【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)了煤礦地面35kV變電站的設(shè)計(jì)。要包括負(fù)荷計(jì)算、主接線設(shè)計(jì)、短路計(jì)算、電氣設(shè)備選擇等。負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果確定出該站主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量及型號(hào)。根據(jù)煤礦供電系統(tǒng)的特點(diǎn)，制定了礦井變電所的主結(jié)線。方式、運(yùn)行方式、繼電保護(hù)方案。其中35KV側(cè)為內(nèi)橋接線，10KV主。接線為單母分段。兩臺(tái)主變壓器采用分列運(yùn)行方式。壓器等電氣設(shè)備。

　　

【正文】 ? ??? 考慮到動(dòng)穩(wěn)定性，母線采用平放，其允許電流值應(yīng)再較低 8％，故為： AI al 1 3 4 ??? 滿足 長(zhǎng)時(shí)允許電流負(fù)荷要求。 以上計(jì)算，從截流量考慮此母線已經(jīng)滿足要求，但還需進(jìn)行 熱穩(wěn)定校驗(yàn)。下面就進(jìn)行短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 滿足熱穩(wěn)定要求，可將型號(hào)為 LGJ－ 95 的鋼芯鋁絞線作為 35 千伏屋外配電裝置的母線。 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(gè)。 35kV 架空線的選擇和母線的選擇校驗(yàn)一樣，不再詳述， 35kV 架空線選用 LGJ95 鋼芯鋁絞線 第七章 電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備的選擇原則 電氣設(shè)備選擇是變電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。選擇是否合理將直接影響整個(gè)供電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。 變電所主要的電氣設(shè)備有：高壓斷路器；隔離開關(guān)；熔斷器；電壓互感器；電流互感器；避雷器；母線和絕緣子；成套配電裝置（包括高壓開關(guān)柜和低壓配電屏）。 ． 1 電氣設(shè)備選擇的原則 對(duì)各種電氣設(shè)備的基本要求是正常運(yùn)行時(shí)安全可靠，短路通過(guò)短路電流時(shí)不致?lián)p壞，因此，電氣設(shè)備必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，按短路條件進(jìn)行校驗(yàn)。 a. 按正常條件選擇 ① 環(huán)境條件 電氣設(shè)備在制造上分戶內(nèi)、戶外兩大類。此外，選擇電氣設(shè)備，還應(yīng)根據(jù) 實(shí)際環(huán)境條件 考慮防水、防火、防腐、防塵、防爆以及高海拔區(qū)或濕熱地區(qū)等方面的要求。 ② 按電網(wǎng)額定電壓選 擇電氣設(shè)備的額定電壓 在選擇電器時(shí)，一般可按照電器的額定電壓 UN不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓 NSU 的條件選擇，即： NSN UU ? ③安最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流 電氣設(shè)備的額定電流 NI 應(yīng)不小于通過(guò)它的最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流 maxI ，即： maxIIN? (2)按短路情況校驗(yàn) ①按短路情況來(lái)校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 ② 按裝置地點(diǎn)的三相短路容量來(lái)校驗(yàn)開關(guān)電器的斷流能力。 35v 開關(guān)柜的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求與據(jù)算，我們選擇 鎧裝移開式交流金屬封閉開關(guān)柜。 作為發(fā)電廠、變電站及工礦企業(yè)接受和分配電能的之用，對(duì)電路起到控制、保護(hù)和檢測(cè)等功能，還可以用于控制頻繁操作的場(chǎng)所。 (Z)型鎧裝移開式交流金屬封閉開關(guān)柜系三相交流 50Hz、額定電壓 的戶內(nèi)成套配電裝置。作為發(fā)電廠、變電站及工礦企業(yè)接受和分配電能的之用，對(duì)電路起到控制、保護(hù)和檢測(cè)等功能，還可以用于控制頻繁操作的場(chǎng)所。 ■ 使用環(huán)境條件： 環(huán)境溫度：上限 +40℃，下限 10℃； 相對(duì)濕度：日平均值不大于 95%，月平均值不大于 90%； 海拔高度：不超過(guò) 1000m； 飽和蒸汽壓：日平均值不大于 103Mpa,月平均值不大于 103Mpa； 地震烈度：不超過(guò) 8 度； 水蒸氣壓力：日平均不超過(guò) ,月平均不超過(guò) ； 無(wú)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)、嚴(yán)重污染、化學(xué)腐蝕及劇烈震動(dòng)的場(chǎng)所。 斷路器的校驗(yàn) 高壓斷路器是供電系統(tǒng)中最重要的電氣設(shè)備之一。它具有完善的滅弧裝置，是一種專門用于切斷和接通 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)生故障是，能快速切出故障回路，保證無(wú)故障部分正常運(yùn)行，起著保護(hù)作用。 高壓斷路器除按電氣設(shè)備的一般原則選擇外，還必須按斷路器的功能校驗(yàn)其額定斷流容量（或開斷電流）、額定關(guān)合電流等各項(xiàng)指標(biāo) 根據(jù)數(shù)據(jù)以及設(shè)計(jì)要求，與開關(guān)柜配套的斷路器為 ，額定電壓 35kv 與設(shè)計(jì)相符，符合要求。 查表可知所選 型斷路器額定工作電流為 1250A。顯然有 AUSI Nca ???? 顯然 caI nI ，故該斷路器滿足要求 該斷路器使用溫度 5 到 40 度，海拔不高于 1000，濕度不大于 90，使用條件與上述條件符合，故滿足環(huán)境需求。 查表可知 kaIt 40? 所以 )/( 2/10 ?ttI tt 大于 即所 選斷路器滿足熱穩(wěn)定需要。 查表可知 kAi 80max ? kAish ? ,所以隔離開關(guān)滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。 kAIoff 40? ?I =,所以斷路器滿足開斷能力要求。 綜上所述， 滿足設(shè)計(jì)要求。 由 于所選開關(guān)柜的不同結(jié)線方案中的型號(hào)相同，同理，校驗(yàn)方法相同，所以，所選方案的斷路器均符合要求。 電流互感器的校驗(yàn) 本設(shè)計(jì)中所選的 型開關(guān)柜中的電流互感器型號(hào)為 Lcz35，查表得該電流互感器額定短時(shí)熱電流為 18kA。 同理，校驗(yàn)方法相同。所以方案中的 Lcz35型電流互感器滿足動(dòng)穩(wěn)定性要求。 電壓互感器的選擇 本礦區(qū)變電所為終端變電所，選 JDX635 型戶外單相三線圈油浸式全封閉結(jié)構(gòu)電壓互感器兩臺(tái)，用于電壓、電 能測(cè)量及繼電保護(hù)之用，分別裝于 35kV母線的兩段上。 10kv 開關(guān)柜的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求與據(jù)算，我們選擇 KYN110 型開關(guān)柜。 KYN110 型開關(guān)柜系三相交流 50Hz、額定電壓 310kV 的戶內(nèi)成套配電裝置。作為發(fā)電廠、變電站及工礦企業(yè)接受和分配電能的之用，對(duì)電路起到控制、保護(hù)和檢測(cè)等功能，還可以用于控制頻繁操作的場(chǎng)所。 ■ 使用環(huán)境條件： 環(huán)境溫度：上限 +40℃，下限 10℃； 相對(duì)濕度：日平均值不大于 95%，月平均值不大于 90%； 海拔高度：不超過(guò) 1000m； 飽和蒸汽壓 ：日平均值不大于 103Mpa,月平均值不大于 103Mpa； 地震烈度：不超過(guò) 8 度； 水蒸氣壓力：日平均不超過(guò) ,月平均不超過(guò) ； 無(wú)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)、嚴(yán)重污染、化學(xué)腐蝕及劇烈震動(dòng)的場(chǎng)所。由資料可知，廠礦環(huán)境完全符合該型號(hào)開關(guān)柜的使用條件。 （ 1）進(jìn)線柜 因是總開關(guān)，負(fù)荷電流較大，同時(shí)還要測(cè)三相電流，所以選用 KYN1－ 10－ 07 作為進(jìn)線柜。其額定電壓為 1000A。柜中斷路器、隔離開關(guān)的選擇校驗(yàn)結(jié)果見表 71。 （ 2）電壓互感器和避雷器柜 選用 KGN1052 型綜合柜，因流過(guò) 它的電流較小，并且不需要測(cè)電流，所以，只需要一個(gè)隔離開關(guān)就行了。 （ 4）變壓器柜 因?yàn)樽儔浩魅萘繛?250－ 1000kVA，同時(shí)考慮互換性，故應(yīng)選用帶油斷路器的開關(guān)柜，同時(shí)還要了解變壓器電能的消耗和滿足繼電保護(hù)的要求，需要兩只電流互感器。所以選用KGN1003 型高壓開關(guān)柜。 （ 4）電容器柜 因電容器總?cè)萘繛?2700kvar（大于 400kvar），用斷路器控制。同時(shí)還要測(cè)三相電流，應(yīng)裝兩個(gè)電流互感器，所以選用 KGN10－ 03作為電容器柜。額定電流為 630A。 03柜中斷路器、隔離開關(guān)的選擇校驗(yàn)結(jié)果與進(jìn)線柜一 樣，詳見表 51。 （ 5）聯(lián)絡(luò)柜 本變電所容量比較大，采用油開關(guān)聯(lián)絡(luò)，并由 KGN1022 和 KGN1057 兩個(gè)柜組成，其額定電流為 1000A。柜中斷路器、隔離開關(guān)的選擇校驗(yàn)同進(jìn)線柜，詳見表 51。 （ 6）其它出線柜 本設(shè)計(jì)為了避免開關(guān)柜型號(hào)過(guò)多，并且有一定的互換性，所以其他柜均選用 KGN1007型高壓開關(guān)柜。為了滿足保護(hù)與測(cè)量的要求，都裝有兩個(gè)電流互感器。其額定電流為 630A，斷路器的兩端均裝有隔離開關(guān)，以保證在雙電源回路中檢修的安全。柜中斷路器、隔離開關(guān)的選擇校驗(yàn)結(jié)果與進(jìn)行柜校驗(yàn)一樣，詳見表 51。 （ 7）高壓開關(guān)柜選型匯總 由負(fù)荷的性質(zhì)，大小選用高壓開關(guān)柜的型號(hào)如下表 52所示。 型號(hào) 數(shù)量 名稱 額定電流 KGN1008 2 進(jìn)線柜 1000A KGN1022 KGN1057 1 10kV母線聯(lián)絡(luò)柜 100A 1 KGN1052 2 電壓互感器避雷針柜 630A KGN1003 5 變壓器柜 630A KGN1007 15 其它出線柜 630A 表 52 高壓開關(guān)柜選擇匯總表 合計(jì) 26個(gè)柜，取 25％的備用柜，共需要 33 個(gè)柜，備用 7個(gè)柜。 斷路器的校驗(yàn) 根據(jù)數(shù)據(jù)以及設(shè)計(jì)要求，與開關(guān)柜配套的斷路器為 ZN1010，額定電壓 10kv 與設(shè)計(jì)相符，符合要求。 查表可知所選 ZN1010 型斷路器額定工作電流為 1250A。顯然有 AUSI Nca ???? 顯然 caI nI ，故該斷路器滿足要求 該斷路器使用溫度 5 到 40 度，海拔不高于 1000，濕度不大于 90，使用條件與上述條件符合，故滿足環(huán)境需求。 查表可知 kaIt 40? 所以 )/( 2/10 ?ttI tt 大于 即所選斷路器滿足熱穩(wěn)定需要。 查表可知 kAi 80max ? kAish ? ,所以隔離開關(guān)滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。 kAIoff 40? ?I =,所以斷路器滿足開斷能力要求。 綜上所述， 滿足設(shè)計(jì)要求。 由于所選開關(guān)柜的不同結(jié)線方案中的型號(hào)相同，同理，校驗(yàn)方法相同，所以，所選方案的斷路器均符合要求。 電流互感器的校驗(yàn) 本設(shè)計(jì)中所選所選的 KYN110 型開關(guān)柜中的電流互感器型號(hào)為 LFSQ10，查表得該電流互感器額定短時(shí)熱電流為 63kA....。 同理，校驗(yàn)方法相同。所以方案中的 LFSQ10型電流互感器滿足動(dòng)穩(wěn)定性要求。 綜上所述，通過(guò)校驗(yàn)，所選方案中的 型開關(guān)柜和 KYN110 型開關(guān)柜均符合設(shè)計(jì)要求。 設(shè)計(jì)總結(jié) 本設(shè)計(jì)方案符合《煤礦安全規(guī)程》，《煤礦工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》， 根據(jù)煤礦現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況， 本著一切從實(shí)際出發(fā)，應(yīng)用理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)踐的原則， 對(duì)采區(qū)供電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)分為三大部分，第一部分為原 始資料，第二部分為設(shè)計(jì)過(guò)程，第三部分為參考資料，設(shè)計(jì)中著重闡述了采區(qū)供電系統(tǒng)中各電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)過(guò)程，如變壓器、高壓配電箱、綜合保護(hù)和開關(guān)、電纜的選擇方法，并對(duì)其進(jìn)行整定和校驗(yàn)。設(shè)計(jì)中詳細(xì)敘述了電纜及設(shè)備的選擇原則和井下供電系統(tǒng)應(yīng)采取何種保護(hù)及其重要性，通俗易懂。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮到多方面因數(shù)，選用新型產(chǎn)品，應(yīng)用新技術(shù)， 充分 滿足供電的可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)合理性， 此設(shè)計(jì)得到礦里機(jī)電副礦長(zhǎng)和機(jī)電股長(zhǎng)的肯定 ,具有一定的實(shí)用價(jià)值。 通過(guò)設(shè)計(jì)讓我對(duì)礦山供電系統(tǒng)有了更加深入的了解，讓我學(xué)會(huì)應(yīng)用煤礦供電理論知識(shí)具體 解決井下供電的技術(shù)問(wèn)題，讓我能熟練的查閱技術(shù)資料和各種文獻(xiàn)，培養(yǎng)了設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算、選型及繪圖能力，掌握了采區(qū)的設(shè)計(jì)步驟及采區(qū)設(shè)備的選型、整定及校驗(yàn)，掌握了井下的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策及礦井安全的基本知識(shí)，讓我增強(qiáng)了事業(yè)心和責(zé)任感，樹立了為煤炭事業(yè)服務(wù)的專業(yè)思想，對(duì)我以后走向工作崗位，有很大的幫助，今后還要掌握更多更好更全面的礦山專業(yè)知識(shí)，才能更好的為礦山服務(wù)。 致謝語(yǔ) 在本論文設(shè)計(jì)過(guò)程中曹金燕老師給予了悉心的指導(dǎo)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，給予了我極大的指導(dǎo)和幫助，他那認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)、誨人不倦的精神風(fēng)范、嚴(yán) 謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度給了我很大的鼓舞和激勵(lì)。他在指導(dǎo)中所講的知識(shí)使我受益匪淺，他的教誨我將銘記在心，這將對(duì)我以后的工作和生活產(chǎn)生重大的影響，并將終生受益。在本論文完成之際，特向老師表示我最衷心的感謝和祝福。 我還要感謝大學(xué)四年里所有的老師們，感謝他們?cè)诖髮W(xué)四年中誨人不倦的教導(dǎo)，他們?cè)谡n堂上說(shuō)傳授的知識(shí)將使我受益終身，他們那認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，和優(yōu)秀的職業(yè)道德是我學(xué)習(xí)的楷模，在以后的工作中我將以他們我標(biāo)桿端正自己的工作態(tài)度和職業(yè)道德。正是得益于他們的辛勤培養(yǎng)，我才有能力完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此特向所有恩師表示我最崇高的敬意和最誠(chéng)摯的謝意！ 參考文獻(xiàn) [1]張學(xué)成 .工礦企業(yè)供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 [M].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 .2021. 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