【正文】 其變電站個(gè)數(shù)及變壓器臺(tái)數(shù)均可分期投建，從而臺(tái)數(shù)可能加多。其計(jì)算計(jì)算過程如下：用電負(fù)荷分析 一級(jí)負(fù)荷：包括副提升機(jī)、主扇風(fēng)機(jī)、井下主排水泵各項(xiàng)，其總負(fù)荷為2184kW，%。根據(jù)礦井主變壓器的選擇條件，一般選兩臺(tái)，當(dāng)一臺(tái)故障停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)必須保證一、二級(jí)負(fù)荷的用電。 變壓器損耗計(jì)算根據(jù)公式23計(jì)算主變壓器各項(xiàng)損耗空載無功損耗： kvar；滿載無功損耗： kvar；變壓器的負(fù)荷率，則 有功損耗： kW；無功損耗： kvar； 35kV側(cè)全礦負(fù)荷計(jì)算及功率因數(shù)校驗(yàn)有功功率 kW無功功率 kvar視在功率 kVA35kV側(cè)功率因數(shù)校驗(yàn) 滿足設(shè)計(jì)要求。 （31）如果SScr宜一臺(tái)運(yùn)行，如果SScr宜兩臺(tái)運(yùn)行。4 電氣主接線設(shè)計(jì)變電所的主接線是由各種電氣設(shè)備（變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成，用以接受和分配電能，是供電系統(tǒng)的組成部分。確定變電所的主接線對(duì)變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置及運(yùn)行的可靠性與經(jīng)濟(jì)性等都有密切的關(guān)系，是變電所設(shè)計(jì)的主要任務(wù)之一。應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，充分保證人身和設(shè)備的安全。 （2）操作方便，運(yùn)行靈活。（3）經(jīng)濟(jì)合理。（4）便于發(fā)展。 本所電氣主接線方案的確定 確定礦井35kV進(jìn)線回路35kV礦井變電所距上級(jí)供電電源6km，對(duì)上一級(jí)供電部門來說是一級(jí)負(fù)荷，故上級(jí)礦井變電所對(duì)礦井采用有備用的雙回路供電，即35kV進(jìn)線為兩路架空線進(jìn)線。橋式接線分為外橋、內(nèi)橋全橋三種。故確定本礦35kV側(cè)為雙回路的全橋接線系統(tǒng)。6kV主接線根據(jù)礦井為一級(jí)負(fù)荷的要求及主變壓器是兩臺(tái)的情況確定為單母線分段的接線方式。母線分段用斷路器分段，這不僅便于分段檢修母線，而且可減少母線故障影響范圍，提高供電的可靠性和靈活性。井下總負(fù)荷電流為： A規(guī)程規(guī)定，下井電纜必須采用銅芯，又因?yàn)榫麻_關(guān)的額定電流有限且當(dāng)一回電纜因故障停止供電時(shí)，其它電纜應(yīng)能滿足井下全部負(fù)荷的供電任務(wù)，由此確定下井電纜回?cái)?shù)為4。圖45 供電系統(tǒng)簡圖5 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的研究供電系統(tǒng)的短路并計(jì)算各種情況下的短路電流，對(duì)供電系統(tǒng)的擬定、運(yùn)行方式的比較、電氣設(shè)備的選擇及繼電保護(hù)整定都有重要意義。(1) 選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，必須用短路電流校驗(yàn)其熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。(3) 確定限流措施，當(dāng)短路電流過大造成設(shè)備選擇困難或不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可采取限制短路電流的措施。 短路電流計(jì)算中應(yīng)計(jì)算的數(shù)值 短路電流,即三相短路電流周期分量第一周期的有效值。 三相短路容量，用來判斷母線短路容量是否超過規(guī)定值、作為選擇限流電抗器的依據(jù)，并可供下一級(jí)變電所計(jì)算短路電流之用；短路電流穩(wěn)態(tài)有效值,可用來校驗(yàn)設(shè)備、母線及電纜的熱穩(wěn)定性；短路沖擊電流及短路全電流最大有效值，可用來校驗(yàn)電器設(shè)備、載流導(dǎo)體及母線的動(dòng)穩(wěn)定性。（2）求出系統(tǒng)各元件的標(biāo)么基準(zhǔn)電抗，將計(jì)算結(jié)果標(biāo)注在等值網(wǎng)絡(luò)圖上。（4）按歐姆定律求短路電流標(biāo)么值：對(duì)于電源是無限大容量的系統(tǒng)，其短路電流標(biāo)么值可按公式51求出： （51）且短路后各種時(shí)間的短路電流標(biāo)么值與短路容量標(biāo)么值都相等，即（5）求短路電流和短路容量；為了向供電設(shè)計(jì)提供所需的資料，應(yīng)下列短路電流和短路容量：① 求出次暫態(tài)短路電流和短路容量；；② 求出短路沖擊電流和短路全電流最大有效值 kA MVA (52) kA kA短路電流計(jì)算系統(tǒng)如圖45所示，短路點(diǎn)選取35kV母線側(cè)、6kV母線側(cè)及6kV各出線回路末端，各元件參數(shù)可由表11中獲得。該電源為無限大容量，其電抗標(biāo)么值,最大運(yùn)行方式下，系統(tǒng)阻抗為=，最小運(yùn)行方式下，系統(tǒng)阻抗為=，離上一級(jí)變電所距離為6km。線路電抗：對(duì)于電纜=，架空線=。選取基準(zhǔn)容量=100MVA 計(jì)算點(diǎn)時(shí)，選取=37kV， kA 計(jì)算點(diǎn)時(shí)，選取=， kA計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值（1）系統(tǒng)電抗：最大運(yùn)行方式下， =最小運(yùn)行方式下， =（2）35kV進(jìn)線（架空線）: （3）主變壓器: （4）主提升機(jī)、副提升機(jī)(電纜):（5）主扇風(fēng)機(jī)（架空線）：（6）壓風(fēng)機(jī)（電纜）：（7）礦綜合廠（架空線）：（8）機(jī)修廠（電纜）：（9）選煤廠（電纜）：（10）地面低壓（兩臺(tái)分列運(yùn)行）：由于變壓器在所內(nèi)，只計(jì)算變壓器阻抗，不計(jì)線路（11）工人村（架空線）：（12）支農(nóng)（架空線）：（13）下井電纜：（14）主提升機(jī)（異步電動(dòng)機(jī)）：式中 —異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流標(biāo)么值，一般取=5。等值電路圖如圖51所示，圖中元件所標(biāo)的分?jǐn)?shù)，分子表示元件編號(hào)，分母表示元件電抗標(biāo)么值。S1支路提供的短路參數(shù)：①最大運(yùn)行方式下短路回路電抗標(biāo)么值為：短路電流標(biāo)么值：則：最大運(yùn)行方式下點(diǎn)短路時(shí)，S1支路提供的短路參數(shù)為：次暫態(tài)電流周期分量： kA短路電流沖擊值：kA短路全電流最大有效值： kA次暫態(tài)三相短路容量：MVA②最小運(yùn)行方式下短路回路電抗標(biāo)么值為：短路電流標(biāo)么值：則：最小運(yùn)行方式下點(diǎn)短路時(shí)，S1支路提供的短路參數(shù)為：次暫態(tài)電流周期分量： kA短路電流沖擊值： kA短路全電流最大有效值： kA次暫態(tài)三相短路容量：MVAS2支路提供的短路參數(shù)：S2支路為異步電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的附加電源，故只考慮其對(duì)短路沖擊電流的影響。表51短路參數(shù)匯總表短路點(diǎn)最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式kAkAkAMVAkAkAkAMVA35kV母線k11851156kV母線 k2 工人村 k33430礦綜合廠 k45143地面低壓 k51413下井電纜 k66554選煤廠 k76453壓風(fēng)機(jī) k86654主扇風(fēng)機(jī) k9主提升機(jī) k106654副提升機(jī) k116654機(jī)修廠 k126554支農(nóng) k132523\ 負(fù)荷電流統(tǒng)計(jì)表計(jì)算公式為表52 負(fù)荷電流統(tǒng)計(jì)表負(fù)荷名稱電壓負(fù)荷容量負(fù)荷電流主變一次側(cè)358000132主編二次側(cè)680007696kV母線68000769井下總負(fù)荷62584368主提升機(jī)6859副提升機(jī)6630主扇風(fēng)機(jī)6921壓風(fēng)機(jī)6444礦綜合廠225地面低壓653機(jī)修廠381選煤廠625工人村377支農(nóng)3104716 高壓電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備選擇是變電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。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) 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。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)額定電壓的條件選擇，即：③安最大長時(shí)負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于通過它的最大長時(shí)負(fù)荷電流，即：(2)按短路情況校驗(yàn)①按短路情況來校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 高壓開關(guān)設(shè)備的選擇及校驗(yàn) 高壓斷路器的選擇及校驗(yàn)高壓斷路器是供電系統(tǒng)中最重要的電氣設(shè)備之一。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。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)。所選斷路器電氣參數(shù)如表61所示。(3) 額定電流：，符合要求。(5)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間=3秒，斷路器的分閘時(shí)間=,則秒，QF1～QF5的相當(dāng)于4秒的熱穩(wěn)定電流為： 熱穩(wěn)定性符合要求。斷路器通過短路電流的持續(xù)時(shí)間按下式計(jì)算：式中，為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；為斷路器的分閘時(shí)間。2．6kV側(cè)QFQFQF8的選擇及校驗(yàn)(1)根據(jù)布置方式，室內(nèi)一般采用SN1010I型少油斷路器，本設(shè)計(jì)采用SN1010I/1000型斷路器，共兩臺(tái)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)選CD1電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)。表62 所選斷路器參數(shù)型號(hào)額定電壓/kV額定電流/A額定開斷電流/kA額定容量/MVA極限電流峰/kA熱穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定時(shí)間/sSN1010I/10001010003004(2)額定電壓：，符合要求。(4)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，符合要求。(6)斷流容量校驗(yàn)：,符合要求。隔離開關(guān)斷開后，具有明顯的可見斷開間隙，絕緣可靠。隔離開關(guān)按電網(wǎng)電壓、額定電流電流及環(huán)境條件選擇，按短流電流校驗(yàn)其動(dòng)、熱穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)中為了方便檢修時(shí)的接地，兩個(gè)進(jìn)線隔離開關(guān)QSQS2和兩個(gè)電壓互感器隔離開關(guān)QSQS10選用GW535GD/600帶接地刀閘的隔離開關(guān)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)選CSD單相接地式手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，QS3～QS8選用GW535G/600不帶接地刀閘的隔離開關(guān)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)選CSG手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。表63 所選隔離開關(guān)參數(shù)型號(hào)額定電壓/kV額定電流/A極限電流峰值/kA熱穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定時(shí)間/sGW535GD/6003560050145GW535G/6003560050145(2)額定電壓：，符合要求。(4)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，符合要求。QS3～QS8的校驗(yàn)計(jì)算與QSQS2和QSQS10校驗(yàn)計(jì)算相同。本設(shè)計(jì)QS1QS12選用GN610T/1000型隔離開關(guān)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)選CS61手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)。表63 所選隔離開關(guān)參數(shù)型號(hào)額定電壓/kV額定電流/A極限電流峰值/kA熱穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定時(shí)間/sGN610T/100010100075305(2)額定電壓：，符合要求。(4)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，符合要求。 限流電抗器的選擇，下井電纜為4根，雙回路兩兩并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)一根電纜故障時(shí)，其余三根必須能承載井下全部負(fù)荷的供電，即每根電纜能承擔(dān)1/3的井下負(fù)荷，故選擇電抗器時(shí)，故應(yīng)考慮一根電纜故障時(shí)的情況。據(jù)此可選擇kV，kA的水泥電抗器四臺(tái)。其中故障時(shí)三根電纜承受井下總負(fù)荷電流4%～5%滿足要求電抗器的動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)（1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)下井回路分列運(yùn)行時(shí)，流過電抗器的短路電流最大，此時(shí)最大三相短路電流沖擊值為，滿足要求。（2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)本線路有t=假想時(shí)間，滿足要求。當(dāng)過載或短流時(shí)，電流增大，熔件熔斷，達(dá)到切除故障保護(hù)電氣設(shè)備的目的。對(duì)于限流式熔斷器，不能用于低于額定電壓等級(jí)的電網(wǎng)上，以免熔件熔斷時(shí)電弧電阻過大而出現(xiàn)過截流電壓。35kV側(cè)最大短路容量為185MVA，故選用RW935/，其額定電壓為35kV，熔體額定電流為200A，最大切斷容量2000MVA，滿足要求。互感器將一次電路的大電流、高電壓變成小電流（5A或1A）和低電壓，以便使二次測量儀表和繼電保護(hù)隔離高電壓電路以及小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等。 電流互感器的選擇及校驗(yàn)電流互感器按使用地點(diǎn)，電網(wǎng)電壓和長時(shí)最大負(fù)荷電流來選擇，并按短路條件校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性。①額定電壓應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)電壓；②額定電流應(yīng)大于或等于（～）倍的長時(shí)最大長時(shí)負(fù)荷工作電流，即≥（～）③電流互感器的準(zhǔn)確等級(jí)應(yīng)不小于二次側(cè)所接儀表的準(zhǔn)確級(jí)。選用的LRD353300/5型電流互感器裝入DW535的一側(cè)套管內(nèi)，作為差動(dòng)保護(hù)及其它保護(hù)用，而選的其它LRD353300/5型電流互感器裝入DW535的另一側(cè)套管內(nèi)作為35kV的監(jiān)測之用。①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)②熱穩(wěn)定校驗(yàn)，滿足要求。 選JDJ35型（單相雙圈澆注絕緣）電壓互感器四臺(tái)，一次電壓為35kV，額定容量150VA。6kV側(cè)電壓互感器在選擇高壓開關(guān)柜時(shí)配套選擇，詳見設(shè)備匯總表。 6kV高壓開關(guān)柜的選擇根據(jù)本礦供電系統(tǒng)選用GG1A型固定式開關(guān)柜，共26面，取25%的備用柜7面，共計(jì)32面柜。電容器出線柜選擇電容器容量大，擬選用GG1A03號(hào)柜,有斷路器1個(gè)，型號(hào)為SN1010400型，隔離開關(guān)1個(gè)，型號(hào)為GN810400,電流互感器2個(gè)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)1個(gè)，CS15型。聯(lián)絡(luò)開關(guān)柜選用GG1A95號(hào)柜與GG1A11號(hào)柜組合使用，其額定電流為1000A，（2個(gè)）。機(jī)修廠、礦綜合廠、工人村、支農(nóng)均為單回路供電，都選用GG1A03號(hào)柜，內(nèi)設(shè)一個(gè)斷路器和一個(gè)隔離開關(guān)，斷路器選用