【導(dǎo)讀】此礦為高沼氣礦井，井下允許短路容量為≤100MVA。全礦的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表如下表1-1。該礦上級(jí)電源電壓等級(jí)為35KV。采用雙回路架空線輸電方式，規(guī)定斷路器過(guò)流保護(hù)時(shí)間為3S。電價(jià)收取辦法采用兩部電價(jià)制，固定部分按最高負(fù)荷收費(fèi)。在內(nèi)的土壤溫度為26℃，凍土層厚度為。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。按組選擇低壓動(dòng)力變壓器，再加上功率損失即為高壓側(cè)負(fù)荷。2．主要生產(chǎn)負(fù)荷:主井提升、壓風(fēng)機(jī)、井下低壓。容量進(jìn)行，供電回路為雙回路者應(yīng)選兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行。者，單臺(tái)容量應(yīng)滿足一、二類負(fù)荷需要，且兩臺(tái)容量之和大于或等于計(jì)算容量。計(jì)算容量為390KVA，故選兩臺(tái)S9-400/10,10/型鋁線電力變壓器。參數(shù)同綜采車間。短路損耗，阻抗電壓4，空載電流，Y/Y0-12連接。caSS為變壓器負(fù)荷率。KSI=，5000KW以上10000KW以下時(shí)取KSI=，在5000KM以下時(shí)取KSI=。連續(xù)負(fù)荷則對(duì)應(yīng)與。動(dòng)無(wú)噪音，安裝靈活方便等優(yōu)點(diǎn)。選用GR－1C-08型電容器柜，額定電壓6V，單柜容量15×18=270kvar，共需電容器柜：

　　

【正文】 11 接法的相位補(bǔ)償。 1． 主變各側(cè)額定電流計(jì)算 Y 側(cè)電流： =37316000?=250 A △側(cè)電流： ??NI =?=1466 A 2． 電流互感器變 比計(jì)算： Y 側(cè)： KTA1= 3 *250/5=86 取 80 △側(cè)： KTA2= ??NI /5=1466/5=293 取 300 3．計(jì)算電流互感器二次回路額定電流 Y 側(cè)： = 3 ?1TAeYKI 3 *250/80= A △側(cè)： 22 TAeYN KII ??? =1466/300= A 3． 匯總表 由于 ＞ ??2NI ，故選 35kV 側(cè)為基本側(cè)， 6kV側(cè)為非基本側(cè)。 年產(chǎn) 180 萬(wàn)噸的大型礦井變電站設(shè)計(jì) 第 38 頁(yè) 表 51 名稱 一次側(cè) 二次側(cè) 額定電壓 Kv 35 6 變壓器額定電流 A 250 1466 互感器接線方式 △ Y 互感器計(jì)算變比 86 293 變比確定 80 300 互感器二次側(cè)額定電流 A 三．決定基本側(cè)的一次動(dòng)作電流 1．躲過(guò)變壓器空載分閘和外部短路切除后，電壓恢復(fù)時(shí)的勵(lì)磁涌流。 Iop==325 A Kco—— 可靠系數(shù)，采用 BCH－ 2 差動(dòng)繼電器。 —— 變壓器基本側(cè)的額定電流 2．躲過(guò)外部短路時(shí)的最大不平衡電流 Iop=Kk(KfzqKtxKTA+? U+? f)Ik2max(3)=(1*1*++)*1694 =440 A 其中 Ik2max(3)為變壓器外部短路流過(guò)變壓器的最大短路電流。折算到 35KV 側(cè)的值為：* 3．躲過(guò)電流互感器二次斷線引起的不平衡電流 Iop=kkIzqIgmax=*250*= 經(jīng)比較（取最大值），取 Iop= 四．確定基本側(cè)差動(dòng)線圈匝數(shù) 1．基本側(cè)繼電器動(dòng)作電流 Iopjs=*年產(chǎn) 180 萬(wàn)噸的大型礦井變電站設(shè)計(jì) 第 39 頁(yè) 則基本側(cè)線圈匝數(shù)為： =(AW)op/Iopj=60/= . 其中 (AW)op—— 繼電器動(dòng)作安匝，一般取 60 依 BCH－ 2 內(nèi)實(shí)際接線，選實(shí)際整定匝數(shù)為 6 匝，其中差動(dòng)線圈 5 匝，平衡線圈 I 中匝數(shù) WPI取 1 匝。 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。 六．計(jì)算因是幾匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等而造成的相對(duì)誤差△ f ????? |||| CpI Is pI IpI Is WW WWf 故將 || f? 代入下式： Iop=kk(kfzqktxkTA+△ U+△ f) )3(maxdI =(1*1*++)*1694= A 七．初定短路線圈匝數(shù) C C2 所選抽頭是否合適，應(yīng)在保護(hù)投入運(yùn)行時(shí)，通過(guò)變壓器空載試驗(yàn)來(lái)確定，可暫選 D1～D2，匝數(shù)為： 28～ 56。 八．檢驗(yàn)最小靈敏系數(shù) 按最小運(yùn)行方式下， 6kV 側(cè)兩相短路校驗(yàn) 35kV 流入繼電器的 電流。 Ij=iKnI )2( min3 =*(80*37/)= A 則繼電器整定電流為： Iopj=AW/(Wc+WPI)=60/6=10 A 最小靈敏系數(shù)為： klmin=2 符合要求。 年產(chǎn) 180 萬(wàn)噸的大型礦井變電站設(shè)計(jì) 第 40 頁(yè) 九．變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù) 按躲過(guò)變壓器最大工作電流整定 : Iopj=(Kk/Kf)/Kn=*250*(*80)= A, 取 5A。 選用 DL11/10 型電 流繼電器。 Iopj=～ 10A 配用 DS24/C 時(shí)間繼電器，時(shí)間整定到 10s。 十．變壓器瓦斯、溫度等保護(hù)。 變壓器本身已有瓦斯、溫度等保護(hù)，本設(shè)計(jì)不需考慮。 167。 5－ 4 6kV 出線、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的保護(hù)整定 一．母聯(lián)開(kāi)關(guān)保護(hù)整定 根據(jù)以上分析，該級(jí)設(shè)限時(shí)速斷保護(hù)，主要為非正常情況下，故障主變的低壓側(cè)母線的短路保護(hù)。因此動(dòng)作電流可以用 6kV 母線上最小二相短路電流 )2( min2kI 除以靈敏系數(shù)來(lái)確定。 8?opI =lkkI )2( min2 =, 繼電器動(dòng)作電流： iopjxopj nIkI 39。39。 839。39。 8 ?? =1*5630/300= A 選用 DL11/50 型電流繼電器，動(dòng)作時(shí)限取 。選用 DS11 型時(shí)間繼電器。 二． 6kV 各出線開(kāi)關(guān)的保護(hù)整定 1．電容器回路保護(hù)整定 因電容器柜僅采用了熔斷器保護(hù)，故電源柜中再設(shè)瞬時(shí)速斷保護(hù)。 =kkIn/40=*270*4/(*6)/40= A 選 DL11/50 型電流繼電器。 靈敏度校驗(yàn) 年產(chǎn) 180 萬(wàn)噸的大型礦井變電站設(shè)計(jì) 第 41 頁(yè) kl= ??? njopkl kIIk )2( min 8150/(40*3)= 合格。 2． 13QF、 26QF 的保護(hù)整定 1). 13QF、 26QF 瞬時(shí)速斷整定 該級(jí)瞬時(shí)速斷可按保護(hù)范圍末端的最小二相短路電流除以靈敏系數(shù)確定，但要躲過(guò)變壓器最大負(fù)荷電流。 ??lkop kII )2( min39。 13 (KA) 繼電器動(dòng)作電流： ??ijxopopj n kII 39。 1313 967*1/40=24(KA) 選用 DL11/50 型電流繼電器。 變壓器最大負(fù)荷電流： ???ebezqNzq USkIkI 33m a x 2*1/(*)= 符合要求。 2). 13QF、 26QF 定時(shí)過(guò)流整定 整定方法同 1QF、 2QF，既要躲過(guò)變壓器最大負(fù)荷電流。 ??? fOP kII max13 (KA) 繼電器動(dòng)作電流： ??? iOPjxjOP nIkI 1313 1*220/40= (A) 選用 DL11/10 型電流繼電器。 靈敏度校驗(yàn)： ???13)2( min13 OPKl IIk 年產(chǎn) 180 萬(wàn)噸的大型礦井變電站設(shè)計(jì) 第 42 頁(yè) 符合要求。 動(dòng)作時(shí)間： t13== s 選用 DS112 型時(shí)間繼電器。 其他 6kV 出線保護(hù)整定方法與以上類似，不再重復(fù)計(jì)算。結(jié)果將列于后面的保護(hù)設(shè)置及整定結(jié)果匯總表中。 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。 例：主井提升回路： 二臺(tái)電機(jī)，一臺(tái)備用一臺(tái)運(yùn)行，故尖峰電流為： IMq+∑ IN=144*8+0=1152（ A） 1152*=（ A）取 為可靠系數(shù)。 繼電器按動(dòng)作電流為 靈敏系數(shù)為： KL=Idmin(2)/IopKn= 合格 動(dòng)作時(shí)限取 . 年產(chǎn) 180 萬(wàn)噸的大型礦井變電站設(shè)計(jì) 第 43 頁(yè) 第六章 主控室各屏的選擇 167。 6－ 1 各屏選擇說(shuō)明 煤礦 35kV 變電所應(yīng)設(shè)主控室，主要用來(lái)在室內(nèi)控制 35kV 斷路器、主變壓器及其它室外配電裝置，控制室內(nèi)集中裝設(shè)控制屏、繼電保護(hù)屏、信號(hào)屏、直流屏、交流屏等。 本設(shè)計(jì)僅選出各屏型號(hào)、規(guī)格，說(shuō)明其名稱、功能、數(shù)量。 一。線路保護(hù)屏選擇 35kV 線路保護(hù)屏選用 PK1 定型屏一面，本屏適用 35kV 雙側(cè)電源線路作為線路的相間保護(hù)，并設(shè)有重合閘裝置，相間保護(hù)采用兩相式電流速斷和兩相三電流繼電器帶時(shí)限電流保護(hù)組成，電流速斷裝置經(jīng)出口中間繼電器跳開(kāi)斷路器帶時(shí)限保護(hù)經(jīng)時(shí)間繼電器終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)跳開(kāi)斷路器。 二．主變壓器保護(hù)屏 選用 PK1 型 外橋變壓器保護(hù)屏一面，用以和線路保護(hù)屏組成全橋接線的保護(hù)。 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。 2． 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后只跳開(kāi)原、副邊斷路器。 3． 過(guò)流、過(guò)負(fù)荷動(dòng)作后，只跳開(kāi)原、副邊斷路器。 三．控制屏選擇 選用定型產(chǎn)品 PK－ 1 型屏一面，要求進(jìn)線斷路器的控制接于其上，并在各進(jìn)線增裝功率因數(shù)表、有功電度表、無(wú)功電度表各一個(gè)。變壓器控制屏選用 PK－ 1 型屏。 四 . 中央信號(hào)控制屏 選用 Pk－ 1 型屏一面，該屏裝設(shè)的沖擊繼電器，能重 復(fù)動(dòng)作的干簧式繼電器，采用閃光電源監(jiān)視，事故時(shí)發(fā)出音響，中央事故信號(hào)和中央預(yù)報(bào)信號(hào)能重復(fù)動(dòng)作，在備用光字牌上裝設(shè)硅整流， I II 失壓顯示直流系統(tǒng)絕緣電阻低顯示。 年產(chǎn) 180 萬(wàn)噸的大型礦井變電站設(shè)計(jì) 第 44 頁(yè) 五．直流屏選擇 直流屏提供變電所開(kāi)關(guān)控制、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、信號(hào)裝置等所需要的直流操作電源，應(yīng)保證在上級(jí)電源正常和故障情況下，均能可靠的供電。 選用 BZGN－ 10 型鎘鎳蓄電池直流電源成套裝置兩面。 六．交流屏選擇 選用一面 PK－ 1 型交流屏。主要控制所用變壓器的負(fù)荷，如所內(nèi)的動(dòng) 力、照明、控制、信號(hào)、繼電保護(hù)自動(dòng)裝置等。 167。 62 選擇結(jié)果匯總 名稱 型號(hào) 線路保護(hù)屏 PK1 變壓器保護(hù)屏 PK1 線路控制屏 PK1 中央信號(hào)屏 PK1 直流屏 BZGN10 交流屏 PK1 低壓屏 PK1 年產(chǎn) 180 萬(wàn)噸的大型礦井變電站設(shè)計(jì) 第 45 頁(yè) 第七章 變電所防雷與接地 167。 71 保護(hù)接地網(wǎng)的設(shè)置 變電所采用統(tǒng)一接地網(wǎng)，主要為了滿足接觸電壓及跨步電壓的要求，同時(shí)也是為了便于將設(shè)備及構(gòu)架連接在接地體上。 本變電所采用如下圖所示接地網(wǎng)： 本變電所選用水平接地體，選用 40 4mm 的扁鋼作接地體，外緣做成如上圖的閉合形，四角呈圓弧狀，并設(shè)置均壓帶。 接地網(wǎng)埋在凍土層以下，凍土層厚度為 米，故此可埋在 米處。 查資料可得 40 4mm 扁鋼接地電阻 1Ω時(shí)約為 200m。 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。 2． 接地電阻計(jì)算 1). 接地網(wǎng)總面積： S=(272)*(352)+(34+4)(9+4)+16*7=1431(m2) 接地網(wǎng)總長(zhǎng)度為： L=6*33+2*25+2*(38+13)+2*7=364(m) 實(shí)際接地電阻為： 42102ln24 ???? dh llSR jd ????? = ln36 4**2 6014 31604 ???(42 10*** 364*2? ) =+ =4? 其中： S—— 接地網(wǎng)面積 L—— 接地體總長(zhǎng) ? —— 土壤電阻率 50Ω／ m d—— 水平接地體等效直徑，對(duì)扁鋼： d=h/2= h—— 接地體埋深 符合要求。 2). 接地電壓校驗(yàn) 接觸電壓允許值： 年產(chǎn) 180 萬(wàn)噸的大型礦井變電站設(shè)計(jì) 第 47 頁(yè) EjY=50+? =50+*60=53(V) 長(zhǎng)孔網(wǎng)內(nèi)敷設(shè)水平接地體均壓帶，接觸電壓出現(xiàn)在邊角內(nèi)部一帶的手腳可能出現(xiàn)接觸的兩點(diǎn)之間產(chǎn)生最大的電位差 Ejmax Ejmax=kjIjdRjd 其中： kjmax=kjIjdRjd 其中： kj=knkdks kj為接觸系數(shù) kn—— 均壓帶的影響系數(shù) kn=+= kd—— 接地網(wǎng)直徑影響系數(shù) ks—— 接地網(wǎng)面積影響系數(shù) ks=*40/ 1431 = 則： kj=knkdks=**= Ejmax=kjIjdRjd=**=453V 合格。 3). 跨步電壓校驗(yàn) 跨步電壓允