毕业设计（论文）-煤矿地面变电所供电系统设计.doc

完整CAD设计文件，资料请加153893706摘要 煤矿地面变电所是煤矿供配电的重要组成部分，它直接影响整个煤矿供电的可靠运行，是联系地面与井下的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是地面变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是决定变电所电气部分技术经济性能的关键因素。本设计初步设计了煤矿地面35kV变电站的设计。设计过程主要包括负荷计算、主接线设计、短路计算、电气设备选择、继电保护方案等。通过对煤矿35KV变电站做负荷统计，用需用系数法进行负荷计算，根据负荷计算的结果确定出该站主变压器的台数、容量及型号。用标幺值法对供电系统进行了短路电流计算，为电气设备的选择及校验提供了数据。根据煤矿供电系统的特点，制定了矿井变电所的主结线方式、运行方式、继电保护方案。其中35kV侧为内桥接线，6kV主接线为单母分段。两台主变压器采用分列运行方式。并根据电流整定值以及相关数据的校验，选择了断路器、隔离开关、继电器、变压器等电气设备。关键词：变电所；地面；选型；系统设计；IAbstract Coal mine ground substation is an important part of the coal mine power supply, it directly affect the reliable operation of the whole coal mine power supply, is contact with the ground and underground of the intermediate links, plays a transformation and distribution of electric energy effect. Ground substation main electrical wiring is the main link, the main electrical wiring to unsafe has a close relationship with the selection of electrical equipment, power distribution equipment layout, the determination of relay protection and automatic device of electric substation technical and economic performance is the key factor. The preliminary design of the coal mine ground, 35 kv substation design. Its design process mainly include load calculation, the main wiring design, short-circuit calculation, electrical equipment selection, relay protection scheme, etc. Through to the coal mine do load statistical 35 kv transformer substations, the demand factor method for load calculation, according to the result of load calculation to determine the station of the main transformer sets, capacity and model number. With the method of power supply system for the short-circuit current calculation, provides the selection of electrical equipment and calibration data. According to the characteristics of the coal mine power supply system, make the mine substation main connection mode, operation mode, relay protection scheme. Within 35 kv side for bridge connection, 6 kv single mother block for main connection. Two of the main transformer USES operation mode respectively. And according to the current setting value and related data check, choose the circuit breaker, isolating switch, relay, transformers and other electrical equipment.Keywords: Substation; The ground; Selection; System design；目录1概述11.1矿井简介11.2供电系统概述11.2.1矿山企业对供电的基本要求11.2.2电力负荷的分级11.2.3煤矿原始负荷资料12 负荷计算及无功功率补偿32.1 负荷计算的目的32.2 负荷计算方法的确定32.3 负荷的计算32.3.1 负荷计算的公式32.3.2各用电设备组负荷计算42.4低压变压器的选择与损耗计算92.4.1低压变压器的选择92.5 6KV母线侧补偿前总计算负荷102.6 无功补偿及电容器柜选择112.6.1 无功补偿装置的装设方式112.6.2无功补偿计算112.6.3 电容器柜的选择及实际补偿容量计算122.7 补偿后6kV母线侧总计算负荷及功率因数校验123 变电所主变压器的选择143.1 变压器的选取原则143.2 变压器选择计算144 电气主接线设计174.1 对主接线的基本要求174.2 主接线方案的确定174.2.1 确定矿井35kV进线回路174.2.2 35kV、6kV主接线的确定175 短路电流计算205.1 短路电流计算的目的205.2短路电流计算的方法选取205.3 短路电流计算中应计算的数值205.4 三相短路电流计算计算的步骤205.5短路电流计算过程216 高压电气设备的选择306.1 高压电气设备选择原则306.2 高压开关设备的选择及校验306.2.1 高压断路器的选择及校验306.2.2 本所断路器的选择及校验316.2.3 隔离开关的选择及校验326.2.4 高压熔断器的选择346.3 互感器的选择及校验346.3.1 电流互感器的选择及校验356.3.2 电压互感器与避雷器的选择356.4 6kV高压开关柜的选择36 6.5 电力线路的选择37 6.5.1 35kV输电线路及母线的选择与校验376.5.2 6kV母线、电缆及架空线的选择386.5.3 母线支柱绝缘子及穿墙套管的选择517 继电保护557.1 35kV进出线与联络开关的继电保护整定557.1.1进出线开关的保护整定557.1.2 35kV母线联络开关保护整定597.2 变压器的继电保护整定598结论62致谢63参考文献64附录A65附录B711概述1.1矿井简介 本设计是一所35/6kV的陕西某煤矿矿井地面变电所，占地约3000。矿井产量60万t/年，采用一对竖井开拓，中央边界式通风。矿井为低沼气矿井，涌水量较小但有粉尘可能出现爆炸危险。 矿井最高温度为40，最低温度为-14，地面变电所为黄土，预期服役年限为60年，变电所与主副井的距离300m，井筒深度为400m。矿井地面变电所距上级变电所7km，采用双回路架空线供电，已知系统的2400MVA，系统的1800MVA，对本矿的引出线为过电流保护，动作时限为2s。电源中性点经电阻接地。1.2供电系统概述 电力是现代矿山企业的动力，第一考虑的是保证供其可靠和安全，并做到技术和经济方面合理的满足相关用电设备的需要。1.2.1矿山企业对供电的基本要求 矿山由于生产条件十分特殊，对供电系统要适应其特殊要求，具体的看如下要求： （1）保证供电安全和生产生活可靠； （2）保证供电电能达到相关的质量要求； （3）保证供电系统中相关的经济性要求；1.2.2电力负荷的分级 按照对供电的要求不同，一般将电力负荷分为三级，以便在不同情况下区别对待。本次设计由于多数用电设备属于一、二级，因此设计选择高压变压器时，一台变压器必须满足一、二级的用电需求。1.2.3煤矿原始负荷资料表1-1 煤矿原始负荷资料Table 1-1 coal mine original load data序号相关设备电压kV安装容量kW工作容量kW需要系数距离km备注1主井绞车68008000.810.850.3离副井80m2副井绞车67007000.780.80.3一类负荷续表1-1Renewal table 1-13压风机612006000.80.80.3超前4主扇风机6250012500.7-0.92超前5支民0.383103100.80.82.3三类负荷6矿综合厂0.383302900.620.80.8三类负荷7选煤厂0.388006500.750.780.35三类负荷8工人村0.384503600.850.811.7三类负荷9机修厂0.386205500.520.750.3三类负荷10地面底压0.388007000.70.750.2一类负荷11主排水泵6425017000.90.890.5一类负荷12一采区66806500.650.7813二采区611009500.70.7614井底车场63353350.750.752 负荷计算及无功功率补偿2.1 负荷计算的目的变电所工作的负荷电流或容量大小是为正确地选择合适的变压器的容量与无功补偿及其的装置、选择电气设备与导线、以及继电器保护的相关整定等提供技术参数，也是整定继电器有关保护的主要依据。2.2 负荷计算方法的确定负荷计算主要有以下方法，结合各自特点及本次设计的内容情况，确定合适的计算方法。1. 需要系数法：设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法比较简单，应用广泛，尤其适用配、变电所的负荷计算。2. 利用系数法：采用利用系数法求出最大负荷一个班次的平均负荷，在考虑设备的台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。这种方法的理论根据是概率论和数理统计。因而计算结果比较接近实际。适用于工业企业电力负荷计算，可是计算结果繁琐。3. 单位面积功率法、单位指标法和单位产品耗电量法。前两者多用于民用建筑，后者适用于某些工业建筑。在用电设备功率和台数无法确定时，或者设计前期，这些方法是确定设备负荷的主要方法。 综上所述，可知采取需要系数法来计算系统负荷。2.3 负荷的计算2.3.1 负荷计算的公式1）根据煤矿给定的原始数据，计算出。 （1）公式如下： （2-1） 式中： 用电设备组的有功功率计算； 用电设备组无功功率； 用电设备组视在功率； 设备总的额定容量，kW； 功率因数的正切值； 需要系数，表1-1中可以查得。 （2）多组用电设备组的计算负荷在配电干线上或车间变电所低压母线上，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车间变电所低压母线的计算负荷时，应再计入一个同时系数。具体计算如下： （2-2） 式中： 为变电站低压侧母线的有功、无功、视在计算负荷； 同时系数； 该配电干线或变电站低压母线上所接用电设备组总数； 分别对应于某一用电设备组的需要系数、功率因数角正切值、总设备容量； （3）对于低压用户的高压计算负荷，还应计入变压器和高压线路的功率。 2.3.2各用电设备组负荷计算1、用电设备分组，由表1-1确定各组用电设备的总额定容量。2、由表1-1查出各用电设备组的需要系数和功率因数，根据公式2-1计算出各用电设备组的计算负荷。（1）主提升机， 则: 有功功率 ； 无功功率 ； 视在功率 ；（2）主提升机 ， 则: 有功功率 ； 无功功率 ； 视在功率 ；（3）主扇风机 ， 则: 有功功率 ； 无功功率 ； 视在功率 ；（4）压风机 ， 则: 有功功率 ； 无功功率 ； 视在功率 ；（5）矿综合厂 ， 则: 有功功率 ； 无功功率 ； 视在功率 ；（6）机修厂 ， 则: 有功功率 ； 无功功率 ； 视在功率 ；（7）选煤厂 ， 则: 有功功率 ； 无功功率 ； 视在功率 ；（8）矿综合厂 ， 则: 有功功率 ； 无功功率 ； 视在功率 ；（9）主排水泵 ， 则: 有功功率 ； 无功功率 ； 视在功率 ；（10）一采区 ，则: 有功功率 ； 无功功率 ； 视在功率 ；（11）二采区 ， 则: 有功功率 ； 无功功率 ； 视在功率 ；（12）井底车场 ， 则: 有功功率 ； 无功功率 ； 视在功率 ；（13）工人村 ， 则: 有功功率 ； 无功功率 ； 视在功率 ；（14）支农 ， 则: 有功功率 ； 无功功率 ； 视在功率 ；结果记入表2-1全矿电力负荷计算负荷表中。表2-1 全矿负荷统计表Table 2-1 mineral sheers load statistics用户名称设备容量需要系数功率因数有功功率无功功率视在功率一、地面部分1、主提升机8000.810.850.626484027632、副提升机7000.780.80.755464106833、主扇风机12500.7-0.9-0.48875-4209714、压风机8000.80.80.756404808005、矿综合厂2900.620.80.751801352256、机修厂5500.520.750.882802513817、选煤厂6500.750.780.84873906258、地面低压7000.70.750.88490431653地面小计41462079二、井下部分9、主排水泵17000.90.890.511530784171910、一采区6500.650.780.844233854211、二采区9500.70.760.86665572875续表2-1Renewal table 2-112、井底车场3350.750.750.88251221334井下小计28881915三、其他用户13、工人村3600.850.810.7230622037714、支农3100.80.80.75248186310其他小计554406变电所总计758844002.4低压变压器的选择与损耗计算 2.4.1低压变压器的选择对各低压变压器选择时可按表2-1的计算容量进行选择。基于煤矿生产负荷对供电可靠性和安全性的要求且供电方式为双回路，应选两台或者两台以上变压器同时运行。并且，当其中的一台变压器发生故障时其余的应能承担全部一、二级负荷供电的任务。 （1）矿综合厂、机修厂、支农变压器分别选S7-160/6型、S7-250/6型、S7-200/6型油浸式铝线双绕组无励磁调压变压器各2台。（2）工人村变压器选3台S7-160/6型油浸式铝线双绕组无励磁调压变压器。（3）地面低压、选煤厂变压器选S7-200/6型浸式铝线双绕组无励磁调压变压器各4台。各低压变压器参数如表2-2所示。表2-2低压变压器参数及功率损耗计算表Table 2-2 low pressure transformer parameters and power loss calculation table负荷名称矿综合厂机修厂地面低压选煤厂工人村支农计算容量 (kVA)225381653625377310所选变压器参数型号S7S7S7S7S7S7容量(kVA)160250200200160200连接组别Y,yn0Y,yn0Y,yn0Y,yn0Y,yn0Y,yn06/0.46/0.46/0.46/0.46/0.46/0.4444.54.544.51.51.91.81.81.51.8损耗（kW）0.640.920.760.760.640.7645.84.84.844.8各项损耗值台数224432负荷率0.710.760.820.780.790.78 kvar1.67.66.36.31.66.3 kvar101612.612.61012.6 kW4.886.197.666.416.355.37 kvar15.1424.4637.537.1224.9519.31总计总有功损耗 kW36.86总无功损耗 kvar158.482.5 6KV母线侧补偿前总计算负荷由于本矿区配电线路短损耗非常小，忽略线路损耗不计。由表2-1可知，全矿总负荷为：，。考虑同时系数，有功取0.85，无功取0.9则6kV侧计算负荷由公式2-2计算可得：=7671kVA6kV无补偿时功率因数为：0.845功率因数角的正切值为：=0.632.6 无功补偿及电容器柜选择2.6.1 无功补偿装置的装设方式在供电系统中，无功补偿装置的装设方式一般有三种：高压集中补偿、低压集中补偿和分散就地补偿（分组或末端补偿）。根据实际情况可知，高压集中补偿能对企业高压侧的无功功率进行有效补偿，且便于集中运行维护，所以选择高压集中补偿。 电容器的装设方式如下：2.6.2无功补偿计算当采用提高用电设备自然功率因数的方法后，功率因数仍不能达到供用电规则所要求的数值时，就需要增设人工补偿装置。在工矿企业用户中，人工补偿广泛采用静电电容器作为无功补偿电源。用电力电容器来提高功率因数时，其电力电容器的补偿容量用下式计算： （2-4）式中平均负荷系数，计算时取0.7-0.8 补偿前功率因数角的正切值； 补偿后要达到的功率因数角的正切值；本设计要求功率因数达到0.9及以上。假设补偿后6kV侧功率因数，=0.92，=0.43。取0.8，则所需补偿容量由公式2-9计算得：=0.86481（0.63-0.43）=1037kvar2.6.3 电容器柜的选择及实际补偿容量计算本设计采用高压集中补偿方式。因矿井地面变电所6kV母线为单母分段接线，故所选电容器柜应分别安装在两段母线上，即电容器柜数应取偶数，由于电容器柜连接方式为角形连接，所以选择的柜数应是3的倍数。综合考虑先取柜数N=6。则每柜容量的计算容量为： 现选用GR-1/6型高压静电电容柜，每柜安装容量为=175kvar，最大不超过360kvar，据此可计算出电容器柜的数量为： 则 实际补偿容量为：kvar折算为计算容量为：kvar2.7 补偿后6kV母线侧总计算负荷及功率因数校验功率补偿后6kV侧有功功率 6481kW无功功率 4103-1300=2803kvar视在功率 7061 kVA补偿后6kV母线功率因数： 满足要求。3 变电所主变压器的选择3.1 变压器的选取原则供电变压器是根据其使用环境条件、电压等级及计算负荷选择其形式和容量。变电所的容量是有其装设的主变压器容量所决定的。从供电的可靠性出发，变压器台数是越多越好。但变压器台数增加，开关电器等设备以及变电所的建设投资都要增大。所以，变压器台数与容量的确定，应全面考虑技术经济指标，合理选择。当企业绝大多数负荷属三级负荷，其少量负荷或由邻近企业取得备用电源时，可装设一台变压器。如企业的一、二级负荷较多，必须装设两台变压器。两台互为备用，并且当一台出现故障时，另一台能承担全部一、二及负荷。特殊情况下可装设两台以上变压器。例如分期建设大型企业，其变电站个数及变压器台数均可分期投建，从而台数可能加多。3.2 变压器选择计算按第2章计算出来的计算负荷进行用电负荷分析，根据分析结果选择变压器容量及台数。其计算计算过程如下：1、用电负荷分析；将用户的用电负荷性质分别汇总。安全用电负荷负荷：包括副提升机、主扇风机、井下主排水泵各项，其总负荷为2951kW，占全矿总负荷的38.9%。主要生产负荷：包括主提升机、压风机、选煤厂、地面低压、一采区、二采区、井底车场各项，其总负荷为3133kW，占全矿总负荷的41.3%。其他负荷：包括矿综合厂、机修厂、工人村、支农各项，其总负荷为1504kW，占全矿总负荷的19.8%。 2、根据矿井主变压器的选择条件，一般选两台，当一台故障停运时，另一台必须保证一、二级负荷的用电。在上述分析中一、二级负荷占全矿总负荷的80.2%，当两台变压器中一台停止运行时，另一台必须保证80.2%的正常供电。 3、变压器的选择：根据矿井主变压器的选择条件，一般选两台，当一台故障停运时，另一台必须保证一、二级负荷的用电。在上述分析中一、二级负荷占全矿总负荷的80.2%，当两台变压器中一台停止运行时，另一台必须保证80.2%的正常供电。选用两台S7-6300/35型铜线双绕组无励磁调压变压器，其技术参数如表3-1所示：表3-1 主变压器技术参数Table 3-1 the main transformer technology parameters型号S7容量(kVA)6300连接组别Yd11电压36/6.3阻抗电压7.5空载电流0.9损耗（kW）空载8.2负载41两台主变压器采用分列运行方式，备用方式为暗备用。 变压器的损耗计算变压器负荷率：0.56空载无功损耗： 56.7kvar满载无功损耗：472.5kvar则有功损耗：kW无功损耗：kvar 35kV侧全矿负荷计算及功率因数校验有功功率 kW无功功率 kvar视在功率 kVA35kV侧功率因数校验0.9。满足设计的要求。 4.变压器经济运行方案的确定两台变压器经济运行的临界负荷值可由公式3-1确定。 （3-1）如果S宜一台运行，如果S宜两台运行。式中： 经济运行临界负荷， kVA； 变压器额定容量 ，kVA； 变压器空载有功损耗，kW； 变压器空载无功损耗,kW 变压器满载有功损耗，kW； 变压器满载无功损耗，kvar； 无功经济当量，大型矿井一般取无功经济当量kq=0.09。本矿两台变压器经济运行的临界负荷为：6300kVA故经济运行方案为：当实际负荷S3555kW时，宜一台运行，当实际负荷S3555kW时，宜两台运行。4 电气主接线设计变电所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，所以变电所的主接线有多种形式。确定变电所的主接线对变电所电气设备的选择、配电装置的布置及运行的可靠性与经济性等都有密切的关系，是变电所设计的主要任务之一。4.1 对主接线的基本要求在确定变电所主接线前，应首先明确其基本要求： （1）安全可靠。应符合国家标准和有关技术规范的要求，充分保证人身和设备的安全。此外，还应负荷等级的不同采取相应的接线方式来保证其不同的安全性和可靠性要求，不可片面强调其安全可靠性而造成不应有的浪费。 （2）操作方便，运行灵活。供电系统的接线应保证工作人员在正常运行和发生事故时，便于操作和维修，以及运行灵活，倒闸方便。 （3）经济合理。接线方式在满足生产要求和保证供电质量的前提下应力求简单，以减少设备投资和运行费用。 （4）便于发展。接线方式应保证便于将来发展，同时能适应分期建设的要求。4.2 主接线方案的确定4.2.1 确定矿井35kV进线回路35kV矿井变电所距上级供电电源7km，对上一级供电部门来说是一级负荷，故上级矿井变电所对矿井采用有备用的双回路供电，即35kV进线为两路架空线进线。4.2.2 35kV、6kV主接线的确定 1）本变电所是双电源进线的终端变电所，属双回路供电。主变容量，故拟定选用桥式接线。 桥式接线分为内桥、外桥、全桥三种。下对其可行性作简单比较。 内桥接线：它由两台受电线路的断路器和内桥上的母联断路器组成。主变压器与一次母线的隔离开关联结。它的优点是切换进线方便，设备投资、占地面积相对全桥少，缺点是倒换变压器不方便，继电保护较复杂，适用于距离较长，变压器切换不很频繁的变电所。这种接线一次侧可设线路保护，但主变压器和受电线路保护的短路器均由受电断路器承担，互有影响，这是它的主要缺点。 外桥接线：它由主变压器一次侧两断路器和外桥上的联络短路器组成，进线由隔离开关受电。这种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线分段的结线，且投资少，占地面积小。缺点是倒换线路时操作不方便。所以这种接线适用于进线短而倒闸次数少的变电所，或变压器采用经济运行需要经常切换的终端变电所。 全桥接线：它由进线的两台断路器、变压器一次侧的两断路器和35kV汇流母线上的联络短路器组成。这种接线方式适应性强，对线路、变压器的操作均方便，运行灵活，且易于扩展成单母线分段式的中间变电所（高压有穿越时负荷时）。继电保护全面。缺点是设备多，投资大，且变电所占地面积大。 考虑到本设计线路特点、主变压器的容量以及经济性要求，选择内桥式作为本设计的主接线方式。主变压器一次侧接线如下图所示。 图4-2 主变压器一次侧的接线Figure 4-2 wiring of the main transformer primary side2） 本设计采用单母分段，母线用断路器分段，这不仅便于分段检修母线，而且可减小母线故障影响范围。可以提高可靠性和灵活性。对矿上的重要用户从不同分段上引接，以便在母线上某一段发生故障的时候，能保证重要用户的正常供电，简单清晰，设备少，操作方便，且有利于扩建。主变压器二次侧的接线图如下图所示。图4-3 主变压器二次侧的接线Figure 4-3 main transformer secondary side of the connection5 短路电流计算5.1 短路电流计算的目的研究供电系统的短路并计算各种情况下的短路电流，对供电系统的拟定、运行方式的比较、电气设备的选择及继电保护整定都有重要意义。短路产生的后果极为严重，为了限制短路的危害和缩小故障影响范围，在供电设计和运行中，必须进行短路电流计算，以解决些列技术问题。(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) 设置和整定继电保护装置，使之能正确地切除短路故障。(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。5.2短路电流计算的方法选取 对于无限大容量供电系统三相短路电流计算的方法有两种： 1、绝对值法（有名单位制），主要用于低压电网中的短路计算。 2、相对值法（标幺制），主要用于高压中的短路计算。结合本设计的实际情况选取标幺值制法计算短路电流。5.3 短路电流计算中应计算的数值 1、短路电流,即三相短路电流周期分量第一周期的有效值。它可供计算继电保护装置的整定值和计算短路冲击电流及短路全电流最大有效值之用。 2、三相短路容量，用来判断母线短路容量是否超过规定值、作为选择限流电抗器的依据，并可供下一级变电所计算短路电流之用；3、短路电流稳态有效值,可用来校验设备、母线及电缆的热稳定性；4、短路冲击电流及短路全电流最大有效值，可用来校验电器设备、载流导体及母线的动稳定性。5.4 三相短路电流计算计算的步骤1、根据供电系统绘制等值网络（1）选取基准容量Sj和基准电压Uj，并根据公式决定基准电流值Ij。（2）求出系统各元件的标么基准电抗，将计算结果标注在等值网络图上。（3）按等值网络各元件的联接情况，求出由电源到短路点的总阻抗。（4）按欧姆定律求短路电流标么值：对于电源是无限大容量的系统，其短路电流标么值可按公式5-1求出： （5-1）且短路后各种时间的短路电流标么值与短路容量标么值都相等，即（5）求短路电流和短路容量；为了向供电设计提供所需的资料，应下列短路电流和短路容量： 求出次暂态短路电流和短路容量； 求出短路冲击电流和短路全电流最大有效值 kA MVA (5-2) kA kA 5.5短路电流计算过程短路点选取35kV母线侧、6kV母线侧及6kV各出线回路末端，各元件参数可由表1-1中获得。图5-1 系统短路计算电路图Figure 5-1 system short circuit calculation circuit diagram输电线路、主变压器和下井电缆均为一台（路）工作，一台（路）备用。该电源为无限大容量，其电抗标么值,最大运行方式下，系统阻抗为=0.041，最小运行方式下，系统阻抗为=0.056，离上一级变电所距离为7km。主变压器为两台，每台容量为6300kVA，=7.5。线路电抗：对于电缆=0.08/km，架空线=0.4/km。1、选取基准容量=100MVA 计算点时，选取=37kV， kA 计算点时，选取=6.3kV， kA2、计算各元件的电抗标幺值 （1）系统电抗： 最大运行方式下， =0.041 最小运行方式下， =0.056 （2）35kV进线（架空线）: （3）主变压器: （4）主提升机、副提升机(电缆): （5）主扇风机（架空线）： （6）压风机（电缆）： （7）矿综合厂（架空线）： （8）机修厂（电缆）： （9）选煤厂（电缆）： （10）地面低压（两台分列运行）： 由于变压器在所内，只计算变压器阻抗，不计线路 （11）工人村（架空线）： （12）支农（架空线）： （13）下井电缆： （14）主提升机（异步电动机）： （15）主扇风机（同步电动机）：查表可知3、将上述计算的值绘制成等效电路图，如下图所示。 图5-2短路等效电路图Figure 5-2 short circuit equivalent circuit diagram4、各短路点短路计算（1）点短路（35kV）最大运行方式下短路回路电抗标么值为：短路电流标么值：则：最大运行方式下点短路时的短路参数为：次暂态电流周期分量： kA短路电流冲击值： kA短路全电流最大有效值： kA次暂态三相短路容量： MVA最小运行方式下短路回路电抗标么值为：短路电流标么值：则：最小运行方式下点短路时的短路参数为：次暂态电流周期分量： kA短路电流冲击值： kA短路全电流最大有效值： kA次暂态三相短路容量： MVA（2）点短路（6kV母线）因主扇风机（同步电动机）、主提升机（异步电动机）构成附加电源，要考虑电动机反馈的影响，异步电动机只对短路冲击电流有影响。S1支路提供的短路参数：最大运行方式下短路回路电抗标么值为：短路电流标么值：则：最大运行方式下点短路时，S1支路提供的短路参数为：次暂态电流周期分量： kA短路电流冲击值： kA短路全电流最大有效值： kA次暂态三相短路容量： MVA最小运行方式下短路回路电抗标么值为： 短路电流标么值： 则：最小运行方式下点短路时，S1支路提供的短路参数为：次暂态电流周期分量： kA短路电流冲击值： kA短路全电流最大有效值： kA次暂态三相短路容量： MVAS2支路提供的短路参数：S2支路为异步电动机构成的附加电源，故只考虑其对短路冲击电流的影响。异步电动机提供的冲击电流可由公式5-3计算： （5-3）式中： 电动机的额定电流； 电动机反馈电流冲击系数，对于高压电动机取=1.41.7，对于低压电动机取=1 异步电动机的电势平均值=0.9，则：S2支路的额定电流为： kAS2支路电抗为：由公式5-3可得，S2支路提供的短路冲击电流为： kAS3支路提供的短路参数：取=0.9，则该支路的额定电流为： kA 考虑到同步电动机一般装有低压保护装置，当t0.2秒后，开关跳闸，故它对稳态短路电流无影响，利用+0.07=0.27（0.07）是考虑查具有阻尼绕组的水轮发电机计算曲线时，计算电抗需增加的数值）查具有阻尼绕组的水轮发电机计算曲线，得：, 则：次暂态电流周期分量： kA短路电流冲击值： kA短路全电流最大有效值： kA次暂态三相短路容量： MVA故：最大运行方式下点短路时的短路参数为：次暂态电流周期分量： kA短路电流冲击值： kA短路全电流最大有效值： kA次暂态三相短路容量： MVA最小运行方式下点短路时的短路参数为：次暂态电流周期分量： kA短路电流冲击值： kA短路全电流最大有效值： kA次暂态三相短路容量： MVA （3）点短路（下井电缆）最大运行方式下短路回路电抗标么值为：短路电流标么值：则：最大运行方式下点短路时的短路参数为：次暂态电流周期分量： kA短路电流冲击值： kA短路全电流最大有效值： kA次暂态三相短路容量： MVA最小运行方式下短路回路电抗标么值为：短路电流标么值：则：最小运行方式下点短路时的短路参数为：次暂态电流周期分量： kA短路电流冲击值： kA短路全电流最大有效值： kA次暂态三相短路容量： MVA5、其他短路点计算类似，不作具体叙述，结果见下表。表5-3 短路点参数表Table 5-3 short circuit parameter list短路点最大运行方式最小运行方式kAkAkAMVAkAkAkAMVA35kV母线k16.4716.59.834156.0915.549.263916kV母线 k27.1318.1910.8376.87.0618.0210.72 75.8 下井电缆 k36.1415.679.33676.0815.519.2466主、副提升机 k46.1415.679.33676.0815.519.2466主风扇机 k52.666.784.04292.566.533.8928压风机k66.1415.679.33676.0815.519.2466矿综合厂k74.1210.516.26454.0310.286.1344机修厂 k86.1415.679.33676.0815.519.2466选煤厂 k96.1415.669.33676.0415.49.1866地面低压 k101.12.811.67121.012.561.5411工人村 k112.937.474.45322.847.244.3231支农k122.476.33.75273.286.073.6226 6 高压电气设备的选择电气设备选择是变电所电气设计的主要内容之一。选择是否合理将直接影响整个供电系统的可靠运行。变电所主要的电气设备有：高压断路器；隔离开关；熔断器；电压互感器；电流互感器；避雷器；母线和绝缘子；成套配电装置。6.1 高压电气设备选择原则 对各种电气设备的基本要求是正常运行时安全可靠，短路通过短路电流时不致损坏，因此，电气设备必须按正常工作条件进行选择，按短路条件进行校验。1）按正常条件选择 环境条件：电气设备在制造上分户内、户外两大类。此外，选择电气设备，还应根据实际环境条件考虑防水、防火、防腐、防尘、防爆以及高海拔区或湿热地区等方面的要求。2）按电网额定电压选择电气设备的额定电压在选择电器时，一般可按照电器的额定电压UN不低于装置地点电网额定电压的条件选择，即：3）按最大长时负荷电流选择电气设备的额定电流电气设备的额定电流应不小于通过它的最大长时负荷电流，即：4) 按短路情况校验 （1）按短路情况来校验电气设备的动稳定和热稳定。 （2）按装置地点的三相短路容量来校验开关电