东坪矿井井下10kV中央变电所

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1、 前言本设计是根据设计任务书的要求，利用所学的煤矿供电知识，在指导老师的辛勤指导下完成的。设计共分八章。第一章：概述；第二章：负荷计算与无功功率的补偿；第三章：供电系统；第四章：短路电流计算；第五章：电气设备的选择；第六章：变电所布置；第七章：继电保护；第八章：其它。设计本着计算准确，选型恰当，布置合理的原则，保证做到安全、可靠、技术经济合理。由于所学知识有限，技术资料缺乏，实践经验不足，设计中不能避免存在许多错误和不足之处，如某些所选设备可能已经过时等等，敬请老师指教。设计任务的完成，与老师认真耐心、细致的指导是分不开的，在此谨对老师致以衷心的感谢。1 概述1.1 矿井简介本设计是一所以10

2、kV的东坪矿井井下中央变电所。矿井年产量30万吨，采用一对斜井开拓，中央并列抽出式通风。矿井为高瓦斯矿井，煤尘具弱爆炸危险性。矿井最高温度为320C，地面变电所与副井口的距离为150m，井筒深度为980m，付斜井做主提升，净段面积6.0，斜长980m，倾角24-250。矿井所在地区电业部门按最高负荷收费，中央变电所10kV高压距地面变电所电缆长为1130m。1.2 供电系统概述电力是现代矿山企业的动力，首先应该保证供电的可靠和安全，并做到技术和经济方面合理的满足生产的需要。1.2.1 矿山企业对供电的基本要求矿山由于生产条件的特殊性，对供电系统有特殊的要求，具体要求如下：（1）保证供电安全可靠

3、供电的可靠性是指供电系统不见断供电的可能程度。矿山如果供电中断，不仅影响产量，而且有可能造成人身事故和设备损坏，严重会造成矿井的破坏。为了保证对矿山供电的可靠性，供电电源应采用两回路独立电源线路，它可以来自不同的变电所或者是同一变电所的不同母线，且电源线路上不得分接任何负荷。安全是指不发生人身触电事故和因电气故障而引起的爆炸火灾等重大事故。由于矿山生产环境复杂，自然条件恶劣，供电设备容易受损坏，可能造成触电及电火花和瓦斯煤尘爆炸等事故，所以必须采取如防爆、防触电过负荷及过电流保护等一系列的技术措施和制定相应的管理规程，以确保供电的安全。（2）保证供电电能质量在满足供电可靠与安全的前提下，还应该

4、保证供电质量，即供电技术合理。良好的电能质量是指电压偏移不超过额定值的,频率偏移不能超过Hz。此外，由于大功率整流和可控硅的应用使配电网中的谐波分量增加，可能会造成电力电容器过负荷，严重时甚至造成事故。所以必要时应采取相应的技术措施保证电能质量。（3）保证供电系统的经济性在满足以上要求条件下，应力求供电系统简单，安装、运行操作方便，投资少、见效快和运行费用低。1.2.2 电力负荷的分级按照对供电可靠性的要求不同，一般将电力负荷分为三级，以便在不同情况下区别对待。（1）一级负荷这类负荷若供电突然中断造成生命危险，或者造成重大设备损坏且难以修复，或者打乱复杂的生产过程并使大量产品报废，给国名经济带

5、来极大的损失。如矿井主扇风机、分区扇风机与井下主排水泵以及立井经常提人的提升机等。这类负荷必须有两个独立电源供电，无论是电力网在正常或者事故时均应保证对它的供电。（2）二级负荷这类负荷若突然停电，会造成生产设备局部损坏，或生产流程紊乱且恢复困难，企业内部运输停顿或出现大量废品或大量减产，因而在经济上造成一定的损失。如煤矿集中提运设备、大型矿井地面空气压缩机、井筒防冻设备等。对这类负荷一般采用双回路或经方案对比确定。（3）三级负荷凡不属于一二级负荷的用电设备，均列为三级负荷。这类负荷停电不影响生产，对这类供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回路供电。1.2.3 申沟矿周围电源情况本矿井附近有

6、一条10kV由区域变电所向另一矿井的备用线路。本矿与区域变电所的距离为4km，与另一矿井的距离为3.5km。另一矿井正常情况下由另一变电所供电，用双回路供电，长度为5km。具体情况见图1-1。我们就是根据如图1-1的情况，设计申沟矿35kV变电所，保证申沟矿正常的生产。1.3变电站选址矿区变电所不论容量大小，应有两个以上的独立企业用户会使与电力系统联系的枢纽，这样的变电所位置应附和有关整体的合理性。应考虑的条件是：（1）接近负荷中心（2）不占或少占农田。（3）便于各级电压线路的引入和引出。架空线路走廊应与所址同时确定。（4）交通运输方便。（5）具有适宜的地质条件。（6）尽量不设在空气污浊地区，

7、否则应采取防污措施或是在污染源的上风侧。（7）110千伏变电站的地址标高宜在百年一遇的高水位之上，3560千伏变电所的所址标高宜在50年一遇的高水位之上，否则应有防护措施。（8）所址不应为积水淹侵，山区变电所的防洪设施满足泄洪要求。（9）具有生产和生活用水的可靠水源。（10）适当考虑职工生活上的方便。（11）确定所址时，应考虑与邻近设施之间的相互影响。（12）所址位置必须影响矿区供电系统的接线方式，送电线路的规格与布局，电网损失和投资的大小。故所址位置的选择应与矿区各变电所的数量，容量，用户负荷的分配同时考虑。应避免电力倒流。对于相近方案应从技术经济比较择优确定。1.4 本设计的目的、意义及要

8、求本设计的目的是通过本次设计巩固所学的专业知识，培养分析问题、解决问题的能力。设计根据任务书及国家的有关政策和各专业的设计技术规程进行，要求对用户供电可靠、保证电能质量，接线简单清晰、操作方便、运行灵活，投资少、运行费用低，并具有可扩建的方便性。设计的主要要求有：（1）选择主变压器台数、容量和型号；（2）设计变电所主接线；（3）短路电流计算及电气设备的选择；（4）各电压等级配电装置的确定；（5）变电所布置及继电保护装置的设置；（6）变电所低压配电室设备的选择；（7）变电所的防雷及接地保护设计说明书就根据以上的要求展开。2 矿井负荷计算与无功功率补偿变电所可以说是电力供应的枢纽，所处的位置十分重

9、要，如何准确地计算选择变电所的变压器容量及其它电气设备，这是保证进行安全供电、可靠供电的前提。进行电力负荷的计算就是为了正确地选择变电所的变压器的容量、各种电气设备的型号、规格及供电电网所用的导线的型号等提供科学的依据。负荷计算主要包括以下方面：（1）求计算负荷，或者需用负荷。目的是为了合理选择变电所变压器容量和电气设备的型号等；（2）求平均负荷。这是用来计算电能的需用量、电能损耗和选择无功补偿装置等。2.1 负荷统计与计算2.1.1 负荷统计矿井负荷统计表2-12.1.2 负荷计算（1）主井绞车：kW 5 有功计算负荷：kW 无功计算负荷：Kvar 视在计算负荷：kVA（2）煤楼： 5 额定

10、功率：kW 有功计算负荷：kW 无功计算负荷：kvar 视在计算负荷：kVA（3）东风井：kW 有功计算负荷：kW 无功计算负荷：Kvar 视在计算负荷：kVA（4）副井绞车kW 有功计算负荷：kW 无功计算负荷：Kvar 视在计算负荷：kVA其它的负荷不再做详细的计算，见符合统计表2-1。由符合统计表，我们统计如下:kW kvar表2-1 矿井负荷统计表121110987654321顺序2冶炼厂西风井锅炉房井下变电所压风机无轨电车1冶炼厂矸石山副井绞车东风井煤楼主井绞车设备名称0.46.30.46.36.30.40.46.36.36.30.46.3电压（kV）0.760.850.80.780

11、.80.760.80.80.80.850.750.85功率因数(cos)0.60.750.650.70.80.40.60.650.780.750.80.81需用系数（Kd）342675463.2392020060.8720130296.4285176.4648有功计算负荷Pca（kW）292.4418.3347.33144.912452.354097.5222.3176.7155.3401.6无功计算负荷Qcs（kvar）450794.25795025.625080900162.5370.5335.3235.2762.4视在计算负荷Sca（kVA）注：井下中央变电所为井下设备供电，其容量包含井

12、下设备的总量量。2.1.3 地面低压变压器选择矿井低压变压器选择原则：（1）选一台变压器，只需要变压器额定容量大于其计算容量。（2）选两台变压器，单台容量应满足一二负荷需要，且两台容量之和大于或者等于计算容量。特殊情况下可装设两台以上变压器，引起电网电压严重波动的设备装设装用变压器。1 生产负荷以无轨电车为例 有功功率：kW 无功功率：kvar 视在功率：kVA由计算数据及变压器选择原则，所以选用S9100/10型电力变压器一台。其技术数据如下表：容量kVA高压额定值kV低压额定值kV阻抗电压空载电流空载损耗kW负载损耗kW1006.30.441.60.291.5变压器损耗计算： 有功损耗：

13、9kW无功损耗： 4.16kvar2 非生产负荷以冶炼厂为例 有功功率：kW 无功功率：kvar 视在功率：kVA由计算数据及变压器选择原则，所以选用S91000/10型电力变压器一台。其技术数据如下表：容量kVA高压额定值kV低压额定值kV阻抗电压空载电流空载损耗kW负载损耗kW10006.30.44.50.71.710.3变压器损耗计算： 有功损耗： kW无功损耗： kvar2.1.4 低压变压器选择汇总其它的地面低压变压器的选择，不再给出详细的计算过程，所有地面低压变压器的技术参数及损耗见表2-2。由表2-2统计计算得到的数据，地面低压变压器有功损耗、无功损耗之和为：变压器总有功损耗：3

14、6.8kW变压器总无功损耗： 132.58kvar顺序负荷名称计算容量KVA型号台数高压额定值kV低压额定值kV阻抗电压空载电流有功损耗kW无功损耗kvar1煤楼235.2S9-250/1026.30.441.23.6111.92冶炼厂900S9-1000/1016.30.44.50.71243.453无轨电车80S9-100/1016.30.441.61.794.164锅炉房579S9-630/1026.30.44.50.97.429.625冶炼厂450S9-1000/1016.30.44.50.71243.45表2-2 地面低压变压器的技术参数及损耗2.2 主变压器的选择与无功功率补偿主变

15、压器的选择，容量一般按照变电所建成后五至十年的规划负荷选择，并适当考虑远期十至二十年的负荷发展，具体就是根据变电所所带的负荷性质和电网结构来确定主变的容量。对于像矿山变电所，应考虑当一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许的时间内，保证用户的一二级负荷。所以，矿山主变压器一般选用两台，以保证对一、二类负荷供电的可靠性。当选用两台主变压器时，每台变压器的容量应为：。式中：事故时负荷保证系数，根据矿井一二级负荷所占比例决定，一般可取0.81。 总降压站人工补偿后的功率因数，按要求一般在0.9以上。2.2.1 变电所6kV母线的计算负荷矿井的负荷统计表将变电所所供电的各种用电设备和用户

16、的设备容量、需用系数、功率因数、有功及无功负荷等数据都统计出来了，由此我们得到全矿区的计算负荷。负荷统计表中最大连续负荷乘以同时系数，就得到计算负荷。统计得到的有功最大连续负荷在5000千瓦以下时，取0.9；在5000千瓦以上时取0.85；无功最大连续负荷则对应取0.95和0.9计算后得到6千伏母线的计算负荷。此矿区变电所，折算到6kV恻的功率为： 7916.836.87953.6kW 5972.6132.586105.18kvar对于有功kW5000kW，取0.85；对于无功kW5000kW,取0.9。由此得到全矿区总计算符合： 有功功率：kW 无功功率：kvar 视在功率：KVA 功率因数

17、：2.2.2 无功功率补偿用6千伏母线计算符合按要求选择电力电容器进行无功功率补偿，一般补偿后6千伏母线的功率因数应达到0.9以上。矿井设备的自然功率因数值，通常小于电力部门的规定，矿井的功率因数一般应提高到0.9以上。在煤矿企业中，最常采用的无功功率补偿装置是静电电容器，它具有投资省、有功功率损失小，因是单个容量所组成的静止电容，故运行维护方便，事故范围小等优点。根据已知的矿井用电符合的自然功率因数和预备提高到的功率因数的数值，静电电容器补偿容量按下式计算： 或式中 静电电容器的补偿容量，千乏； 全矿井的有功功率计算负荷，千瓦； 补偿率，千乏/千瓦；、补偿前、后功率因数角相应的正切值。此矿区

18、预备将功率因数提高到0.92由上式计算得： kvar选择GR1型电容柜，该电容柜装YY6.3101电容器。容量为150千乏。由以上计算，需要电容柜的数量： 由于电容器柜要选择偶数个，故取为18个。利用电力电容器进行无功功率补偿，容量为： kvar补偿后矿井变电所的总无功功率为： kvar补偿后的功率因数为：0.9 满足要求。由于煤矿变电所6千伏供电采用双母线分段电容器分别安装在一、二段母线上。故每段母线补偿电容器1350千乏。分别安装9个电容器柜。共计18个电容器柜。满足无功功率的补偿要求。2.2.3 主变压器损失计算补偿后的6千伏母线计算负荷即主变压器应输出的电力负荷，此时计算主变压器损失，

19、在未选型之前可用上述的计算负荷按下式近似计算如下： kW kvar变电所35千伏母线总负荷： kW kvar kVA2.2.4 主变压器选型为了保证煤矿供电，并根据煤矿安全规程规定主变压器应选用一主一备，在一台主变压器故障或者检修时，另一台变压器必须保证煤矿的安全生产用电的原则。根据煤矿电工手册取事故负荷保证系数则每台编译器的容量为：kVA考虑到本矿区的发展情况，矿井不断延伸，负荷不断增加，选用S98000/35型电力变压器两台，作为主变压器。S98000/35型电力变压器技术数据如下：容量kVA高压额定值kV低压额定值kV阻抗电压空载电流空载损耗kW负载损耗kW8000356.37.50.5

20、58.542.0矿井变电所主变压器两台采样分列同时运行，所以主变压器损耗计算如下： 有功损耗： kW无功损耗： kvar由以上计算，则35千伏母线总负荷为： kW kvar kVA2.3 全矿年电耗与吨煤电耗取最大有功负荷年利用小时数小时，则年电耗为： 度则吨煤电耗为： 度/吨3 供电系统拟定3.1 35kV电源系统的供电方式由第一章叙述的电源情况以及图1-1，本矿附近有一条由区域变电所向矿井的35kV备用线路；矿井正常运行情况下由区域变电所用双回路供电。经技术经济比较，本矿采用从区域变电所引出一回35kV架空线路作为主回路，供电距离为4km。另一回路从矿井的备用回路引出作为备用回路。正常情况

21、下一回路运转一回路备用。3.2 35kV及6kV主接线方式的确定电气主接线是由各种电器设备（如发电机、变压器、开关电路、互感器、电抗器、计量接线等设备），按一定的顺序连接而成的一个接受和分配电能的总电路。主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须正确处理各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。3.2.1 主接线的设计原则主接线应满足安全性、可靠性、灵活性和经济性三项基本要

22、求。（1）必须保证供电的安全性安全性包括设备安全和人生安全，要满足这一点，必须按照国家标准和规范的规定，正确选择电气设备及正常情况的监督系统和故障情况下的保护系统，考虑各种人身安全的技术措施。（2）必须保证供电的可靠性可靠性是指主接线应满足不同负荷的不中断供电，且保护装置在正常情况下不误动，发生事故不据动，能尽快地缩小停电范围。因此主接线应力求简单清晰。（3）要具有一定的灵活性用最小的切换能适应不同的运行方式，适应调度的要求，并能灵活简单迅速地倒换运行方式，使发生故障时停电的时间最短，影响范围最小。因此，主接线必须满足调度灵活，操作方便的基本要求。（4）经济上应合理即在保证以上要求的条件下，保

23、证需要的投资最小。在主接线设计时主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间，于是主接线可靠灵活必须要选用高质量设备和现代化的自动装置，从而导致投资费用的增加。因此，主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下，做到经济合理，主要从投资省、占地面积少、电能损耗小等几个方面综合考虑。总的来说，以设计任务书为依据，以有关技术规范、规程为标准，结合具体工作的特点，准确基础资料，全面分析，以确定方案，做到既有先进技术又经济实用。3.2.2 35kV主接线方式的确定本矿井距离区域变电所4km，进线较短，矿井对于供电部门来说是一类负荷，故区域变电所应对矿井采用有备用系统中的双回路供电或与其它矿井形成环形供电电网。本

24、矿规模比较大，还是采用全桥双回路较好，即采用双母线分段接线方式，所以，35kV进线回路为2。这样优点是操作方便、运行灵活、供电可靠、易于发展。缺点是设备多、投资大、变电所占地面积广。当采用两台变压器分裂同时运行时，变压器的有功损耗为101.0kW，无功损耗为275.23kvar。当采用两台变压器一备一运时，变压器的有功损耗和无功损耗都将增大，从经济合理的角度出发，本矿主变压器正常情况下采用两台变压器分裂同时运行。3.2.3 6kV主接线方式的确定6kV主接线根据矿井为一类负荷的要求和两台主变压器分裂运行的情况下确定为单母线分段。3.3 负荷分配考虑一、二类负荷必须由联于不同段母线的双回路供电，

25、再将下井回路和地面低压分配于各段母线上，力求再生产时两段母线上的负荷接近相等。具体分配方案见图3-1。3.4 下井电缆回数的确定矿井井下由4台排水泵，每台额定功率为600kVA，需用系数，功率因数。由以上数据得主排水泵的有功、无功计算负荷为：有功损耗： kVA无功损耗： kvar由矿区负荷统计表2-1，井下总计算负荷为：kWkvar kVA井下最大长时工作电流： A规程规定，下井电缆必须采用铜芯，而井下开关的额定电流有限，故下井电缆至少要两根；另外，下井电缆的选择原则还要求，当一回电缆因故停止时，其它电缆应能满足井下全部计算负荷的供电，所以确定下井电缆的回数由补充擦材料知： 式中 ，井下主排水

26、泵计算有功、无功负荷；，井下低压总的计算有功、无功负荷；330指下井用铜芯电缆的最大允许负荷电流；1规程规定所需要的备用电缆。故取下井电缆根数为4。4 短路电流计算短路点的设置见图4-1，短路电流计算系统图见图4-1，等值电路图见图4-2。4.1 短路的原因主要原因是电气设备载流部分绝缘所致。其他如操作人员带负荷拉闸或者检修后未拆除地线就送电等误操作；鸟兽在裸露的载流部分上跨越以及风雪等现象也能引起短路。4.2 短路的种类在三相供电系统中可能发生的短路类型有三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路等。第一种是对称短路，后两种是不对称短路。一切不对称短路在采用对称分量法后，都可以归纳为对称

27、短路的计算。4.3 短路的危害发生短路时，由于系统中总阻抗大大减小，因此短路电流可能达到很大的数值。强大的短路电流所产生的热和电动力效应会使电气设备受到破坏；短路点的电弧可能烧坏电气设备；短路点的电压显著降低，使供电受到严重影响或被迫中断；若在发电厂附近发生短路，还可能使全电力系统运行破裂，引起严重后果。不对称短路所造成的零序电流，会在邻近的通讯线路内产生感应电势，干扰通讯，亦可能危及人身和设备安全。4.4 短路电流计算的目的（1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需要进行必要的短路电流计算。（2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运

28、行和故障下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。（3）在设计户外高压配电装置时，需按短路条件效验软导线的相间和相对地的安全距离。（4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。（5）接地装置需根据短路电流进行设计。4.5 进行短路电流计算的基本假设供电系统短路的物理过程是很复杂的，影响因素也很多。为了简化分析和计算，采取一些合理的假设以满足工程的需要。通常采用以下假设：供电系统短路的物理过程是很复杂的，影响因素很多，为了简化分析计算，采取一些合理的假设以满足工程的需要，通常采用以下假设：（1） 忽略此路的饱和与磁滞现象，认为系统中各

29、元件参数一定。（2）略各元件的电阻。高压电网的各种电气元件，其电阻一般都比电抗小的多。一般当电阻大于电抗时才考虑。（3）忽略短路点的过渡电阻。过渡电阻是指相与相之间短接所经过的电阻，如被外来物体短接时，外来物体的电阻、接地短路的接地电阻、电弧短路的电弧电阻等。一般情况下，都以金属性短路对待，只在某些继电保护的计算中才考虑过渡电阻。（4）除不对称故障出现局部不对称外，实际的电力系统通常都可以当作相对称的。4.6 短路电流计算的标么值法对较复杂的高压供电系统，计算短路电流时采用标么制进行计算比较简便。标么制属于相对电位制的一种，在用标么制计算时，各电气元件的参数都用标么值表示。在短路计算中所遇到的

30、电气量有功率、电压、电流和电抗等四个量。某一电气量的标么值就是它的实际值（有名值）与一个预先选定的同单位的基准值的比值。下面我们就要标么值法进行短路电流的计算。4.7 短路电流计算本矿井主井绞车电动机，副井绞车电动机、压风机及东风井风机电动机总容量超过定值（800kW及以上），且距6kV母线距离很近，计算点（6.3kV）短路参数时考虑附加电源，计算点短路参数时考虑主绞车电动机的影响，其它短路点不考虑附加电源。4.7.1 计算各元件的电抗标么值选取基准容量：100MVA选取短路点所在母线的平均电压为基准电压，即：计算点，选取37kV，kA计算点及其其它短路点时，选取6.3kV，kA37kV母线最

31、大运行方式时系统阻抗0.6333，小运行方式时系统阻抗为0.7027。主变压器：电缆线路： 架空线路：4.7.2 短路电流计算点短路：（1）最大运行方式： kA MVAkAkA（2）最小运行方式： kAkA点短路：（1）最大运行方式： kA MVA（2）最小运行方式：kA kA点短路：（1）最大运行方式： kA MVA kA kA（2）最小运行方式： kA kA点短路：（1）最大运行方式：(下井电缆两并行运行) kA MVA kA kA（2）最小运行方式： kA以上只对短路点，进行了计算，其它的短路点计算结果，列表4-1给出，不再列出详细的计算过程。4-1 短路参数计算结果汇总表运行方式最大运

32、行方式最小备注短路参数kAMVAkAkAkA短路点2.461586.273.741.9235kV母线5.866417.298.914.866kV母线5.4259.1113.828.244.5330板井下变电所5.6862.0215.578.634.724板，主井5.656214.418.594.699板，副井绞车4.665111.887.083.9039板，西风井5.776314.728.774.795板，水处理5.7963.214.768.804.8027板，无轨电车1.6418.04.182.491.4223板，冶炼厂5.7262.414.588.694.756板，东风井4.9153.64

33、12.537.464.1019板,矸山5.6962.1714.518.654.7328板，压风机5.1956.713.237.894.3341板，冶炼厂5.6161.2514.318.534.6636板，锅炉房5.8764.0214.978.934.8729板，电抗器4.8 短路电流的限制及限流电抗器的选择在煤矿供电系统中，由于电力系统的容量大，故短路电流可能达到很大的数值。如不加以限制，不但设备选择困难，且也不很经济。故增大系统电抗，限制短路电流是必要的。加载电抗器的目的就是为了限制短路电流。由短路计算井下短路容量：MVA按规定6kV当断流容量在100MVA时，应折半使用，仅为50MVA，5

34、0MVA，因此需选择限流电抗器。4.8.1 电抗器的选择下面我们由井下负荷计算下井总负荷电流。井下负荷为： kW kvar 则下井总负荷电流： kA下井电缆为四根，如果其中一根发生故障，其余三根要负担全矿井下负荷电流，此时，每根电缆通过的电流为： kA为限制井下短路电流，按规程规定则系统总阻抗为：因下井电缆为四根，分裂运行，每两根并联，故应串入的电抗为： 式中为系统在最大运行方式电抗前的最大阻抗。母线电压为6kV，由以上计算的负荷电流，及一条电缆损坏时，其余三条供电的条件，可选用kV，A的水泥电抗器四台，每台电抗器计算如下： 由计算，我们可选用型号为NKL6-200-3的水泥电抗器，此电抗器百

35、分值为34.8.2 电抗器的电压损失校验正常工作时电抗器的电压损失不宜大于额定电压的5，按下式计算如下： 满足要求。4.8.3 短路电流的修正加入电抗器后，影响到下井电缆的短路电流，即影响短路点。电抗器：点短路：（1）最大运行方式：(下井电缆两并行运行) kA MVA kA kA（2）最小运行方式： kA短路容量MVA131.97A长时允许电流负荷要求。以上计算，从截流量考虑此母线已经满足要求，但还需进行热稳定校验。下面就进行短路热稳定校验。 mm28.3535kV进线隔离开关GW5-35G35kV35kV600A13250kA17.4kA14kA5s5.9kA231.38.356kV进线柜断

36、路器SN10-10II10kV6kV1000A770A500MVA63.2MVA80kA14.8kA31.5kA2s5.82s44.58.26kV进线柜隔离开关GN19-10c10kV6kV1000A770A80kA14.8kA31.5A4s5.82s638.2表5-1 高压断路器、隔离开关校验结果表5.1.6 所用变压器选择选用S9-50/35型变压器两台。技术参数如下：空载损耗 负载损耗 空载电流阻抗电压5.1.7 高压熔断器的选择保护35kV所用变压器选用RW1035/2型高压熔断器，额定电流为2A，最大三相断流容量为600MVA。需选用两台。保护电压互感器的熔断器选用RW10-35/0

37、.5型户外限流熔断器两台。此熔断器额定电流为0.5A，三相断流容量2000MVA。5.1.8 35kV避雷针选择矿用变电所避雷针一般选用FZ-35型，选用两组分放在35kV两段母线上，配用放电记录仪JS-4型两台。5.2 6kV电气设备的选择5.2.1 高压开关柜的选择根据本矿变电所主接线系统，地面6kV配电装置选KGN10型高压开关柜35面。大致分为下面几个类型：进线柜、电压互感器和避雷器柜、电容器柜、联络柜和其它出线柜、备用柜等。（1）进线柜因是总开关，负荷电流较大（），同时还要测三相电流，所以选用KGN1008作为进线柜。其额定电压为1000A。柜中断路器、隔离开关的选择校验结果见表5-

38、1。（2）电压互感器和避雷器柜选用KGN-10-52型综合柜，因流过它的电流较小，并且不需要测电流，所以，只需要一个隔离开关就行了。（4）变压器柜因为变压器容量为2501000kVA，同时考虑互换性，故应选用带油断路器的开关柜，同时还要了解变压器电能的消耗和满足继电保护的要求，需要两只电流互感器。所以选用KGN-10-03型高压开关柜。（4）电容器柜因电容器总容量为2700kvar（大于400kvar），用断路器控制。同时还要测三相电流，应装两个电流互感器，所以选用KGN-1003作为电容器柜。额定电流为630A。03柜中断路器、隔离开关的选择校验结果与进线柜一样，详见表5-1。（5）联络柜本

39、变电所容量比较大，采用油开关联络，并由KGN-10-22和KGN-10-57两个柜组成，其额定电流为1000A。柜中断路器、隔离开关的选择校验同进线柜，详见表5-1。（6）其它出线柜本设计为了避免开关柜型号过多，并且有一定的互换性，所以其他柜均选用KGN-10-07型高压开关柜。为了满足保护与测量的要求，都装有两个电流互感器。其额定电流为630A，断路器的两端均装有隔离开关，以保证在双电源回路中检修的安全。柜中断路器、隔离开关的选择校验结果与进行柜校验一样，详见表5-1。（7）高压开关柜选型汇总由负荷的性质，大小选用高压开关柜的型号如下表5-2所示。型号数量名称额定电流KGN-10-082进线

40、柜1000AKGN-10-22KGN-10-5716kV母线联络柜100A1KGN-10-522电压互感器避雷针柜630AKGN-10-035变压器柜630AKGN-10-0715其它出线柜630A表5-2 高压开关柜选择汇总表合计26个柜，取25的备用柜，共需要33个柜，备用7个柜。5.2.2 6kV母线选择（1）按正常持续电流选择，考虑最大持续电流，计算得：A拟选定铝母线LMY808，平放在400C最大允许截流量为1260A。由于环境温度最高为480C，则其长时允许电流为： A考虑到动稳定性，母线采用平放，其允许电流值应再较低8，故为： A770A长时允许电流负荷要求。（2）热稳定性校验下

41、面就进行短路热稳定校验。 mm273.4A 满足要求。热稳定性 mm270mm2校验符合条件。5.2.6 6kV架空线的选择6kV架空线一般选用铝绞线。导线截面按经济电流密度选，按长时允许电流进行校验，并校验其电压损失是否符合要求。这里我们选用LJ-16型导线作为6kV架空线。5.3 下井电缆的选择下井电缆为4根，由于受工作环境与条件的限制，必须用耐拉的电缆，本设计中选用粗钢丝铠装铅包钢芯电缆。5.3.1 下井电缆选择计算负荷电流为： A则 mm2选ZQD5-6-370型号电缆。5.3.2 允许电压损失校验允许电压损失为：V实际电压损失为：V因为，符合条件。5.3.3 热稳定性校验mm21.5

42、 符合要求（3）动作时限 s7.2.2 过流保护的整定计算（1）动作电流该站的总负荷约为12000KVA，则进线的最大长时负荷电流为一次动作电流 过流保护的接线方式是选用二相三继电器接线（可以提高远后备保护的灵敏度），接线系数=1, 选用电磁型电流继电器, 返回系数=0.85，CT变比为200/5，则二次动作电流： =419.3=10.5A由计算，选用DL-31电流继电器，电流整定范围为520A（2）灵敏度检验a.近后备灵敏度检验查表3-1 可知，35KV母线上的最小二相短路电流为1.92KA,则1.5 合格b.远后备灵敏度检验查表3-1 可知，6KV母线上的最小二相短路电流为4.86KA,

43、则 合格（3）动作时间 s7.2.3 35kV母联开关保护35kV母联开关设置速断保护。其与35kV进线的限时速断一样，故用电磁式电流继电器DL31，电流整定范围为12.550A。灵敏度校验也同35kV进线限时速断校验一样，校验合格。7.3 主变压器保护主变压器设置瓦斯保护、温度保护、差动保护、过流保护、过负荷保护等保护。瓦斯保护按常规保护，即重瓦斯0.8m/s时动作于调闸，轻瓦斯300cm2时动作于信号。温度保护550C时启动风冷，850C时动作于信号。7.3.1 主变差动保护矿区35kV变电所主变压器是两台S98000/35变压器，连接组为Y/11，采用DCD2型差动继电器保护。网络参数：35kV母线归算至平均电压为37kV的最大运行方式三相短路电流为2.46kA，最小运行方式下的两相短路电流为1.92kA；6kV母线归算至平均电压为6.3kV的最大运行方式三相短路电流为5.86kA。把6kV侧短路参数归算到35kV侧后，最大运行方式三相短路电流为0.9978kA，最小运行方式两相短路电流为kA。下面对差动保护进行整定计算。