35KV变电站电气部分设计(20210311153959)

1、本科毕业设计说明书（论文）第9页共58页 1引言4 1.1 概述4 1.2 设计主要内容 4 1.2.1 内容4 122 设计要求4 123 本地区气象条件5 1.2.4设计的基本原则5 2 负荷统计及无功补偿 5 2.1 负荷分析5 2.2 负荷计算6 2.2.1 负荷情况及计算结果 6 2.2.2 负荷计算8 2.3无功补偿12 2.3.1 无功补偿概述12 2.3.2 无功补偿装置12 2.3.3 无功补偿的计算12 2.3.4并联电容器装置的接线14 3 主变压器的选择 15 3.1 变电站主变压器选择的规定 15 3.2 变电站主变压器台数的选择 15 3.3变电站主变压器容量的选择

2、 15 3.3.1 只装一台主变压器的变电站 15 3.3.2 装有两台主变压器的变电站 15 3.3.3主变压器容量的计算16 4 电气主接线方案的设计 17 4.1 电气主接线概述 17 4.2 主接线的设计的基本要求 17 4.3 电气主接线的设计原则 17 4.4 电气主接线的设计 18 4.4.1 主接线设计方案 18 4.4.2 电气主接线各设计方案的比较 18 5 短路电流计算 22 5.1 概述22 5.1.1短路发生的原因及种类22 5.1.2 短路的后果22 5.1.3 短路电流计算的目的22 5.2各系统短路电流的计算 23 5.2.1 短路电流的计算方法23 5.2.2

3、 短路电流计算条件 23 5.2.3 短路电流的计24 6 电气设备的选择 30 6.1 选择电气一次设备的条件 30 6.1.1 按正常工作条件选择 31 6.1.2 按短路条件进行校验32 6.1.3主要电气设备的选择和校验项目 33 6.2断路器的选择 33 6.2.1 35kV侧断路器的选择34 6.2.2 10kV侧断路器的选择 35 6.3隔离开关的选择 35 6.3.1 35kV侧隔离开关的选择 35 6.3.2 10kV侧隔离开关的选择36 6.4互感器的选择 37 6.5 电流互感器的选择 37 6.5.1 35kV侧电流互感器的选择 38 6.5.2 6kV母线侧电流互感器

4、的选择 39 6.5.3 6kV母线出线侧电流互感器的选择 39 6.6 电压互感器的选择 41 6.6.1 电压互感器的选择42 6.7 母线的选择与校验 42 6.7.1 母线概述42 6.7.2 母线的分类及特点42 6.7.3母线截面的选择43 6.7.4 6kV母线的选择 43 6.8熔断器的选择 44 6.8.1 35kV侧熔断器的选择44 6.8.2 10kV侧熔断器的选择 44 6.9支柱绝缘子45 7 导线的选择与敷设 46 7.1 导线选择的条件 46 7.1.1 选择导线截面的一般条件 46 7.1.2 导线截面的选择方法46 7.1.3 电缆的选择47 7.1.4 电缆

5、的敷设48 8 继电保护的设置 49 8.1 电力系统保护的基本任务 49 8.2 电力系统保护的基本要求 49 8.3 6KV配岀线的继电保护 49 8.3.1 电流速断保护49 8.3.2 电流速断保护的整定计算 50 8.4 电力变压器保护 53 8.4.1 电力变压器的纵差保护53 9 变电站的防雷保护 55 9.1 防雷防护的必要 55 9.2直击雷防护 56 9.3 避雷器的选择 56 9.3.1 阀式避雷器的选择 56 10 致谢57 11 参考文献 58 1引言 1.1 概述 电能是最重要的、最方便又很容易转换成其他形式的能源，随着科学技术的发展, 在当代工业和农业生产，在运输

6、和城乡人民生活的许多方面都可以广泛使用电力。用 电作为动力，很好地促进了农业机械化和自动化生产，提高了输出产品质量和劳动生 产率。因此，提高电网规划，电网建设，显得尤为重要。 通过动力传动装置生产的电力，分配给电力用户，这个任务只能由输电线路和变 电站进行。它接受来自电力系统的电能，然后进行变更电压、交换分配电能给用户。 变电站的设计是必要的，合理设计的变电站不仅可以满足电力供应的需求，更可以有 效地减少资源投入和浪费。 1.2 设计主要内容 1.2.1 内容 (1) 负荷统计 (2) 主变压器选择 (3) 主接线选择 (4) 短路电流计算 (5) 设备选择和校验 继电保护 (8) 防雷措施

7、1.2.2 设计要求 （1）供电可靠是变电站建设的极为重要的指标。要求电源的供应要连续不间断， 如果中途间断将影响原煤矿的产出，严重甚至损坏设备，威胁人身安全。 （2）供电安全也要着重考虑。 （3）做到以上要求时，还应使投资和供电系统运行达到最佳的经济效益。 供电系 统的投入资本，运转费用都要低，而且务必做到节约电能、减少有色金属消耗数量。 （4）最后，在供电工作中，还要合理地考虑当前、以及长远的发展，既要合理 应变当前的发展状况，又能适应将来的发展 1.2.3 本地区气象条件 39C最高温度，最低温度 14C，年平均气温19C。土壤电阻率：600?M ;污秽 等级：U级 1.2.4 设计的基

8、本原则 （1）为了保证操作人员的安全以及使用设备的安全，必须严格参照国家的有关 政策。 （2）根据该计划，如果需要，分期建设，做到远近结合，在短期内，适当考虑 扩建工程。 （3）站址选择是否合理，是否接近负荷中心，进出线走廊是否宽敞，地质条件、 站址标高、地形是否合适，是否有污秽区等。 2负荷统计及无功补偿 2.1负荷分析 对供电可靠性和对中断供电造成的损失将负荷等级分为三级 （1）一级负荷 一级负荷指一旦中断供电，造成的后果有人身伤亡、政治和经济损失、主 要设备遭受重创甚至报废，严重阻挠国民经济的重点企业的发展等。 一级负荷务必让两组电源供电，这是为了某一个电源因种种原因而不运转 时，另一个

9、电源也不会遭受摧毁。 （2）二级负荷 二级负荷中断供电将使政治和经济产生较大亏损。如主设备损坏，大量产 品报废、，重点企业的生产大量削减，二级负荷应由两个电源电路供电，也不应 中断供电，或中断后迅速恢复。每个电缆应承担所有的负载，这是因为，当故 障发生时，电缆比架空线路难于检修 （3）三级负荷 三级负荷为正常电力负荷，指全部不属于上述一、二级负荷者，对供 电电源无特殊要求。 2.2 负荷计算 1. 定义 （1）、计算负荷是一个持续性的假想的负荷。在配电设计中，通常采用30分钟 的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。 2.2.1 负荷情况及计算结果 序号 设备 名称 电 动 机 型

10、式 电动 机额 定容 量kW 安 装 台 数/ 工 作 台 数 设备容量kW 需用系 数Kd cos tan 计算容量 年最 大工 作小 时数 H 安装 容量 工作容量 有功功率 kW 无功功率 kvar 视在功率 kV.A 一 地面 高压 1 主井 提升 机 绕 线 2000 1/1 2000 2000 0.9 0.85 0.62 1800 1116.0 2117.6 3000 2 副井 提升 机 绕 线 1600 1/1 1600 1600 0.8 0.85 0.62 1280.0 793.6 1505.9 1500 3 压风 机 同 步 650 3/2 1950 1300 0.8 0.9

11、 0.48 1040 499.2 1155.55 3600 二 南风 井 同 步 1600 2/1 3200 1600 0.93 0.95 0.33 1488 491.04 1566.32 8760 三 北风 井 同 步 1610 2/1 3220 1610 0.93 0.95 0.33 1497.3 494.109 1576.11 8760 四 地面 低压 1 机修 厂 888 0.4 0.65 1.17 355.2 415.58 546.46 2000 2 家属 区 745 0.5 0.7 1.02 372.5 379.95 532.14 2000 3 工业 广场 1879.6 0.678

12、 0.773 0.82 1274.39 1044.98 1648.63 4 排矸 系统 1277.1 0.65 0.727 0.94 830.12 780.31 1141.84 5435 5 洗煤 厂0 3164 0.6 0.8 0.75 1898.4 1423.8 2373.0 4000 6 水源 井 175 0.8 0.8 0.75 140.0 105.0 175.0 5000 五 井下 高压 主排 水泵 （最 大涌 水量） 1255 5/3 6275 3765 0.85 0.85 0.62 3200.25 1984.16 3765 2000 主排 水泵 （最 小涌 水量） 1255 5/

13、2 6275 2510 0.85 0.85 0.62 2133.5 1322.77 2510 5000 六 井下 低压 1 350 变电 站 932 0.6 0.7 1.02 559.2 570.38 798.86 4200 2 430 变电 905 0.6 0.7 1.02 543.0 553.86 775.71 4200 站 3 520 变电 站 899 0.62 0.7 1.02 557.38 568.53 796.26 4200 4 井底 车场 666 0.6 0.8 0.75 399.6 299.7 499.5 4200 七 统计 计算 结果 1 全矿 厂合 计 23351.7 19

14、368.84 12842.979 23484.2 2 全矿 计算 负荷 0.82 17431.96 12200.83 21277.53 3 电容 器补 偿容 量 -6530.6 4 补偿 后负 荷 0.951 5670.23 18330.97 5 主变 压器 损耗 100.53 1482.49 6 全矿 总负 荷 17532.49 7152.72 18935.41 222 负荷计算 1负荷计算 根据站给原始资料计算过程如下: 地面咼压 主井提升机：有功计算负荷 P30（1）=KdFe=0.9 X 2000=1800kW 无功计算负荷 C30(1) =Ps0(1) X tan=1800X 0.6

15、2=1116kvar 视在计算负荷 S30(1) =P30(1)/cos=1800/0.85=2117.6k.VA 副井提升机: P30(2)=KdFe=0.8 X 1600=1280 kW 30(2) =Ps0(2) X tan=1280X 0.62=793.6 kvar 30(2) =Ps0(2) /cos=1280/0.85=1505.9 k.VA 压风机: 30(3) =KdPe=(650 X 2) X 0.8=1040 kW 30(3) =Ps0(3) X tan=1040X 0.48=499.2 kvar 30(3) =F30(3)/cos =1040/0.9=1155.55 k.

16、VA 南风井: 30(4) =KiPe=1600X 0.93=1488 kW 30(4) =Ps0(4) X tan=1488X 0.33=491.04 kvar 30(4) =Ps0(4) /cos=1566.32 k.VA 北风井: 30(5)=KdPe=1610X 0.93=1497.3 kW 30(5) =Ps0(5) X tan =1497.3 X 0.33=494.109 kvar 30(5) =Ps0(5) /cos=1497.3/0.95=1576.11 k.VA 地面低压: 机修厂: 30(6) =KiPe=888X 0.4=355.2kW 30(6) =Ps0(6) X t

17、an=355.2 X 1.17=415.58 kvar 30(6) =Ps0(6) /cos =355.2/0.65=546.46 k.VA 家属区: 30(7) =KdPe=745X 0.5=372.5 kW 30(7) =Ps0(7) X tan =372.5 X 1.02=379.95 kvar 30(7) =Ps0(7) /cos=372.5/0.7=532.14 k.VA 工业广场: 30(8) =KdPe=1879.6 X 0.678=1274.39 kW 本科毕业设计说明书(论文)第13页共58页 Q30(8)=P3o(8)x tan =1274.39 x 0.82=1044.9

18、8 kvar S30(8)=P3o(8)/cos =1274.39/0.773=1648.63 k.VA 排矸系统：P 30(9)=KdPe=1277.1 x 0.65=830.12 kW Q30(9) =P3o(9) x tan =830.12 x 0.94=780.31 kvar S3O(9)=P3o(9) /cos =830.12/0.727=1141.84 k.VA 洗煤厂：P 30(10) =KdPe=3164x 0.6=1898.4 kW Q30(10) =P3o(1O) x tan =1898.4 x 0.75=1423.8 kvar S30(10) =P3o(1O) /cos=

19、1898.4/0.8=2373 k.VA 水源井：P30(11) =KdPe=175x 0.8=140 kW Q30(11) =P3o(11) x tan =140 x 0.75=105 kvar S30(11) =P3o(11) /cos=140/0.8=175 k.VA 井下高压： 主排水泵(最大涌水量)：P30(12)=KdPe=(1255 x 3) x 0.85=3200.25 kW Q30(12) =P30(12) x tan =3200.25 x 0.62=1984.16 kvar S30(12) =P30(12)/cos=3200.25/0.85=3765 k.VA 主排水泵(最

20、小涌水量)：P30(13)=KdPe=(1255 x 2) x 0.85=2133.5 kW Q30(13) =P3o(13) x tan =2133.5 x 0.62=1322.77 kvar S30( 13) =P30(13)/cos=2133.5/0.85=2510 k.VA 井下低压： 350 变电站：P30(14)=KdPe=932x 0.6=559.2 kW Q30(14) =P3o(14) x tan =559.2 x 1.02=570.38 kvar S30(14) =P3o(14) /cos=559.2/0.7=798.86 k.VA 430 变电站：P30(15)=KdPe

21、=905x 0.6=543 kW Q30(15)=P3o(i5)x tan=543X 1.02=553.86 kvar S30(15) =P3og/cos =543/0.7=775.71 k.VA 520 变电站：P30(16)=KdPe=899X 0.62=557.38 kW Q30(佝=P30(16)x tan =557.38 x 1.02=568.53 kvar S30(16) =P30(16) /cos =557.38/0.7=796.26 k.VA 井底车场：P 30(17) =KdPe=666X 0.6=399.6 kW Q30(17) =P30(17) x tan =399.6

22、x 0.75=299.71 kvar S30(17) =P30(17) /cos =399.6/0.8=499.5 k.VA 2全矿负荷统计合计： 1)、全矿高压负荷总计，即全矿各组计算负荷之和： 刀 P30=1800+1280+1040+1488+1497.3+355.2+372.5+1274.39+830.12+1898.4+140+32 =00.25+2133.5+559.2+543+557.38+399.6 =19368.84 Kw 刀 Q0=1116+793.6+499.2+491.04+494.109+415.58+379.95+1044.98+780.31+1423.8 +105

23、+1984.16+1322.77+570.38+553.86+568.53+299.71 =12842.979 kvar 刀 S30=2117.6+1505.9+1155.55+1566.32+1576.11+546.46+532.14+1648.63+1141.84 +2373.0+175+3765+2510+798.86+775.71+796.26+499.5 =23484.2 k.VA 2)、全矿计算负荷.如需计算全矿6KV侧总的计算负荷，则应考虑各组之间最大负荷的 同时系数值,取值KEp=0.9,K刀q=0.95。那么： 总有功计算负荷 P0=KE pE P30=0.9 x 19368

24、.84 =17431.96kW 总无功计算负荷 Q0= KEqEQ0=0.95 x 12842.979 本科毕业设计说明书（论文）第#页共58页 =12200.83 kvar , 2 2 1/2 2 2 1/2 总的视在计算负荷 So= （P30 +Q3o ）= （17431.96 +12200.83 ） =21277.53 k.VA 功率因数 cos = P30 /S30=17431.96/21277.53 =0.82 2.3 无功补偿 2.3.1 无功补偿概述 无功补偿，就是无功功率人工补偿，以提高供配电系统的功率因数。我国 电力系统中，有极大多数是感性负载的用电设备，这些设备在从电力系统

25、吸收有功功 率的同时，不可避免的汲取了无功功率最终产生出正常工作要用到的的交变磁场。事 实上，在输送用功功率一定的状态下，输送无功功率的增大，功率因数降低时会造成 很多不良后果。 所以要设法削减传输无功功率带来的不利影响，对此我们可以安装无功补偿 设备。 2.3.2 无功补偿装置 （1）并联电容器和并联电抗器是无功补偿的主要常用设备，应予优先使用。 （2）在远距离超高压送电线路上可选用串联补偿电容器，以削减电抗。其补偿 度（容性无功补偿容量与最大有功负荷之比）一般大于等于50% （3）为了防止系统电压崩溃，提高系统的电压稳定性，通过技术经济比较，在 线路中点附近或多地点安装静止无功补偿器，对于

26、冲击性负荷、波动性负荷、严重不 平衡负荷，应该使用静态补偿器，以减少系统和其他用户的影响。 根据全国供用电规则的规定：工业用户使用高压供电时功率因数要大于 0.90,若低于0.9,则要进行人工补偿措施,最终补偿后要不低于0.95.现在，35kV变 电站的集中补偿并联电容器安装在 6kV母线上的这种方法应用广泛，是以提高功率因 数。 2.3.3 无功补偿的计算 功率因素的提高 1、电容器补偿容量的计算 电容器的无功补偿容量为: Qc= P3o（tan- tan ） 式中tan -补偿前角度的正切值 tan 补偿后要达到的正切值 2、电容器（柜）台数的确定 无功补偿站需电容器总台数 N为 Qc q

27、Nc（UUW） Unc 式中q nc-单电容柜的额定容量，千乏 UW- 电容器的实际工作电压，伏 UNc- 电容器的额定电压，伏 3、补偿后的实际功率因数 由于电容器的数目的选择和计算值是不同的，所以要计算补偿后的实际的功率因 数。 电容器的实际补偿容量为： Qc qncN（UUW）2 U NC 式中Q c 电容器补偿的实际容量，千乏 N 站选电容器的实际台数 补偿后变电站负荷的总无功功率为 Cac=G3o-Q 补偿后变电站的负荷总容量 补偿后的功率因数 Qac cos =F3o/S ac Qc、Sac、COS 式中 补偿后变电站负荷的总无功功率、总容量和功率因数，千乏、 本科毕业设计说明书（

28、论文）第19页共58页 千伏安 P30、Qo-补偿前变电站负荷的有功功率、无功功率计算值，千瓦，千乏 1)、电容器补偿。由于煤矿自然功率因数：因为cos = 0.82，小于0.9，因此应人 工补偿，功率因数补偿应在0.95以上，所以必须装设无功补偿容量：Qc= P3o(tan- tan )= P 3o(tan arccos0.82 - tan arccos0.95) =17431.96X (0.698-0.329) =6432.39 kvar (2) 电容器柜数及型号的确定。选标称容量为30kvar、额定电压为63 3 kv的 电容器。装于每柜装15个的电容器柜中,每个机柜容量450kvar，

29、总电容柜： Qc N Y - qNc(护)2 U NC 6432.39 450 (6：33)2 16 (3) 电容器的实际补偿容量为: Qc qncN(UUW)2450 Unc 16 6530.6 )2 (4) 人工补偿后的功率因数: Qc=Q0-Qc=12200.83-6530.6=5670.23kvar 5670.232 =18330.97kvar Sac,P302 Q174311(7431.962 补偿后 cos = 18330.98=o.951o.95 达到要求。 2.3.4 并联电容器装置的接线 星形和三角形是并联电容器装置的主要接线形式。另外也有星形衍生的双 星形和三角形推导出的双

30、三角。 3主变压器的选择 3.1 变电站主变压器选择的规定 （1）满足负荷的供电可靠性要求。有变电站是大批一、二级负荷的采纳两台 变压器，主要是由于一台变压器由于某某原因而不运转时，整个变电站会因另外一台 变压器的正常运行使一、二级负荷源源不断得到供电，且该主变压器的容量应保证70% 的全部负荷或重要用户的重要生产负荷的需求。 （2）季节性负荷或昼夜负荷变动较大且要求采用经济运行方式的变电站，可 以考虑使用两个变压器。 （3）除以上，一般变电站应采纳一个变压器。 （4）在肯定变电站主变台数时，应适当酌量负荷的发展并留出一定的余地。 3.2 变电站主变压器台数的选择 满足负荷的供电可靠性要求，在

31、变电站最好配备两台主变压器。 因为我的变电站的变电站，所有的负荷是一个负载，电源要求高，变电站为 矿山变电站，以一类负荷为主，针对较高的供电要求。因此，一个变压器工作，另一 个变压器备份。 3.3 变电站主变压器容量的选择 3.3.1 只装一台主变压器的变电站 主变压器容量SN.t要满足总计算负荷 So的需求，即 SN.T S3o 3.3.2 装有两台主变压器的变电站 （1） 任一个单独的变压器的运行，总计算负荷So的60%-70%勺需求要被满足， 即 SN.T（ 60%-70% S30 （2） 任一个单独的变压器的运行，必须满足全部一、二级负荷S30 （I +U）的 需求，即 SN.T S3

32、0 （I +H） 主变压器容量，一般应在5 10年计划、电网性质等综合进行考虑。 根据以上原则，本设计选择了 SFL1-20000/35主变压器两台。 333主变压器容量的计算 变压器的负荷率为： B =Sc/Sn=18330.978/20000=0.916 变压器损耗： 2 2 P%+ Pcu( S ac/S N)P0+A Pk B 2 =22+115 X 0.916 =118.49kW 2 2 Qr=+ QN(Sac/SN) =SN(I 0%/100)+(Uk%/100)(Sac/SN) 2 =20000 X (1/100)+(8/100) X 0.916 =1542.49kvar 全矿总

33、负荷： P30 =P30+ Pr=17431.96+118.49=17550.45kW Q0 =Qc+A Qr=5670.23+1542.49=7212.72kvar 1/2 S30 =( P30 + Q30 )=18974.76kVA 显然 Sb0v 20000 因此符合检验。 实际功率因数为：cos = P30 / S 30 =17532.49/18974.76=0.924 表3.1 SFL1-20000/35变压器的技术数据 型号 SFL1-20000/35 额定容量/ (kVA) 20000 额疋电压/kV 咼压 38.5 ; 35 低压 11; 10.5 ; 6.6 ; 6.3 ;

34、3.3 ; 3.15 联结组别 Y,d11 损耗/kW 有功 22 短路 115 空载电流/% 1.0 短路电压/% 8 4电气主接线方案的设计 4.1 电气主接线概述 由电气设备的图形标记和连接线构成的表现电能生产流程的电路图，称作电 气主接线图。电气主接线是变电站电气部分的主体，它对变电站起着重要作用，是让 变电站平安、可靠、经济运转的前提。 4.2 主接线的设计的基本要求 电气主接线有很多种不同的运行方式， 设计人员及电气运行职员务必熟识和驾驭 主接线的种种运行方式。对变电站的主接线方案有以下基本要求： （1）安全性 应符合国家标准和有关技术规范的要求，能充分保证人身和设备 安全。 （2

35、）可靠性 满足负荷的供电可靠性要求，也就是变电站主接线，充分适应电 力负荷的级别。 （3）灵活性 迎合供电系统不断变化的运转方式，随着负荷的发展而自我调整， 利于扩充和改建。 （4）经济性 上述要求的前提下，应尽量接线简单清晰，投资适宜，成本低， 充分节约电能和有效控制有色金属消耗量 4.3 电气主接线的设计原则 电气主接线的设计让设计任务书为依据，以国家法律、法规，相关标准，结合项 目的具体特点，全面综合的分析，计划出可靠性高、运转方便灵动而又经济合理的最 好方案。具体设计中还应注意以下几个问题。 （1）变压器的容量和台数的考虑 （a）合理定位变电站在系统中的角色而正确抉择主变压器容量。 （

36、b）为便于管理，变电站内一个厂房的机组不宜超过6台。 (c) 变电站组容量不宜过多，最好只有 1 2,相同容量的机组应尽量使用同 一类型的，为了方便管理，操作和维护。 (2) 电压等级及接入系统方式的考虑 (a) 大中型变电站电压等级应小于 3级。 (b) 35KV及以上高压线最好用架空线，10KV线路可架空可用电缆 (3) 其他方面的综合考虑 其他因素也很多，如主要设备供应商，工厂，运输，环境，地质，地震，气象和 高度，将影响电气主接线的设计，必须考虑。 4.4 电气主接线的设计 4.4.1 主接线设计方案 (1) 原始资料分析 系统电压等级为110/35/6kv，由任务知本设计仔细酌量35

37、/6kV侧的变电情形。 采纳两个主变压器。6kv侧出线本期6回，远期8回。系统可以当做一个无限大的系 统，与枢纽变电站的距离是 50公里，建议使用双lgj-185线。 4.4.2 电气主接线各设计方案的比较 35kV侧内桥 万案一: 本科毕业设计说明书(论文)第21页共58页 与 、口 35kV双母线 表4.2 35KV主接线比较 、万案 内桥 二：双母接线 优点 (1) 接线简单清晰 (2) 使用电器少、使用 简单的布局，成本 低，容易发展为单 母线分段或双母线 接线。 (1) 供电可靠 (2) 运行灵活 (3) 扩建方便 缺点 主变压器故障，需要停止 相应的路线。可靠性不 高，切换操作比较

38、费事。 设施和投资都相应的增 加了。同时，需要在运 行时把隔离开关作为操 作电器，当母线故障或 维护，隔离开关容易误 操作。 6kv主接线方案比较 远期4回冷 万案一: QF 6KV单母线分段兼带旁路 表4.3 6.3KV主接线比较 X 比较 万案 X 一：单母线分段接线 二:单母分段兼带旁路接 线 优点 (1故障时停电范围小 (2)接线简单、经济、 方便。 (1) 故障时停电范围小 (2) 有足够的的可靠性 和灵活性 本科毕业设计说明书 （论文）第25页共58页 缺点 （1）发生故障或检修一 段母线或任一母线隔离 开关时，所有与母线相关 联的设备都不得不长期 停运检修。 （2）任何断路器检修

39、， 它所在回路将不得不停 电。 断路器的维修时，分段断 路器作为旁路断路器，不 再分段。关于出线回路较 多的，负荷较重的情形可 采用设置专用旁路断路 器，但会增添了一组断路 器的投资。 比较初步设计的电气主接线方案的优势和劣势，以获得最佳的解决方案为方案 即：35kV侧内桥，6kV侧单母线分段接线 i I II 远期珂回 I. -p-111/ /3 6.3 (2 )短路电路中阻抗元件的标幺值： a、电力系统： UB=Uav=37kV SNma=1526.7 MVA Nmin=937.9MVA U 2 贝U： Xsmin= S Nmax 2 37000 6 =0.897 Q (1526.7 10

40、6) XSmax=B s Nmax 2 37000 6 =1.460 Q (937.9 106) Xsmin = XSmin .2 = 0.897 U B 器=0.066 372 XSmax= Xsmax.SB2 = 1.460 U B 300 =.107 输电线路的阻抗： LGJ-185 L 1=50kM X 0=0.326 Q /kM L 2=5kM X 0=0.326 Q /kM Xwl1 =X0 X L1X -Sb- =0.326 X 50X=1.191 Ub372 Xwl2=X)X L2X -Sb- =0.326 X 5X 理=4.107 U B26.32 变压器电抗的： SFL1-

41、20000/35 型变压器，Uk%=8 v* Uk% SB8 100 门， Xt =B=0.4 100 SN100 20 图5.2 35kV侧母线的短路点 (5) 最大运行方式下短路电流计算 (a)在k1点发生短路时 * * * X i = Xsmin +Xwli =0.066+1.191=1.257 * * Ik1 =1/ X 刀 1 =1/1.257=0.796 (3)* I k1= I k1 I b1=1.56 X 0.796=1.24kA (3) i sh(1) =2.55I k1 =2.55 X 1.24=3.16kA (3) lsh(1)=1.51l k1=1.51 X 1.24=

42、1.87kA 8 UNs 式中U ns电网额定电压，kV； U n设备的额定电压，kV。 (3) 按工作电流选择设备额定电流 大于或等于回路的最大长期工作电流才是设备的额定电流。应: I N I max 式中I N 断路器额定电流，A； I max回路持续工作电流，A。 其额定电流是根据实际使用环境条件不同时而进行修改。 6.1.2 按短路条件进行校验 (1) 短路动稳定校验 当短路电流通过电气设备，会产生热效应和动态效应。假如电气设备不够牢 固，那么巨大的短路电流孕育的强大电动力可能要摧毁很多高昂的电气设备。因此， 检查电气设备承受的短路电动力的能力。 制造厂一般直接给出动稳定峰值电流ima

43、x，动稳定前提为： i maxi sh 式中i sh所在回路短路冲击电流，kA i max装置允许的动稳定电流(峰值)，kA (2) 短路热稳定校验 若是电气设备散热实力不足，强大短路电流孕育的巨大的热量可能要毁坏很 多高昂的电气设备。因此，必须检查选定的电气配置承受短路发热能力。 热稳定前提为： 2 It Q 2 Q = l s t eq 2 式中I t 设备容许经受的热效应，kA2.s Q k短路电流的热效应，kA2.s t eq 短路电流存在的等效时间，S (3) 短路电流开断能力校验 如果你不能切断短路电流，短路电流很大可能要消耗大量昂贵的电力设备，甚至 使断路器本身的爆炸！因此，必须

44、校验站选断路器的短路电流开断能力。详见断路器 选择部分。 (4) 短路电流的计算条件 为了保证在短路时设备的安全，短路电流校验动稳定，热稳定性和分断能力，必 须是能够通过装置的最大短路电流。计算条件应考虑以下几个方面： (a)短路类型。通常按三相短路验算。当单相短路电流比三相短路电流大15%以 上时，才按单相短路检验。 (b) 系统容量和接线。为了使所选装置仍能继续适应系统的发展，可以根据5 10 年规划系统容量的条件和可能发生的最大短路电流的正常接线作为计算条件。 (c) 短路计算点。使当选设备经过最大短路电流的短路点称为该设备的短路计算 点。 6.1.3 主要电气设备的选择和校验项目 表6

45、.1主要电气设备应检查项目表 设备名称 一般选择条件 特殊选择项 目 额定电压 额定电流 热稳定 动稳定 断路器 V V V V 断流能力校 验 隔离开关 V V V V 电流互感器 V V V V 准确度等级 校验 电压互感器 V 准确度等级 校验 高压熔断器 V V 断流能力校 验 硬母线 V V V 电晕电压校 验 软母线 V V 电晕电压校 验 电力电缆 V V V 电压损失校 验 支柱绝缘子 V V 6.2 断路器的选择 高压断路器在电力系统中有很重要，它既可以在工作情况下接通或断开电 本科毕业设计说明书（论文）第34页共58页 路，也可以在系统产生短路故障时而能迅速地主动断开电路。

46、断开电路将在断裂处产 生电弧。有很多类型的断路器。 6.2.1 35kV侧断路器的选择 变压器一次侧额定电流： 20000 .3 35 =329.91A 因此符合要求。 I max1=1.05 X I N1=346.41A 变压器二次侧额定电流： I 20000 3 6 =1924.50A I max=1 .05 X I N2=202073A 由设备的额定电压、电流值查附表: 表6.2断路器的选择结果（35kV侧） 项目 实际需要值 SN10-35/1250 额定值 电压 35kV 35kV 电流 346.41A 1250A 动稳定 i sh=1.24kA 39.2kA 断流容量 Sk1=79

47、.47MVA 1000MVA 热稳定 Ik吾仁屮I55 0.69kA It=4=16kA (1) 额定电压： Un UNs=35kV (2) 额定电流： I nA 1 max=346.414A (3) 热稳定校验: 0.69kA v It=4=16kA 因此符合要求。 （4）动稳定校验：动稳定电流39.2kA大于i sh=1.24kA 本科毕业设计说明书(论文)第41页共58页 622 10kV侧断路器的选择 表6.3断路器的选择结果(6kV侧) 名称 实际值 SN10-10/3000 的额定 值 电压 6.3KV 10KV 电流 2020.73A 3000A 断流容量 Sk2=17.35MV

48、A 750MVA 断流量 (3) l k2 =1.59KA 43.3KA 动稳定 i sh=16.487kA 130KA 热稳定 if(0.75 Ik2 什 1叫 0.69kA It=4=43.3KA (1) 额定电压的选择：Un UNs=6.3kV (2) 额定电流流选择：InI max=2020.73A (3) 热稳定校验：0.69kA v lt=4=43.3kA 因此符合要求。 (4) 动稳定校验：动稳定电流130kA i sh=16.487kA 因此符合要求。 (3) (5) 开断能力校验：l k2 =1.59kA v 43.3kA 符合要求 6.3 隔离开关的选择 6.3.1 35k

49、V 侧隔离开关的选择 由设备的额定电压、电流值查附表： 表6.4隔离开关的选择结果(35kV侧) 名称 实际值 GW5-35GD/6 0额定值 电压 35kV 35kV 电流 346.41kA 600A 动稳定 i sh=316kA 50kA 热稳定 ,仲.255 * 额定电压的选择：Un UNs=6.3kV (2) 额定电流的选择：InI max=2020.734A (3) 热稳定校验： 0.62kA v It=5=120kA 因此符合要求。 讥匸2450.62kA 1 t=5=14kA (1) 额定电压的选择：Un UNs=35kV (2) 额定电流的选择：InI max=346.414A

50、 (3) 热稳定校验：0.62kA v It=5=14kA 因此符合要求。 (4) 动稳定的校验：动稳定电流50kA大于i sh=3.16kA 因此符合要求。 6.3.2 10kV 侧隔离开关的选择 表6.5隔离开关的选择结果(6kV侧) 名称 实际值 GN24-10/3000 的额定 值 电压 UNs=6.3kV 10kV 电流 1 ma)=2020.73A 3000A 动稳定 ish=16.487kA 200kA 热稳定 0.62kA lt=5=120kA 本科毕业设计说明书(论文)第43页共58页 （4）动稳定的校验： 动稳定电流 200kA i sh=16.487kA 因此符合要求。

51、表6.6断路器、隔离开关选择一览表 断路器 隔离开关 35kV 侧 ZN-35 GW5-35/630 10kV 侧 SN10-10I GN6-10T/600 6.4 互感器的选择 互感器是变动电压、电流的电气设备，它分为电流互感器TA和电压互感器 TV,从原理和结构上看，其实它就是一个特别的变压器。它可以把一次系统的高电压、 大电流进而转换为二次系统的低电压、小电流，最终用到测量，监测，控制和继电保 护使用。 6.5 电流互感器的选择 （1）额定电压和额定电流的选择 电流互感器一次回路的额定电压UN应大于等于装设地区所在电网的额定电压UWn， 原边额定电流I1N既是大于等于1.21.5倍最大长

52、时工作电流Imax，即 UNUWn I in（1.2 1.5）I max 式中Un电流互感器额定电压，kV U w电流互感器安装处的电网电压，kV （2）准确度级要求的选择 准确度级的选择原则是：电流互感器的准确级的程度有0.2，0.5,1.0，3.0，10 级。准确度选0.20.5级是电流互感器测量和计量用的，准确度选1.03.0级是电 流互感器测量用的。为了保证互感器的准确度级，互感器二次侧站接负荷S2应不大于 该准确度级站划定的额定容量S2N,即 S2N S2 (3) 热稳定度和动稳定度的校验 (a) 电流互感器满足热稳定的条件是 式中Kts对应于t的热稳定数，通过目录可得; t给定的热

53、稳定时间，一般为 1s; I 三项稳态短路电流有效值，A; t f家乡作用时间，s (b) 电流互感器常用允许通过一次额定电流最大值(,2 I in)的倍数 心(动稳定 电流倍数)来表示，故动稳定度可用下式来校验： Kd . 2 I 1N i sh 式中K d-动稳定倍数，通过产品目录检测出； i sh-三相短路冲击电流，kA 6.5.1 35kV侧电流互感器的选择 它的一次额定电流按照变压器的二次额定电流选择，因用于测量仪表，其精度应 为0.5级，依据上述请求初选 LCZ-35-300/5-0.5/3 型电流互感器，它的技术参数列 于下表： 表6.7 35kV侧电流互感器的技术指标 额定一

54、次电压 (KV) 额定变 次级组 合(KA) 准确度 1S热稳 定倍数 动稳定 倍数 流 (KA) 比 35 300/5 0.5/3 0.5 212 815 (1)动稳定性校验 以满足其内部的动态稳定性的要求的短路电流：: 、2l1NKd,2 0.3 815 345.77kA 16.487kA，符合要求 (2)热稳定性校验 0.3 6.13 低于电流互感器是热稳定倍数为 212,符合要求的。 6.5.2 6kV母线侧电流互感器的选择 它的一次额定电流按照变压器的二次额定电流选择，因用于测量仪表，其精度选 为0.5级，依据上述请求初选LFZJ-10-600/5-0.5/3型电流互感器。 表6.8

55、 6kV侧电流互感器的技术指标 额定一 次电压 (kv) 额定变 流比 次级配 合 准确度 1s热稳 定倍数 动稳定 倍数 10 600/5 0.5/3 0.5 53 90 (1) 动稳定性校验 以满足其内部的动态稳定性的要求应计算短路冲击电流 .2I1NKd 2 0.6 9076.4kA ish2=16.487kA，符合要求 (2) 热稳定性校验 低于电流互感器1s热稳定因子53，符合要求 6.5.3 6kV 母线出线侧电流互感器的选择 (1)各线路长时工作电流 主井提升机： Pmax2000 I max226 41A gmax ,3Uncos.3 6 0.85 副井提升机： Pmax160

56、0 Imax181 13A gmax 3Uncos6 0.85 本科毕业设计说明书（论文）第47页共58页 工业广场: 排矸系统: 洗煤厂: 水源井: 主排水泵 主排水泵 井底车场: gmax Rnax 1300 .3U n cos 3 6 0.9 P max 1600 gmax .3U ncos .3 6 0.95 P max 1610 gmax 、3U Ncos ,3 6 0.95 P max 888 gmax .3U Ncos .3 6 0.65 Rmax 745 gmax 3U Ncos .3 6 0.7 压风机: I 138.99A 南风井: I 162.07 北风井: I 163.

57、07 机修厂: I 131.46 家属区: 102.41 A I 1879.6 I gmax I gmax gmax I gmax pmax . 3U Ncos Pmax .3U Ncos Pmax 、3U N cos Pnax 3U N cos （最大）： （最小）： gmax I gmax I gmax =233.98 .3 6 0.773 1277 1 .169.04 -.3 6 0.727 3164 .3 6 0.8 380.58 A 175 .3 6 0.8 21.05 A pmax 3U n cos fnax . 3U N cos 3765 .3 6 0.85 2510 .3 6

58、0.85 426.22 A 284.15 A gmax Pmax 932 3U N cos P max 、3 6 905 0.7 gmax 3U N cos 3 6 0.7 P max 899 gmax - 3U N cos 3 6 0.7 P max 666 350变电站: I 128.11 430变电站: I 124.41 520变电站: I 123.58 N COS 6 0.8 80.11 A （2）由最大长时工作电流选择电流互感器 结果如下表： 表6.9最大长时间工作电流的电流互感器 线路名称 变比 准确等级 主井提升机 300/5 0.5/3 副井提升机 200/5 0.5/3 压风

59、机 100/5 0.5/3 南风井 200/5 0.5/3 北风井 200/5 0.5/3 机修厂 100/5 0.5/3 家属区 100/5 0.5/3 工业广场 200/5 0.5/3 排矸系统 200/5 0.5/3 洗煤厂 400/5 0.5/3 水源井 100/5 0.5/3 主排水泵（大） 400/5 0.5/3 主排水泵（小） 300/5 0.5/3 350变电站 100/5 0.5/3 430变电站 100/5 0.5/3 520变电站 100/5 0.5/3 井底车场 100/5 0.5/3 因此同样选用LFZJ-10型的电流互感器 6.6 电压互感器的选择 电压互感器是根据

60、额定电压，设备类型，结构，准确度以及侧负荷来选择， 因为电压互感器与电网并联，当系统短路，互感器本身不受短路电流的作用，不需要 校验动、热稳定性。 选择应满足以下条件： （1）按额定电压选择 本科毕业设计说明书(论文)第#页共58页 一次侧额定电压必须与安置处电网的额定电压同等，应满足 UNUWn (2) 电压互感器类型的选择 按照用途和二次负荷性质，选取电压互感器类型和二次接线的形式。 (3) 按准确度等级选择 除以上两点，选择电压互感器时还应注意其准确度等级及二次负荷容量。 此外，根据配电装置的类型，电压互感器对应的可选择室内或室外型。 661电压互感器的选择 选择JDZ- 35系列电压互