【正文】 從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，公老師始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。如缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)，可按5倍額定電壓計(jì)算。露天的變電所建筑和電氣設(shè)備通常用避雷針或避雷線防止直擊雷，用避雷器防止由線路侵入的雷電波對變電所內(nèi)的電氣設(shè)備造成破壞。 變電所主要防雷設(shè)備防止雷電直擊的主要設(shè)備有避雷針、避雷線；防止雷電波沿架空線路侵入電氣設(shè)備和建筑物內(nèi)部的主要設(shè)備有避雷器等。無人值守變電所的控制室應(yīng)適當(dāng)簡化，面積應(yīng)適當(dāng)減小。(2)高壓配電裝置布置要與高壓出線走廊方位相適應(yīng)，保證出線順暢，避免出線交叉跨越。過電流保護(hù)動(dòng)作應(yīng)躲過變壓器的最大工作電流整定。瓦斯保護(hù)按常規(guī)保護(hù)，輕瓦斯300cm2時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。（4）可靠性可靠性是指在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)正確動(dòng)作，不應(yīng)拒動(dòng)；在不該動(dòng)作時(shí)，不應(yīng)誤動(dòng)。用三臺(tái)JDJZ型可取代JSJW型電壓互感器，并能在八小時(shí)內(nèi)無損傷地承受2倍額定電壓。、電流選用CWLB——10/600型室外穿墻套管。(4)熱穩(wěn)定校驗(yàn)=25KA T=3S滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。根據(jù)一次額定電壓選擇。外橋接線對變壓器的切換方便，比內(nèi)橋少兩組隔離開關(guān)，繼電保護(hù)簡單，易于過渡到全橋或單母分段接線，且投資少，占地面積小，缺點(diǎn)是倒換線路時(shí)操作不方便，變電所一側(cè)無線路保護(hù)，適用于進(jìn)線短而倒閘次數(shù)少的變電所或變壓器經(jīng)常駐需要切換以及可能發(fā)展為有穿越負(fù)荷的變電所。如不加以限制，不但設(shè)備選擇困難，且也不很經(jīng)濟(jì)。強(qiáng)大的短路電流所產(chǎn)生的熱和電動(dòng)力效應(yīng)會(huì)使電氣設(shè)備受到破壞；短路點(diǎn)的電弧可能燒壞電氣設(shè)備；短路點(diǎn)的電壓顯著降低，使供電受到嚴(yán)重影響或被迫中斷；若在發(fā)電廠附近發(fā)生短路，還可能使全電力系統(tǒng)運(yùn)行破裂，引起嚴(yán)重后果。（2）根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。需用電容器補(bǔ)償。具體計(jì)算公式如下： i=1，2，3…….m (27)式中、——為配電干線或變電站低壓母線有功、無功、視在功率計(jì)算負(fù)荷；——同時(shí)系數(shù)m ——為配電干線或變電站低壓母線上所接用電設(shè)備總數(shù)。年最大負(fù)荷小時(shí)是這樣一個(gè)假想時(shí)間，電力負(fù)荷按照年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行時(shí)間所消耗的電能恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗電能。表 全礦負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及相關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)備名稱負(fù)荷等級(jí)電壓v線路類型電機(jī)型式單機(jī)容量kv安裝/工作臺(tái)數(shù)工作設(shè)備總?cè)萘縦w需用系數(shù)功率因數(shù)離35kv變電所的距離km主 井提 升16000CY14002/114000．870．840．4副 井提 升16000CY10002/110000．850．820．4扇 風(fēng)機(jī) 116000KT8002/18000．870．822．4扇 風(fēng)機(jī) 216000KT8002/18000．870．822．2壓風(fēng)機(jī)16000KT3005/39000．860．860．2地 面低 壓1380C135012500．760．820．05機(jī)修廠3380C4504500．600．750．3綜 采車 間3380C4804800．700．780．6洗煤廠2380K12000．760．840．5大汪村3380K4500．800．802．5排水泵16000CX68012/427200．860．860．8井 下低 壓2660CX26000．720．78礦井年產(chǎn)量：110萬噸 井筒深度： ，服 務(wù) 年 限：100年 該礦井為地下水豐富礦井。，變電所土質(zhì)為粘土。如圖22所示，年最大負(fù)荷延伸到的橫線與兩坐標(biāo)軸所包圍的矩形面積，恰好等于年負(fù)荷曲線與兩坐標(biāo)軸所包圍的面積，既全年實(shí)際消耗的電能?！摳删€或低壓母線上的額定電壓，V——該干線變電站低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷電流，A——需用系數(shù)、——分別對應(yīng)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。 功率因數(shù)的改變經(jīng)計(jì)算全礦功率因數(shù)Φ＝9194/11743=若功率因數(shù)偏低，在保證供用電設(shè)備的有功功率不便的前提下，電流將增大。對于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對一般性變電站，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%～80%。不對稱短路所造成的零序電流，會(huì)在鄰近的通訊線路內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電勢，干擾通訊，亦可能危及人身和設(shè)備安全。故增大系統(tǒng)電抗，限制短路電流是必要的。內(nèi)橋結(jié)線一次側(cè)可設(shè)線路保護(hù)，倒換線路時(shí)操作方便，設(shè)備投資與占地面積無較全橋少，缺點(diǎn)是操作變壓器和擴(kuò)建成全橋或單母分段不如外橋方便，適用于進(jìn)線距離行，變壓器切換少的終端變電所。并按二次負(fù)荷大小及負(fù)荷準(zhǔn)確等級(jí)校驗(yàn)。 35kv斷路器的選擇①額定電壓選擇斷路器的額定電壓應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的工作電壓,即 ②額定電流選擇 斷路器的額定電流應(yīng)大于或等于它的最大長期工作電流，即 由于高壓斷路器沒有連續(xù)過載的能力，在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能的運(yùn)行方式下電路持續(xù)工作電流的要求，即取最大長期工作電流當(dāng)斷路器使用的環(huán)境溫度高于設(shè)備最高允許環(huán)境溫度，即高于40℃但不超過60℃時(shí)，環(huán)境溫度每增高1℃，％；當(dāng)使用的環(huán)境低于40℃時(shí)，環(huán)境溫度每降低1℃，％，但其最大負(fù)荷不得超過的 20％。==12KA 滿足要求 查得穿墻套管受力公式P=FF= i10kg 已知 L=120cm， a=25cmi= P==450kg 滿足要求 斷路器選擇 斷路器選擇項(xiàng)目實(shí)際需要值ZN28—10/1600電壓U=U=10kv電流I==1011AI=1600A斷路容量S=57MVAS=80MVA斷流量I=I=45KA動(dòng)穩(wěn)定i=i=75KA熱穩(wěn)定I==I=上述數(shù)據(jù)表明所選斷路器符合要求，選用CD2—40G電磁操作機(jī)構(gòu)，電動(dòng)操作。選擇型號(hào)為JDZJ—10，額定電壓原線圈6/,。保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性是非常重要的，任何時(shí)候拒動(dòng)都將使事故擴(kuò)大，造成嚴(yán)重的后果。溫度保護(hù)550C時(shí)啟動(dòng)風(fēng)冷，850C時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。一次動(dòng)作電流為： A繼電器動(dòng)作電流為：A 選用繼電器 DL－18，靈敏度校驗(yàn)： 符合要求。(3) 高壓配電裝置占地面積為全所的50％~70％，并且大部分電氣設(shè)備集中布置于此，也是巡視、操作、檢修的主要對象。屋外構(gòu)架、所區(qū)布置及其它構(gòu)架應(yīng)采用環(huán)形截面鋼筋混凝土電桿和組合鋼梁，除經(jīng)校核不能滿足要求者外，10kV出線的構(gòu)架可采用直徑200mm的等徑桿；鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)架長細(xì)比及剛度應(yīng)滿足檢修及安全運(yùn)行的要求，鋼結(jié)構(gòu)部件的表面應(yīng)進(jìn)行防腐處理（熱鍍鋅、熱噴鋅）。避雷針有單支、多支，等高和不等高之分；避雷器有閥型避雷器和金屬氧化物避雷器等。（1）避雷針避雷針的組成要素：接閃器、引下線、接地體。圖73單體避雷器的保護(hù)面積為572本變電站有三根避雷針，高度都為25米，其中每兩根之間的保護(hù)范圍外測，可按兩根時(shí)計(jì)算。王老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此，謹(jǐn)向公老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。 （7－3）式中, Lmax－避雷器與被保護(hù)設(shè)備的最大保護(hù)距離，m； α－沖擊波波頭陡度，對6~35kV系統(tǒng)取； v－雷電沖擊傳播速度，； Uchf－避雷器沖擊放電電壓，kV；Ujcf－被保護(hù)設(shè)備的絕緣沖擊耐壓值，kV。首先應(yīng)根據(jù)變電所設(shè)備平面布置圖的情況而確定，避雷針的初步選定安裝位置與設(shè)備的電氣距離應(yīng)符合各種規(guī)程規(guī)范的要求，初步確定避雷針的安裝位置后，再根據(jù)下列公式進(jìn)行計(jì)算，校驗(yàn)是否在保護(hù)范圍之中。 變電所斷面布置圖7 防雷保護(hù)及措施 變電所的防雷 變電所的防雷設(shè)計(jì)原則變電所的防雷設(shè)計(jì)應(yīng)做到設(shè)備先進(jìn)、保護(hù)動(dòng)作靈敏、安全可靠、維護(hù)試驗(yàn)方便，在此前提下，力求經(jīng)濟(jì)合理的原則。控制室的采暖通風(fēng)及空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)符合有關(guān)規(guī)程的規(guī)定，室內(nèi)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件及設(shè)備需要設(shè)置采暖或空調(diào)裝置。6 變電所室內(nèi)外布置 電氣總平面布置的特點(diǎn)(1)電工建筑物在變電所總布置中居主導(dǎo)地位，而其它輔助及生活建筑則處于從屬地位。（7）校驗(yàn)最小靈敏度按最小運(yùn)行方式下，6kV側(cè)兩相短路校驗(yàn) 合格（8）差動(dòng)保護(hù)計(jì)算結(jié)果有以上計(jì)算，主變壓器選用差動(dòng)保護(hù)，短路線圈“c－c”、差動(dòng)線圈6匝； 6kV接線方式側(cè)Y形，變比1000/5；35kV接線方式側(cè)，變比300/5； 主變過流保護(hù)為了防止外部短路引起變壓器線圈的過電流，并作為差動(dòng)和瓦斯保護(hù)的后備保護(hù)，變壓器還必須裝設(shè)過電流保護(hù)。主變壓器設(shè)置瓦斯保護(hù)、溫度保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)等保護(hù)。（3）靈敏性靈敏性是指保護(hù)裝置對保護(hù)范圍內(nèi)故障的反應(yīng)能力，一般用靈敏系數(shù)K衡量，靈敏系數(shù)是以被保護(hù)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，其故障參數(shù)和保護(hù)裝置整定值來確定。供中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，做電流、電能測量及單相接地保護(hù)用。室內(nèi)6KV選用母線支持瓷瓶，在穿墻的地方選用穿墻套管。(3)=70kA,=滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。a. 按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算： A=I/J（mm）式中 A—導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面積，mm； J—經(jīng)濟(jì)電流密度， A/ mm； I—最大工作電流，A；I==1000035=182A式中 U—線路額定電壓，千伏； P—最大負(fù)荷，千瓦； cosφ—功率因數(shù)； 由最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為4000，得J=A=182/=158 mm,選A=185 mm，其型號(hào)為鋼芯鋁絞線LGJ—185b. 按長時(shí)允許電流校驗(yàn)，查得LGI—170的屋外載流量為515A(25℃),鋼芯鋁絞線最高溫升不超過+70℃，假設(shè)導(dǎo)線長期工作溫度為40℃，則40℃時(shí)的載流量為：I=515=446A＞182符合要求c. 三相架空線路損失校驗(yàn)按下式計(jì)算ΔU%=式中R—線路單位長度電阻，/km；X—線路單位長度電抗，/km；設(shè)線間幾何間距為2m，已知P=9160、L=6km、tan=ΔU%==5 校驗(yàn)合格d. 母線按短路熱穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)A 已知t=3s I=, 式中A—所選導(dǎo)線截面，mm；C—材料熱穩(wěn)定系數(shù)，C=95；K—集膚效應(yīng)系數(shù)，取1；I—短路穩(wěn)定的最大有效值；A==102mm185 mm 校驗(yàn)合格所以35KV母線和架空線，均選用LGJ—185型鋼芯鋁絞線 電壓互感器、熔斷器的選擇互感器是交流供電系統(tǒng)中一次回路將交流電流或電壓按比例降低供二次回路儀表使用。當(dāng)輸電線路較長，故障幾率較多，而變壓器又不需經(jīng)常切除時(shí)，用用內(nèi)橋式接線比較合適；外橋式接線則在出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率流經(jīng)本廠時(shí)，就更為適宜。 短路參數(shù)計(jì)算結(jié)果匯總表運(yùn)行方式最大運(yùn)行方式最小備注短路參數(shù)（kA）（MVA）（kA）（kA）（kA）短路點(diǎn)5．57135714．28．4635kV母線83．436．116kV母線6．4370．216．399．775．117井下變電所大汪村80地面低壓扇風(fēng)機(jī)278主井提升機(jī)78副井提升機(jī)機(jī)修廠扇風(fēng)機(jī)1洗煤廠壓風(fēng)機(jī)綜采車間排水泵6．1電抗器 短路電流的限制及限流電抗器的選擇在煤礦供電系統(tǒng)中，由于電力系統(tǒng)的容量大，故短路電流可能達(dá)到很大的數(shù)值。 短路的危害發(fā)生短路時(shí)，由于系統(tǒng)中總阻抗大大減小，因此短路電流可能達(dá)到很大的數(shù)值。對于城郊變電站，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合?？紤]同時(shí)需用系數(shù)K，得：總的有功功率為9194KW，總的無功功率為7306 K。其計(jì)