課程設(shè)計(jì)--35-6kv變電所設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　《礦山電工學(xué)》</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目: 35/6kv變電所設(shè)計(jì) </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</

2、b></p><p>　　第 一 章 負(fù)荷計(jì)算與功率因數(shù)補(bǔ)償1</p><p><b>　　1.1 概述1</b></p><p>　　1.2 計(jì)算各組負(fù)荷與填表4</p><p>　　1.3 各低壓變壓器的選擇與損耗計(jì)算6</p><p>　　1.3.1 機(jī)修廠、工人村與支農(nóng)變壓器

3、6</p><p>　　1.3.2 地面低壓動(dòng)力變壓器6</p><p>　　1.3.3 洗煤廠變壓器6</p><p>　　1.3.4 各變壓器功率損耗計(jì)算6</p><p>　　1.4 計(jì)算6kV母線上補(bǔ)償前的總負(fù)荷并初選主變壓器7</p><p>　　1.5 功率因數(shù)補(bǔ)償與電容器柜選擇8</p&

4、gt;<p>　　1.5.1 選擇思路8</p><p>　　1.5.2 無(wú)補(bǔ)償時(shí)主變壓器的損耗計(jì)算8</p><p>　　1.5.3 35kV側(cè)補(bǔ)償前的負(fù)荷與功率因數(shù)9</p><p>　　1.5.4 計(jì)算選擇電容器柜與實(shí)際補(bǔ)償容量9</p><p>　　1.5.5 補(bǔ)償后6kV側(cè)的計(jì)算負(fù)荷與功率因數(shù)10</p

5、><p>　　1.5.6 補(bǔ)償后主變壓器最大損耗計(jì)算10</p><p>　　1.5.7 補(bǔ)償后35kV側(cè)的計(jì)算負(fù)荷與功率因數(shù)校驗(yàn)10</p><p>　　1.6 主變壓器校驗(yàn)及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案11</p><p>　　1.7 全礦電耗與噸煤電耗計(jì)算11</p><p>　　1.8 擬定繪制礦井地面供電系統(tǒng)一次接線圖

6、12</p><p>　　第 二 章 供電系統(tǒng)短路電流計(jì)算14</p><p><b>　　2.1 概述14</b></p><p>　　2.2 選取短路計(jì)算點(diǎn)并繪制等效計(jì)算圖15</p><p>　　2.3 計(jì)算各元件的標(biāo)么電抗16</p><p>　　2.3.1 電源的電抗16<

7、;/p><p>　　2.3.2 變壓器電抗16</p><p>　　2.3.3 線路電抗17</p><p>　　2.4 計(jì)算各短路點(diǎn)的短路參數(shù)17</p><p>　　2.4.1 K35點(diǎn)短路電流計(jì)算18</p><p>　　2.4.2 K66點(diǎn)短路電流計(jì)算18</p><p>　　2.

8、4.3 點(diǎn)短路電流計(jì)算（折算到6kV側(cè)）19</p><p>　　2.4.4 井下母線短路容量計(jì)算（K7點(diǎn)）20</p><p>　　2.5 設(shè)計(jì)計(jì)算選擇結(jié)果匯總23</p><p>　　第 三 章 35kV高壓電氣設(shè)備選擇24</p><p><b>　　3.1 概述24</b></p><

9、;p>　　3.2 高壓斷路器的選擇24</p><p>　　3.2.1 按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn)24</p><p>　　3.2.2 按短路條件校驗(yàn)25</p><p>　　3.3 隔離開(kāi)關(guān)的選擇25</p><p>　　3.4 電流互感器選擇26</p><p>　　3.5 電壓互感器的選擇27</

10、p><p>　　3.6 35kV避雷器的選擇28</p><p>　　3.7 6kV電氣設(shè)備選擇28</p><p>　　3.7.1 開(kāi)關(guān)柜方案編號(hào)選擇28</p><p>　　3.7.2 高壓開(kāi)關(guān)柜校驗(yàn)29</p><p>　　3.7.3 36kV母線選擇30</p><p>　　3.7

11、.4 6kV支柱絕緣子的選擇31</p><p>　　3.7.5 穿墻套管的選擇31</p><p>　　3.8 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)32</p><p>　　3.9 熱穩(wěn)定校驗(yàn)32</p><p>　　3.10 選擇結(jié)果匯總33</p><p>　　3.10.1 35kV電氣設(shè)備33</p><

12、p>　　3.10.2 6kV電氣設(shè)備33</p><p>　　第 四 章 電力線路選擇35</p><p><b>　　4.1 概述35</b></p><p>　　4.2 35kV電源架空線路選擇35</p><p>　　4.2.1 架空導(dǎo)線型號(hào)選擇35</p><p>　　4.

13、2.2 按經(jīng)濟(jì)電流密度初選導(dǎo)線截面36</p><p>　　4.2.3 按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流校驗(yàn)導(dǎo)線截面36</p><p>　　4.2.4 按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線截面37</p><p>　　4.3 主、副井提升機(jī)6kV電纜線路選擇37</p><p>　　4.3.1 6kV電纜型號(hào)選擇37</p><p>　　

14、4.3.2 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇主井、副井6kV電源電纜電截面37</p><p>　　4.3.3 按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流校驗(yàn)38</p><p>　　4.3.4 按允許電壓損失校驗(yàn)電纜截面38</p><p>　　4.3.5 按短路電流校驗(yàn)電纜的熱穩(wěn)定38</p><p>　　4.4 6kV下井電纜選擇39</p><

15、;p>　　4.4.1 6kV下井電攬型號(hào)選擇39</p><p>　　4.4.2 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇下井電纜截面40</p><p>　　4.4.3 按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流校驗(yàn)40</p><p>　　4.4.4 按允許電壓損失校驗(yàn)電纜截面40</p><p>　　4.4.5 按短路電流校驗(yàn)電纜的熱穩(wěn)定41</p>

16、<p>　　4.5 壓風(fēng)機(jī)等其他負(fù)荷組6kV電纜線路選擇41</p><p>　　4.6 扇風(fēng)機(jī)1等其他負(fù)荷組6kV架空線路選擇42</p><p>　　4.6.1 扇風(fēng)機(jī)1架空導(dǎo)線型號(hào)選擇42</p><p>　　4.6.2 按經(jīng)濟(jì)電流密度初選導(dǎo)線截面42</p><p>　　4.6.3 按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流校驗(yàn)導(dǎo)線截面4

17、2</p><p>　　4.6.4 按允許電壓損失校驗(yàn)導(dǎo)線截面43</p><p>　　4.6.5 按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線截面43</p><p>　　4.7 選擇計(jì)算結(jié)果匯總43</p><p>　　課程設(shè)計(jì)的收獲和建議48</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)48</b></p&g

18、t;<p>　　負(fù)荷計(jì)算與功率因數(shù)補(bǔ)償</p><p><b>　　概述</b></p><p>　　工礦企業(yè)負(fù)荷計(jì)算，首先需收集必要的負(fù)荷資料，按表1-1的格式做成負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算表，計(jì)算或查表求出各負(fù)荷的需用系數(shù)和功率因數(shù)，然后由低壓到高壓逐級(jí)計(jì)算各組負(fù)荷，在進(jìn)行負(fù)荷歸總時(shí)，應(yīng)計(jì)入各低壓變壓器的損耗，考慮組間同時(shí)系數(shù)后，就可求得礦井６kV母線上的總計(jì)算負(fù)

19、荷，作為初選主變壓器臺(tái)數(shù)容量的主要依據(jù)．</p><p>　　功率因數(shù)的補(bǔ)償計(jì)算與主變壓器的容量、負(fù)荷率及運(yùn)行方式密不可分，題意是要求將35kV母線的功率因數(shù)提高到0.9以上，故應(yīng)將主變壓器的功率損耗也計(jì)入總的負(fù)荷中，在計(jì)算過(guò)程中將會(huì)存在估算與最后驗(yàn)算的反復(fù)。</p><p>　　擬定供電系統(tǒng)，主要是綜合考慮礦井負(fù)荷性質(zhì)，主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量及電源線的情況來(lái)決定礦井地面35／6kV變電所的

20、主接線方式。并繪制供電系統(tǒng)一次接線圖。</p><p>　　本章可按以下八步去計(jì)算。</p><p>　?。ㄒ唬┯?jì)算各組負(fù)荷并填入表1-1中11～14各欄。</p><p>　?。ǘ┻x擇各低壓變壓器并計(jì)算其損耗。</p><p>　　（三）計(jì)算6kV母線上補(bǔ)償前的總負(fù)荷并初選主變壓器。</p><p>　　（四）功率

21、因數(shù)補(bǔ)償計(jì)算與電容器柜選擇。</p><p>　?。ㄎ澹┲髯儔浩餍ｒ?yàn)及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。</p><p>　?。┤V電耗與噸煤電耗計(jì)算。</p><p>　?。ㄆ撸M定并繪制礦井地面供電系統(tǒng)一次接線圖。</p><p>　?。ò耍┰O(shè)計(jì)計(jì)算選擇結(jié)果匯總。</p><p>　　某年產(chǎn)90萬(wàn)噸原煤的煤礦，其供電設(shè)計(jì)所需的基本原始

22、數(shù)據(jù)如下：礦年產(chǎn)量：90萬(wàn)噸；服務(wù)年限：75年；礦井沼氣等級(jí)：煤與沼氣突出礦井；立井深度：0.36 km ；凍土厚度： 0.35 m ； 礦井地面土質(zhì)：一般黑土；兩回35kV架空電源線路長(zhǎng)度： 兩回35kV電源上級(jí)出線斷路器過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間：本所35kV電源母線上最大運(yùn)行方式下的系統(tǒng)電抗：本所35kV電源母線上最小運(yùn)行方式下的系統(tǒng)電抗井下6kV母線上允許短路容量：電費(fèi)收取辦法：兩部電價(jià)制，固定部分按最高負(fù)荷收費(fèi)；本所35kV母線上補(bǔ)償后

23、平均功率因數(shù)要求值：</p><p>　　地區(qū)日最高氣溫： </p><p>　　最熱月室外最高氣溫月平均值： </p><p>　　最熱月室內(nèi)最高氣溫月平均值：</p><p>　　最熱月土壤最高氣溫月平均值：</p><p>　　全礦負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分組及有關(guān)需用系數(shù)、功率因數(shù)等如表1-1所示。<

24、;/p><p>　　表1-1 全礦負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分組表</p><p>　　注1：線路類型：C——電纜線路；k——架空線路。</p><p>　　注2：電機(jī)型式：Y——繞線異步；X——鼠籠異步；D——直流；T——同步。</p><p>　　試對(duì)該礦地面35／6kV變電所初步設(shè)計(jì)中的負(fù)荷計(jì)算、主變壓器選擇、功率因數(shù)補(bǔ)償及供電系統(tǒng)擬定等各內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算

25、。</p><p><b>　　計(jì)算各組負(fù)荷與填表</b></p><p>　　利用表1-1中8～11各列的數(shù)據(jù)和公式,分別算出各設(shè)備或設(shè)備組的Pca、Qca、及Sca,并填入表1-1中12～14列。</p><p>　　例如，對(duì)于主井提升機(jī)有</p><p>　　又如，對(duì)于扇風(fēng)機(jī)1，由同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，表1-2中其cos

26、φ標(biāo)出負(fù)值，其原因是：同步電動(dòng)機(jī)當(dāng)負(fù)荷率＞0.9，且在過(guò)勵(lì)磁的條件下，其功率因數(shù)超前，向電網(wǎng)發(fā)送無(wú)功功率，故為負(fù)值。此時(shí)同步電動(dòng)機(jī)的無(wú)功補(bǔ)償率約為40～60%，近似計(jì)算取50%，故其補(bǔ)償能力可按下式計(jì)算：</p><p>　　同理可得其余各組數(shù)據(jù)見(jiàn)表2－。</p><p>　　在表1-1的合計(jì)欄中，合計(jì)有功負(fù)荷9591 kW和無(wú)功負(fù)荷5357 kvar是表中12列、13列的代數(shù)和，而視在負(fù)

27、荷10986 kVA，則是據(jù)上述兩個(gè)數(shù)值按公式計(jì)算得出，視在容量的代數(shù)和無(wú)意義。</p><p>　　表1-2 全礦負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分組表</p><p>　　注1：線路類型：C——電纜線路；k——架空線路。</p><p>　　注2：電機(jī)型式：Y——繞線異步；X——鼠籠異步；D——直流；T——同步</p><p>　　各低壓變壓器的選擇與損耗計(jì)算

28、</p><p>　　因采用高壓6kV集中補(bǔ)償功率因數(shù)，故對(duì)各低壓變壓器均無(wú)補(bǔ)償作用，選擇時(shí)據(jù)表1-2中的計(jì)算視在容量按公式的原則進(jìn)行。</p><p>　　機(jī)修廠、工人村與支農(nóng)變壓器</p><p>　　查附表1分別選用S9-800，6／0.4kV、S9-500，6／0.4kV、S9-400，6／0.4kV型三相油浸自冷式銅線電力變壓器各一臺(tái)。</p>

29、<p><b>　　地面低壓動(dòng)力變壓器</b></p><p>　　選用兩臺(tái)S9-800，6／0.4kV型銅線電力變壓器。</p><p><b>　　洗煤廠變壓器</b></p><p>　　選用兩臺(tái)S9-800，6／0.4kV型銅線電力變壓器。</p><p>　　各變壓器功率損耗

30、計(jì)算</p><p>　　單臺(tái)變壓器的功率損耗按公式計(jì)算；兩臺(tái)變壓器一般為分列運(yùn)行，其功率損耗應(yīng)為按0.5β運(yùn)行的單臺(tái)變壓器損耗的兩倍；對(duì)于井下低壓負(fù)荷，因表2－9中未作分組，故不選變壓器，其損耗按近似公式計(jì)算。</p><p>　　例如，對(duì)于500kVA工人村變壓器，據(jù)附表1中的有關(guān)參數(shù)，可算得</p><p>　　又如，對(duì)于地面低壓兩臺(tái)800 kVA變壓器，同樣

31、可算得</p><p>　　井下低壓負(fù)荷的變壓器損耗,按近似公式計(jì)算，即</p><p>　　同理可得其它各低壓變壓器的損耗如表2－10所示。</p><p>　　表1-3 各低壓變壓器功率損耗計(jì)算結(jié)果</p><p>　　計(jì)算6kV母線上補(bǔ)償前的總負(fù)荷并初選主變壓器</p><p>　　各組低壓負(fù)荷加上各低壓變壓器

32、的功率損耗后即為其高壓側(cè)的負(fù)荷，因ΣPca=9591 kW，故查表1-3得Ksi=0.85，忽略礦內(nèi)高壓線路的功率損耗，變電所6kV母線補(bǔ)償前的總負(fù)荷為</p><p><b>　　補(bǔ)償前功率因數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)礦井一、二級(jí)負(fù)荷占的比重大與Sca.6=9501kVA，可初選兩臺(tái)主變壓器，其型號(hào)容量按附表2選為SF7-10000，35／6.3kV，由于

33、固定電費(fèi)按最高負(fù)荷收費(fèi)，故可采用兩臺(tái)同時(shí)分列運(yùn)行的方式，當(dāng)一臺(tái)因故停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)亦能保證全礦一、二級(jí)負(fù)荷的供電，并留有一定的發(fā)展余地。</p><p>　　功率因數(shù)補(bǔ)償與電容器柜選擇</p><p><b>　　選擇思路</b></p><p>　　題意要求35kV側(cè)的平均功率因數(shù)為0.9以上，但補(bǔ)償電容器是裝設(shè)聯(lián)接在6kV母線上，而6kV母線

34、上的總計(jì)算負(fù)荷并不包括主變壓器的功率損耗，這里需要解決的問(wèn)題是，6kV母線上的功率因數(shù)應(yīng)補(bǔ)償?shù)胶沃挡拍苁?5kV側(cè)的平均功率因數(shù)為0.9級(jí)以上?</p><p>　　分析解決此問(wèn)題的思路如下：先計(jì)算無(wú)補(bǔ)償時(shí)主變壓器的最大功率損耗，由于無(wú)功損耗與負(fù)荷率的平方成正比，故出現(xiàn)變壓器最大功率損耗的運(yùn)行方式應(yīng)為一臺(tái)使用，一臺(tái)因故停運(yùn)的情況，據(jù)此計(jì)算35kV側(cè)的補(bǔ)償前負(fù)荷及功率因數(shù)，并按公式（2－52）求出當(dāng)功率因數(shù)提至0.

35、9時(shí)所需要的補(bǔ)償容量，該數(shù)值就可以作為6kV母線上應(yīng)補(bǔ)償?shù)娜萘?；考慮到礦井35kV變電所的6kV側(cè)均為單母線分兩段接線，故所選電容器柜應(yīng)為偶數(shù)，據(jù)此再算出實(shí)際補(bǔ)償容量，最后重算變壓器的損耗并校驗(yàn)35kV側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)。</p><p>　　無(wú)補(bǔ)償時(shí)主變壓器的損耗計(jì)算</p><p>　　按一臺(tái)運(yùn)行、一臺(tái)因故停運(yùn)計(jì)算，則負(fù)荷率為</p><p>　　以上△P0、△

36、PK、I0％、UK％等參數(shù)由附表2查得。</p><p>　　35kV側(cè)補(bǔ)償前的負(fù)荷與功率因數(shù)</p><p>　　計(jì)算選擇電容器柜與實(shí)際補(bǔ)償容量</p><p>　　設(shè)補(bǔ)償后功率因數(shù)提高到，則，取平均負(fù)荷系數(shù)，據(jù)公式可得</p><p>　　按表2－7選用GR-1C-08型，電壓為6kV每柜容量qc=270 kvar的電容器柜，則柜數(shù)&l

37、t;/p><p><b>　　取偶數(shù)得Nf=6</b></p><p><b>　　實(shí)際補(bǔ)償容量：</b></p><p>　　折算到計(jì)算補(bǔ)償容量為</p><p>　　補(bǔ)償后6kV側(cè)的計(jì)算負(fù)荷與功率因數(shù)</p><p>　　因補(bǔ)償前后有功計(jì)算負(fù)荷不變，故有</p>

38、<p>　　補(bǔ)償后主變壓器最大損耗計(jì)算</p><p>　　補(bǔ)償后一臺(tái)運(yùn)行的負(fù)荷率略有減小</p><p>　　補(bǔ)償后35kV側(cè)的計(jì)算負(fù)荷與功率因數(shù)校驗(yàn)</p><p><b>　　合乎要求。</b></p><p>　　主變壓器校驗(yàn)及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案</p><p>　　由表1-3負(fù)荷統(tǒng)

39、計(jì)計(jì)算表可知、全礦三級(jí)負(fù)荷約占總負(fù)荷的15%，故可取負(fù)荷保證系數(shù)Kgu=0.85。 </p><p><b>　　則有 合乎要求。</b></p><p>　　按此參數(shù)亦可選容量為8000 kVA的主變壓器，但設(shè)計(jì)上為了留有余地并考慮發(fā)展，選10000 kVA為宜。 </p&g

40、t;<p>　　兩臺(tái)主變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷可由公式求出，即</p><p>　　對(duì)于工礦企業(yè)變電所，可取Kq=0.06，上式ΔQ0、ΔQk由公式求得，臨界負(fù)荷為</p><p>　　得經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案為：當(dāng)實(shí)際負(fù)荷S s＜6128 kVA時(shí)，宜于一臺(tái)運(yùn)行，當(dāng)時(shí)，宜于兩臺(tái)同時(shí)分列運(yùn)行。</p><p>　　全礦電耗與噸煤電耗計(jì)算</p>&

41、lt;p>　　按表1-4，一般大型礦井取上限。中小礦井取下限，取年最大負(fù)荷利用小時(shí)小時(shí)，故全礦年電耗</p><p><b>　　噸煤電耗為</b></p><p>　　擬定繪制礦井地面供電系統(tǒng)一次接線圖</p><p>　　擬定礦井地面供電系統(tǒng)圖，應(yīng)從35kV電源線開(kāi)始，依次確定電源進(jìn)線回路、35kV和6kV主接線，再考慮各6kV負(fù)荷的

42、分配與聯(lián)接來(lái)構(gòu)思。至于下井電纜的回路數(shù)，主要由負(fù)荷電流和井下開(kāi)關(guān)最大額定電流，并兼顧是否設(shè)置限流電抗器來(lái)統(tǒng)籌考慮。最后繪制地面供電系統(tǒng)一次接線圖。</p><p>　　1．電源進(jìn)線與主接線</p><p>　　按已知原始數(shù)據(jù)，上級(jí)變電所提供兩回35kV架空電源線路，故電源進(jìn)線回路為2。對(duì)于煤礦企業(yè)，因一、二級(jí)負(fù)荷占總量的2／3以上，故35kV側(cè)宜用全橋接線，6kV則可采用單母線分兩段的接線

43、方式。</p><p><b>　　2．負(fù)荷分配</b></p><p>　　考慮一、二級(jí)負(fù)荷必須由聯(lián)于不同母線段的雙回路供電，而主、副井提升機(jī)因相距較近（～80m），可采用環(huán)形供電；將下井電纜與地面低壓等分配于兩段母線上，力圖在正常生產(chǎn)時(shí)兩段6kV母線上的負(fù)荷接近相等。具體分配方案見(jiàn)圖2。</p><p>　　3．下井電纜回?cái)?shù)確定</p

44、><p>　　由表2－9中11、12行，考慮0.96的同時(shí)系數(shù)得井下總負(fù)荷為</p><p>　　井下最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流（計(jì)算電流）</p><p>　　根據(jù)井下開(kāi)關(guān)的額定電流最大為400A，而《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：下井電纜至少兩回，當(dāng)一回因故停止供電時(shí)，其它電纜應(yīng)能滿足井下全部負(fù)荷的供電。所以，本例至少應(yīng)選用3回，考慮到負(fù)荷分配和運(yùn)行的靈活性，最后確定4回下井電纜，兩兩

45、并聯(lián)后分列運(yùn)行。</p><p>　　至于下井電纜上是否串接限流電抗器，應(yīng)在短路計(jì)算完成后，根據(jù)井下6kV母線上的短路容量是否超出原始資料中不大于100MVA的要求來(lái)決定。經(jīng)粗略估算，本例可以不設(shè)置限流電抗器。</p><p><b>　　4．繪制供電系統(tǒng)圖</b></p><p>　　據(jù)以上的計(jì)算分析比較，可繪得該礦井地面變電所供電系統(tǒng)一次接

46、線如圖2</p><p>　　供電系統(tǒng)短路電流計(jì)算</p><p><b>　　概述</b></p><p>　　本章要求對(duì)圖2所示的供電系統(tǒng)進(jìn)行短路計(jì)算，故根據(jù)短路計(jì)算的目的，首先要在圖1上選定合理的短路計(jì)算點(diǎn)，并根據(jù)此繪制等效短路計(jì)算圖。對(duì)于工礦企業(yè)35/6～10kV供電系統(tǒng)，一般為無(wú)限大電源容量系統(tǒng)，正常運(yùn)行方式常為全分列方式或一路使用、

47、一路備用方式，電路相對(duì)簡(jiǎn)單，故可在等效短路計(jì)算圖中直接進(jìn)行阻抗的串、并聯(lián)運(yùn)算，以求得各短路點(diǎn)的等效總阻抗，進(jìn)而求得各短路參數(shù)。本題可按以下四步求解。</p><p>　　一、選取短路計(jì)算點(diǎn)并繪制等效計(jì)算圖</p><p>　　二、選擇計(jì)算各基準(zhǔn)值</p><p>　　三、計(jì)算各元件的標(biāo)么電抗</p><p>　　四、計(jì)算各短路點(diǎn)的總標(biāo)么電抗與

48、短路參數(shù)</p><p>　　按前面給定的條件，對(duì)圖2所示的供電系統(tǒng)進(jìn)行短路電流計(jì)算。要求計(jì)算出有關(guān)短路點(diǎn)最大運(yùn)行方式下的三相短路電流、短路電流沖擊值以及最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流。</p><p>　　根據(jù)第一章的計(jì)算可列出短路電流計(jì)算所需的原始資料如下：該礦地面變電所35kV采用全橋接線，6kV采用單母分段接線；主變壓器型號(hào)為SF7－10000，35/6.3型，Uk%=7.5；地面低

49、壓變壓器型號(hào)為S9－800，6／0.4型，U k%= 4.5；35kV電源進(jìn)線為雙回路架空線路，線路長(zhǎng)度為6.5km；系統(tǒng)電抗在最大運(yùn)行方式: X*s.min =0.12，在最小運(yùn)行方式: X*s.max =0.22。</p><p>　　6kV母線上的線路類型及線路長(zhǎng)度如表3－7所示。</p><p>　　表2－7 地面變電所6kV母線上的線路類型及線路長(zhǎng)度</p>&l

50、t;p>　　注：C—電纜線路 K—架空線路</p><p>　　選取短路計(jì)算點(diǎn)并繪制等效計(jì)算圖</p><p>　　一般選取各線路始、末端作為短路計(jì)算點(diǎn)，線路始端的最大三相短路電流常用來(lái)校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)、熱穩(wěn)定性，并作為上一級(jí)繼電保護(hù)的整定參數(shù)之一，線路末端的最小兩相短路電流常用來(lái)校驗(yàn)相關(guān)繼電保護(hù)的靈敏度。故本題在圖2中可選35kV母線，6kV母線和各6k

51、V出現(xiàn)末端為短路計(jì)算點(diǎn)。</p><p>　　由于本題35/6kV變電所正常運(yùn)行方式為全分列方式，故任意點(diǎn)的短路電流由系統(tǒng)電源通過(guò)本回路提供，且各短路點(diǎn)的最大、最小短路電流僅與系統(tǒng)的運(yùn)行方式有關(guān)，故可畫得如圖1所示的等效短路計(jì)算圖。</p><p>　　圖1 等效短路計(jì)算圖</p><p><b>　　選擇計(jì)算各基準(zhǔn)值</b></p&g

52、t;<p>　　選基準(zhǔn)容量Sd＝100MVA，基準(zhǔn)電壓Ud1＝37kV，Ud2＝6.3kV，Ud3＝0.4kV 則可求得各級(jí)基準(zhǔn)電流為</p><p>　　計(jì)算各元件的標(biāo)么電抗</p><p><b>　　電源的電抗</b></p><p><b>　　變壓器電抗</b></p><p&g

53、t;　　主變壓器電抗 </p><p>　　地面低壓變壓器電抗 </p><p><b>　　線路電抗</b></p><p>　　35kV架空線電抗 </p><p>　　下井電纜電抗 </p><p>　　扇風(fēng)機(jī)1饋電線路電抗

54、</p><p>　　扇風(fēng)機(jī)2饋電線路電抗 </p><p>　　主井提升饋電線路電抗 </p><p>　　副井提升饋電線路電抗 </p><p>　　壓風(fēng)機(jī)饋電線路電抗 </p><p>　　地面低壓饋電線路電抗 </p>

55、<p>　　洗煤廠饋電線路電抗 </p><p>　　工人村饋電線路電抗 </p><p>　　機(jī)修廠饋電線路電抗 </p><p>　　支農(nóng)饋電線路電抗 </p><p>　　計(jì)算各短路點(diǎn)的短路參數(shù)</p><p>　　K

56、35點(diǎn)短路電流計(jì)算</p><p>　　1．最大運(yùn)行方式下的三相短路電流</p><p>　　2．最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流</p><p>　　K66點(diǎn)短路電流計(jì)算</p><p>　　1．最大運(yùn)行方式下的三相短路電流</p><p>　　2．最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流</p><p>　

57、　點(diǎn)短路電流計(jì)算（折算到6kV側(cè)）</p><p>　　1．最大運(yùn)行方式下的三相短路電流</p><p>　　6kV側(cè)的短路電流參數(shù)</p><p>　　2．最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流</p><p>　　6kV側(cè)的最小兩相短路電流為</p><p>　　井下母線短路容量計(jì)算（K7點(diǎn)）</p><

58、p>　　井下6kV母線距井上35kV變電所的最小距離是：副井距35kV變電站距離+井深+距井下中央變電所的距離，即（km），其電抗標(biāo)么值為</p><p>　　最大運(yùn)行方式下井下母線短路的標(biāo)么電抗為</p><p>　　井下母線最大短路容量為</p><p>　　該值小于井下6kV母線上允許短路容量100MVA，故不需要在地面加裝限流電抗器。</p>

59、;<p>　　其它短路點(diǎn)的計(jì)算與以上各點(diǎn)類似。各短路點(diǎn)的短路電流計(jì)算結(jié)果如表3－8所示。</p><p>　　表2－8 短路計(jì)算結(jié)果參數(shù)表</p><p>　　圖2 某礦35kV地面變電所供電系統(tǒng)一次接線圖</p><p>　　設(shè)計(jì)計(jì)算選擇結(jié)果匯總</p><p>　　1．補(bǔ)償后6kV側(cè)負(fù)荷與功率因數(shù)</p>&

60、lt;p>　　2．補(bǔ)償后35kV側(cè)負(fù)荷與功率因數(shù)</p><p><b>　??； ； ；</b></p><p>　　3．主變壓器選擇：SF7-10000，35／6.3kV型，兩臺(tái)。</p><p>　　4．電容器柜與放電柜</p><p>　　GR-1C-08型，6kV，270 kvar，六臺(tái)；GR-1C-03型

61、，6kV放電柜，兩臺(tái)。</p><p>　　5．兩主變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行臨界負(fù)荷：</p><p><b>　　6．全礦年電耗：</b></p><p><b>　　7．噸煤電耗：</b></p><p>　　總結(jié)1）在將低壓負(fù)荷功率歸算到高壓側(cè)時(shí)不可引入電壓折算，但應(yīng)加上變壓器損耗。</p>

62、<p>　　2）由本例功率因數(shù)補(bǔ)償計(jì)算可以看出，補(bǔ)償前后主變壓器的功率損耗計(jì)算值相對(duì)變電所總負(fù)荷而言差距不大，因此在工程實(shí)際中可以直接按補(bǔ)償前的損耗值計(jì)算。</p><p>　　3）因?yàn)殡娏﹄娙萜髟?kV母線上是相對(duì)長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定投運(yùn)的，起的是平均無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔茫窗l(fā)出的是平均無(wú)功功率，而不是計(jì)算無(wú)功功率，所以在用35kV側(cè)計(jì)算有功功率Pca.35由公式來(lái)計(jì)算所需的電容器柜容量Qc時(shí)，應(yīng)將Pca.35乘以

63、平均負(fù)荷系數(shù)Klo ，換算成平均功率；而求得實(shí)際的補(bǔ)償容量Qc.f后，欲求其計(jì)算補(bǔ)償容量Qc.ca，則應(yīng)將Qc.f再除以Klo ，否則將得出錯(cuò)誤的結(jié)果。</p><p>　　4）在有功平均負(fù)荷系數(shù)與無(wú)功平均負(fù)荷系數(shù)近似相等的條件下，平均功率因數(shù)就近似等于計(jì)算功率因數(shù)。</p><p>　　35kV高壓電氣設(shè)備選擇</p><p><b>　　概述</

64、b></p><p>　　電氣設(shè)備的選型，除了掌握電氣設(shè)備選擇理論外，還必須了解電氣設(shè)備制造情況，才能選擇出合理型號(hào)。對(duì)具體設(shè)備選擇時(shí)，需要弄清其兩種運(yùn)行方式（正常和短路運(yùn)行）下通過(guò)它的最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流和最大短路電流。熱穩(wěn)定校驗(yàn)是否合理，在很大程度上取決于繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間確定的合理性。</p><p>　　本章可按前述各設(shè)備的選擇原則，依次選擇變電所35kV與6kV電氣設(shè)備。<

65、/p><p>　　按第一章和第二章給定的條件，對(duì)圖2所示的供電系統(tǒng)進(jìn)行主要高壓電氣設(shè)備選擇計(jì)算。</p><p><b>　　高壓斷路器的選擇</b></p><p>　　35kV接線形式為全橋式，而運(yùn)行方式采用全分列方式，所以35kV進(jìn)線和變壓器回路的斷路器應(yīng)選相同型式的斷路器。當(dāng)一側(cè)的變壓器和另一側(cè)的進(jìn)線檢修時(shí)，橋斷路器必須把完好的進(jìn)線和變壓器

66、聯(lián)絡(luò)起來(lái)，所以35kV的所有斷路器應(yīng)選相同的型號(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</p><p>　　按照工作室外、工作電壓為35kV和最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流為173A，可選擇ZW7-40.5型戶外真空斷路器，其額定電壓為35kV，額定電流為1250A。其技術(shù)參數(shù)如表4—3所示。</p><p>　　對(duì)ZW7-40.5型戶外真空斷路器按當(dāng)環(huán)境條件和短路情況進(jìn)行校驗(yàn)。</

67、p><p><b>　　按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn)</b></p><p>　　ZW7－40.5型戶外真空斷路器，額定工作環(huán)境最高空氣溫度為 +40℃，實(shí)際工作環(huán)境溫度為44℃，因此額定電流必須按當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度進(jìn)行修正。按當(dāng)高于+40℃時(shí)，其允許電流一般可按每增高1℃，額定電流減少1.8%進(jìn)行修正。在44℃下允許通過(guò)的最大電流為</p><p><b&

68、gt;　　符合要求。</b></p><p><b>　　按短路條件校驗(yàn)</b></p><p>　?。?）額定開(kāi)斷電流校驗(yàn)。斷路器的額定開(kāi)斷電流是INbr=25kA，而K1點(diǎn)的短路電流為IK1=5.03kA，因此額定開(kāi)斷電流符合要求。</p><p>　?。?）額定關(guān)合電流校驗(yàn)。斷路器的額定關(guān)合電流是iNcl=63kA，而K1點(diǎn)的

69、短路的沖擊電流為ish=12.83kA，因此額定關(guān)合電流符合要求。</p><p>　?。?）熱穩(wěn)定校驗(yàn)。因兩回35kV電源上級(jí)出線斷路器過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為2.5s，斷路器的開(kāi)斷時(shí)間為0.1s，則短路電流通過(guò)斷路器的最長(zhǎng)時(shí)間為tk =tbr＋tpr＝0.1+2.5＝2.6s，即假想時(shí)間 ti＝2.6s 。</p><p>　　對(duì)于無(wú)限大容量系統(tǒng)有： </p><p>

70、;　　相當(dāng)于4s的熱穩(wěn)定電流： 符合要求。</p><p>　?。?）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。由于 則 符合要求。</p><p><b>　　隔離開(kāi)關(guān)的選擇</b></p><p>　　布置室外的35kV隔離開(kāi)關(guān)一般選用GW5型?；?5kV斷路器選擇相同型號(hào)的原因，35kV所有的隔離開(kāi)關(guān)也應(yīng)選擇相同的型號(hào)。為了便于檢修時(shí)接地，進(jìn)線35kV隔離

71、開(kāi)關(guān)與電壓互感器回路的隔離開(kāi)關(guān)要選用帶接地刀閘的，型號(hào)為GW5-35GD/630型。其余回路均選GW5-35/630型隔離開(kāi)關(guān)。</p><p>　　在額定環(huán)境溫度40℃）下的額定電流為630A，實(shí)際環(huán)境溫度（44℃）下允許通過(guò)的電流IN(為</p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)只需要按正常工作條件選擇，按短路情況校驗(yàn)動(dòng)熱穩(wěn)定性。以進(jìn)線隔離開(kāi)關(guān)為例選擇校驗(yàn)。表4－7列出了進(jìn)線隔離開(kāi)關(guān)的有關(guān)參數(shù)。&

72、lt;/p><p>　　假想時(shí)間的確定：當(dāng)短路發(fā)生在隔離開(kāi)關(guān)后，并在斷路器前時(shí)，事故切除靠上一級(jí)變電所的過(guò)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2.5s大一個(gè)時(shí)限級(jí)差，故tpr＝2.5+0.5＝3s。</p><p>　　表3－7 隔離開(kāi)關(guān)的選擇結(jié)果</p><p>　　則短路電流經(jīng)過(guò)隔離開(kāi)關(guān)的總時(shí)間</p><p>　　由表

73、4－7可知，所選GW5-35型隔離開(kāi)關(guān)符合要求。 </p><p><b>　　電流互感器選擇</b></p><p>　　選用供ZW7－40.5型戶外真空斷路器用LZZBJ4-35型電流互感器，其額定電壓為35kV，額定電流為300A。本型電流互感器為環(huán)氧樹(shù)脂澆注全封閉結(jié)構(gòu)，具有高動(dòng)熱穩(wěn)定，高精度，多級(jí)次，并可制作復(fù)變比等特點(diǎn)，主要作計(jì)量、測(cè)量和繼電保護(hù)用。其

74、技術(shù)參數(shù)如下表4－8所示。</p><p>　　表3－8 LZZBJ4—35型電流互感器參數(shù)</p><p>　　實(shí)際環(huán)境溫度(44℃)下允許通過(guò)的電流IN(為</p><p><b>　　符合要求。</b></p><p><b>　　1．動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)</b></p><p&

75、gt;　　由表3－8、表3－7有， 符合要求。</p><p><b>　　2．熱穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　由表3－8、表3－7有， 符合要求。</p><p><b>　　電壓互感器的選擇</b></p><p>　　35kV電壓互感器，為油浸絕緣型，均為單相，有雙圈與

76、三圈之分。如對(duì)35kV不進(jìn)行絕緣檢測(cè)時(shí)，可選兩臺(tái)雙圈互感器，接成V型，供儀表用電壓，否則選用三臺(tái)三圈互感器，接成Y/Y/△型。互感器短路保護(hù)采用限流高壓熔斷器。</p><p>　　由于煤礦35kV變電所不對(duì)35kV進(jìn)行絕緣檢測(cè)（由上級(jí)變電所檢測(cè)）。則選兩臺(tái)JDJ－35型單相雙圈油浸式戶外電壓互感器。其主要技術(shù)數(shù)據(jù)為：</p><p>　　原邊電壓 35kV ；工頻試驗(yàn)電壓 95kV ；副

77、邊電壓 0.1kV ；極限容量 1000VA 。</p><p>　　配用兩臺(tái)RW10－35/0.5 型限流熔斷器。</p><p>　　35kV避雷器的選擇</p><p>　　避雷器是防護(hù)雷電入侵對(duì)電氣設(shè)備產(chǎn)生危害的保護(hù)裝置。在架空線上發(fā)生感因雷擊后，避雷器首先被擊穿并對(duì)地放電，從而使其它電氣設(shè)備受到保護(hù)。當(dāng)過(guò)電壓消失后，避雷器又能自動(dòng)恢復(fù)到起初狀態(tài)。</

78、p><p>　　本例中選用HY5WZ-42/134型閥型避雷器,其主要技術(shù)數(shù)據(jù)為：</p><p>　　額定電壓 42kV ；系統(tǒng)電壓 35kV ；工頻放電電壓 ≮80kV ； 傘裙數(shù) 18 ；</p><p>　　最大雷擊殘壓 134kV 。</p><p><b>　　6kV電氣設(shè)備選擇</b></p>&

79、lt;p>　　6kV采用室內(nèi)成套配電裝置，選用開(kāi)關(guān)柜的型號(hào)為KYN28A-12（Z），即鎧裝移開(kāi)式交流封閉金屬開(kāi)關(guān)設(shè)備。開(kāi)關(guān)柜的一次接線方案與供電系統(tǒng)圖上的要求相適應(yīng)。開(kāi)關(guān)柜中的電流互感器配置數(shù)量應(yīng)根據(jù)繼電器保護(hù)與測(cè)量等要求進(jìn)行選擇。對(duì)雙回路及環(huán)形供電的開(kāi)關(guān)柜需選用兩組隔離開(kāi)關(guān)以利檢修。電纜回路的開(kāi)關(guān)柜都需裝設(shè)零序電流互感器，作為向選擇性漏電保護(hù)提供零序電流的元件。在每段母線上還需裝設(shè)電壓互感器與避雷器柜，供6kV絕緣檢測(cè)、儀表繼

80、電保護(hù)之用。 </p><p><b>　　開(kāi)關(guān)柜方案編號(hào)選擇</b></p><p>　　1．6kV進(jìn)線柜方案編號(hào)</p><p>　　選用架空進(jìn)線柜019和母聯(lián)柜052以及架空進(jìn)線柜021和母聯(lián)柜053配合使用，分別組成進(jìn)線柜。</p><p>　　2. 母聯(lián)柜方案編號(hào)</p><p>　　選

81、用母聯(lián)柜009和母聯(lián)柜052配合使用組成分段聯(lián)絡(luò)柜。</p><p><b>　　3．出線柜方案編號(hào)</b></p><p>　　電纜出線方案編號(hào)選001號(hào)；</p><p>　　架空出線方案編號(hào)選023號(hào)。</p><p>　　4．電壓互感器與避雷器柜</p><p>　　選用電壓互感器與避雷器

82、柜方案編號(hào)為043。</p><p><b>　　高壓開(kāi)關(guān)柜校驗(yàn)</b></p><p>　　高壓開(kāi)關(guān)柜只需對(duì)其斷路器進(jìn)行校驗(yàn)即可。</p><p>　　1. 進(jìn)線柜和母聯(lián)柜斷路器選擇校驗(yàn)</p><p>　　進(jìn)線柜和母聯(lián)柜配用ZN63A-6/1250型戶內(nèi)真空斷路器，其電氣技術(shù)數(shù)據(jù)如表4－9所示。表中IN(表示斷路器在

83、實(shí)際環(huán)境溫度（44℃）下允許的電流。</p><p>　　假想時(shí)間的確定：當(dāng)短路發(fā)生在6kV母線上時(shí)，變壓器差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作（因不是其保護(hù)范圍），此時(shí)過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為2s（比進(jìn)線保護(hù)少一個(gè)時(shí)限級(jí)差），則由表4—9可知，所選ZN63A－12型真空斷路器符合要求。</p><p>　　表3－9 ZN63A-12型真空斷路器選擇結(jié)果</p><p>　　2．出線柜斷路器

84、的選擇校驗(yàn)</p><p>　　出線柜均配用ZN63A－12/630型真空斷路器。</p><p>　　因?yàn)橹髋潘霉╇娀芈坟?fù)荷最大，可以按它進(jìn)行校驗(yàn)。最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流為</p><p>　　其他參數(shù)如表3－10所示。</p><p>　　表3—10 出線回路斷路器選擇結(jié)果表</p><p>　　IN(表示斷路器在實(shí)際

85、環(huán)境溫度（44℃）下允許的電流。</p><p>　　假想時(shí)間的確定：當(dāng)短路發(fā)生在6kV線路末端時(shí)，過(guò)流保護(hù)動(dòng)作，其時(shí)限為1.5s（比進(jìn)線保護(hù)少兩個(gè)時(shí)限級(jí)差），</p><p>　　由表4—10可知，所選ZN63A-12型真空斷路器符合要求。</p><p>　　3．6kV高壓開(kāi)關(guān)柜配用電流互感器的選擇</p><p>　　6kV開(kāi)關(guān)柜選用專

86、用型LZZBJ9-12/15電流互感器，其額定電壓為10kV，其參數(shù)如表4－11所示。</p><p>　　4．電壓互感器與避雷器柜的選擇</p><p>　　電壓互感器與避雷器柜配用JDZ10-10型電壓互感器和HY5WS-17/50型避雷器。</p><p><b>　　36kV母線選擇</b></p><p>　　

87、本設(shè)計(jì)中變電所室內(nèi)6kV變壓器回路母線選用矩形鋁母線且三相水平平放，其截面按長(zhǎng)時(shí)允許電流選擇，按動(dòng)、熱穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)。</p><p>　　本例選擇6kV母線的已知參數(shù)與例4－3基本相符，故可接例4－3的選擇方法選用LMY80×6.3型矩形鋁母線，并經(jīng)長(zhǎng)時(shí)允許電流、動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。</p><p>　　表3－11電流互感器的選擇結(jié)果</p><p>

88、　　注：副井提升和壓風(fēng)機(jī)回路的電流互感器曾選變比為100/5，計(jì)算結(jié)果表明不滿足動(dòng)穩(wěn)定要求，故改選變比為150/5。</p><p>　　6kV支柱絕緣子的選擇</p><p>　　參考例3－3，可選用ZNA-6型戶內(nèi)式支柱絕緣子，并經(jīng)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。</p><p><b>　　穿墻套管的選擇</b></p><p>

89、　　對(duì)穿墻套管，按電壓及長(zhǎng)時(shí)允許電流選擇，對(duì)動(dòng)穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)。由于變壓器二次電流最大電流為1010.3A，電壓為6kV，故選用戶外式鋁導(dǎo)線的穿墻絕緣子，型號(hào)為CLWB-10/1500，額定電壓為10kV，額定電流為1500A。套管長(zhǎng)度為0.6m，最大破壞力為7358N，5s熱穩(wěn)定電流為20kA。</p><p>　　由于環(huán)境日最高溫度為44℃，則其長(zhǎng)時(shí)允許電流</p><p><b&g

90、t;　　符合要求。</b></p><p><b>　　動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　穿墻套管端部所受的最大短路電動(dòng)力為</p><p>　　式中 </p><p>　　l1—穿墻套管與支持絕緣子之間的距離，1.5m；</p><p>　　l2—穿

91、墻套管自身的長(zhǎng)度，0.6m。</p><p>　　由于，則動(dòng)穩(wěn)定符合要求。</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　假想時(shí)間為ti＝2.2s，穩(wěn)態(tài)短路電流由表3－8查得I∞＝8.65kA，則相當(dāng)于5s的熱穩(wěn)定電流</p><p><b>　　符合要求。</b></p

92、><p><b>　　選擇結(jié)果匯總</b></p><p><b>　　35kV電氣設(shè)備</b></p><p>　　1．高壓斷路器：ZW7－40.5型</p><p>　　2．隔離開(kāi)關(guān)：GW5－35GD/630型</p><p>　　3．電流互感器：LZZBJ4－35型<

93、/p><p>　　4．電壓互感器：JDJ－35型</p><p>　　5．熔斷器：RW10－35/0.5 型</p><p>　　6．避雷器：HY5WZ－42/134型</p><p><b>　　6kV電氣設(shè)備</b></p><p>　　1．開(kāi)關(guān)柜型號(hào)：KYN28A－12（Z）</p>

94、<p>　　2．開(kāi)關(guān)柜一次接線方案編號(hào)</p><p>　?。?）進(jìn)線柜方案編號(hào)</p><p>　　架空進(jìn)線柜019和母聯(lián)柜052以及架空進(jìn)線柜021和母聯(lián)柜053配合使用</p><p>　?。?）母聯(lián)柜方案編號(hào)</p><p>　　選用母聯(lián)柜009和母聯(lián)柜052配合使用</p><p>　?。?）出

95、線柜方案編號(hào)</p><p>　　1）電纜出線方案編號(hào)為001。</p><p>　　2）架空出線方案編號(hào)為023。</p><p>　　3）電壓互感器與避雷器柜的方案編號(hào)為043。</p><p>　　3．進(jìn)線柜和母聯(lián)柜斷路器采用 ZN63A－6/1250型戶內(nèi)真空斷路器</p><p>　　4．出線柜斷路器采用ZN

96、63A－12/630型真空斷路器</p><p>　　5．高壓開(kāi)關(guān)柜配用電流互感器型號(hào)為L(zhǎng)ZZBJ9－12/15 </p><p>　　6．電壓互感器和避雷器柜配用JDZ10－10型電壓互感器和HY5WS－17/50型避雷器</p><p>　　7．6kV母線采用LMY80×6.3型矩形母線</p><p>　　8．6kV母線戶內(nèi)支

97、柱絕緣子選用ZNA－6型</p><p>　　9．6kV穿墻套管選用CLWB－10/1500 型</p><p><b>　　電力線路選擇</b></p><p><b>　　概述 </b></p><p>　　對(duì)于一級(jí)用電戶，礦井地面35kV變電所要求雙回路或環(huán)形供電，已確定為全分列運(yùn)行，當(dāng)一路故

98、障時(shí)，另一路必須能保證全礦的供電，故最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流和正常工作電壓損失均按一路供電考慮，表4－8中各6kV的一、二級(jí)負(fù)荷組也按此原則考慮。但在計(jì)算導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面時(shí)，可按每路最多承擔(dān)0.65～0.75左右的總負(fù)荷電流考慮。本章可按以下六步求解。</p><p>　?。ㄒ唬?5kV電源架空線路選擇。</p><p>　　（二）主、副井提升機(jī)6kV電纜線路選擇。</p><p&

99、gt;　　（三）6kV下井電纜選擇。</p><p>　　（四）壓風(fēng)機(jī)等其他負(fù)荷組6kV電纜線路選擇。</p><p>　　（五）扇風(fēng)機(jī)1等其他負(fù)荷組6kV架空線路選擇。</p><p>　　（六）選擇計(jì)算結(jié)果匯總。</p><p>　　根據(jù)前三章的計(jì)算結(jié)果，試選擇該礦35kV電源架空導(dǎo)線的型號(hào)截面，并按第一章表4－8所規(guī)定的線路類型，選擇表

100、內(nèi)各負(fù)荷組供電的6kV配電線路的型號(hào)截面。</p><p>　　35kV電源架空線路選擇</p><p><b>　　架空導(dǎo)線型號(hào)選擇</b></p><p>　　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，線桿擋距一般在100m以上，導(dǎo)線受力較大，故可選LGJ型鋼芯鋁絞線，線間幾何均距設(shè)為2m。</p

101、><p>　　按經(jīng)濟(jì)電流密度初選導(dǎo)線截面</p><p><b>　　一路供電的負(fù)荷電流</b></p><p>　　一般中型礦井Tmax＝3000～5000h，查表4－2可得，鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟(jì)電流密度Jec＝1.15 A/mm2。則導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面為</p><p>　　式中 0.65——兩分列運(yùn)行線路的電流分配系數(shù)。&l

102、t;/p><p>　　初選導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ－70型鋼芯鋁絞線，查表4－3得，其25℃時(shí)允許載流量Iac為275A。</p><p>　　按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流校驗(yàn)導(dǎo)線截面</p><p>　　據(jù)例4－10知，該地區(qū)最熱月最高氣溫月平均值為42℃，鋼芯鋁絞線最高允許溫度為70℃，據(jù)公式4－4算得其溫度修正系數(shù)為0.79</p><p>　　則修正后的允許載

103、流量為</p><p><b>　　合格。</b></p><p>　　4.1.4按允許電壓損失校驗(yàn)導(dǎo)線截面</p><p>　　取高壓輸電線路允許電壓損失為5％，得。</p><p>　　查表5－7得該導(dǎo)線的單位長(zhǎng)度電阻、電抗分為：r0=0.46Ω／km和x0=0.382Ω／km；而線路長(zhǎng)度L已由第二章的例2－10給出

104、為6.5km；故得35kV線路的電壓損失為</p><p>　　由于，故電壓損失校驗(yàn)合格。</p><p>　　按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線截面</p><p>　　查表4－1得35kV鋼芯鋁絞線在非居民區(qū)的最小允許截面為16mm2，居民區(qū)為25mm2，均小于所選截面70mm2，故機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)合格。</p><p>　　最后確定該礦雙回路35kV架空線

105、路每路均選為L(zhǎng)GJ－70型鋼芯鋁絞線，兩路總長(zhǎng)度為13km。</p><p>　　主、副井提升機(jī)6kV電纜線路選擇</p><p>　　據(jù)表4－8與圖2可知，副井提升機(jī)為一級(jí)負(fù)荷，主井提升機(jī)為二級(jí)負(fù)荷，兩組負(fù)荷采用環(huán)形電網(wǎng)供電，二者與礦35kV變電所的平面布置呈三角形，二者之間相距一般為80m，而主井離35kV變電所為200m，副井為280m，所以，在計(jì)算負(fù)荷電流和電壓損失時(shí)應(yīng)按開(kāi)環(huán)運(yùn)行、

106、兩組負(fù)荷由一路電纜供電考慮，80m長(zhǎng)的聯(lián)絡(luò)線因較短，可選為與兩路電源電纜用型號(hào)同截面。</p><p><b>　　6kV電纜型號(hào)選擇</b></p><p>　　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，數(shù)量不多時(shí)常采用直埋敷設(shè)。</p><p>　　按經(jīng)濟(jì)電流密度

107、選擇主井、副井6kV電源電纜電截面</p><p><b>　　一路供電的負(fù)荷電流</b></p><p>　　按Tmax＝3000～5000h，查表5－2可得，鋁芯電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度Jec＝1.73 A/mm2。則電纜的經(jīng)濟(jì)截面為</p><p>　　初選ZLQ22-6-3×95型鋁芯電纜，其25℃時(shí)允許載流量為190A。</

108、p><p>　　按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流校驗(yàn)</p><p>　　電纜直埋地下，據(jù)例4－10知，該地區(qū)最熱月土壤最高氣溫月平均值為27℃，則修正后的長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流為</p><p>　　按一般黑土查表4－9得土壤熱阻率的修正系數(shù)為0.88，乘以185A后為，故改選3×120mm2電纜，經(jīng)修后允許截流量為188.5A＞175.5A合格。</p><

109、;p>　　按允許電壓損失校驗(yàn)電纜截面</p><p>　　取高壓配電線路允許電壓損失為3％，則有 </p><p>　　線路實(shí)際電壓損失按公式（5－32）計(jì)算（忽略電抗）</p><p>　　由于兩路單獨(dú)供電的實(shí)際電壓損失均小于允許電壓損失180V，故電壓損失校驗(yàn)合格。</p><p>　　按短路電流校驗(yàn)電纜的熱穩(wěn)定</p&

110、gt;<p>　　礦35kV變電所6kV母線上最大三相穩(wěn)態(tài)短路電流I∞已由例4－10算出為8646A。</p><p>　　短路電流作用的假想時(shí)間 </p><p>　　取斷路器動(dòng)作時(shí)間tbr=0.15 s ，其過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tse，因當(dāng)一路供電時(shí)，斷路器是控制兩級(jí)6kV終端負(fù)荷，可定為0.6s（時(shí)限級(jí)差0.3s）。</p><p>　　對(duì)于無(wú)限

111、大電源系統(tǒng)， 。</p><p>　　故得 （0.05為電弧熄滅時(shí)間）</p><p>　　電纜最小熱穩(wěn)定截面為</p><p>　　由于，故所選ZLQ22-6-3×120型電力電纜滿足要求。</p><p>　　主井提升與副井提升所選120mm2電纜的總長(zhǎng)度為 。</p><p

112、><b>　　6kV下井電纜選擇</b></p><p>　　在例2中已求出井下6kV級(jí)總計(jì)算有功負(fù)荷Pca為3684kW，最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流Ica為445A，并確定用4回下井電纜，兩兩并聯(lián)后分列運(yùn)行，因此，在確定每回電纜中的負(fù)荷電流時(shí)，應(yīng)該是0.75Ica的一半（0.75為井下負(fù)荷分配系數(shù)）；電壓損失應(yīng)按其中一路兩回電纜并聯(lián)考慮；熱穩(wěn)定校驗(yàn)則應(yīng)按一路中某一回電纜首端發(fā)生短路考慮。一回下

113、井電纜總長(zhǎng)度L11應(yīng)為由表4－9提供的650m再加上井底至井下中央變電所的50m，即L11 =700m。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。</p><p>　　6kV下井電攬型號(hào)選擇</p><p>　　根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，立井井筒電纜應(yīng)選用交聯(lián)聚乙烯絕緣粗鋼絲鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，故選為MYJV42型銅芯電力電纜（42表示粗鋼絲鎧裝）。</p&

114、gt;<p>　　按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇下井電纜截面</p><p>　　一路供電其中一回電纜的負(fù)荷電流</p><p>　　按Tmax＝3000～5000h，查表4－2可得，銅芯電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度Jec＝2.25 A/mm2。</p><p>　　電纜的經(jīng)濟(jì)截面為 </p><p>　　初選MYJV42-6-3&

115、#215;70型銅芯電纜，其25℃時(shí)允許載流量為233A。</p><p>　　按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流校驗(yàn)</p><p>　　電纜直埋地下，并途經(jīng)立井井筒，據(jù)例4－10知，該地區(qū)最熱月土壤最高氣溫月平均值為27℃，則修正后的長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流為</p><p>　　按一般黑土查表4－9得土壤熱阻率的修正系數(shù)為0.88，乘以227A后為200A＞167A，合格。</

116、p><p>　　因電纜有360m途經(jīng)立井井筒，可再按電纜溝條件校驗(yàn)，按例4－10知該地區(qū)最熱月室內(nèi)最高氣溫月平均值為32℃，增加5℃后算得其修正系數(shù)為0.84，乘以233A后為196A＞167A，合格。</p><p>　　按允許電壓損失校驗(yàn)電纜截面</p><p>　　取高壓配電線路允許電壓損失為3％，則有</p><p>　　一路運(yùn)行實(shí)際電壓

117、損失按公式計(jì)算（忽略電抗），但導(dǎo)線截面加倍。即</p><p>　　由于實(shí)際電壓損失小于允許電壓損失180V，故電壓損失校驗(yàn)合格。</p><p>　　按短路電流校驗(yàn)電纜的熱穩(wěn)定</p><p>　　礦35kV變電所6kV母線上最大三相穩(wěn)態(tài)短路電流I∞已由例4－10算出為8650A。</p><p>　　短路電流作用的假想時(shí)間 </

118、p><p>　　取斷路器動(dòng)作時(shí)間tbr=0.15 s ，其過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tse因是控制6kV下井電纜，井下6kV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0.9s（時(shí)限級(jí)差0.3s），有利于井下6kV系統(tǒng)選擇性過(guò)流保護(hù)的時(shí)限設(shè)置。</p><p>　　對(duì)于無(wú)限大電源系統(tǒng)， 故得 （0.05為電弧熄滅時(shí)間）</p&g

119、t;<p>　　電纜最小熱穩(wěn)定截面為</p><p>　　由于，故所選MYJV42-6-3×70型電力電纜滿足要求。</p><p>　　4回70mm2電纜的總長(zhǎng)度為 。</p><p>　　壓風(fēng)機(jī)等其他負(fù)荷組6kV電纜線路選擇</p><p>　　類似于（二）、（三）兩步的選擇原則與方法，考慮地面高壓可一律選用ZLQ

120、22-6型鋁芯電纜，因均為終端負(fù)荷，故控制開(kāi)關(guān)過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間可定為0.3s，即短路電流作用的假想時(shí)間為0.5s，據(jù)I∞= 8650A用公式可算得各負(fù)荷組所選6kV電纜的最小熱穩(wěn)定截面Smin = 65mm2，此即表明所選電纜截面應(yīng)不小于70mm2。</p><p>　　又由表4－9可以看出，壓風(fēng)機(jī)等其他三個(gè)負(fù)荷組的計(jì)算視在功率均小于主井提升，而且最長(zhǎng)供電距離為360m，故憑設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可全部選為ZLQ22-6-3&

121、#215;70型鋁芯電力電纜，滿足全部選擇、校驗(yàn)條件。各負(fù)荷組的電纜長(zhǎng)度如下：</p><p>　　壓 風(fēng) 機(jī)：2×360=720m ；地面低壓：2×50=100m ；機(jī) 修 廠：200m 。</p><p>　　扇風(fēng)機(jī)1等其他負(fù)荷組6kV架空線路選擇</p><p>　　扇風(fēng)機(jī)1架空導(dǎo)線型號(hào)選擇</p><p>　　根據(jù)

122、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6kV架空線路，線桿擋距一般在100m以下，導(dǎo)線受力較小，故可選LJ型鋁絞線，線間幾何均距設(shè)為1m。</p><p>　　按經(jīng)濟(jì)電流密度初選導(dǎo)線截面</p><p><b>　　一路供電的負(fù)荷電流</b></p><p>　　上式Pca.3與相應(yīng)的功率因數(shù)均由表4－9查得。</p&