太原某煤矿变电所课程设计.doc

课程设计（论文）说明书课程名称： 矿山供电课程设计 院（系）： 机械工程学院 专 业： 机电一体化 姓 名： 学 号： 起止时间 2011年11月28日-12月17日 指导教师： 2011年12月14日前言本设计目的是通过本次设计巩固所学的专业知识，培养分析问题、解决问题的能力以及实际工程设计的基础技能。电力是现代化矿山企业生产的动力，首先应该保证供电的可靠和安全，并做到技术和经济方面合理的满足生产的需要。又去煤矿生产条件的特殊性，对供电系统有特殊要求，尤其是煤矿地面供电系统作为整个煤矿供电的开端，对整个煤矿供电的安全、可靠、经济具有举足轻重的作用，对提高经济效益及保证安全生产等方面都有十分重要的意义。三周的课程设计，使我了解设计的要求及设计内容，更加深刻了解课本中的内容，使知识与理论相结合，使基础知识与实际操作紧密联系。尤其对主接线，电气设备以及电力系统的选择方法进一步掌握。由于水平所限，设计书中难免出现错误和不妥之处，希望老师给予指正。一、矿山供电自然情况1.1太原西峪煤矿地处南北同蒲和石太铁路线的交汇处。属北温带大陆性气候，冬无严寒，夏无酷暑，风力为2-3级，最大风速介于2.6m/s3.3m/s之间,最低气温 6.8；最高气温23.5。平均降水量456毫米，结冰期约110天左右，年雷暴日为25天。1.2太原西峪煤矿采用立井多水平开拓方式，分为2个采区，深度约为6000m，正常涌水量为1150m/h，最大涌水量为2900m/h,年产量在60万吨/年，矿山年工作天数为350天左右。按两班制，3500 -4800h。1.3主副两井距离80m，距35kv变电所距离均为0.2km。矿井地面变电所距上级变电所的距离为14km，采用双回路架空线的供电方式，上一级变电所送入地面变电所工作电压为10KV，其井下送电电压值为6KV。35KV的一类负荷提供电源。二.电力负荷设计计算2.1煤炭企业电力负荷计算的主要目的是：1）全矿在工程设计的可行性研究阶段要对全矿的电量作出估算以便确定整个工程的方案。2）在设计煤矿供电系统时，为了正确选择变压器的容量，正确选择各种电气设备和配电网络，以及正确选择无功补偿设备等，需要对电力负荷进行计算。计算负荷的两种常用方法：即需要系数和二项式系数法2.2需用系数计算负荷由于一台设备的额定容量往往大于其实际负荷，一组设备中，根据生产的需要所有设备一般不同时工作，所以其最大负荷出现的时间也不尽相同。各负荷的功率因数（）不同，所以难以精确地计算变电所负荷。因为需用系数法计算简便，其计算结果能满足工程上的要求，所以本设计采用了它来变电所负荷计算。其计算公式的一般表达式为：式中、 用电设备的有功无功视在功率计算负荷； 用电设备的总额定容量； 额定电压； 功率因数角的正切值； 该用电设备的计算负荷电流； 需用系数。根据负荷资料,求出各类成组设备的设备容量、tan、有功功率P、无功功率Q及视在功率S 。需用系数法负荷计算的步骤从负载端开始逐级上推，到电源进线为止。2.3二项式系数计算负荷二项式法通常用于设备数量少而容量变化大的负荷计算，其计算过分突出了最大用电设备的影响，因而计算结果往往偏大，但可弥补需要系数法的不足。其计算基本公式为： 式中 表示用电设备组的平均负荷,其中是用电设备组的总容量cPx 用电设备组中x台容量最大的设备投入运行时，增加的附加负荷，其中Px是x台最大容量的设备总容量。b、c 二项式系数将计算结果填入下表附件1：矿区电力负荷基础数据表编号设备名称额定电压安装台数工作台数设备容量（Kw）需要系数Kxcos计算容量安装容量工作容量有 功功率（Kw）无功功率（Kvar视在功率（KVA）一地面电压1主井绞车6118008000.80.83640524.87712副井绞车6117007000.780.80546409.5682.53压风机62112006000.850.90510-244.8566.64主扇风机62111005800.810.82469.8327.9572.95水库61200.750.759079.2160二地面低压6广场照明0.381280.80.8102.476.81287水源井0.38700.80.85642708选煤厂0.3813000.750.7597585813009住宅区0.382940.50.7147149.929410医院0.381500.810.82121.584.8148.111行政楼0.38700.750.7552.546.270三井下高压12主排水泵64215006000.870.85522323.6614四井下低压13采区供电0.663640.780.80283.9212.9354.814井底车场0.661470.760.76111.795.514715综采机组0.663500.730.75255.5168.6340.616174627.83325.3（1）地面6kv电压用电设备组计算负荷，使用需用系数法统计负荷，查P33表，可查出相对应的电器设备组的需用系数，功率因数，然后计算三相用电设备的计算负荷。主井绞车=800kw =0.8 =0.83=0.82=0.8800=640kw=6400.82=524.8kva=/= =640/0.83=771kva副井绞车=700kw =0.78 =0.80=0.75=0.78700=546kw= =5460.75=409.5kva=/ = =546/0.80=682.5kva压风机=600kw =0.85 =0.90=-0.48=0.85600=510kw= =510（-0.48）=-244.8kva=/= =510/0.90=566.6kva主扇风机=580kw =0.81 =0.82=0.698=0.81580=469.8kw= =469.80.698=327.9kva=/= =469.8/0.82=572.9kva水库=120kw =0.75 =0.75=0.88=0.75120=90kw=900.88=79.2kva=/= =120/0.88=160kva广场照明=128kw =0.8 =0.8=0.75=0.8128=102.4kw= =102.40.75=76.8kva=/= =102.4/0.8=128kva水源井=70kw =0.8 =0.8=0.75=0.870=56kw= =560.75=42kva=/=56/0.8=70kva选煤厂=1300kw =0.75 =0.75=0.88=0.751300=975kw= =9750.88=858kva=/= =975/0.75=1300kva住宅区=294kw =0.5 =0.7=1.02=0.5294=147kw= =1471.02=149.9kva=/= =147/0.7=294kva医院=150kw =0.81 =0.82=0.698=0.81150=121.5kw= =121.50.698=84.8kva=/= =121.5/0.82=148.1kva行政楼=70kw =0.75 =0.75=0.88=0.7570=52.5kw= =52.50.88=46.2kva=/= =52.5/0.75=70kva主排水泵=600kw =0.87 =0.85=0.62=0.87600=522kw= =5220.62=323.6kva=/= =522/0.85=614kva采区供电=364kw =0.78 =0.80=0.75=0.78364=283.9kw= =283.90.75=212.9kva=/= =283.9/0.80=354.8kva井底车场=147kw =0.76 =0.76=0.85=0.76147=111.7kw= =283.90.75=95.5kva=/= =111.7/0.76=147kva综采机组=350kw =0.73 =0.75=0.66=0.73350=255.5kw= =255.50.66=168.6kva=/= =255.5/0.75=340.6kva2）地面广场低压负荷计算主井辅助设备=104kw =0.7 =0.7=1.02=0.7104=72.8kw=72.81.02=74.2kva=/=72.8/0.7=104kva副井辅助设备=90.7kw =0.7 =0.7=1.02=0.790.7=63.5kw=63.51.02=64.8kva=/=63.5/0.7=90.7kva压风机辅助设备=193.2kw =0.7 =0.75=0.88=0.7193.2=135.2kw=135.20.88=119kva=/=135.2/0.75=180.2kvar低压负荷总计：将附表2的有关数据相加，即：=(72.8+63.5+135.2+15.68)=579.4kw=(74.2+64.7+118.9+16.0)=442.4kvar低压计算负荷：工业广场低压侧计算负荷公式为式中 、 用电设备的有功和无功计算负荷之和； 有功和无功组间最大负荷同时系数， 线路或变配电所二次母线的总有功无功和视在计算负荷。低压计算负荷：取=0.95,=0.97则=0.95579.4=550.4kw=0.97442.4=429.1kvar =697.9kva=1060.3A=/=550.4/697.9=0.7882.4配电变压器的选择。考虑到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择两台变压器，每台变压器的计算容量为=0.7697.9=488.5kvA可选S9-500/10型变压器两台，其技术参数见下表变压器的负荷率为： = /2=697.9/2500=0.697型号额定容量(kvA)额定电压额定损耗阻抗电压百分值%空载电流百分值%连接组质量/t外形尺寸/m高压低压空载短路长宽高S9-500/1050060.41541.9Y,YNO1.90157012501670地面工业广场高压侧计算负荷。地面工业广场低压计算负荷加上配电变压器的功率损耗，即为6kv高压侧的计算负荷变压器的功率损耗计算为=2()=2(1+50.697)=15.8kw=2()=2=2(1.9500/100+4500/1000.697)=38.4kvar高压侧计算负荷为=+=550.4+15.8=566.2kw=+=429.1+38.4=467.5kvar=734.2kva=/=566.2/734.2=0.7712.5全矿负荷统计a高压用电设备组的计算负荷。其计算方法与上述低压主井提升辅助设备负荷计算相同，此处从略。b全矿高压负荷总计。将全矿各组高压侧计算负荷相加，即=(640+546+510+117.7)kw=4627.8kw=(524.8+409.5+327.9+95.5)kw=3325.3kwc全矿计算负荷。根据煤矿电工手册，汇总后有功功率负荷在5000kw以下，有功功率同期系数取0.85，无功功率同期系数取0.90，故计算如下可得：计算全矿6kv侧总的计算负荷，应考虑各组间同时系数，取Ktp=0.85，Ktq=0.90，则=0.854627.8=3933.6kw=0.903325.3=2992.7kvar=4942.6kva=3933.6/4760.50=0.8262.6 提高功率因数的方法a.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。提高负荷的自然功率因数。b. 人工补偿法多采用同步调相机和静电电容器等人工补偿装置。目前矿井变电所多在6KV母线上装设静电电容器来进行集中补偿，本变电所也采用了该方法。并联移相电容器的简单原理：主要是利用电容器产生的无功功率与电感负载的无功功率相互交换，从而减小负载向电圈吸取的无功功率，提高了整个负荷相对电源的功率因数。并联电容器补偿法有投资少，有功功率损耗小，运行维修方便，故障范围小、无震动与噪声、安装地点灵活等优点。其缺点是只能有级调节，而不能随负荷无功功率需要的变化进行自动平滑的调节。2.7电容器补偿容量计算a.电容器所需补偿容量。由于全矿自然功率因数=0.826，低于0.9，所以应进行人工补偿，补偿后的功率因数应达以0.95以上，即=0.95。则全矿所需补偿容量为= 3933.6（0.682-0.329）=1388.5kvar b.电容器柜数及型号的确定。电容器拟采用双星形接线在变电所的二次母线上，所以选择标称容量为30kvar、额定电压为6.3kv/kv的电容器，装于电容器柜中，每柜装8个，每柜容量为240kvar，则电容器柜总数为=6.3因为电容器柜需要分接在两段母线上，所以每段母线上每组的电容柜数n应为=1.5 取不小于计算值的整数，则n=2、所以N=4n=8台。电容器的实际补偿容量为=2408=1741.4kvar人工补偿后的功率因数=2992.7-1741.4=1181.3kvar=4107.1kva=0.957功率因数符合要求。 三、高压供配电系统3.1主变压器的选择由于煤矿变电所有一类负荷，并且有两个回路供电，必须选择两台变压器。当两台同时工作的时候，每台变压器的容量为：j=0.84107.1=3285.6kvA经统计全矿一、二类负荷的计算负荷为有功功率3025.3kw，无功功率2134.5kvar。再考虑一段母线退出运行后，电容器的补偿容量为补偿容量的一半，此时的无功功率为2134.5-=1263.8kvar，所以其总的视在计算容量为=3278.6kva，占全矿计算负荷的比例为=0.798，小于0.8，所以故障保证系数Ktp应取0.8。查表确定选择SL7-5000/35型变压器，其技术参数如下表所示：型号额定容量(kvA)额定电压额定损耗阻抗电压百分值%空载电流百分值%连接组质量/t外形尺寸/m高压低压空载短路长宽高SL7-5000/355000356.36.7536.770.9Y,dll11288023703690变压器的负荷率为=0.4103.2全矿总负荷变压器损耗计算变压器的有功功率损耗为=2(6.75+36.70.410)=25.8kw变压器的无功功率损耗为 =790kvar全矿总负荷=3933.6+25.8=3959.4kw=2992.7+790=3782.7kw=5475.9kva=0.723全矿功率因数0.7233.3确定变压器的经济运行方式临界负荷=2801kva临界负荷率一台变压器经济运行的临界负荷率为=0.560可见，当变电所总负荷大于2801kva时，两台变压器并联运行；当总负荷小于2801kva时，一台单独运行较经济合理。3.4主变压器台数的确定为保证供电的可靠性，避免一台主变故障或检修时影响供电，变电所一般装设两台主变压器，但一般不超过两台变压器。当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变压器。对于大型超高压枢纽变电所，装设两台大型变压器，当一台发生故障时，要切断大量负荷是很困难的，因此，对大型枢纽变电所，根据工程具体情况，应安装台主变压器。这种装设方法可以提高变电所的供电可靠性，变压器的单台容量以及安装的总容量皆可有所节约，且可根据负荷的实际增长的进程，分别逐台装设变压器，而不致积压资金。当变电所装设两台以及以上的主变时，每台容量的选择应按照其中任一台停运时，其余变压器容量至少能保证所供的一级负荷或为变电所全部负荷的60%75%。通常一次变电所采用75%，二次变电所采用60%。3.4变压器容量的确定本次设计的是线变阻，选择暗备用，每台按变压器的最大负荷选择。正常情况下两台变压器都参加工作，这时，每台变压器均承受50%最大负荷，这种备用及能满足正常工作时经济运行的要求，又能在故障情况下承担全部负荷，是比较合理的备用方式。3.5高压主接线系统的选择变电所主接线(一次接线)表示变电所接受、变换和分配电能的路径。它由各种电力设备(隔离开关、避雷器、断路器、互感器、变压器等)及其连接线组成。通常用单线图表示。主接线是否合理,对变电所设备选择和布置,运行的灵活性、安全性、可靠性和经济性,以及继电保护和控制方式都有密切关系.它是供电设计中的重要环节. 在图上所有电器均以新的国家标准图形符号表示，按它们的正常状态画出。所谓正常状态，就是电器所处的电路中既无电压，也无外力作用的状态。对于图中的断路器和隔离开关，是画出它们的断开位置。在图上高压设备均以标准图形符号代表，一般在主接线路图上只标出设备的图形符号，在主接线的施工图上，除画出代表设备的图形符号外，还应在图形符号旁边写明设备的型号与规范。从主接线图上我们可了解变电所设备的电压、电流的流向、设备的型号和数量、变电所的规模及设备间的连接方式等，因此，主接线图是变电所的最主要的图纸之一。3.6确定高压主接线种类和特点主结线是指变电所受电线路与主变压器的联结的一次结线，主变压器低压侧所联结的母线及配出线。1）降压变电所主结线变电所一次结线分为变压器组结线、桥式结线、二次母线、配出线结线。2）变压器组结线这种结线结构简单，设备少，投资省，但可靠性差，适用于三类负荷的企业变电所。3）桥式结线具有两路受电线路和两台主变压器的变电所，通常采用桥式结线方式，桥式结线分为内桥结线、外桥结线和全桥结线3种。外桥接线，桥回路置于线路断路器外侧，变压器经断路器和隔离开关接至桥接电，而线路支路只经隔离开关与桥接点相连。外桥接线的特点为:a.变压器操作方便。如变压器发生故障时，仅故障变压器回路的断路器自动跳闸，其余三回路可继续工作，并保持相互的联系。b.线路投入与切除时，操作复杂。如线路检修或故障时，需断开两台断路器，并使该侧变压器停止运行，需经倒闸操作恢复变压器工作，造成变压器短时停电。c.桥回路故障或检修时两个单元之间失去联系，出线侧断路器故障或检修时，造成该侧变压器停电，在实际接线中可采用设内跨条来解决这个问题。外桥接线适用于两回进线、两回出线且线路较短故障可能性小和变压器需要经常切换，而且线路有穿越功率通过的发电厂和变电站中。内桥接线，桥回路置于线路断路器内侧（靠变压器侧），此时线路经断路器和隔离开关接至桥接点，构成独立单元；而变压器支路只经隔离开关与桥接电相连，是非独立单元。内桥接线的特点：a.线路操作方便。如线路发生故障，仅故障线路的断路器跳闸，其余三回线路可继续工作，并保持相互的联系。b.正常运行时变压器操作复杂。c.桥回路故障或检修时两个单元之间失去联系；同时，出线断路器故障或检修时，造成该回路停电。为此，在实际接线中可采用设外跨条来提高运行灵活性。内桥接线适用于两回进线两回出线且线路较长、故障可能性较大和变压器不需要经常切换运行方式的发电厂和变电站中。桥形接线具有接线简单清晰、设备少、造价低、易于发展成为单母线分段或双母线接线，为节省投资，在发电厂或变电站建设初期，可先采用桥形接线，并预留位置，随着发展逐步建成单母线分段或双母线接线。全桥接线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。4）二次母线单母线结线结线简单，但是一旦母线发生故障将全部停电。所以仅适用于容量小，不太重要的变电所。双母线结线可靠性高，运行灵活。双母线结线所用设备多，投资大，结线复杂，操作安全性差。单母线分段式结线与双母线相比，所用设备少、经济、系统结构简单、操作安全，适用于出线回路多，母线故障可能性小的变电所。5)配出结线为了保证检修线路和断路器时的人身安全，在断路器靠二次母线的一次侧必须装设隔离开关。3.7主接线方案的选择与校验本矿区变电站6kv的主接线方式必须满足供电的可靠性和安全性的要求。6kv一般采用母线制，母线制分为：双母线接线、单母线分段方式。太原西裕煤矿变电站6kv侧接线可分为双母线接线、单母线分段两种接线。方案一 单母线分段式是将两台变压器分别接到分段母线不同的两段上，两段母线用断路器分隔或者是隔离开关分隔。用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电 ，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。优点：使用设备少，接线简单，建设投资省；可靠性，灵活性高。当分断路器配置相应的保护装置，在断路器合闸母线发生故障时，分段断路器与某一电源进线短路同时跳闸，另一分段母线可继续运行，可靠性大大提高。缺点：当一段母线隔离开关故障或者检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电，当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。扩建时候需要向两个方向均衡发展。方案二双母线是两台变压器分别接到两段母线上，每条配出线也分别接到两条母线上。优点：运行灵活，可靠性高。缺点：使用设备多，结线复杂，消耗有色金属多，占地面积大，投资较大，接线及操作都比较复杂，倒闸操作时容易发生误操作。母线隔离开关较多，配电装置的结构也较复杂，所以经济性较差。最后方案选择为： 使用设备少，接线简单、建设投资省；可靠性、灵活性高，单母线分段制能满足上述要求，且系统简单，因此，6kv侧采用单母线分段制接线。一次侧采用内桥式结线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图，这种主结线的运行灵活性较好，供电可靠性高，适用于一、二级负荷煤矿。内桥式结线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多，并且变电所的变压器不需要经常切换总降压变电所。3.8地面变电所位置的选择太原西峪煤矿变电所虽说容量不大，但它是全矿供电的中心。选址的正确与否，直接影响到供电的可靠、安全与经济运行。因此本矿是在负荷以下条件下进行的位置选择：1)接近负荷中心，这样可以减小供电距离、电能损耗、电压损失和节约有色金属；2)不占或少占农田；3)便于各级电压线路的引入和引出；4)交通运输方便；5)具有适宜的地质条件；6)尽量部设在空气污秽地区，否则应采取防污措施或设在污源的上风侧；7)具有生产和生活用水的可靠水源；8)考虑了设计变电所与邻近设施之间的相互影响；9)本所址应选择于矿井地面工业厂边缘地上；10)所址位置必将影响矿区供电系统的接线方式，送电线路的规格与布局，电网损失和投资的大小。 考虑以上因素，将此变电所选在工业广场边缘的上风向区，此处环境污染小，又能满足其他方面的要求.3.9变电所的分类 按变电所在电力系统中的地位、电压等级、供电范围的不同，有不同的分类。按变电所的地位可分为以下几类： 1）枢纽变电所。位于电力系统的枢纽点，连接电力系统中的高压和中压的几个部分，汇集多个电源，称为枢纽变电所。枢纽变电所电压等级高，供电范围广，在系统中处于举足轻重的地位，全所停电后，将引起系统解列，造成大区域停电，甚至造成电力系统瓦解，使社会的运行处于瘫痪状态。 2）中间变电所。该变电所以交换潮流为主，起系统功率交换的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集23个电源，同时有降压给当地用户供电，这样的变电所全所停电后，将引起区域网络的解列，造成大面积停电。 3）地区变电所。高压侧一般为220110干伏，它是对地区用户供电为主的变电所，全所停电后，将使地区中断电源。 4）终端变电所。处于输电线路的终端，接近负荷点，高压侧一般为11035干伏，经降压后直接给用户供电。终端变电所全所停电后，将使用户中断电源。 按变电所的用途不同，可分为升压和降压变电所。 按变电所控制操作方式的不同，可分为有人值班和无人值班变电所。四、导线截面积的选择4.1导线截面的选择要求 导线截面的选择对电网的技术、经济性影响很大，在选择导线截面时，既要保证工矿企业供电的安全与可靠，又要充分利用导线的负荷能力。因此，只有综合考虑技术、经济效益，才能选出合理的导线截面。架空导线架设在空中，要承受自重、风压、冰雪荷载等机械力的作用和空气中有害气体的侵蚀，同时还受温度变化的影响，运行条件比较恶劣。因此，它们的材料应有较高的机械强度和抗腐蚀能力，而且导线要有良好的导电性能。导线按结构分为单股线与多股绞线；按材质分为铝（L）、钢（G）、铜（T）、铝合金（HL）等类型。由于多股绞线优于单股线，故架空导线多采用多股绞线。铝绞线（LJ）导电率高、质轻价廉，但机械强度较小、耐腐蚀性差、故多用于档距不大的10kv及以下的架空线路。2）钢芯铝绞线（LGJ）将多股铝绞线绕在钢芯外层，铝导线起载流作用，机械载荷由钢芯与铝线共同承担，使导线的机械强度大为提高，因而在10kv以上的架空线路中得到广泛应用。3）铝合金绞线（LHJ）机械强度大、防腐蚀性能好、导电性也好，可用于一般输配电线路。4）钢绞线（TJ）导电率高、。机械强度大、耐腐蚀性能好，是理想的导电材料。但为了节约用铜，目前只限于有严重腐蚀的地区使用。5）钢绞线（GJ）机械强度高，但导电率差、易生锈、集服效应严重，故只适用于电流较小、年利用小时地的线路及避雷线。1)按长时允许电流选择。为了使导线在正常运行时不超过其长时允许温度，并能够充分利用导线的带负荷能力，避免有色金属的浪费，应按导线的长时允许电流选择其截面。2）按允许电压损失选择。为了保证用电设备的电压质量，应按电网允许的电压损失选择导线截面。3）按经济电流密度选择。为了使线路的年运行费用最低，保证供电的经济性，应按经济电流密度选择导线截面。4）按机械强度选择。为了避免导线在运行或安装过程中断线，应按机械强度选择导线截面。5)按短路时的热稳定条件选择。为了使导线在通过电流时不超过其短时允许温度，应按短路的热稳定条件选择导线截面。4.2高压侧导线截面积的选择和校验(1）高压侧母线的选择和校验高压侧短路电流为选取基准容量：100MVA，选取短路点所在母线的平均电压为基准电压，即：选取35kV。由，则1）按长时允许电流选择式中 标准环境温度时，导线的长时允许电流； 导线的最大长时工作电流； 温度校正系数。其中 则 由此，初选35kV母线型号为LGJ95，查得其额定电流为335A（400C）。由于所处环境最高温度为480C，则其长时允许电流为：A2）热稳定性校验考虑到动稳定性，母线采用平放，其允许电流值应再较低8，故为：长时允许电流负荷要求。以上计算，从截流量考虑此母线已经满足要求，但还需进行热稳定校验。下面就进行短路热稳定校验。满足热稳定要求，可将型号为LGJ95的钢芯铝绞线作为35千伏屋外配电装置的母线。4.3 6KV配出线的选择和校验(1) 入井电缆的选择和校验1）按经济电流密度选择式中 导线的经济截面，；线路正常工作的最大长时工作电流，A；经济电流密度，。其中：主排水泵 采区供电 井底车场 综采机组因为则经济电流密度经查表确定即 主排水泵选择LGJ185型铝绞线采区供电选择LGJ95型铝绞线井底车场选择LGJ50型铝绞线综采机组选择LGJ50型铝绞线2）按长时允许电流校验经查表确定选择LGJ185型铝绞线的长时允许电流为500A；LGJ95为325A；LGJ50为215A。由于环境温度为35，导线最高允许温度为70，查表确定温度校正系数为0.88，经温度校正其长时允许电流为：主排水泵采区供电井底车场综采机组各段导线长时允许电流满足要求。3)机械强度校验查表确定满足机械强度的最小截面是，故各段导线截面均满足机械强度的要求。4)按允许电压损失校验线路的几何均距为1m，查表确定各段导线的每千米阻抗为LGJ185型 LGJ95型 LGJ50型 线路的电压损失为导线允许电压损失满足要求。(2)一般电缆1）按经济电流密度选择其中：主井绞车 副井绞车 压飞机 主扇风机 水库 因为则经济电流密度经查表确定即 主井绞车选择LGJ185型铝绞线副井绞车选择LGJ185型铝绞线压风机 选择LGJ120型铝绞线主扇风机选择LGJ95型铝绞线水库 选择LGJ70型铝绞线2）按长时允许电流校验经查表确定选择LGJ185型铝绞线的长时允许电流为500A；LGJ120为375A；LGJ95为325A；LGJ70为265A。由于环境温度为35，导线最高允许温度为70，查表确定温度校正系数为0.88，经温度校正其长时允许电流为：主井绞车副井绞车压风机 主扇风机水库 各段导线长时允许电流满足要求。3)机械强度校验查表确定满足机械强度的最小截面是，故各段导线截面均满足机械强度的要求。4)按允许电压损失校验线路的几何均距为1m，查表确定各段导线的每千米阻抗为LGJ185型 LGJ120型 LGJ95型 LGJ70型 线路的电压损失为导线允许电压损失满足要求。(3) 架空线的选择和校验1）按经济电流密度选择其中：广场照明 水源井 选煤厂 因为则经济电流密度经查表确定即 广场照明选择LJ95型铝绞线水源井 选择LJ70型铝绞线选煤厂 选择LJ70型铝绞线2）按长时允许电流校验经查表确定选择LJ95型铝绞线的长时允许电流为325A；LJ70为265A。由于环境温度为35，导线最高允许温度为70，查表确定温度校正系数为0.88，经温度校正其长时允许电流为：广场照明水源井 选煤厂 各段导线长时允许电流满足要求。(4)机械强度校验查表确定满足机械强度的最小截面是，故各段导线截面均满足机械强度的要求。(5)按允许电压损失校验线路的几何均距为1m，查表确定各段导线的每千米阻抗为LJ95型 LJ70型 线路的电压损失为导线允许电压损失满足要求。4.4 6KV侧母线的选择和校验6KV短路电流为选取基准容量：100MVA选取6.3kV，则kA，则(1) 按正常持续工作电流选择，选用LGJ120型矩形铝母线，在25C时其载流量为325A，考虑温度修正系数，在环境温度为35时，修正系数为：=0.88则修正后的长时载流量为：;满足系统要求。(2) 按热稳定性校验：满足热稳定要求。由以上校验知LGJ-120型母线满足系统要求。4.5 民用导线的选择和校验(1) 按长时允许电流选择行政楼 经查表确定选择LJ95型铝导线，其长时允许电流为375A。（2）按允许电压损失校验线路的几何均距为1m，查表确定各段导线的每千米阻抗为LJ95型 线路的电压损失为导线允许电压损失满足要求。(3)按机械强度校验查表确定满足机械强度的最小截面是，故各段导线截面均满足机械强度的要求。由以上校验知LJ-95型铝导线满足系统要求。五、 高压电气设备的选择5.1选择高压电气设备的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。正常工作条件选择电气设备选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。1)额定电压的选择电气设备的最高允许工作电压不小于正常运行时的最高工作电压的1.11.15倍，故所选电气设备的额定电压应不低于所在电网的额定电压。 式中 电气设备的额定电压 电网的额定电压 2)额定电流的选择选用的电气设备额定电流应不小于通过它的最大长时工作电流。即 式中 电气设备的额定电流 电气设备所在线路的最大长时工作电流国产普通电气设备的额定电流是在环境温度为40的条件下，长时允许通过的最大电流。 (2)按短路情况校验按短路情况来校验电气设备的动稳定和热稳定。按装置地点的三相短路容量来校验开关电器的断流能力。1）、高压断路器的选择 变电所35kV配电装置采用室外布置，因此，选用多油断路器。按最严重的情况考虑，若一台变压器故障，则另一台变压器承担全部负荷。多油断路器选用DW8-35型多油断路器，选用与此配套的。 校 验型 号按电压选按电流选按断流容量选动稳定校验热稳定校验35kV进线断路器DW8-3535kV35kV600A132A10000MVA64MVA41kA17.4kA16.5kA4s5.9kA2s338.3535kV进线隔离开关GW5-35G35kV35kV600A13250kA17.4kA14kA5s5.9kA231.38.356kV进线柜断路器SN10-10II10kV6kV1000A770A500MVA63.2MVA80kA14.8kA31.5kA2s5.82s44.58.26kV进线柜隔离开关GN19-10c10kV6kV1000A770A80kA14.8kA31.5A4s5.82s638.2CD11-X型直流电磁操作机构，共需要选五台。校验结果见表5-1。2）、35kV隔离开关的选择为了便于检修时接地，35kV进线隔离开关应选用带刀闸的，拟选用隔离开关型号为GW5-35GD/1000，共需选用两台。校验结果见表5-1。3）、母线桥和35kV出线隔离开关选择拟选用GW5-35G/1000型隔离开关，共需选用8台。其校验和35kV进行隔离开关的校验一样，具体校验结果见表5-1。以上选用的10台隔离开关操动机构均为CS-G。4）、电压互感器的选择本矿区变电所为终端变电所，选JDX6-35型户外单相三线圈油浸式全封闭结构电压互感器两台，用于电压、电能测量及继电保护之用，分别装于35kV母线的两段上。5）、电流互感器的选择35kV变电所进线处的电流互感器是供电流、电能测量及继电保护用的，故选用LB635型油纸绝缘、全密封的电流互感器。最高工作电压40.5kV，额定二次电流为5A。靠近变压器处的电流互感器是装在DW13-35型多油断路器电容式套管中的，可供变压器保护装置用，故选用LRD35型，额定电流300A，装入式电流互感器。其它选用LR35型，额定电流为300A，装入式电流互感器。5.2 6KV侧低压配电柜的选择和校验根据本矿变电所主接线系统，地面6kV配电装置选KGN10型高压开关柜35面。大致分为下面几个类型：进线柜、电压互感器和避雷器柜、电容器柜、联络柜和其它出线柜、备用柜等。1）进线柜因是总开关，负荷电流较大，同时还要测三相电流，所以选用KGN1008作为进线柜。其额定电压为1000A。柜中断路器、隔离开关的选择校验结果见表5-1。2）电压互感器和避雷器柜选用KGN-10-52型综合柜，因流过它的电流较小，并且不需要测电流，所以，只需要一个隔离开关就行了。3）变压器柜因为变压器容量为2501000kVA，同时考虑互换性，故应选用带油断路器的开关柜，同时还要了解变压器电能的消耗和满足继电保护的要求，需要两只电流互感器。所以选用KGN-10-03型高压开关柜。4）电容器柜因电容器总容量为2700kvar（大于400kvar），用断路器控制。同时还要测三相电流，应装两个电流互感器，所以选用KGN-1003作为电容器柜。额定电流为630A。03柜中断路器、隔离开关的选择校验结果与进线柜一样，详见表5-1。5）联络柜本变电所容量比较大，采用油开关联络，并由KGN-10-22和KGN-10-57两个柜组成，其额定电流为1000A。柜中断路器、隔离开关的选择校验同进线柜，详见表5-1。6）其它出线柜本设计为了避免开关柜型号过多，并且有一定的互换性，所以其他柜均选用KGN-10-07型高压开关柜。为了满足保护与测量的要求，都装有两个电流互感器。其额定电流为630A，断路器的两端均装有隔离开关，以保证在双电源回路中检修的安全。柜中断路器、隔离开关的选择校验结果与进行柜校验一样，详见表5-1。7）高压开关柜选型汇总由负荷的性质，大小选用高压开关柜的型号如下表5-2所示型号数量名称额定电流KGN-10-082进线柜1000AKGN-10-22KGN-10-5716kV母线联络柜100A1KGN-10-522电压互感器避雷针柜630AKGN-10-035变压器柜630AKGN-10-0715其它出线柜630A5.3隔离开关 断路器 熔断器的选择隔离开关的选择及校验隔离开关的主要功能是隔离高压电源，保证其它电气设备和线路的安全检修及人身安全。隔离开关断开后，具有明显的可见断开间隙，绝缘可靠。隔离开关没有灭弧装置，不能拉、合闸。隔离开关按电网电压、额定电流电流及环境条件选择，按短流电流校验其动、热稳定性。1)35kV侧的隔离开关QS1QS10的选择及校验(1)根据布置方式，室外一般采用GW4或GW5型隔离开关。本设计中为了方便检修时的接地，两个进线隔离开关QS1、QS2和两个电压互感器隔离开关QS9、QS10选用GW5-35GD/600带接地刀闸的隔离开关，操动机构选CS-D单相接地式手动操动机构，QS3QS8选用GW5-35G/600不带接地刀闸的隔离开关，操动机构选CS-G手动操动机构。所选隔离开关电气参数如表6-3所示。表6-3 所选隔离开关参数型号额定电压/kV额定电流/A极限电流峰值/kA热稳定电流/kA热稳定时间/sGW5-35GD/6003560050145GW5-35G/60035600501452