某矿区35kv-10kv变电站设计.doc

某矿区35kv/10kv变电站设计摘 要矿井变电站的设计非常重要，本文针对变压器的选择和变电站负荷计算、电气设备的电气主接线设计、短路电流计算、各种设备的确定和检查，配电室的装设继电保护方案以及制定和设置变电站保护和接地保护展开了设计。重点说明了电气主接线设计方案和选择变压器台数以及容量，一些电气设备如断路器，电流互感器，电压互感器等的确定和检查详细的描述和分析。文中变电站电气主接线，平面布局，一些高压侧和低压侧保护装置显示通过一个直观的CAD图纸描述出来的。变电站的设计更科学和人性化通过配电室中的电力监控系统，可以让值班人员更好的了解和掌握变电站中的运行情况；如果设备出现故障可以直接对设备进行操作并且能很快的处理问题使变电站变配电不至于中断，不会影响到工厂的运行，能够有效的输送电能。关键词: 短路电流计算；继电保护；断路器 AbstractSubstation mine design is very important, the paper load is calculated for the selection and substation transformers, relay protection scheme for identifying and checking the installation, power distribution room Electric main wiring design of electrical equipment, short-circuit current calculation, various devices and to develop and Set substation protection and grounding protection launched a design. Highlights the main electrical wiring design and select the number of transformer stations and capacity, some of the electrical equipment such as circuit breakers, current transformers, voltage transformers and other identifying and checking the detailed description and analysis. Substation electrical wiring in the main text, layout, some of the high side and low side protection device displays an intuitive CAD drawings describe out.Substation design more scientific and humane distribution chamber through power monitoring system that allows duty personnel to better understand and master the operation of the substation; if the device fails to operate the equipment can be directly and quickly processing Problems make power distribution substation not interrupted, will not affect the operation of the plant, can effectively convey electricity.Key words：Calculation of short-circuit current；Relay protection；Circuit breakerI目录摘 要IAbstractII1 绪论12 负荷计算22.1负荷分级22.2矿井负荷计算22.3功率补偿83 主变压器的选择103.1变压器台数的选择103.2 变压器选择计算104 电气主接线的设计124.1 电气主接线的设计原则和要求124.1.1电气主接线的设计原则124.1.2电气主接线设计的基本要求124.2变电站的主接线方式134.3本所主接线方案154.3.1电气主接线方案比较155 短路电流计算165.1 短路电流计算的一般概述175.2 短路回路参数的计算185.2.1标么值185.2.2短路回路中各元件阻抗的计算185.3短路电流的计算过程216 电气设备的选择和校验246.1确定高压电器的方式246.2母线的选择256.2.1 35KV母线的选择256.2.2 10KV母线的选择256.3电气设备的选择266.3.1断路器的选择266.3.2高压隔离开关的选择286.3.3电流互感器的选择296.3.4电压互感器的选择316.2.5高压熔断器的选择316.2.6开关柜的选择327 变电所的平面布置347.1变电所位置确定原则347.2 配电室建筑要求347.3 控制室布置348 变电所的防雷保护及接地装置368.1直击雷过电压保护368.2 本设计中避雷针的选择378.3打雷造成的过电压保护379 继电保护399.1 概述399.1.1 变压器的瓦斯保护399.1.2变压器的过电流保护399.1.3变压器的差动保护39结束语40致 谢41参考文献42附录：英文翻译43华北科技学院毕业设计1 绪论现在，随着现代工业的发展，工业对供电系统可靠性和供电系统的稳定性的要求越来越高。电能在工业中的作用是非常重要的，变电站作为接受和分配电能更是在工业中占据非常重要的地位;因此，分析和设计是一个非常重要的任务作为变电站的发展。 大部分的变电站供电系统被用于在电源电压35KV上，通过主变电站和变电站车间两级变压。35KV电压经过主变电站降为10KV电压，再由配电线路引到车间变电站，然后10KV变电站的电压变低电压到220V/380V/660V的电压供电气设备使用。 任家庄煤矿供电系统由两个35KV线路供电。这两个进线到变电站是两个35/10kv的主变压器，通常使用一个主变压器，另外一个备用变压器。矿井年产量：240万吨 服 务 年 限：50年 两回35kV架空电源线路长度：=；侧系统电抗最大运行方式下: =0.23 (=100MVA)；侧系统电抗在最小运行方式下:=0.31 (=100MVA)；侧要求补偿后功率因数为=0.9。自然条件任家庄煤矿位于平原地区（1）年最热月平均温度为40。（2）西北地区冻土厚度大约为0.45m并且变电站土质为沙质粘土。（3）西北地区主要刮西北风，风速最大可达27m/s。2 负荷计算2.1负荷分级根据变电站中设备作用以及对人的身体造成损伤程度和设备的安全分为三个等级；一级负荷：中断供电将造成人身伤害显著损坏的地步就很难修复，并带来经济和政治损失。负载需要两个独立的电源供电，当一个电源发生故障，另一路电源不会受到影响。任家庄煤矿是国有能源企业，突然切断电源，会影响到井下的通风与排水，严重时导致有害气体集聚或水淹，还会波及正在运行的提升机使其突然失去动力对钢绳造成损坏甚至掉落，这将都有可能带来严重的事故，造成严重的人员伤亡和经济损失。二级负荷：突然停电会使煤矿的产量大幅度降低，给企业带来较大经济损失。在矿山供电系统中，属于二级负荷的有提煤、运煤设备，井底车场的整流设备、空压机以及给采煤工作面供电的变电所。该级负荷也需要两条电力线路进行供电。如果一个回路或变压器发生故障常见的负荷应是不间断电源或中断后能迅速恢复供电。在当负载较小或难以供应本地的特殊条件下，可以使用一个以上的6KV供电专线线路。三级负荷：除一类和二类负荷的其余负荷都属于三类负荷。矿山的三级负荷有料场、机修厂、仓库、办公楼等。这类负荷的故障一般不会造成人员伤亡和严重经济损失，所以该级负荷不需要采用资金投入高昂的双回路供电，也需要使用专用线和备用电源，采用单回路供电即可，也可以多用户合用一路电源。划分矿山的用电负荷，对合理供电的经济性有着重要意义。对于极其重要的一级负荷，必须保证其供电的安全性和可靠性。在供电线路故障需要停止供电时，根据负荷的等级首先停运三级负荷，二级负荷可在必要时停运，从而确保以及负荷正常运行。本矿属于非常重要的能源工业，用两条进线来输送电，变电站装有两个35kv的变压器。2.2矿井负荷计算1.负荷计算的方法二项式法和需要系数法是我国目前普遍采用的计算电气设备负荷的方法 。本设计进行负荷计算我选用需要系数法，步骤如下：（1）划分用电设备类型（2）根据设备类型确定相应的需要系数（3）以同一类型的设备为一组，分别计算每一组的负荷（4）将各组负荷求和具体的计算公式如下: 、 分别为有功、无功、视在功率； 总额定容量； 功率因数角的正切值； 额定电压； 设备组负荷电流； 需要系数； 一般计算出来的结果并不准确，那么我们就需要引入一个参数是结果更加的精准，这个参数就是,也就是书上说的同时系数。 矿井变电站总线中有功、无功、视在负荷； 同时系数； 低压母线上的计算负荷电流; 额定电压;M 用电设备组总数； 需要系数、功率因数角、总设备容量；2实际计算按照设备名称一级一级直到电源进线为止用需要系数法进行负荷计算。表2-1本矿变电所用电负荷设备名称负荷等级电压kv线路类型容量kw安装台数设备总容量kw需用系数功率因数距35kv变电所距离km提升机16C1200112000.890.830.3抽风机16C800216000.900.871.2压风机16C15046000.880.860.2机修厂30.38C3500.600.720.4地 面低 压10.38C4800.720.760.7洗煤厂20.38K15000.750.830.8工人村30.38K4200.750.852.8排水泵16C560422400.890.850.6井 下低 压20.66C12500.740.790.6看表计算出本矿变电站的最大连续负荷为，无功负荷为. 无功负荷值取，有功负荷时的值取。即10KV母线计算负荷： =9640x0.85=8194（KW），=4842x0.95=4600（KVar）。(1)提升机计算负荷=1200kw =0.89 =0.83=tan(art)=0.67=0.891200=1068kw=10680.67=715.56kva= =1068/0.83=1287kva=/=1287kva/1.7326000=123.8A(2)抽风机计算负荷=800kw =0.90 =0.87 =tan(art)=0.57=0.90800=720kw=7200.57=410kva= =720/0.87=828kva=/=828/1.7326000=80A(3)压风机计算负荷=600kw =0.88 =0.86 =tan(art)=0.59=0.88600=528kw=5280.59=311.52kva= =528/0.86=614kva=/=614/1.7326000=59A(4)机修厂计算负荷=350kw =0.60 =0.72 =tan(art)=0.96=0.60350=210kw=2100.96=201.6kva= =210/0.72=292kva=/=292/1.7326000=28A(5)地面低压计算负荷=480kw =0.72 =0.76 =tan(art)=0.86=0.72480=345.6kw=345.60.86=297.2kva= =345.6/0.76=455kva=/=455/1.7326000=43.8A(6)洗煤厂计算负荷=1500kw =0.75 =0.83 =tan(art)=0.67=0.751500=1125kw=11250.67=753.75kva= =1125/0.83=1355kva=/=1355/1.7326000=130.4A(7)员工宿舍楼计算负荷=420kw =0.75 =0.85 =tan(art)=0.62=0.75420=315kw=3150.62=195.3kva= =315/0.85=370.6kva=/=370.6/1.7326000=35.7A(8)排水泵计算负荷 =2240kw =0.89 =0.85 =tan(art)=0.62=0.892240=1993.6kw= =1993.60.62=1236kva= = =1993.6/0.85=2345.4kva= /=2345.4/1.7326000=225.7A(9)井下低压计算负荷=1250kw =0.74 =0.79 =tan(art)=0.78=0.741250=925kw=9250.78=721.5kva= =925/0.79=1170.9kva=/=1170.9/1.7326000=112.7A根据变压器损耗公式：P=0.02 Q=0.1则有:P=163.88(KW) Q=460(KVar)35kv母线计算负荷相应的考虑变压器损耗：=8194+163.88=8357.9(KW)=4600+460=5060(Kva)=9770.25(Kva)则平均功率因数：=/=8357.9/9770.25=0.852.3功率补偿 本矿的各类负荷中，占主导地位的就是电机，这类用电设备属于感性负荷，运行时除了消耗有功功率P还要消耗容性的无功功率Q，产生的感性电流会引起电压的降落，从而影响电力系统的稳定性可靠性。感性负荷会导致功率因数偏低，降低有功功率的利用率，增加无功损耗，在相同的有功消耗下，较低的功率因数会导致电流增大，增加电能的损耗，以及需要更大横截面积的导线，不仅浪费能源而且还会增加供电系统的资金投入，违背了设计的经济性。所以为了提高功率因数，需要无功功率补偿装置。常用的功率补偿装置有两种，一种是静态补偿装置，也就是所谓的并联电容；另一种是动态补偿装置，包括同步调相机和静止无功补偿器。一般选用并联电容的方法进行无功功率补偿，这种方法操作简单并且投入较少。并联电容的容量需要根据具体的用电负荷进行选择。 (1)功率补偿因数计算根据本矿变电站负荷可知：35KV侧的计算负荷其平均功率因数为0.85；用电容器补偿假设补偿后的功率因数为0.9，用下面公式计算： 矿井计算负荷； 平均功率因数； 补偿后的功率因数；补偿的无功功率为：=8357.88(tanarccos0.85tanarccos0.9)=1022(KVar)则全所总无功计算负荷为：=50601022=4038（KVar）(2)选择电容器选择电容器及个数选择型电容柜，容量为。需用电容柜的数量：N=1022270=3.8 取4个柜。表2-2 GR-1C-08型电容柜参数型号额定电压（KV）标称容量（KVar）额定频率（HZ）GR-1C-086.327050实际补偿后的功率因数：=0.903满足要求。3 主变压器的选择3.1变压器台数的选择按下面的要求选择主变压器台数：本设计变电站采用两台变压器，因为有大量的一、二级负荷，当一个出现故障或需要维修时，另一台能及时持续供电，这样就满足了供电的可靠性。季节性负荷变化大的，附近没有备用电源，满足一级负荷要求，也可考虑采用两台变压器。除上面说的外，普通变电站都可以装设一台变压器。对于负荷量大且很集中的，可以采用两台或多台变压器并且能满足三级负荷。考虑到负荷的发展并且确定了变压器台数时，必须留有一定的余地。本矿为了满足符合要求采用两台变压器，一台平时使用，一台备用。3.2 变压器选择计算本矿装设两台变压器，每台变压器的容量都必须满足以下两个条件：(1)满足全部用电设备容量60%的需求，在每一台变压器运行时。(2)满足全部一、二级负荷的需求，在每一台变压器运行时。按=9770.25(KVA)条件选择变压器。=9770.25(KVA)经过验证主变压器容量都为。经过计算和验证，选用两台额定容量的变压器，地面低压变压器。 表3-1 SFl1-10000/35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表3-2 S9-500,10/0.4KV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kW50010.50.441.00.9604 电气主接线的设计4.1 电气主接线的设计原则和要求4.1.1电气主接线的设计原则(1)变电站地位和作用本矿设计电气主接线时，因尽量满足供电可靠、运行灵活和经济性原则，因为变电站在任家庄煤矿中地位很高作用很大。(2)考虑近期和远期的发展规模展望未来企业未来5到10年的发展规模，结合相应用电设备的扩增，并根据负荷的分布以及负荷大小增长速度，以及未来可能的各种运行方式，从而确定其接线形式、出线回数和电源数(3)相连接的线是否因为负载的级别一级用负荷必须使用两个独立电源，确保在一个电源出现故障后，另一个电源可以不间断的向一级负荷供电；二级负荷一般要有两个电源，当其中一个电源出现故障后，另一个电源可以向大部分二级负荷供电；三级负荷一般采用一个电源即可。(4)主接线的影响是否因为变压器台数的多数相关的连接线直接和主变压器的台数多少以及容量的大小有关系。大传输容量的变电所对主接线的灵活性和可靠性要求较高。而传输容量的变电所对主接线的灵活性和可靠性要求相对较低。(5)主接线的影响是否有备用电源当需要启用备用电源时，主接线还要满足应急要求。例如，对供电的继电保护设备检修时，能否停运变压器和线路。对供电线路进行排障时停运变压器和线路的数量，都会影响到主接线的形式。4.1.2电气主接线设计的基本要求主要有三个方面的要求，分别为灵活性、经济性以及可靠性。（1）灵活简便进行安全检修时，可以灵活地停运继电保护设备、断路器以及母线，使供电系统的不中断运行以及对重要负荷的不间断供电调配电源和负荷时，可以灵活地切除和投入线路和变压器,满足在特殊运行方式、事故运行方式和检修运行方式下的要求。（2）经济节约合理的占地面积较少的资金投入较小的电能损耗（3）可靠实用变电所的可靠性应与电力系统的要求相适应主接线的可靠性应满足各级负荷根据电压级别、容量大小以及负荷类型等因素选择接入电力系统的方式4.2变电站的主接线方式变电所是供电系统的主要组成部分，它的主要职能是接受电能，变换电能以及分配电能，连接着各种电气设备。其接线方式与变压器的容量、台数，负荷和电压的级别、大小以及电源回路数等因素有关，根据不同的因素，主接线的形式多种多样，它密切关系到配电装置的配置、电气设备的选以及可靠性。（1） 线路-变压器组接线这种接线方式是一种最简单的接线方式，顾名思义就是线路和变压器直接相连，其最大优点就是操作简单、设备的投入较少、资金投入也随着设备的减少而相应降低，当用电规模增加时宜于扩建，但是其可靠性和灵活性较低，不适合采用。（2）桥式接线为了可靠的向重要负荷供电，广泛应用于变电站与由功率和桥提供了两个环功率 - 连接的两个变压器。接线桥入桥，外部桥和全桥3种里面，如图4-1：图4-1桥式接线WL1和WL2是通过断路器QF1电力线和QF2分别连接到变压器T1和T2中，电力传输到高压侧给变电站配电。 QF3断路器仿佛桥的两行连接到一起，因为断路器可位于QF3断路器QF1，QF2内部或外部，它被划分成内和外桥连接桥。 （3）单母线分段式接线它是利用断路器将一段总线一分为二，在出现问题和检修的情况下需要断开断路器时，会造成这一部分回路的用电设备停运，但这种接线方式较为简单，便于操作，且具有一定的经济性。（4）双母线接线此布线具有两条总线，断路器QF接触之间两条总线，并且每次线通过一个断路器和两个隔离开关连接到两条总线。因此，无论在它电源线并同步总线故障时，具有一定的操作灵活性和较高的可靠性，不会中断供电。缺点双母线连接更多的投资设备，布线复杂，可操作性差的安全性。这种连接主要用于承载能力，高可靠性的要求，进出线更重要的回路变电站。4.3本所主接线方案4.3.1电气主接线方案比较方案一一条母线不产生多个分段接线4-2。图4-2 电气主接线方案一方案二一条母线分段接线4-3。图4-3电气主接线方案二 方案一的采用主接线方式为单母线不分段的接线方式，尽管这种接线方式较为简单，资金投入少，但是不能满足供电的可靠性要求。在发生母线故障需要检修时，会停运这部分回路的用电设备，不能满足这部分中的重要负荷要求，所以放弃这种接线方式。方案二的主接线方式为单母线分段接线方式，被断路器分割的母线等效于两个独立的电源，在其中一条母线发生故障时，另一条母线接入电源，实现了一级负荷的不中断供电，提高了供电的可靠性。比较这两种主接线方式后，确定本矿的35kv侧采取接线灵活可靠的全桥形式。10kv侧则选用单母线分段接线。 5 短路电流计算5.1 短路电流计算的一般概述在电力系统发生的各种故障中，短路故障一般是发生频率最高的，这种故障对电力系统的稳定运行破坏很大。我们需要同时考虑煤矿供电系统运行中的各种运行状态。三相四线制系统中相线与中线短接、中性点接地系统中一相或多相接地、相与相之间的短接都可以成为短路。当发生短路故障时，由于回路的阻抗很小，于是会产生高达几千甚至几十万安的短路电流，以致电源的电压发生完全降落。(1)短路的主要原因鸟兽以及风雪自然因素导致相与相之间短接，老旧的电气设备绝缘层自然损坏，腐蚀性液体腐蚀绝缘层以及未拆除地线送电和带负荷拉闸等认为因素都会导致短路的发生。(2)短路的种类 三相系统中的短路类型按照短路时三相回路是否对称可以分为对称短路和非对称短路，其中只有三相短路属于对称短路，其余的单相对地短路、两相短路、以及两相对地短路都属于非对称短路。在中性点接地的系统中，占全部故障最高的为单相对地短路，比例高达90%。在中性点非直接接地的系统中，短路主要是指相与相之间的短路。(3)短路的后果发生短路时，由于短路回路的阻抗很小，产生的短路电流相当大，强大的短路电流会导致电气设备的损坏甚至使线路发生瘫痪，造成重大的人员伤亡和经济损失；引起导线发热损坏绝缘，如果不及时采取对应措施，进一步扩大事故；产生电动冲击，引起导线变形甚至损坏：不对称的短路还会在导线周围产生磁场，扰乱附近的移动设备信号。（4）短路电流计算的目的当选择主电连接，各个元件用短路电流的算法来确定，最后根据负荷和电流的大小来布置配电室的主电连接。 为了减少成本、增加可靠性以及安全使用尽可能少的出现问题使设备正常的工作并且用短路电流的算法来确定各个元件的。 在外面的各种元器件要保持一定的范围他们之间确定一个安全距离。 当选择保护模式和整定计算，则需要短路电流是基于各种短路。 短路电流计算完后才能确定接地装置。5.2 短路回路参数的计算在它的算法中，我们必须先算出电路中各个元件的阻抗并且阻抗的算法通常有有两种方法-有名值和标幺值。前者的计算方法主要适用于1KV低压供电系统的网络，后者的计算方法被用于在高电压供电系统和电力企业系统。对于更加麻烦的的高压电源系统，我们通常选择正确的计算方法说起来相对容易一些的。标幺值是一个比较标准的电位制，采用了标幺值计算时，各个阻抗的大小用它写出来。5.2.1标么值它通常也被叫为相对值是个俗称，是一个没有单位表示的值，一般标有显示单元值乘以100，以获得由相同的参考值所表示的百分比值。如果计算标幺值那么必须确定参考数,而它的大小可随意确定，但实际的应用计算中通常要容易简便的确定它，而所算出来的是很容易理解并能看懂的。假如计算功率的短路点的参考数时，其中该系统的均匀额定的电压参考电压。然而注意，在计算各种阻抗中，必须服从书上面计算所用的公式来确定他们值的大小，也就是说在相连接的电路中，电流，电压，阻抗和功率的大小要满足这些公式： = = （5-1）式中、 功率、电压、电流、阻抗的基准值。5.2.2短路回路中各元件阻抗的计算表5-1电气设备阻抗计算公式序号元件名称标幺值有名值（）短路功率（MVA）1发电机（或电动机）=2变压器RT=XT=3电抗器4线路(1)表5-2等效短路电流计算选取选基准容量取 =100MVA计算点，=37kV 则kA点和短路点的计算时，选取则=5.50KA主变压器电抗= =0.075100/10 =0.75地面低压变压器电抗=0.04100/0.5=8 35KV架空线路电抗=40.4100/372=0.117员工楼馈电线路电抗=2.80.4100/10.52=2.80.36281=1.016机修厂馈电线路电抗提升机馈电线路电抗0.08100/10.52=0.30.07256=0.022井下低压电缆线路电抗=0.60.08100/10.52=0.6x0.07256=0.044抽风机馈电线路电抗=1.20.4100/10.52 =1.20.36281=0.435洗煤厂馈电线路电抗=0.80.4100/10.52 =0.80.36281=0.29地面低压馈电线路电抗=0.70.8100/10.52=0.70.72562=0.508压风机馈电线路电抗=0.20.4100/10.52=0.20.36281=0.073排水泵馈电线路电抗=0.60.8100/10.52 =0.60.72562=0.4355.3短路电流的计算过程通常选择每行的开始，用于短路计算的终点，用于验证的动态和热稳定性的电气设备的三相短路电流的最长期限以及保护作为整定的数值时，那么线路最尾部和各项之间的出故障的电流通常可以用来检查相关器件的灵敏度。可选总线在接下来的计算，短路电流计算每个点10KV母线为短路计算点。 (1) 短路电流的计算 最大运行方式下的三相短路电流 最小运行方式的两相短路电流(2) 点短路电流计算最大运行方式下的三相短路电流 最小运行方式下的短路电流 其余各点的计算结果见下表 表5-3各短路点计算结果短路点最大运行方式下短路参数最小运行方式下短路参数KAkAkAMVAkAkAK14.506.8411.46288.203.653.16K28.3512.6921.3091.167.796.75K32.343.565.9725.522.291.98K47.7811.8319.8484.967.296.31K57.9212.0320.2086.437.416.41K67.5311.4419.2082.167.066.12K73.976.0410.1243.353.843.32K84.817.3212.2752.554.624.00K90.991.512.5310.830.890.77K107.0610.7318.0077.106.655.76K117.5311.4419.2082.177.356.36K128.3512.6921.3091.167.796.756 电气设备的选择和校验6.1确定高压电器的方式在可靠实用、安全可行、节约经济的运行条件下来选择高压变电站以满足输配电线路。对于企业安全可靠的供电系统必须是正确的，合理的，从各种电气设备的选择，正常运行在额定电压下额定电流的条件来选择高压供电系统中的设备，但也应该是短路验证的情况下，但各种电气设备的选择和检查项目是不一样的，正确选择设备是主电气配线和分配系统，来实现安全可行和节约经济下运行。 一般用在断路器，隔离开关，高压熔断器，电流互感器等高压变电设备，它们具有不同的功能，这取决于安装地点的环境，内，外两点。应注意安全可行，可靠实用和留有一定的发展空间，虽然在各种元器件的使用中的供电的部分是不一样的，并且他们使用的方式都不一样，但它们的最基础的想法是一样的，所以各个元器件都应满足下面所说的方式：额定电压和额定电流的选择必须满足正常时的电压与电流在电气装设点电网额定电压条件下额定电压必须满足，正常时最大工作电压小于或等于额定电压，即：正常时最大的工作电流小于或等于额定电流，即：周围空气温度的设计为40，作为计算值，最高温度是比装置位置40以上，但不高于+60以上，由于不良的冷却条件下，最大连续电流应减少，即额定器件电流应乘以温度校正因子：= (6-1) 最高工作温度，； 当年取其中一个月中主具代表性的 设备中需要计算的取 环境温度修正系数(2)检验电气设备的动稳定和热稳定以短路问题来计算：动稳定应满足下式：，式中， 变电站规定的电气设备额定动稳定电流的峰值和有效值， 三相短路下的短路冲击电流峰值和有效值热稳定性必须达到下述条件：I2t，式中 变电站规定的电气设备秒内的热稳定电流； 假设的时间(3)检查开关电器的断流能力以三相短路来：，开断电流，断流容量。6.2母线的选择6.2.1 35KV母线的选择我的设计供电系统部分采用分开运行，一台有故障时另一台可以继续运行；室外通常选用钢芯铝绞线，选择导线截面用经济电流密度。本矿的总负荷电流为：。查表得知经济电流密度因此截面 /所以选取型钢芯铝绞线，载流量校验合格。6.2.2 10KV母线的选择查表知侧最大长时负荷电流分配系数在40时，查表知LMY-1008其最大允许载流量为满足要求。热稳定校验 已知 查得 检查成功。6.3电气设备的选择6.3.1断路器的选择侧： 假设选用断路器的型号为少油户外式断路器，型号，额定电压为，额定电流为。检查:(1) 断路器额定电压为,符合条件。(2) 断路器额定电流为,侧最大长时负荷电流在变压器回路中为即，满足要求。（3）断路器开断电流， 满足要求。（4）， 计算满足。（5）由于变压器容量，需要差动变压器保护，差动范围，这是立即反应短路问题的保护，它运行时的时间非常短几乎没有，那么小于1秒以内的，我们需要模拟一个没有周期性的时间。在这个模拟的断路器关闭时间0.1秒和0.05秒虚拟时间非周期性结构，10KV母线发生中断时差动保护不动作，那么过流保护动作时间为2s，短路持续时间超过了s，此时模拟的时间和保护的时间一共为。热稳定电流计算符合要求。侧：假设断路器的型号为。 （1） 断路器额定电压为,满足要求。（2）断路器额定电流为,侧在变压器中最大长时负荷电流为即，满足设计要求。（3）断路器开断电流，满足要求。（4）， 检查正确。(5) 热稳定电流查表以及计算满足要求。6.3.2高压隔离开关的选择（1）它的主要功能：是关闭或在没有负载条件下的高压线路中的功率传输设备，以及作为高电压总线，它可以保护线路中各种用电的设备防止设备损坏。（2）它的组成是：它的组成是由一个底座，支柱，电刀，动触头和静触头，传动装置等；还分为电动和手动的并且带有触发器。主刀与接地开关之间的高电压隔离开关一般都配带锁的物品，以确保两者按顺序来进行工作。各类高压隔离开关，接地开关有多种安装方式取决于安装现场（3）选择标准：海拔大于米的高原以及高度小于米的地方;地震烈度不超过8度;所在地区温度不大于，屋里面的设备温度小于，室外设备温度小于零下30不低;在+250下的相对湿度的室内产品时每日平均不到95，平均不到90（有些产品需要空气相对湿度小于85）;室外制品冰厚被划分成5mm和10mm;各种具有腐蚀、容易烧着、雨雪以及周边污染严重的气体分为污染区域水平和污染防治级级。最大长时负荷电流 需要的指数用户外式开关。动稳定校验：在处计算最大的短路电流； 查表以及计算满足需求。热稳定校验：短路后，故障切除由上一级过电流保护并且继电器的动作时限比连接线的动作时限大一个限制级别，计算如下 计算的电流为=查表以及计算后满足需求。侧用隔离开关数据看下面；经过查表以及计算验证满足要求。6.3.3电流互感器的选择它的属性特征在于：一个绕组匝数，导体相当粗糙，有的电流互感器（列为总线类型）不是一次绕组，而是通过一个电路来使用其芯作为一次绕组（对应的转1）;它的许多次级绕组的匝数，导体很细。布线的特征在于：一个初级绕组串联被测电路，而次级绕组与仪器，诸如它的线圈可以串联同时可以组成一个封闭的空间。因为电流在园线中阻碍很小，可以使它在二次回路工作时，最接近短路情况。按下面的要求确定电流互感器：电网电压小于或等于额定电压： 长时最大工作电流小于或等于额定电流: 二次侧容量大于或等于所限定的额定容量: 检查。经过查表以及计算确定型号。其额定电压为，额定电流为。 满足需求。 动稳定性校验满足需求。热稳定校验符合要求。、型电流互感器在母线侧。进过查表以及计算验证都能满足要求。6.3.4电压互感器的选择根据测量线路电压,接在母线上可选两台单相双绕组油浸式户外电压互感器型，侧三相屋内式电压互感器，以及两台单相屋内式电压互感器.查表得表格里的数据如下；6.2.5高压熔断器的选择我的计划中高压侧使用屋里面高压熔断器型和高压熔断器。查表验证后满足要求。满足变电站所需设备要求。侧屋里面的高压熔断器型。计算后满足要求。6.2.6开关柜的选择它是一个封闭的全金属的，用一些电路装在里面的设备。它有三种属性的柜子：PT柜、进线柜、馈线柜，型和型间隔类型，即是由一种或多种非金属板隔离，如类型的腔室之间;盒具有一个金属外壳，但小于装甲或间隔类型，如类型的数目分开。从放置点来看高压断路器，分为：地板，使断路器本身被推入柜地板;手车安装在开关装置的中间是中置。 基于负载级别中高压开关设备主要选择。我查数据选了一个次级负荷开关，三级的负荷用开关。7 变电所的平面布置7.1变电所位置确定原则（1）尽可能的接近负载，以减少能量损失分布系统，电压损耗和非铁金属的消耗。（2）在进出口电线杆电缆的连接要有足够大的空间并且要铺设电缆过道。（3）变电站应尽可能的接近电源安装，可以降低送配的功率，达到减少功率损失和电压损失的效果。（4）为了使供电的范围不宜过大避免损失过多的电压，那么就应该把所有在变电站中的用电设备控制在供电范围内；如果有些设备实在无法控制就应该对其加设单独的变压器或者采取其他有效的方法。（5）很多设备容易运输，特别是考虑到电力变压器，高低压配电设备的运输。（6）尽可能的减少设备的碰撞和温度过高等问题。（7）尽可能的把设备装设在干燥或没有腐蚀性气体出现的位置上。7.2 配电室建筑要求到现在各个层次的房子电气设备，完整的柜子已被广泛使用。在房子排列的柜，尽管单，双列的不同点或地板上，这在本质上是相同的布局。 按照周围的建筑物、摆放电气设备以及地下电缆的位置来建造配电室。屋里面的布置按照电气设备的摆放以及文章的内容布局是第一个基本要求，你应该考虑以下安排时所描述的：（1）机柜底座埋沟。（2）电缆线槽道配置。（3）设置在爆炸之间的缓冲区。 用百叶窗和轴流风机进行通风。选择的烟迷量应事故索赔，提供了数量充足的应急通风设备。7.3 控制室布置（1）按配电室的工作人员，用两个方面来设计配电室：配电室工作人员的娱乐设施；铺设电缆；（2）铺设电缆 按常规做法布置电缆沟道。 按安全规定设置防火通道来布置平面控制室。8 变电所的防雷保护及接地装置8.1直击雷过电压保护两针自行保护的叠加比起两支等高的避雷器要低很多。通过三点的圆弧画出来确定保护范围，计算： (8-1)D 两针之间的距离；P 高度影响系数。水平面上保护范围的截面高度为的水平宽度为, 计算 (8-2)1.5hPDrxh/2OOh0D/7PrxhhxhaHa图8-1两等高避雷针的保护范围当时，在两单针保护的情况下两针保护还要增加。因此要想有效的保护两针距离太大也不行，就是特殊情况下保护高度为也必须使两针的距离小于。如果保护距离时，必须使两针小于。8.2 本设计中避雷针的选择本矿变电站总长，宽，两针距离；最高建筑物高度；取避雷针的高度为。本矿变电站用两支等高的避雷器保护，计算： 得：p=1=7.5m =h-D/7=30-38.94/7=24.43m则：=1.5(-)=1.5(24.43-7.5)=25.395m=(1.5h-2)P=1.530-27.5=30m经验证可以使用两支等高避雷器进行保护。8.3打雷造成的过电压保护为了能跟很好的限制打雷损坏电气设备，应该由这两种措施进行保护：（1）安装避雷器在母线上。（2）装设进线保护距离为处。避雷器的选择和校验氧化锌避雷器是主电源系统的防雷装置，为防雷发挥应有的作用。是国内最先进的过电压保护。因为使用氧化锌避雷器与传统的碳化硅避雷器相比其核心部件，避雷器伏安特性得到改善，提高过电压的流动能力