【正文】 兩針外側(cè)的保護范圍按照單支避雷針的保護計算，兩支以外的避雷范圍按照假想避雷針高度 0H 確定，即 hKLHH 70 ?? 式中： L 為兩支避雷針之間的距離， m； hK 為高度影響系數(shù) 兩針之間的最小距離 W 的最小保護寬度為 )( 0 XHHW ?? XH 為當保護半徑為 R 時對應(yīng)的高度。 避雷針 避雷針是防止直接雷擊的裝置，它把雷電引向自身，使被保護物免受雷擊。大氣過電壓是只有雷云直接對地面上的電氣設(shè)備直接放電或?qū)υO(shè)備附近的物體放電在電力系統(tǒng)中引起的過電壓。對電氣設(shè)備進行短路條件校驗時，應(yīng)根據(jù)最嚴重的短路情況計算，即最大運行方式下的三相短路電流。即 N caII? 式中： NI —— 電氣設(shè)備的額定電流； caI —— 電氣設(shè)備所在線路的最大長時工作電流。此外，還有其它一些分類方法。不同的電氣設(shè)備在 選擇時考慮的條件也不盡相同，下面介紹選擇電氣設(shè)備的一般原則。輸電導(dǎo)線的型號應(yīng)根據(jù)其所處的電壓的等級和使用場所選擇。 成套配電設(shè)備與組合電器 為了安裝方便，降低成本，節(jié)約占地面積和提高供電的可靠性，將上述電器及其二次回路和操作機構(gòu)等有機地組合在一起成為成套配電裝置，目前變電所 10 kV以下的配電設(shè)備均為成套裝置。其主要功能是： 1．用來使儀表和繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣。缺點是操作不夠方便，保護配合較難滿足要求，它不能保護過負荷。 熔斷器 熔斷器是一種應(yīng)用最早的保護裝置，分為高壓熔斷器和低壓熔斷器。 隔離開關(guān) 隔離開關(guān)是電力系統(tǒng)中用得最多的一種電器，其主要作用是： ，使回路中具有明顯的 斷口，以保證線路及電器檢修時的人身安全。 在選擇斷路器的技術(shù)參數(shù)時，應(yīng)按額定電流和額定電壓選擇，按斷流能力和短路時的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性來校驗。所以在計算元件的相對基準阻抗時，所取的基準電壓應(yīng)是元件所在 線路的平均電壓。用相對值法計算短路電流時，先要計算各量的相對值，因此，先要選定這四個物理量的基準值，即基準容量，基準電壓，基準電流和基準電抗。 相對值法計算短路電流 相對值是任意一個物理量的實際值與選定的該量基準值的比值。當架空線路、電纜線路較長并使短路回路總電阻大于總電抗的三分之一時，才需計其電阻。有限大電源容量系統(tǒng)短路電流計算，一般采用查曲線和查表法。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 短路電流計算 26 計算短路電流時的化簡條件 因為電力系統(tǒng)的實際情況比較復(fù)雜，在實際的計算中常采用近似計算的方法，將計算條件簡化。 ：當短路電流過大造成電氣設(shè)備選擇困難或不經(jīng)濟時，可在供電線路串接限流裝置來限制短路電流。其短路的基本種類有：三相短路、兩相短路、單相短路、兩相接地短路、單相接地短路等。為了盡可能減輕短路所引起的后果山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 短路電流計算 25 和防止故障的擴大，一方面，要計算短路電流以使正確選擇和校驗各電氣設(shè)備，保證在發(fā)生短路時各電氣設(shè)備不致?lián)p壞。 ：交流電通過導(dǎo)線時，在線路的周圍空間產(chǎn)生交變電磁場，交變電磁場將在鄰近的導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。因此本次設(shè)計選用第五種方案，即一次側(cè)采用全橋式接線、二次側(cè)采用單母線分段接線。由于一次側(cè)采用全橋接線，線路側(cè)、變壓器側(cè)和母線橋上都裝有斷路器，運行靈活、適應(yīng)性強，不論是切換變壓器還是切換線路都可方便地操作，而且很容易發(fā)展成單母線分段接線的中間變電所。 由于本設(shè)計一次側(cè)進線只有兩條，故這種方案也不適合本次設(shè)計。但與內(nèi)橋式接線適用的場合有所不 同。這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機會較多、并且變電站的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。從主接線圖上我們可了解變電站設(shè)備的電壓、電流的流山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 電氣主接線 22 向、設(shè)備的型號和數(shù)量、變電站的規(guī)模及設(shè)備間的連接方式等。 主接線是否合理，對變電所設(shè)備選擇和布置，運行的靈活性、安全性、可靠性和經(jīng)濟性，以及繼電保護和控制方式都有密切關(guān)系，它是供電設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。因此，選擇主接線方案時，應(yīng)留有發(fā)展余地。經(jīng)濟合理地選用主變壓器型號、容量、數(shù)量，減少一次降壓用電，達到減少電能損夫之目的。根據(jù)用電負荷大小，應(yīng)作到靈活的投入和切除變莊器。經(jīng)過長期運行實踐的考驗，對以往所采用的主接線經(jīng)過優(yōu)選，現(xiàn)今采用主接線的類型并不多。電氣主接線的設(shè)計要根據(jù)備用容量的有無而有所不同，例如，當斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當線路故障時是否允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。 變電站主變的容量和臺數(shù)，對變電站主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。變電站是樞紐變電站、地區(qū)變電站、終端變電站、企業(yè)變電站還是分支變電站，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求也不同。否則，會 出現(xiàn)弧光短路。 對容量較小、不重要的負荷，為了節(jié)省投資，可采用負荷開關(guān)配合熔斷器進行控制和保護；對容量較大或重要的負荷應(yīng)采用斷路器。單母線分段接線具體接線如圖 所示。對只有一回電源線路的其它負荷，分散接在兩段母線上，并盡量使兩段母線負荷分配均勻。缺點是所用設(shè)備多，投資大，接線復(fù)雜，操作安全性差。缺點是供電可靠性差一旦母線出現(xiàn)故障或電源進線開關(guān)故障檢修時，用戶全部停電。全橋接線的具體電氣接線如圖 所示。因此適用于電源線路短、故障與檢修機會少、變壓器負荷變 化大且需經(jīng)常切換的變電所。因此適用于電源進線長、線路故障可能性大、變壓器負荷較平穩(wěn)且切換次數(shù)少的變電所。 全橋接線，其特點是線路側(cè)、變壓器側(cè)和母線橋上都裝有斷路器，故其具有運行靈活、適應(yīng)性強的優(yōu)點，不論是切換變壓器還是切換線路都可方便地操作，并易發(fā)展成單母線分段 接線的中間變電所。線路變壓器組接線如圖 所示。變電站一次接線分為線路變壓器組接線，橋式接線和單母線分段式接線等幾種。變電站電氣主接線有多種形式，其方案的確定與電源進線回路數(shù)、負荷大小和級別、電源的供電距離和主變壓器的臺數(shù)與容量等因素有關(guān)。因此，本設(shè)計同樣采用并聯(lián)電容器進行無功補償。 并聯(lián)電容器法，利用電力電容器進行無功功率的補償。對于電阻性負荷較多的用電企業(yè)，自然功率因數(shù)較高；對于電感性較多的用電企業(yè)，自然功率因數(shù)較低。由于提高功率因數(shù)可減少網(wǎng)絡(luò)和變壓器中的電能損耗，使企業(yè)電費降低。由于用戶功率因數(shù)的提高，使網(wǎng)絡(luò)中的電流減小，因此網(wǎng)絡(luò)中的電壓損失減少，網(wǎng)絡(luò)末端用電設(shè)備的電壓質(zhì)量得到提高。在發(fā)電和輸、配電設(shè)備的安裝容量一定時．提高用戶的功率因數(shù)，相應(yīng)減少了無功功率 和視在功率的需求量，在同樣設(shè)備條件下，對一個設(shè)備來講它所供應(yīng)或傳送的有功功率就增加了，充分發(fā)揮了設(shè)備的潛力，提高了電力系統(tǒng)的供電能力。 功率因數(shù)的改善 功率因數(shù)是交流電路的有功功率和視在功率之比，當有功功率為定值時，減少無功功率就能提高功率因數(shù)。 2. 變電所主變壓器容量的確定 當兩臺變壓器采用一臺工作，一臺備用運行方式時，則變壓器的容量應(yīng)大于全礦的計算負荷，也就是要滿足全礦負荷的需要（一般應(yīng)考慮 10％ ～25％ 的富裕容量）。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》，礦井變電所的主變壓器一般選用兩臺，當其中一臺停止運行時，另一臺應(yīng)能保證安全及原煤生產(chǎn)用電，并不得少于全礦計算負荷的 80％ ；《工業(yè)企業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，對具有大量一、二類負荷的變電所，一般選用兩臺變壓器，當其中一臺出現(xiàn)故障或檢修時，另一臺能對全部的一、二類負荷繼續(xù)供電，并不得小于全部負荷的 70％ 。 在本設(shè)計中我們采用的是需用系數(shù)法。所以負荷計算準確與否直接影響著供電設(shè)計的質(zhì)量。各種用電設(shè)備都能夠適應(yīng)一定范圍內(nèi)的電壓偏移，但是如果電壓偏移超過允許的范圍，電氣設(shè)備的運行情況將顯著惡化，甚至損壞電氣設(shè)備。 保證頻率和電壓符合要求是發(fā)電部門的工作任務(wù)和職責(zé)。尤其是煤礦井下，生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，自然條件惡劣，供電設(shè)備易受損壞，特別容易發(fā)生上述事故。因此，對工礦企業(yè)中的這類負荷，供電應(yīng)絕對可靠。 礦山供電的要求 對礦山企業(yè)進行可靠、安全、經(jīng)濟、合理地供電，對提高經(jīng)濟效益及保證安全生產(chǎn)等方面都有十分重要的意義。以縮短低壓供電距離，使高壓深入負荷中心，以利于保證供電的經(jīng)濟性和供電質(zhì)量。 井下中央變電所是全礦井下供電中心，接受從地面變電站送來的高壓電能后，分別向采區(qū)變電所及主排水泵等高壓設(shè)備轉(zhuǎn)供電能，并通過變電所內(nèi)的礦用變壓器降壓后，再向井底車場附近的低壓動力和照明供電。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 礦山供電系統(tǒng) 7 接線方式應(yīng)保證便于將來發(fā)展，同時能滿足分期建設(shè)的需要。 ，運行安全靈活 供電系統(tǒng)的接線應(yīng)保證工作人員在 正常運行和發(fā)生事故時，便于操作和檢修，以及運行維護安全可靠。 礦山供電系統(tǒng)的接線應(yīng)保證供電可靠，接線力求簡單，操作方便，運行安全靈活，經(jīng)濟合理。 工程計算部分包括如下章節(jié)：第一章為變電站的負荷計算，第二章為短路電流的計算，第三章為電氣設(shè)備的選型與校驗，第四章為變電站的防雷保護計算。變電站設(shè)計的質(zhì)量直接影響到煤礦的生產(chǎn)及發(fā)展。 、先進合理：應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)最合格，技術(shù)先進和經(jīng)濟合理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品。并應(yīng)根據(jù)故障時的短路電流及其作用時間，校驗各設(shè)備的動、熱穩(wěn)定性。 2 個不同的電氣主接線方案，進行技術(shù)、經(jīng)濟方面的比較，選擇最佳方案完成變電站電氣主接線的設(shè)計。由于是真正的實際工程，因此要求設(shè)計時要嚴肅認真，用一絲不茍的態(tài)度對待這次設(shè)計。 配合我國經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展，搞好電網(wǎng)建設(shè)尤為重要。采用 GIS 的情況下，優(yōu)先采用單母線分段接線。 隨著制造廠生產(chǎn)的電氣設(shè)備質(zhì)量的提高以及電網(wǎng)可靠性的增加，變電站接線簡化趨于可能。設(shè)計是否合理，不僅直接影響基建投資、運行費用和有色金屬的消耗量，也會反映在供電的山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 緒論 2 可靠性與經(jīng)濟性方面，它和企業(yè)的經(jīng)濟效益、設(shè)備人身安全是密切相關(guān)的。變電站是把一些設(shè)備組裝起來，用以切斷或接通、改變或者調(diào)整電壓的綜合設(shè)施，在電力系統(tǒng)中，變電站是輸電和配電的集結(jié)點。發(fā)電廠是所有電能的來源，而變電站又是輸配電系統(tǒng)中一個非常重要的環(huán)節(jié)，所以變電站供電的質(zhì)量好壞直接影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟生活的順利進行。 關(guān)鍵詞 ： 企業(yè)變電站 ；無功補償；主變壓器；選型與校驗；防雷保護 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 摘要 ABSTRACT Electricity is the main driving force of modern coal industry, in coal production occupies a very important position. In the coal panies, Coal production automation and the latest achievements of science and technology popularization and application of technology in coal mines based coal electrification. coal mine automation and electrification of the latest achievements of science and technology popularization and application of technology in the coal base. Enterprise transformer substation design is constantly improving, so that power and power system security, economic and stable operation, to ensure the safety of industrial production and personal. This design is the design of 35kV transformer substation, medium voltage transformer substation is, and therefore, its design should be based on the specific type of user load and electricity consumption that is the nature of the specific analysis and design. By analyzing the design of the