【正文】 地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求也不同。(4)考慮主變臺數(shù)對主接線的影響變電所主變的容量和臺數(shù)，對變電所主接線的選擇將會產(chǎn)生直接的影響。電氣主接線的設(shè)計要根據(jù)備用容量的有無而有所不同，例如，當斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當線路故障時否允切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次部分在運行中可靠性的綜合。18(2)運行靈活主接線運行方式靈活，利用最少的切換操作，達到不同的供電方式。接線簡單，既節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備，使節(jié)點少、事故和檢修機率少；又要考慮單位的經(jīng)濟能力。但是還應考慮工廠企業(yè)的發(fā)展，有的用戶第一期工程往往只上一臺變壓器，經(jīng) 3~5 年后，需建設(shè)第二臺主變壓器，變電所布局、基建一般都是根據(jù)主接線的規(guī)模確定的。主結(jié)線對變電所設(shè)備選擇和布置，運行的可靠性和經(jīng)濟性，繼電保護和控制方式都有密切關(guān)系，是供電設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所，這種主結(jié)線，其一次側(cè)的高壓斷路器也跨接在兩路電源進線之間，但處在線路斷路器的外側(cè)，靠近電源方向，因此稱為外橋式結(jié)線。當一次電源電網(wǎng)采用環(huán)行結(jié)線時，也宜于采用這種結(jié)線，使環(huán)行電網(wǎng)的穿越功率不通過進線斷路器，這對改善線路斷路器的工作及其繼電保護的整定都極為有利。21第四章 短路電流的計算 短路電流計算的一般概述電氣設(shè)備或?qū)w發(fā)生短路故障時通過的電流為短路電流。當發(fā)生短路時，短路回路的阻抗很小，于是在短路回路中將流通很大的短路電流（幾千甚至幾十萬安） ，電源的電壓完全降落在短路回路中。動物或飛禽跨接載流導體也會造成短路事故。既然發(fā)生短路時流通很大的短路電流（超過額定電流許多倍） ，這樣22大的短路電流一旦流經(jīng)電氣設(shè)備的載流導體，必然要產(chǎn)生很大的電動力和熱的破壞作用，隨著發(fā)生短路地點和持續(xù)時間的長短，其破壞作用可能局限于一小部分，也可能影響整個系統(tǒng)。三相短路雖少，但不能不考慮，因為它畢竟有發(fā)生的可能，并且對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有著十分不利的影響。一、確定基準值選取基準容量 Sb=100MVA計算 35kv 母線 S1 點取基準電壓 37kv 即 Ub1=???USIkA計算 6kv 母線 S2 點選取基準電壓 即 Ub2=???SIkA二、計算短路電路中各阻抗元件的標幺值電力系統(tǒng)23Ub=Uav=37kvSNmax= MVA SNmin=????)3()(22IPS * ???USXBMINSI .*PSAVSLGJ240 L= x0= * ???PUSLX *??NBTS三、最大運行方式下短路電流的計算在 S1 點發(fā)生短路時 .*1* ?????*11b)3(1 ?ISKA50295..2)3(chSI ??SUMVA在 S2 點發(fā)生短路時 .**min* ????*2b)3(2 ?IIIS .)3(ch ??S KA24)(2b2 ???SSIU MVA四、最小運行方式下短路電流的計算在 S1 點發(fā)生短路時 ..0.*1*??LSMAX *11b)3(1 ????IIISKA83675..2)3(chS在 S2 點發(fā)生短路時 .*** ??????TLSMAX *2b)3(2 ?IIIS KA1389745..)3(chS KA 5..62b2 ??SIUMVA五、在 S2 點發(fā)生短路時，計算沖擊短路電流應把電動機作為附加電源來考慮主井提升機感應電動機的影響 20kwP ?deb*dbSX”“?X”d次暫態(tài)電抗，由表 310《工礦企業(yè)供電》查的 Xd“=Sb基準容量， 100MVASde電動機容量 ?cosdePS?*db???“X 電纜的電抗標幺值前面已經(jīng)算出 X*L1=主提升機供給短路點 S2 的短路電流沖擊值為：IXEIch*chsk2??。由于各種高壓電氣設(shè)備具有不同的性能特點，選擇與校驗條件不盡相同，高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗項目見表 51。在選擇電氣設(shè)備時，還應考慮電氣設(shè)備安裝地點的環(huán)境(尤須注意小環(huán)境)條件，當氣溫、風速、溫度、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電氣設(shè)備使用條件時，應采取措施。29當污穢等級超過使用規(guī)定時，可選用有利于防污的電瓷產(chǎn)品，當經(jīng)濟上合理時可采用屋內(nèi)配電裝置。滿足熱穩(wěn)定的條件為 dzttI2?? 式中 It —由生產(chǎn)廠給出的電氣設(shè)備在時間 t 秒內(nèi)的熱穩(wěn)定電流。電動力穩(wěn)定是電氣設(shè)備承受短路電流機械效應的能力，也稱動穩(wěn)定。（3）裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導體和電氣設(shè)備可不校驗動、熱穩(wěn)定。斷路器的額定電流 IN 應不小于回路的持續(xù)工作電流，即IN ≥ Ica式中 IN—斷路器額定電流，A；Ica—回路持續(xù)工作電流，A。額定電壓為 6kv，選擇戶內(nèi)式油斷路器，型號為 SN810 型，額定電流為3000A,額定電壓為 10kv。此外，隔離開關(guān)還有帶接地刀閘和不帶接地刀閘兩種，帶接地刀閘的一般用于變電所進線。選擇步驟如下：電流互感器的額定電壓應大于或等于電網(wǎng)的額定電壓，同斷路器額定電壓的選擇。 母線母線材料一般采用鋁導體，對于 35kv 及以上的戶外母線常采用鋼芯鋁導線，而 6kv 及以下的母線一般采用矩形母線。按電器元件在高壓開關(guān)柜內(nèi)的安裝方式不同可分為固定式和移開式兩種。選擇高壓開關(guān)柜的一次電路方案時，應考慮以下幾個因素：（1）開關(guān)柜的用途。對于負荷容量大、繼電保護要求較高的用電戶，必須使用斷路器進行保護和控制；對于負荷容量較小，繼電保護要求不高的用電戶，可采用裝有負荷開關(guān)和熔斷器的開關(guān)柜，對于單回路供電的用戶，開關(guān)柜只要求斷路器靠近母線的一側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)；對雙回路供電的用戶，斷路器兩側(cè)都應該裝設(shè)隔離開關(guān)。為了保證足夠的安全距離，兩個架空出線柜不得相鄰布置，中間至少應隔開一個其他方案的開關(guān)柜。用途 方案編號 用途 方案編號主井提升機 KGN1007 1 號主變 JYN3511副井提升機 KGN1007 電壓互感器及避雷器 JYN35111壓風機 KGN1007 聯(lián)絡(luò)線 JYN3526南風井 KGN1013 WL2 線路 JYN3507北風井 KGN1013 電壓互感器及避雷器 JYN35111機修廠 KGN1010 2 號主變 JYN3511家屬區(qū) KGN1010 430 變電所 KGN1007工業(yè)廣場 KGN1010 520 變電所 KGN1007排矸系統(tǒng) KGN1010 井底車場 KGN1007洗煤廠 KGN1010 母線 KGN1035水源井 KGN1010 進線 KGN1014主排水泵（大） KGN1007 聯(lián)絡(luò)線 KGN1031主排水泵（?。?KGN1007 接地補償柜 KGN1003350 變電所 KGN1007 電壓互感器及避雷器 KG。下一步應對柜內(nèi)電氣元件的技術(shù)參數(shù)進行選擇校驗。變電所的進線柜和聯(lián)絡(luò)柜，由于安裝需要，往往選用兩種不同方案的開關(guān)柜組合使用。開關(guān)柜的用途不同，柜內(nèi)的電氣元件和接線方式也不同，確定開關(guān)柜的一次電路方案時，應首先考慮其用途。在高壓開關(guān)柜中大都裝設(shè)少油斷路器，對于頻繁通斷或短路故障較多的線路，要選中裝有真空斷路器的開關(guān)柜。(2）按短路熱穩(wěn)定條件校驗 iskmintKCIAS?式中 Amin母線的最小熱穩(wěn)定截面， mm2ISS通過母線的最大三相短路電流穩(wěn)定值，A。測量和計量儀表使用的電流互感器為 級，只為電流、電壓測量用的電流互感器允許使用 級，對非重要的測量允許使用 級。隔離開關(guān)的選擇，除了不校驗開斷能力外，其余與斷路器的選擇相同，因為隔離開關(guān)與斷路器串聯(lián)在回路中，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)短路故障時，對隔離開關(guān)的影響完全取決于斷路器的開斷時間，故計算數(shù)據(jù)與斷路器選擇時的計算數(shù)據(jù)完全相同。按環(huán)境條件選擇隔離開關(guān)時，可根據(jù)安裝地點和環(huán)境選擇戶內(nèi)式、戶外式、普通型或防污型等類型，防污型用于污染比較嚴重的地方。裝設(shè)在屋內(nèi)的應選屋內(nèi)型，裝設(shè)在屋外的，31應選屋外型。斷路器的選擇根據(jù)額定電壓、額定電流、裝置種類、構(gòu)造型式、開斷電流或開斷容量各技術(shù)參數(shù)，并且進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗。30下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定：（1）用熔斷器保護的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證，故可不校驗熱穩(wěn)定。 t—與 It 相對應的時間。如周圍環(huán)境溫度θ0 高于 40℃( 但低于 60℃)時，其允許電流一般可按每增高 1℃，額定電流減少%進行修正，當環(huán)境溫度低于 40℃時，環(huán)境溫度每降低 1℃，額定電流可增加%，但其最大電流不得超過額定電流的 20%。當最高工作電壓不能滿足要求時，應采用高原型電氣設(shè)備，或采用外絕緣提高一級的產(chǎn)品。 一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓可達 ~ ，而實際電網(wǎng)的最高運行電壓 一般不超過 ，因此在選擇電氣設(shè)備時，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓 UN 不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓 的條件選擇，即 UN ≥ 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)備的長期允許通過電流。ch=+=在最小運行方式下的沖擊電流Ich=Ich2+Is。這就使全部電氣設(shè)備可以只根據(jù)三相或兩相短路電流來選擇，況且三相短路又是不對稱短路的計算基礎(chǔ)，尤其是工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)中大接地電流系統(tǒng)又很少，因此應該掌握交流三相短路電流的計算。除了上述各種短路以外，變壓器或電機還可能發(fā)生一相繞組匝間或?qū)娱g短路等。短路電流越大，通過的時間越長，對故障元件破壞的程度也越大。在大多數(shù)情況下，絕緣的破壞多數(shù)是由于未及時發(fā)現(xiàn)和未及時消除設(shè)備中的缺陷，以及設(shè)計、安裝和運行維護不當所，例如：過電壓、直接雷擊、絕緣材料的陳舊、絕緣配合不好、機械損壞等，運行人員的錯誤操作，如帶負荷拉開隔離開關(guān)，或者檢修后未拆接地線就接通斷路器；在長期過負荷元件中，由于電流過大，載流導體的溫度升高到不能容許的程度，使絕緣加速老化或破壞；在小接地電流系統(tǒng)中未及時或消除一相接地的不正常工作狀態(tài)，此時，其它兩相對地電壓升高 3倍，造成絕緣損壞；在某些化工廠或沿海地區(qū)空氣污穢，含有損壞絕緣的氣體或固體物質(zhì)，如不加強絕緣，經(jīng)常進行維護檢修或者采取其他特殊防護措施等，都很容易造成短路。根據(jù)電力系統(tǒng)多年的實際運行經(jīng)驗，破壞供電系統(tǒng)正常運行的故障一般最常見的是各種短路。本次設(shè)計的煤礦是連續(xù)運行，負荷變動較小，電源進線較短（ ）,主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再考慮到今后的長遠發(fā)展。但與內(nèi)橋式結(jié)線適用的場合有所不同。這種主結(jié)線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負荷工廠。擴建時可以很容易地從初期接線過度到最終接線。(4)操作方便主接線操作簡便與否，視主接線各回路是否按一條回路配置一臺斷路器的原則，符合這一原則，不僅操作簡便、二次接線簡單、擴建也方便，而且一條回路發(fā)生故障時不影響非故障回路供電。檢修時，可以方便的停運變壓器、斷路器、母線等電氣設(shè)備，不影響工廠重要負荷的用電。同時，可靠性不是絕對的，而是相對的。衡量可靠性的客觀標準是運行實踐。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性的要求低。應根據(jù)負荷的大小及分布負荷增長速度和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回數(shù)。從主接線圖上我們可了解變電所設(shè)備的電壓、電流的流向、設(shè)備的型號和數(shù)量、變電所的規(guī)模及設(shè)備間的連接方式等，因此，主接線圖是變電所的最主要的圖紙之一。主接線是否合理,對變電所設(shè)備選擇和布置,運行的靈活性、安全性、可靠性和經(jīng)濟性,. 在圖上所有電器均以新的國家標準圖形符號表示，按它們的正常狀態(tài)畫出。39。 Qkvar 39。3 計算過程由于本變電所有一類負荷，所以選擇兩臺主變電器。（3）同級電網(wǎng)的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多，應從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標準化。因全礦的自然功率因數(shù)： ?ANT?，低于，所以應該進行人工補償,補償后的功率因數(shù)應該達到 以上,.??以上,則全礦所需補償容量為 6420).(13)tan(t. ?????cANTcPQ?13b、電容器柜數(shù)及型號的確定。nU——該干線或低壓母線上的額定電壓，VcaI——該干線變電站低壓母線上的計算負荷電流，AdK——需用系數(shù)5dK、 i?tan、 iP?——分別對應于某一用電設(shè)備組的需用系數(shù)、功率因數(shù)角的正切值、總設(shè)備容量。在一個車間中，可以根據(jù)具體情況將用電設(shè)備分為若干組，再分別計算各用電設(shè)備組的計算負荷。常選用最大負荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個班）的平均負荷，有時也計算年平均負荷。我們可以定義同時運行系數(shù) siK量全 部 電 動 機 的 總 額 定 容 的 總 和行 的 電 動 機 的 額 定 容 量在 最 大 負 荷 期 間 投 入 運?siK本次設(shè)計所需用席數(shù)按照參考質(zhì)料均已記入表中 本系統(tǒng)的負荷計算計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。 需用系數(shù)的含義以一組用電設(shè)備來分析需用系數(shù) dK值的含義。1）長期工作制（連續(xù)運轉(zhuǎn)時間在 2 小時以上者）的電動機，按電動機的額定容量。年最大負荷小時是這樣一個假想時間，電力負荷按照年最大負荷 maxP持續(xù)運行 axT時間所消耗的電能恰好等于該電力負荷全年實際消耗電能。不屬于一類和二類的所