毕业设计（论文）-煤矿35KV供电系统设计.doc

河南科技大学毕业设计（论文）说明书 0 毕业设计（论文）说明书毕业设计（论文）说明书 设计（论文）题目：煤矿设计（论文）题目：煤矿35KV35KV供电系统设计供电系统设计 学学 校校 ： 函授教学站点：函授教学站点： 继续教育学院 年年 级级 专专 业业 ： 2012 姓姓 名名： 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 1 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 论文题目： 要 求：(时间自 2014 年 3月26日至2014年5月20 日） 指导教师 ： 下达 时间： 2014年 3 月 26 日 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 2 摘 要 林南仓煤矿系 100 万吨中型煤矿，地理位置优越，历史悠久。矿区部分设备都是 原来引进外国的。近年来，由于企业的发展迅速，目前的供电系统已经不能保证安全、 可靠的供电。本次设计是根据现有的供电系统以及地质条件的特点，对某些设备以及 负荷分布进行改进，以满足供电的可靠性和安全性。本次供电系统的设计内容包括： 负荷计算、地面变电所设计、短路电流计算、井下变电所设计、地面高低压设备选择、 保护装置、变电所防雷及接地等。本设计主供电系统由来自不同地方的两路 35kV 线路 供电，经主变压器变为 6kV，由单母分段的接线方式向矿区供电。 本次设计煤矿 35kV 供电系统，包括井上供电系统部分和井下中央变电所部分。为 保证供电的安全性和可靠性，又考虑本煤矿 20 年的服务期限，从经济和技术两个方面 对本矿进行整体设计，以达到满足对本煤矿设计的合理性。 关键字： 35kV； 供电系统； 负荷计算；短路电流计算；设备选择 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 3 Abstract Lin Nancang coal mine1000000tons of medium-sized coal mines, the geographical position is superior, has a long history. Mining equipment is the original part of the introduction of foreign. In recent years, because of the rapid development, the current supply system has been unable to ensure safe, reliable power supply. The design is based on the existing power supply system and the characteristics of geological conditions, some equipment and load distribution are improved, in order to satisfy the power supply reliability and security. The power supply system design content includes: load calculation, ground substation design, short-circuit current calculation, underground substation design, ground high voltage equipment selection, protection, substation lightning protection and grounding. The design of main power supply system consists of anywhere from two 35kV line power supply, the transformer into 6kV, consisting of a single bus section connection to the mining area power supply. The design of35kV power supply system in coal mine power supply system, including Inoue and underground central substation part. In order to ensure the safety and reliability of power supply, and consideration of the coal mine for 20 years of service, from two aspects of economy and technology in the mine to carry out overall design, to meet the coal mine design. Key words:35kV; power supply system; load calculation; calculation of short circuit current; equipment selection 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 4 目录 1 概述.1 1.1 矿区概况.1 1.2 矿区原始信息.1 1.3 全矿负荷统计.2 2 负荷计算.3 2.1 负荷等级级与负荷曲线.3 2.1.1 供电负荷分级.3 2.1.2 负荷曲线.3 2.2 矿井用电负荷计算.4 2.2.1 设备容量的确定.4 2.2.2 本矿负荷计算.4 2.2.4 初选主变压器.6 2.3 功率因数补偿与电容器柜的选择.6 2.3.1 提高功率因数补偿的意义.6 2.3.2 提高功率因数的方法.6 2.3.3 电容器补偿具体计算.7 3 主变压器选择与主接线方案的确定.9 3.1 主变压器的选择.9 3.1.1 主变压器的确定原则.9 3.1.2 主变压器选型.9 3.1.3 井下电缆回数.10 3.2 主接线方式的确定.10 3.2.1 供电系统接线方式的要求.10 3.2.2 35kV 侧接线方式选择.10 3.2.3 6kV 侧接线方式选择.11 4 短路计算.14 4.1 短路电流常识与计算方法.14 4.1.1 短路的原因.14 4.1.2 短路的危害.14 4.1.3 计算短路电流的目的.14 4.1.4 标幺值法计算短路电流.14 4.2 短路电流计算.16 4.2.1 选取短路计算点并绘制等效电路图.16 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 5 4.2.2 选择计算各基准值.17 4.2.3 计算各元件的标幺电抗.18 4.2.4 计算各短路点的短路参数.18 5 设备选择.21 5.1 电气设备选择的一般原则.21 5.1.1 按工作电压选择.21 5.1.2 按工作电流选择.21 5.1.3 按环境类型选择.21 5.1.4 按断路容量选择.21 5.2 电气设备的短路校验.22 5.2.1 短路动、热稳定性校验原则.22 5.2.2 热稳定校验.22 5.2.3 动稳定性校验.22 5.3 设备选择与校验.23 5.3.1 架空线、母线的选择.23 5.3.2 断路器的选择 .25 5.3.3 高压隔离开关的选择 .27 5.3.4 限流电抗器的选择.28 5.3.5 电压互感器、熔断器的选择 .31 5.3.6 电流互感器的选择 .31 5.3.7 避雷器选择 .32 5.3.8 母线绝缘子及穿墙套管.32 5.3.9 6kV 侧各出线电缆的选择.33 5.3.10 高压开关柜选择.36 6 井下中央变电所设计.38 6.1 井下情况及负荷统计.38 6.2 井下负荷计算.38 6.2.1 中央变电所高压侧的设计.38 6.2.2 中央变电所低压侧的设计.38 6.2.4 需用系数法统计负荷.39 6.3 中央变电所变压器的选择与损耗计算.40 6.4 主接线图以及变电所位置选择.41 6.5 井下中央变电所短路电流计算.41 6.6 井下中央变电所设备选择.44 6.6.1 高压配电箱的选择及校验.44 6.6.2 高压电缆的选择及校验.45 7 配电装置.46 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 6 7.1 关于配电装置 .46 7.2 本矿变电所各电压等级配电装置 .46 7.2.1 35KV 配电装置 .46 7.2.2 6kV 配电装置.47 8 防雷保护及接地.48 8.1 变电所的防雷.48 8.1.1 变电所的防雷设计原则.48 8.1.2 防雷设计基本知识.48 8.2 防雷保护装置.48 8.3 防雷设计.49 8.3.1 35kV 进线段保护.49 8.3.2 避雷针的设计 .49 8.4 变电所的保护接地.50 8.4.1 保护接地的基本原理.50 8.4.2 变电所的接地网.50 结论.52 致 谢.53 参考文献.54 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 0 1 概述 1.1 矿区概况 林南仓矿位于河北省，属于开滦集团控股。主营：原煤开采、洗煤、加工普通机 械零配件等。其设计生产能力为 100 万吨。今年 4 月份又新建一座洗煤厂，年洗煤量 可达 400 万吨。 矿内变配电所占地约 2000 平方米，两条进线分别到所内室外两个 35/6kV 主变压 器，平常起用一台主变，地下水丰富的夏季一般开两台主变，室外部四脚分别设置四 个避雷器。采用单母分段的主接线形式，主母线分为两段，母线间以断路器隔开。 该矿矿现有的很多供电设备是解放前引进外国的，虽然在当时是比较的先进的， 但是随着企业的飞速发展，已不能满足现在的供电系统的要求。整个供电系统存在着 许多隐患。设备古老，线路老化，负荷分布不合理，这些都对供电系统的安全造成很 大影响。如何保证整个供电系统的安全性和可靠性，是本次设计的主要内容。 1.2 矿区原始信息 矿井年产量：100 万 t； 服务年限：20 年； 立井深度：0.3km； 矿区冻土带厚度为 0.35m，一般黑土； 两回 35kV 架空电源线路长度：； 12 7.5kmLL 两回上级 35kV 电源出线断路器过流保护动作时间：； 12 = =2.5tts 本所 35kV 电源母线最大运行方式下的系统电抗: ( d S=100MVA); min=0.17s X 本所 35kV 电源母线最小行方式下的系统电抗: ( d S=100MVA); max=0.25s X 井下 6kV 母线上允许短路容量: al S=100MVA； 电费收取办法：两部电价制，固定部分按最高负荷收费； 本所 6kV 母线上补偿后平均功率因数要求值9 . 0cos . 6 a ； 地区日最高气温：； max=40 C 最热月室外最高气温月平均值：C om 32 . ； 最热月室内最高气温月平均值：C im 30 . ； 最热月土壤最高气温月平均值：C sm 27 . 。 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 1 1.3 全矿负荷统计 表 1-1 全矿用电负荷统计表 用电设备名称电压(V) 容量 (kW) 需用系 数 Kd 功率 因数 cos 装配/使 用台数 总容量 （kW） 线路类 型 距 35Kv 变电所 距离 （km） 负荷 等级 1、地面高压 主井提升机600020000.850.91/12000C0.51 副井提升机600015000.850.81/11500C0.41 压风机600010000.80.91/11000C0.51 风井通风机60009000.750.854/21800K2.51 风井压风机60006000.90.94/21200C2.01 2、地面低压 锅炉房3807900.70.7790K0.32 修配厂3808600.70.65860C0.43 选煤厂38033300.70.83330K0.52 水处理设施3802100.80.8210K0.72 工房3807500.80.8750K1.53 地面其它低压设备3806600.750.75660K0.21 3、井下高压 排水泵60007500.90.954/46000C0.81 4、井下低压 A 采区9660.70.75966K2 B 采区9380.70.75938K2 C 采区16000.750.751600K2 井底车场8500.80.75850K2 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 2 2 负荷计算 2.1 负荷等级级与负荷曲线 2.1.1 供电负荷分级 一般来说，按其供电可靠性及中断供电造成的损失或影响程度，分为以下三级： 一级负荷：中断供电将造成人身伤亡和重大损失的企业 二级负荷：中断供电将造成较大损失、主要设备损坏、造成减产的企业。 三级负荷：一般电力负荷，所有不属于上述一、二级负荷者。 一级负荷属重要负荷，如中断供电将造成十分严重的后果，因此要求应由两个电 源供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。 2.1.2 负荷曲线 max P max T 4012 年负荷曲线 图 2-1 年最大负荷和最大负荷利用小时 数 年最大负荷：就是全年中负荷最大的工作班内（这一工作班的最大负荷不是偶然 出现的而是全年至少出现 2-3 次）消耗电能最大的半小时平均功率。并分别用符号 max P、 max Q、 max S表示年有功最大负荷、年无功最大负荷和年视在功率最大负荷。 年最大负荷小时是一个假想的时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷 max P持 续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗电能，用 max T表示，如图 2-2 所示，年最大NP负荷 max P延伸到 max T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 p A。因此年最大负荷 利用小时： )(/ maxmax hPAT p （2-1） 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 3 式中 p A全年消耗的有功电能，kWh。 而一般计算矿用最大负荷利用小时可以用公式近似计算： 5 max 1504 WT （2-2） 2.2 矿井用电负荷计算 2.2.1 设备容量的确定 用电设备铭牌上标出的功率（或称容量）称为用电设备的额定功率 N P，该功率是 指用电设备额定的输出功率。由于各用电设备并不是同时工作，而需将不同工作制的 用电设备额定功率换算成统一规定的工作制条件下的功率，称之为用电设备功率 N P。 2.2.1.1 用电设备的分类 （1）长期连续工作制：设备长期连续运行，负荷稳定。对这种用电设备有 NN PP （2-3） （2）短时工作制：设备工作时间很短，停歇时间长。这类设备同样有 NN PP （2-4） （3） 短时连续工作制：设备周期性地时而工作，时而停歇。工作周期不超过 10min。 2.2.1.2 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。 其计算公式为： N dca PKP kW （2- 6） tan N ca PQkvar （2-7） 22 cacaca QPS kVA （2-8） )3( Ncaca USIA （2-9） 式中， ca P、 ca Q、 ca S该用电设备组的有功、无功、视在功率计算负荷； N P 该用电设备组的设备总额定容量，kW n U额定电压，Vtan功率因数角的 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 4 正切值 ca I该用电设备组的计算负荷电流，A d K需用系数 2.2.2 本矿负荷计算 根据负荷统计表及负荷计算公式计算负荷，具体计算方法如下： 主井提升机： kWPKP Ndca 1700200085 . 0 111 cos =0.9tan =0.48 11 Q=tan=823var caca Pk 22 111 =+=1888 cacaca SPQkVA 由公式可得各负荷的有功、无功、视在功率计算负荷。 表 2-1 其他设备的计算负荷 设备名称 )(kWPcavar)(kQca)(kVASca 主井提升机 副井提升机 压风机 风井通风机 风井压风机 锅炉房 修配厂 选煤厂 1700 1275 800 1350 1080 552 602 2331 823 956 384 837 523 563 614 1748 1888 1594 910 1376 1200 788 860 2914 水处理设施168126210 工房600450750 地面其他低压设备495436660 排水泵540017755684 A 采区676595901 B 采区657578875 C 采区120010561598 井底车场595524793 由以上数据可以计算出补偿前全矿总有功、无功负荷以及低压负荷的有功、无功、 视在功率： =19481 ca PkW =12537var ca Qk =7876 ca PkW=6690var ca Qk 22 =+=10334 cacaca SPQkVA 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 5 全矿低压负荷的变压器损耗，按近似公式计算，如下： 0.015=0.015 10334=155 Tca PSkW 0.06=0.06 10334=620var Tca QSk 2.2.4 初选主变压器 计算可得 6Kv 母线上补偿前的总负荷。 由补偿前全矿总有功、无功负荷加上全矿低压负荷变压器上的损耗的有功和无功 可得出高压侧负荷，因为计算负荷大于 10000Kw，所以取，变电所母线补=0.8 si K 偿前的总负荷为： 6= +0.819481+15515709 casicaT PKPPkW 6= +0.812537+62010525var casicaT QKQQk 2222 666 +15709 +1052518909 cacaca SPQkVA 则补偿前的功率因数 666 cos=/=0.83 caca PS 根据选出两台主变压器，型号为 6 18909 ca SkVA 我们知道，全矿负荷中一级二级负荷占大部分，故 7 SF 而采用两台主变压器分列同时运行的方式，当一台出现故障时，另一台能保证重要负 荷正常工作运行，进而保证安全性。 2.3 功率因数补偿与电容器柜的选择 2.3.1 提高功率因数补偿的意义 提高用户的功率因数有如下意义: (1)提高电力系统的供电能力 (2）降低网络中的功率损耗 (3）减少网络中的电压损失，提高供电质量 (4）降低电能成本 2.3.2 提高功率因数的方法 (1）提高用电设备本身的功率因数。 在生产中，尽量采用鼠笼式异步发电机，避免电动机与变压器的转载运行；对不 需调速的大型设备，尽量采用同步机，采用高压电动机等。在本设计中，扇风机和压 风机就采用了同步电动机，它对该矿供电系统的功率因数具有一定的补偿作用。 (2）采用人工补偿提高功率因数 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 6 人工补偿提高功率因数的做法是采用供应无功功率的设备来就地补偿用电设备所 需要的无功功率，以减少线路中的无功输送。 人工补偿一般采用并联电力电容器，利用电容器产生的无功功率与电感负载产生 无功功率进行交换，从而减少了负载向电网吸取无功功率。 2.3.3 电容器补偿具体计算 以上我们知道了功率因数补偿的方法，下面计算出需要补偿的容量。 首先，计算无补偿前主变压器的最大功率损耗。无功损耗与负荷率成正比，所以 一台使用时出现最大功率损耗，求出此时功率因数提高到 0.9 时所需要的补偿量，同 时作为 6kV 母线上应补偿的值。根据需要补偿的容量选电容器柜的数量。重算变压器 损耗以及校验 35kV 侧的功率因数是否达到要求。功率因数一般要求在 0.9 以上。 2.3.3.1 计算需要补偿容量 (1）补偿前主变压器损耗计算（一台运行，一台停运） 在初选出的主变压器参数表中查得以下计算所需参数 负荷率： 6. =/18909/200000.93 caN T SS 22 0+ 22.5+0.9393103 kW TK PPP 2 .0 %/100+%/100 TN TK QSIU 2 =200000.007+0.08 0.93=1520vark (2）补偿前 35kV 侧负荷与功率因数 .35.6 =+=15709+103=15812 caca PPPkW .35.6+ =10525+1520=12045var cacaT QQQk 22 .35.35.35 =+=19877 cacaca SPQkVA 35.35.35 cos=/=0.795 caca PS 35 tan=0.763 (3）由计算结果选电容柜和实际补偿量。假如补偿后功率因数，那么 35 cos=0.9 ，平均负荷系数取，所以总容量： 35 tan=0.484=0.8 lo K .353535 tan-tan Cloca QK P 0.8 15812 0.763-0.4843529vark 在 6Kv 电压侧我们选用每柜的电容柜，可得需要的电容柜数为：=270 var c qk ，故而需要电容器柜数14=/=3529/270=13. 1 Cc N Q q= f N 补偿容量：（） .ca. =/=3780/0.8=4725var CC flo QQKk . =3780var C ffc QN qk 2.3.3.2 补偿过后校验功率因数 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 7 (1）补偿过后的 6Kv 侧计算负荷和功率因数 .6.6.ca =-=10525-4725=5800var cacaC QQQk 由于补偿前后有功负荷不变，所以可以得出： 2222 .6.6.6 S+ = 15709 +5800 =16746 cacaca PQ 6.6.6 cos =/S=15709/16746=0.938 caca P (2）主变压器在补偿后最大损耗计算（一台运行，一台停运） 6. = /16746/200000.837 caN T SS 22 0 + 22.5+0.8379388 kW TK PPP 2 .0 %/100+%/100 TN TK QSIU 2 =200000.007+0.08 0.837=1260vark (3）补偿后 35kV 侧的计算负荷与功率因数校验 .35.6 =+ =15709+88=15812 cacaT PPPkW .35.6 + =5800+1260=7060var cacaT QQQk 2222 .35.35.35 =+= 15709 +706017223 cacaca SPQkVA 35.35.35 cos = /S15709/172230.9120.9 caca P 通过以上计算校验，满足要求，由此得出：需要 14 个每柜的电容柜。=270 var c qk 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 8 3 主变压器选择与主接线方案的确定 3.1 主变压器的选择 3.1.1 主变压器的确定原则 一方面从容量考虑： （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 更远期的负荷发展。对于城郊要考虑主变压器容量与城市规划相结合。 （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，其余变压器容量在其过负荷能力后的 允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。 一方面从台数考虑： （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） 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。 （3）特殊情况下可装设两台以上变压器。 3.1.2 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85. 0 sb K 则每台变压器为： )85 35. kVASKS casbTN 表 3-1 7 SF-20000,35/6.3kV 变压器的主要参数 型号 高压 （kV） 低压 （kV ） 联结方式 阻抗电 压(%) 空载电 流(%) 空载损 耗 （kW） 短路损 耗 （kW） 重量 （t） 7 SF-20000356.3 Ynd11 (Y0/-11) 8.00.722.59331.3 根据矿井一、二级负荷占得比重较大，可初选两台主变压器，考虑到矿井的深入， 负荷的不断增加，选用型号kV 电力变压器，作为主变压器。3 . 6/35,00002 7 SF 3.1.3 井下电缆回数 下井电缆根数可按下式来确定： n C 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 9 22 (1.02)(1.08) 1 360 6.3 3 pdpd n PPQQ C 式中，、分别为井下主排水泵计算有功，无功负荷，井下低压总的 p P p Q d P d Q 计算有功，无功负荷“360-150mm”下井电缆经最高 45修正后的安全载流量 规程规定所必须的备用电缆。 计算可得 22 (5400 1.02 3128)(1775 1.08 2753) 1=3.5 360 6.3 3 n C 因井下电缆应为偶数，故下井电缆根数应为 4 根。 修配厂、工房、锅炉房选用型三相油浸自冷式铜线电力变压器各 9 800,6/0.4SkV 一台；地面低压、水处理设施选用型铜线电力变压器；洗煤厂选用两kVS4 . 0/6 ,800 9 台型铜线电力变压器。 9 1600,6/0.4SkV 3.2 主接线方式的确定 3.2.1 供电系统接线方式的要求 供电系统接线方式应满足：安全可靠、操作方便、运行灵活、经济合理、便于发 展等要求。 3.2.2 35kV 侧接线方式选择 3.2.2.1 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。 3.2.2.2 桥形接线 为了保证对一二级负荷进行可靠供电，在企业变电所中广泛采用由两回电源线路 受电荷装设两台变压器的桥式主接线。桥式接分为外桥、内桥和全桥三种。 （1）外桥接线 优点：高压断路器数少、四个回路只需三台断路器。 缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停 运；桥联络断路器检修时，两个回路需解列运行；变压器侧的断路器检修时，变压器 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 10 需较长时间停运。 适用范围：适用于较小容量的变电所，并且变压器的切换较频繁或线路较短、 故障率较少的情况。 （2）内桥接线 优点：高压断路器数少，四个回路只需三台断路器。 缺点：变压器的切除和投入较复杂，需两台断路器动作，影响一回线路的暂时 停运；桥联络断路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需校长 时间停运。 适用范围：适用于较小容量的变电所，并且变压器不经常切换或线路较长、故 障率较高的情况。 （3）全桥接线 图 3-1 全桥接线 全桥接线如图所示。线路与变压器均设有断路器。全桥适应能力强，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。其缺点是 设备多、投资大，变电所占地面积较大。 变电站所主变容量较大，煤矿对供电可靠性运行的灵活性，操作方便等要求严格， 结合以上分析，决定采用全桥接线作为本变电所的主接线方式。 3.2.3 6kV 侧接线方式选择 3.2.3.1 单母线接线 （1） 优点：接线简单清晰，操作方便，设备少，配电装置的建造费用低。隔离 开关仅在检修时作隔离电压用，不作任何其他操作，便于扩建和采用成套配电装置。 （2） 缺点：不够灵活可靠，任一元件故障或检修时，均需使整个配电装置停电。 引出线回路的断路器检修时，该回路要停止供电。 （3） 适用范围：由于单母线接线工作可靠性和灵活性都较差，故这种接线主要 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 11 用于小容量特别是只有一个电源的变电所中。 3.2.3.2 单母线分段式接线 （1） 优点：用断路器把母线分段后，对重要一、二级用户可以从不同段上引出 两个回路，有两个电源供电。当一段进线发生故障，分段断路器自动将故障段切除， 保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。 （2） 缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在 此期间内停电。 （3） 适用范围：由于单母线分段接线比单母线接线的供电可靠性相灵活性有所 提高，所以在 6.3kV 以下的变电所中较广泛使用这种接线方式。 图 3-2 单母线分段式接线图 3.2.3.3 双母线接线 双母接线中有两组母线，每一电源或每条引出线，通过一台或两台断路器，分别 接到两组母线上。 （1）优点：供电可靠、调度灵活、扩建方便。 （2）缺点：增加一组母线，每回路就要增加一组母线隔离开关。当母线故障或检 修时，隔离开关作为倒换操作电器，开关误操作，需要在隔离开关和断路器之间装设 连锁装置。 （3）适用范围： 当出线回路数或母线上电源较多，输送和穿越功率较大，母线故障后要求迅速恢 复供电,采用双母线接线较合适。 综上所述，考虑到经济性和满足矿井供电的要求，6kV 侧用单母分段式接线方式。 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 12 变电所的主接线简图可以表示为： 图 3-3 变电所主接线简图 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 13 4 短路计算 4.1 短路电流常识与计算方法 4.1.1 短路的原因 产生短路故障的主要原因是电气设备的载流部分绝缘损坏所致。绝缘损坏时由于 绝缘老化、过电压或机械损伤等原因造成的。其他如运行人员带负荷拉、合隔离开关 或者检修后未拆除接地线就送电等误操作而引起的短路。此外，鸟兽在裸露的导体上 跨越以及风雪等自然现象也能引起短路。 4.1.2 短路的危害 发生短路时，因短路回路的总阻抗非常小，故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，使供电受到严重影响 或被迫中断，甚至引起人员伤亡等重大事故。 4.1.3 计算短路电流的目的 （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。 （4）确定合理的主接线方案和主要运行方式等。 4.1.4 标幺值法计算短路电流 在有多个电压等级的供电系统中，计算短路电流时，若采用有名制法计算，要将 所有元件的阻抗都归算到相同电压下才能求出短路回路的总阻抗，从而计算出短路电 流，计算过程繁琐、易出错，而采用标幺值法则可简化计算。 4.1.4.1 标幺制 用相对值表示元件的物理量，称为标幺制。标幺值是指物理量的有名值与基准值 的比值，即 标幺值=物理量的有名值/物理量的基准值 例如容量、电压、电流、阻抗（电抗）标幺值分别为： d d S S S ， d d U U U ， d d I I I d d X X X （4-1） 河南科技大学毕业设计（论文）说明书 14 基准容量（ d S）、基准电压( d U)、基准电流( d I)和基准阻抗（ d X）亦符合功率 方程 ddd IUS3和电压方程 kdd XIU3。因此，4 个基准值中只有两个是独立的， 通常选定基准容量和基准电压为给定值，再按计算式求出基准电流和基准电抗，即 d d d U S I 3 d d d S U X 2 （4-2）