【正文】 一．確定接地電阻 1． 6kV 接地電阻 350 )35( jejd LLUI ?? 其中： Le—— 電纜長(zhǎng)度，電纜長(zhǎng)度計(jì)算為： Le=+++++++++25 =(km) 取 30m 年產(chǎn) 180 萬(wàn)噸的大型礦井變電站設(shè)計(jì) 第 46 頁(yè) Lj—— 6kV 架空線長(zhǎng)度 Lj=(++) = 取 9m 則： ?jdI 350 )930*35(*6 ? =20 故不用裝補(bǔ)償電抗器 Rjd =120/=(? ) 35kV、 6kV 均為中性點(diǎn)不接地小電流系統(tǒng)，規(guī)定接地電阻小于等于 4Ω。 六．交流屏選擇 選用一面 PK－ 1 型交流屏。 該屏上設(shè)有差動(dòng)、瓦斯、過(guò)流、過(guò)負(fù)荷、溫度、等保護(hù)，對(duì)屏有以下要求： 1． 變保護(hù)信號(hào)取自主變?cè)边厰嗦菲魈坠苤泻透邏洪_(kāi)關(guān)柜中電流互感器。 注：由于整定過(guò)程中，瞬時(shí)速斷按上述方法則所的動(dòng)作電流太大將無(wú)合適繼電器 ，故按起動(dòng)電流整定，讓繼電器動(dòng)作值躲過(guò)尖峰電流，其中，尖峰電流為一組內(nèi)其它電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，一臺(tái)起動(dòng)情況。 1313 967*1/40=24(KA) 選用 DL11/50 型電流繼電器。 8 ?? =1*5630/300= A 選用 DL11/50 型電流繼電器，動(dòng)作時(shí)限取 。 變壓器本身已有瓦斯、溫度等保護(hù)，本設(shè)計(jì)不需考慮。 五．計(jì)算非基本側(cè)平衡線圈匝數(shù) WPIIs=? WC=6*取平衡線圈 II 實(shí)際匝數(shù)為 2 匝。 167。 靈敏度校驗(yàn)： ?? 39。 三． QF、 2QF 限時(shí)速斷整定 該級(jí)限時(shí)速斷主要考慮兩個(gè)條件：一是要躲過(guò)全礦可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流 )3( max2kI ，故動(dòng) 作電流可取 39。 即 39。 167。 3． 8QF 保護(hù)設(shè)置 8QF 用作母聯(lián)開(kāi)關(guān)，他的保護(hù)設(shè)置主要考慮故障運(yùn)行情況，如 B2故障由 B2單獨(dú)供電，8QF 合閘運(yùn)行，若不設(shè)保護(hù)，則 6kV 母線右段或其支路發(fā)生短路時(shí)，將使 4 號(hào)開(kāi)關(guān)跳閘而全礦停電，若有保護(hù)，則 8QF 跳閘，切除右段母線， 6kV 母線左段仍能繼續(xù)供電 ，減少了全礦停電 的幾率，為了出線的瞬時(shí)速斷及上一級(jí)的定時(shí)過(guò)流配合， 8 號(hào)開(kāi)關(guān)設(shè)限時(shí)速斷保護(hù)。其過(guò)流保護(hù)應(yīng)和上級(jí)配合，時(shí)間整定為 2s，縱差保護(hù)范圍為 4~6QF、 5~7QF。 為使所涉及保護(hù)系統(tǒng)能快速可靠并有選擇的切除故障，所以設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)能滿足選擇性、快速性、靈敏性及可靠性的要求，并能將四者關(guān)系合理的配合以保證供電可靠性。 3). 隔離開(kāi)關(guān)構(gòu)架 選 ? 型構(gòu)架 ,10 架 ,高 米 ,寬 米 . 構(gòu)架外形如圖 42。 二． 高壓穿墻套管的選擇 對(duì)穿墻套管，按電壓及長(zhǎng)時(shí)允許電流選，對(duì)動(dòng)、熱穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)。 3). 按電壓損失校驗(yàn) r0= /km x0= /km △ U%=200 10 )tan( U PLxr ??=%5% △ 校驗(yàn)合格。 表 46 名稱(chēng) 型號(hào) 長(zhǎng)度 單位 主井絞車(chē) ZLQ2063 120 千米 副井絞車(chē) ZLQ2063 70 千米 壓風(fēng)機(jī) ZLQ2063 95 千米 下井電纜 ZLQ2063 70 千米 綜采車(chē)間 ZLQ2063 50 千米 地面低壓 ZLQ2063 95 千米 機(jī)修廠 ZLQ2063 50 千米 三． 6 KV 架空線選擇 6kV 出線超過(guò) 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(zhǎng)時(shí)允許電流及電壓損失來(lái)校驗(yàn)。 2). 按長(zhǎng)時(shí)允許電 流校驗(yàn) I=252065 4565 ??? YI=156（ A） 校驗(yàn)合格?？紤]變電所最高溫度為 45℃，故實(shí)際允許電流為： I=25454570 ?? YI=1248A＞ A 故采用 LMY100 10 型銅母線。 本供電系統(tǒng)采用分列運(yùn)行，當(dāng)一臺(tái)變壓器故障時(shí)，另一臺(tái)變壓器應(yīng)承擔(dān)全部負(fù)荷。 校驗(yàn)時(shí)考慮在斷路器出口處短路時(shí)，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)，又考慮各 6kV 母線處線不同的負(fù)荷電流，應(yīng)選最大一路的負(fù)荷電流校驗(yàn)。 本高壓開(kāi)關(guān)柜為開(kāi)啟式，根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)，大小選用高壓開(kāi)關(guān)柜型號(hào)如下： 1． 進(jìn)線柜 6kV 進(jìn)線柜選用一次編號(hào)為 GG－ 1A（ FII） 25 型高壓開(kāi)關(guān)柜一臺(tái)。 此處選用 S750/35 型變壓器兩臺(tái)。 四．電壓互感器的選擇 35kV 電壓互感器，一般為油浸絕緣型， 35kV 電壓互感器均為單相，有雙圈與三圈 之分，如對(duì) 35kV 不進(jìn)行絕緣檢測(cè)時(shí)，可選二臺(tái)雙圈互感器，接成 V 型，共儀表用電壓，否則選用三臺(tái)三圈互感器，接成 Y/Y/△型。 選擇要求按電壓、電流、動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性等幾種方式進(jìn)行校驗(yàn) ,如下表 41 所示： 表 41 項(xiàng)目 實(shí)際需要值 DW8－ 35 額定值 電壓 35kV 35kV 電流 600A 動(dòng)穩(wěn)定 41KA 熱穩(wěn)定 斷流容量 238MVA 1000MVA 其中： 電流計(jì)算： 373 1 6 0 0 ????? nn SI= A 熱穩(wěn)定電流計(jì)算： 因短路發(fā)生在 35kV 母線上，繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為 ，斷路器固有分閘、滅 弧時(shí)間取 ，故假想時(shí)間 t 為 :t=+=。 3－ 2 系統(tǒng)短路計(jì)算 一． 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(shí)，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(dòng)力效應(yīng)會(huì)使設(shè)備受到破壞，短路點(diǎn)處電弧可能燒壞電氣設(shè)備，短路點(diǎn)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。 3－ 1 供電系統(tǒng)的擬定 一． 5kV 側(cè)接線方案 礦區(qū) 35kV 變電所 35k V 進(jìn)線采用雙電源架空線，由于對(duì)供電可靠性、運(yùn)行靈活要求的提高，奔設(shè)計(jì) 35kV 側(cè)接線采用全橋接線，并且因?yàn)榭紤]本所有電能反饋可能，在斷路器兩側(cè)裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)， 35kV 側(cè)每段母線上裝設(shè)電壓互感器和避雷器。 6= = △ QT 主 ＝ S’ ca 6?avQ =Qca6Qj == kvar 校驗(yàn)合格。 6=KSI（ Pca+??TP ） =（ +） =10476kW Qca空載損耗，短路損耗 ，阻抗電壓 ，空載電流 ， Y/Y012 連接。 空載損耗 ，短路損耗 ，阻抗電壓 ，空載電流 ， Y/Y012 連接。 2．主要生產(chǎn)負(fù)荷 :主井提升、壓風(fēng)機(jī)、井下低壓。 變電所所處地之氣象條件：日最高氣溫為 45℃，日最低氣溫為 15℃，最熱日井下含在內(nèi)的土壤溫度為 26℃，凍土層厚度為 。年產(chǎn) 180 萬(wàn)噸的大型礦井變電站設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 第一章 概述 某礦為年產(chǎn) 180 萬(wàn)噸的大型礦井，服務(wù)年限規(guī)劃為 100 年，為立井提升，井筒深度 450米。變電所之地質(zhì)條件為：土壤砂質(zhì)粘土，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲黠L(fēng)，風(fēng)速為 27m/s，地震烈度為 5 度。 3．其它負(fù)荷：地面低壓、機(jī)修廠、綜采車(chē)間、礦煤矸磚廠、工人村、支農(nóng) 二．各組負(fù)荷計(jì)算、填表 1． 根據(jù)各組設(shè)備的 各組負(fù)荷計(jì)算方法類(lèi)似，此處僅舉例說(shuō)明： 例：對(duì)主井提升設(shè)備： tanφ： tanφ =tan(cos1cosφ ) = tan()= 有功功率： Pca=Kd?PN= 1450=1305kW 無(wú)功功率： Qca=Pca?tanφ＝ 1305 = 視在功率： Sca= ?? 22 caca QP 1500kVA 對(duì)副井提升： tanφ = tan()= Pca=1000 =880 kW Qca=880 = kvar Sca= ?? 22 caca QP 1060 kVA 計(jì)算結(jié)果均見(jiàn)表 11。 3 機(jī)修廠： 計(jì)算容量為 390KVA，故選兩臺(tái) S9400/10,10/ 型鋁線電力變壓器。 各低壓變壓器損耗計(jì)算式為： △ PT＝△ P0+△ Pk? 2， △ QT＝△ Q0+△ Qk? 2， 其中 ? =NcaSS 為變壓器負(fù)荷率。 6= KSI（ Qca+?? TQ ） =（ 6209+） = kvar 故 Sca 另外，每段母線上都必須一臺(tái)放電柜，我們選用 GR1C03 型放電柜，內(nèi)裝 JDZ－ 6／100V 電壓互感器兩臺(tái)，電壓表、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)各一個(gè)，信號(hào)燈 3 個(gè)。 6= = 2． 折算到 35kV 側(cè)負(fù)荷： Pca 二． kV 側(cè)接線方案 礦井為一類(lèi)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）。若在發(fā)電廠附近短路，還可能使全電力系統(tǒng)進(jìn)行解裂，引起嚴(yán)重后果。 故 35kV 母線短路時(shí)相當(dāng)于 4s 的熱穩(wěn)定電流為： I=I?RWtt = = KA 動(dòng)穩(wěn)定電流 要求斷路器的極限通過(guò)峰值 i? ish 年產(chǎn) 180 萬(wàn)噸的大型礦井變電站設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) I DW = 校驗(yàn)結(jié)果： 由 上表對(duì)比可看出： DW8－ 35/600 多油斷路器完全符合要求。 本設(shè)計(jì)為終端變電所，不需進(jìn)行絕緣監(jiān)測(cè)，只需測(cè)量線路電壓，所以選 JDJ－ 35 型戶年產(chǎn) 180 萬(wàn)噸的大型礦井變電站設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 外式電壓互感器，采用 V 形接法，供儀表用電壓分兩組，每組兩臺(tái)，分別接在 35kV 兩段母線上，配用 RW1035/ 型限流熔斷器。選用 RW35/2 型高壓跌落式熔斷器，其額定電壓為35KV，額定電流為 2A，最大斷流容量為 600MVA，符合實(shí)際要求。 2． 聯(lián)絡(luò)柜 選 GG1A（ FⅡ） 11 和 GG1A（ FⅡ） 95 各一臺(tái)，配合使用。 此處取主扇風(fēng)機(jī)一路，校驗(yàn)如表 45 所示： 表 45 項(xiàng)目 實(shí)際需要值 SN1010／ 600 額定值 電壓 KA 6 10 電流 A 176 600 斷路容量 MVA 300 斷路流量 KA 動(dòng)穩(wěn) KA 熱穩(wěn) KA 校驗(yàn)合格。 故該礦總負(fù)荷電流為 : 0 . 9 5373 1 . 0 51 0 6 9 4 . 1 5U c o s3 1 . 0 5P 35ca ?? ???? ? ?總I=184 A 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，按長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流校驗(yàn)。 2． 母線動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn) 1). 參照《電工手冊(cè)》第二分冊(cè)，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： 322 ???kriawl? kg/cm2 其中 l—— 跨距 154cm a—— 母線相間距離 25 ikr—— 短路沖擊電流 w—— 母線抗彎距 cm2 查表可知 w= 故得： 5 322 ? ???? ?? = 700kg/cm2 校驗(yàn)合格。 3). 按最小熱穩(wěn)定截面校驗(yàn) 由于電纜散熱性差，暫時(shí)的短路電流有可能燒壞電纜，故必須進(jìn)行熱穩(wěn)定性校驗(yàn)。 1． 主扇風(fēng)機(jī)架空線選擇 1). 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面： )c o s3( ?UPI g ?=1700/（ *6*） =176（ A） 查得： Jj= Aj= Ig/Jj=176/=195（ mm2） 年產(chǎn) 180 萬(wàn)噸的大型礦井變電站設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 選用 LGJ120 型鋼芯鋁絞線， 25℃時(shí)載流量為 380A。 洗煤廠選擇方法與上同，結(jié)果分別為： LGJ35。 1). 選擇 )c o s3( ?UPI g ?=1251A 選 CLWB10/1500 型高壓穿墻套管，為鋁導(dǎo)體戶外式，身長(zhǎng)為 600mm，額定電壓 10kv，額定電流 1500A， 5S 熱穩(wěn)電流 30KA。 圖 41 圖 42 年產(chǎn) 180 萬(wàn)噸的大型礦井變電站設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 圖 43 4). 避雷器構(gòu)架及電壓互感器構(gòu)架 避雷器構(gòu)架及電壓互感器構(gòu)架均選用單桿獨(dú)立式構(gòu)架，避雷器一組用 3 根，電壓互感器一組用 2 根，高度均為 3 米。 一． 保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)置和配合分析 供電系統(tǒng)圖及其斷路器標(biāo)號(hào)如下圖 51 所示。 9QF~29QF 保護(hù)的設(shè)置與整定。時(shí)間整定為 。 5－ 2 35kV 進(jìn)、出線與聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的保護(hù)整定 一。 3opI =12)3( max2ppkco UUIk