机电一体化毕业论文：变电所供电系统设计.doc

阳泉职业技术学院毕业设计说明书毕业设计说明书毕业生姓名：专业：学号：指导教师：所属系（部）：二一二年五月毕业设计评阅书题目： 东山煤矿工业广场35/6kv变电所供电系统设计 机电系机电一体化专业 姓名 设计时间：2012年 2 月 15 日2012 年 5 月 10 日 评阅意见：成绩： 指导教师：（签字） 职务：200 年月日太原理工大学阳泉学院毕业设计答辩记录卡 机电 系 机电一体化 专业 姓名答 辩 内 容问 题 摘 要评 议 情 况 记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。 专业答辩组组长：（签名） 200 年月日47目录摘要1abstract21 绪 论32 负荷计算与变压器选择72.1负荷分级与负荷曲线72.1.1 供电负荷分级及其对供电的要求72.1.2 负荷曲线72.2 矿井用电负荷计算82.2.1 设备容量确定82.2.2 需用系数的含义92.2.3 需用系数法计算电力负荷92.3 功率因数的改变142.4 主变压器的选择152.4.1 变电站主变压器容量的确定152.4.2 主变压器台数的确定152.4.3 主变压器损失计算162.4.4 主变压器选型162.5 全矿年电耗与吨煤电耗173 供电系统的确定与短路计算173.1 短路电流的分类与计算目的173.1.1 短路的原因183.1.2 短路的种类183.1.3 短路的危害183.1.4 短路电流计算的目的183.1.5 短路电流计算的标幺值法183.2 短路电流计算193.2.1 计算各元件的电抗标幺值193.2.2 短路电流计算193.3 东山煤矿供电系统简图203.3.1 主接线形式203.3.2 单元接线203.3.3 桥形接线203.3.4 单母线分段式接线214.1 35kv设备选型234.1.1 35kv架空线、母线的选择234.1.2 电压互感器、熔断器的选择244.1.3 电流互感器的选择254.1.4 35kv避雷器选择254.1.5 带接地刀闸的隔离开关选型254.1.6 隔离开关的选择264.1.7 35kv断路器的选择274.2 6kv电气设备的选择284.2.1 母线的选择284.2.2 母线瓷瓶及穿墙套管294.2.3 断路器选择304.2.4 隔离开关选择304.2.5 电流互感器的选择314.2.6 下井电缆型号及截面的选择314.2.7 电压互感器的选择325 继电保护方案及调整325.1 概述325.2 继电保护的优化配置及整定原则335.3 供电系统继电保护配置情况335.4 35kv进线保护335.4.1 限时速断保护的整定计算345.4.2 过流保护的整定计算345.4.3 35kv母线开关保护355.5主变器保护355.5.1 主变差动保护355.5.2 主变过流保护375.5.3 主变过负荷保护375.6 6kv母联保护385.7 各6kv出线保护386 变电所室内外布置396.1 电气总平面布置的特点396.2 变电站土建要求396.3 电气照明407 防雷保护及措施407.1 变电所的防雷407.1.1 变电所的防雷设计原则407.1.2 变电所主要防雷设备407.1.3 防雷设计基本经验417.1.4 变电所的防雷设计417.2 变电所的接地设计447.2.1 设计原则447.2.2 简单接地设计44致 谢46参考文献47摘要 近年来随着科技的飞速发展，电将在我们的生活和时代主宰的越来越多，时时刻刻，方方面面，针对煤矿而言，能够清楚的认识电学的知识是我们每个人所必掌握的，电力系统，负荷多少，短路预防处理，电器设备的选择，电力线路以及防雷保护等等。事关我们生活中的点点滴滴，能够成功的认识及掌握一门电学知识是至关重要的。我们将注重系统性和理论联系实际的原则，将电学完全的理解掌握，以备不时之需。掌握好一门知识是我们就业前的第一步，也是尤为重要的一步，关键的一步。关键词：电力系统 电器设备 防雷保护 abstractwith the rapid development of science and technology in recent years, the power will dominate more and more, every moment, every aspect of coal mine, a clear understanding of the electrical knowledge each of us must grasp in our life and times power system, load the number of short-circuit prevention processing, electrical equipment selection, power lines and lightning protection and so on. related to our life bit by bit, to be able to successfully understand and grasp an electrical knowledge is essential. we will focus on the systematic and theory with practice and the principles of electricity completely understand and master to prepare for contingencies. mastering acknowledge is the first step in our pre-employment, is particularly important step, a critical step.key words：power system electrical equipment lightning protection1 绪 论东山煤矿位于鄂尔多斯高原东部，在内蒙古自治区鄂尔多斯市南部，距伊金霍洛旗35km,距陕西省神木县大柳塔镇15km，隶属神华集团神东公司。总地形趋于北高南低，海拔标高+1280m，最低+1150m。本区属于中温带，由于高原地形，又多沙漠，气候干燥，多风沙少雨，冬寒夏热,温差大，冰霜期长，属于干旱半沙漠高原大陆性气候，年最高气温为36.6，年平均气温为20，年最低气温为-27.9，年最热月平均最高气温为30，年最热月平均气温为24，年最热月地下0.8m处平均温度为22，降雨多集中在7、8、9月份，年降水量为194.7531.9mm，结冰期一般在10月至次年4月底，最大冻土厚度为1.71m，风向多西北，风速一般为3.3m/s，最大风力可达10级，地震烈度为6级，年雷暴日数为18。地层以砂粘土为主，地下水位为1m。1997年10月16日该矿正式移交投产，设计能力由60万吨/年改扩建到300万吨/年，实际生产能力在2004年完成筛选厂旁路直通系统改造工程后可达1200万吨/年。该矿井田南北走向长6.12公里，东西倾斜长6公里，面积36.7平方公里；现有地址储量为7.4亿吨，可采储量为4.9亿吨；储量备用系数按1.4计算；矿井服务年限为35.6年。采用综合机械化采煤，年工作日300天，全矿总装机容量为10419.8kw，设备容量为9466.8kw，设备总台数为302台。东山煤矿供电系统由两条35kv进线供电。其两条进线分别到所内室外两个35/6kv主变压器，室外部四脚分别设置四个15米高的避雷器。采用单母分段的主接线形式，主母线分为两段，每段母线间以断路器隔开使用高压六氟化硫断路器，稳定性及灭弧能力较高。表 1.1 全矿负荷统计及相关数据序号负荷名称电压单机容量设备台数设备容量(kw)kdcostan计 算 负 荷kvkw总计工作总计工作p30kwq30kvars30kvai30a一综采工作面1采煤机3.31500110.650.702乳化液泵1.14224320.650.703喷雾泵1.14112210.650.704转载机1.14315110.650.705刮板机3.32700110.650.706破碎机1.14315110.650.707其它0.660.650.70小计（k=0.9）二连采掘进工作面1采煤机1.14550110.500.652锚杆机1.1490110.500.653风机0.6628220.500.654小水泵0.66423110.500.655破碎机0.66135110.500.656胶带机0.66160440.500.657大水泵0.6637210.500.65小计（k=0.9）三综采掘进工作面1综掘机0.66150110.500.652胶带机0.66160110.500.653转载机0.6611110.500.654风机0.6628110.500.655锚杆机0.6611110.500.656水泵0.664830.500.65小计（k=0.9）四主运系统1顺槽1#胶带机1.143420110.500.652顺槽2#胶带机1.142420110.500.653集运胶带机1.142420110.500.654主井1#胶带机0.66660110.500.655主井2#胶带机1.141065110.500.656101胶带机6560110.500.65小计（k=0.9）五井下供排水12211加压泵0.6690210.750.7521088加压泵0.6645210.750.753主排水泵0.66110320.750.754其它水泵0.6641890.750.75小计（k=0.9）六机修厂1龙门吊0.38130110.300.652车床0.3865110.300.653刨床0.3820110.300.654电焊机0.380.945330.300.655铣床0.3840110.300.656钻床0.3811110.300.657烤箱0.3850110.300.65小计（k=0.9）七地面负荷1厂区通风机0.3875210.800.852压风机0.38132310.800.853锅炉房0.3888530.800.854灯房0.38160.700.955暖风机0.3818420.750.80小计（k=0.9）八旁路系统1给煤机0.66701240.660.702胶带机0.66160110.660.703胶带机6450330.660.704香蕉筛0.6637220.660.705手选带0.6611220.660.706除铁器0.6617.5440.660.707台出尘器0.6637210.660.708石胶带机0.6611110.660.709破碎机0.66110330.660.7010刮板机0.66160220.660.7011其它0.66100小计（k=0.9） 矿井年产量：1200万吨 服 务 年 限：36.5年 该矿井为地下水水位为1m矿区冻土带厚度为1.71m，变电所土质为粘土;两回35kv架空电源线路长度：l1=l2=8km;两回上级35kv电源出线断路器过流保护动作时间：t1=t2=2s;本所35kv电源母线最大运行方式下的系统电抗: =0.1 (=100mva);本所35kv电源母线最小行方式下的系统电抗:=0.167 (=100mva);井下6kv母线上允许短路容量: =50mva;本所6kv母线上补偿后功率因数要求值：=0.962 负荷计算与变压器选择2.1负荷分级与负荷曲线2.1.1 供电负荷分级及其对供电的要求根据用电设备在工艺生产中的作用，以及供电中断对人身和设备安全的影响，电力负荷通常可分为三个等级：一级负荷：为中断供电将造成人身伤亡，或重大设备损坏难以修复带来极大的政治经济损失者。一级负荷要求有两个独立电源供电。东山煤矿属于国有能源部门，其中断供电将有可能造成人员伤亡及重大经济损失，属于一级负荷。 二级负荷：为中断供电将造成设备局部破坏或生产流程紊乱且需较长时间才能恢复或大量产品报废，重要产品大量减产造成较大经济损失者。二级负荷应由两回线路供电，但当两回线路有困难时（如边远地区）允许由一回架空线路供电。 三级负荷：不属于一级和二级负荷的一般电力负荷，三级负荷对供电无特殊要求，允许长时间停电，可用单回线路供电。东山煤矿属于比较重要的工业部门，其供配电采用两条进线，下设两个35kv的电力变压器，该矿大部分单位为三班制，少数为一班制或两班制，年最大有功负荷利用小时为6500h。2.1.2 负荷曲线年最大负荷：就是指一年中典型日负荷曲线（全年至少出现3次的最大工作班负荷曲线）中的最大负荷，即30min内消耗电能最大时的平均负荷。并分别用符号、表示年有功、无功和视在最大负荷。年最大负荷小时是这样一个假想时间，电力负荷按照年最大负荷持续运行时间所消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗电能。如图2-2所示，年最大负荷延伸到的横线与两坐标轴所包围的矩形面积，恰好等于年负荷曲线与两坐标轴所包围的面积，既全年实际消耗的电能。因此年最大负荷利用小时： ， h （2-1）式中全年消耗的有功电能，kw.h 。而一般计算矿用最大负荷利用小时可以用公式近似计算： （2-2）其中w既为矿井年产煤量（万吨/年），东山煤矿年产量设计为300万吨，实际年产量1200万吨。为两班制企业，按公式2-2计算其年耗电量为6500小时左右。年每日最大负荷曲线图2-1与年最大负荷和负荷利用小时图2-2如下：负荷曲线图2.2 矿井用电负荷计算2.2.1 设备容量确定将不同工作制的铭牌功率换算为统一的功率。电动机1）长期工作制（连续运转时间在2小时以上者）的电动机，按电动机的额定容量。2）短时工作制（连续运转时间在10分钟至2小时范围内）的电动机按电动机的额定容量确定。如此类电动机正常不使用（事故或检修时用）支线上的负荷按额定容量确定；干线上的负荷可不考虑。3）反复短时工作制（运转时为反复周期地工作，每周期内的接电时间不超过10分钟者）的电动机，按电动机暂载率为25%时的额定容量确定，当电动机铭牌上的额定容量不是25%的暂载率时，应按下式换算： (2-3) 式中 换算的额定容量，千瓦； 与某一暂载率相应的电动机铭牌功率，千瓦； 与相对应的暂载率； 换算的暂载率，既25%。2.2.2 需用系数的含义以一组用电设备来分析需用系数值的含义。设该组用电设备有n台电动机，其额定总容量为（kw）。则当此用电设备组满载运行时需从电网接用容量 ； kw （2-4）式中 用电设备从电网吸收容量，kw； n台电动机的加权平均效率， （2-5）然而n台电动机同时运行的可能性很小。我们可以定义同时运行系数本次设计所需用席数按照参考质料均已记入表中2.2.3 需用系数法计算电力负荷在确定了容量后可以按需用系数法计算负荷1）用电设备组计算负荷的确定用电设备组是由工艺性质相同、需用系数相近的一些设备合并成的一组用电设备。在一个车间中，可以根据具体情况将用电设备分为若干组，再分别计算各用电设备组的计算负荷。其计算公式为： kw kva kva a （26）式中、该用电设备组的有功、无功、视在功率计算负荷；该用电设备组的设备总额定容量，kw额定电压，vtan功率因数角的正切值该用电设备组的计算负荷电流，a需用系数2）多个用电设备组的计算负荷在配电干线上或矿井变电所低压母线上，常有多个用电设备组同时工作，但是各个用电设备组的最大负荷也非同时出现，因此在求配电干线或矿井变电所低压母线的计算负荷时，应再计入一个同时系数。具体计算公式如下： i=1，2，3.m (2-7)式中、为配电干线或变电站低压母线有功、无功、视在功率计算负荷；同时系数m 为配电干线或变电站低压母线上所接用电设备总数;该干线或低压母线上的额定电压，v该干线变电站低压母线上的计算负荷电流，a需用系数、分别对应于某一用电设备组的需用系数、功率因数角的正切值、总设备容量。 将在同一区域电压和需用系数相同的设备合为一组，同一区域不同电压或需用系数的设备为单独设备，可分组为：将主运系统电压为6kv的101胶带机为一组设备，序号为no.1将旁路系统电压为6kv的胶带机为一组设备，序号为no.2将综采工作面电压为3.3kv的所有设备合为一组，序号为no.3将综采工作面电压为1.14kv的所有设备合为一组，序号为no.4将连采掘进工作面电压为1.14kv的所有设备合为一组，序号为no.5将主运系统电压为1.14kv的所有设备合为一组，序号为no.6将连采掘进工作面电压为0.66kv的所有设备合为一组，序号为no.7将综采掘进工作面电压为0.66的所有设备合为一组，序号为no.8将主运系统电压为0.66kv的主井1胶带机为一组设备，序号为no.9将井下供排水电压为0.66kv的所有设备合为一组，序号为no.10将旁路系统电压为0.66kv的所有设备合为一组，序号为no.11将机修厂电压为0.38kv的所有设备合为一组，序号为no.12将地面负荷电压为0.38kv的暖风机为一组，序号为no.13将地面负荷电压为0.38kv除暖风机的所有设备为一组，序号为no.14 由三角函数公式tan=tan(artcos)可得知一下数据：cos=0.70tan=1.02 cos=0.75tan=0.88 cos=0.80tan=0.75 cos=0.65tan=1.17 cos=0.85tan=0.62根据要求及需用系数负荷计算公式，分别计算no.1no.14矿用负荷：1）no.1=560kw =0.50 cos=0.65tan=tan(artcos)=1.17=0.50560=280kwq10=tan=2801.17=327kvas10=p10cos= =280/0.65=430kvai10=s10/un=430kva/(1.7326)=41.3a2) no.2=1350kw =0.66 cos=0.70tan=tan(artcos)=1.02=pe=0.661350=891kwq20=tan=8911.02=908kvas20=cos= =891/0.70=1272kvai20=s20/un=1272/(1.7326)=122.4a 这样井下6kv低压母线上低压母线有功、无功、视在功率计算负荷、负荷电流如下(同时系数=0.9)：(280+891）0.9=1053.9kw=(327+908）0.9=1111.5kva=（1053.9+1111.5）=1532kva=1532/(1.7326)147a3) no.3=2900kw =0.65 cos=0.70tan=tan(artcos)=1.02=pe=0.652900=1885kwq30=tan=18851.02=1923kvas30=cos= =1885/0.70=2692kvai30=s30/un=2962/(1.7323.3)=470.9a 这样3.3kv低压母线上低压母线有功、无功、视在功率计算负荷、负荷电流如下(同时系数=0.9)：18850.9=1696.5kw=19230.9=1730.7kva=（1696.5+1730.7）=2424kva=2424/(1.7323.3)424a4) no.4=1190kw =0.65 cos=0.70tan=tan(artcos)=1.02=pe=0.651190=773kwq40=tan=7731.02=788kvas40=cos= =7730.70=1105kvai20=s20/un=1105/(1.7321.14)=559.6a5)no.5=640kw =0.50 cos=0.65tan=tan(artcos)=1.17=pe=0.50640=320kwq50=tan=3201.17=374kvas50=cos= =320/0.65=492kvai50=s50/un=492/(1.7321.14)=294.2a6）no.6=4005kw =0.50 cos=0.65tan=tan(artcos)=1.17=pe=0.504005=2002.5kwq50=tan=2002.51.17=2342kvas60=cos= =2002.5/0.65=3080kvai60=s60/un=3080/(1.7321.14)=1559.9a 这样1.14kv低压母线上低压母线有功、无功、视在功率计算负荷、负荷电流如下(同时系数=0.9)：（773+320+2002.5)0.9=kw=(788+374+2342)0.9=kva=(2785.95+3153.6)=4207kva=4207/(1.7321.14)2130a同理可得0.66kv和0.38线上各负荷的有功、无功、视在功率计算负荷以及（表21）有功、无功、视在功率计算负荷：表2-1区域设备pcaqcascaicano.7452528695607.9no.8186217286250.2no.9330386507443.5no.10293258391342no.1186087712281074.3no.1295.65112147223.3no.1327203451.7no.14376.8233443673 这样0.66kv低压母线上低压母线有功、无功、视在功率计算负荷如下(同时系数=0.9)：(452+186+330+293+860)0.9=1908.9kw=(528+217+386+258+877)0.9=2039.4kva=(1908.9+2039.4)=kva=2793/(1.7320.66)2443a 这样0.38kv低压母线上低压母线有功、无功、视在功率计算负荷如下(同时系数=0.9)：499.450.9=kw=3650.9=kva=(449.5+328.5)=556kva=556/(1.7320.38)845a 这样可求得变电所变电所总的有功功率为8772kw，无功功率为9293k。考虑同时需用系数k取0.9，得：总的有功功率为7894kw，总的无功功率为8363k。计算可得功率因数约为0.62，需用电容器补偿。2.3 功率因数的改变经计算全矿功率因数7894/12802=0.6160.9若功率因数偏低，在保证供用电设备的有功功率不便的前提下，电流将增大。这样电能损耗和导线截面增加，提高了电网初期投资的运行费用。电流增大同样会引起电压损失的增大。为了减少电能转化的损耗，降低投资，一般采用电力电容器进行补偿。 需要电容器的容量： qcpz（tg1tg2） (2-8)式中 qc补偿电容器的容量，单位：千乏pz总有功功率， 单位：千瓦tg1补偿前的功率因数，tg2补偿后的功率因数,cos1=0.616cos2=0.9计算可知，tg11.279, tg2=0.484qc7894(1.279-0.484)=6275选择gr-1c-08型电容柜，容量为120千法。需用电容柜的数量：n=6275120=52 取52个柜利用电力电容补偿容量为qc120526240千法补偿后变电所总无功功率：qz8363-6240=2123千法补偿后的功率因数：cos0.960.9满足要求。由于煤矿变电所6千伏供电采用单母线分段，电容器分别安装在一 、二段母线上。故每段补偿电容器容量3120千乏。分别安装26个电容柜。共计52个电容柜。满足无功功率的补偿要求。2.4 主变压器的选择2.4.1 变电站主变压器容量的确定主变压器容量的确定（1）主变压器容量一般按变电站建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期1020年的负荷发展。对于城郊变电站，主变压器容量应与城市规划相结合。（2）根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%80%。（3）同级电网的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化。2.4.2 主变压器台数的确定(1)对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜。(2)对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，在设计时应考虑装设两台主变压器的可能性。(3)对于规划只装设两台主变压器的变电站，其变压器基础宜按大于变压器容量的12级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。2.4.3 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，在未选型之前可用（2.2 负荷计算中的）公式计算负荷按下式近似计算如下：pt=0.015sca=0.01512802=192kwqt=0.06qca=0.0612802=768kvar变电所35千伏母线总负荷：pz=pca+pt=7894+192=8086kwqz=qz+qt=8363+768=9131kvarsz=(pz+qz)=(8086+9131)=12196kva2.4.4 主变压器选型为了保证煤矿供电，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变压器为：stksbpz/cos=0.858399/0.96=7159kva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sf710000/35型电力变压器两台，作为主变压器。sf-10000/35型电力变压器技术数据如下： 表2.2 sf-10000/35型电力变压器技术数据容量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kw10000356.37.50.813.653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： =st/2sn=8399/210000=0.358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： pz=pca+pt=7894+133=8027kw qz=qz+qt=8363+292.23=8655.23kvar sz=(pz+qz)=(8027+8655.23)=11804kva2.5 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： an=pztmax=80276500=52175500度则吨煤电耗为： at=an/t=52175500/1000000=52.17553 供电系统的确定与短路计算3.1 短路电流的分类与计算目的短路点的设置见图3.1，等效电路图见图3.2如下：东山煤矿工业广场35/6kv变电站图3.1 短路点的设置图3.2 等效电路图3.1.1 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。3.1.2 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，都可以归纳为对称短路的计算。3.1.3 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。3.1.4 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。3.1.5 短路电流计算的标幺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。3.2 短路电流计算本矿总容量超过定值，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3.2.1 计算各元件的电抗标幺值选取基准容量：100mva选取短路点所在母线的平均电压为基准电压，即：选取37kv，id1=100/337=1.56ka选取6kv，id2=100/36=9.62ka37kv母线最大运行方式时soc.max=1000mva,soc.min=600mva可计算出系统阻抗0.1，小运行方式时系统阻抗为0.167。主变压器：3.2.2 短路电流计算点短路：（1）最大运行方式：xmin=0.1 ik1=i0.2=i=ik1id1=id1/xmin =1.56/0.1=15.6ka =100/0.1=1000mva ish1=2.55ik1=2.5515.6=39.78 ish1=1.52ik1=1.5215.6=23.71（2）最小运行方式：xmax=0.167ik1=id1/xmax=1.56/0.167=9.34kaik1=0.866ik1=0.8669.34=5.99ka 点短路（1）最大运行方式： xmin=x1+x3=0.1+0.92875=1.02875 ik2=i0.2=i=id2/xmin =9.62/1.02875=9.35ka =100/1.02875=97.2mva（2）最小运行方式： xmax=x1+x3=0.167+0.92875=1.09575 ik2=id2/xmax=9.16/1.09575=8.78ka ik2=0.866ik2=0.8668.78=7.60ka3.3 东山煤矿供电系统简图3.3.1 主接线形式变电站的主接线是由各种电气设备（变压器、断路器、隔离开关等）及其连接线组成，用以接受和分配电能，是供电系统的组成部分，它与电源回路数、电压和负荷的大小、级别以及变压器的台数容量等因素有关。3.3.2 单元接线发电机与变压器直接连接成一个单元，组成发电机变压器组，称为单元接线。它具有接线简单，开关设备少，操作简便，以及因不设发电机电压级母线，使得在发电机和变压器低压侧短路时，短路电流相对而言于具有母线时，有所减小等特点；这种单元接线，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择出口断路器时，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。3.3.3 桥形接线当只有两台变压器和两条输电线路时，多采用桥形接线，使用断路器数目最少；桥形接线可分为内桥式和外桥式；内桥式桥连断路器设置在变压器侧，外桥式桥连断路器则设置在线路侧。桥连断路器正常运行时处于闭合状态。当输电线路较长，故障几率较多，而变压器又不需经常切除时，用用内桥式接线比较合适；外桥式接线则在出线较短，且变压器随经济运行的需要需经常切换，或系统有穿越功率流经本厂时，就更为适宜。外桥接线对变压器的切换方便，比内桥少两组隔离开关，继电保护简单，易于过渡到全桥或单母分段接线，且投资少，占地面积小，缺点是倒换线路时操作不方便，变电所一侧无线路保护，适用于进线短而倒闸次数少的变电所或变压器经常驻需要切换以及可能发展为有穿越负荷的变电所。内桥结线一次侧可设线路保护，倒换线路时操作方便，设备投资与占地面积无较全桥少，缺点是操作变压器和扩建成全桥或单母分段不如外桥方便，适用于进线距离行，变压器切换少的终端变电所。桥型接线见图3.3所示图3.3 桥型接线3.3.4 单母线分段式接线有穿越负荷的两回电源进线的中间变电所，其受、配电母线以及桥式接线变电所主变二交侧的配电母线，多采用单母分段，多用于具有一二级负荷，且进出线较多的变电所，不足之处是当其中任一段母线需要检修或发生故障时，接于该母线的全部进出线均应停止运行。单母线分段式接线图如下：图3.4 单母线分段式接线方案比较：单元接线当其中一元件发生故障时整个单元都要停电检修，不能满足该矿供电的要求。单母线分段接线一般用于进出线回路较多的中间变电所。图3.5 35/6kv主接线图我们在35千伏侧选用全桥型接线，全桥型接线灵活可靠，也可扩展成为单母线分段接线。而6千伏侧我们则选用单母线分段接线。综合比较东山煤矿的35kv侧采取外桥形式的主接线，而其6kv线路上采取单母分段，共分三段，每段之间用断路器，隔离开关连接。图3.6 煤矿供电系统简图4 设备选型4.1 35kv设备选型4.1.1 35kv架空线、母线的选择变电所中各种电压配电装置的母线,以及电器间的连接大都采用铜、铝或钢的矩形、圆形、管形裸导线或多芯绞线。铜的导电性好，抵制化学侵蚀性强，因此在大电流装置中或在由化学侵蚀的地区宜采用铜导线。铝导线比重小，比较经济，在屋内外配电装置中都广泛采用铝母线。母线的截面形状，35kv及以下的屋内配电装置中，都采用矩形截面。因为它的冷