【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，對(duì)于35～63kV配電裝置出現(xiàn)回路數(shù)為4～8回時(shí)，可考慮采用單母線分段接線或雙母線接線方式，從經(jīng)濟(jì)上考慮，單母分段比雙母線節(jié)省了一條母線和一組隔離開關(guān)的投資，初擬定選擇單母線分段接線。（2）6kV側(cè)接線方案擬定 礦井為一類負(fù)荷，要求可靠供電，結(jié)合本礦變電所設(shè)計(jì)的原始資料，考慮到電氣主接線的基本要求，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》，可在變電所6kV側(cè)采用單母線分段接線或雙母線接線，當(dāng)某段母線出現(xiàn)故障時(shí)，仍可保證一、二類重要負(fù)荷的供電。6kV側(cè)若采用雙母線接線雖然可以使供電可靠性更高，調(diào)度更靈活，但相比于單母線分段接線大大增加了經(jīng)濟(jì)成本，所以本次設(shè)計(jì)6kV側(cè)初擬定選擇單母線分段接線。4短路電流計(jì)算在供電系統(tǒng)中，最嚴(yán)重的故障是短路。所謂短路是指供電系統(tǒng)中不等電位的導(dǎo)體在電氣上被短接。三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相接地短路、和兩相接地短路。三相短路時(shí)對(duì)稱短路，此時(shí)三相電流和電壓同正常情況一樣，即仍然是對(duì)稱的。只是線路中電流增大、電壓降低而已。除了三相短路之外，其它類型的短路皆系不對(duì)稱短路，此時(shí)三相所處的情況不同，各相電流、電壓數(shù)值不等，其間相角也不同。產(chǎn)生短路故障的主要原因是電氣設(shè)備的載流部分絕緣損壞所致。絕緣損壞是由于絕緣老化、過電壓或機(jī)械損傷等原因造成的。其他的如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)或檢修后未拆除接地線就送電等誤操作而引起的短路。此外，鳥獸在裸露的導(dǎo)體上跨越以及風(fēng)雪等自然現(xiàn)象也能引起短路。發(fā)生短路時(shí)，由于系統(tǒng)中總阻抗非常小，因此短路電流可能達(dá)到很大的數(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。不對(duì)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(shì)，干擾通訊，亦可能危及人身和設(shè)備安全。（1）在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需要進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。（2）選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，必須用短路電流校驗(yàn)其熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。（3）設(shè)置和整定繼電保護(hù)裝置，使之能正確地切除短路故障。（4）確定先流措施，當(dāng)短路電流過大造成設(shè)備選擇困難或不夠經(jīng)濟(jì)時(shí)，可采取限制短路電流的措施。（5）在設(shè)計(jì)戶外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件效驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。短路電流的計(jì)算方達(dá)主要采用有明制法和標(biāo)幺制法，由于在具有多個(gè)電壓等級(jí)時(shí)采用有明制法計(jì)算短路電流比較繁瑣且宜出錯(cuò)，而標(biāo)幺制法較為簡(jiǎn)單，宜于比較，所以本次設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法，下面主要介紹標(biāo)幺制法。用相對(duì)值表示元件的物理量，稱為標(biāo)幺制。標(biāo)幺值是指任意一個(gè)物理量的有名字與基準(zhǔn)值的比值，即標(biāo)幺值=物理量的有名值/物理量的基準(zhǔn)值標(biāo)幺值是一個(gè)相對(duì)值，沒有單位。在標(biāo)幺制中，容量、電壓、電流、阻抗的標(biāo)幺值分別為 基準(zhǔn)容量（）、基準(zhǔn)電壓（）、基準(zhǔn)電流（）和基準(zhǔn)阻抗（）亦符合功率方程 和電壓方程?；鶞?zhǔn)值的選取是任意的，但為了計(jì)算方便，通常去100MVA為基準(zhǔn)容量，去線路平均額定電壓為基準(zhǔn)電壓，即。取，為基準(zhǔn)容量。線路的標(biāo)幺電抗。若線路長(zhǎng)度為(km)、單位長(zhǎng)度的電抗為（Ω/km），則線路電抗。線路的標(biāo)幺電抗為 變壓器電抗標(biāo)幺值。若變壓器的額定容量為和阻抗電壓百分?jǐn)?shù)為，則忽略變壓器繞組電阻R的電抗標(biāo)幺值為 電抗器的標(biāo)幺電抗。若已知電抗器的額定電壓、額定電流和電抗百分?jǐn)?shù)，則其電抗標(biāo)幺值為 式中 ——電抗器安裝處的基準(zhǔn)電壓，kV.系統(tǒng)的標(biāo)幺電抗。一般工礦企業(yè)的供電系統(tǒng)可看作無限大容量系統(tǒng)，其系統(tǒng)阻抗可以作為零對(duì)待。（1）三相短路電流周期分量的有效值在標(biāo)幺制中，故=1，則有 （2）短路沖擊電流在高壓供電系統(tǒng)中為 在低壓供電系統(tǒng)中為 （3）三相短路容量計(jì)算式為 一般選取各線路始、末端作為短路計(jì)算點(diǎn)，線路始端的最大三相短路電流常用來校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)、熱穩(wěn)定性，并作為上一級(jí)繼電保護(hù)的整定參數(shù)之一，線路末端的最小兩相短路電流常用來校驗(yàn)相關(guān)繼電保護(hù)的靈敏度。本次設(shè)計(jì)中選35kV母線、6kV母線和各6kV出線末端為短路計(jì)算點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)35/6kV變電所正常運(yùn)行方式為全分裂運(yùn)行方式，其各短路點(diǎn)的最大、最小短路電流僅與系統(tǒng)運(yùn)行方式有關(guān)，系統(tǒng)等效短路計(jì)算圖41所示。圖41等效短路計(jì)算圖選擇基準(zhǔn)容量，基準(zhǔn)電壓，，則可求得各級(jí)基準(zhǔn)電流為（1）電源電抗，（2）變壓器電抗最小運(yùn)行方式下主變壓器電抗最大運(yùn)行方式下主變壓器電抗地面低壓變壓器電抗(3)線路電抗35kV架空線路電抗副井提升機(jī)電纜線路電抗540中央變電所電纜線路電抗聯(lián)合建筑變電所電纜線路電抗540污水處理系統(tǒng)電纜線路電抗壓風(fēng)機(jī)電纜線路電抗鍋爐房電纜線路電抗地面低壓饋電線路電抗（4）計(jì)算各短路點(diǎn)的短路參數(shù)1）k35點(diǎn)短路電流計(jì)算①最小運(yùn)行方式下兩相短路電流②最大運(yùn)行方式下三相短路電流2）k63點(diǎn)短路電流計(jì)算①最小運(yùn)行方式下兩相短路電流②最大運(yùn)行方式下三相短路電流3)26點(diǎn)短路電流計(jì)算①最小運(yùn)行方式下兩相短路電流②最大運(yùn)行方式下三相短路電流4）因?yàn)閗k19短路點(diǎn)發(fā)生處為交流電動(dòng)機(jī)的端頭，則此時(shí)電機(jī)反饋沖擊電流對(duì)短路點(diǎn)有影響，但此處計(jì)算可先不考慮電機(jī)影響，算出短路點(diǎn)電流后再加上電動(dòng)機(jī)影響，電動(dòng)機(jī)反饋沖擊電流的近似計(jì)算可按下式進(jìn)行：式中 K——電動(dòng)機(jī)反饋沖擊倍數(shù)——電動(dòng)機(jī)短路電流沖擊倍數(shù)，～——電動(dòng)機(jī)額定電流計(jì)算k4點(diǎn)短路參數(shù)：①最小運(yùn)行方式下兩相短路電流②最大運(yùn)行方式下三相短路電流交流電機(jī)反饋沖擊電流：則修正后的短路參數(shù)為：①最小運(yùn)行方式下②最大運(yùn)行方式下同理可計(jì)算出k4點(diǎn)的短路參數(shù)，結(jié)果填入短路參數(shù)表中。5)540中央變電所540中央變電所主要用于井下供電，最大運(yùn)行方式下，其饋電線路短路的標(biāo)幺電抗為則井下母線上最大短路容量為設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定，煤井下6～10kV高壓母線上的短路容量不允許超過50MVA，則需要在母線上增設(shè)限流電抗器。由于井下負(fù)荷由540中央變電所提供，則由負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表22可知S=11521kVA，則井下負(fù)荷電流對(duì)于煤礦供電系統(tǒng)，井下高壓隔爆配電箱的額定斷流容量一般在50MVA以下，則系統(tǒng)總電抗為：系統(tǒng)在最大運(yùn)行狀態(tài)下，串入電抗器前的總電抗：則所需串入的電抗值：根據(jù)電抗器的額定電壓、額定電流可計(jì)算出電抗器在額定參數(shù)下電抗百分值，即 式中 ——電抗器額定電壓，kV；——電抗器額定電流，A。由以上計(jì)算可得電壓為6kV，所以可選用額定電壓為6kV，額定電流為1500A的限流電抗器兩臺(tái)，每臺(tái)的電抗計(jì)算值為：查《煤礦電工手冊(cè)》，可選用NKL6150010型鋁電纜水泥電抗器,其電抗百分比xL%=10%，其動(dòng)穩(wěn)定電流峰值，1s的熱穩(wěn)定電流，額定電流下的相對(duì)電抗值為：（1）電壓損失校驗(yàn)正常運(yùn)行時(shí)，電抗器有一定的電壓降，為了使用戶的端電壓不致過分降低，電壓損失不應(yīng)超過額定電壓的4%～5%。電壓損失按下式計(jì)算： 式中 Φ——回路負(fù)荷的功率因數(shù)角（一般取cosΦ=，則sinΦ=）則，符合要求。（2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)為了使動(dòng)穩(wěn)定性得到保證，應(yīng)滿足動(dòng)穩(wěn)定性條件，即 式中 ——電抗器的額定熱穩(wěn)定電流，kA；——電抗器后面三相短路沖擊電流，kA。一路故障，在電抗器出口處短路，流過每一電抗器的短路電流最大，此時(shí)通過電抗器的短路電流沖擊值為：，所以符合要求。（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)為了使熱穩(wěn)定性得到保證，應(yīng)滿足熱穩(wěn)定性條件，即 式中 ——電抗器的額定熱穩(wěn)定電流，kA；——電抗器的額定熱穩(wěn)定時(shí)間，s；——穩(wěn)定短路電流，kA?！傧霑r(shí)間，s。由于，所以符合要求。式中加電抗器后只影響540中央變電所短路電流，只需重新計(jì)算其短路電流。①最小運(yùn)行方式下兩相短路電流②最大運(yùn)行方式下三相短路電流 （含加電抗器修正后值）表41短路電流計(jì)算統(tǒng)計(jì)表短路點(diǎn)最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式(kA)(kA)(kA)(MVA)(kA) (kA)K3598K63K4K8K14K15K19K255 變電所電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)（1）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展；（2）應(yīng)按當(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）與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致；（6）選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品，應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。（1）類型和型式的選擇。根據(jù)設(shè)備的安裝地點(diǎn)、使用條件等因素，確定是選用戶內(nèi)型還是戶外型；選用普通型還是防污型；選用裝配式還是成套式；選用適合有人值班的還是滿足無人值班要求等。（2）額定電壓。通常，～，而電網(wǎng)運(yùn)行電壓的波動(dòng)范圍。因此，選擇電氣設(shè)備時(shí)，按電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的額定電壓不小于裝設(shè)地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓選擇，即: 但是，限流式熔斷器只能用在與其額定電壓相同的電網(wǎng)中，若降壓使用的話，熔斷時(shí)產(chǎn)生的過電壓將對(duì)電網(wǎng)和設(shè)備的絕緣造成損害。（3）額定電流。所選電氣設(shè)備的額定電流,或載流導(dǎo)體的長(zhǎng)期允許電流 (經(jīng)溫度或其他條件修正后面得到的電流值)，不得小于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流，即 當(dāng)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體通過短路電流時(shí)，會(huì)同時(shí)產(chǎn)生電動(dòng)力和發(fā)熱兩種效應(yīng)，一方面使電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體受到很大的電動(dòng)力作用，同時(shí)又使他們的溫度急劇升高，這可能使電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的絕緣受到損壞。為此，在進(jìn)行電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的選擇時(shí)，必須對(duì)短路電流進(jìn)行電動(dòng)力和發(fā)熱計(jì)算，以驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。熱穩(wěn)定校驗(yàn) 式中 ——在計(jì)算時(shí)間t秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)；——t秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（kA）；T——設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（s）。(2)動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)短路電流通過電器設(shè)備時(shí)，電器設(shè)備各部件應(yīng)能承受短路電流所產(chǎn)生的機(jī)械力效應(yīng)，不發(fā)生變形損壞，即 或 式中 、——電器設(shè)備額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值及其有效值，kA。、——短路沖擊電流峰值及其有效值，kA。 35kV設(shè)備選型，柜體采用鍍鋅鋼板組裝而成，提高了手車與柜體的配合精度，手車推進(jìn)拉出十分輕便，互換性強(qiáng)，其主要用于35kV三相交流50Hz電力系統(tǒng)中，作為發(fā)電廠及工礦企業(yè)的配電室接受和分配電能用，具有控制、保護(hù)和檢測(cè)功能。 高壓斷路器（QF）是供電系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一。它具有完善滅弧的裝置，是一種專門用于斷開或接通電路的開關(guān)設(shè)備。正常運(yùn)行時(shí)把設(shè)備或線路接入或退出運(yùn)行，起著控制作用。當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，能迅速切除故障回路，保證無故障部分正常運(yùn)行，起著保護(hù)作用。35kV接線型式為單母線分兩端接線，斷路器在正常情況下只負(fù)擔(dān)全所總負(fù)荷的一半，但當(dāng)一臺(tái)變壓器故障時(shí)，另一臺(tái)變壓器要承擔(dān)全部負(fù)荷，這樣斷路器的最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流為變壓器的最大電流。由于變壓器在電壓降低5%時(shí)，出力可保持不變，故35kV側(cè)變壓器最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流應(yīng)為，其技術(shù)參數(shù)如下表51所示。表51 所選斷路器參數(shù)表型號(hào)額定電壓