【正文】 (論文 )說明書 19 最大運(yùn)行方式下井下母線短路的標(biāo)幺電抗為 *** 2* m i n.* ?????????? LTls XXXXX 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，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）安最大長時負(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時負(fù)荷電流 maxI ，即： maxIIN? (2)按短路情況校驗 按短路情況來校驗電氣設(shè)備的動穩(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，保證無故障部分正常運(yùn)行，河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 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，橋斷路器必須把完好的進(jìn)線和變壓器聯(lián)絡(luò)起來，所以 35kV 側(cè)的斷路器應(yīng)該有相同的型號，其最大長時負(fù)荷電流應(yīng)為變壓器的最大長時負(fù)荷電流，即 = ()= 12500/( 35)=216(A) 根據(jù)工作室外工作電壓為 35kV 和最大長時負(fù)荷電流為 216A,可選擇。 (2)額定關(guān)合電流校驗 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 于無限大容量系統(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 (論文 )說明書 22 )()( kAkAttItsi ＜??? （ 4）動穩(wěn)定校驗 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 額定電壓 （ kV) 額定電流（ A) 額定開斷電流（ kA) 動穩(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) （ 1）額定開斷電流校驗 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 6kV 母線上發(fā)生短路時的過流保護(hù)的動作時間應(yīng)該比 35kV 母線上發(fā)生短路時繼電保護(hù)的動作時間少一個時限級差 ，斷路器的 開斷時間為 ，則短路電流流過斷路器的最長時間 tK=tpr+tbr=+=(s)，即假想時間為 。 ZN510/630型真空斷路器，其技術(shù)參數(shù)如表 53所示。本設(shè)計中為了方便檢修時的接地，兩個進(jìn)線隔離開關(guān) QS QS2和兩個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：當(dāng)短路發(fā)生在隔離開關(guān)之后，斷路器之前，事故切除靠上一級變電所的過流保護(hù)，繼電保護(hù)動作時限要比 35kV 進(jìn)線的繼電保護(hù)動作時限大一個時限差 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 (論文 )說明書 24 )(14) kAkAttItsi ＜（??? 符合要求。本設(shè)計 QS1 QS12選用GN610T/1000型隔離開關(guān)，操動機(jī)構(gòu)選 CS61手力操動機(jī)構(gòu)。 表 55 GN610T/1000型隔離開關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù) 型號 額定電壓 （ kV) 額定電流 （ A) 動穩(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)動穩(wěn)定校驗： 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。 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 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)確級組合 (1s)熱穩(wěn)定電流 (kA） 動穩(wěn)定電流 (kA） 1250/5 （ 1)動穩(wěn)定校驗 )()(35 kAikAi shes ?? ＞ 符合要求。 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，只需測量線路電壓，故選兩臺雙線圈互河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 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)。 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)確度等級為 ，配用兩臺 RN410/ 型限流熔斷器。 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)最大長時負(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 (論文 )說明書 27 表 57 CWLB10/1500型套管絕緣子的數(shù)據(jù)參數(shù) 型號 額定電壓 (kV) 額定電流 （ A) 套管長度 （ 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℃ 時的長時允許電流為 )(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)行方式時的最大短路電流。 計算跨距為 )( 21 mLLL c ????? 其電動力為 ))( a x NNa LiF csh （＜ ???? 符合要求。 假想時間 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、二級負(fù)荷選擇移開式開關(guān)柜，如 KYN2/JYN1 型開關(guān)柜，三三級負(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)我國產(chǎn)品供應(yīng)市場情況和以鋁代銅的技術(shù)政策，宜選用鋁線，對于 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℃ ，計算得其河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 29 溫度修正系數(shù)為 。 AAII alal ＞???? 符合要求。 查表得該導(dǎo)線的單位長度電阻、電抗分別為 /kM和 /kM，線路長度為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），故電壓損失校驗合格。均小于 70mm2，故機(jī)械強(qiáng)度校驗合格。 實際環(huán)境溫度為 32 度時，其長時允 許電流為 1010A，大于 962A，合格。 母線所受的電動力 )(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，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間 ti=tip+tia 取斷路器動作時間 tbr=，其過流保護(hù)動作時間定為 tse=。 6kV 下井電纜選擇 井下 6kV級總計算有功負(fù)荷 Pca為 4042kW，最大長時負(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 (論文 )說明書 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℃ ，則修正后的長時允許負(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 校驗合格。 短路電流作用的假想時間 ti=tip+tia 取斷路器動作時間 tbr=，其過流保護(hù)動作時間定為 tse因是控制 6kV下井電纜，6kV 井下電網(wǎng)還有 2～ 4 級才到移動變電站終端負(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)線型號選擇 對于 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