10kv禾草沟煤矿矿井井下中央变电所设计

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11矿井简介本设计是一所以10KV的禾草沟煤矿矿井井下中央变电所。矿井年产量60万吨，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60，斜长980M，倾角24250。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。12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。121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5不能超过HZ。此外，由于大功率整流和可控硅的应用使配电502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。122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。123禾草沟周围电源情况本矿井附近有一条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35KM。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11。我们就是根据如图11的情况，设计禾草沟35KV变电所，保证禾草沟正常的生产。13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，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。14本设计的目的、意义及要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。21负荷统计与计算211负荷统计矿井负荷统计表21212负荷计算（1）主井绞车KW580NP810KD80COS有功计算负荷KW64DCA无功计算负荷KVAR0128TNCAPQ视在计算负荷KVA476564OSCAS（2）煤楼580KD0额定功率KW27315EP有功计算负荷KW417680EDCAK无功计算负荷KVAR315804176TANCAPQ视在计算负荷KVA2OSCAS（3）东风井KW380NP750KD850COS有功计算负荷KW28DCA无功计算负荷KVAR71605TNCAPQ视在计算负荷KVA3582OSCAS（4）副井绞车KW380NP70KD80COS有功计算负荷KW42968DCA无功计算负荷KVAR3750TNCAPQ视在计算负荷KVA84296OSCAS其它的负荷不再做详细的计算，见符合统计表21。由符合统计表，我们统计如下12321CACACAPPKW87964854761211CACACCACQQKVAR50121110987654321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046304636304046363630463电压（KV）0760850807808076080808085075085功率因数COS060750650708040606507807508081需用系数（KD）3426754632392020060872013029642851764648有功计算负荷PCA（KW）292441833473314491245235409752223176715534016无功计算负荷QCS（KVAR）表21矿井负荷统计表4507942579502562508090016253705335323527624视在计算负荷SCA（KVA）注井下中央变电所为井下设备供电，其容量包含井下设备的总量量。213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KW8604152EDCAPK无功功率KVAR352TNQ视在功率KVA70OSCAS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KW100630441602915变压器损耗计算801NCAS有功损耗KTP209KW759无功损耗KTQ20NSUI1416KVAR2非生产负荷以冶炼厂为例有功功率KW720160NDCAPK无功功率KVAR54TNQ视在功率KVA90872COSAPS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KW10006304450717103变压器损耗计算901NCAS有功损耗KTP20KW137无功损耗KTQ20NSUI1KVAR453214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22。由表22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368KWTP变压器总无功损耗13258KVARTQ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2352S9250/10263044123611192冶炼厂900S91000/101630445071243453无轨电车80S9100/10163044161794164锅炉房579S9630/1026304450974296252冶炼厂450S91000/10163044507124345表22地面低压变压器的技术参数及损耗22主变压器的选择与无功功率补偿主变压器的选择，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。COSABPKS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SB定，一般可取081。总降压站人工补偿后的功率因数，按要求一般在09CO以上。221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SK，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，S取09；在5000千瓦以上时取085；无功最大连续负荷则对应取SK095和09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TCACP7916836879536KWTCACQ5972613258610518KVAR对于有功KW5000KW，取085；对于无功67953CAPSKKW5000KW,取09。由此得到全矿区总计算符合1860CAQS有功功率KW567093850CACAP无功功率KVAR416SQ视在功率KVA22CACACAS功率因数780OCA222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09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09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21TANTPQC或CQP式中静电电容器的补偿容量，千乏；C全矿井的有功功率计算负荷，千瓦；P补偿率，千乏/千瓦；Q、补偿前、后功率因数角相应的正切值。1TAN2T此矿区预备将功率因数提高到092由上式计算得21TANTCACPQKVAR015694380567选择GR1型电容柜，该电容柜装YY63101电容器。容量为150千乏。由以上计算，需要电容柜的数量31750269N由于电容器柜要选择偶数个，故取为18个。N利用电力电容器进行无功功率补偿，容量为KVAR270158CQ补偿后矿井变电所的总无功功率为KVAR694649Z补偿后的功率因数为099240TANCOS1CZPQ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。223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，在未选型之前可用上述的计算负荷按下式近似计算如下KW4105670150CATPKVAR82946ZQ变电所35千伏母线总负荷KW9761057TCAZKVAR34286294ZKVA12ZZPS224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850SBK则每台编译器的容量为KVA426319240785COSZSBTPKS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KW800035637505585420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395082461NTS有功损耗KTPP20KW01458无功损耗KTQ20KVAR23751NSUI由以上计算，则35千伏母线总负荷为KW681067TCAZJPKVAR9325294ZJQKVA12ZZJS23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0MAXTNA度241563568MAXPAZJN则吨煤电耗为T度/吨00241NT3供电系统拟定3135KV电源系统的供电方式由第一章叙述的电源情况以及图11，本矿附近有一条由区域变I电所向矿井的35KV备用线路；矿井正常运行情况下由区域变II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I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I备用回路引出作为备用回路。正常情况下一回路运转一回路备用。3235KV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。321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。32235KV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I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1010KW，无功损耗为27523KVAR。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。3236KV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。33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，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31。34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90SK890COS计算负荷为有功损耗KVA2160490ESCAPK无功损耗KVAR5TNCACAQ由矿区负荷统计表21，井下总计算负荷为KW392017620JZPKVAR4JKVA6522JZJZJZQS井下最大长时工作电流A48303MAXNJZJSGUI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13092121NNUQPC式中，井下主排水泵计算有功、无功负荷；1PQ，井下低压总的计算有功、无功负荷；2330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。421360320491172602NC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41，短路电流计算系统图见图41，等值电路图见图42。41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。42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，都可以归纳为对称短路的计算。43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。44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。45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。31（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。46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。47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（63KV）短路参数时考虑附加电源，计算点短路参数时考虑主2K4K绞车电动机的影响，其它短路点不考虑附加电源。471计算各元件的电抗标么值选取基准容量100MVADS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，KA1KDU5613701DI计算点及其其它短路点时，选取63KV，2DUKA169302DI37KV母线最大运行方式时系统阻抗06333，小运行方式时系MINSX统阻抗为07027。MAXS主变压器92875014371032NTDKSU电缆线路1368224DLX05450225DUSL6318226DXL400227DSL3618228DUXL00229DSL043612082210DUSLX5221DL04631082212DSXL2213DUL0753615082214DSXL架空线路1442215DUXL472短路电流计算点短路1K（1）最大运行方式630MINX1MIN1201DDKKIXIIIKA462563DKSXSMIN2011MVA5863KA27642511KSHIIKA311SHI（2）最小运行方式702MAXKA256171AX1DKIIKA9806112KII点短路2（1）最大运行方式56219870631MINXX2MIN202DKIXIIKA8651956DKSXSMIN202MVA6415（2）最小运行方式631459287031MAXXKA6452AX2DKIIKA8618022KII点短路15（1）最大运行方式31MINXX56201987062MIN20115DKIXIIKA87569DKSXSMIN20115MVA0264KA971855211KSHIIKA321515SHI（2）最小运行方式61459870MAXKA2312AX15DKIIKA8746580615152KII点短路3（1）最大运行方式下井电缆两并行运行2431MINXX69110987502MIN203DKIXIIKA45169DKSXSMIN203MVA159691KA82134525133KSHIIKA313SHI（2）最小运行方式431MAXX7523109928750KA6MAX3DKIIKA5342806332KII以上只对短路点，进行了计算，其它的短路点计12153算结果，列表41给出，不再列出详细的计算过程。41短路参数计算结果汇总表运行方式最大运行方式最小短路参数KA3KIMVASKASHIKASHIKA2KI备注124615862737419235KV母线25866417298914866KV母线35425911138282445330板井下变电所4K568620215578634724板，主井55656214418594699板，副井绞车646651118870839039板，西风井75776314728774795板，水处理8K579632147688048027板，无轨电车916418041824914223板，冶炼厂短路点1057262414588694756板，东风井1K4915364125374641019板,矸山25696217145186547328板，压风机13519567132378943341板，冶炼厂45616125143185346636板，锅炉房15K5876402149789348729板，电抗器48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MVA254103DKTSI按规定6KV当断流容量在100MVA时，应折半使用，仅为50MVA，50MVA，因此需选择限流电抗器。TS481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KWKVAR3920CAP9314CAQ780COS则下井总负荷电流KA687062OSNCAZUI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KA216348MAXZGI为限制井下短路电流，按规程规定则系统总阻抗为50SXDZ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806122ZK式中为系统在最大运行方式电抗前的最大阻抗。X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，6NLU20NLI每台电抗器计算如下1193802NLDKLIX由计算，我们可选用型号为NKL62003的水泥电抗器，此电抗器百分值为3L482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621702163SINNLIXU满足要求。483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。3K电抗器0913620133102DNRLUSIXX点短路3K（1）最大运行方式下井电缆两并行运行02931692431MINXXKA069023KIMVA3113SKA8706523SHIKA654035213SHI（2）最小运行方式06134972351431MAXXKA6902AX3DKIIKA123860332KII短路容量MVA13197A01943ALI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。MM283514KA5S59KA235KV进线隔离开关GW535G35KV35KV600A13250KA174KA3138356KV进线柜断路器10KV6KV1000A770A500MVA632MVA80KA148KA315KA2S582SSN1010II44582315A4S582S6KV进线柜隔离开关GN1910C10KV6KV1000A770A80KA148KA6382表51高压断路器、隔离开关校验结果表516所用变压器选择选用S950/35型变压器两台。技术参数如下空载损耗负载损耗空载电流WP210WPK120WPK120阻抗电压56DU517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RW1035/05型户外限流熔断器两台。此熔断器额定电流为05A，三相断流容量2000MVA。51835KV避雷针选择矿用变电所避雷针一般选用FZ35型，选用两组分放在35KV两段母线上，配用放电记录仪JS4型两台。526KV电气设备的选择521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，AIG70MAX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51。（2）电压互感器和避雷器柜选用KGN1052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KGN1003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KGN1003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51。（5）联络柜本变电所容量比较大，采用油开关联络，并由KGN1022和KGN1057两个柜组成，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51。（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KGN1007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51。（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52所示。型号数量名称额定电流KGN10082进线柜1000A1KGN1022KGN105716KV母线联络柜100AKGN10522电压互感器避雷针柜630AKGN10035变压器柜630AKGN100715其它出线柜630A表52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。5226KV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A70MAXNI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A08125741625MALLALI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A770A80981ALI长时允许电流负荷要求。（2）热稳定性校验下面就进行短路热稳定校验。MM2734A满足要求。热稳定性MM215符合要求LMKDZI2IN9301（3）动作时限S5OPT722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AUSINCAF1983520MAX一次动作电流IKIFHZQKDZ3480MAX/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WCK085，CT变比为200/5，则二次动作电流REK4193105AROPIOPTAWCIK401由计算，选用DL31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31可知，35KV母线上的最小二相短路电流为192KA,则15合格58431920/MINDZLIK本末进）B远后备灵敏度检验查表31可知，6KV母线上的最小二相短路电流为486KA,则合格21834197632MINKSIK（3）动作时间SOPT72335KV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12550A。灵敏度校验也同35KV进线限时速断校验一样，校验合格。73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08M/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。731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246KA，最小运行方式下的两相短路电流为192KA；6KV母线归算至平均电压为63KV的最大运行方式三相短路电流为586KA。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09978KA，最小运行方式两相短路电流为37685KA。下面对差动保护进行整定计算。92504（1）计算变压器各侧一次额定电流，选出电流互感器变比，并计算各侧电流互感器二次回路额定电流，计算结果如下表。各侧数值名称35KV侧6KV侧各侧额定电流A1325801NTI173680NTI接线方式Y计算变比6325173选择变比0520二次回路电流A811WI672WI首先确定基本侧，基本侧是指继电器中差动线圈的首端（正极性）。由上表可以看出，35KV侧电流互感器二次回路电流电流大于6KV侧，因此确定35KV侧为基本侧。（2）计算保护装置基本侧一次动作电流，按躲过穿越性故障时的最大不平衡电流（）、躲过变压器空载投入或故障切除后电压恢复时的励磁1DZI涌流（）、躲过二次回路断线电流（）三个条件计算，取其最大23DZI者为基本侧一次动作电流。以下进行计算。MAX31KWCTKDZIFUII42598705103A6122NTDZIIAMAX3F由以上计算，应按躲过外部故障不平衡电流的条件，选用35KV侧一次动作电流，A4591DZI（3）确定差动线圈（基本侧）匝数平衡线圈I、II分别接于35KV侧及6KV侧。计算基本侧（35KV）继电器动作电流A49760253TAJBDZJXJBDZNIKI35KV侧工作匝数匝取8匝0184976DWDW35KV侧继电器实际动作电流为A。5760JBZI（4）确定6KV侧平衡线圈的匝数匝取0匝3867321DWBIIBI6KV侧继电器的实际动作电流为A570I（5）计算由于实用匝数与计算匝数不等而产生的相对误差385DBF005且相差很小，故不用核算动作电流。F（6）初步确定短路线圈抽头选取“CC”抽头，所选抽头是否合适，应在保护装置投入运行时，变压器空载投入试验确定。（7）校验最小灵敏度按最小运行方式下，6KV侧两相短路校验合格2193576082MININDZIK（8）差动保护计算结果有以上计算，主变压器选用差动保护，短路线圈“CC”、差动线圈8匝；6KV接线方式侧Y形，变比1500/5；35KV接线方式侧，变比300/5；平衡II3匝，平衡I0匝。732主变过流保护为了防止外部短路引起变压器线圈的过电流，并作为差动和瓦斯保护的后备保护，变压器还必须装设过电流保护。过电流保护动作应躲过变压器的最大工作电流整定。一次动作电流为A24138502MAXLRECOPIKI继电器动作电流为A4324TAOPKI选用继电器DL31，2510A灵敏度校验符合要求。5143282MINOPKSI833A为变压器二次侧最小运行方式下的两相短路电流折算到变压器一次侧的电流值。动作时限整定为2S。733主变过负荷保护变压器过负荷大都是三相对称的，所以过负荷保护可采用单电流继电器接线方式，经过一定延时作用于信号，保护装置的动作电流按躲过变压器额定电流整定。一次动作电流为A16385021RENTCOLOPKII继电器动作电流A7236TAOLPKI动作时限整定为10S，选用继电器DL31，156A。746KV母联保护6KV母联保护设置限时速断保护。一次动作电流A3240514862MINKOPI二次动作电流（6KV母联开关CT600/5，）TAK1WCKA选用电磁式电流继电器273401OPTAWCROPIKIDL31，电流调节范围12550A。75各6KV出线保护以主井回路为例，对6KV出线保护进行说明。主井回路设置速断保护和过流保护，具体选型和校验如下。（1）设置速断保护一次动作电流KA153724512MINKOPI继电器动作保护电流A90I由计算，选用继电器DL31，12550A。（2）过流保护一次动作电流A529680731CAREOLOPIKI继电器动作电流A54296OP动作时限整定为15S，选用继电器DL31，156A。（3）灵敏度校验51952607432MINOPKSI由计算得，所选符合条件。（4）最终计算选择结果如下表71设备接线方式保护方式定值时间变比继电器型号继电器范围速断394A0S400/5DL3112550A主井回路V形过电流37A15S400/5DL31156A表71主井回路下线保护以上只对6KV出线，主井回路保护进行了详细的计算，对其它6KV各出线，不再给出详细计算，可查表72给出。表726KV出线保护汇总设备接线方式保护方式定值时间变比继电器型号继电器范围速断394A0S400/5DL3112550A主井回路V形过电流37A15S400/5DL31156A速断40A0S400/5DL3112550A煤楼V形过电流35A15S150/5DL31156A速断396A0S400/5DL3112550A东风井V形过电流265A15S400/5DL31156A速断3913A0S400/5DL3112550A副井绞车V形过电流282A15S150/5DL31156A速断325A0S400/5DL3112550A西风井V形过电流42A15S400/5DL31156A速断341A0S400/5DL3112550A矸石山V形过电流42A15S150/5DL31156A速断405A0S400/5DL3112550A电抗器V形过电流159A15S400/5DL31520A速断259A0S400/5DL3112550A下井回路V形过电流79A15S400/5DL312510A速断389A0S400/5DL3112550A锅炉房V形过电流28A15S150/5DL31156A速断40A0S400/5DL3112550A无轨电车V形过电流212A15S50/5DL31156A速断158A0S300/5DL31520A冶炼厂V形过电流141A15S300/5DL31520A注电抗器数量为2个，下井电缆为4根，冶炼厂有2个。8变电所其它部分设计81操作电源采用电容储能整流操作电源。选用GKACX型整流装置盘两块。一块装合闸部分；另一块装主控部分，包括储能电容器及其检测装置、绝缘监督、光子牌等。采用这种装置的最大特点是电源电压波动是，能保证直流母线的输出电压，从而大大改善了电容储能装置工作性能，减少充放电次数。为电容储能装置的可靠工作创造了有利条件。两个交流电源在低压侧利用磁力启动器进行自动切换。82控制室各屏及低压配电屏的选择821主控室各屏的选择选用主变保护和主变控制屏各一面；35KV线路保护和控制屏各一面；中央信号屏一面，共5面。这5面都选用PK