煤矿35KV变电站毕业设计

1、河南理工大学毕业设计（论文）说明书目录 1概述42负荷计算62.1负荷分级62.2矿井负荷计算72.3功率补偿113 主变器的选择133.1变压器台数的选择133.2 变压器选择计算134 电气主接线的设计154.1 电气主接线的设计原则和要求154.1.1电气主接线的设计原则154.1.2电气主接线设计的基本要求164.2变电所的主结线方式164.3本所主接线方案194.3.1方案比较：195 短路电流计算225.1 短路电流计算的一般概述225.2 短路回路参数的计算235.2.1标么值245.2.2短路回路中各元件阻抗的计算245.3短路电流的计算过程266 电气设备的选择和校验296.

2、1高压电器选择的一般原则296.2母线的选择316.2.1 35kv母线的选择316.2.2 6kv母线的选择316.3电气设备的选择316.3.1断路器的选择316.3.2高压隔离开关的选择336.3.3电流互感器的选择356.3.4电压互感器的选择366.2.5高压熔断器的选择376.2.6开关柜的选择387 变电所的平面布置407.1变电所位置确定原则407.2 配电室建筑要求407.3 控制室布置418 变电所的防雷保护及接地装置418.1直击雷过电压保护418.2 本设计中避雷针的选择428.3雷电侵入波的过电压保护438.4防雷接地449 继电保护449.1 概述449.1.1 变

3、压器的瓦斯保护459.1.2变压器的过电流保护459.1.3变压器的差动保护45结 束 语46致 谢47参考书目481概述随着现代工业的发展，电能在工业中越来越显示其作用的巨大，而作为接受和分配电能的变电站所更是在工业企业占据十分重要的位置，因此，设计、分析和发展变电所是一项很重要的任务。大型电力用户的供电系统，采用电源电压等级为35kv，经主变电所和车间变电所两级变压。主变电所将35kv电压变为610kv电压，然后经配电线路引至各个车间变电所，车间变电所再将610kv电压变为220v/380v/660v的低电压供用电设备使用。某些矿区环境和设备条件许可的大型电力用户也有采用所谓“高压深入负荷

4、中心”的供电方式，即35kv的进线电压直接一次降为220v/380v/660v的的低压配电电压。国民经济的不断发展对电力能源的需求也不断增大，致使变电所数量增加，电压等级提高，供电范围扩大及输配电容量增大，采用传统的变电站一次及二次设备已经越来越难以满足变电站安全及经济运行，少人值班或者无人值班的要求。随着变电所综合自动化技术的不断发展与进步，变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电所二次系统，继而实现“无人值班”变电所已成为电力系统新的发展方向和趋势。本矿供电系统由两条35kv进线供电。两条进线分别到室外两个35/6kv主变压器，平常只用一台主变，另外一台备用。矿井年产量：90万吨 服 务

5、年 限：80年 两回35kv架空电源线路长度：=4km；本所35kv电源母线最大运行方式下的系统电抗: =0.23 (=100mva)；本所35kv电源母线最小运行方式下的系统电抗:=0.31 (=100mva)；本所6kv母线上补偿后功率因数要求值：=0.9。自然条件本矿位于平原地区1、年最热月平均温度为40。2、冻土层厚度为0.55m，变电所土质为沙质粘土。3、本矿主导风向为西北方向，最大风速为26m/s。2负荷计算2.1负荷分级根据用电设备在工艺生产中的作用，以及供电中断对人身和设备安全的影响，电力负荷通常可分为三个等级：一级负荷：为中断供电将造成人身伤亡，或重大设备损坏难以修复带来极大

6、的政治经济损失者。一级负荷要求有两个独立电源供电。本矿属于国有能源部门，其中断供电将有可能造成人员伤亡及重大经济损失，属于一级负荷。 二级负荷：为中断供电将造成设备局部破坏或生产流程紊乱且需较长时间才能恢复或大量产品报废，重要产品大量减产造成较大经济损失者。二级负荷应由两回线路供电，但当两回线路有困难时（如边远地区）允许由一回架空线路供电。 三级负荷：不属于一级和二级负荷的一般电力负荷，三级负荷对供电无特殊要求，允许长时间停电，可用单回线路供电。本矿属于比较重要的工业部门，其供配电采用两条进线，下设两个35kv的电力变压器。2.2矿井负荷计算 目前，负荷计算常用需用系数法、利用系数法和二项式法

7、。本设计采用需用系数法进行负荷计算，步骤如下：需用系数法：用设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法比较简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。(1)用电设备分组，并确定各组用电设备的总额定容量。(2)用电设备组计算负荷的确定。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。在一个车间中可根据具体情况将用电设备分为若干组，在分别计算各用电设备组的计算负荷。其计算公式为: （2-1） （2-2） （2-3） （2-4）、该用电设备组的有功、无功、视在功率计算负荷；该用电设备组的设备总额定容量；功率因数角的正切值；额定电压；该用电设备组的计算负荷电流

8、；需要系数，根据资料查得。(3)多组用电设备组的计算负荷在配电干线上或车间变电所低压母线上，常有多个用电设备组同时工作，但是各个用电设备组的最大负荷也非同时出现，因此在求配电干线或车间变电所低压母线的计算负荷时，应再计入一个同时系数。具体计算如下： i1、2、3，m （2-5） （2-6） （2-7） （2-8）式中p、q、s为配电干线式变电站低压母线的有功、无功、视在计算负荷；同时系数；该干线变电站低压母线上的计算负荷电流;该干线或低压母线上的额定电压;m该配电干线或变电站低压母线上所接用电设备组总数；用电设备组的需要系数、功率因数角正切值、总设备容量；(4)负荷计算过程采用需用系数法确定计

9、算负荷，方法简便，使用广泛，为目前确定变电所负荷的主要方法。需用系数法负荷计算的步骤从负荷开始逐级上推，到电源进线为止。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16

10、c560422400.890.850.6井 下低 压20.66c12500.740.790.6从表2-1中知本矿变电所的最大连续负荷为9640kw，无功负荷为4842kvar. 计算有功负荷时的值相应取0.85，计算无功负荷时的值相应取0.95。即6kv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=123.8

11、a(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=

12、=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)工人村计算负荷=420kw =0.

13、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

14、.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)考虑变压器损耗后全变电所计算负荷，即35kv母线处计算负荷：=8194+163.88=8357.88(kw)=4600+460=5060(kva)=9770.25(kva)则自然功率因数：cos=8357.88/9770.25=0.8552.3功率补偿 在工业企业供电系统中，由于绝大多数用电设备均属于感性负荷，这些用电设备在运行时除了从供电系统取用有功功率p外，还取用相当数量的无功

15、功率q。有些生产设备在生产过程中还经常出现无功冲击负荷，这种冲击负荷比正常取用的无功功率可能增大56倍。若功率因数偏低，在保证供用电设备的有功功率不便的前提下，电流将增大。这样电能损耗和导线截面增加，提高了电网初期投资的运行费用。电流增大同样会引起电压损失的增大。为了减少电能转化的损耗，降低投资，一般采用电力电容器进行补偿。优点是操作方便、可靠、运行经济，投资少以及有功损耗少。(1)功率补偿因数计算根据本矿变电所负荷统计的结果可知：35kv侧的计算负荷=8357.88+5060j，其自然功率因数为0.855，现利用电容器补偿，假设补偿后的功率因数为0.9，根据矿井安装电容器容量公式：矿井计算负

16、荷；自然功率因数的正切值；补偿后的正切值。因此补偿的无功功率为：=8357.88(tanarccos0.855tanarccos0.9=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gr-1c-08型电容柜，容量为270千法。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实际补偿补偿后的功率因数：=0.903满足要求。3 主变器的选择3.1变压器台数的选择(1)对大城市郊区的一次变电站，

17、在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜。(2)对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。(3)对于规划只装设两台主变压器的变电站，其变压器基础宜按大于变压器容量的12级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。(4)本矿采用两台主变，平时只用一台，一台备用。3.2 变压器选择计算装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量应同时满足以下两个条件：(1)任一台单独运行时,应能满足不小于总计算负荷60%的需要。(2)任一台单独运行时，应能满足全部一、二级负荷的需要。由于=9770.25(kva)所以按条件选变压器。=9770.25(kv

18、a)因此每台主变压器的容量应选10000 kva 。故经过以上的验证，选用两台35/6.3kv，额定容量为10000kva的sf710000/35变压器，地面低压变压器选用s9-500,6/0.4kv,所用变压器选用s9-50/35。 表3-1 sf7-10000/35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 s9-500,6/0.4kv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kw5006.30.441.41.0表3-3 s9-50/35型电力

19、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kw5038.50.46.52.021012204 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)考虑变电所在电力系统的地位和作用变电所在电力系统的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。(2)考虑近期和远期的发展规模变电所主接线设计应根据五到十年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小及分布负荷增长速度和潮流分布，并

20、分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。(3)考虑用电负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响对一级用电负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级用电负荷不间断供电；对二级用电负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级用电负荷供电，三级用电负荷一般只需一个电源供电。(4)考虑主变台数对主接线的影响变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将会产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性的要

21、求低。(5)考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。4.1.2电气主接线设计的基本要求变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。可以简单概括为以下五点：(1)可靠实用；(2)运行灵活；

22、(3)简单经济；(4)操作方便；(5)便于发展。4.2变电所的主结线方式变电所的主接线是由各种电气设备及其连接线组成，用以接受和分配电能，是供电系统的组成部分。它与电源回路数、电压和负荷的大小、级别以及变压器的台数、容量等因素有关，所以变电所的主接线有多种形式。确定变电所的主接线对变电所电气设备的选择、配电装置的配置及运行的可靠性等都有密切的关系，是变电所设计的重要任务之一。（1）线路-变压器组接线发电机与变压器直接连接成一个单元，组成发电机变压器组，称为单元接线。它具有接线简单，开关设备少，操作简便，以及因不设发电机电压级母线，使得在发电机和变压器低压侧短路时，短路电流相对而言于具有母线时，

23、有所减小等特点；这种单元接线，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择出口断路器时，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。（2）桥式接线为了保证对一、二级负荷进行可靠供电，在企业变电所中广泛采用有两回路电源受电和装设两台变压器的桥式主接线。桥式接线分为内桥、外桥和全桥三种，其接线如图4-1所示： 图4-1桥式接线图中wl1和wl2为两回电源线路，经过断路器qf1和qf2分别接至变压器t1和t2的高压侧，向变电所送电。断路器qf3犹如桥一样将两回线路联在一起，由于断路器qf3可能位于线路断路器qf1、qf2的内侧或外侧，故又分为内桥和外桥接线。（3）单母线分段式结线有穿越负荷的两回电源进线的

24、中间变电所，其受、配电母线以及桥式接线变电所主变二交侧的配电母线，多采用单母分段，多用于具有一二级负荷，且进出线较多的变电所，不足之处是当其中任一段母线需要检修或发生故障时，接于该母线的全部进出线均应停止运行。（4）双母线接线这种接线方式有两组母线，两组母线之间用断路器qf联络，每一回线路都通过一台断路器和两台隔离开关分别接到两组母线上。因此，不论哪一回线路电源与哪一组母线同时发生故障，都不影响对用户的供电，故可靠性高、运行灵活。双母线接线的缺点是设备投资多、接线复杂、操作安全性较差。这种接线主要用于负荷容量大，可靠性要求高，进、出线回路多的重要变电所。4.3本所主接线方案4.3.1电气主接线

25、方案比较：方案一单母线不分段接线如图4-2所示。图4-2 电气主接线方案一方案二单母线分段接线如图4-3所示。图4-3电气主接线方案二 方案一种采用单母线不分段接线，虽然简单，但其可靠性不高。当母线需要检修或者发生故障时，会导致所有用电设备停电。且变电所的负荷大部分均为类、类负荷，因此方案一中的单母线不分段接线不能满足类、类负荷供电可靠性的要求。方案二中采用单母线分段接线的两段母线可看成是两个独立的电源，提高了供电的可靠性。可以保证当任一母线发生故障或检修时，都不会中断对类负荷的供电。综合比较本矿的35kv侧采取全桥形式的主接线，全桥型接线灵活可靠。6千伏侧则选用单母线分段接线。5 短路电流计

26、算5.1 短路电流计算的一般概述电气设备或导体发生短路故障时通过的电流为短路电流。在工业企业供电系统的设计和运行中，不仅要考虑到正常工作状态，而且还要考虑到发生故障所造成的不正常状态。根据电力系统多年的实际运行经验，破坏供电系统正常运行的故障一般最常见的是各种短路。所谓短路是指相与相之间的短接，或在中性点接地系统中一相或几相与大地相接（接地），以及三相四线制系统中相线与中线短接。当发生短路时，短路回路的阻抗很小，于是在短路回路中将流通很大的短路电流（几千甚至几十万安），电源的电压完全降落在短路回路中。（1）短路的原因主要原因是电气设备载流部分绝缘所致。其他如操作人员带负荷拉闸或者检修后未拆除地

27、线就送电等误操作；鸟兽在裸露的载流部分上跨越以及风雪等现象也能引起短路。（2）短路的种类三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相短路（单相接地短路）和两相接地短路。除了上述各种短路以外，变压器或电机还可能发生一相绕组匝间或层间短路等。根据运行经验统计，最常见的是单相接地短路，约占故障总数的60%，两相短路约占15%，两相接地短路约占20%，三相短路约占5%。三相短路虽少，但不能不考虑，因为它毕竟有发生的可能，并且对系统的稳定运行有着十分不利的影响。单相短路虽然机会多短路电流也大，但可以人为的减小单相短路电流数值，使单相短路电流最大可能值不超过三相短路电流的最大值。这就使全部电气设备

28、可以只根据三相或两相短路电流来选择，况且三相短路又是不对称短路的计算基础，尤其是工业企业供电系统中大接地电流系统又很少，因此应该掌握交流三相短路电流的计算。（3）短路的危害发生短路时，由于系统中总阻抗大大减小，因此短路电流可能达到很大的数值。强大的短路电流所产生的热和电动力效应会使电气设备受到破坏；短路点的电弧可能烧坏电气设备；短路点的电压显著降低，使供电受到严重影响或被迫中断；若在发电厂附近发生短路，还可能使全电力系统运行破裂，引起严重后果。不对称短路所造成的零序电流，会在邻近的通讯线路内产生感应电势，干扰通讯，亦可能危及人身和设备安全。（4）短路电流计算的目的在选择电气主接线时，为了比较各

29、种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需要进行必要的短路电流计算。在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。在设计户外高压配电装置时，需按短路条件效验软导线的相间和相对地的安全距离。在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。接地装置需根据短路电流进行设计。5.2 短路回路参数的计算在进行短路电流计算时，首先需要计算回路中各元件的阻抗。各元件阻抗的计算通常采用有名值和标么值两种计算方法。前一种计算方法主要适用于1kv以下低压供电系统的网路中，后一种计算方法多用在企业高

30、压供电系统以及电力系统中。对较复杂的高压供电系统，计算短路电流时采用标么制进行计算比较简便。标么制属于相对电位制的一种，在用标么制计算时，各电气元件的参数都用标么值表示。5.2.1标么值标么值一般又称为相对值，是一个无单位的值，通常采用带有*号的下标以示区别，标么值乘以100，即可得到用同一基准值表示的百分值。在标么值计算中。首先要选定基准值。虽然基准值可以任意选取，但实际计算中往往要考虑计算的方便和所得到的标么值清晰可见，如选取基值功率为100mva和短路点所在网路的平均额定电压为基准电压。尚须指出，在电路的计算中，各量基准值之间必须服从电路的欧姆定律和功率方程式，也就是说在三相电路中，电流

31、、电压、阻抗、和功率这四个物理量的基准值之间应满足下列关系： = = （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)s= x*sx*l 35kv0.117 k1 x*t16kv 0.75 k12 x*3 x*4 x*5 x*6 x*7 x*8 x*9 x*10 x*11 k2(等于k12) k3k4 k5 k6 k7 k8 k9 k10 k11 电 容 器 组 工 机 提 井 抽 洗 地 压 排 人 修 升 下 风 煤 面

32、 风 水 村 厂 机 低 机 厂 低 机 泵 压 压图5-1等效短路电流计算选取选基准容量取 sd=100mva计算点，=37kv 则ka计算点及其其它短路点时，选取=6.3kv则ka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工人村馈电线路电抗=2.80.4100/6.32=2.81.0078=2.822机修厂馈电线路电抗=0.4 0.08100/6.32=0.40.20156=0.08提升机馈电线路电抗=0.30.08100/6.32=0.30.20156=0.06井下低压电缆线

33、路电抗=0.60.08100/6.32=0.6x0.20156=0.12抽风机馈电线路电抗=1.20.4100/6.32 =1.21.0078=1.21洗煤厂馈电线路电抗=0.80.4100/6.32 =0.81.0078=0.806地面低压馈电线路电抗=0.70.8100/6.32=0.70.20156=0.14压风机馈电线路电抗=0.20.4100/6.32=0.21.0078=0.2排水泵馈电线路电抗=0.60.8100/6.32 =0.60.20156=0.12 5.3短路电流的计算过程一般选取各线路始、末端为短路计算点，线路时段的最大三相短路电流常用来校验电气设备的动、热稳定性，并作

34、为上一级继电保护的整定参数之一，线路末端的最小两相短路电流常用来校验相关继电保护的灵敏度。在接下来的计算中可选35kv母线、6kv母线和各6kv母线末端为短路计算点。(1) k1短路电流的计算 最大运行方式下的三相短路电流=+ =0.23+0.117=0.347=1/=1/0.347=2.882 =2.882x1.56=4.5 (ka)=2.55=2.554.5=11.46 (ka)=1.52=1.524.5=6.84 (ka)=2.882100=288.2 (mva) 最小运行方式的两相短路电流=+=0.31+0.117=0.427=1/=1/0.427=2.34=2.341.5605 =3

35、.65 (ka)=0.866=0.8663.65=3.16 (ka)(2) k12点短路电流计算最大运行方式下的三相短路电流 0.347+0.75=1.097 =1/= 1/1.097=0.9116 =0.91169.1646=8.35 (ka) =2.55=2.558.35=21.30 (ka) =1.52=1.528.35=12.69 (ka) =0.9116100=91.16 (mva) 最小运行方式下的短路电流 =+=0.427+0.75=1.177 =1/=1/1.177=0.85 =0.859.1646=7.79 (ka) =0.866=0.8667.79=6.75 (ka)其余各

36、点的计算结果见下表 表5-2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.

37、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高压电器选择的一般原则高压电器选择的主要任务是选择满足变电所及输、配电线路正常和故障状态下工作要求的合理的电器，以保证系统安全、可靠、经济的运行条件。要使企业供电系统的安全可靠，必须正确合理的选择各种电气设备，选择企业供电系统中高压电气设备的一般原则，除按正常运行下的额定电压、额定电流等条件外，还应按短路情况下进行校验，但各种电气设备的选择与校验项目也不尽一

38、样，正确地选择设备是电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥的采用新技术，并且注意节约投资，选择合适的电气设备。 变电所用的高压设备一般有断路器、隔离开关、高压熔断器、电流互感器等，它们各有特点，根据安装地点的环境不同，电器分屋内与屋外两种。在选择电气设备时，应注意安全、可靠和留有适当发展裕度。尽管电力系统中各种电气设备的作用和工作条件不一样，具体选择方法也不完全相同，但对他们的基本要求却是相同，即选择电气设备应遵守以下几项共同原则：（1） 按正常工作条件选择额定电压和额定电流电气设备的额定电压应符合电器装设点

39、的电网额定电压，并且大于或等于正常时最大工作电压，即：电气设备的额定电流应大于或等于正常时最大的工作电流，即：我国目前生产的 ，设计时取周围空气温度40作为计算值，若装置地点的最高气温高于40，但不超过+60，则因散热条件较差，最大连续工作电流应适当降低，即设备的额定电流应乘以温度校正系数： = (6-1)式中设备容许最高工作温度，；实际环境温度，取最热月平均最高气温，,额定环境空气温度，电气设备为40环境温度修正系数(2)按短路情况来校正电气设备的动稳定和热稳定：动稳定应满足下式：，式中，制造厂规定的电气设备额定动稳定电流的峰值和有效值（ka），按三相短路计算所得的短路冲击电流峰值及其有效值

40、（ka）热稳定性应满足下式：i2t，式中制造厂规定的电气设备在时间t秒内的热稳定电流；t短路稳态电流假相时间(3)按装置地点的三相短路容量来校验开关电器的断流能力，即：，式中：，制造厂提供的在额定电压下允许的开断电流，允许的断流容量。(4)按装置地点，工作环境，使用要求及供货条件来选择电气设备的适当形式。6.2母线的选择6.2.1 35kv母线的选择35kv母线，在室外一般选用钢芯铝绞线，母线截面按经济电流密度选，按常时负荷电流校验。此设计的供电系统是采用的分列运行，当一台变压器故障时候另一台变压器应承担全部负荷。本矿的总负荷电流为：=1.05/=1.0510000/35=173a。查表得知经

41、济电流密度j=1.15因此截面 s=/j=151(mm2) 所以选取lgj-185型钢芯铝绞线，载流量515a，40c时候的载流量是446a173a校验合格。6.2.2 6kv母线的选择已知6kv侧最大长时负荷电流(k为分配系数取0.8)=1.05/=10000/6=1010.36a=k=0.81010.36=808.29a查得铝母线lmy1008平放在40，其最大允许载流量为1210a, 所选型号满足要求。热稳定校验a /c已知 =2.6s =8.35ka 查得c=95 =141.73mm，因此符合技术条件。（3）断路器开断电流25ka，4.50ka， 符合技术条件。（4）63ka，11.4

42、6ka 满足动稳定校验。（5）由于变压器容量为10000kva，变压器设有差动保护，在差动保护范围内短路，其为瞬时动作，继电器保护动作时限为0，短路持续时间小于1s，需要考虑非周期分量的假想时间。此时假想时间由断路器的全开断时间0.1s和非周期分量假想时间0.05s构成，当断路发生在6kv母线上时，差动保护不动作，此时过电流保护动作时限为2s，短路持续时间大于1s，此时假想时间由继电保护时间和断路器全开断时间构成，即 =2.1s。热稳定电流it=4.50=0.87(ka)imax2，因此符合技术条件。（3）断路器开断电流20ka，8.35ka，符合技术条件。（4）63ka，21.30ka 满足

43、动稳定校验。(5) 热稳定电流=8.35=1.6(ka)=11.46ka符合要求。热稳定校验：短路发生后，事故切除靠上一级的变电所的过流保护，继电器的动作时限比35kv进线的继电保护动作时限2.5s大一个时限级差，故=2.5+0.5=3s =+=0.1+3=3.1s相当于5s的热稳定电流为=4.50=3.54ka =173a符合要求。 动稳定性校验=42.8ka=11.46ka符合要求。热稳定校验=17.14=1170=4.503.1=62.8符合要求。此外根据需要6kv侧选择有la-10,200/5、la-10,500/5型电流互感器。表6-6la-10,200/5型电流互感器技术参数变比准确级次组合二次负载值0.5级1s热稳定倍数动稳定倍数200/5 0.5/3、