【導(dǎo)讀】設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)題目為：大雁一礦地面35/6KV變電所供電設(shè)計(jì)。首先根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)與線路及所有負(fù)荷的參數(shù)，分析負(fù)荷發(fā)展趨勢(shì)。全、經(jīng)濟(jì)及可靠性方面考慮，確定了35kV、6kV以及站用電的主接線，

　　

【正文】 流（ KA） ti —— 短路電流作用的假想時(shí)間 ti＝ ，查《煤礦電工手冊(cè)》 P 4358 tw—— 設(shè)備熱穩(wěn)定電流所對(duì)應(yīng)的時(shí)間由產(chǎn)品樣本中查得 Ikw—— 設(shè)備在 tkw內(nèi)能承受的熱穩(wěn)定電流由產(chǎn)品樣本中查得 —— 考慮過(guò)載 （ 2） 5＃ ～ 10＃ 隔離開(kāi)關(guān)的選擇： 選用 GW535G/600 型隔離開(kāi)關(guān)，其配套機(jī)構(gòu)選用 CSG型，其校驗(yàn)計(jì)算數(shù)據(jù)與 1＃ ～ 2＃接地隔離開(kāi)關(guān)相同。 3＃ ～ 8＃ 隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù) 型 號(hào) 額定電壓 KV 額定電流 A 極限通過(guò)電流 操動(dòng)機(jī)構(gòu)型號(hào) 接地 類別 參考 價(jià)格 峰值 有效值 GW535G/600 35 600 29KA 14KA CS－ G 1440 高壓真空斷路器的選擇： 該變電所原有斷路器型號(hào)為 11＃ ～ 15＃ 油斷路器，此型號(hào)斷路器已經(jīng)屬于逐步淘汰的產(chǎn)品，所以本設(shè)計(jì)采用新型的型號(hào)為 型 車式高壓真空斷路器 。 額定電壓 、三相交流 50Hz 的戶內(nèi)高壓電器設(shè)備 ，適用于工礦企業(yè)、變電站等輸配電系統(tǒng)，作控制和保護(hù)開(kāi)關(guān)；尤其適用于冶金、電弧煉鋼等需頻繁操作的行業(yè)，作為控制和保護(hù)設(shè)備。本產(chǎn)品符合 G198489《交流真空斷路器》的標(biāo)準(zhǔn)。 本斷路器為手車式，結(jié)構(gòu)合理，維護(hù)簡(jiǎn)便，使用安全可靠。配用 CD10Ⅱ 型電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)或 CT19Ⅱ型彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)。 斷路器的特點(diǎn)： a．采用真空滅弧，開(kāi)斷能力強(qiáng)，電壽命長(zhǎng)，機(jī)械壽命 12020 次； b．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，免維護(hù)，不檢修周期長(zhǎng)； c．絕緣性能好，抗污穢能力強(qiáng)； d．可配彈簧或電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，機(jī)械性能可靠，可頻繁操作；無(wú)火災(zāi)和爆炸隱患； e． 內(nèi)裝電流互感器計(jì)量精度達(dá) 級(jí)，可實(shí)現(xiàn)三相差動(dòng)保護(hù)； f．內(nèi)附凝露控制器，能保持?jǐn)嗦菲髟谝欢ǖ臏囟葷穸认驴煽窟\(yùn)行。三、斷路器使用條件 A．周圍空氣溫度上限 +40℃一般地區(qū) 30℃ ，高寒地區(qū) 40℃ ； B．海拔不超過(guò) 2020m； C．風(fēng)壓不超過(guò) 700Pa 26 （相當(dāng)于風(fēng)速 34m/s）； D．地震烈度不超過(guò) 8 度； E．空氣污穢程度 III 級(jí) 校驗(yàn)： 動(dòng)穩(wěn)定性： ich＝ ＜ imax＝ 41KA，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求 熱穩(wěn)定性： ID″tkwti＝ ＝ ＜ 20，滿足熱穩(wěn)定性要求 型真 空斷路器特性與結(jié)果比較： 項(xiàng) 目 實(shí)際需要值 額定值 電壓 KV 35KV 電流 A 1600 動(dòng)穩(wěn)定 41KA 熱穩(wěn)定 20KA 斷流容量 172 MVA 1000MVA 通過(guò)上述可知：設(shè)計(jì)變電所選用 型真空斷路器是滿足要求且合理的。 35 千伏側(cè)熔斷器及電壓、電流互感器的選擇： （ 1）保護(hù)所用變壓器的高壓熔斷器的選擇： 選用 RW5－ 35/50，額定電流為 50A，斷流容量上限為 200MVA，下限為 15MVA，查序號(hào) 名 稱 單 位 數(shù) 據(jù) 1 額定電壓 KV 2 雷電沖擊耐壓（峰值） 185 3 1min 工頻耐壓 95 4 額定頻率 Hz 50 5 額定 電流 A 1600 6 額定短路開(kāi)斷電流 KA 29 7 4s 額定短路時(shí)耐受電流 25 8 額定峰值耐受電流 41 9 額定短路開(kāi)斷時(shí)間 ms ≈90 10 額定短路關(guān)合電流（峰值） KA 80 11 額定操作順序 12 合閘時(shí)間 ms 50～ 85 13 分閘時(shí)間 40～ 85 14 額定短路開(kāi)斷電流開(kāi)斷次數(shù) 次 20 15 機(jī)械壽命 12020 16 額定電容器組開(kāi)斷電流 A 630 17 儲(chǔ)能電機(jī)額定功率 W 275 18 儲(chǔ)能電 動(dòng)機(jī)額定電壓 V ≈220 、 110 19 儲(chǔ)能時(shí)間 S 15 20 合分閘電磁鐵額定電壓 V ≈220 、 110 21 失壓脫扣額定電壓 ≈220 、 110 22 過(guò)流脫扣額定電流 A 5 23 輔助開(kāi)關(guān)額定電流 10 24 熱穩(wěn)定電流 4S 20 27 自 《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》 P281 表 453， Iev≥ Ig＝33550?＝ 型 號(hào) 額定電壓 KV 額定電流 KA 三相斷流容量 重量 備注 上限 下限 RW5－ 35/50 35 50 200 15 用于保護(hù)所用變壓器 RN10－ 35/ 35 2020 19 保護(hù)電壓互感器 （ 2）保護(hù)電壓互感器的高壓熔斷器 選用 RN10－ 35/ 額定電流為 作電壓互感器的過(guò)負(fù)荷或短路保護(hù)用，其額定斷容量為 2020MVA172MVA，滿 足要求，查自《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》 P283 表 456，其技術(shù)數(shù)據(jù)如表 56。 （ 3）電壓互感器的選擇： 按電壓等級(jí)和使用環(huán)境初選 35KV側(cè)電壓互感器是安裝在室外，其一次側(cè)電壓為 35KV，二次側(cè)電壓為 100V，根據(jù)上述情況初選用 JDJ235，由于要供給計(jì)費(fèi)用的電度表，故應(yīng)選用 級(jí)的其技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表： 型 號(hào) 額定電壓 額定容量 VAX＝ 最大容量VA 連接組 重量 kg 一次 二次 JDJ2 35kv 100v 150 1000 1/112 105 查自《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》 P152表 311 由于電壓互感器供三相有功和無(wú)功電度表的，用于三相線路，可用兩中電壓互感器接成 V 型接線。 儀表名稱 儀表電壓 儀表 儀表所需功率 儀表 儀表 有功電度表 2 1 2 無(wú)功電度表 2 1 2 電壓表 1 1 1 0 查自《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》 P257 按二次負(fù)荷校驗(yàn)：根據(jù)計(jì)量?jī)x表的設(shè)置，電壓互感器的二次負(fù)荷 ab 相、 bc 相的總負(fù)荷為： Sab=++=＜ 150VA Sbc＝ +＝ ＜ 150VA 故容量和準(zhǔn)確度均滿足要求，選用 JDJ2－ 35 合理。 進(jìn)線開(kāi)關(guān)電流互感器的選擇 a、根據(jù)電壓選： 35 千伏 b、根據(jù)持續(xù)電流選： Ig＝ 故選 600/5 c、按用途準(zhǔn)確等級(jí)并確定容量：此電流互感器是供計(jì)量用的，故選 級(jí) 根據(jù)以上所述初選 LCW－ 35 ，其技術(shù)數(shù)據(jù)如表 5－ 9 型號(hào)組次組合 準(zhǔn)確組織 負(fù)荷Ω 10%倍數(shù) 額定電流比 1 秒熱穩(wěn)定倍數(shù) 動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) LCW－ 35 2 28 600/5 65 100 LRD－ 35 3 3 20 600/5 查自 《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》 P177 表 3213 《煤礦電工手冊(cè)》 P 44127 表 4411， 用于計(jì)量， 3 級(jí)用于過(guò)負(fù)荷過(guò)電流保護(hù)。 28 校驗(yàn)： 動(dòng)穩(wěn)定性： kd=2Im1NI ax,查自《煤礦電工手冊(cè)》 P4335 式中： kd — 動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) I1N— 電流互感器原邊額定電流 Imax=kd? a ?I1N=100 2? ?600=84840ich= , 滿足動(dòng)穩(wěn)定要求 熱穩(wěn)定性： kth=1NIIt It=kth I1N=65 600=38000 ID″tti= 1000=＜ 39000 ，滿足要求。 35KV 側(cè)其余電流互感器的選擇： 選 LRD－ 35 型電流互感器與 DW8－ 35/600 型油斷路器配套使用，可供差 動(dòng)保護(hù)和測(cè)量用，其技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 5－ 9所示，檢驗(yàn)結(jié)果滿足要求。 查自《煤礦電工手冊(cè)》 P 4－ 4－ 4－ 31 表 4－ 4－ 12 第三節(jié) 6KV 電氣設(shè)備的選擇 一、母線的選擇： 目前，我國(guó)無(wú)論戶內(nèi)、戶外都廣泛采用鋁母線，只有沿海、咸水湖或化學(xué)工廠附近的配電裝置才采用銅導(dǎo)線，因此，本變電所 6KV 的室內(nèi)配電裝置中采用矩形截面母線，這種母線的優(yōu)點(diǎn)：在截面相同條件下，矩形截面與實(shí)心固形截面相比，散熱條件好，交流電阻小。 按正常時(shí)持續(xù)電流選擇，考慮最大持續(xù)電流時(shí)變壓器可能過(guò)載 30%計(jì)算得： Iemax==36 ??=1010 39A 查自《煤礦電工手冊(cè)》 P4－ 3－ 15 表 3－ 2－ 4得，選 LMY－ 100X6 型矩形鋁母線，平放在 40℃最大允許載流量為 1070A。 熱穩(wěn)定性校驗(yàn)： Szx= cID“ ti = ? 5 =＜ 100 6 ，滿足要求。 二、穿墻套管選擇： 按電壓、電流選擇： Iv＝ Ie2570 ??=1010 39 = 選用 CWLB－ 10/1500 型穿墻套管，查《煤礦電工手冊(cè)》 P4－ 4－ 189 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 根據(jù) It ID″tkwti It≥ ID″tti，查《煤礦電工手冊(cè)》表 311 得， Ie＝ 29 1500A t=5S It=30, 則＜ ID″tti＝ ＝ ＜ 30，滿足要求。 式中： It —— 設(shè)備在 t 秒內(nèi)的熱穩(wěn)定電流值 I? —— 最大短路電流值 ti —— 假想時(shí)間，取 ti＝ ，查《煤礦電工手冊(cè)》 P4－ 3－ 59 t—— 熱穩(wěn)定電流保證允許作用時(shí)間 S 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 自《煤礦電工手冊(cè)》中查得表 332， P4326 穿墻套管受力 P＝ F， F＝ avich2 102 已知： l1=120cm、 l2＝ 、 a＝ 25cm、 ich＝ l＝ 2 ? ＝ P＝ （ ） 2 102＝ ＜ 450kg，滿足要求，查《煤礦電工手冊(cè)》 4328。 三、支柱絕緣子的選擇： 戶內(nèi)型：按電壓選用 ZB6T，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下，查《煤礦電工手冊(cè)》 P44185 表 482 型號(hào) 額定電壓 I 頻實(shí)驗(yàn)電壓 KV 有效值不小于 沖擊試驗(yàn)電壓（ KV）幅值不小于 十 濕 擊穿 全波 截波 ZB6T 6 36 26 58 60 73 動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)： 允許抗彎負(fù)荷為： ＝ 750＝ 450kg 按動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，可查《煤礦電工手冊(cè)》圖 332 根據(jù)已知 l＝ 120cm、 a＝ 25 查得允許通過(guò)的短路電流沖擊值為 ich＝，滿足要求。 戶外型：選用 ZPB－ 10型，其技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)下，查《煤礦電工手冊(cè)》 P44185 表 482 型 號(hào) 額定電壓 工頻實(shí)驗(yàn)電壓 KV有效值不小于 沖擊試驗(yàn)電壓（ KV）幅值不小于 十 濕 擊穿 全波 截波 ZPB10 10 47 34 75 80 100 允許抗變負(fù)荷為： ＝ 500＝ 300kg 根據(jù)已 知 l=120cm， a=25cm，查《煤礦電工手冊(cè)》 P4330表 334 沖擊值 ich=，滿足要求。 四、高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇及內(nèi)部設(shè)備的校驗(yàn)： 目前，高壓開(kāi)關(guān)柜一、二次方案都是標(biāo)準(zhǔn)方案，廠家定型生產(chǎn)的配套設(shè)備并有系列互換性，來(lái)源廣泛，應(yīng)選配套設(shè)備。 由于 GG－ 1A 型成套高壓開(kāi)關(guān)柜柜體寬大，便于檢修，而且內(nèi)部電氣設(shè)備不斷更新，是廠家大量生產(chǎn)、用戶普遍采用的一種高壓開(kāi)關(guān)柜，故本設(shè)計(jì)選用 GG－ 1A 型高壓開(kāi)關(guān)柜。 30 高壓開(kāi)關(guān)柜一次線路方案編號(hào)的選擇： 開(kāi)關(guān)柜一次線路方案根據(jù)負(fù)荷電流 、電壓等級(jí)、負(fù)荷類型及重要程度布置來(lái)選。 a、進(jìn)線柜：因?yàn)樗强傞_(kāi)關(guān)，負(fù)荷電流較大（ Ig=36 ??=），而且是雙電源，同時(shí)還要測(cè)量三相電源，所以選用 GG－ 1A－ 08使用作為進(jìn)線柜。 b、避雷器和電壓互感器柜：避雷器和電壓互感器采用一個(gè)柜，因?yàn)榱鬟^(guò)它的電流較小，而且不需要測(cè)量電源，所以只用一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)就行，選用 GG－ 1A－ 54 型開(kāi)關(guān)柜共 2 個(gè)。 c、電容器柜：電容器容量在 400 千法以上時(shí)采用油斷路器控制，即選 GG－ 1A03方案，由于本設(shè)計(jì)變電所電容容量為 3600 千乏，同時(shí)，還應(yīng)測(cè)量三相電流，應(yīng)裝兩只電流互感器，故選 GG－ 1A－ 03 方案。 d、重要負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜：為避免開(kāi)關(guān)型號(hào)過(guò)多，并且具有一定的互換性，所以，重要負(fù)荷選用同一型號(hào)開(kāi)關(guān)柜，由于重要負(fù)荷需要雙電源供電，油斷路器操作，斷路器兩端均裝有隔離開(kāi)關(guān)，以保證有雙電源回路中檢修方便。 分配負(fù)荷：鋼帶軌、付井絞車、東二甲乙線共 4個(gè)，井下負(fù)荷 6個(gè)，共 10 個(gè)。 e、地面低壓動(dòng)力、照明用的變壓柜：因變壓柜容量為 630 千伏安，故應(yīng)選用帶油斷路器的開(kāi)關(guān)柜，同時(shí)為了了解變壓器電能的消耗和滿足繼電保護(hù)的要求，裝兩只電流互感器，所以選 用 07方案。 f、聯(lián)絡(luò)柜：由于變壓器容量比較大，應(yīng)選用油斷路器作為母聯(lián)開(kāi)關(guān)，選用 GG－1A－ 95和 GG－ 1A－ 11方案組合使用。 高壓開(kāi)關(guān)柜一次線路方案及編號(hào)的選擇見(jiàn)下表： 查自《煤礦電工手冊(cè)》 P44156 表 454 一次方案編號(hào) 03 07 08 11 54 95 一次線路方案 630A 630A 1000 1000 1000 ZN28A12 系列戶內(nèi)高壓真空斷路器 1 1 CD10I 型電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu) 1 1 GN8－ 10T 型手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu) 1 1 1 1 1 LA－ 10 型 電流互感器 1 2 2 1 1 1 CN6－ 10T 型隔離開(kāi)關(guān) 2 3 2 RN2－ 10T 型熔斷器 1 JDZJ－ 10型避雷器 3 FZ－ 10 型避雷器 3 GN6－ 10T 型隔離開(kāi)關(guān) 1