【導(dǎo)讀】變電所一次部分及部分二次系統(tǒng)地初步設(shè)計。完成本次設(shè)計是對所學(xué)課程。的一次綜合檢驗，是對所學(xué)知識的基本應(yīng)用。xx礦是礦年產(chǎn)量為150萬噸的大型礦井，為低沼氣礦井。短路容量為100MVA，而全礦的負(fù)荷如全礦負(fù)荷統(tǒng)計表1-1所示。兩回上級電源出線斷路器過流保護(hù)動作時間為。所電源母線在最大及最小運行方式小的系統(tǒng)電抗分別為：Xxmax=；該礦電費收取辦法采取雙部電價制，固定部分按最高負(fù)荷收費。均值為27度；其凍土厚度為。而變電所的土質(zhì)為砂質(zhì)粘土。等條件分組，按需用系數(shù)法進(jìn)行計算。按組選擇動力變壓器，再加上其功。率損失極為高壓側(cè)負(fù)荷，此時該變壓器就是一個6KV級的負(fù)荷。變壓器容量、各種電氣設(shè)備的型號、規(guī)格、導(dǎo)體截面和儀表量程的依據(jù)，同時也是整定繼電保護(hù)的重要依據(jù)。量及需用系數(shù)來計算變電所電氣負(fù)荷的方法稱為需用系數(shù)法。普遍接受，礦山變電所的負(fù)荷計算均用此法。各類設(shè)備及設(shè)備組的需用系。數(shù)來源于大量的實際測定和統(tǒng)計計算。定值，這是不嚴(yán)格的。

　　

【正文】 母線在室外一般選用鋼芯鋁絞線（也可選用管型鋁線），母線截面選擇除匯流母線外，對于母線較長，傳輸電流較大的回路（如主變壓器、母線通道等），均按經(jīng)濟電流密度選，按長時負(fù)荷允許電流校驗（據(jù)設(shè)計經(jīng)驗， 35KV 母線一般與 35KV 電源線同型號同截面）。 1）按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面 該礦的總負(fù)荷電流 AUpIezg o s3 35. ????? ? 根據(jù)《煤礦供電》內(nèi)容，當(dāng) Tmax=3000— 5000 小時時，其經(jīng)濟電流密度為 AJj ? 。 則可計算出線路經(jīng)濟截面： ??? JIs jgjmm2 ,所以選擇 LJ— 70 型鋼芯鋁絞線，載流量為 AIy 265? 。 2） 按長時負(fù)荷允許電流校驗 由上述計算得出線路在流量 AIy 265?，而煤礦總負(fù)荷電流為AIg ? 。 即 Iy＞ Ig，所以校驗合格。 3） 按電壓損失校驗導(dǎo)線截面 查表得出當(dāng)幾何均距為 時，鋼芯鋁絞線單位長度電阻、電抗分 xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 40 別為： kmr ?? 0， kmx ?? 0。 VlQpU U xre)( 00 ???? U? ﹪ = 100??ueU ﹪ =﹪＜ 6﹪ 即校驗合格。 35KV 母線及架空線選擇 LGJ— 70 型鋼芯鋁絞線。 6KV 母線、電纜及架空線選擇 6KV 母線選擇 6KV 母線一般選用矩形鋁母線，其截面按長時允許電流選，按動、熱穩(wěn)定進(jìn)行校驗。 1) 母線選擇 已知 6KV 側(cè)計算負(fù)荷為 KVAzs . 39。 ? AZI USe 6.39。???? ， 取電流分配系數(shù)為 。 則 AII 9 3 39。 ???? 根據(jù)上述計算數(shù)據(jù)， 6KV 母線選擇 LMY80 10型的矩形母線（鋁）。 查表得此種型號的母線在流量為 KAIy ? 則 AyI 45 4670136039。 ????，即 Iy39。 ＞ Iy，電 流校驗合格。 2）動穩(wěn)定校驗 母線動穩(wěn)定性校驗時檢驗?zāi)妇€在短路沖擊電流電動力作用下是否會產(chǎn)生永久性變形或斷裂。 xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 41 三相母線位于同一平面布置得母線中產(chǎn)生最大的機械應(yīng)力為： )( 2322 10 cmil kgchaw ????? 式中： l—— 跨距 a—— 母線相間距離 ich—— 短路沖擊電流值 W—— 母線抗彎矩 根據(jù)計算得出： ?? 而鋁絞線允許應(yīng)力為： 700??y 。 得出動穩(wěn)定性校驗合格。 3）熱穩(wěn)定性校驗 母線熱穩(wěn)定按最小熱穩(wěn)定截面進(jìn)行校驗，即 Amin＜ A=800cm2則合格。 最小穩(wěn)定截面計算如下： tkIAfskkc?m in 式中： Ik—— 短路電流穩(wěn)定值， KAIIk ?? ?。 C —— 材料熱穩(wěn)定系數(shù)， C=。 ksk —— 皮膚效應(yīng)系數(shù)， ksk =1。 tf —— 短路電流假想時間， stf ?。 則 10 3m in ?????A＜ 80 10，即熱穩(wěn)定校驗合格。 xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 42 高壓電纜的選擇 高壓電纜型號，根據(jù)敷設(shè)地點與敷設(shè)方式選，在地面一般選用油浸紙絕緣鋁包鋼帶裝電纜 。如電纜采用直埋時，電纜外面應(yīng)有防腐層，除立井井筒中敷設(shè)電纜外一般采用鋁芯。井筒中敷設(shè)電纜應(yīng)選鋼絲鎧裝，并根據(jù)井筒深度選用不滴流或干絕緣的電纜，電纜芯線截面按經(jīng)濟電流密度選，按長時允許電流密度、電壓損失及最小熱穩(wěn)定截面進(jìn)行校驗，注意長時允許電流與電纜敷設(shè)方式及根數(shù)等有關(guān)。 1）主井提升為雙回路供電，其長時允許電流為： AsUIeg 03 ??? 一般礦 井年利用小時數(shù) 3000— 5000 小時，得 ?Jj。 得出經(jīng)濟截面： mmJIsjgj ??? 應(yīng)選用電纜類型： ZLQ2263 50型的電纜。 2） 按長時允許工作電流檢驗 已知導(dǎo)線 AIy 260? ，則 AyI 39。 ? ＞ ，得出校驗合格。 3）按最小熱穩(wěn)定截面校驗 由于散熱條件差，短路電流通過時，使芯線溫度超過其絕緣的短時最高允許溫度，影響其使用壽命，故需檢驗。 ctIs j?? )3(min 上式中： xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 43 I?)3( —— 三相短路電流穩(wěn)定值（ ） tj —— 短路電流假想時間（ ） C —— 電纜熱穩(wěn)定系數(shù)（ 95） 10 3m in ????s ＜ 50mm2 ，即校驗合格。 4） 按電壓損失校驗 L= 芯線導(dǎo)電率 D= 高壓線路允許電壓 損失為 5﹪ Uy?=6000 5﹪ =300V 實際 電壓損失： os3 ??? ?UIseglU ＜ 300V，即校驗合格。 所以主井提升級電纜采用 ZLQ2263 50 型。 因共有 4根下井電纜，所以每根電纜長時工作電流為井下總負(fù)荷電流的 1／ 4。即： AUssIeg 85634 8934 21 ??? ???? 得出： ?Jj。 ??? JIsjgj mm2。 立井井筒采用鋼芯電纜， 鋼絲鎧裝不滴流，選用 YJV426型（截面為xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 44 50mm2,載流 194A）。 Ay II y 39。 ???? ＞ ，即校驗合格。 10 3)3(m in ????? ?ctIs j＜ 50mm2 所以最小熱穩(wěn)定截面校驗合格。 即下井電纜應(yīng)選擇 YJV426型的下井電纜。 ： 名 稱 電 纜 型 號 主井提升 ZLQ2263 50 副井提升 ZLQ2263 50 壓 風(fēng) 機 ZLQ2263 50 地面低壓 ZLQ2263 50 機 修 廠 ZLQ2263 50 井 下 YJV426 6KV 架空線選擇 35KV 高壓架空導(dǎo)線一般選用鋼芯鋁絞線， 6KV 可選用鋁絞線導(dǎo)線截面按經(jīng)濟電流密度選，按長時允許電流進(jìn)行校驗，并校驗其電壓損失是否合乎要求。凡雙回路高壓線路均按雙回路分裂運行，每回承擔(dān)一半負(fù)荷考慮經(jīng)濟電流密度，初選后按一路停運一路運行時允許電流、電壓損失校驗，xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 45 并校驗機械強度。 1）扇風(fēng)機 1架空線選擇 ?架空線截面、型號選擇 AsUIeg ???? 扇風(fēng)機年最大負(fù) 荷利用小時數(shù) Tmax＞ 5000 小時，所以 Jj =。 ??? JIsjgj mm2 初選架空線型號為 LJ— 70 型。 其載流量為 AIy 26525. ? 。 ? 按長時允許電流校驗 Ag II y 467025.39。 ????? ＞ ，即校驗合格。 ?按電壓損失校驗 導(dǎo)線幾何均距為 ， kmr ?? 0 , kmx ?? 0 。 則： U? ﹪ =UeU? 100﹪ =002 00 100)(??U xreQPl =00002 0 03)3 3 5 4 0( )1066( ?????? ?? ＜ 5﹪ ，即校驗合格。 所以扇風(fēng)機 1選用 LJ70 型架空導(dǎo)線。 根據(jù)上述例子的計算可選出其他架空線的型號： xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 46 名 稱 架空線型號 間距 （ km） 扇風(fēng)機 2 LJ70 2 綜采車間 LJ50 洗 煤 廠 LJ120 工 人 村 LJ35 支 農(nóng) LJ50 3 圖 4— 而為保證生產(chǎn)的連續(xù)性，上述各架空線均應(yīng)由備用線。 母線瓷瓶、穿墻套管及室外構(gòu)架選擇 母線瓷瓶的選擇 35KV 室外母線瓷瓶，選用懸式絕緣子組成絕緣串，作為母線絕緣瓷瓶，每組絕緣子 常為 4 個，室內(nèi) 35KV 或 6KV 選用母線支持瓷瓶，再穿墻的地方選用穿墻套管。母線支持瓷瓶按電壓選，按短路電流校驗其破壞力是否滿足要求。對穿墻套管，按電壓及長時允許電流選，對動、熱穩(wěn)定性進(jìn)行校驗。 ?室內(nèi) 6KV 支柱絕緣子的選擇 室內(nèi) 6KV 支柱絕緣子可選 ZA6Y型，其技術(shù)參數(shù)為： 電 壓： 6KV 動穩(wěn)定電流峰值： 60KA（平放） （ Z— 支柱絕緣子， A— 機械破壞代號 350kg， Y— 圓形） 校驗動穩(wěn)定性應(yīng)滿足： FKPppby ??? 其中上式： py—— 絕緣子的最大允許抗彎力 。 pb—— 絕緣子的機械破壞負(fù)荷（ 375kg）。 P —— 短路時作用在絕緣子上的力。 xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 47 kgppby ???? kgFKP 22 ??????? ? 即： py＞ P，所以動穩(wěn)定校驗合格。 ?室外 35KV 支柱絕緣子的選擇 室外 35KV 支柱絕緣子選擇 X— （軟母線瓷瓶）的懸式絕緣子，其校驗過程如上 ,且校驗合格。 其技術(shù)參數(shù)為： 電壓： 35KV 泄漏電流： I≤ 265mm 濕弧電壓： U≤ 45KV 機械破壞負(fù)荷： Pb≤ 6T 每相所串片數(shù) : 4 高壓穿墻套管的選擇 ? 變壓器二次 6KV 出線一般采用硬鋁母線在穿墻進(jìn)入室內(nèi)， 6KV 配電室外 采用套管絕緣子絕緣。根據(jù)地點及電壓可初選為 CLWB10/600 型的進(jìn)線穿墻套管。 查表可知其技術(shù)參數(shù)為： 電壓： 6～ 10KV 電流： 600A 抗彎強度： 750kg 5s 熱穩(wěn)定流： 12A ?動熱穩(wěn)定性校驗 動熱穩(wěn)定性應(yīng)滿足 FFpjs ? 上式中： Fp —— 穿墻套管抗彎破壞負(fù)荷（ 750kg）。 Fjs 短路電流作用于穿墻套管上的力。 10 ???? illF chajs 上式中： l1 —— 穿墻套管至最近的支柱絕緣子間距（ 120cm）。 l2 —— 穿墻套管的長度（ ）。 xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 48 a—— 穿墻套管相間安裝距離（ 25cm）。 kgFjs 22 ?????? ? 即 kgFjs ?＜ kgFb 4 5 07 5 ???，滿足條件。 熱穩(wěn)定性應(yīng)滿足 KAtII jt ?????，而 KAIt 12? 所以動穩(wěn)定性校驗合格。即高壓穿墻套管選用 CLWB10/600 型。 室外構(gòu)架選擇 室外構(gòu)架選擇 一般選用國家定型產(chǎn)品，目前產(chǎn) 品主要是圓形混凝土電桿型構(gòu)架型有門型及 ? 型兩種，當(dāng)隔離開關(guān)放在構(gòu)架下部時應(yīng)選用門型構(gòu)架，并選出構(gòu)架高度。 ? 35KV 進(jìn)出線構(gòu)架 選 6 架門型構(gòu)架高 7 米，寬 5 米，構(gòu)架外形如圖所示： ? 35KV 母線架構(gòu) 選兩架高 5m,寬 5m 的門型構(gòu)架。 ?隔離開關(guān)構(gòu)架 選 10架 ? 型構(gòu)架，高 ，寬 ，外形如圖所示： xxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 49 ?避雷器及電壓互感器構(gòu)架 兩者構(gòu)架均選用單桿直立式構(gòu)架，避雷器用 3 根 ，電壓互感器用 2 根，高度均為 3 米，構(gòu)架外形如圖所示： 選擇結(jié)果匯總 1） 35KV 側(cè) 名 稱 所 選 型 號 臺 數(shù) 操 作 機 構(gòu) 35KV斷路器 SW3— 35/600 5臺 CT14— 35型 隔離開關(guān) GW5— 35G/600 8臺 CS17型 電壓互感器 JDJ35 2臺 35KV熔斷器 R