【正文】 8 )/10=149(Nm) 母線的短路電流產生最大電動應力為 amax=Mmax/W=149/(100 100 )=15 106(N/M2) 該值小于鋁材料的允許彎曲應力 70 106(N/M2)，故動穩(wěn)定性符合要求。 查表得該導線的單位長度電阻、電抗分別為 /kM和 /kM，線路長度為6kM，故線路的電 壓損失為 )( 4 0)sinc o s(3 39。 一路供電的負荷電流 )( 6 39 4 3 9 4 6 7c o s3 39。 。 假想時間 ti=,穩(wěn)態(tài)短路電流為 。 6kV側避雷器選用 HY5WS17/50型避雷器，系統(tǒng)電壓 10kV，避雷器額定電壓 17kV，最大雷擊殘壓 50kV,最大電流沖擊耐受 65kA。 (2)熱穩(wěn)定校驗 2222 ???????? itsts tItI 符合要求。 (3)動穩(wěn)定校驗： imax=75(kA)ish=(kA)， 符合要求。 (4)熱穩(wěn)定校驗：當短路發(fā)生在隔離開關之后，斷路器之前，事故切除靠上一級變電所的過流保護，繼電保護動作時限要比 35kV 進線的繼電保護動作時限大一個時限差 tpr=3+=(s)。 （ 3）熱穩(wěn)定校驗 6kV 母線上發(fā)生短路時的過流保護的動作時間應該比 35kV 母線上發(fā)生短路時繼電保護的動作時間少一個時限級差 ，斷路器的 開斷時間為 ，則短路電流流過斷路器的最長時間 tK=tpr+tbr=+=(s)，即假想時間為 。 35kV 側斷路器的選擇 35kV接線形式為全橋式，運行方式為全分列方式，當一側的變壓器或另一側進線檢修時，橋斷路器必須把完好的進線和變壓器聯絡起來，所以 35kV 側的斷路器應該有相同的型號，其最大長時負荷電流應為變壓器的最大長時負荷電流，即 = ()= 12500/( 35)=216(A) 根據工作室外工作電壓為 35kV 和最大長時負荷電流為 216A,可選擇。 (1)按正常條件選擇 1）環(huán)境條件 電氣設備在制造上分戶內、戶外兩大類。 (1) 選擇電氣設備和載流導體，必須用短路電流校驗其熱穩(wěn)定性和機械強度。 35kV 架空線路由兩條線路送到本礦變電所，正常時兩臺變壓器分列運行。接線方式在滿足生產要求和保證供電質量的前提下應力求簡單，以減少設備投資和運行費用。它與電源回路數、電壓和負荷的大小、級別以及變壓器的臺數 、容量等因素有關，所以變電所的主接線有多種形式。= . caca QP ? =9917(kVA) COSφ 35=P180。T=Δ P0+Δ PKβ180。取平均負荷系數Klo=,則 Qc=(tanφ 35tanφ 35180。 有功損耗： NTT PPP ????? 20 ? （ 23） 無功損耗： NTT Q ????? 20 ? 式中：β — 變壓器的負荷率，NTcaSS?? ； caS — 變壓器計算負荷， kVA； NTS — 變壓器額定容量， kVA； 0P? — 變壓器空載有功損耗， kW； NTP? — 變壓器滿載有功損耗， kW； 0Q? — 變壓器空載無功損耗， kvar，NTSIQ 100%00 ??； %0I — 變壓器空載電流占額定電流的百分數； NTQ? — 變壓器滿載無功損耗， kvar，NTkNT SuQ 100%??； %ku — 變壓器阻抗電壓占 額定電壓的百分數； 0P? 、 NTP? 、 %0I 、 %ku 均可由變壓器產品樣本中查出。 （ 1） 對于主提升機有 =kd1 PN1= 1400=1218(kW) =tanφ 1 = 1218=792(kvar) = 2. caca QP ?=1453(kVA) (2)對于副提升機有 =kd2 PN2= 1000=850(kW) =tanφ 2 = 850=595(kvar) 河南理工大學畢業(yè)設計 (論文 )說明書 5 = . caca QP ? =1038(kVA) (3)對于扇風機 1有 =kd3 PN3= 800=696(kW) =(tanφ 3 )=160(kvar) = . caca QP ? =714(kVA) (4)對于壓風機有 =kd4 PN4= 900=774(kW) =(tanφ 4 )=(kvar) = . caca QP ? =798(kVA) 同理可得其余各組數據見表 21 表 21 全礦負荷統(tǒng)計表 用戶名稱 設備容量 （ kW） 需用系數（ Kd） 功率因數cosφ tanφ 計算負荷 Pca Qca Sca 主提升機 1400 1218 792 1453 副提升機 1000 850 595 1038 扇風機 1 800 696 160 714 扇風機 2 800 696 160 714 壓風機 300 774 197 798 地面低壓 1026 718 1252 機修廠 270 237 359 洗煤廠 912 592 1087 工人村 360 270 450 排水泵 680 2339 1387 2719 井下低壓 1872 1501 2398 合計 11013 5575 12343 河南理工大學畢業(yè)設計 (論文 )說明書 6 各低壓變壓器的選擇與損耗計算 低壓變壓器的選擇 因采用高壓 6kV 集中補償功率因數，故對各低壓變壓器均無補償作用。該公式對用電設備組、車間變電站乃至一個企業(yè)變電站的負荷計算都適用。 河南理工大學畢業(yè)設計 (論文 )說明書 3 2 負荷計算 負荷計算的目的 為一個企業(yè)或用電戶電，首先要解決的是企業(yè)要用多少度電，或選用多大容量的變壓器等問題，這就需要進行負荷的統(tǒng)計合計算，為正確地選擇變壓器容量與無功補償裝置、選擇電氣設備與導線、以及繼電器保護的整定等提供技術參數。 本論文的設計范圍包括： 對變電所的主接線進行設計： 對電氣設備的規(guī)格型號進行選擇。其中 35kV側為全橋接線， 6kV主接線為單母分段。河南理工大學畢業(yè)設計 (論文 )說明書 i 摘 要 隨著經濟的發(fā)展和現代工業(yè)建設的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設計越來越全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長，對電能質量、技術經濟狀況、供電的可靠性指標也日益提高，對供電系統(tǒng)的設計有了更高、更完善的要求。兩臺主變壓器采用分列運行方式。 變電所繼電保護設計。 負荷計算的目的是為了解用電情況，合理選擇供配電系統(tǒng)的設備和元件，如導線、電纜、變壓器等。對不同性質的用 電設備、不同車間或企業(yè)的需用系數值，經過幾十年的統(tǒng)計和積累，數值比較完整和準確，查取方便，因而為我國設計部門廣泛采用。根據表 21中的計算視在容量初選變壓器。 河南理工大學畢業(yè)設計 (論文 )說明書 7 （ 1）對于工人村變壓器 Δ PT=Δ P0+Δ PK (Sca/)2=+ (450/500)2=(kW) Δ QT=(100%I +100%KU β 2)=500 [+4/100 (450/500)2]=(kvar) （ 2）對于機修廠 變壓器 Δ PT=Δ P0+Δ PK (Sca/)2=+ (359/400)2=(kW) Δ QT=(100%I +100%KU β 2)=400 [+4/100 (359/400)2]=(kvar) （ 3）對于地面低壓變壓器 Δ PT=2[Δ P0+Δ PK ( Sca/)2]=(kW) Δ QT=(100%I +100%KU β 2)=(kvar) （ 4）對于洗煤廠變壓器 Δ PT=2[Δ P0+Δ PK ( Sca/)2]=(kW) Δ QT=(100%I +100%KU β 2)=(kvar) 表 22 各低壓變壓器功率損耗計算結果 負荷名稱 工人村 機修廠 地面低壓 洗煤廠 (KVA) 500 400 2 1600 2 1250 Δ PT(KW) Δ QT(kvar) 合計 ΣΔ PT= ΣΔ QT= 計算 6kV 母線上補償前的總負荷并初選變壓器 各組低壓負荷加上各低壓變壓器的功率損耗后即為其高壓側的負 荷，查表取同時系數 Ksi=,忽略礦內高壓線路的功率損耗，變電所 6kV母線補償前的總負荷為 =Ksi(Σ Pca+ΣΔ PT)= (11013+629)=9414(kW) 河南理工大學畢業(yè)設計 (論文 )說明書 8 =Ksi(Σ Qca+ΣΔ QT)= (5575+2785)=4975(kvar) )(968422759414 222 6.39。)= 9475()=2198(kvar) 河南理工大學畢業(yè)設計 (論文 )說明書 9 查表選用 GR1C08 型 ,電壓為 6kV，每柜容量 qc=270kvar的電容器柜，則柜數 N=Qc/qc=2198/270= 取偶數得 Nf=10 實際補償容量 =Nf qc=10 270=2700(kvar) 補償后 6kV側的計算負荷與功率因數為 Q180。 2=16+63 =(kW) Δ Q180。180。確定變電所的主接線對變電所電氣設備的選擇、配電裝置的布置及運行的可靠性與經濟性等都有密切的關系，是變電所設計的主要任務之一。 （ 4）便于發(fā)展。 6kV 主接線根據礦井為一級負荷的要求及主變壓器是兩臺的情況確定為單母線分段的接線方式。 (2) 設置和整定繼電保護裝置，使之能正確地切除短路故障。此外，選擇電氣設備，還應根據 實際環(huán)境條件 考慮防水、防火 、防腐、防塵、防爆以及高海拔區(qū)或濕熱地區(qū)等方面的要求。其技術參數 如表 51所示 表 51 型號 額定電壓（ kV) 額定電流（ A) 額定開斷電流（ KA) 動穩(wěn)定 電流 (kA) 額定關 合電流 (kA) （ 4S）熱穩(wěn)定電流 ZW735 35 1600 80 80 1）按當地環(huán)境校驗 型戶外真空斷路器，額定工作環(huán)境最高溫度為 40 度，而實際最高工作溫度為 42度，因此修正后的允許通過的最大電流為 INθ =IN(4240) ％ IN=16002 1600=1542（ A)＞ 216（ A) 2)按短路條件校驗 (1)額定開斷電流校驗 斷路器的額定開斷電流為 ，而 K1點的短路電流為 ，符合要求。對于無限大容量系統(tǒng)有 )()3( m a kAII k ??? 河南理工大學畢業(yè)設計 (論文 )說明書 23 相當于 4s的熱穩(wěn)定電流 )(20)( kAkAttItsi ＜???? （ 4）動穩(wěn)定校驗 由于 ies=50(kA),ish1=(kA),所以滿足要求。則 tk=tbr+tpr=+=(s)。 (4)6kV 母線上發(fā)生短路時的過流保護的動作時間應該比 35kV 母線上發(fā)生短路時繼電保護的動作時間少一個時限級差 ，斷路器的開斷時間為 ，則短路電流流過斷路器的最長時間 tK=tpr+tbr=+=(s)，即假想時間為 。 6kV 側電流互感器的選擇 6kV母線上的電流互感器選用 LZZBJ910型電流互感器，其額定電壓 10kV，額定電流 1200A，其技術參數如表 57所示。 支柱絕緣子和套管絕緣子的選擇 因母線為單一矩形母線，且面積不大，故選用 ZNA6型戶內式支柱絕緣子，其額定電壓 6kV，破壞力為 3697N，故最大允許抗彎力 Fal為 Fal== 679=2207(N) 因母線為單一平放，其換算系數 K≈ 1，故 KFmax=1 1468=1468(N)＜ 2207(N) 符合要求。其熱穩(wěn)定電流為 )20)( kAkAtII its （＜???? ? 符合要求。架空進線柜 019和母聯柜 052以及架空進線柜 021和母聯柜 053配合使用。39。039。 河南理工大學畢業(yè)設計 (論文 )說明書 30 。 AIImomalal ???????? ?? ?? 修正后的允 許載流量 ,滿足要求。 6kV下井電纜型號選擇 根據《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，立井井筒電纜應選用交聯聚乙烯絕緣粗鋼絲鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜，故選用為 MYJV42型銅芯電力電纜。 礦 35kV變電所 6kV 母線上最大三相穩(wěn)態(tài)短路電流 I∞ 為 8250A。 AAII