毕业设计（论文）-煤矿采区移动变电站供电系统设计.doc

完整CAD设计文件，资料请加153893706摘要 随着矿井开采深度的不断延伸和采掘设备容量的不断增大，工作面的耗电量骤增。如果继续采用以往由采区变电所用低压向工作面供电的方式，显然是不经济、不合理的。为此，专门设计、制造了移动变电站，移动变电站可以放在采掘工作面附近平巷的轨道上，可随工作面的推进而移动，并将采区变电所送来的高压电降为与采掘设备电压等级相符的电压后，供给采掘设备使用。供电距离大大缩短，可大幅减少电压损失，提高供电质量和供电的经济性。本设计通过对采区负荷的分析和计算选取变压器，根据短路电流的计算，选择并校验高压配装置和低压保护箱。最后，选取并校验了电力电缆，进行了必要的继电保护整定，完成了整个设计。关键词：高压配电装置；干式变压器；低压保护箱IABSTRACTAsthedepthofminingequipmenttoextendthecapacityofgrowing,theconsumptionlevelface.ifyoucontinuetobeusedtofacewithlowpower,thatis not the economyandunreasonal.Inthisregard,specialdesign makingmobilesubstations,andmovepartscanbeplaced inorbitaroundface,butinthefaceofmovesandpowerisreducedtoalevelconsistentwithequipmentofthevoltageon,thesupplyofequipmentusing.Power distance is shorten,can significantly reduce the voltage loss, improve the quality of power supply and power supply of the economy. This design through to the mining area load analysis and calculation of the selection transform according to the calculation of short-circuit current, Select and check high pressure devices and low voltage protection case.In the end, select and check the power cable, the necessary of relay protection setting, to complete the whole design.KEYWORDS:High voltage power distribution equipment；Dry type transformer；Low voltage protection case I1 概述1.1移动变电站的结构和功能KBSGZY矿用隔爆型移动变电站作为一种煤矿井下常用供（变）电设备，因其在设计上具有防爆和防潮性能，因此，它能够广泛的应用于环境潮湿和含有甲烷混合气体、煤尘、并且具有爆炸危险的场所；KBSGZY矿用隔爆型移动变电站的紧凑性设计，使其可以不受安装条件的限制，能够安装在距离采掘工作面50-300m的地方，负荷电缆长度大大缩短，可大幅减少电压损失、提高供电质量和供电的经济性；KBSGZY矿用隔爆型移动变电站的整体式设计，使移动变电站能够整体装在小车上，便于在井下拆除、移动和安装；KBSGZY矿用隔爆型移动变电站完善的过载、短路和漏电保护，同时在高、低压开关之间，高压开关与上一级断路器之间具有电气联锁和机械联锁装置，能够防止对设备进行错误的操作和错误打开，能够有效的保护操作及维护人员的安全和避免供电设备、线路的人为损毁，使供电系统稳定性和可靠性得以延续，大大提高了供电系统运行的安全性；KBSGZY矿用隔爆型移动变电站独特的设计使设备经济耐用（设计寿命可达30年）、运行可靠。移动变电站是将井下采区的变电所引来的6000伏电压变为1200伏或690伏电压等级的电压向采掘工作面供电。移动变电站采用防爆结构，适用于具有瓦斯爆炸危险性的矿井，安装在距工作面较近的运输巷道中，容量大，供电距离远，可达500800米（低压供电距离）。移动变电站可以随着采掘工作面的向前推进而移动，采用能够移动的变压器（变电站）就可以缩短变电站和采掘工作面动力设备的距离，减少传输损失，并能适当加长工作面的走向长度。现在一些的煤矿综采工作面的走向长度已达上千米，就是采用移动变电站的结果。综采综掘的生产对供电的要求比较特殊，针对综采综掘的电气设备量大，供电距离远的特点，在采掘工作面采用了移动变电站作为主动力电源，移动变电站在采煤和掘进巷道中可以随时移动，极大的减小了供电电压损失。能够保证负荷端子上有足够的电压，保证了综采综掘设备效率的发挥。从供电的要求上来看，移动变电站有着供电可靠，供电安全，能保证充足的供电量，并且在实际使用中减少低压电缆的截面积，即为技术经济合理，极大的减少了建造变电硐室的费用，随着移动变电站的推广应用，油浸变压器将被逐渐取替，极大地减少了因使用油浸变压器产生的漏油、溢油事故，甚至发生火灾事故，消除了矿井安全生产的特大隐患。1.2煤矿负荷资料负荷资料见表1-1。表1-1 采区负荷统计表Table 1-1 mining area load statistics编号设备电流A电压kv额定功率kw需要系数cos备注1采煤580.72液压泵站651140750.580.73液压绞车201140220.580.74转载机9511401100.580.75刮板输送机95114011020.580.76破碎机9511401100.580.77喷雾泵351140400.580.78带式输送机6511407520.580.7 2 负荷计算 2.1 负荷计算的目的 负荷计算的目的是了解用电情况，合理选择供配电系统的设备和元件，如导线、电缆、变压器等。负荷计算过小，则依此选用的设备和载流部分有过热的危险，轻者使线路和配电设备寿命降低，重者影响供电系统安全运行。负荷计算偏大，则造成设备的浪费和投资的增大。为此，正确的负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。2.2 负荷计算方法供电系统设计常用的负荷计算的方法有二项系数法、利用系数法、需用系数法、和产品单位电耗法等。需用系数法在计算上简便，对任何性质的企业负荷均适用，且计算结果基本上符合实际。公式简单，计算方便只用一个原始公式就可以表征普遍的计算方法。该公式对用电设备组、车间变电站乃至一个企业变电站的负荷计算都适用。对不同性质的用电设备、不同车间或企业的需用系数值，经过几十年的统计和积累，数值比较完整和准确，查取方便，因而为我国设计部门广泛采用。本设计运用需要系数法进行设备负荷计算，步骤如下： （1）用电设备组的负荷计算 用电设备组是由工艺性质相同需要系数相近的一些设备合并成的一组用电设备。在一个车间中根据具体情况将用电设备分为若干组，在分别计算用电设备组计算负荷。计算公式为： (2-1) (2-2) (2-3)式中： 、设备组有功计算负荷、无功计算负荷、视在功率计算负荷； 设备组设备的总的额定容量； 设备功率因数正切值； 设备的需要系数，由参数表1-1查得。（2）多个用电设备组的负荷计算在确定拥有若干用电设备组干线上或变电所的低压侧母线上的计算负荷的时候，应考虑各个用电设备组的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定低压干线上或低压母线上的计算负荷时，可结合具体情况对其有功和无功计算负荷计入一个同时系数。计算过程如下： (2-4) (2-5) (2-6)式中: 、1.2kV侧母线的有功计算负荷、无功计算负荷、视在计算负荷； 、用电设备组同时系数； 、多个用电设备组的有功计算负荷、无功计算负荷之和。2.3 负荷计算内容2.3.1 用电设备组的负荷计算由表1-1可以查出用电设备组需要系数以及功率因数，由公式2-1到2-3对用电设备组进行负荷计算。（1）采煤机： =0.58，=0.7，=1.02有功功率为：kW无功功率为：Kvar视在功率为：kVA （2）液压泵站： =0.58，=0.7，=1.02有功功率为： kW无功功率为：kvar视在功率为：kVA （3）液压绞车： =0.58，=0.7，=1.02有功功率为：kW无功功率为： kvar视在功率为： kVA（4）转载机： =0.58，=0.7，=1.02有功功率为：kW无功功率为：kvar视在功率为：kVA（5）可弯曲刮板输送机： =0.58，=0.7，=1.02有功功率为：kW无功功率为：kvar视在功率为：kVA（6）破碎机： =0.58，=0.7，=1.02有功功率为：kW无功功率为：kvar视在功率为：kVA（7）喷雾泵： =0.58，=0.7，=1.02有功功率为：kW无功功率为：kvar视在功率为：kVA （8）转载机： =0.58，=0.7，=1.02有功功率为：kW无功功率为：kvar视在功率为：kVA 2.3.2 变电站低压侧补偿前的总计算负荷由于本采区配电线路短损耗非常小，忽略线路损耗不计。取有功同时系数=0.9，无功同时系数=0.95，则1.2kV侧总计算负荷可由公式2-4到2-6计算得： =564.78kW =576.07kvarkVA低压侧无功补偿功率因数为： 功率因数的正切值：2.3.3 无功补偿计算及电容器选择（1）无功功率补偿的作用无功功率补偿的作用就是要尽量减少无功功率对电网的影响。其作用主要有：a.提高供电系统及负载的功率因数，降低输电线路及用电设备的容量和负荷，减少功率消耗。b.稳定用电端及电网的电压，提高供电质量，增加输电系统的稳定性,提高输电能力。c.平衡三相负荷，减少无功功率对电网的冲击。（2）无功功率补偿原理电网输出的功率包括两部分，一是有功功率，二是无功功率。直接消耗电能，把电能转变为机械能、热能、化学能或声能，利用这些能作功，这部分功率称为有功功率不消耗电能；只是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够作功的必备条件，并且这种能是在电网中与电能进行周期性转换，这部分功率称为无功功率，如电磁元件建立磁场占用的电能，电容器建立电场所占的电能。电流在电感元件中作功时,电流滞后于电压90。而电流在电容元件中作功时，电流超前电压90。在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反，互差180。如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件，使两者的电流相互抵消，使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小。其原理如图2-1所示。图2-1 无功功率补偿原理图Figure 2-1 the principle diagram of the reactive power compensation （3）无功补偿计算 当自然功率因数达不到要求时，需装设无功补偿装置。选用电容器来进行补偿。用电容器来提高线路功率因数时，电容器的补偿容量由下式计算： （2-7）式中： 低压侧补偿前的功率因数正切值； 低压侧补偿后的功率因数正切值。本设计要求低压侧的功率因数达到0.9以上。假设经过补偿后变电站低压侧的功率因数为，则需要补偿容量用公式2-7计算可得： kvar（4）电容器的选择以及总补偿容量的计算本变电站的补偿方式采用低压集中补偿方式。采用三角形联结，又为单母线接线，则电容器的安装组数应取3的倍数。现选用BSMJ1.2-30-3型并联电力电容器，每组安装容量为=30kvar，由此可计算电容器的组数为： 取N=9 实际最大负荷时的补偿的容量为：kvar电容器的安装方式如图2-1：图2-1 电容器接线图Figure 2-1 capacitor wiring diagram2.3.4变电站低压侧补偿后总计算负荷以及功率因数的校验 有功功率为：kW 无功功率为：kvar 视在功率为：kVA 补偿后低压侧功率因数：，满足要求。3 变电站变压器选择3.1 变压器的选择原则由于综采工作面机组和其他设备的功率大，所以都配有移动变电站来给其供电。变压器是变电站供电系统设计中的主要设备，对供电的安全性、可靠性及经济性有重要意义。如果变压器的容量选择过大，不仅使设备的费用增加，也将使变压器的损耗增加，使供电系统及线路功率因数减小；如果变压器的容量选择过小，在长期的过负荷运行的情况下，铜损将增大，使线圈过热从而加速线圈老化，会缩短变压器的寿命，既不经济更不安全。因此，正确的选用变压器是变电站供电系统设计的重要组成部分，必须加以重视。3.2 变压器的选择计算以第二章的计算负荷来进行供电系统用电负荷的分析，通过分析选择变压器的容量和台数。选择计算过程：（1）用电负荷分析 采区用电设备为二级负荷。其总负荷为599.50kvA （2）原则上由一台变压器可以对一个工作面用电设备进行供电，用电设备功率过大时可以考虑使用二台及以上移动变电站。故选用一台KBSG-630/6型矿用隔爆干式变压器，其主要技术参数如下表3-1所示：表3-1 变压器参数表型号KBSG-630/6容量(kVA)630连接组别Y，y0,Y，d11电压（kV）6/1.2阻抗电压5空载电流2损耗（kW）空载2.1负载4.0Table 3-1 transformer parameter list3.3 变压器的损耗计算变压器的功率损耗分为铁耗和铜耗两部分。变压器空载时有功损耗和无功损耗分别用和表示。变压器的功率损耗按公式3-1和3-2计算。 有功损耗： (3-1) 无功损耗： (3-2)式中： 变压器的负荷率，； 变压器的计算负荷，kVA； 变压器的额定容量，kVA； 变压器的空载有功损耗，kW； 变压器的满载有功损耗，kW； 变压器的空载无功损耗，kvar，； 变压器的空载电流占额定电流的百分数； 变压器的满载无功损耗，kvar，； 变压器阻抗电压占额定电压的百分数； 、可由变压器的参数表中查出。 根据公式3-1和3-2计算出变压器的损耗： 空载无功损耗为：kvar 满载无功损耗为：kvar负荷率为：变压器的有功损耗为：kW 变压器的无功损耗为：kvar3.4 补偿后高压侧的计算负荷及功率因数的校验有功功率为：kW 无功功率为：kvar 视在功率为：kVA 高压侧功率因数的校验：0.9 满足要求。 4 短路电流计算4.1 短路电流计算的目的绝缘的损坏和误操作等一些原因会导致系统的短路。当短路发生在母线或干线上时，将会出现比正常电流大许多倍的短路电流，其所产生的热效应会导致其它电气设备的损坏，同时也会造成电网电压的大幅度降低，使用电设备受到影响，从而危及人及设备的安全。为了保证系统在短路情况下的稳定性、可靠性及连续可用性，并实现电力系统的选择性保护，必须计算系统故障后的短路电流。精确地计算出电网中各点短路电流值的大小，有助于确定系统的保护策略和方法，合理的选择保护装置，以保证电力系统发生短路时能快速有效的切断短路故障，将故障限制在较小的范围内，防止故障点引发火灾并避免设备损坏，把短路故障引起的破坏降低到最小的情况。4.2 短路电流计算的方法短路电流的计算方法有标幺制和有名单位制。有名单位制是短路电流计算时采用有名值的计算方法。标幺制是一种相对单位制，短路电流计算时采用标幺值。标幺值是相对某一基值而言的，同一有名值，当基值选取不一样时，其标幺值也不一样，它们的关系如下：标么值有名值/基值。电力系统由许多发电机、变压器、线路、负荷等元件组成，它们分别接入不同电压等级的网络中，当用有名值进行潮流及短路计算时，各元件接入点的物理量及参数必须折算成计算点的有名值进行计算，很不方便，也不便于对计算结果进行分析。采用标幺值进行计算时，则不论各元件及计算点位于哪一电压等级的网络中，均可将它们的物理量与参数标幺值直接用来计算。计算结果也可直接进行分析。所以本设计选用标幺制法计算短路电流。4.3 短路电流的计算步骤（1）确定基准值，选定基准容量及基准电压，计算出基准电流。 （2）计算短路电路中各设备的电抗标幺值。 （3）计算短路点的总阻抗标幺值。 （4）计算短路电路中的电流标么值，可由公式4-1求得： （4-1） （5）计算短路电流及短路容量。为了设备的选取时的校验需要应计算出以下短路电流及短路容量： 计算三相短路电流初始值及短路容量； 计算短路冲击电流及短路全电流最大有效值； (4-2) (4-3) (4-4) (4-5)4.4短路电流计算内容计算选取的短路点短路点如图4-1所示，短路点取6kV母线、1.2kV母线和1.2kV各设备线路回路末端，设备参数由表1-1中查取。图4-1 系统短路计算电路图Figure 4-1 system short circuit calculation circuit diagram 假定该系统在最小运行方式下的系统阻抗为=1.0，最大运行方式下的系统阻抗为=0.4。距离井下中央变电所的距离为1km，线路电抗为=0.08/km。变压器容量为630kVA，阻抗电压=5。（1）选定基准容量：=50MVA，=6.3kV，=1.2kV，则kAkA （2）计算设备的电抗标幺值 a.系统电抗：最大运行方式下， =0.4最小运行方式下， =1.0 b.6kV母线： c.变压器: d.采煤机： e.液压泵站： f.液压绞车： g.转载机： h.可弯曲刮板输送机： i.破碎机： j.喷雾泵： k.带式输送机：其等效电路图如图4-2所示。图4-2 等效电路图Figure 4-2 equivalent circuit diagram（3）计算短路电流及短路容量根据公式4-1到4-5算出各点短路电流。 a.点短路（6kV侧）系统最大运行方式下 短路点总阻抗标幺值： 短路电流的标幺值为： 点短路的短路电流及短路容量：三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA短路容量为：MVA系统最小运行方式下 短路点总阻抗标幺值： 短路电流的标么值为： 点短路的短路电流及短路容量：三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA短路容量为：MVAb.点短路（1.2kV） 系统最大运行方式下 短路点总阻抗标幺值： 短路电流的标么值为： 点短路的短路电流及短路容量： 三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA短路容量为：MVA最小运行方式下 短路点总阻抗标幺值： 短路电流的标么值为：点短路的短路电流及短路容量：三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA短路容量为： MVAc.点短路（采煤机回路） 系统最大运行方式下 短路点总阻抗抗标么值： 短路电流的标么值为： 点短路的短路电流及短路容量：三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA短路容量为： MVA 系统最小运行方式下 短路点总阻抗标么值： 短路电流的标么值为： 点短路的短路电流及短路容量：三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA短路容量为： MVAd.点短路（液压泵站） 系统最大运行方式下 短路点总阻抗标么值： 短路电流的标么值为： 点短路的短路电流及短路容量：三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA短路容量为： MVA 系统最小运行方式下 短路点总阻抗标么值： 短路电流的标么值为： 点短路的短路电流及短路容量：三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA短路容量为：MVAe.点短路（液压绞车） 系统最大运行方式下 短路点总阻抗标么值： 短路电流的标么值为： 点短路的短路电流及短路容量：三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA短路容量为： MVA 系统最小运行方式下 短路点总阻抗标么值： 短路电流的标么值为： 点短路时的短路电流及短路容量：三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA短路容量为： MVA f.点短路（转载机）系统最大运行方式下 短路点总阻抗标么值： 短路电流的标么值为： 点短路的短路电流及短路容量：三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA短路容量为： MVA 系统最小运行方式下 短路点总阻抗标么值： 短路电流的标么值为： 点短路的短路电流及短路容量：三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA短路容量为： MVAg.点短路（刮板输送机） 最大运行方式下 短路点总阻抗标么值： 短路电流的标么值为： 点短路的短路电流及短路容量：三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA短路容量为： MVA 系统最小运行方式下 短路点总阻抗标么值： 短路电流的标么值为： 点短路的短路电流及短路容量：三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA短路容量为： MVA h.点短路（破碎机） 系统最大运行方式下 短路点总阻抗标么值： 短路电流的标么值为： 点短路的短路电流及短路容量为：三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA短路容量为： MVA 系统最小运行方式下 短路点总阻抗标么值： 短路电流的标么值为： 点短路的短路电流及短路容量：三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA短路容量为： MVA i.点短路（喷雾泵） 系统最大运行方式下 短路点总阻抗标么值：短路电流的标么值为： 点短路的短路电流及短路容量：三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA短路容量为： MVA 系统最小运行方式下 短路点总阻抗标么值： 短路电流的标么值为： 点短路的短路电流及短路容量：三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA短路容量为：MVA j.点短路（刮板输送机） 系统最大运行方式下 短路点总阻抗标么值： 短路电流的标么值为： 点短路的短路电流及短路容量：三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA短路容量为： MVA 系统最小运行方式下 短路点总阻抗标么值：短路电流的标么值为： 点短路的短路电流及短路容量：三相对称短路电流初始值：kA其他三相短路电流：kAkA 短路容量为：MVA 短路电流计算结果见表4-1。表4-1短路参数汇总表Table 4-1 short circuit parameter summary table短路点最大运行方式最小运行方式kAkAkAMVAkAkAkAMVA6kV侧k15.7314.68.7176.03.278.344.9735.51.2kV侧 k22.897.364.4032.897.364.403采煤机 k33.652.5液压泵站 k42.897.364.4032.897.364.403液压绞车 k52.897.364.4053转载机k33.652.5刮板输送机k33.652.5破碎机 k82.897.364.4052.5喷雾泵 k92.897.364.4032.897.364.403带式输送机 k33.652.55 高压、低压电气设备选择 电气设备的选择是移动变电站供电系统设计的重要内容。选择设备的合理性将决定供电系统能否可靠运行。移动变电站供电系统主要选择的电气设备：低压保护箱和高压配电装置。5.1 高压电气设备选择原则 为了保障高压电气设备的可靠运行，高压电气设备选择与校验的一般条件有：按正常工作条件包括电压、电流、频率、开断电流等选择；按短路条件包括动稳定、热稳定校验；按环境工作条件如温度、湿度、海拔等选择。（1）按正常工作条件选择按环境工作条件选取电气设备时，应根据实际的环境条件去考虑设备的防尘、防火、防爆及高海拔地区或高温地区等环境条件的要求。按电网工作电压在按电压选取电气设备时，一般按照电气设备额定工作电压UN不小于当地电网的电压来选择，即：。按设备负荷电流在按电流选取电气设备时，一般按照电气设备额定工作电流不低于通过的长时的负荷电流来选择，即：。 （2）按短路电流校验按短路电流值校验所选电气设备热稳定性和动稳定性。 按当地电网的短路容量大小来校验所选开关设备的保护能力。5.2 高压配电装置选择及校验矿用隔爆型高压配电装置是三相交流50Hz、额定电压6kV的配电装置，适用于有瓦斯和煤尘的井下中央变电所、采区变电所和其他场所。由它给变压器、高压电动机、高压电网分支线路供电。 根据选择原则，选BGP5-6/100型高压配电装置，其主要技术参数见下表：表5-1 高压配电装置参数表Table 5-1 high voltage distribution equipment parameter table型号额定电压/kV额定电流/kA额定开断电流/kA额定容量/MVA极限电流峰值/kA热稳定电流/kA热稳定时间/sBGP5-6/10061001010025104（1）按额定电压校验：kV，满足要求。（2）按额定电流校验：A， 满足要求。（3）按动稳定性校验：kA，满足要求。 （4）按热稳定性校验：继电器动作时间为=3秒，断路器分闸时间为=0.2秒,可算出秒，则4秒热稳定电流：kA kA满足要求。式中： 、断路器热稳定电流和热稳定电流持续时间； 、短路电流的稳定值和电流持续时间。（5）按短路容量进行校验：，满足要求。 其主要特点如下：a.分体隔离开关及直压式触头设计，动热稳定性能好。 b.全功能数字化保护。c.具备RS485计算机通讯接口。d.功率方向型与电流值筛选型漏电保护可选。 e.开关外部进行保护参数调整及查询。5.2.1高压断路器选择与校验 高压断路器（或称高压开关）它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流，它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力，可分为：油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等。所选断路器参数如下表5-2所示。表5-2 高压断路器参数表Tab 5-2 high voltage circuit breaker parameter table型号电压/kV电流/kA开断电流/kA容量/MVA电流峰值/kA稳定电流/kA时间/sZN1-6/630663012.510031.531.54 （1）按额定电压校验：，满足要求。 （2）按额定电流校验：A满足要求。 （3）按动稳定性校验：kA，满足要求。 （4）按热稳定性校验：继电器动作时间为=3秒，断路器分闸时间为=0.2秒,算出秒，则4秒热稳定电流： 满足要求。式中： 、断路器热稳定电流和热稳定电流持续时间； 、短路电流的稳定值和电流持续时间。（6）按短路容量进行校验：，满足要求。5.2.2高压隔离开关选择与校验高压隔离开关是发电厂和变电站电气系统中重要的开关电器，需与高压断路器配套使用，其主要功能是：保证高压电器及装置在检修工作时的安全，起隔离电压的作用，不能用与切断、投入负荷电流和开断短路电流，仅可用于不产生强大电弧的某些切换操作，即是说它不具有灭弧功能. 所选高压隔离开关的参数如表5-3所示：表5-3 高压隔离开关参数Table 5-3 high voltage isolator parameters型号额定电压/kV额定电流/A极限电流峰值/kA热稳定电流/kA热稳定时间/sGN6-6/10061002512.54（1）按额定电压校验：kV，满足要求。（2）按额定电流校验：A， 满足要求。（3）按动稳定性校验：，满足要求。（4）按热稳定性校验：继电器动作时间为=3秒，断路器分闸时间为=0.2秒,可算出秒，4秒热稳定电流：kA kA满足要求。5.2.3高压熔断器选择 熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害。其结构一般包括熔丝管、接触导电部分、支持绝缘子和底座等部分，熔丝管中填充用于灭弧的石英砂细粒。熔件是利用熔点较低的金属材料制成的金属丝或金属片，串联在被保护电路中，当电路或电路中的设备过载或发生故障时，熔件发热而熔化，从而切断电路，达到保护电路或设备的目的。高压熔断器选择除按环境工作条件、电流、电压条件选择外，还必须对其断流容量进行校验，即对保护变电站变压器的熔断器，其定电流按变电站变压器的额定工作电流1.52倍选取。对于保护线路电压互感器熔断器，只要根据额定电压及短路容量来进行选择不需要考虑熔断器的负荷电流。6kV侧用来保护电压互感器的熔断器的选择：6kV侧线路最大的短路容量76MVA，可选用RN1-6/75型高压熔断器，额定电压6kV，熔管的额定电流0.5A，熔体的额定电流75A，熔断器最大的切断容量为200MVA，符合要求。5.2.4电流互感器选择电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。电流互感器的选取原则：电流互感器的额定电压要大于或等于当地电网电压；电流互感器的额定电流要大于或等于1.21.5倍长时负荷的工作电流；（1.21.5）BGP5-6型的高压配电装置所选用电流互感器的型号为LMZ-6型，电流比为100/5。额定工作电压为6kV，额定工作电流为100A，动稳定电流为25kA，2秒热稳定电流10kA。校验动稳定性：，满足要求。校验热稳定性：继电器动作时间为=3秒，断路器分闸时间为=0.2秒, 可算出秒，2秒热稳定电流：kAkA满足要求。5.2.5电压互感器选择电压互感器的基本结构和变压器很相似，它也有两个绕组，一个叫一次绕组，一个叫二次绕组。两个绕组都装在或绕在铁心上。两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有绝缘，使两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有电气隔离。电压互感器在运行时，一次绕组N1并联接在线路上，二次绕组N2并联接仪表或继电器。因此在测量高压线路上的电压时，尽管一次电压很高，但二次却是低压的，可以确保操作人员和仪表的安全。 此高压配电装置选择JDZJ2-6型的电压互感器，额定电压为6kV， 可以确保操作人员和仪表的安全。 5.3低压电器设备选择XBD1系列矿用隔爆型移动变电站用低压侧保护箱(以下简称“保护箱”)适用于具有沼气和煤尘爆炸危险的煤矿井下，安装在移动变电站的低压侧，与矿用隔爆型高压真空配电装置配套,共同组成低压故障分断高压的理想型移动变电站系统。对3300、1140、660、380V/50Hz额定电流1000A以下供电系统，可实现漏电、漏电闭锁、过载、短路、过压、欠压等保护。本设计选XBD1-1.14/630型低压保护箱，其技术参数见下表5-4。表5-4低压保护箱参数表Table 5-4 low voltage protection case parameter table型号额定电压/kV额定电流/kA额定开断电流/kA额定容量/MVA极限电流峰值/kA热稳定电流/kA热稳定时间/sXBD1-1.14/6301.146301010025104（1）按电压校验：，符合要求。（2）按电流校验：A， 满足要求。（3）校验动稳定性：，满足要求。 （4）校验热稳定性：继电器动作时间为=3秒，断路器分闸时间为=0.2秒，可算出秒，4秒热稳定电流：kA kA 满足要求。 （5）校验短路容量：，满足要求。 其主要特点如下：a.该保护箱分为双侧四回路出线，接口兼容普通喇叭嘴和电缆连接器，满足多重负荷的连接；b.所有故障均通过信号线驱动高压侧断路器分断，从而降低了分断电流，克服了低压馈电开关的频繁分断故障，同时克服了变压器低压绕组至低馈开关回路漏电不能分断故障点的死区问题；c.具有先进的、完善的微电脑综合保护系统，提高了整体供电的可靠性，且不必打开箱体大门即可进行保护参数的整定；d.兼容所有大容量（4000kVA以下）移动变电站配套。 其配套隔离开关型号为GK1-400/1140，断路器型号为ZN7-630/1140。电流互感器的型号为LMZ-1.2。5.4母线及电缆选择5.4.1 6kV母线选择与校验 6kV母线的选择，按照经济电流密度来选择导线的截面积，按照最大长时允许电流来校验导线的截面积，并要按照电压损失来进行校验。 a.按照电流密度来选择导线的截面积采区负荷电流：A式中： S6kV侧线路补偿后的总负荷，=0.91导线截面积： 式中： 电流密度，根据最大负荷的小时数选择，取=4000小时，则=1.15。故初选煤矿用移动金属屏蔽监视型橡套软电缆MYPTJ70，环境温度25时的长时允许的载流量265A。b.按照长时允许的电流值来校验导线的截面积 选择导线的截面积应使电缆长时允许电流值不小于线路的长时工作电流值，即A 式中：0.9为修正系数。A，满足要求。 c.按照电压损失来校验导线的截面积取所选导线几何间距1.5m，MYPTJ70电缆的单位长度的电阻为，电抗为。电压损失：V 电压损失的百分数： 满足要求。故6kV母线选用煤矿用移动金属屏蔽监视型橡套软电缆MYPTJ70。5.4.2 1.2kV母线的选择与校验（1）按照电流密度来选择导线的截面积负荷电流：A 导线截面积：电压为114