电气工程自动化毕业论文---隧道施工供电设计.doc

第1章 绪 论1.1 选题的背景和意义始于20世纪30年代的隧道掘进机施工法，随着5060年代机械工业和掘进机技术水平的不断提高，得到了很快的发展。到目前为止，世界上采用掘进机施工的隧道已超过1000座，总长度超过4000km。掘进机施工法已逐步成为长大隧道修建中主要的施工方法之一。随着隧道施工技术机械化程度的提高，隧道施工的耗电量也越来越大，且负荷集中。这给电气设计提出了更高要求。为保证施工质量和施工安全，确保隧道施工的可靠性，合理的施工供电设计显得越来越重要。在目前各种形式的能源中，电能具有如下特点：易于与其它形式的能源相互转化；输配简单经济；可以精确控制、调节和测量。因此，电能在工农业生产和人民日常生活中得到广泛应用，生产和输配电能的电力工业相应得到极大发展。如何安全、可靠、经济、合理地供配电能和使用电能是实现工业电气自动化的重要保证和基础。1.2 国内外研究现状近代电气设计以电能、电气设备、电气自动化技术为主体的综合性应用技术。采用合理配电方式，采用高效率变压器、电动机和照明电源、无功功率补偿装置和设备、监控电脑系统等措施，减少电能损耗，节约用电1。供电的发展趋势：(1)电源的发展趋势：电源电压范围得以扩大，随着负荷密度的增加，将采用高压甚至超高压供电。中、低压配电系统，从增加供电容量提高电能质量和减少电能损耗出发，20kv和600v电压等级正在酝酿应用。(2)电力系统的发展趋势：根据用电负荷的重要级别和用电设备的实际要求，采用自动控制技术建立集中监控和保护，提高故障检测和诊断技术，应用人工智能技术建立高可靠性、高质量、低损耗、运行灵活的电力系统。(3)电气设备的发展趋势：根据标准化、无油化、小型化的技术原则，电气设备多选用高绝缘裕度、低损耗及智能化、自动化设备。(4)充分利用计算机技术：计算机技术的应用在供电部门和用电单位，通过计算机及其支持软件，将各种信息实时采集、处理、传递，实现有效的控制和协调，使电气设备的运行监控、系统保护、用电负荷管理全面实现动态优化管理。(5)电力电子技术在电力系统和用电系统中有着广泛的应用：电力电子技术在电力系统和用电系统的应用产生了很大的经济效果和节能效果，发达国家在用户终端使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。在配电网系统，电力电子装置用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。在变电所利用电力电子装置更为操作系统提供可靠的交直流操作电源。电力电子技术的不断进步给电气工程的现代化以巨大的推动力。电力电子技术还将不断发展，在电气领域中实现机电一体化。(6)采用晶闸管变流装置对长距离、大容量电能实现直流输电：直流输电解决了由于交流线路存在分布电抗和对地分布电容，使电缆中电压升高且不便抑制的问题，而且直流输电线路具有架设方便、能耗小、导线截面可得到充分利用及绝缘强度高等优点，使其更适宜远距离大容量输电。直流输电联结不同频率的电网，并可实现定电流控制，限制短路电流。近年还发展起来依靠电力电子装置实现柔性交流输电(facts)。(7)无功补偿和谐波抑制：这对电力系统有重要的意义。晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器都是重要的无功补偿装置。近年来出现的静止无功发生器、有源电力滤波器等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。1.3 供电系统设计的任务1.3.1 研究的主要内容供电系统的设计是根据电力用户所处的地理环境、地区供电条件、工艺和公用工程设计所提供用电负荷资料等进行的。供电设计一般分为两个阶段，初步设计阶段和施工图设计阶段。初级设计主要落实供电电源及供电方式，确定供电系统方案；施工图设计阶段则依据初步设计方案具体绘制施工图，选定电气设备2。1.3.2 供电设计的主要内容按照工艺和公用工程设计所提供用电负荷资料，计算负荷；根据负荷等级和计算负荷，选定供电电源、电压等级和供电方式；确定功率因数及补偿措施；根据环境和计算负荷，选择变电所位置、变压器数量和容量；确定变配电所主接线和户外高压配电方案；选择并校验电气设备及配电网线路载流导体截面；继电保护系统设计和参数整定计算；确定高压变电所的调度方式；防雷设计和接地设计；绘制供电系统施工图；核算建设所需器材与总投资。第2章 负荷计算2.1 负荷计算2.1.1 负荷计算的内容和目的计算负荷是一个假想的持续性负荷，通常采用30min的最大平均负荷。这个负荷是设计时选择电力系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等额定参数的依据。在工程上为方便计，亦可作为电能消耗量及无功功率补偿的计算依据3。2.1.2 需要系数负荷计算步骤根据施工用电平面布置和用电系统图，负荷计算应从开关箱、分配电箱、总电源箱逐级进行，负荷计算通常采用需要系数法。(1)用电设备组的计算负荷及计算电流有功功率(2-1)无功功率(2-2)视在功率(2-3)计算电流(2-4)(2)车间变电所或配电干线的计算负荷车间变电所或配电干线的计算负荷为各用电设备组的计算负荷之和再乘以同时系数。有功功率(2-5)无功功率(2-6)视在功率 (2-7)以上式中：用电设备组的设备功率kw需要系数用电设备功率因数角的正切值 、有功、无功同时系数，分别取0.80.9和0.930.97用电设备额定电压kv(3)总降压变电所或配电所的计算负荷总降压变电所或配电所的计算负荷，为各配电干线的计算负荷之和再乘一同时系数 和。对配电所的和，分别取0.81和0.951；对总降压变电所的和，分别取0.80.9和0.930.97。计算变电所高压侧负荷时，应加上变压器的功率损失。当简化计算时，同时系数和都取 值。2.1.3 按需要系数负荷计算的结果(1)出口场区负荷计算结果列表如下：表2-1 出口场区用电负荷一览表用 电设 备用电负荷kw安 装容 量kw需用系数%costg实 际负 荷kw无 功功 率kvar视 在功 率kva计 算电 流i30/a312出碴机9595600.750.885750.1675.9115.36风机55551000.80.755541.568.9104.7混凝土喷射4141600.750.8824.621.632.749.7空压机55110800.80.758866110167.1拌合站5050500.80.752518.7531.2547.5水泵房水泵75150400.80.756056.2582.24125污水处理厂3030500.850.62159.3017.6426.8洞壁照明33100103034.56续表2-1用 电设 备用电负荷kw安 装容 量kw需 用系 数%costg实 际负 荷kw无 功功 率kvar视 在功 率kva计 算电 流i30/a场区照明404055102202233.42生活办公100100700.90.487033.8877.76118.2合计544674419.6297.44取 398.6288.5492747.5(2)支洞场区负荷计算结果列表如下：表2-2 16#支洞场区用电负荷一览表用 电设 备用电负荷kw安 装容 量kw需用系数%costg实 际负 荷kw无 功功 率kvar视 在功 率kva计 算电 流i30/a312出碴机9595600.750.885750.1675.9115.36风 机55551000.80.755541.568.9104.7排水水泵2525800.870.572011.42334.98排水水泵5555400.870.572212.525.338.4混凝土喷射4141600.750.8824.621.632.749.7空压机55110800.80.758866110167.1拌合站5050500.80.752518.7531.2547.5水泵75150400.80.756056.2582.24125污水处理厂3030500.850.62159.3017.6426.8洞壁照明33100103034.56场区照明404055102202233.42生活办公100100700.90.487033.8877.76118.2合计544674461.6321.3取 438.5311.7538817(3)出口作业区负荷计算结果列表如下：表2-3 出口作业区用电负荷一览表设备名称用电负荷kw安装容量kw需用系数%costg实际负荷kw无 功功 率kvar视 在功 率kva计算电流i30/a新鲜风机110220950.80.75209156.75261.25396.9行吊180180250.80.754533.7556.2585.46洞壁照明70701001070070106.361#污水处理厂3030500.850.62159.317.6426.8机车修理间3030500.651.171518.5523.8636.25水泵站90270600.80.75162121.5202.5307.68tbm修理间100100600.80.75604575113.95刀具修理间150150600.750.889079.2119.89182.15空气压缩机55110600.80.756649.582.5125.35锅炉房5050500.750.88252233.350.60钢筋车间5050700.701.023535.749.9975.95机械修理间100100600.651.176070.292.35140.3拌和站55165550.80.7590.7568.1113.46172.402#污水处理厂3030500.850.62159.317.6426.8场地照明505060103003045.58生活用电200200800.90.4816076.8177.47269.65出碴皮带机驱动200600800.750.88480422.4639.39971.48备用200.80.7520152537.98合计1647.751233.05取 1565.361196.0619702993.19(4)支洞作业区负荷计算结果列表如下：表2-4 16#支洞用电负荷一览表设备名称用电负荷kw安装容量kw需用系数%costg实际负荷kw无 功功 率kvar视 在功 率kva计算电流i30/a新鲜风机110110950.80.75104.578.38130.6198.47卷扬机132264700.80.75184.8138.4230.9350.8支洞照明1515100101501522.79拌和站7575550.80.7541.2530.951.578.3水泵90270600.80.75162121.5202.5307.68机械修理间100100600.651.176070.292.3140.3污水处理厂3030500.850.62159.317.6426.8锅炉房5050500.750.88252233.350.6场地照明404060102402436.47生活用电7575850.90.4863.7530.670.71107.44合计695.3501.28取 660.5486.2820.21246.22.2 供电电源、电压等级和供电方式的选择施工场地主洞和支洞的场区平面图如附录图所示。主洞的主要负荷为：tbm3888.5kw；主洞皮带机600kw；通风220kw以及场地用电。16#支洞的负荷：支洞皮带机750kw；主动皮带机600kw；通风330kw；排水23kw以及场地用电。其中各处通风、洞内照明、排水属一级负荷。出口66kv变电所距离洞口200m，容量为8150kva。16#支洞66kv变电所离支洞洞口100m，容量为1000kva。根据以上情况，主洞66/10kv的总降压变电所设两台主变压器，一台供场区和作业区，再由场区作业区的10/0.4kv箱式变电站低压电缆4输电给各车间或设备的配电箱；另设一台临时变压器单独供电给tbm，工程过半后，再改用16#支洞建的相同变压器供电。这样有利于解决因隧道过长压降过大问题。在出口场区单独建设一台66kv/ 10kv变压器，由10kv高压电缆沿洞壁送入tbm本机变压器。电缆长度9.5km。掘进到一半时，由16#支洞处的一台66kv/ 10kv变压器提供电源(架空引来66kv)，再由电缆引至tbm本机变压器。由于线路较长，先补偿tbm的功率因数到0.90，这样可以降低选择导线截面，节约资金。，可以得出， 把功率因数调到0.9，则，需补偿：并联型电容器，此时初选， 故线路的电压损耗为：(2-8)线路的电压损耗百分值为：(2-9)式中电压损耗百分比单位长度电阻。单位长度电抗。线路额定电压，取为10kv将数据代入公式中，得。满足tbm用电电压降小于10%的要求支洞先建一个66/10kv的总降压变电所，变电所一次侧双电源进线，采用内桥式接结线，因为内桥接式结线运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷供电。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的总降压变电所。然后电缆引出两路10kv线路分别至场区和作业区，在各处设10/0.4kv箱式变电站，由低压电缆馈出到各车间或设备的配电箱。2.3 功率补偿2.3.1 功率因数对供电系统的影响：供电系统5输送的功率包括两部分：有功功率和无功功率。当供电系统中输送的有功功率维持恒定的情况下，无功功率增大，即供电系统的功率因数降低将会引起：(1)系统中输送的总电流增加，使得供电系统中的电器元件，如变压器、电气设备、导线等容量增大，从而使工厂内部的起动控制设备、测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。(2)由于无功功率的增大而引起的总电流的增加，使得设备即供电线路的有功功率损耗相应地增大5。(3)由于供电系统中的电压损失正比于系统中流过的电流，因此总电流增大，会使供电系统中的电压损失增加，使得调压困难。对电力系统的发电设备来说，无功电流的增大，使发电机转子的去磁效应增加，电压降低。无功功率对电力系统及工厂内部的供电系统都有极不良的影响。因此，供电单位和工厂内部都有降低无功功率需要量的要求，无功功率的减少就相应地提高了功率因数。目前供电部门实行按功率因数征收电费，因此功率因数的高低也是供电系统的一项重要的经济指标。在工厂供电系统中，绝大多数用电设备都具有电感的特性。这些设备不仅需要从电力系统吸收有功功率，还要吸收无功功率以产生这些设备所必需的交变磁场。然而在输送有功功率一定的情况下，无功功率增大，就会降低供电系统的功率因数。工厂供电系统设计阶段要根据设计计算的功率因数与供电部门所要求的功率因数进行比较，若不满足要求，应提高功率因数6所用的补偿装置类型和容量。2.3.2 提高功率因数的方法：(1)提高自然功率因数：不添置任何补偿设备，采取措施减少供电系统中无功功率的需要量。是最经济的提高功率因数的方法。合理选择感应电动机和变压器减少感应电动机和变压器的无功功率消耗是提高自然功率因数的主要设施之一。(2)功率因数的人工补偿：供电单位在工厂进行初步设计时对功率因数要提出一定的要求，它是根据工厂电源进线、电力系统发电厂的相对位置以及工厂负荷的容量决定的。根据全国供电规则的有关规定，要求一般工业用户的功率因数为以上。目前国内外工矿企业广泛采用静电电容器补偿装置进行补偿。补偿方式分为：个别补偿、分组补偿和集中补偿。由于静电电容器制造工艺上的原因，低压电容器的价格要比同容量的高压电容器高。因此，采用高压集中补偿，电容器本身价格比较便宜，电容器利用率高，易于管理，但投切电容器的开关设备及保护装置价格比较高，采用低压静电电容器在变电所低压侧集中或在车间中分散，甚至对电气设备个别补偿，补偿效果较高压侧好，开关及保护设备价格低且易于实现自动投切，缺点是置于负荷末端的补偿电容器利用不充分。针对我国目前情况，低压静电电容器与高压静电电容器价格差别不大，没有按照技术经济分析的方法确定每台开关电器连接电容器的最优容量，特别是高压断路器等高压设备的价格高昂，所以采用低压补偿的方案。2.3.3 功率因数补偿：(1)场区：变压器的功率损耗：变电所高压侧的计算负荷为： (2)作业区： 变压器的功率损耗： 变电所高压侧的计算负荷为：(3)高压10kv侧母线上：变压器的功率损耗：(4)高压66kv侧母线上： 2.4 变压器的选择2.4.1 变压器选择：根据负荷计算7和功率补偿的结果，依据变电所主变压器容量的选择要求：1、只装一台主变压器时，主变压器容量，为全部用电设备的计算负荷。2、装设两台主变压器时，每台变压器的容量，且。总降压变电所为户外式变电所8，选择两台型号为的变压器并列运行；场区选择一台型号为的变压器；作业区选择一台型号为的变压器。由于是临时施工用电，且容量不是特别大，决定均采用比较经济的箱式9变电站形式。2.4.2 变压器位置的确定：变压器的位置应考虑便于运输、运行和检修，同时应选择安全可靠的地方，因此应满足以下几个方面：(1)变压器应在高压进线方便处，且应尽量接近高压线。(2)变压器必须安设在其供电范围的负荷中心，使其投入运行时线路损耗最小，且满足电压要求。一般情况下还应安设在大负荷的附近。当配电电压在380v时，供电半径10不应大于700m，一般以500m为宜。高压变电站之间的距离，一般在1000m左右。(3)洞内变压器应安装在避车洞或不用的横通道处，变压器与周围及上下洞壁的距离不得小于30cm，同时按规定要求设置安全防护措施。第3章 短路计算与电气设备的选择短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。当短路电流通过电气设备时，设备温度急剧上升，过热会使绝缘加速老化或损坏，同时产生很大的电动力，使设备的载流部分变形或损坏。短路电流在线路上产生很大压降，影响设备运行。为了选择和校验电气设备、载流导体和整定供电系统的继电保护装置，需要计算三相短路电流；在校验继电保护装置的灵敏度时还要计算不对称短路的短路电流值；校验电气设备及载流导体的动稳定度和热稳定度，就要用到短路冲击电流、稳态短路电流和短路容量。短路计算相关公式：系统的电抗：(3-1)变压器的电抗：(3-2)线路的电抗：(3-3)三相短路电流：(3-4)三相短路次暂态电流和稳态电流：(3-5)三相短路容量：(3-6)3.1 最大运行方式下的短路计算图3-1 短路计算电路图图3-2 短路等效电路图3.1.1 计算k-1点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量(1)计算短路电路中各元件的电抗和总电抗系统的电抗：，因此高压架空线路的电抗：，因此电源点至短路点的电路总电抗(2)计算三相短路电流和短路容量短路电流周期分量有效值短路次暂态电流和稳态电流短路冲击电流及第一周期全电流有效值三相短路容量 3.1.2 计算k-2点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量(1)计算短路电路中各元件的电抗和总电抗系统的电抗：高压架空线路的电抗：型电力变压器的电抗：，因此，电源点至短路点的总电抗(2)计算三相短路电流和短路容量短路电流周期分量有效值短路次暂态电流和稳态电流短路冲击电流及第一周期全电流有效值三相短路容量3.1.3 计算k-3点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量(1)计算短路电路中各元件的电抗和总电抗系统的电抗：高压架空线路的电抗：型电力变压器的电抗： 电缆线路的电抗：，型电力变压器的电抗： 电源点至短路点的总电抗(2)计算三相短路电流和短路容量短路电流周期分量有效值短路次暂态电流和稳态电流短路冲击电流及第一周期全电流有效值三相短路容量3.1.4 计算k-4点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量(1)计算短路电路中各元件的电抗和总电抗系统的电抗：高压架空线路的电抗：型电力变压器的电抗：电缆线路的电抗：型电力变压器的电抗： 电源点至短路点的总电抗(2)计算三相短路电流和短路容量短路电流周期分量有效值短路次暂态电流和稳态电流短路冲击电流及第一周期全电流有效值及三相短路容量表3-1 最大运行方式下的短路计算结果短路计算点3.433.433.438.755.18392.10.830.830.832.121.2515.19.959.959.9518.3110.856.112.5512.5512.5523.0913.688.73.2 最小运行方式下的短路计算3.2.1 求k-1点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量(1)计算短路电路中各元件的电抗和总电抗：系统的电抗：此时，则高压架空线路的电抗：电源点至短路点的总电抗：(2)计算三相短路电流和短路容量：短路电流周期分量的有效值：短路次暂态电流和稳态电流有效值：短路冲击电流及其有效值：三相短路容量：3.2.2 求k-2点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量(1)计算短路电中各元件的电抗和总电抗系统的电抗：高压架空线路的电抗：型电力变压器的电抗：电源点至短路点的总电抗为：(2)计算三相短路电流和短路容量短路电流周期分量的有效值：短路次暂态电流和稳态电流有效值：短路冲击电流及其有效值：三相短路容量：3.2.3 计算k-3点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量(1)计算短路电路中各元件的电抗和总电抗系统的电抗：高压架空线路的电抗：型电力变压器的电抗： 电缆线路的电抗：型电力变压器的电抗：电源点至短路点的总电抗(2)计算三相短路电流和短路容量短路电流周期分量有效值短路次暂态电流和稳态电流短路冲击电流及第一周期全电流有效值三相短路容量3.2.4 计算k-4点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量(1)计算短路电路中各元件的电抗和总电抗系统的电抗：高压架空线路的电抗： 型电力变压器的电抗：电缆线路的电抗：型电力变压器的电抗：电源点至短路点的总电抗(2)计算三相短路电流和短路容量短路电流周期分量有效值短路次暂态电流和稳态电流短路冲击电流及第一周期全电流有效值三相短路容量表3-2 最小运行方式下的短路计算结果短路计算点三相短路电流三相短路容量/mva2.252.252.255.743.40257.210.420.420.421.070.637.46.916.916.9112.717.534.798.078.078.0714.858.805.593.3 高低压一次设备的选择与校验3.3.1 高压66kv侧一次设备的选择校验表3-3 66kv侧一次设备的选择校验选择校验项目11电压kv电流a断流能力动稳定度热稳定度装设地点条件参数数据66kv8.72a3.4ka8.75ka一 次 设 备 型 号 规 格额定参数隔离开关 6663050电压互感器 电压互感器 断路器型66250031.580户外高压隔离开关6663050避雷器 66电流互感器6663高压熔断器660.5503.3.2 高压10kv侧一次设备的选择校验表3-4 10kv侧一次设备的选择校验选择校验项目电压kv电流a断流能力动稳定度热稳定度装设地点条件参数数据10kv57.1a0.83ka2.1ka一 次 设 备 型 号 规 格额定参数高压少油断路器106301640高压隔离开关1020025.5电压互感器 电流互感器 1031.8避雷器 103.3.3 支洞场区380v侧一次设备的选择校验表3-5 380v侧一次设备的选择校验选择校验项目电压v电流a断流能力动稳定度热稳定度装设地点条件参数数据380v704a9.9ka18.3ka一 次 设 备 型 号 规 格额定参数低压断路器380100040低压断路器38010018低压断路器38020025续表3-5选择校验项目电压v电流a断流能力动稳定度热稳定度装设地点条件参数数据380v704a9.9ka18.3ka一 次 设 备 型 号 规 格额定参数低压刀开关 3801000低压刀开关 380200低压刀开关 380100电流互感器380电流互感器380熔断器380400503.3.4 支洞作业区380v侧一次设备的选择校验表3-6 380v侧一次设备的选择校验选择校验项目电压v电流a断流能力动稳定度热稳定度装设地点条件参数数据380v1061a12.5ka23ka一次设备规格型号电流互感器380熔断器38040050低压断路器380160040续表3-6选择校验项目电压v电流a断流能力动稳定度热稳定度装设地点条件参数数据380v1061a12.5ka23ka一 次 设 备 型 号 规 格额定参数低压断路器38040030低压断路器38010018低压断路器38020025低压刀开关3801500低压刀开关380400低压刀开关 380200低压刀开关 380100电流互感器3803.4 变电所进出线的选择与校验3.4.1 变电所进出线的选择导线和电缆是分配电能的主要器件，选择的合理与否，直接影响到有色金属的消耗量与线路投资，以及电力网的安全经济运行12。(1)按载流量选择：即按导线的允许温升选择。在最大允许连续负荷电流通过的情况下，导线发热不超过线芯所允许的温度，导线不会因为过热而引起绝缘损坏或加速老化。选用时导线的允许载流量必须大于或等于线路中的计算电流。(2)按电压损失选择：导线上的电压损失应低于最大允许值，以保证供电质量。(3)按机械强度要求：在正常状态下，导线应有足够的机械强度以防断线，保证安全可靠运行。(4)与线路保护设备相配合：熔断器熔体的额定电流，应不大于电缆或穿管绝缘导线允许载流量的2.5倍，或明敷绝缘导线允许载流量的1.5倍。在被保护线路末段发生单相接地短路(中性点直接接地网络)或两相短路(中性点不接地网络)，其短路电流对于熔断器不应小于其熔体额定电流的4倍，对于自动开关不应小于其瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.5倍。长延时过电流脱扣器和瞬时或短延时过电流脱扣器的自动开关，其长延时过电流脱扣器的整定电流应根据返回电流确定，一般不大于绝缘导线、电缆允许载流量的1.1倍。对于装有过负荷保护的配电线路，其绝缘导线、电缆的允许载流量，不应小于熔断器额定电流的1.25倍或自动开关延时过电流脱扣器的整定电流的1.25倍。熔断器的熔体或自动开关过电流脱扣器的整定电流，应不小于被保护线路的负荷计算电流。同时应保证在出现正常的短时过负荷时，保护装置不致使被保护线路断开。(5)热稳定校验：由于电缆结构紧凑、散热条件差，为使其在短路电流通过时不至于由于导线温升超过允许值而损坏，还须校验其热稳定性。 导线电缆截面的选择要求必须满足安全、可靠的要求，其选择的一般原则为：对10kv及以下高压线路9和低压动力线路，通常按允许载流量选择截面。再校验电压损失和机械强度：对低压照明线路，因其对电压要求较高。所以通常先按允许电压损失选择截面，再校验其他条件。低压动力供电线路，因负荷电流较大，所以一般先按载流量(即发热温升条件)来选择导线截面，再校验电压损耗和机械强度。 3.4.2 母线的选择根据88d264电力变压器室布置标准图集的规定中列表所要求的610kv变电所高低压lmy型硬铝母线2的尺寸进行选择：16#支洞作业区低压侧母线选择尺寸为：相母线尺寸为，中性母线尺寸为。其型号为；16#支洞场区低压侧母线选择的尺寸为：相母线尺寸为，中性母线尺寸为。其型号为：； 10kv侧母线的选择：因为所选变压器的容量分别为800kva和500kva，因此都选择，即母线的尺寸为：。以上对各处的母线的选择，均满足动稳定度和热稳定度的要求，因此不再进行短路校验。3.4.3 高压66kv侧进线的选择 通过lj型铝绞线架空接往附近66kv的公用干线。(1)根据发热条件选择。即要求，a，初选截面积为16mm2的铝绞线，即，其在时的允许载流量，满足要求。(2)机械强度校验。已知，35kv及以上架空裸导线的最小允许截面积为，故改选。3.4.4 高压10kv侧出线的选择 选择yjl22-10000型，采用直埋敷设的方式，输电至场区和作业区。(1)按发热条件选择。场区高压侧的计算电流为，作业区高压侧的计算电流为，截面积为25mm2的铝芯电缆，其在土壤温度为时的允许载流量，满足要求。(2)短路热稳定校验。计算满足短路热稳定的最小截面： (3-7)因此电缆满足要求。3.4.5 低压380v出线的选择 馈电给312出碴机的线路采用型交联聚乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。(1)按发热条件选：由及地下0.8m，土壤温度为25，初选50mm2 ， 其满足发热条件。(2)校验电压损耗，铝芯电缆的 不满足电压损耗5%的要求，改选70mm2 校验电压损耗。铝芯电缆的不满足电压损耗5%的要求，改选120mm2 。校验电压损耗。铝芯电缆的满足电压损耗5%的要求。(3)短路热稳定度校验：短路热稳定度的最小截面改选：120mm2 即型交联聚乙烯绝缘铝芯电缆。其他支路导线选择校验同上。选线结果如下表：表3-7 16#支洞场地导线一览表序号选择型号输电形式供电用户供电功率(kw)输电距离(km)选型标准最大压降发热标准热稳定度1yjlv-1000-3120+70低压电缆312出碴机950.3满足满足满足2yjlv-1000-3120+70低压电缆风 机550.4满足满足满足3yjlv-1000-3120+70低压电缆排水水泵55(1)25(2)0.40.4满足满足满足4yjlv-1000-3120+70低压电缆洞壁照明30.3满足满足满足5yjlv-1000-3120+70低压电缆混凝土喷射410.3满足满足满足6yjlv-1000-3120+70低压电缆空压机1100.1满足满足满足7yjlv-1000-3120+70低压电缆拌合站500.2满足满足满足8yjlv-1000-3120+70低压电缆水泵房水泵1500.5满足满足满足9yjlv-1000-3120+70低压电缆污水处理厂300.5满足满足满足10yjlv-1000-3120+70低压电缆场区照明400.5满足满足满足11yjlv-1000-3120+70低压电缆生活办公1000.4满足满足满足表3-8 16#支洞作业区导线一览表序号选择型号输电形式供电用户供电功率(kw)输电距离(km)选型标准最大压降发热标准热稳定度1yjlv-1000-3150+95低压电缆新鲜风机1100.05满足满足满足2yjlv-1000-3240+120低压电缆卷扬机2640.04满足满足满足3yjlv-1000-3150+95低压电缆支洞照明150.4满足满足满足4yjlv-1000-3150+95低压电缆拌合站750.2满足满足满足5yjlv-1000-3185+95低压电缆水泵2700.04满足满足满足6yjlv-1000-3150+95低压电缆机械修理间1000.2满足满足满足7yjlv-1000-3150+95低压电缆污水处理厂300.5满足满足满足8yjlv-1000-3150+95低压电缆锅炉房500.5满足满足满足9yjlv-1000-3150+95低压电缆场地照明401满足满足满足10yjlv-1000-3150+95低压电缆生活用电750.4满足满足满足第4章 供电系统的保护4.1 继电保护的设计4.1.1 变压器的保护对于总降压变电所的两台并列运行的油浸式变压器，由于容量较小，不装设瓦斯保护及纵差动保护，而只装设电流速断保护，对于外部相间短路引起的变压器过电流装设过电流保护装置。(1)变压器电流速断保护的整定计算14动作电流的整定：(4-1)式中 变压器低压母线三相短路电流周期分量有效值 可靠系数，取1.21.5 变压器的电压比 保护装置的结线系数，相电流结线取1，相电流差结线取 电流互感器的变流比电流速断保护灵敏系数的校验：(4-2)式中 在电力系统最小运行方式下，变压器高压侧的两相短路电流 速断电流折算到一次电路(变压器高压侧)的值(2)变压器过电流保护的整定计算动作电流的整定：(4-3)式中 变压器的最大负荷电流，取，为变压器一次额定电流 电流继电器的返回系数，一般为0.8 可靠系数，定时限时，取1.2，反时限时，取1.3其余符号同上式。 过电流保护动作时间的整定计算： (4-4)式中 变压器低压母线发生三相短路时高压侧继电保护的动作时间 变压器低压侧保护装置在低压母线发生三相短路时的最长的一个动作时间 前后两级保护装置的时间级差，定时限时，取0.5，反时限时，取0.7 (3)变压器过负荷保护的整定计算动作电流的整定：(4-5)式中 变压器的额定一次电流 电流互感器的变流比过负荷保护动作时间的整定计算： (4-6)4.1.2 线路的保护(1)线路过电流保护13的整定计算动作电流的整定：(4-7)式中 线路的最大负荷电流，取，为线路的计算电流过电流保护动作时间的整定计算： (4-8)式中 在后一级保护所保护的线路的首端发生三相短路时前一级保护的动作时间 后一级保护中最长的一个动作时间 前后两级保护装置的时间级差，定时限时，取0.5，反时限时，取0.7过电流保护灵敏系数的校验：(4-9)式中 在电力系统最小运行方式下，被保护线路末端的两相短路电流 动作电流折算到一次电路的值(2)线路电流速断保护的整定计算动作电流的整定：(4-10)式中 被保护线路末端的三相短路电流 可靠系数，取1.21.5 保护装置的结线系数，相电流结线取1，相电流差结线取 电流互感器的变流比电流速断保护灵敏系数的校验：(4-11)式中 在电力系统最小运行方式下，线路首端两相短路电流 速断电流折算到一次电路的值4.1.3 继电保护整定与校验结果表4-1 继电保护结果一览表类型保护点电流速断保护过电流保护过负荷保护ka17a141a2s2.81a