；全礦補(bǔ)償后6kV母線上的總計算負(fù)荷。選， , 2.3.3 35kV側(cè)補(bǔ)償后的全礦總負(fù)荷：P'ca.35Pca.6+P 'b10241.34+125.62=10366.94kW Q'ca.35Q&

19、#39;ca.6+Q'b3355.68+161.088=5016.768 kvar S'ca.35=104876.2242kVAcos'ca.35>0.9 合乎要求2.3.4運行方式：35kV系統(tǒng)為雙回路全橋式接線。2.3.5變壓器的經(jīng)濟(jì)運行方案，臨界負(fù)荷：經(jīng)濟(jì)運行方案為：當(dāng)實際負(fù)荷時，宜于一臺運行，當(dāng) 6983.14kVA 時，適合兩臺運行。2.3.6 全礦電力消耗：全礦年電耗=4249.153×（10241.34+125.62）=44050799.185度噸煤電耗=度噸2.4計算選擇結(jié)果匯總：6kV母線補(bǔ)償前有功計算負(fù)荷：10241.34kW6kV母

20、線補(bǔ)償前無功計算負(fù)荷：7405.68kvar補(bǔ)償電容器柜 ： GR-1C-08 12臺補(bǔ)償后6kV母線計算無功功率：3355.68kvar主變壓器： 2臺主變壓器有功損耗： 125.68kW主變壓器無功損耗： 1661.088kvar補(bǔ)償后35 kV側(cè)有功功率： 10366.94kW補(bǔ)償后35kV側(cè)無功功率： 5016.768kvar補(bǔ)償前6 kV側(cè)功率因數(shù)： 0.8103補(bǔ)償后6 kV側(cè)功率因數(shù)： 0.95 補(bǔ)償后35 kV側(cè)功率因數(shù)： 0.9001臨界負(fù)荷： 6983.1438kVA全礦年電耗： 44050799.185kwh噸煤電耗： 24.4727kwh3. 供電系統(tǒng)的擬定與短路計算3

21、.1供電系統(tǒng)的擬定：3.1.135kV側(cè)接線方案礦區(qū)35kV變電所35kV進(jìn)線采用雙電源架空線，由于對供電可靠性、運行靈活要求的提高，本設(shè)計35kV側(cè)接線采用全橋接線，并且因為考慮本所有電能反饋可能，在斷路器兩側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)，35kV側(cè)每段母線上裝設(shè)電壓互感器和避雷器。3.1.2 6kV側(cè)接線方案礦井為一類負(fù)荷，要求可靠供電，故變電所6kV側(cè)采用單母線分段（兩段）。當(dāng)某段母線出現(xiàn)故障時，仍可保證一、二類重要負(fù)荷的供電，又因主變?nèi)萘砍^10000kVA，故6kV側(cè)在必要時裝設(shè)分裂電抗器。3.1.3負(fù)荷分配考慮一、二類負(fù)荷必須由連于不同母線上的雙回路供電，將下井回路和地面低壓分配在各段母線上，力求

22、工作生產(chǎn)時，兩段母線上負(fù)荷近似相等。負(fù)荷布置時，越是負(fù)荷大的越應(yīng)靠近母線中間。3.1.4下井電纜的根數(shù) 下井電纜的根數(shù)為4。 “1”為規(guī)程規(guī)定的必須的備用電纜。330-下井電纜經(jīng)最高45溫度修正后的安全載流量。3.1.5供電系統(tǒng)簡圖根據(jù)以上幾點供電系統(tǒng)簡圖1如下：圖3-1供電系統(tǒng)簡圖3.2短路計算3.2.1 短路危害系統(tǒng)短路是指供電系統(tǒng)中不等電位導(dǎo)體在電氣上被短路，發(fā)生短路時，系統(tǒng)中總阻抗大大減小，短路電流可能達(dá)到很高數(shù)值，強(qiáng)大的短路電流所產(chǎn)生的熱和電動力效應(yīng)會使設(shè)備受到破壞，短路點處電弧可能燒壞電氣設(shè)備，短路點附近電壓顯著降低，使供電系統(tǒng)受到嚴(yán)重影響或被迫中斷。若在發(fā)電廠附近短路，還可能使全

23、電力系統(tǒng)進(jìn)行解裂，引起嚴(yán)重后果。不對稱接地短路電流造成的零序電流，還會對鄰近線路通訊造成干擾，危害人身及設(shè)備安全。為了限制短路危害及縮小故障影響范圍，在變電所設(shè)計中，必須進(jìn)行短路電流計算3.2.2 短路等效電路圖3.2.3基準(zhǔn)值選取與計算： 3.2.4各種相對電抗的計算：架空線路相對電抗：X變壓器電抗：=3.2.5 計算短路點的短路電流點短路，最大運行方式下：最小運行方式：點短路，最大運行方式下：最小運行方式下： 點短路， 主井提升，最大運行方式：最小運行方式下： 最大運行方式下： 最小運行方式下3.3 短路參數(shù)表其它短路參數(shù)計算相類似，計算結(jié)果見下表3-1：表3-1 短路計算統(tǒng)計表短路電流計

24、算表最大運行方式最小運行方式(3) ishSd (3)(2)35母線4.5911.695293.53.713.2116母線9.35123.845101.978.64737.489主機(jī)提升8.6422.03294.2248.0356.958副井提升8.6422.03294.2248.0356.958扇風(fēng)機(jī)12.5476.49427.772.49150.2353扇風(fēng)機(jī)2壓風(fēng)機(jī)8.98122.9097.818.3297.3796地面低壓一次9.350723.844101.978.64537.487地面低壓二次1.6734.26618.2461.6491.428機(jī)修廠8.72322.2595.138.

25、10617.182綜采車間8.80722.45896.048.1797.246洗煤廠6.17615.7567.3545.8615.192工人村2.1986.68128.56972.56132.2693支農(nóng)2.4476.317631.6962.4252.148主排水泵8.564521.8493.3977.96917.0616井下低壓9.35123.844101.978.6457.4874.變電所電氣設(shè)備選擇4.1 電氣設(shè)備的選擇盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀

26、態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：1）應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要。2）應(yīng)滿足安裝地點和當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。4）同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。5） 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合格的特殊情況下選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級批準(zhǔn)。4.1.1 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 1）額定電壓電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，有時會高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運行電壓，一般按照電氣設(shè)備的額定電壓UN 不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓UNS的條件選擇，即 UNU

27、NS 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)備的長期允許電流。IN應(yīng)不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax,即 INImax環(huán)境條件對設(shè)備選擇的影響當(dāng)電氣設(shè)備安裝地點的環(huán)境條件如溫度、風(fēng)速、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等超過一半電氣設(shè)備使用條件時，應(yīng)采取措施。此外，還應(yīng)按電器的裝置地點、使用條件、檢修和運行等要求，對電器進(jìn)行種類好（屋內(nèi)或屋外）和型式（防污型、防爆型、濕熱型等）的選擇。4.1.2 按短路狀態(tài)校驗1）短路熱穩(wěn)定校驗短路電流通過電器時，電氣設(shè)備各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定條件為It2tQk式中，Qk 為短

28、路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)；It、t分別為電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。2） 電動力穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為iesish或IesIsh 式中，ish、Ish為短路沖擊電流幅值及其有效值；ies、Ies為電氣設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流幅值及其有效值。 下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定：a用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證，故可不驗算熱穩(wěn)定。b采用有限電阻的熔斷器保護(hù)的設(shè)備，可不校驗動穩(wěn)定。c裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電氣設(shè)備可不校驗動、熱穩(wěn)定。 3)短路電流計算條件為使所選電氣設(shè)備具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、合理性，并在一定

29、時期內(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作驗算用的短路電流應(yīng)按下列條件確定：a容量和接線。按本工程設(shè)計最終容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃；其接線應(yīng)采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但不考慮在切換過程中可能短時并列的接線方式。b短路種類。一般按三相短路驗算，若其他種類短路較三相短路嚴(yán)重時，則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況驗算。c計算短路點。在計算電路圖中，同電位的各短路點的短路電流值均相等，但通過各支路的短路電流將隨著短路點的位置不同而不同。在校驗電器和載流導(dǎo)體時，必須確定電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體處于最嚴(yán)重情況的短路點，使通過的短路電流校驗值為最大。4.2 35kV電氣設(shè)備選擇4.2.1 高壓斷路器的選擇按照斷路

30、器采用的滅弧介質(zhì)可分為油斷路器（多油、少油）、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器等。1) 油斷路器油斷路器分為多油斷路器和少油斷路器。多油斷路器的油作為滅弧和絕緣介質(zhì)，少油斷路器的油僅作滅弧介質(zhì)，對地絕緣依靠固體介質(zhì)。油斷路器可以自能式滅弧，開斷性能差；多油斷路器僅有屋外型35kv電壓等級，少油斷路器110kv及以上產(chǎn)品為積木式結(jié)構(gòu)，全開斷時間短。油斷路器具有運行經(jīng)驗豐富，易于維護(hù)，噪聲低等特點，但是油易劣化，需要一套油處理裝置，需防火、防爆。 2) 壓縮空氣斷路器壓縮空氣斷路器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。它以壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)和弧隙絕緣介質(zhì)，操動結(jié)構(gòu)與斷路器合為一體。壓縮空氣斷路器的額定電流和開斷能

31、力都可以作得較大，適于開斷大容量電路；動作快，開端時間短。但是它的噪聲較大，維修周期長，無火災(zāi)危險，需要一套壓縮空氣裝置作為氣源。3) SF6斷路器 SF6氣體滅弧，對材料、工藝及密封要求嚴(yán)格；有屋外敞開式及屋內(nèi)落地罐式之別。它的額定電流和開斷電流可作得很大；開斷性能好，適于各種工況開斷；斷口電壓可作的較高，斷口開距小。它具有噪聲低，運行穩(wěn)定，安全可靠，壽命長等優(yōu)點。4) 真空斷路器 真空斷路器體積小，重量輕；滅弧室工藝材料要求高，以真空作為絕緣和滅弧介質(zhì)；觸頭不易氧化。它可連續(xù)多次操作，開斷性能好，滅弧迅速。它具有運行維護(hù)簡單，滅弧室不需要檢修，無火災(zāi)及爆炸危險，噪聲低等優(yōu)點。斷路器的選擇，

32、應(yīng)根據(jù)布置方式，（室外或室內(nèi)）來進(jìn)行選擇。在此選擇SF6斷路器選擇要求接電壓、電流、動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性等幾種方式來進(jìn)行校驗。如下表4-1所示：表4-1 斷路器參數(shù)表項目實際需要值LW8-35額定值電壓35kV35kV電流249.7A1600A動穩(wěn)定11.68kA50kA熱穩(wěn)定1.6kA20kA斷流容量293.5MVA1200MVA其中，電流計算熱穩(wěn)定電流計算短路發(fā)生在35KV母線上，后面穩(wěn)定繼電保護(hù)動作時限為0.5S。斷路器固有分閘，滅弧時間取0.25S，故假想時間t為0.5+0.25=0.75S。所以，35kV母線短路時，相當(dāng)于4S的熱穩(wěn)定電流為IRW35=3.708=1.606kA<2

33、0kA符合要求動穩(wěn)定校驗LW8-35/1600型斷路器極限通過電流峰值為50kA，而斷路器所在線路的短路電流沖擊值ish1=11.68kA50kA，所以符合要求。斷流容量校驗 LW8-35/1600型斷路器的額定斷流容量為1200MVA，而斷路器所在回路的最大短路容量為Sk1=293.5MVA1200MVA，所以符合要求由上表經(jīng)校驗 LW8-35/1600斷路器完全符合。35kV出線和母聯(lián)的斷路器選擇與35kV入線斷路器選擇一樣，也選LW8-35/1600型斷路器，校驗與上面的一樣。4.2.2隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)也是發(fā)電廠和變電站常用的開關(guān)電器，它需與斷路器配套使用。但隔離開關(guān)無滅弧裝置，不

34、能用來接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。隔離開關(guān)的工作特點是在有電壓、無負(fù)荷電流情況下分合電路，其主要功用為：1) 隔離電壓。在檢修電氣設(shè)備時，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。2) 倒閘操作。投入備用母線以及改變運行方式時，常用隔離開關(guān)配合斷路器協(xié)同操作來完成。3) 分、合小電流。因隔離開關(guān)具有一定的分、合小電感電流和電容電流的能力，故一般可用來進(jìn)行以下操作：分、合避雷器、電感互感器和空載母線；分、合勵磁電流不超過2A的空載變壓器；關(guān)合電容電流不超過5A的空載線路。 隔離開關(guān)和斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動、熱穩(wěn)定校驗的項目相同。但由于隔離開關(guān)不用來接通和切

35、除短路電流，故無需進(jìn)行開斷電流和短路關(guān)合電流的校驗。隔離開關(guān)的選擇，室內(nèi)35KV布置一般選GN或GN2型，室外35KV布置一般選GW4或GW5型，為了便于檢修時接地，進(jìn)線35KV隔離開關(guān)與電壓互感器隔離開關(guān)應(yīng)選帶接地刀閘的隔離開關(guān)。本設(shè)計選用GW5-35GD/600型帶接地刀閘的隔離開關(guān)，并選用CS-G型操作機(jī)構(gòu)。隔離開關(guān)校驗如下表：由下表4-2可以看出，所選的GW5-35GD/600型的帶接地刀閘隔離開關(guān)完全符合要求。母線橋與35KV出線隔離開關(guān)的選擇35KV出線與母線橋隔離開關(guān)選擇與35KV進(jìn)線大致相同，本設(shè)計選用GW5-35GD/600型隔離開關(guān)。檢驗該隔離開關(guān)方法與上面的一樣，檢驗結(jié)果

36、該型號隔離開關(guān)完全符合要求。表4-2 隔離開關(guān)參數(shù)表項目實際需要值GW5-35GD/600額定值電壓35kV35kV電流249.7A600A熱穩(wěn)定1.6kA16.5kA動穩(wěn)定11.68kA41kA4.2.3電壓互感器的選擇電壓互感器的分類按安裝地點可分為戶內(nèi)式和戶外式。35kV及以下多制成戶內(nèi)式；35kV以上則制成戶外式。 按相數(shù)可分為單相和三相式，35kV及以上不能制成三相式。 按繞組數(shù)目可分為雙繞組和三繞組電壓互感器，三繞組電壓互感器除一次側(cè)和基本二次側(cè)外，還有一組輔助二次側(cè)，供接地保護(hù)用。 按絕緣方式可分為干式、澆注式、油浸式和充氣式，干式浸絕緣膠電壓互感器結(jié)構(gòu)簡單、無著火和爆炸危險，但

37、絕緣強(qiáng)度較低，只適用于6kV以下的戶內(nèi)式裝置；澆注式電壓互感器結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便，適用于3kV35kV戶內(nèi)式配電裝置；油浸式電壓互感器絕緣性能較好，可用于10kV以上的戶外式配電裝置；充氣式電壓互感器用于SF6全封閉電器中。 此外，還有電容式電壓互感器，電容式電壓互感器實際上是一個單相電容分壓管，由若干個相同的電容器串聯(lián)組成，接在高壓相線與地面之間，它廣泛用于110kV330kV的中性點直接接地的電網(wǎng)中。35kV電壓互感器：一般為油侵絕緣型。35kV電壓互感器均為單相，有雙圈，三圈之分，如對35kV不進(jìn)行檢測，可選兩臺雙圈互感器，接成V型，供儀表用電壓，否則選三臺三圈互感器接成Y/Y/型，互感

38、器短路保護(hù)采用限流高壓熔斷器。本設(shè)計為終端變電所，不需進(jìn)行絕緣檢測選用JDJ-35型戶外式電壓互感器，V型接線，供儀表用電壓分二組，每組兩臺，分別裝于35kV母線兩段上，與避雷器組成間隔。電壓互感器參數(shù)如下：額定電壓：35/0.1 kV額定容量：600 kVA高壓熔斷器除按工作條件電網(wǎng)電壓長時最大負(fù)荷電流選擇型號外，還必須交驗熔斷器的斷流容量，即所以電壓互感器配用RW6805-35/0.5kV 型戶外高壓限流熔斷器，其參數(shù)如下：額定電壓： 35kV額定電流：0.5kA開斷容量：200MVA切斷最大短路電流28kA過電壓倍數(shù)不超過25熔斷器額定值大于實際值，故所選熔斷器滿足要求。4.2.4電流互

39、感器選擇在35kV入線、出線急母聯(lián)處，必須裝設(shè)一定型號的電流互感器，主要用于及時檢測電流情況。若發(fā)生短路，斷線等故障情況，可以立即由保護(hù)系統(tǒng)動作，切除故障，保證系統(tǒng)安全運行，另外，裝設(shè)電流互感器可便于工作人員及時檢查電路工作情況。35kV入線電流互感器選用LR-35-300/5型，35kV母聯(lián)斷路器處，配用電流互感器為LR-35-300/5型，35kV出線及6kV入線等電流互感器選用LR-35-600/5型。4.2.5 35kV避雷器選擇(1)采用35kV避雷器電站型FZ-35型選兩組，分別裝于35kV兩段母線上，與電壓互感器共用一個間隔電站型FZ-35型避雷器參數(shù)主要為：滅弧電壓：41kV工

40、頻放電電壓：82U98kV沖擊放電電壓：不大于134kV再配送放電記錄儀JS-4型兩臺(2)另外兩組FZ-35型避雷器保護(hù)主變壓器4.2.6操動機(jī)構(gòu)選擇35kV 油斷路器，一般選用電磁操作機(jī)構(gòu)，其型式根據(jù)新選斷路器新需合閘而訂，一般操動機(jī)構(gòu)選CD型。此處固用于室外，選用CHH-X型操動機(jī)構(gòu)。4.2.7 所變選擇所用變壓器的選擇主要考慮廠用高壓變壓器和啟動備用變壓器的選擇，主要選擇內(nèi)容包括變壓器的臺數(shù)，型式，額定電壓，容量和阻抗。為了正確選擇所用變壓器容量，首先應(yīng)對所用變壓器的容量，數(shù)量及其運行方式有所了解，并予以分類和統(tǒng)計，最后確定所用變壓器的容量。35kV所變變壓器，其主要用于室內(nèi)照明等一些

41、小型動力設(shè)備。此處選用SJL1-50，35/0.4kV型變壓器兩臺，其參數(shù)如下：額定電壓：35/0.4kV P0=0.3 =1.15kW %=6.5% %=6.5% =0.825A聯(lián)接組別Y/Y0-12選用RW9-35/2型高壓式保險，選兩臺4.2.8 35kV架空線和母線選擇35kV母線，主室外一般選鋼芯鋁絞線，母線截面按經(jīng)濟(jì)電流密度初選，接長時負(fù)荷電流校驗。該礦總負(fù)荷電流為查表Jj=1.15因此，選用標(biāo)準(zhǔn)截面LGJ-70型鋼芯鋁絞線，載流量為275A用溫度校驗 校驗合格。按允許電壓損失 導(dǎo)線幾何均矩為1.5m時，校驗合格4.3 6kV電氣設(shè)備選擇4.3.1高壓開關(guān)柜選擇高壓開關(guān)柜目前選用固

42、定式改進(jìn)型的GG1-A型，一次線路方案與供電系統(tǒng)圖上要求相適應(yīng)即可。本高壓開關(guān)柜為開啟式，根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)，大小選用高壓開關(guān)柜型號如下：(1)進(jìn)線柜6KV進(jìn)線柜選用一次編號的GG-1A-25型高壓開關(guān)柜兩臺(2)母聯(lián)柜選兩臺配合使用，選用GG-1A-11和GA-1A-95各一臺(3)雙回出線柜油斷路器兩端都有隔離開關(guān)的。選用GG-1A-07型高壓開關(guān)柜。(4)單回出線柜斷路器前有隔離開關(guān)的，選用GG-1A-03型高壓開關(guān)柜。(5)電壓互感器，避雷器柜選用GG-1A-54型高壓開關(guān)柜兩臺4.3.2高壓開關(guān)柜之校驗(1)進(jìn)線柜校驗進(jìn)線柜斷路器選用SN10-10I/2000型，隔離開關(guān)選用GN2-10/

43、2000型，校驗如下表4-3所示：表4-3 進(jìn)線柜參數(shù)表項目實際值SN10-10I/2000GN2-10/2000電壓6kV10kV10kV電流1145.5420002000斷路容量101.97300-斷路流量9.35135-動穩(wěn)23.847585熱穩(wěn)4.04919.5636檢驗合格。(2)母聯(lián)開關(guān)柜校驗選用SN10-10I/2000型油斷路器校驗見下表4-4所示：表4-4 母聯(lián)開關(guān)參數(shù)表項目實際值SN10-10I/2000電流572.772000電壓610斷流容量101.97300斷路流量9.35135動穩(wěn)4.0419.56熱穩(wěn)27.8475校驗合格。(3) GG-1A-07，GG-1A-0

44、3校驗柜中均選用SN10-10I/600型少油斷路器校驗時，考慮在斷路器出口處短路時，短路電流最大，斷路器出口處短路參數(shù)即6KV母線短路參數(shù)，又考慮6KV母線出線不同的負(fù)荷電流，應(yīng)選最大一組的負(fù)荷電流校驗。校驗合格此處取扇風(fēng)機(jī)一路，校驗如下表4-5所示：表4-5 扇風(fēng)機(jī)參數(shù)表項目實際值SN10-10I/600電壓610電流167.5600斷路容量118.9300短路流量10.917.3動穩(wěn)定27.81444.1熱穩(wěn)定3.7611.3 校驗合格，配用CD10型電磁操作結(jié)構(gòu)，03、07中各用一套。(4)GG-1A-54校驗 選用JSJW-6型電壓互感器，額定電壓6kV，原線圈6kV，付線圈0.1k

45、V，輔助線圈0.1/3，最大容量640kVA。 選用FZ-6型閥型電站用避雷器，額定電壓6kV，滅弧電壓7.6kV，工頻放電電壓16kVU19kV。 選用RN1-6型熔斷器，作電壓互感器保護(hù)，額定電壓為6kV，額定電流為2A，最大斷流容量為200MVA，切斷極限電流最大峰值5.2kA，作電壓互感器保護(hù)比較合適。4.3.3 6kV母線，電纜及架空線選擇(1)6kV母線選擇母線的選擇項目主要包括母線型選擇，截面選擇及動熱穩(wěn)定性校驗。6kV母線，一般選用矩形鋁母線，其截面接長時允許電流選，接動，熱穩(wěn)定性校驗。(2)選擇 6kV側(cè)計算負(fù)荷為設(shè)分配系數(shù)為0.85通常35kV以下室內(nèi)配電，多采用矩形鋁母線

46、，選用型號LMY的母線采用平放動穩(wěn)定性好，但散熱條件較差。 此處采用80×10mm²的鋁母線。查得，該線25時的載流量為1360 溫度修正后校驗合格。(3)母線動穩(wěn)定性校驗三相母線位于同一平面布置的母線中產(chǎn)生的最大機(jī)械應(yīng)力為：即校驗合格。母線熱穩(wěn)定性校驗所需母線最小截面 故，校驗合格。(4)高壓電纜型號及截面選擇高壓電纜型號很多。根據(jù)用途與散設(shè)方式選和使用條件進(jìn)行選擇，在地面一般選用油侵紙絕緣鋁包鋼帶裝電纜，如電纜采用直埋時，電纜外面應(yīng)有防腐層，除立井井筒中敷設(shè)電纜外一般采用鋁芯，井筒中敷設(shè)應(yīng)選鋼鐵鎧裝，并根據(jù)井筒深度選用不滴流或干絕緣的電纜，電纜芯線截面按經(jīng)濟(jì)電流密度選，

47、按長時允許電流及最小熱穩(wěn)定截面進(jìn)行校驗，注意長時允許電流與電纜敷設(shè)方式及根數(shù)等有關(guān)。a 主井提升回路電纜選擇主井為雙回路供電，每一路均能使之正常供電，使絞車正常工作，故共長時負(fù)荷電流為選用的電纜型號為：ZLQ-3×70鋁心。允許電流效驗校驗合格。最小熱穩(wěn)定截面校驗：校驗合格。主井提升電纜選用ZLQ-70型。b下井電纜選擇下井電纜有4根，每根電流為最大長時電流的1/4。按經(jīng)濟(jì)電流密度選，查表得：則型。查表知長時允許電流為151A。按長時工作電流校驗：故不合格。重選ZQD5-3×70型。按長時允許電流校驗， 校驗合格。按最小熱定截面校驗 校驗合格。c其他電纜的選擇方法和校驗方法

48、相類似的選擇結(jié)果如下： 副井提升 ZLQ20-3×50 壓風(fēng)機(jī) ZLQ20-3×70 地面低壓 ZLQ20-3×70 機(jī)修廠 ZLQ20-3×25 綜采車間 ZLQ20-3×25d 6kV架空線選擇6kV出線超過0.5Km者，均不采用電纜而用架空線，6kV架空線，一般采用鋼芯鋁絞線，導(dǎo)線截面按經(jīng)濟(jì)電流密度選，按長時允許電流及電壓損失來校驗。 e 主扇風(fēng)機(jī)架空線選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面： 查得，選用LG-150型鋼芯鋁絞線，25時載流量440A。按長時允許電流校驗： 校驗合格。其它架空線路的選擇方法和校驗方法相類似，選擇結(jié)果如下： 工人村

49、LJ-35 2.5km 支農(nóng) LJ-25 2.7km 洗煤廠 LJ-95 0.5km 主排水泵 LJ-35 0.9km為了生產(chǎn)的連續(xù)性，須備用以下線路 LJ-25 2.7km LJ-35 6.5km LJ-95 0.5km LJ-150 5.2km4.4母線瓷瓶、穿墻套管及室外勾架的選擇4.4.1母線瓷瓶選擇根據(jù)裝置地點、環(huán)境，選擇為屋內(nèi)、屋外或防污染及滿足使用要求的產(chǎn)品型式。一般屋內(nèi)采用聯(lián)合膠裝多棱式、屋外采用棒式，需要倒裝時，采用懸掛式。35kV室外母線瓷瓶，選用懸式絕緣于組成絕緣子串，作為母線支柱絕緣瓷瓶，絕緣子每組4個。室內(nèi)35kV或6kV，選用母線支柱瓷瓶，母線支柱瓷瓶接電壓選，接短路電流校驗其破壞力是否滿足要求。(1)室內(nèi)6kV支柱絕緣子選擇：選ZA-6Y型支柱絕緣子。動穩(wěn)定性應(yīng)滿足-絕緣子機(jī)械破壞負(fù)荷P-短路時，作用在絕緣子上的力校驗合格。(2)室外35kV支柱絕緣子的選擇選用X-4.5/35型支柱絕緣子，共90個。校驗同上，合格。4.4.2高壓穿墻套管的選擇高壓穿墻套管的選擇，按照電壓及長時工作允許電流選，接動，熱穩(wěn)定性校驗。 選CWLB-10/600型高壓穿墻套管，為鋁導(dǎo)體戶外式，長0