光明35KV煤矿变电所设计毕业(论文)

1、v辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）光明35kv煤矿变电所设计摘要变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。本设计初步设计了煤矿地面35kv变电所设计。其设计过程主要包括负荷计算、主接线设计、短路计算、电气设备的选择、变电所的继电保护等。通过对35kv变电所的负荷统计，用需要系数法进行负荷计算，根据负荷计算的结果确定主变压器的台数、容量及型号。用标幺法对供电系统进行短路电流计算，为电气设备的选择及校验提供了数据。根据煤矿供电系统的特点，制定

2、了矿井变电所的主接线方式、运行方式。其中35kv侧为全桥接线，6kv主接线为单母线分段接线。两台主变压器采用分列运行方式。并根据电流整定值以及相关数据，选择了断路器、隔离开关、互感器等电气设备，并进行校验。此外还进行了继电保护的设计和计算，提高了整个变电所的安全性。关键词：35kv；变压器的选择；负荷计算；继电保护计算；短路电流计算guangming design of 35kv coal mine substationabstractsubstation power system is an important component of the electrical equipment an

3、d distribution by the network connection mode according to a certain pose, he obtained power from the power system, through its transformation, distribution, transmission and protection functions, and then power safe, reliable and economical electricity supply to each device to set up places.the des

4、ign of the coal mine ground 35kv substation design. the design process includes load calculation, main wiring design, short-circuit calculation, electrical equipment selection, substation relay protection, etc. through of 35kv transformer substation load statistics, the coefficient method carries on

5、 the load computation, according to the results of the computational load of the identified units, capacity and model of the main transformer. using the standard method, the short-circuit current of the power supply system is calculated, and the data for the selection and the calibration of the elec

6、trical equipment are provided. according to the characteristics of coal mine power supply system, the main connection mode and operation mode of substation transformer substation are formulated. 35kv side is the full bridge connection, the main connection of 6kv is single bus block connection. two m

7、ain transformers by way of running. according to the current setting value and relevant data, the circuit breaker, isolation switch, transformer and other electrical equipment are selected, and the verification is carried out. in addition, the design and calculation of relay protection are also carr

8、ied out, and the security of the substation is improved.key words: 35kv; transformer selection; load calculation; relay protection calculation; short circuit current calculation目 录摘要iabstractii目 录iii1 绪论11.1电力系统的基本概念11.1.1电力系统的形成11.1.2电力系统运行的特点11.1.3对电力系统的基本要求21.1.4变电所在电力系统的作用21.2煤矿供电的基本要求31.3煤矿变电所的

9、设计原则42 负荷的分析与计算及无功补偿52.1负荷分析52.1.1负荷分析的意义52.1.2负荷分级及供电要求52.2负荷计算62.2.1负荷计算的方法62.2.2 负荷计算过程及结果82.3 无功功率的补偿143 主变器的选择163.1变压器选择的规定163.2变压器台数的选择164 电气主接线的设计184.1 电气主接线的设计原则和要求184.1.1电气主接线的设计原则184.1.2电气主接线设计的基本要求194.2变电所的主结线方式194.3本所主接线方案215 短路电流计算225.1 短路电流计算的一般概述225.1.1 短路的原因225.1.2短路的危害225.1.3短路的类型23

10、5.2短路电流计算的目的和方法235.2.1短路电流计算的目的235.2.2短路电流计算的方法及过程236 电气设备的选择276.1 35kv侧电气设备的选择276.2 6kv侧电气设备的选择287 变电所的继电保护317.1主变器保护317.1.1主变差动保护317.1.2 主变过流保护327.2 6kv配出线的继电保护337.2.1瞬时电流速断保护33结论34致谢35参考文献36附 录37第 38 页辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）1 绪论1.1电力系统的基本概念1.1.1电力系统的形成电能是一种十分重要的二次能源，他能够方便而经济地从蕴藏于自然界中的一次能源中转换而来，并且可以简便地转

11、换成其他形式的能量供人们使用。由于电能具有转换容易、运输方便、易于控制等优点，因此，电能已广泛应用于社会生产的各个领域和社会生活的各个方面，已成为不可缺少的重要能源，在国民经济中占有重要的地位1。通过各级电压的电力线路，将发电厂、变电所和电力用户连接起来的一个整体，称为电力系统。在电力系统中，通常将输送、交换和分配电能的设备称为电力网，它由变电所和各种不同电压等级的电力线路组成，可分为地方电力网、区域电力网及超高压远距离输电网三种类型。1.1.2电力系统运行的特点电能与其他工业生产相比，具有以下明显的特点：1、电能不能大量存储在电力系统中，电能的生产、输送、分配和消耗的全过程，几乎是同时进行的

12、。发电厂在任何时刻生产的电能必须等于该时刻用电设备消耗的电能与变换、输送和分配环节中消耗的电能之和2。2、过渡过程十分短暂由于电能是已电磁波的形式传播的，其传播速度非常快，所以，当电力系统运行情况发生变化时所引起的过渡过程是十分短暂的2。3、与国民经济各部门和人民日常生活的关系极为密切由于电能具有使用灵活、易于转换和控制方便等特点，国民经济各部门广泛使用电能作为生产的动力，人民生活用电也日益增加，因此，电能生产与国民经济各部门和人们日常生活关系密切，息息相关2。1.1.3对电力系统的基本要求1、保证供电的可靠性保证供电的可靠性是电力系统运行中一项极其重要的任务。因为供电中断将会使生产停止、生活

13、混乱，甚至危机人身和设备安全，造成十分严重的后果。2、保证良好的电能质量电能质量是指电压、频率和波形的质量。电能质量的优劣对设备寿命和产品质量等有较大的影响。3、为用户提供充足的电能电力系统要为国民经济各部门提供充足的电能，最大限度地满足用户用电的需求。4、提高电力系统运行的经济性电能是国民经济各部门的主要动力，电能生产消耗的能源在我国能源总消耗中占的比重也很大，因此提高电能生产的经济性具有十分重要的意义。1.1.4变电所在电力系统的作用电力系统是由变压器，输电线路，用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们

14、对电能进行生产,例如发电机，变换,例如变压器、整流器、逆变器，输送和分配（电力传输线，配电网），消费；另一类是控制元件，它们改变电力系统的运行状态，例如同步发电机的励磁调节器、调速器以及继电器等。且变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。变电所根据它在系统中的地位，可分为下列几类：表2-1 变电所种类枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330500kv的变电所中间变电所高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集23个电源，电压为220330kv，同时又降压供当地用电，起中间环节的作用地区变

15、电所高压侧一般为110220kv，向地区用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所终端变电所在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压为110kv，经降压后直接向用户供电的变电所1.2煤矿供电的基本要求1 、供电可靠供电可靠就是要求不间断供电。供电中断时不仅会影响矿井的原煤产量，而且可能损坏设备，甚至发生人身事故和造成矿井的破坏3。2 、供电安全供电安全具有两个方面的意义，即防止人身触电和防止由于电气设备的损坏和故障引起的电气火灾及瓦斯、煤尘爆炸事故3。煤矿井下空间狭小、潮湿阴暗，井下电气设备的受潮和机械损伤容易发生人身触电事故；供电线路和用电设备的损伤和故障产生的电气火花，会造成火灾

16、或瓦斯、煤尘爆炸事故。3 、保证供电质量衡量供电质量高低的技术指标是频率的稳定性和电压的偏移。交流电的频率对交流电动机的性能有着直接的影响，频率的变动会影响交流电动机的转速。按照电力工业技术管理法规规定，对于额定频率为50hz的工业用交流电，其频率相对于额定值的偏差不允许超过0.2-0.5hz，即为额定频率的0.4-13。4 、技术经济合理技术经济合理是指在满足上述三项要求的前提下，使供电系统的投资和运行达到最佳的经济效益。供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量3。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有

17、全局观点，能顾全大局，适应发展。1.3煤矿变电所的设计原则按照国家标准gb50052-95供配电系统设计规范、gb 50059-9235110kv变电所设计规范、gb50053-94 10kv及以下设计规范、gb50054-95 低压配电设计规范等的规定，进行矿山供电设计必须遵循以下原则4：1、遵守规程、执行政策必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。2、安全可靠、先进合理应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。3、近期为主、考虑发展应根据工作特点、规模和发展规划，正

18、确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。4、全局出发、统筹兼顾按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。矿山供电设计是整个煤矿设计中的重要组成部分。矿山供电设计的质量直接影响到煤矿的生产及发展。作为从事矿山供电工作的人员，有必要了解和掌握矿山供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。2 负荷的分析与计算及无功补偿2.1负荷分析2.1.1负荷分析的意义进行电力设计的基本原始资料是用电部门提供的用电设备安装容量。这些用电设备品种多，数量大，工作情况复杂。如何根据这些资料正确估计所需的电力和电量是一个非常重要的问题。估计的准确程度，影响电力设计的

19、质量，如估算过高，将增加供电设备的容量，使供配电系统复杂，浪费有色金属，增加初期投资和运行管理工作量。而估算过低，又会使供配电系统投入运行后，供电系统的线路和电气设备由于承担不了实际的负荷电流而过热，加速绝缘老化的速度，降低使用寿命，增大电能损耗，影响供电系统的正常可靠运行1。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。但是负荷情况复杂，影响计算负荷的因素有很多，虽然各类负荷的变化有一定的规律可行，但仍难准确确定计算负荷的大小。实际上，负荷也不是一成不变的，他与设备的性能，生产的组织，生产者的技能及能源供应的状况等多种因素有关。因此负荷计算只能力求接近实际。求计算负荷的工作称为负荷计算。计算负荷是根据

20、已知的用电设备安装容量确定的，预期不变的最大假想负荷。这个负荷是设计时作为选择供配电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的额定参数的依据，所以非常重要。2.1.2负荷分级及供电要求1负荷分级（1）一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，造成重大的政治影响，经济损失，如重大的设备损坏，重大产品报废。或者公共场所秩序的严重混乱。对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽，通信枢纽，国家级承担重大活动的会堂，国家级的体育中心，以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等一级负荷，为特别重要的负荷。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒，爆炸和火灾等情况的负荷，一级特别重要的场所不允许中断供电的

21、负荷，应视为特别重要的负荷8。（2）二级负荷：中断供电将造成较大的政治影响，造成设备局部的破坏或生产流程紊乱且需要较长时间才能恢复，或者大量的产品报废，重要产品大量减产，造成较大经济损失8。中断供电也将影响重要用电单位的正常工作，以及中断供电将造成大型影剧院，大型商场等较多人员集中的重要公共场所秩序的混乱。（3）三级负荷：三级负荷为一般的电力负荷，不属于一二级负荷的，都为三级负荷8。 2.各自的供电要求如下：（1）一级负荷：应由两个独立电源供电，当一个电源故障时，另一个电源不至于同时损坏。特别重要的一级负荷，除了两个独立电源外，还应设置应急电源，为了保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他级别的负

22、荷接入应急供电系统。关于应急电源方式的选用，可参照下列原则：(1)蓄电池包括静态交流不间断电源装置，适用于允许中断供电时间为毫秒级别的负荷供电。（2）供电网络中有效地独立于正常电源的专用配电线路，适用于允许中断供电时间为1.5s以上的负荷供电。（3）独立于正常电源的快速自启动发电机组，适用于允许中断供电时间为15s以上的负荷供电。常用的应急电源可使用下列几种电源：（1）独立于正常电源的发电机组 (2)供电网络中独立于正常电源的专门馈电线路。(3)蓄电池 （4）干电池。（2）二级负荷：二级负荷也属于重要负荷，二级负荷也要求有两路独立电源供电，或用两回路送到适宜的配电点。当工作电源失去时，由运行人

23、员手动操作投入备用电源。供电变压器也应有两台（这两台变压器不一定要在同一变电所）。只有当负荷较小或者当地供电条件困难时，二级负荷可由一回路6kv及以上的专用架空线路供电。这是考虑架空线路发生故障时，较之电缆线路发生故障时易于发现且易于检查和维修。当采用电缆线路时，必须采用两根电缆并列供电，每根电缆应能承受全部的二级负荷。（3）三级负荷：由于三级负荷为不重要的一般负荷，因此它对供电电源无特殊的要求。2.2负荷计算2.2.1负荷计算的方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式系数法和电位产品耗电量法等几种。 本设计将采用需要系数法予以确定。 所用公式有：(1)、单组用电设备的计算负荷单组用

24、电设备的计算负荷应按下式计算: (2.1) (2.2) (2.3)式中 p30、q30、s30-该组用电设备的有功、无功、视在功率计算值,kw、kvar、kva-该组用电设备额定容量,kw,-该组用电设备的需用系数和加权平均功率因数-与相对应的正切值 (2)、变电所总计算负荷将变电所各组用电设备的计算负荷相加,再乘以组间最大负荷的同时系数,即可求出变电所的总计算负荷. (2.4) (2.5) (2.6)式中 -变电所负荷的总有功、无功、视在功率计算值，kw、kvar、kva-变电所各组用电设备的有功、无功功率计算值之和, kw、kvar-各组用电设备最大负荷不可能同时出现的组间最大负荷同时系数

25、,组数越多其值越小,本设计取,变电所的功率因数为 (2.7)2.2.2 负荷计算过程及结果 表2-1光明35kv煤矿变电所6kv侧用户负荷表编号设备名称电动机额定容量kw安装台数/工作台数设备容量kw需用系数cos年最大工作小时数安装容量工作容量1(1)(2)(3)234(1)(2)(3)(4)(5)(6)5(1)(2) 6(1)(2)(3)(4)地面高压主井提升机副井提升机压风机南风井北风井地面低压机修厂家属区工业广场排矸系统洗煤厂水源井井下高压主排水泵（最大涌水量）主排水泵（最小涌水量）井下低压350变电所430变电所520变电所井底车场20001600600160016001250125

26、01/11/13/22/12/15/3 5/2 2000160018003200320062506250200016001200160016008887351879.61277.13164175375025009129058996420.90.80.80.930.930.40.50.6780.650.60.80.850.850.60.60.620.60.850.850.90.950.950.650.70.7730.7270.80.80.850.850.70.70.70.830001500360087608760200020005435400050002000500042004200420042

27、00根据所给用户负荷表计算过程如下：1、地面高压（1）主井提升机： （2）副井提升机： （3）压风机： 2、南风井： 3、北风井： 4、地面低压: （1）机修厂：（2）家属区：（3）工业广场： （4）排矸系统：（5）洗煤厂： （6）水源井：5、井下高压:（1）主排水泵(大)： （2）主排水泵(小)： 6、井下低压（1）350变电所：（2）430变电所：（3）520变电所：（4）井底车场： 7、统计计算结果（1）全矿高压负荷总计.将全矿各组高压计算负荷相加,即（2）全矿计算负荷.计算全矿6kv侧总的计算负荷,应考虑各组间最大负荷的同时系数,取,则 表2-2光明35kv煤矿变电所6kv侧用户计算负

28、荷汇总编号设备名称电动机额定容量kw需用系数cos计算容量有功功率kw无功功率kvar视在功率kva1(1)(2)(3)234(1)(2)(3)(4)(5)(6)5(1)(2) 6(1)(2)(3)(4)7(1)(2)地面高压主井提升机副井提升机压风机南风井北风井地面低压机修厂家属区工业广场排矸系统洗煤厂水源井井下高压主排水泵（最大涌水量）主排水泵（正常涌水量）井下低压350变电所430变电所520变电所井底车场统计计算结果全矿合计全矿计算负荷2000160060016001600125012500.90.80.80.930.930.40.50.6780.650.60.80.850.850.6

29、0.60.620.60.8840.850.850.90.950.950.650.70.7730.7270.80.80.850.850.70.70.70.81800.01280.0960.014881488355.2367.51273.58301898.4140.03187.52125.0547.2543.0557.4385.217100.915390.81116.0793.6-460.8-489-489415.2374.91044.37841423.8105.01976.31317.5558.1553.9568.5288.98563.78135052117.61505.91066.71566.

30、31566.3546.5525.01646.91141.72373.0175.03750.52500.3781.7775.7796.3481.19125.317408.72.3 无功功率的补偿根据全国供用电规则的规定:100kva及以上高压供电用户，其功率因数不应低于0.9，其他电力用户的功率因数不应低于0.85。若达不到以上要求应装设必要的无功补偿设备，否则要加收电费。然而35kv变电所一般是采用在6kv母线上并联电容器的方法进行集中补偿的,来提高整个变电所的功率因数。根据全国供用电规则的规定:高压供电的工业用户功率因数应该在0.90以上.,所以当变电所的功率因数低于0.9时,应采取人工补偿

31、措施,补偿后的功率因数应不低于0.9.目前35kv变电所一般是采用在6kv母线上装设并联电容器的进行集中补偿的方法,来提高变电所的功率因数。电容器补偿容量的计算1、电容器所需补偿容量。因全矿的自然功率因数：，低于0.95，所以应该进行人工补偿,补偿后的功率因数应该达到0.95以上,即以上,则全矿所需补偿容量为并联电容器补偿容量的计算2、选用bwf-6.3-120-1w电容器表2-3 bwf-10.5-6.3-1w电容器参数安装地点电容器型号额定容量/kvar额定电容/f相数6kv母线侧bwf-6.3-120-1w1209.631则所需电容器个数为：取n=30，则实际补偿容量为：3、无功补偿后变

32、电所低压侧的视在计算负荷为：补偿后的功率因数 满足电业部门要求3 主变器的选择3.1变压器选择的规定为了保证供电的可靠性，变电所一般应装设两台主变。当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变。根据电力系统设计技术规程有关规定：凡有两台主变及以上的变电所，其中一台事故停运后，其余主变容量应保证供应该所全部负荷的70%，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷1。根据供配电系统设计规范，可知选择主变压器台数时应考虑下列原则：1.应满足供电的可靠性要求，对供有在量一、二级负荷的变电所，宜采用两台变压器，当一台故障或检修时，另一台能对一、二级负荷继续供电。

33、2.对季节负荷或昼夜负荷变动较大而易于采用经济运行方式的变电所，也可采用两台变压器。3.对于集中负荷较大的情况，虽为三级负荷，也应采用两台及以上的变压器。4.在确定变电所主变压器参数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。3.2变压器台数的选择(1)对大城市郊区的一次变电站，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。由于本变电所为矿山变电所,所有负荷基本都为一类负

34、荷,对供电要求比较高,所以选择两台主变压器,其中一台工作,另一台备用。根据,本设计选择了sfl7-20000/35主变压器两台。变压器的负荷率为表3-1 sf7-20000/35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kw20000350.48.00.722.593全矿总负荷：变压器损耗：全矿总负荷因此检验合格实际功率因数：4 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

35、、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4。(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4。(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。(4)考

36、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、灵活性的要求低4。(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。4.1.2电气主接线设计的基本要求变电

37、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；(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

38、，是变电所设计的重要任务之一6。（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，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

39、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

40、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 图4-3电气主接线方案二 方案二单母线分段接线如图4-3所示。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

41、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。6kv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。在工矿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

42、中线短接2。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。5.1.1 短路的原因发生短路的主要原因是由于电力系统的绝缘被破坏。在大多数情况下，绝缘的破坏多数是由于未及时发现和未及时消除设备中的缺陷，以及设计、安装和运行维护不当所5。例如：过电压、直接雷击、绝缘材料的陈旧、绝缘配合不好、机械损坏等，运行人员的错误操作，如带负荷拉开隔离开关，或者检修后未拆接地线就接通断路器；在长期过负荷元件中，由于电流过大，载流导体的温度升高到不能容许的程度，使绝缘加速老化或破坏；在小接地电流系统中未及时或消除一相接地的不正常工作状态，

43、此时，其它两相对地电压升高倍，造成绝缘损坏；在某些化工厂或沿海地区空气污秽，含有损坏绝缘的气体或固体物质，如不加强绝缘，经常进行维护检修或者采取其他特殊防护措施等，都很容易造成短路。此外，在电力系统中，某些事故也可能直接导致短路，如杆塔塌导线断线等。动物或飞禽跨接载流导体也会造成短路事故。5.1.2短路的危害短路电流所产生的电动力能形成很大的破坏应力，如果导体和它们的支架不够坚固，则可能遭到严重破坏。短路电流越大，通过的时间越长，对故障元件破坏的程度也越大。由于短路电流很大，即使通过的时间很短，也会使短路电流所经过的元件和导体收起不能容许的发热，从而破坏绝缘甚至使载流部分退火、变形或烧毁5。既

44、然发生短路时流通很大的短路电流（超过额定电流许多倍），这样大的短路电流一旦流经电气设备的载流导体，必然要产生很大的电动力和热的破坏作用，随着发生短路地点和持续时间的长短，其破坏作用可能局限于一小部分，也可能影响整个系统。5.1.3短路的类型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

45、十分不利的影响7。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。5.2短路电流计算的目的和方法5.2.1短路电流计算的目的短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点

46、要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过8。接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量9。5.2.2短路电流计算的方法及过程短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺制法（又称相对单位制法）图5-1电网接线图1、确定基准值选取基准容量 计算s1点取

47、基准电压37kv 即计算s2点选取基准电压6.3kv 即 计算短路电路中各阻抗元件的标幺值（1）电力系统 （2）输电线路的阻抗计算lgj-240 l=4.5km x0=0.318（3）变压器电抗的计算 图5-2短路电流等效电路2、最大运行方式下短路电流的计算（1）在s1点发生短路时（2）在s2点发生短路时 3、最小运行方式下短路电流的计算（1）在s1点发生短路时（2）在s2点发生短路时 系统短路电流计算的结果列于下表:表5-1短路电流计算结果汇总运行方式35kv母线s1点短路电流6kv母线s2点短路电流i”（ka）ich(ka)s”(mva)i”（ka）ich(ka)s(mva)最小运行方式7

48、.3618.77471.6614.9738.17163.35最大运行方式9.1220.52584.4516.0440.9175.026 电气设备的选择6.1 35kv侧电气设备的选择1、隔离开关的选择表6-1隔离开关选择结果与参数比较项目实际需要值gw5-35gd/600额定值电压35kv35kv电流600a动稳定72ka热稳定从上表的计算中可以看出，该隔离开关的额定值都大于实际需要值，故选用该gw5-35gd/600隔离开关符合要求。2、 断路器的选择表6-2断路器选择结果与参数比较项目实际需要值sn10-35i额定值电压35kv35kv电流346a1000a动稳定45ka断流容量1000m

49、va热稳定上表计算结果表明选用sn10-35i型少油断路器是符合要求的。3、电压互感器的选择电压互感器的选择是根据额定电压、装置种类、构造形式、准确度等级以及按副边负载选择，由于电压互感器与电网并联，当系统发生短路时，互感器本身并不遭受短路电流的作用，故不需校验动、热稳定性。表6-3电压互感器参数型号额定电压jdj3535000/1004、电流互感器的选择它的一次额定电流按变压器的二次额定电流选取，因用于测量仪表，其精度应为0.5级，根据上述要求初选lcz-35-300/5-0.5/3型电流互感器，它的技术参数列于下表：表6-4lcz-35-300/5-0.5/3型电流互感器一次额定电压(kv

50、)额定变流比(ka)次级组合(ka)准确度1s热稳定倍数动稳定倍数35300/50.5/30.5212815(1) 动稳定性校验满足其内部动稳定性要求应承担的短路冲击电流为：，符合要求(2) 热稳定性校验s2点短路时系统相当于1s的热稳定倍数为：小于电流互感器的1s热稳定倍数，故满足要求。6.2 6kv侧电气设备的选择1、 隔离开关的选择表6-5隔离开关选择结果与参数比较项目实际需要值gn24-10/3000的额定值电压6.3kv10kv电流2020a3000a动稳定49.32ka200ka热稳定由上表计算可知，选用gn24-10/3000型户内隔离开关符合要求。2、 断路器的选择表6-6断路器选择结果与参数比较项目实际需要值sn10-10/iii额定值电压6.3kv10kv电流2020a3000a断流容量175.02mva750mva断流量16.04ka40ka动稳定49.32ka125ka热稳定有上表计算可知，选用sn10-10/iii型户内少油断路器符合要求。3、6kv母线侧电流互感器的选择它的一次额定电流按变压器的二次额定电流选取，因用于测量仪表，其精度应为0.5级，根据上述要求