大峪庄鸿升煤矿地面变电所设计学生：王亚民

1、 WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 网络与继续教育学院 毕业论文 论文题目:大峪煤业有限公司矿井地面 10kv变电所设计 学 校：武汉理工大学_ 层 次：专科 专 业：矿山机电 姓 名：王亚民 指导老师：车志敏 完成设计时间：2013年9月2日 摘要 1 Abstract 2 绪论 3 第1章 大峪煤业有限公司10KV地面变电所设计4 设计原始资料及任务书4 1.1性质4 1.2地理位置4 1.3自然条件3 第2章矿井地面10KV变电所设计概述4 2.1地面变电所概貌及特点4 2.2矿井供电简况及供电特点4 2.3负荷级别如下5 2.4供电的特殊要求5 第3章供电电

2、源的确定5 3.1矿区电源的地理结构5 3.2采区变电所的位置和硐室布置6 3.3综采工作面供电与工作面配电点6 第4章负荷统计、无功补偿及主变压器选择7 4.1负荷统计计算7 4.2无功功率补偿7 4.2.1无功功率补偿的概念7 4.2.2补偿装置的接线7 4.2.3配电网补偿8 4.2.4变电站集中补偿8 4.2.5配电变低压补偿8 4.2.6配电线路固定补偿9 427用电设备随机补偿9 第5章地面变电所供电系统10 5.110KV主结线10 5.2电气主接线的确定10 5.2.1外桥接线对变压器11 5.2.2按发热条件校验11 5.3变电所一次设备的初选12 第6章短路电流计算13 6

3、.1供电系统运行方式的确定13 6.1.1TN 系统 13 6.1.2TT 系统 13 6.1.3IT-统：13 6.1.4中性线、保护接零、保护接地在 TV TT系统中，13 6.1.5保护接零(PE)13 6.1.6 保护接地(PEE): 14 6.1.7TN系统的应用14 6.1.8TN系统比TT系统普遍采用的原因 错误！未定义书签。 6.2绘制短路电流阻抗图14 6.3用绝对值法计算高压网络的短路电流14 6.3.1计算依据14 6.3.2短路电流计算14 6.3.3主要设备的选择15 6.3.4继电保护及自动装置16 第7章高压电器与线路的选择16 7.1高压隔离开关的选择16 7.

4、2电流互感器的选择16 第8章继电保护装置的整定计算17 8.1主变压器的保护整定计算17 8.1.1整定计算原则17 8.2电力电容器保护21 8.3保护控制原理22 第9章防雷保护装置的设计计算22 高压电动机的保护22 9.1保护整定原则22 9.2差动电流速断保护22 9.3纵差保护22 9.4相电流速断保护 26 9.5负序电流保护 26 9.6接地保护 26 9.7过热保护 27 9.8.电动机 28 9.9长启动保护 28 9.10正序过流保护 28 9.11低压保护 28 参考文献 29 致谢 30 晋煤集团大峪煤业有限公司矿井地面 10KV变电所设计 摘 要 在编制本说明书过

5、程中，根据设计要求，依据变电所在煤矿供电系统中的地位， 着重进行了供电电源的确定、负荷统计、无功补偿及主变压器选择、地面变电所供电 系统、 短路电流计算、高压电器与线路的选择、继电保护装置的整定计算，同时介 绍了变电所防雷保护装置的设计计算和高压电动机的保护。 关键词：变电所主接线电压保护短路电流补偿 Zhua ng Hong rose on the Western mining 10KV substati on desig n Abstract In prepared this manual process in the, according to design requires, purs

6、uant to substation in coal mine power in the of status, focuses on for has powered power of determ ines, and load statistics, and no power compe nsatio n and the main tran sformer select, and ground substation power, and short-circuit current calculation, and high pressure electric and line of selec

7、t, and following electric protection device of whole set calculation ,while introduced has substation anti-Ray protection device of design calculatio n and high pressure motor of protection Key words: Substati on the main cables voltage protectio n short circuit curre nt 大峪煤业有限公司矿井以立井为主，电源接入方式基本采用简易

8、地 面变电或线路变压器组方式，接线方式、运行方式和控制方式大都能满 足矿山电力设计规范和煤矿安全规程的有关要求。 供电系统设计中应该严格遵守国家煤矿设计的有关规定，保证煤矿 供电的安全性，供电系统运行的可靠性和经济性，尽量避免和减少因系 统供电和设备保护问题给煤矿带来的不安全因素。 本设计说明书论述了在 10KV变配电中的一些问题，包括电气主接 线设计、电气设备的选择、短路电流计算、继电保护设计和过电压保 护。 解决了目前大峪煤矿矿供电中存在的一些不规范问题。 大峪煤业有限公司矿井地面10KV变电所设计 第1章大峪煤矿10KV地面变电所 设计原始资料及任务书 1.1性质 主要向矿井供电的变配电

9、装置 1.2地理位置 修建于矿井附近，直接以10KV线路供矿井用是为主。 1.3自然条件 根据地质报告提供的气象资料，本区属暖温带大陆性季风型气候，四季分明，春 季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷少雪。年均气温为9C, 一月 最冷，平均-21 T，极端低温-27 C；七月最热，平均22.9 C,极端高温为37C。无 霜期180天，年均冻结天数100天，最大冻结深度63cm全年平均日照时数2482.34 小时，据长治县气象站统计资料，年降水量最大是 1976年，为680.20mm年均降水 量535.54mm 年蒸发量为1610.13m,平均风速2-3m/s。 第2章 矿井地面10K

10、V变电所设计概述 2.1地面变电所概貌及特点 矿井工业场地10KV变电所改造后，10KV及0.38kv系统均采用单线线分段接线 方式，10KV侧设有的XGN-1C型高压开关柜18台，0.38kV侧设有GGD型低压配电屏 10 台，S9-1000/10，10/0.4 型变压器 2 台（一用一备）。 无功补偿采用10kV侧集中补偿，设XGN-10R（型高压无功功率补偿柜2台，补偿 容量为1000kvar。断路器操作系统采用弹簧操作机构，操作电源、继电保护和事故 照明用电选用一套60Ah 220V微机控制开关直流电源系统，内设阀控式免维护铅酸 蓄电池。 在变电所10K V母线上装设阀型避雷器，以防止

11、雷电波侵入圣电气设备的破坏，由于 高压开关柜内设有真空断路器，容易产生电压，因此，每台真空断路器均配用HY5WZ 型过电压保护器，用以防止内部过电压对电气设备的损坏。 变电所内设有以水平接地极为主的环形接地网，接地网外缘闭合，内敷水平带， 其接地电阻不大于1Q0 2.2矿井供电简况及供电特点 大峪煤业有限公司煤矿位于荫城镇西约 24KM处的庄头村一带，原有的供电回路 为双回10K V供电，一回10K V电源引自成庄110K V变电站110K V供电，一回10K V电 源引自成庄110变电站10KV母线段，导线型号为LGJ-70mm输电距离约5KM另一 回10K V变电站10K V线路引自八义1

12、10V变电站10K V线线段，导线型号为LGJ-70 mm输电距离约4KM采用钢筋混凝土电杆架设。 矿井地面咼压10K V配电系统米用放射式，系统米用 TN-C-S系统，动照合一。以 树干式和放射式为主，个别距供电点远，彼此相近、容量较小的用电设备采用链式配 电。 工业场地10KV变电所以两回10KV线路（不同母线段）向井下主变电所供电，以 两回0.38KV线路（不同线线段）向主、副提升机、空压机、锅炉房、地面生产系统 等供电。 在生产辅助区建一座容量为315kVA的户外箱式变电站向机修车间、综采设备 库、井下水处理设施等供电，箱变的电源引自工业场地10kV变电所10kV母线段。 在生活行政福

13、利区建一座容量为 200kVA的户外箱式变电站向办公楼、综合楼、 生产调度楼、公寓楼等供电，箱变的电源引自工业场地10kV变电所10kV母线段 2.3负荷级别如下： 设备总台数：120台 设备工作总台数：112台 设备工作容量： 3695.1kW 计算有功负荷： 1924.21kW 计算无功负荷： 1807.92kVAR 视在负荷：2640.3kVA 自然功率因数： 0.73 无功功率补偿： -1000kVAR 补偿后无功负荷: 807.92kVAR 补偿后功率因数: 0.93 补偿后视在功率: 2086.94kVA 矿井年耗电量： 11124180 kW- h 矿井吨煤耗电量：18.5kWh

14、 2.4供电的特殊要求 八义110kV变电站位于大峪煤矿正南方向约 4km,安装有2台变压器，其容量均 为40MVA电压为110/35/10kV，电源可靠，供电质量有保证。 成庄110kV变电站位于大峪煤矿正北方向约 5km安装2台变压器，其容量均为 40MVA电压为110/35/10kV，电源可靠，供电质量有保证。 第3章供电电源的确定 3.1矿区电源的地理结构 I. 一疋旅脚I iLl 希窑 N 却片冃二世 3、峙fi氐冃乜曲畑 白 m FtL _Xi * M貝巽翊進JO遵暑嚳实舉金淘tw吕松汩曲电却 采区变电所结线二 3.2采区变电所的位置和硐室布置 采区变电所位置的确定原则与中央变电所

15、基本相同，但是根据采区生产的特殊性 还要求：每个采区最好只设一个变电所向全采区供电，如不可能，也应尽量少设变电 所，并尽量减少变电所的迁移次数。 根据以上要求，通常将采区变电所设置在采区装车站附近，或在上（下）山与运输 平巷交叉处，或两个上（下）山之间的联络巷中。 3.3综采工作面供电与工作面配电点 3.3.1. 综采工作面供电 综采工作面机电设备布置 （1）高压深入负荷中心。 （2）组成：采区配电所一移动变电站一工作面。 （3） 综采工作机电设备布置：移动变电站通常设置在距工作面150300m的顺 槽中，工作面每推进ioo 200m变电站向前移动一次。 3.3.2. 工作面配电点的布置 工作

16、面配电点的布置 (1) 引入：停送电方便，设备多或距离采区变电所较远。 (2) 组成：采区变电所-工作面配电点方式。工作面配电点可分为采煤与掘进两 种。采煤工作面配电点，一般距采煤工作面 5080m掘进工作面配电点，一般距掘 进工作面80100 m,工作面配电点随工作面推进而定期前移 采煤工作面配电点的布置及配电示意图 鞘T更釆傑匸作I酊旳中一点 的布宜夙配电示直圉 1翠燥榔4ft迷村L.芦启动器* 4自羽饰电开兴 5电仙技JK蒔徐合皱宜； 查表求得10V架空线路单位负荷距时的电压损失百分数，得 LGJ-3 X 120 当 cos =0.95 时，：u% =0.395%MWLkm，贝U . ：

17、U%=1.92 5 0.395 =3.79% V 5%= 所以引自成庄 110kV变电站10kV母线段，架空导线LGJ-3 X 120满足电 压降的要求。 5.2.3.2 ）引自八义 110kV变电站10kV母线段，导线型号为LGJ-3 X 120，距离该矿井 4km; ：U% -1.92 4 0.395 =3.03% V 5%= （4）按机械强度校验导线截面 查表可知10kV钢芯铝绞线的最小截面为Amin=25m2 V 120m2，满足机械强 度要求。 5.3变电所一次设备的初选 井下主变电所两回10kV电源引自矿井工业场地10kV变电所10kV不同母线段， 接线方式采用单母线分段接线。 井

18、下主变电所设BGP3-10矿用隔爆型高压真空配电装置 7台；KBZ型矿用隔爆型 低压真空馈电开关（带选择性漏电保护）7台及KBZ型低压馈电开关（联络用）1台， ZBZ-4.0MX型照明综合保护装置 2台及2台KBSG-500/10，10/0.69kV型矿用隔爆型 干式变压器（一用一备），担负主水泵、井底车场、总运输巷带式输送机和运输大巷 带式输送机、总轨道大巷调度绞车等负荷用电。 在采区设有一采区变电所，该变电所两回电源引自井下主变电所10kV不同母线 段。该变电所内设BGP3-10矿用隔爆高压配电装置6台，KBSG-400/10，10/0.69kV 型变压器1台，KBSG-50/10，10/

19、0.69kV型变压器1台（局部通风机专用），担负 采区除15101回采工作面运输顺槽采掘设备以外的全部负荷用电。15101回采工作面 运输顺槽设一台 KBSGZY-1250/10，10/1.2kV 型移动变电站，在15101回采工作面 回风顺槽设KBSGZY-315/10 10/0.69kV 型移动变电站。局部通风机采用了 “三专 两闭锁”方式供电，且采用 QBZ-2X 80SF型“双风机、双电源”自动切换开关，从而 保证了局部通风机供电的可靠性和连续性且实现互投。 高压开关的选择： 矿井为低瓦斯矿井，根据煤矿安全规程及有关规定，结合矿井现有设备，选 择BGP3-10矿用隔爆型高压真空配电装置

20、作为主变电所及采区变电所的配电开关，该 配电装置采用微电脑智能高压综合保护装置，具有过载、短路、漏电、绝缘监视、过 压、欠压、通讯等保护功能。根据负荷统计，流过入井电缆的长时最大工作电流 I n=994Ao 所以该矿井井下主变电所进线选用 BGP-10-200 （200A）型高压配电装置，其余 选用BGI43-10-100 （ 100A）型高压配电装置。 第6章短路电流计算 6.1供电系统运行方式的确定 三种供电运行方式 我国低压供电系统主要有三种运行方式：TN系统、TT系统、IT系统。 6.1.1 . TN系统：把变压器低压侧中性点直接接地。再从接地点引出中性线 N（俗 称零线）。系统中，所

21、有用电设备的金属外壳、构架均采用保护接零方式。TN系统 又分为：TN-C系统；TN-C-S系统；IN-S系统。 6.1.2 . TT系统：把变压器低压侧中性点直接接地，再从接地点引出中性线N。 系统中，所有用电设备的金属外壳、构架均采用保护接地方式。 6.1.3 . IT-统：变压器低压侧中性点不接地或经高阻抗接地。系统中，所有用 电设备的金属外壳、构架均采用保护接地方式。 在IT系统中，由于变压器低压侧中性点不允许配出中性线作为220V单相电源供 电，所以，不适用居民和一般工厂生产用电。该系统的主要特点：1）人员意外发生单 相触电时，所造成的危害程度大大降低；2）电网供电线路如发生单相对地短

22、路故障 时，供电系统仍可带病运行，保证电气设备继续正常工作。所以，其主要应用在要 求少停电场合，如矿山、井下及易燃易爆等危险场所。 6.1.4. 中性线、保护接零、保护接地在 TV TT系统中，从变压器低压侧中性接 地点引出的中性线N,主要作用有三点：可供系统内单相用电设备用电；把系统内三 相电源中的不平衡电源和单相用电电流，流回变压器低压侧中性点；减小因三相用电 负荷的不平衡而造成的电压偏移。 6.1.5. 保护接零（PE）:把电气设备的金属外壳、构架与系统中的零线可靠连接 在一起。当电气设备发生漏电、绝缘损坏或单相电源与设备外壳、构架短路时.零线 短路的较大故障电流.可使线路上的保护装置动

23、作，切断故障线路的供电，保护人身 安全。保护接零应用在TN低压供电系统。 6.1.6 保护接地（PEE）:把电气设备的金属外壳、构架与专用接地装置可靠连 接在一起。当电气设备发生漏电或单相电源对设备外壳短路时，如果流向接地体的故 障电流足够大线路上保护装置动作，切断故障线路上的供电；假如流向接地体的故 障电流不足以使保护装置动作时由于人体电阻远大于保护接地的电阻，所以，可以 避免接触人员的触电危险。保护接地应用在 TT、IT低压供电系统。在同一供电系 统不准存在保护接零和保护接地混用的现象。 6.1.7.TN系统的应用 由于我国早期电气设备单一、数量少，家用电器也未大量进入家庭.所以低压供 电

24、普遍采用比较经济的TN-C系统，即整个系统的中性线（零线）与保护线（PE）是合在 一起共用的一个系统（PEN）。随着电气化发展，生产及家庭用电设备数量剧增，加上 线路老化、严重过负荷以及维护上的疏漏。当零干线断线时致使采用保护接零的电气 设备外壳带电。为了提高保护接零的可靠性.从TN-C系统衍生出TN-C-S系统。即从 变压器低压侧中性接地点至用电配电箱的这一段，零线N和保护线PE是共用的.从 配电至各用户则是分成两路，分别引入用户设备，从而太大提高了保护接零的可靠 性。但是，由于系统中的PEN线始终会有一定量的不平衡电流流过，所以，还不能满 足对设备安全及电磁抗干扰性要求很高的场所。这样，就

25、有了进一步的TN-S系统， 俗称三相五线制。在TN-S系统中，.PE线与零线N在系统中始终是分开的，平时 PE线上无电流通过.只有在设备发生漏电或单相电源对设备金属外壳短路时，才会 有故障电流流过，使用电系统的可靠性、安全性、电磁抗干扰性方面得到了进一步的 提高.但其投资也是TN系统中最高的。 6.2绘制短路电流阻抗图 6.3用绝对值法计算高压网络的短路电流 6.3.1. 计算依据 煤矿电工手册第二分册（煤炭工业出版社）第二章。 6.3.2. 短路电流计算 设成庄110kV变电站和八义110kV变电站的10kV母线短路容量均为无穷大，按 短路电流计算基准容量为100MVA行短路电流计算。短路电

26、流计算结果见表 10-3- 1。 短路电流计算系统图及等值电路图见图10-3-1、10-3-2。 表10-3-1短路计算统计表(基准容量为100MVA 回路名称 短路点 短路电流稳态 值 Id(KA) 冲击电流 瞬时值ich(KA) 冲击电流 有效值Ich(KA) 短路容量 S(MVA) 备注 工业场地变电 K1 3.03 7.74 4.58 55.1 韩店 110/10kV 5km处电源 所10KV母线 K1 3.66 9.3 5.53 66.56 八义 110/10kV 4km处电源 井下变电所 K2 2.98 7.59 4.5 54.2 成庄 110/10kV 5km处电源 10KV母线

27、 K2 3.58 9.12 5.4 65.1 八义 110/10kV 4km处电源 6.3.3主要设备的选择 见主要设备选择表10-3-2 主要设备选择表 短 路 占 八、 计算值 设备允许值 工作电 压(KV) 工作电 流(A) 冲击瞬 时值 ich (KA) 冲击有 效值1 (KA) 短路电流 稳态值 Id(KA) 设备 名称 设备型 号 额定电 压(KV) 额定电 流(A) 动稳定 imax (KA) 热稳定 I(KA) 额定开 断电流 (KA) 10 120.5 9.3 5.53 3.66 真空 断路 器 ZN28A- 12 12 630 40 16 25 隔离 开关 GN30- 10

28、 10 630 31.5 12.5 电流 互感 器 LZZJ- 10 12 200 40 16 LZZJ- 10 12 100 40 16 LZZJ- 10 12 50 40 16 经校验，矿井主要电气设备均满足动稳定和热稳定的要求。矿井工业场地10kV 铜芯电缆最小截面不小于25mm。10kV电流互感器允许使用的最小变比为 50/5。 6.3.4.继电保护及自动装置 变电站采用220V直流操作系统，继电保护采用变电所综合保护，其保护型式 为： 6.341）所内低压变压器设速断、过流、单相接地保护。 6.342）母线由进线断路器的过电流速断及过电流装置进行保护。 6.3.4.3）10kV馈出线

29、设电流速断保护和过电流保护，速断保护为主保护，过流 保护为后备保护。在10kV馈出线上安装零序电流互感器，构成单相接地保护，单相 接地保护动作于信号。 6.344）电容器柜设无时限过电流，保护动作于跳闸。过电压保护、单相接地保 护。 6.3.4.5）低压馈线利用开关自身的过流脱扣器实现保护。 第7章高压电器与线路的选择 7.1咼压隔离开关的选择 开关形式结构：高压隔离开头一般有底座、支柱绝缘子、导电刀闸、动触头、静 触头传动机构等组成，一般配有独立的电动或手动的操动机构，单相或三相操动。高 压隔离开关主刀闸与接地刀一般都机械连锁装置，确保两者之间操作顺序正确。各类 高压隔离开关、接地开关根据不

30、同的安装场所有各种不同的安装方式。 根据设计及条件选用 GW5-35G/60C型。 7.2电流互感器的选择 电流互感器的选择条件： A. 额定电压大于等于电网电压：Un UN B. 额定电流大于或等于长时最大工作电流：I in （0.2-1.5）1 C. 二次侧总容量应不小于该精度等级所规定的额定容量： SnS2E D. 校验。 电压互感器和高压熔断器的选择 电压互感器一次侧是并接在主接线高压侧，二次线圈与仪表和继电器电压线 圈串联，一次侧匝数很多，阻抗很大，因而它的接入对被告测电路没有影响，二 次线圈匝数少，阻抗小而并藝的仪表和继电器的线圈阻抗大，在正常运行时，电 压互感觉器接近于空载运行。

31、二次绕组的额定电压一般为 100V. 目前我国的电压互感器按其绝缘方式的不同可以分为干式、浇注绝缘和油浸 工三种。此设计适合用油浸式绝缘型电压互感觉器。 熔断器的选择主要指标是熔件和熔管的额定电流。同时所选熔件应该在长时 最大工作电流及设备启动电流的作用下不熔断。要求熔断器特性与上级保护装置 的动作时限相配合，以免保护装置越级动作。 第8章继电保护装置的整定计算 8.1主变压器的保护整定计算 8.1.1整定计算原则： 1. 需符合电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062-92等相关国 家标准。 2. 可靠性、选择性、灵敏性、速动性应严格保障。 8.1. 2整定计算用系统运行方式：1.

32、按城市电力网规划设计导则（能源电 1993228号）第4.7.1条和4.7.2条：为了取得合理的经济效益，城网各级电 压的短路容量应该从网络的设计、电压等级、变压器的容量、阻抗的选择、运行 方式等方面进行控制，使各级电压断路器的开断电流以及设备的动热稳定电流得 到配合，该导则推荐10KV短路电流宜为Ik 1.5，速断KL2,近后备KL 1.25 , 远后备保护KL1.2 ） o 8.1. 4短路电流计算：110KV站一台31.5MVA，10KV 4Km电缆线路（电缆每 Km 按 0.073，架空线每 Km按 0.364） =0.073 X 4=0.29 10KV开关站1000KVA （至用户变

33、电所电缆长度只有数十 M至数百M其阻抗 小，可忽略不计）。 8.1. 5.整定计算： 开关站出线（10DL）：当变压器采用过电流而不采用差动保护时，其电源线 路较短时，例如电缆长度小于 3Km时，采用线路-变压器组保护装置（即线路与 受电变压器保护共用）。 A. 速断动作电流：躲过变压器低压侧最大三相短路电流：t=0S灵敏度校 验： B. 过流保护动作电流：躲过可能出现的过负荷电流，如干变按 Kgh=1.5，如 大的风机、水泵等启动电流，按实际换算到 10KV侧电流，Kgh可能为1.2、1.3 等，微机保护按厂家提供资料，返回系数 Kh=0.95o，t=0.3S 灵敏度校验： 如灵敏度不够，改

34、为低电压闭锁的过电流保护，电流元件按躲开变压器的额 定电流整定，而低电压闭锁元件的起动电压则按照小于正常情况下的最低工作电 压及躲过电动机自起动的条件来整定。 C. 对变压器超温，瓦斯保护需跳闸者，变压器高压侧设负荷开关带分励脱扣 器，作用于跳闸。 开关站进线（8DL）: 按规范可不设，本方案设的目的作为出线保护及其相关元件故障如电磁线圈断路 而拒动时的后备保护及310KV母线的保护。 A. 限时速断动作电流：同开关站所有出线的最大一台变压器速断保护相配合， 配合系数Kph=1.1，t=0.3灵敏度校验： B. 时限过流动作电流：t=0.6S 灵敏度校验： 区域站10KV出线（5DL）: A.

35、 限时速断动作电流：同开关站出线（8DL）限时速断保护相配合,配合系数 Kph=1.1, t=0.4S 灵敏度校验： B. 时限过流动作电流：躲过线路过负载电流（如大电动机启动电流，某些实验 时的冲击电流等），t=0.7S 灵敏度校验： 区域站10KV分段开关（2DL）: 仅设充电保护,按躲开10KV母线充电时变压器励磁涌流,延时t=0.2S动作, 充电后保护退出，t=0.2S 灵敏度校验： 开关站10KV分段开关（7DL）： 同 2DL原则，t=0.2S 灵敏度校验： 开关站出线带2台及以上变压器： A. 速断动作电流：躲过中最大者，t=0S B. 时限过流动作电流：躲过线路过负载电流，t=

36、0.3S。 区域站至住宅小区供电线路（单线单环或双环、开环进行）： A. 限时速断动作电流：同6.A原则，t=0.4S（同小区变压器的高压熔断器配 合）。 B. 时限过流动作电流：同6.B原则，t=0.7S （同小区变压器的高压熔断器配 合）。 区域站主变低压侧开关1DL 3DL: 设过电流保护（作为主变低后备保护，10K V母线保护及出线远后备保护），其动 作电流按躲过主变的最大负荷电流（当一台主变故障或检修时的负荷电流及电动 机启动等），对 K-2点要求KL2,对K-3点要求KL 1.2。 保护为一段二时限，第一时限1.1S跳10KV分段开关，第二时限1.5S跳本侧开 关。 关于时间级差说

37、明: A. 对微机保护，开关站At为0.3S，对区域站为提高可靠性At为0.4S B. 对电磁继电器保护，选精度较好的时间继电器，At 在开关站，区域站At 均为0.4S。 为避免CT饱和，可采用保护与测量 CT分开，用不同的变比，如保护用 300/5A 等。 对10K V中性点非直接接地电力网中的单相接地故障： A. 在10KV母线上，装设接地监视装置，作用于信号。PT开口三角电压继电 器整定值：Udz=15V为避免铁磁谐振，在开口三角上设一个微机型消谐器。 B. 区域站、开关站10KV出线较多，设微机小电流接地信号装置，可迅速判 别某出线单相接地故障（对微机保护，10K V小电流接地选线功

38、能通过各10K V间 隔的监控保护实现，无需专门的装置）。 8.1. 6自动装置设定： 10K V架空出线重合闸：动作投入时间1S。 2. 备用电源自动投入： A. 区域站10KV分段开关（2DL）自动投入时间： a. t=110KV桥开关备自投时间+0.4S; b. t=主变高后备动作时间+0.4S; c. 取a与b的最大值。 B. 各开关站10KV分段开关备自投时间=2DL备自投时间+0.4S C. 备自投动作电压： 工作电源失压动作电压：25V（PT二次侧电压） 备用电源监视动作电压：70V（PT二次侧电压）电力电容器保护 GT300系列电力电容器保护器是浙江工泰科技有限公司（原瑞安市工

39、泰电器有限 公司）自行研制开发拥有自主知识产权的电力电容器保护器。保护器主要与切换电容 器接触器（晶闸管、复合开关、无功补偿控制器、电抗器、熔断器）等组成电力电容 器控制系统。主要作为电力电容器及补偿电路中可能出现的过流、短路、缺相、过压 等故障进行保护；保护器作为电力电容器的过流、缺相保护的新型产品，填补了国内 电力电容器以电子型保护器保护的空白，可广泛应用于成套无功功率补偿设备。保护 器采用无功功率补偿控制电容器的投切，可按循环投切方式进行控制保证电容器及设 备的正常工作 GT300系列电力电容器保护器的输出辅助触头形式，科学化实现自检功能。多样 化可适应不同控制场合要求。各个壳架等级采取

40、贯穿式结构固定及导轨安装，方便用 户替换。 8.2电力电容器保护 GT300系列电力电容器保护器由于内部设有冷态、热态过流保护特性检测电路及 断相和不平衡检测电路，故能够对可能出现的断相、过流、三相不平衡等故障均采用 反时限特性进行保护；可以自动检测出不同原因引起电容器故障原因，同时采取动作 保护。保护器采用无功功率补偿控制电容器的投切，可按循环投切方式进行控制保证 电容器及设备的正常工作。 GT300系列电力电容器保护器出厂时已把对应电流的刻度调节好，电流整定精 确、方便，并且用刻度盘表出。户可根据补偿电路电容器额定电流大小整定，电流整 定精度高，能使电容器得到可靠保护。 GT300系列电力

41、电容器保护器设有电流刻度指示，实行旋钮线性量化整定电流， 用户只要根据补偿电路中电容器的额定电流值进行调节即可，操作简单、方便。 GT300系列电力电容器保护器设有正常运行指示和动作保护后的故障状态记忆指 示。正常工作时，运行指示灯亮，由于保护器内部延时电路按积分K系数曲线进行计 算，运行指示灯随负载电流情况的大小作不同频次的闪烁，当电路过流时，保护器动 作后，过流保护指示灯点亮，指示故障类型。当电流大于3倍时，不管此时是过流还 是断相原因，锁定指示灯点亮，保护动作；当出现断相或三相电流不平衡故障时，保 护器动作后，断相指示灯点亮；方便判定故障原因。 GT300系列电力电容器保护器由于保护器的

42、辅助触头输出接口为独立两组常开形 式，保护器接通电源后保护输出辅助触头 95、96闭合，保护故障脱扣时，保护输出 辅助触头95、96为断开状态，报警输出辅助触头 97、98为闭合状态。如果保护器自 身故障时，输出辅助触头95、96、97、98均为断开状态，故控制方式更理性化，科 学化实现自检功能并且具有自诊断特性。 GT300系列电力电容器保护器内部设有自恢复及自锁电路，当在 1.352.35倍 的过流或断相时，保护器保护跳闸，并且延时大于 6min小于15min后保护器自动恢 复，控制电路自动投切到运行状态；当大于 3倍的过流或断相时，保护器跳闸并且自 锁，此时需手动按钮延时复位，延时大于

43、6min小于15min后方可投切到运行状态。 8.3保护控制原理 GT300系列电力电容器保护器内部设有冷态、热态过流保护特性检测电路、自恢 复及自锁电路、断相检测电路，对可能出现的断相、过流、过压等故障均采用反时限 特性进行保护；通过检测电路检测出不同原因引起电容器故障原因，采取故障的预 警，保护动作、保护脱扣来实现及时准确的保护。 第9章防雷保护装置的设计计算 根据规范要求，场地内高于15m之建（构）筑物均设防雷保护，采用在建（构）筑物 上装设避雷带实现。10kV架空输电线路上装设管型避雷器，10kV变电所10kV母线装 设避雷器柜，锅炉房烟囱设避雷针保护。 在工业场地变电所的10/0.4

44、kV变压器周围设接地网，该变压器中性点与接地系 统相连。低压配电系统采用TN-C-S系统，在建筑物进户处应做重复接地。电气装置 的金属外壳均应做保护接地。手持式移动设备和照明配电系统中的插座回路应装设带 漏电保护的断路器。 为防止雷电侵入井下，引入井下的金属导体均在井口处设可靠接地，且接地点不 得少于2处。 高压电动机的保护 9.1.保护整定原则 92差动电流速断保护 按躲过电动机空载投入时最大暂态电流引起的不平衡电流量大部分以及短路时的 不平衡电流整定一般取： ldz=Kle/n 式中：Idz :差动电流速断的动作电流 Ie ：电动机的额定电流 K : 一般取 6123 _R6 + E- X

45、8 $ E 9.3.纵差保护：# # M e2 b! s6 % * d 1）纵差保护最小动作电流的整定，最小动作电流应大于电动机启动过程中 时的不平衡电流 S- 2 L$ h0 r# b: h+ Idzm in=Kk mle/n 式中：Ie :电动机额定电流。1。R6 c5 Z& |) G7 k n:电流互感器器的变比 Kk:可靠系数，取 343 。S2 M7 r6 f。x+ F4 r/ r m由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，一般取 0.1 在工程实用整定计算中可选取Idzmin= (0.30.6) le/n 。 2) 比率制动系数K按最大外部短路电流下差动保护不误动的条件，计算最大

46、制动系数 K= Kk Kfzq Ktx Ke3 O) V u% l$ D 。i- UA 式中：Ktx:电流互感器的同型系数，Ktx=0.5 L5 A2 Z D) Jp0 S, Kk：可靠系数，取23 Ke :电流互感器的比误差，取 0.1* v- N: u& A( S2 O2 j) G4Kfzq :非周期分量系数，取 1.52.0(g1 Q% Y# U& _1 q 计算值Kmax=0.3，但是考虑电流互感器的饱和和暂态特性畸变的影响，在工程实 用整定计算中可选取 K=0.51.0 9. 4.相电流速断保护)速断动作电流高值Isdg lsdg= Kk/lst/ d, S n# I4 b- q.

47、P W/ w5 r 式中：1st :电动机启动电流(A). G% R/ Q. C( d p+ y Kk：可靠系数，可取 Kk=1.3# u- 7 $ N9 N8 q& F 2) 速断电流低值 Isdd# 3 7 l y L7 M4 t& S& Isdd 可取 0.70.8 Isdg 一般取 0.7 Isdg 3) 速断动作时间 tsd- 6 s0 J8 t4 H3 i5 g# x& q 当电动机回路用真空开关或少油开关做出口时，取Tsd=0.06s,当电动机回路用FC做 出口时，应适当以保证熔丝熔断早于速断时间。- 电动机启动时间Tsd) _ h7 5 c4 W。n。w 按电动机的实际启动时间

48、并留有一定裕度整定，可取Tsd=1.2s倍实际启动时间。 9. 5负序电流保护r 1) 负序动作电流I2dz I) - p f 。V, x I2dz按躲过正常运行时允许的负序电流整定 + 8 z$ s+ K2 D4 p2 Ao 一般地保护断相和反相等严重不平衡时，可取I2sd=(0.6-0.8)Ie1 a4 作为灵敏的不平衡保护时，可取I2dz=(0.60.8)le 2) 负序动作时间常数 T29 v+ N R% s7 d- l( * U 在母线二相短路时，电动机回路有很大的负序电流存在，因此，T2应整定为大于外 部两相短路的最长切除时间。在FC回路中，应躲过不对称短路时熔断，即负序保护 不能

49、抢在熔断前动作。 3)设定两段定时限保护 9. 6接地保护w1 n7 d% P, 6 。p 保护装置的一次动作电流，按躲过被保护分支外部单相接地故障时，从被保护元件流 出的电容电流及最小灵敏系数1.25整定 Idz Kk lex. u- z: W. H A. o4 Idz (le 艺-lcx)/1.25 式中： lex :被保护线路外部发生单相接地故障时，从被保护元件流出的电容电 流 6 t/ t. B2 i- 1/ % d0 q le工：电网的总单相接地电容电流.F8 T1 w3 + T3 ? z Kk:可靠系数，可取 Kk=45 9. 7.过热保护：S- Z3 v1 M) L! 0 z 1

50、)过热保护涉及发热时间常数Tfr和散热时间Tsr二个定值。 发热时间常数 Tfr2 k( B1 p) U& ?2 ) S* M 发热时间常数Tfr应由电动机制造厂提供，若制造厂没有提供该值，则可按下列方法 之一进行估算。0 x$ V, r8 d9 B A. 由制造厂提供的电动机过负荷能力数据进行估算,? ? g4 K4 m& 如在X倍过负荷时允许运行t秒，则可得： Tfr=(X2-1052) t B. 若已知电动机的温升值和电流密度，可用下式估算Tfr值 Tfr= (150 *9 e) * ( 9 m/9 e-1)/(1.05*Je2)7 八5 M3 s: o( & 式中：9 e:电动机定子绕

51、组额定温升 6 j, : R1 7 g* x) 9 m电动机所采用绝缘材料的极限温升1 ) s$ 5 V, z-) Je :定子绕组额定电流密度 例如：电动机采用B级绝缘，其极限温升9 m=80C，电动机定子绕组额定温升9 e=45?C,定子绕组额定电流密度Je=3.5A/mn2,则： Tfr= (150 *45 )心.05*3.5 2)*(80/45-1)=408(s)% D* A/ C由电动机启动电流下的定子温升决定发热时间常数6 W% q6 E& v# Tfr= ( 9 *lst 2* tst ) / 9 Ist3 W8 L5 O j- Q5 I 。？ 式中：9:电动机额定连续运行时的稳定温升