【正文】 X 井下母線最大短路容量為 ) 0 02 6 11 *6 M V ASXS dk （????? 該值小于井下 6kV 母線上允許的短路容量 100MVA，因此不需要加裝限流電抗器。 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 等。 (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 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) 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。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。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，河南理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書 21 起著保護(hù)作用。 35kV 側(cè)斷路器的選擇 35kV 接線形式為全橋式，運(yùn)行方式為全分列方式，當(dāng)一側(cè)的變壓器或另 一側(cè)進(jìn)線檢修時(shí)，橋斷路器必須把完好的進(jìn)線和變壓器聯(lián)絡(luò)起來(lái)，所以 35kV 側(cè)的斷路器應(yīng)該有相同的型號(hào)，其最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流應(yīng)為變壓器的最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流，即 = ()= 12500/( 35)=216(A) 根 據(jù) 工 作室 外工 作 電壓 為 35kV 和 最大 長(zhǎng) 時(shí)負(fù) 荷 電流 為 216A, 可選擇 型斷路器。 (2)額定關(guān)合電流校驗(yàn) 斷路器的額定關(guān)合電流為 80kA，而 K1點(diǎn)的短路沖擊電流為 ，符合要求。 對(duì)于無(wú)限大容量系統(tǒng)有 )()3( m a kAII K ??? 相當(dāng)于 4s的熱穩(wěn) 定電流 河南理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書 22 )()( kAkAttItsi ＜??? （ 4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 由于 ies=80kA,ish1=,所以滿足要求。 表 52 ZN2810/1250型戶外 真空斷路器技術(shù)數(shù)據(jù) 型號(hào) 額定電壓 （ kV) 額定電流（ A) 額定開斷電流（ kA) 動(dòng)穩(wěn)定電流 (kA) 額定關(guān)合電流 (kA) （ 4S）熱穩(wěn)定電流 (kA) ZN2810/1250 10 1250 20 50 50 20 ZN2810/1250 型戶外真空斷路器，額定工作環(huán)境最高溫度為 40 度，而實(shí)際最高工作溫度為 42 度，因此修正后的允許通過的最大電流為 INθ =IN(4240) ％ IN=12502 1250=1205（ A)＞ 1162（ A) 校驗(yàn) （ 1）額定開斷電流校驗(yàn) 斷路器的額定開斷電流為 20kA，而 K1 點(diǎn)的短路電流為 ，符合要求。 （ 3）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 6kV 母線上發(fā)生短路時(shí)的過流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)該比 35kV 母線上發(fā)生短路時(shí)繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間少一個(gè)時(shí)限級(jí)差 ，斷路器的開斷時(shí)間為 ，則短路電流流過斷路器的最長(zhǎng)時(shí)間 tK=tpr+tbr=+=(s)，即假 想 時(shí)間為 。 ZN510/630 型真空斷路器，其技術(shù)參數(shù)如表 53所示。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) QS QS2和兩個(gè)電壓互感器隔離開關(guān) QS QS10選用 GW535GD/600帶接地刀閘的隔離開關(guān) ， QS3～ QS8選用 GW535G/600 不帶接地刀閘的隔離開關(guān)，所選隔離開關(guān)電氣參數(shù)如表 54所示。 (2)額定電流： INθ =600(A)Imax=216(A),符合要求。 (4)熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 當(dāng)短路發(fā)生在隔離開關(guān)之后，斷 路器之前，事故切除靠上一級(jí)變電所的過流保護(hù)，繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)限要比 35kV 進(jìn)線的繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)時(shí)限差 tpr=3+=(s)。 相當(dāng)于 5s的熱穩(wěn)定電流 河南理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書 24 )(14) kAkAttItsi ＜（??? 符合要求。本設(shè)計(jì) QS1 QS12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 55 GN610T/1000型隔離開關(guān) 的技術(shù)數(shù)據(jù) 型號(hào) 額定電壓 （ kV) 額定電流 （ A) 動(dòng)穩(wěn)定電流 （ kA) (5s)熱穩(wěn)定電流（ kA) GN610T/1000 10 1000 75 30 (1)額定電壓： UN=10(kV)＞ UNS=6(kV)， 符合要求。 (3)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： imax=75(kA)ish=(kA)， 符合要求。 相當(dāng)于 5s 的熱穩(wěn)定電流 )30)( kAkAttItsi （＜??? 符合要求。此外還應(yīng)根據(jù)二次設(shè)備要求選擇電流互感器的準(zhǔn)確等級(jí)。 35kV 側(cè)電流互感器的選擇 35kV側(cè)的電流互感器選用 LZZBJ435型電流 互感器，其額定電壓 35kV，額定電流300A，其技術(shù)參數(shù)如表 56所示。 (2)熱穩(wěn)定校驗(yàn) 2222 ???????? itsts tItI 符合要求。 表 57 LZZBJ910型電流互感器的技術(shù)數(shù)據(jù) 變比 準(zhǔn)確級(jí)組合 (1s)熱穩(wěn)定電流 (kA） 動(dòng)穩(wěn)定電流 (kA） 1250/5 （ 1)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) )()(35 kAikAi shes ?? ＞ 符合要求。 電壓互感器的選擇 側(cè)電壓互感器的選擇 本變電所 35kV 線路不需要進(jìn)行絕緣檢測(cè)，只需測(cè)量線路電壓，故選兩臺(tái)雙線圈互河南理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書 26 感器，其接線方式采用 V/V 型接法，分別接在 35kV 兩段母線上，采用限流熔斷器保護(hù)。 側(cè)電壓互感器的選擇 6kV 側(cè) 的 電壓互感器 選用 JDJ1010 型電壓互感器，一次電壓為 10kV，二次電壓為，極限容量為 200VA，準(zhǔn)確度等級(jí)為 級(jí)， 配用兩臺(tái) RN410/ 型限流熔斷器 。 側(cè)避雷器的選擇 6kV 側(cè)避雷器選用 HY5WS17/50 型避雷器，系統(tǒng)電壓 10kV，避雷器額定電壓 17kV，最大雷擊殘壓 50kV,最大電流沖擊耐受 65kA。 由于變壓器二次側(cè)最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流為 1010A，電壓為 6kV，故選用戶外鋁導(dǎo)線的穿墻絕緣子，型號(hào)為 CWLB10/1500，其技術(shù)參數(shù)如表 57所示 河南理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書 27 表 57 CWLB10/1500型套管絕緣子的數(shù)據(jù)參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 (kV) 額定電流 （ A) 套管長(zhǎng)度 （ M) 最大允許破壞力（ N) (5s)熱穩(wěn)定電流 (kA) GWLB10/1500 10 1500 7358 20 室外 環(huán)境最高溫度 42℃ 時(shí)的長(zhǎng)時(shí)允許電流為 )(1010)(143040 4280150040 039。 由上表可知，流過穿墻套管的最大短路電流應(yīng)是系統(tǒng)采用分列運(yùn)行方式時(shí)的最大短路電流。 計(jì)算跨距為 )( 21 mLLL c ????? 其電動(dòng)力為 ))( a x NNa LiF csh （＜ ???? 符合要求。 假想時(shí)間 ti=,穩(wěn)態(tài)短路電流為 。 開關(guān)柜的選擇 開關(guān)柜是金屬封閉開關(guān)設(shè)備的俗稱，是按一定的電路方案將有關(guān)電氣設(shè)備組裝在一個(gè)封閉的金屬外殼內(nèi)的成套配電設(shè)備。從中壓斷路器的置放方式來(lái)看，分為：落地式，即斷路器手車本身落地推入柜內(nèi)；中置式，即手車裝于開關(guān)柜中部。一般情況下，一、二級(jí)負(fù)荷選擇移開式開關(guān)柜，如 KYN2/JYN1 型開關(guān)柜，三三級(jí)負(fù)荷選擇固定式開關(guān)柜，如 KGN 型開關(guān)柜 。 。 。 。 電力線路的選擇 35kV 電源架空線路選擇 根據(jù)我國(guó)產(chǎn)品供應(yīng)市場(chǎng)情況和以鋁代銅的技術(shù)政策，宜選用鋁線，對(duì)于 35kV 架空線路，線桿檔距一般在 100m 以上，導(dǎo)線受力較大，故可選用 LGJ 型鋼芯鋁絞線，線間幾何均距為 2m。 一路供電的負(fù)荷電流 )( 6 39 4 3 9 4 6 7c o s3 39。 35. AU PIINcacalo ?????? ? 一般中型礦井 Tmax=3000～ 5000h,查表可得，鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟(jì)電流密度Jec=。 該地區(qū)最熱月最高溫度平均值為 42℃ ，鋼芯鋁絞線最高允許溫度為 70℃ ，計(jì)算得其河南理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書 29 溫度修正系數(shù)為 。 AAII alal ＞???? 符合要求。 查表得該導(dǎo)線的單位長(zhǎng)度電阻、電抗分別為 /kM 和 /kM，線路長(zhǎng)度為6kM，故線路的電壓損失為 )( 4 0)sinc o s(3 39。0 VLxLrIU ca ???? ?? 由于Δ U＜Δ Ual=1750（ V），故電壓損失校驗(yàn)合格。均小于 70mm2，故機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)合格。 實(shí)際環(huán)境溫度為 32度時(shí)，其長(zhǎng)時(shí)允許電流為 1010A，大于 962A，合格。 母線所受的電動(dòng)力 )(1 4 6 22m a x NaLiF sh ?????? 母線的最大彎矩 Mmax=FmaxL/10=(1468 )/10=149(Nm) 母線的短路電流產(chǎn)生最大電動(dòng)應(yīng)力為 amax=Mmax/W=149/(100 100 )=15 106(N/M2) 該值小于鋁材料的允許彎曲應(yīng)力 70 106(N/M2)，故動(dòng)穩(wěn)定性符合要求。 查表得熱穩(wěn)定系數(shù)為 87，則最小熱穩(wěn)定截面為 )( 3 187 7 9 0 0 2m i n mmCtIS i ??? ? 式中 ti=tpr+tbr=+=(s)。 主提升機(jī) 6kV 電纜線路選擇 高壓電纜的型號(hào)，應(yīng)根據(jù)敷設(shè)地點(diǎn)與敷設(shè)方式選，在地面一般選用鋁芯油浸紙絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，型號(hào)為 ZLQ22。則電纜的經(jīng)濟(jì)截面為 )( 2mmJISeccaec ??? 初選 ZLQ2263 70 型鋁芯電纜，其 25℃時(shí)的載流量為 175A。39。 取高壓配電線路允許電壓損失 為 3%。 短路電流作用的假想時(shí)間 ti=tip+tia 取斷路器動(dòng)作時(shí)間 tbr=，其過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間定為 tse=。 6kV 下井電纜選擇 井下 6kV 級(jí)總計(jì)算有功負(fù)荷 Pca為 4042kW，最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流 Ica為 478A，并確定用4 回下井電纜，兩兩并聯(lián)后分列運(yùn)行。為了管理維護(hù)方便， 4 回下井電纜應(yīng)選用同型號(hào)同截面的電力電纜。 一路供電其中一回電纜的負(fù)荷電流 )(. AII caca ?????? 河南理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書 32 按 Tmax=3000～ 5000h,查表得，銅芯電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度 Jec=。 電纜直埋地下，并途經(jīng)立井井筒，該地區(qū)最熱月土壤最高溫度平均值為 27℃ ，則修正后的長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流為 )(2172580 2780221039。 AIImomalal ???????? ?? ?? 修正后的允許載流量 217A 大于 ,滿足要求。則有 )(18 00 VU al ???? 線路實(shí)際電壓損失為 )( 7004 0 4 22 11 VrUS LPU Ncca ???? ???? 由于Δ U 小于Δ Ual,故電壓損失校驗(yàn)合格。 短路電流作用的假想時(shí)間 ti=tip+tia 取斷路器動(dòng)作時(shí)間 tbr=，其過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間定為 tse因是控制 6kV下井電纜，6kV 井下電網(wǎng)還有 2～ 4 級(jí)才到移動(dòng)變電站終端負(fù)荷，故應(yīng)定為 ，有利于井下系統(tǒng)選擇性過流保護(hù)的時(shí)限設(shè)置。 6kV 架空線路的選擇 扇風(fēng)機(jī) 1架空導(dǎo)線型號(hào)選擇 對(duì)于 6kV 架空線路，線桿檔距一般在 100 米以下，導(dǎo)線受力較小，故可選用 LJ 型鋁絞線，線間幾何均距設(shè)為 1m。則導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面為 )( 2mmJ ISeccaec ???? 初選導(dǎo)線為 LGJ35型鋼芯鋁絞線，查表得 25℃時(shí)的允許載流量為 135A。 修正后的允許載流量為 )()(39。 取高壓終端負(fù)荷配電線路允許電壓損失為 4％ ，得 Δ Ual=6000 =240(V） 。 查表得 35kV 鋼芯鋁絞線在非居民區(qū)的最小允許截面為 25mm2，居民區(qū)為 于 35mm2，故機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)合