毕业设计（论文）-35kv变电站的整体设计.doc

太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书第一篇 概述第一章 前言一、 设计项目背景山西汇能煤业有限公司矿井位于山西省阳泉市平定县东南部，距县城15km，井田处于沁水煤田阳泉矿区扩区南部，设计产能为1.80mt/a, 井筒为斜井，开采面为水平开采，为高瓦斯矿井，服务年限30年。山西汇能煤业有限公司是由原国有平定县煤矿改制而成，成立于2004年1月，2006年5月经省商务厅批准，成为中韩合资股份制企业。同年10月，公司根据井田资源整合情况和无烟煤市场实际，决定将矿井改扩建，并配套新建入洗能力900kt/a的洗煤厂，进而将山西汇能煤业有限公司建成集煤炭生产、洗选加工为一体的现代化大型煤炭生产加工企业。目前公司正在进行新井建井和地面配套工程同步施工，以便使矿井能在2010年3月正式投产。因此，为满足生产需求并结合本矿的用电负荷及矿井周围电源情况，确定在矿井新工业场地内新建一座矿井35/10kv变电站，新建变电站内分别设有35kv开关室、主控制室及发电机联合建筑一座，10kv开关室、0.4kv低压配电室及变压器室联合建筑一座。二、设计的指导思想本设计是针对35kv变电站的整体设计，设计方案充分体现市场经济的特点，因地制宜选择生产工艺，系统设计简单实用。设备选型立足国内，先进可靠合理，最大限度地降低矿井初期投资和缩短矿井建设工期，力争通过精心设计，把该变电站建成规模合理、安全可靠经济、优质服务于矿井生产的大型自动化变电站。三、设计的主要技术指标1.矿井用电设备总台数：241台2.矿井用电设备工作台数：227台3.用电设备总容量：15145.4kw4.用电设备工作容量：12944.7kw5.平均功率因数：0.736.电压等级：矿井地面35/10/0.38/0.22kv；井下高压10 kv，综采工作面为1140v，其它低压动力为660v,照明及电钻为127v。7.电源架空线路地处平定县丘陵区，气象条件为山西省级气象区第二篇 设计的计算第一章 矿山总变电站位置和型式的确定第一节 矿山总变电站位置的确定的原则矿山总变电所站担负着从电力系统接受电能、变换电压和分配电能的任务，它是矿山供电的枢纽，正确确定变电站的位置，对矿山企业供电系统的合理布局及提高供电可靠性、经济性和供电质量都有很重要的关系。因此，变电所站的位置应根据矿山负荷的大小、分布特点及内部环境特点等因素进行综合分析，经技术经济比较后确定。一般在确定变电站位置时应遵循以下几项原则：1.变电站位置应尽量靠近负荷中心，以减少配电线路长度，降低电能损耗和电压损失；2.进出线要方便，尽量避免线路相互交叉和跨越，架空线路走廊与变电所位置同时确定；3.交通运输要方便，以利于变压器等大型设备的运输；4.具有适宜的地质条件，有利于地下水、雨水和洪水浸淹措施；5.应考虑与邻近设施的相互影响，远离震动大的设备和易燃易爆的场所，应尽量避开污染源，否则应采取防污措施；6.应与其它工业建筑保持足够的防火间距；7.应留有扩建的余地，不妨碍工厂的发展；第二节 矿山总变电站位置的确定对矿井地面变电站，由于矿井地面工业广场已统一考虑了压煤问题以及运输、通讯等设施，所以矿区内一般变电所地址选择与地面工业广场的边缘。本次35kv变电站位于工业广场的北面边缘，由于广场地势由北向南呈下降趋势，避免的水害的危险，负荷向南延伸布置，建筑间距满足设计要求。第三节 矿山总变电站型式的确定本次35kv变电站采用混合式布置，内设35kv高压配电室、10kv高压配电室、电容器室、消弧线圈室、低压变压器室、380v低压配电室、控制室及值班室等。第二章 负荷计算及变压器选择第一节 负荷的计算一、负荷计算的内容和目的计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时其产生的最高温升相等，该等效负荷就称为计算负荷。确定供电系统中各用户电力负荷的大小，可以为正确地选择变压器容量和台数、选择电气设备和导线截面积、确定测量仪表的量程、选择继电保护装置等提供重要的计算依据。所以负荷计算准确与否直接影响着供电设计的质量。但是，由于影响负荷变化的因素很多，很难准确地计算负荷的大小，因此负荷计算只能力求负荷实际。二、负荷计算的方法目前我国设计部门在进行工矿企业供电设计时，常用需用系数法和二项式法，其中需用系数法计算简便，适用于任何性质的工矿企业，其计算结果能满足工程上的要求，所以应用最广泛。煤矿系统中常用需用系数法。本设计采用需用系数法。以下是需用系数法的计算公式：1.单组用电设备组的计算负荷p=kpq= ptans=i=2.多组用电设备的组的计算负荷p=kq= ks=i=三、变电所负荷统计统计全变电所总计算负荷时，应从供电系统最末端开始逐级向电源侧统计。1.低压负荷的统计先统计个低压负荷组的计算负荷，选出配电变压器；求出变压器一次计算负荷后，将计算结果填入表一，然后再参与全矿负荷的统计。（1） 用电设备功率的确定。由于煤矿大量负荷低压为长时或短时工作制的负荷，其设备的功率等于其额定功率，所以不必进行功率换算。（2） 单相负荷换算为三相负荷。由于煤矿单相用电设备占总负荷比例很小，故均按三相平衡负荷计算。（3） 用电设备（组）的计算负荷。用需用系数法统计负荷，查出对应电气设备（组）的需用系数。下面以主斜井低压为例计算 查表2-2，k=0.6 cos=0.8则 p= k.=0.675=45kw=450.75=33.75kvari64.08a e= p.t=451200=40.5k.kwa将上述计算结果分别填入负荷统计表第3栏内。其它各组负荷的计算与上述相同。2.矿井地面低压负荷统计低压负荷总计：将表中的有关数据相加，即=45+112+252+25=946.92kw =33.75+114.26+189+25.5=898.51kvar低压计算负荷：矿井地面低压侧计算负荷，取k=0.95, k=0.97= k.=0.95946.92=899.574kw= k.=0.97898.51=871.55kws= =1252.53kv.a =1903.08acos=0.7183.配电变压器的选择 考虑到矿井地面工业广场低压负荷有一类负荷的辅助设备，为了保证供电的可靠性需选两台变压器，每台变压器的计算容量为s=(0.6-0.7)s=0.71252.53=876.771kva选s1000/10 10/0.4kv 1000kva变压器变压器的负荷系数为：=0.63表21 s1000/10型变压器技术数据型号额定容量/kva额定电压额定损耗/kw阻抗电压/%空载电流/%连接组质量/t外形尺寸/mm高压低压空载短路长宽高s1000/101000100.41.72104.51.2y,yn03.95228015602480 矿井地面部分高压侧计算负荷：变压器功率损耗计算：=2（）=2（1.7+100.63）=11.338kw=2（s）=2(+59.72kvar高压侧计算负荷：p=p+=899.574+11.338=910.96kw =+=871.55+59.72=931.27kvars=1302.73kw=acos=0.98将高压侧计算负荷填入表中，参与全矿负荷统计。其它各组低压用电设备的负荷计算方法同上。2、全矿负荷统计（1)高压用电设备（组）的计算负荷，其计算方法与上述主斜井低压设备的计算相同。（2）全矿高压负荷总计。将全矿各组高压侧计算负荷相加，即=800+324+404+1440=10537.6kw=600+243+302.4+697.42=8543.5kvar(3)全矿计算负荷。计算全矿10kv侧总的计算负荷，应考虑各组间最大负荷同时系数，取k=0.9, k=0.95，则= k.=0.910537.6=9483.82kw = k.=0.958543.5=8116.32kws= =12482.69kvacos=0.76表22 负荷统计表序号负 荷 名 称电压 (v)设备数量设备容量需用 系数 kx功率 因数 costg最大负荷最大负荷利用小时(h)年耗 电量 (kkwh)备注总计 (台)工作 (台)总计 (kw)工作 (kw)有功 功率 (kw)无功 功率 (kvar)视在 功率 (kva)12345678910111213141516一、矿井地面部分1主斜井胶带机10kv22100010000.80 0.80 0.75 800.00 600.00 3360.00 2主斜井低压380v1175750.60 0.80 0.75 45.00 33.75 40.50 3副斜井提升机房10kv114004000.81 0.80 0.75 324.00 243.00 889.20 4副斜井低压380v1601600.70 0.70 1.02 112.00 114.26 224.00 5通风机房10kv2111205600.72 0.80 0.75 403.20 302.40 3530.90 6空压机房380v324202800.90 0.80 0.75 252.00 189.00 756.00 7机修车间380v3636339.52339.520.40 0.65 1.17 135.81 158.78 285.20 8坑木加工房380v6649.8549.850.50 0.70 1.02 24.93 25.43 37.39 9综采设备库380v5543430.80 0.70 1.02 34.40 35.10 41.28 10生活供水系统380v5431.230.60.70 0.70 1.02 21.42 21.85 64.26 11井下水处理站380v2723402.1181.60.70 0.70 1.02 127.12 129.69 419.50 12生活污水处理站380v11848.9544.350.75 0.75 0.88 33.26 29.33 79.83 13锅炉房380v2626164.25164.250.70 0.70 1.02 114.98 117.30 344.93 14主斜井空气加热室380v2215150.70 0.75 0.88 10.50 9.26 31.50 15副斜井空气加热室380v2215150.70 0.75 0.88 10.50 9.26 31.50 16灯房、浴室、食堂380v50500.50 0.70 1.02 25.00 25.51 105.00 17照明及其它220v50500.60 0.70 1.02 30.00 30.61 126.00 18瓦斯抽放系统10kv150010000.80 0.75 0.88 800.00 705.53 7008.00 矿井地面合计1291195883.874458.170.77 0.84 3304.11 2780.05 4318.08 17374.98 二、矿井井下部分1回采工作面1140v97315029050.65 0.70 1.02 1888.25 1926.40 2697.50 6231.23 2胶带顺槽660v88467.4467.40.70 0.70 1.02 327.18 333.79 467.40 1079.69 3轨道顺槽660v77160.2160.20.60 0.60 1.33 96.12 128.16 160.20 317.20 4顺槽掘进一660v1616539.1539.10.70 0.70 1.02 377.37 384.99 539.10 1245.32 5顺槽掘进二660v1414449.1449.10.70 0.70 1.02 314.37 320.72 449.10 1037.42 6大巷掘进660v1919223.8223.80.60 0.60 1.33 134.28 179.04 223.80 443.12 7一采区胶带上山10/0.69kv1212335.1335.10.80 0.70 1.02 268.08 273.50 382.97 884.66 8一采区轨道上山660v3390900.70 0.70 1.02 63.00 64.27 90.00 207.90 9一采区集中轨道上山660v3375750.60 0.70 1.02 45.00 45.91 64.29 148.50 10一采区胶带联络巷660v111101100.80 0.80 0.75 88.00 66.00 110.00 290.40 11西580水平胶带大巷660v55127.4127.40.80 0.70 1.02 101.92 103.98 145.60 336.34 12西580水平轨道大巷660v3347.447.40.60 0.70 1.02 28.44 29.01 40.63 93.85 13回风大巷660v2215150.60 0.80 0.75 9.00 6.75 11.25 29.70 14主排水泵10kv32150010000.90 0.80 0.75 900.00 675.00 1125.00 756.00 15电机车整流硐室660v2160300.85 0.80 0.75 25.50 19.13 31.88 84.15 16井底设备660v5582820.60 0.70 1.02 49.20 50.19 70.29 162.36 17照明127v30300.80 0.60 1.33 24.00 32.00 40.00 79.20 矿井井下合计1121087461.56686.50.71 0.98 4739.71 4638.85 6632.03 13427.04 三、选煤厂10kv180018000.80 0.90 0.48 1440.00 697.42 1600.00 矿井及选煤厂总计24122715145.3712944.670.76 0.86 9483.82 8116.32 12482.69 变压器损耗189.68 811.63 1661.57 无功功率补偿-5400.00 无功功率补偿后0.94 0.36 9673.50 3527.96 10296.75 32463.58 矿井吨煤电耗(kw.h)18.04 第二节 功率因数的改善一、提高功率因数的意义由于矿山企业采用大功率电动机和变压器等用电设备，特别是在近年来大功率可控硅的应用，供电系统出供给有功功率外，还需供给大量无功功率，使发电和输配电的能力不能充分利用。为此，必须提高用户的功率因数，减少对电源系统的无功功率需求。提高功率因数对矿山企业具有下列实际意义：提高电力系统的供电能力。在发电和输配电设备的安装容量一定时，提高用户的功率因数，相应减少了无功功率和视在功率的需求量，在同样设备条件下，增大了电力系统的供电能力。1.减少供电网络中的电压损失，提高供电质量。由于用户功率因数的提高，使网络中的电流减少，因此网络中的电压损失减少，网络末端用电设备的电压质量得到提高，2.降低供电网络中的供电损耗。当线路电压和输送的有功功率一定时，功率因数越高，则网络中的功率损耗越少。3.降低企业产品的成本。由于提高功率因数可减少网络和变压器中的电能损耗， 使企业电费降低。二、提高功率因数的方法功率因数不满足要求时，首先应提高自然功率因数，然后再进行人工补偿。1.提高负荷的自然功率因数 不增加专门的设备，采取合理的技术措施，改进用电设备的运行情况，使供配电系统总功率因数提高。2.人工补偿功率因数如果负荷的自然功率因数不能满足要求时，应采取人工补偿的方法提高负荷的功率因数。目前矿山企业广泛采用并联电容器进行无功功率的补偿。电力电容器具有投资省、有功功率损失小、运行维护方便、故障范围小的特点。三、电容器的选择1.电容器补偿容量计算 因全矿自然功率因数：cos=0.76，低于0.9，所以应进行人工补偿，补偿后的功率因数应达到0.95以上，即cos=0.95以上，则全矿所需补偿容量为q=p( tantan)=9483.82(0.8550.329)=4988.5kvar 2.电容器型号及个数的选择可采用bwf10.51201w型电容器，其额定电容3.47f。因此，电容器个数n= qc/q=4988.5/120=41考虑到三相均衡分配，取3的倍数，则n=423.电容器的实际补偿容量q=42120=5040kvar4.人工补偿后的功率因数q=qq=8116.325040=3076.32kvars=9970.3kva cos =0.96功率因数符合要求。第三节 变压器的选择一、变电所主变压器的选择工矿企业变电所的主变压器向整个企业的所有用电设备供电，正确的选择主变压器的台数和容量对供电的可靠性和经济性都有着重要的意义。主变压器应根据负荷类别、总的计算负荷选择其台数和容量，并应考虑留有发展余地。二、主变压器台数的确定根据煤炭工业设计规范规定，矿井变电所的主变压器一般选用两台，当其中一台停止运行时，另一台应能保证安全及原煤生产用电，并不得少于全矿计算负荷的80%；工业企业设计规范也规定，对具有大量一、二类负荷的变电所，一般选用两台变压器，当其中一台出现故障过检修时，另一台能对全部一、二类负荷继续供电，并不得小于全部负荷的70%。故本变电站采用两台有载调压变压器。变电所主变压器容量的确定当变电所采用两台变压器且一台工作，一台备用运行方式时，则变压器的容量按下式计算： sks 其中s为变压器的额定容量，kva； s为变电所人工补偿后的视在容量，kva；k为故障保证系数，对煤矿企业k不应小于0.8。sks=0.812482.69=9986.15kva考虑后续发展，确定选择s12500/35/10.5 12500kva 电力变压器两台，正常工作时一用一备。第三章 短路电流计算第一节 概述在供电系统中，出线次数比较多的严重故障是短路。所谓短路是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接，如相与相之间、相与地之间的短接等。一、短路的原因产生短路的主要原因是由于电气设备载流部分绝缘损坏。绝缘损坏是由于绝缘老化、过电压、机械损伤等造成。二、短路的种类在三相供电系统中可能发生的主要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。三、短路的危害发生短路时，由于系统中总阻抗大大减小，因而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毁电气设备；短路点附近的电压显著降低，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裂解，引起严重后果。不对称接地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动势，干扰通讯，亦可能危及人身和设备安全。四、计算短路电流的目的计算短路电流是为了使供电系统安全、可靠运行，减小短路所带来的的损失和影响。所计算短路电流用于解决下列技术问题：1.选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和机械强度。2.选择和整定继电保护装置，使之能正确地切除短路的故障。3.确定限流措施，当短路电流过大造成设备选择困难或不够经济时，可采取限制短路电流的措施。4.确定合理的主接线方案和主要运行方式等。第二节 短路电流计算一、绘制短路电流计算系统图图2-1 短路计算系统图图2-2 短路等值电抗图二、短路计算1.当电源引自蚕石站时：（1）采用标幺值计算 取s=1000mva,u=u,则网络中个元件的电抗标幺值如下：对于系统：x*1=0.33对于110kv线路：x*l1=0.4=0.42.44=0.0738 x*l2=0.4l=0.420.73=0.627对于110kv主变： us1=(vs+ vs- vs)=10.5 us2=(vs+ vs- vs)=0 us3=( vs+ vs- vs)=6.5x*变高 =2.1x*变低 =1.3对于35kv线路：x*l3=0.4=0.412=3.506对于35kv主变：x*变=6.4（2）110kv线路并列运行时：x*3= x*1+ x*l1x*l2x*3= x*1+x*2=0.33+0.066=0.396d1(蚕)点短路：idz1=2.525idz1=2.525=12.68(ka)ich2=2.5512.68=32.334(ka)（3）蚕石35kv侧（当110kv侧采用并列运行方式时）35kv采用分列运行方式d2(蚕)点短路：x*4= x*1+ x*2+x*高=0.33+0.066+2.1=2.496idz2=0.4006idz2=0.4006=6.25(ka)ich2=2.556.25=15.94(ka)35kv采用并列运时：d2(蚕)点短路：x*5(蚕)= x*1+ x*l1x*l2+x*高/2x*5(蚕)= x*1+ x*2+x*高/2=0.33+0.066+1.05=1.446idz2=0.4006=0.6916idz2=0.6916=10.792(ka)ich2=2.5510.792=27.52(ka)2.当电源引自陈家庄站时：（1）采用标幺值计算 取s=1000mva,u=u,则网络中个元件的电抗标幺值如下：对于系统：x*1=0.33对于110kv线路：x*l1=0.4=0.411.64=0.352 x*l2=0.4l=0.411.53=0.349对于110kv主变： us1=(vs+ vs- vs)=10.5 us2=(vs+ vs- vs)=0 us3=( vs+ vs- vs)=6.5x*1高 =2.625x*1低 =1.625x*2高 =3.33x*2低 =2.063对于35kv线路：x*l3=0.4=0.45.5=1.607对于35kv主变：x*变=6.4（2）110kv线路并列运行时：x*3= x*1+ x*l1x*l2x*3= x*1+x*2=0.33+0.1752=0.5052d1(陈)点短路：idz1=1.812idz1=1.812=9.097(ka)ich2=2.559.097=23.197(ka)（3）陈家庄35kv侧（当110kv侧采用并列运行方式时）35kv采用分列运行方式d2(陈)点短路：x*4= x*1+ x*2+x*高=0.33+0.1752+2.625=3.1302idz2=0.3195idz2=0.3195=4.99(ka)ich2=2.554.99=12.7245(ka)35kv采用并列运行时：d2(陈)点短路：x*5(陈)= x*1+ x*l1x*l2+x*高/2x*5(陈)= x*1+ x*2+x*高/2=0.33+0.1752+1.468=1.9732idz2=0.5068idz2=0.6916=7.908(ka)ich2=2.557.908=20.165(ka)3.对于汇能35kv侧采用标幺值计算 取s=1000mva,u=u,则网络中个元件的电抗标幺值如下：平定汇能35kv侧（当110kv,35kv侧采用并列运行方式时）(1) 汇能煤业35kv采用分列运行方式时d3点短路：x*6= x*5(陈)+x*l3(陈)x*6=1.9732+1.607=3.5082idz3=0.285idz3=0.285=4.447(ka)ich3=2.554.447=11.34(ka) (2) 汇能煤业35kv采用并列运行方式时d3点短路：x*7= x*5(陈)+ x*l3(陈)x*5(蚕)+ x*l3(蚕)x*7= (1.9732+1.607)(1.446+3.506)x*7= 3.50824.952=2.078idz3=0.4812idz3=0.4812=7.509(ka)ich2=2.557.509=19.148(ka)表31 短路计算结果表电源短路点编号基准电压基准电压基准电流短路电抗稳态短路电流冲击短路电流sjujij xizichmvakvkakaka红卫站d1(蚕)10001155.020.39612.6832.334d1(陈)0.50529.90723.197d2(蚕)10003715.6分列运行2.4966.2515.94并列运行1.44610.79227.52d2(陈)10003715.6分列运行3.13024.9912.7245并列运行1.97327.90820.165d310003715.6并列运行3.50824.44711.34蚕2.0787.50919.148第四章 电气设备的选择变电所的高低压电器对电能起着接受、分配、控制与保护等作用，主要有断路器、负荷开关、隔离开关、熔断器、电抗器、互感器、母线装置及成套配电设备等。正确的选择电气设备对供电的可靠性、安全性、经济性都有着重要的意义。第一节 变电所电气设备选择的原则1.按使用环境选择电气设备的类型2.按正常工作参数选择电气设备（1）根据额定电压选择所选电气设备的额定电压应不低于所在电网的额定电压，或电气设备的最高允许工作电压（1.1u1.15 u）不小于所在电网的最高电压。即 uu(1.11.15 )uu(2)根据额定电流选择电气设备的额定电流应不小于通过它的最大长时工作电流 。即ii3.按短路条件校验电气设备(1)电气设备的短路稳定性校验动稳定性校验：ii热稳定性校验：i i（2）开关电器断流能力的校验设备的额定开断电流或断流容量不应小于设备分断瞬间的短路电流有效值或短路容量，即ii ss表4-1 高压电气设备选择和校验项目 注：表示“”表示必须校验，“”表示不要校验第二节 35kv高压设备的选择由于本矿所在地区的夏季温度较高，因此在设备选型时对设备的防爆性能做充分考虑，配电装置宜采用室内布置形式。一、35kv开关设备选择根据装设地点、环境及系统电压先对高压开关柜做一选型，高压开关柜属成套配电设备，柜中的一次设备必须按上面的校验条件校验合格才行。高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置，在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机、变压器和高压线路之用，也可作为大型高压开关设备、保护电器、监视仪表和母线、绝缘子等。高压开关柜有固定式和手车式（移开式）两大类型。由于本设计是35kv电源进线，则可选用移开式高压开关柜，这里选择kyn6140.5型。kyn6140.5型高压开关柜的主要电气设备如表42 所示：表42 kyn6140.5型高压开关柜的主要电气设备表名称型号主要技术数据真空断路器zn65a40.5/2000a31.5断流容量81mva电流互感器lcz-35一次额定电流为20800a电压互感器jdj2-35最大容量300va隔离开关gn2740.5/63020额定电流为630a熔断器xrnp35 0.5a额定电流0.5a避雷器hy5wz-51/134w灭弧电压41kv柜外形尺寸（mm:长宽高）141822502650根据变电所实际情况，选择高压开关柜一次线路方案编号：1.进线柜选kyn6140.542（改），其主要设备如下表43：表4-3 进线柜的主要设备表型号一次线路方案主要设备kyn6140.542zn65a40.5/2000a31.5 断路器cd10型操动系统lcz-35型电流互感器（1）真空断路器zn65a40.5/2000a31.5的校验zn65a40.5/2000a31.5户内高压真空断路器的主要技术参数如下：表44 断路器的技术参数序号项目单位数据1额定电压40.52最高工作电压40.53额定绝缘水平一分钟工频95；雷电冲击（峰值）1854额定电流20005额定短路开断电流25/31.56额定开断电流开断次数次207额定短路关合电流（峰值）63/808额定短路持续时间s49额定操作顺序分-0.3s-合分-180s-合分10合闸时间s0.2额定电压校验设备的额定电压=35，线路的额定电压=35，即=，满足条件。额定电流额定校验设备的额定电流=2000，长时允许电流=247.5，即，满足条件。断流能力校验额定开断电流=25，短路电流有效值=4.447，即，满足条件。动稳定校验设备的极限通过电流峰值=63，开关所在处的三相短路冲击电流瞬时值=11.34，即，满足条件。热稳定性校验开关的热稳定性有效值=16，开关的热稳定试验时间t=4s，开关所在处的三相短路稳态电流=6.167，短路发热假想时间=2.5+0.25=2.75s，即=4=1024=2.75=104.6满足条件。(2)电流互感器lcz-35的校验电流互感器lcz-35的主要技术参数如下：表45 电流互感器的技术参数级次组合额定一次电流（a）额定二次电流（a）准确级次额定二次负荷（va）10%倍数不小于0.5/3 0.5/0.5 0.5/b 3/3b/b2010050.5503501020800b20271000b2035电流互感器lcz-35的b级10%倍数曲线如下：电流互感器变比的选择(1.21.5)= (1.21.5)75.2=90.24112.8a取=200a动稳定校验动稳定电流=42.2=15.726，满足条件。热稳定校验热稳定电流=13，即=1=169=2.75=104.6满足条件。2.出线柜出线柜选kyn6140.508，其内部线路及一次方案如下型号一次线路图主要设备kyn6140.508真空断路器zn65a40.5/2000a31.5电磁操动机构cd-10电流互感器lcz-35接地开关柜内设备中电流互感器选变比为3005、级次组合为0.5b、其他设备的校验同进线柜，均符合要求。3.电压互感器及避雷器柜选kyn6140.532（改）kyn6140.532（改）的内部线路及一次方案如下：型号一次线路图主要设备kyn6140.532（改）电压互感器jdj2-35熔断器xrnp350.5a避雷器hy5wz-51/134w（1）由于xrnp35型熔断器属于电压互感器专用保护，无需校验。（2）jdj2-35型电压互感器主要参数如下：表46 电压互感器参数型号额定电压kv试验电压kv额定容量va最大容量vajdj2-35一次线圈基本二次线圈辅助二次线圈一次对二次及地二次对地0.5级时1级时3级时350.195215025050010004.母线联络柜kyn6140.512、kyn6140.517主要设备及一次线路图如下型号一次线路图主要设备kyn6140.512真空断路器zn65a40.5/2000a31.5电磁操动机构cd-10电流互感器lcz-35型号一次线路图主要设备kyn6140.532电压互感器jdj2-35熔断器xrnp350.5a表47 熔断器xrnp35的主要技术数据额定电压kv额定电流a断流容量（三相）mva最大切断电流ka当切断极限短路电流时的极限电流（峰值）a熔丝电阻（）350.5100017700315二、35kv母线的选择1.母线选择（1) 型号选择母线的种类有矩形母线和管形母线，母线的材料有铜、铝。目前变电所的母线除大电流采用铜母线以外，一般尽量采用铝母线。本设计采用铜母线（tmy）。（2）母线截面选择 按经济电流密度选择母线截面时，根据变压器一次侧的额定电流来选择母线的规格，有= = =206.2 已知铜母线的经济电流密度为2.25，有= =91.6 初步选择tmy-1004矩形铜母线。 2.硬母线校验（1）母线动稳定校验kyn6140.5型高压开关柜宽1.418m，母线中心距为0.3m,则母线跨距为1.818m.三相短路电动力= = =259.6n 弯曲力矩按大于2挡计算，即 =47.2 =1.066 计算应力为 =44.3 硬铜母线=14044.3 故母线满足母线动稳定要求。（2）母线热稳定校验 =6.167 =59.8母线实际截面为 =505=250（）=59.8故母线也满足热稳定要求。三、母线支柱绝缘子的选择支柱绝缘子是用来固定导体部分并起到绝缘的作用，所以它应具有足够的介电强度的机械强度。可初选za-35型户内用绝缘子第五章 变电站供电系统第一节 供电电源选择矿山的供电电源，一般来源于电力系统的区域变电站或发电站。煤矿安全规程中规定：“矿井应有两回路电源线路。当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷”。为保证供电安全，所以汇能煤业35kv变电站采用双回路供电，主供进线电源由110kv蚕石站35kv配电装置侧出线间隔内引接，备供进线电源取自110kv陈家庄站35kv配电装置侧出线间隔内。第二节 系统运行方式及主接线形式的确定一、系统运行方式设计1.系统运行方式介绍煤矿变电站属于一级负荷,通常采用二个独立电源供电或双回路供电。为此,煤矿供电系统存在多种运行方式。如下图1所示: 当断路器1dl-8dl的通断状态不同时,大致出现8种运行方式。（1）系统分列运行；（2）系统并联运行；（3）一路运行一路备用；（4）一趟线路运行、二台主变分列运行；（5）一趟线路运行、二台主变并联运行；（6）一台主变运行、二趟线路并联运行；（7）二趟线路并联运行、二台主变分列运行；(8)二趟线路分列运行、二台主变分列运行图51煤矿典型供电系统图因此按照煤矿安全规程的规定，汇能35kv变电站电源采用分列运行方式，一回路运行时另一回路带电备用，以保证供电的连续性。二、变电站主接线及进出线选择变电站的主接线是实现电能输送和分配的一种电气接线，要满足安全、可靠、灵活、经济的设计要求。供配电系统变电所常用的主接线基本形式有线路一变压器组接线、单母线接线和桥式接线3种类型。 图52线路变压器组接线a.单母线不分段 b.单母线分段图53单母线接线 a.内桥式接线 b.外桥式接线图54桥式接线汇能站35kv侧采用全桥接线方式，该接线方式的优点是对变压器、线路的操作方便、运行灵活。且易于扩展成单母线分段形式。其缺点是设备多、投资大，变电所占地面积大。但考虑告成站的实际情况，此接线方式是合适的。汇能站10kv侧采用单母线分段接线方式，其优点是当某回受电线路或变压器因故障及检修停止运行时，可通过母线分段断路器的联络，保证继续对两段母线上的重要负荷供电。且操作方便、运行灵活，可实现自动切换以提高供电的可靠性。其缺点是当其中任一段母线需要检修或发生故障时，接于该段母线的全部进、出线均停止运行。因此，一、二级负荷必须由接在两母线上的环形系统或双回路供电，以便互为备用。同时变电站采用lgj型钢芯铝绞线架空进线方式。第三节 导线和电缆截面的选择与校验一、导线和电缆截面的选择原则（1）按允许载流量选择导线和电缆截面在导线和电缆（包括母线）通过正常最大负荷电流时，其发热温度不应超