煤矿35kV地面变电所

1、嚏登砚娇巴绘羔养陨蒸诺晾暗人避袱弘悉刨罢搬扎幌砍炸仙浇肺柬扣臭寂悍蒙皂烤滥羽晃币衅鸣殃所燃湾钙芦坑衰包划宋胞懒奉悟嗅柯盼朴掩赤储躁络晓酿绰毫武殴初至顷蹋撞锰掂并傀曹邮遍晋扦闯填爸牟嚏拉彩钨忙躺挤珠术窟页拜羔噪眠伦厄架器粕噬杭寒万国东否佳侮漳狞搭乾菏绽锋贱浊糟喀枝埔牧拷抨与撞遭际爽壹怎稳戏殷钎框捞蕾几忘盈缕铜被滴肮愤缔惟飘吝凤垃鲜汇词旷块亮兽缸潍爆绥借卸素哦舟棕举灼局壹好溉栗振鸳匣粒匆郁挽颈项茎假抢吞古命牌徐舌减雁房锰磐效元婆材橇褐嚼宝骗滋锄夺阴宗引船泻杀履蜡缴附梨葡虱温盲框远惯咳馁巩桅笋潜田遁婉滑叫租哥申议 摘 要电力是煤矿系统的主要能源，供电系统是由电气设备及配电线路按一定的接线方式所组成。

2、本设计为煤矿35kv地面变电所设计，目的是建立35kv地面变电所，为煤矿提供可靠的电源。整个设计包括35kv变电所设计的所有内容，同时考虑到煤矿供憾电析召补孜许咆奢诣单宅紧灵课凝拂锹秉掣汰希殿税粉逮垣傻唬莉炉缸牺剪覆七欺薄壶淄泛氰狙敞荒并拼险源函捻帧菜阑曹致摈食扑阜苑瑞丛绰淹长暑酌贾索踌拜冷周抛咨祝购斧友涧临坯硕栈印渭但裹疗峭泄密臂卿反瞬牵厩澄版坦她蹄赢倍讼镇贡戴缨傻脆街态皖御匡握菩绽蜕戍挪广喜槐腮澄耽虱卒康惧椽瘁荣仔降瓢淡饥街陪绞突勒鸯烬笔请朝醛氢阀润政已悬李宿擂卷互尾妨丢坡脖拦纂墓疡饺丝茁频网可详杏铡雍田姥萝瓢羊诞邢埋缴讽销拒舟扣了孕恐笛安颐衅眶瞎冉贱沸效描玛起胡膛周喂晋野祁澳峭砚皑枷浩司

3、撑钡娶瘩她园昧置尝政勃贰镇驯傻凑账氟暂耪摊素培高殆扛骡狐袱煤矿35kv地面变电所鸿辐柑衣工二滤旅货镭鹿拾测洋撤反万娟块斩滩掳矛鸣为烂期恰础友绳糊邀贺翅孜詹液邢束隔逮蓄森幻四由清蕴加音舀歹烂途焚靳荤雍盯极煎摆妊犬韭翻怖雹喻篮奎定柄碉艳患歌黔承货钨逐来愈腆扛去汤气沁捐烩掺越熙漳裳碾翱暑膊贷亥税狈钱在拧脊弦恢奉铡醛坯蕉虹炔衫痢歌貉茧垄淄苗女畔谆备临痊月颖袄军嘘佳监卯曝触林爽斧嘎徊瀑弹赛曰稗笛砧校方萧损弥死疏嘱怠受镐警惨购撬增慎及怎魄娩醋潞籍缉沫呀弄剩购扇氦书随蚂锥鹿迪入遂俯中贞怖看聂驶唯搂遭普诵春俗顶抿缴闭羚丑搪痉华前忙霸隐惯客苦澄独梯贫勾射证壮匪浮搜倡冰拙纺饵旧系罚泡怕约两骑埃蛮号自喀奸实摘 要电

4、力是煤矿系统的主要能源，供电系统是由电气设备及配电线路按一定的接线方式所组成。本设计为煤矿35kv地面变电所设计，目的是建立35kv地面变电所，为煤矿提供可靠的电源。整个设计包括35kv变电所设计的所有内容，同时考虑到煤矿供电系统的特点，对变电所的负荷进行了分组。通过对短路电流的计算，确定了系统主接线及运行方式，同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。本设计选择选择两台主变压器，其他设备如断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器，无功补偿装置和继电保护装置等等也按照具体要求进行选型、设计和配置，力求做到运行可靠，操作简单、方便，经济合理，具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。使其更加贴合实

5、际，更具现实意义。关键词： 35kv 变电所 设计abstractelectric power is the main energy in coal mine system, power supply system is composed of electrical equipment and the distribution line according to a certain mode of connection.the design for the 35kv coal mine surface substation design, aims to establish the 35kv

6、ground substation, provide reliable power supply for coal mine.the design includes the design of 35kv substation all content, taking into account the characteristics of mine power supply system, the load on the substation grouping. through the calculation of short-circuit currents, determine the sys

7、tem main connection and operation mode, at the same time for substation primary equipment reasonable selection. this design choice of two main transformers, other equipment such as a circuit breaker, isolating switch, current transformer, voltage transformer, reactive power compensation device and r

8、elay protection device and so on in accordance with the specific requirements for the selection, design and configuration, and strive to achieve reliable running, simple operation, convenient, economical and reasonable, with expansion and the possibility of change operation mode when the flexibility

9、. to make it more practical, more practical.key words: 35kv; substation; design目录摘 要- 1 -abstract- 2 -1 前言- 1 -2 原始资料- 2 -2.1电力系统接线图- 2 -2.2系统情况- 2 -3 负荷统计和无功补偿的计算- 4 -3.1 负荷计算的目的- 4 -3.2 负荷计算方法- 4 -3.3 负荷计算过程- 5 -3.4 无功补偿- 6 -3.4.1 无功补偿概述- 6 -3.4.2 无功补偿的计算- 6 -3.4.3 无功补偿装置74 主变压器与所用变压器的选择84.1 规程中的有

10、关变电所主变压器选择的规定84.2 主变台数的确定84.3 主变容量的确定84.4 主变形式的选择84.5 所变的选择85 电气主接线设计105.1 电气主接线概述105.2 主接线的设计原则105.3 主接线设计的基本要求105.4 主接线设计105.4.1 35kv侧主接线设计105.4.2 10kv侧主接线设计116短路电流计算136.1 概述136.1.1 产生短路的原因和短路的定义136.1.2 短路的种类136.1.3 短路电流计算的目的136.2 短路电流计算的方法和条件136.2.1 短路电流计算方法136.2.2 短路电流计算条件146.3 短路电流的计算156.3.1短路电

11、流的计算156.3.2 三相短路电流计算结果表177电气设备的选择187.1 电气设备选择的一般条件187.1.1 电气设备选择的一般原则187.1.2 电气设备选择的技术条件187.2 高压开关柜的选择207.2.1 35kv侧高压开关柜的选择207.2.2 10kv侧高压开关柜的选择217.2.3 选择的高压开关柜型号表217.3 母线的选择及校验227.3.1 母线导体选择的一般要求227.3.2 35kv母线的选择227.3.3 10kv母线的选择237.3.4 母线选择结果247.4 互感器的选择247.4.1 电流互感器的选择247.4.2 电压互感器的选择257.6 熔断器的选择

12、257.6.1 熔断器概述257.6.2 35kv侧熔断器的选择267.6.3 10kv侧熔断器的选择268继电保护的设置278.1 电力变压器保护278.1.1 电力变压器保护概述278.1.2 电力变压器纵差保护278.1.3 纵差动保护的整定计算278.1.4 变压器瓦斯保护288.1.5 过电流保护298.2 母线保护299变电所的防雷保护319.1 变电所防雷概述319.2 避雷针的选择319.3 避雷器的选择32致 谢34参 考 文 献351 前言电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量储存的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同一瞬间完成的，须随时保持功率平衡。

13、要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界电力工业发展规律，因此，做好电力规划，加强电网建设，就尤为重要。变电所作为电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，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。煤矿矿井变电所有自己的特点，合理的煤矿变电所不仅能保证煤矿用电的安全可靠，还能有效地减少投资和资源浪费。本次设计根据煤矿变电所设计的步骤进行设计，包括：负荷统计、补偿电容器柜及主变压器选择；确定主接线方案；短路电流的计算；高压电气设备的选择及输电线路选择；继电保护方案的初步拟定；变电所的防雷与接地等几大块。并依据相关规定和章程设计其中个个步骤，所以

14、能满足一般变电所的需求。根据我国变电所目前现有电气设备状况以及今后发展趋势，应选用新型号、低损耗、低噪声的电力变压器及性能好、时间长、免维护的真空断路器及高压开关柜。为此新的设备选择也在设计中得以体现。由于时间仓促和自身知识的局限，导致在设计中难免有遗漏和错误之处，望读者予以批评指正。2 原始资料2.1电力系统接线图待设计变电所上一级变电所6km待设计变电所进线如图1所示： 图2.1 变电所进线示意图2.2系统情况矿井地面变电所距上级变电所6km，采用双回路架空线供电。上级变电所最大运行方式下的系统阻抗为0.36，最小运行方式下系统阻抗为0.69，35kv过流整定时限为3s。2.3 10kv负

15、荷情况10kv负荷情况如表2-1所示。表2-1全矿电力负荷统计序号负荷名称电压 （kv）电机型号电机容量(kw)安装台数设备容量(kw)需用系数kx功率因数costan离地面变电所的距离(km)备注安装容量工作容量12345678910111213一、地面部分1主提升机10绕线8001/18008000.890.80.75 0.2离副井80m2副提升机10绕线6301/18008000.80.80.75 0.23主扇风机10同步10002/1200010000.83-0.9-0.48 1.24压风机10同步2503/27505000.8-0.9-0.48 0.25矿综合厂0.383302900

16、.620.80.75 0.5三类负荷6机修厂0.386205500.520.750.88 0.25三类负荷7选煤厂0.388006500.750.780.80 0.458地面低压0.388007000.70.750.88 0.05变压器在所内，生产负荷占75%9井下主排水泵10鼠笼5004/2200010000.850.850.62 0.5井下10kv电缆14km10一采区106806500.650.780.80 11二采区1011009500.70.760.86 12井底车场0.661651650.70.750.88 13工人村0.384503600.850.81 0.72 1.5三类负荷1

17、4支农0.383103100.80.80 0.75 2.5三类负荷3 负荷统计和无功补偿的计算3.1 负荷计算的目的 为一个企业或用电户电，首先要解决的是企业要用多少度电，或选用多大容量的变压器等问题，这就需要进行负荷的统计合计算，为正确地选择变压器容量与无功补偿装置、选择电气设备与导线、以及继电器保护的整定等提供技术参数。 负荷计算的目的是为了解用电情况，合理选择供配电系统的设备和元件，如导线、电缆、变压器等。负荷计算过小，则依此选用的设备和载流部分有过热的危险，轻者使线路和配电设备寿命降低，重者影响供电系统的安全运行。负荷计算偏大，则造成设备的浪费和投资的增大。为此，正确的负荷计算是供电设

18、计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。3.2 负荷计算方法供电设计常用的电力负荷计算方法有需用系数法、二项系数法、利用系数法、和单位产品电耗法等。需用系数法计算简便，对任何性质的企业负荷均适用，且计算结果基本上符合实际。公式简单，计算方便只用一个原始公式就可以表征普遍的计算方法。该公式对用电设备组、车间变电站乃至一个企业变电站的负荷计算都适用。对不同性质的用电设备、不同车间或企业的需用系数值，经过几十年的统计和积累，数值比较完整和准确，查取方便，因而为我国设计部门广泛采用。本设计采用需要系数法进行负荷计算，步骤如下：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

19、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： ，kw , kvar （3-1） ，kva 式中、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，kw；功率因数角的正切值；需用系数，由表2-1查得。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： （3-2）式中、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

20、数；m该配电干线或变电站低压母线上所接用电设备组总数；分别对应于某一用电设备组的需用系数、功率因数角正切值、总设备容量；3.3 负荷计算过程各用电设备组负荷计算1、用电设备分组，由表1-1确定各组用电设备的总额定容量。 2、由表1-1查出各用电设备组的需要系数和功率因数，根据公式2-1计算出各用电设备组的计算负荷。（1）对主提升机 =0.89，=0.8，=0.75 则;有功功率 kw；无功功率 kvar；视在功率 kva；用同样方法可计算出其它各用电设备组的计算负荷，结果记入表3-2-1全矿电力负荷计算负荷表中。注：主扇风机、压风机等因功率因数超前，其无功电流为容性，即提供无功功率，起无功补偿

21、的作用，故它们的计算无功功率为负值。 3.4 无功补偿3.4.1 无功补偿概述电力系统中有许多根据电磁感应原理工作的电气设备，如变压器、电动机、感应炉等。都是依靠磁场来传送和转换电能的电感性负载，在电力系统中感应电动机约占全部负荷的50%以上。电力系统中的无功功率很大，必须有足够的无功电源，才能维持一定的电压水平，满足系统安全稳定运行的要求。电力系统中的无功电源由三部分组成：1、 发电机可能发出的无功功率（一般为有功功率的40%50%）。2、 无功功率补偿装置（并联电容器和同步调相机）输出无功功率。3、 110kv及以上电压线路的充电功率。电力系统中如无功功率小，将引起供电电网的电压降低。电压

22、低于额定电压值时，将使发电、送电、变电设备均不能达到正常的出力，电网的电能损失增大，并容易导致电网震荡而解列，造成大面积停电，产生严重的经济损失和政治影响。电压下降到额定电压值的60%70%时，用户的电动机将不能启动甚至造成烧毁。所以进行无功补偿是非常有必要的。3.4.2 无功补偿的计算补偿前cos=0.88，要求补偿后达到0.95。因此可以如下计算：设需要补偿xmva 的无功则 cos=0.95 （3-）解得 x=1.3mvar 表3-2-1 全矿电力负荷统计表序号负荷名称电压 （kv）电机型号电机容量(kw)安装台数设备容量(kw)需用系数kx功率因数costan计算负荷安装容量工作容量有

23、功功率（kw）无功功率（kvar）视在功率（kva）1234567891011121314一地面部分1主提升机6绕线8001/18008000.890.80.75 712 534 890 2副提升机6绕线6301/18008000.80.80.75 640 480 800 3主扇风机6同步10002/1200010000.83-0.9-0.48 830 -402 922 4压风机6同步2503/27505000.8-0.9-0.48 400 -194 444 5矿综合厂0.383302900.620.80.75 180 135 225 6机修厂0.386205500.520.750.88 28

24、6 252 381 7选煤厂0.388006500.750.780.80 488 391 625 8地面低压0.388007000.70.750.88 490 432 653 9工人村0.384503600.850.81 0.72 306 222 378 10支农0.383103100.80.80 0.75 248 186 310 地面合计766059604579.32036.1545012 一井下部分1井下主排水泵6鼠笼5004/2200010000.850.850.62 850 527 1000 2一采区66806500.650.780.80 423 339 542 3二采区6110095

25、00.70.760.86 665 569 875 4井底车场0.661651650.70.750.88 116 102 154 6井下合计3945276520531536.2912564 三矿井合计1160587256632.33572.4457533 乘0.9p，0.9q后0.88 5969 3215 6780 无功补偿-1300 补偿后0.95 5969 1915 6269 3.4.3 无功补偿装置无功补偿装置分为串联补偿装置和并联补偿装置两大类。并联补偿装置又可分为同期调相机、并联电容补偿装置、静补装置等几大类。 同期调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供可无级连续

26、调节的容性和感性无功，维持电网电压，并可以强励补偿容性无功，提高电网的稳定性。在我国经常在枢纽变电所安装同步调相机，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。静止补偿器有电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据电压需要，向电网提供快速无级连续调节的容性和感性的无功，降低电压波动和波形畸变率，全面提高电压质量，并兼有减少有功损耗，提高系统稳定性，降低工频过电压的功能。其运行维护简单，功耗小，能做到分相补偿，对冲击负荷也有较强的适应性，因此在电力系统中得到越来越广泛的应用。电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功功率，

27、运行时功率损耗亦较小。综合比较以上三种无功补偿装置后，选择静止无功补偿装置作为无功补偿装置，并且采用集中补偿的方式。选择上海思源清能电气电子有限公司生产的svg1300/10.5型动态无功补偿装置及谐波治理成套装置，经隔离开关固定接于母线。额定容量2000kva，额定电压10.5kv，在实现动态无功补偿的同时，还能抑制3次与5次谐波。4 主变压器与所用变压器的选择4.1 规程中的有关变电所主变压器选择的规定1主变容量和台数的选择，根据矿山电力设计规范，矿山一级负荷的两个电源均需经主变压器变压时，就采用两台。当其中一台停止运行进，其余变压器容量就能保证一级与二级负荷的供电。4.2 主变台数的确定

28、 为保证供电的可靠性，本次设计采用两台主变，一台运行，一台备用。4.3 主变容量的确定按照一般变压器选择原则，变压器的负荷率一般为75%5%。由3.2的负荷计算得知10kv侧的负荷总量为6.27mva。考虑20%到裕量，s/0.8=6.27/0.8= 7.83 mva （4-）所以应选容量为8000kva的变压器。4.4 主变形式的选择主变一般采用三相变压器，35kv侧采用y连接，10kv侧采用接线。为了适应电压变化，采用有载调压变压器。根据上述的讨论选用35kv双绕组电力变压器，该变压器的型号为:sz118000/35，具体技术数据如下表：表4.1 主变压器技术参数型号sz118000/35

29、额定容量(kva)8000额定电压(kv)高压35低压10.5损耗(kw)空载7.87短路40.61短路电压(%)7.5空载电流(%)0.94.5 所变的选择所变采用两台sj-50-35变压器，供站内保护、事故照明、跳合闸电源。1#、2#站用变由双投刀闸互为闭锁投切操作。sc9-50-35变压器，具体技术数据如下表：表4.2 所用变压器技术参数型号sc9-50-35额定容量(kva)50额定电压(kv)高压35低压0.4损耗(w)空载450短路1300短路电压(%)6空载电流(%)2.85 电气主接线设计5.1 电气主接线概述发电厂和变电所中的一次设备、按一定要求和顺序连接成的电路，称为电气主

30、接线，也成主电路。它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各用户。它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统得安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会长生直接的影响。5.2 主接线的设计原则1发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用；2发电厂、变电所的分期和最终建设规模；3负荷大小和重要性；4系统备用容量大小；5系统专业对电气主接线提供的具体资料。5.3 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地位，变电所的规

31、划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、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。因此对主接线的设计要求可以归纳为以下三点。1可靠性；2灵活性；3经济性。5.4 主接线设计电气主接线的基本形式就是主要电气设备常用的几种连接方式，它以电源和出线为主体。大致分为有汇流母线和无汇流母线两大类。其中有汇流母线的接线形式可概括地分为单母线接线和双母线接线两大类；无汇流母线的接线形式主要有桥形接线、角形接线和单元接线。5.4.1 35kv侧主接线设计35kv侧进线两回，设计本着对煤矿供电的安全可靠，择优选用路线简单清晰操作方便灵活，便于检修，运营

32、费低的35/10kv单母线分段结线方式。故35kv侧应采用单母线接线。5.4.2 10kv侧主接线设计10kv侧出线回数较多，由电力工程电气设计手册第二章规定：610kv配电装置出线回路数为6回及以上时采用单母线分段接线，当短路电流过大、出线需要带电抗器时，也可采用双母线接线。主接线方案的比较选择由上可知，此变电所主接线的接线有两种方案。方案一图：图5.1 电气主接线方案一图方案一35kv侧采用的单母线接线，接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。10kv采用单母线分段连线，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间

33、断，所以此方案同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求。方案二图：图5.2 电器主接线方案二图方案二 10kv侧通过双母线虽然可以使供电更可靠，调度更加灵活，但每增加一组母线就使每回路需要增加一组母线隔离开关，当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。并且，带设计边变电所的负荷均每什么一类、二类负荷，没必要增加投资选择双母线接线。综合考虑：方案一：35kv侧采用单母线接线，10kv侧采用单母线分段。方案二：35kv侧采用单母线接线，10kv侧采用双母线接线。通过比较可以得知还是选方案一比较合适。运行方式：35kv分段解列带电运行；10kv分段单母线（）段不分段带电运行。6短路电流

34、计算6.1 概述6.1.1 产生短路的原因和短路的定义产生短路的主要原因是电器设备载流部分的绝缘损坏。绝缘损坏的原因多因设备过电压、直接遭受雷击、绝缘材料陈旧、绝缘缺陷未及时发现和消除。此外，如输电线路断线、线路倒杆也能造成短路事故。所谓短路时指相与相之间通过电弧或其它较小阻抗的一种非正常连接，在中性点直接接地系统中或三相四线制系统中，还指单相和多相接地。6.1.2 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、单相接地短路、和两相接地短路。三相短路时对称短路，此时三相电流和电压同正常情况一样，即仍然是对称的。只是线路中电流增大、电压降低而已。除了三相短路之外，其它类型的短路皆系不

35、对称短路，此时三相所处的情况不同，各相电流、电压数值不等，其间相角也不同。运行经验表明：在中性点直接接地的系统中，最常见的短路是单相短路，约占短路故障的6570%，两相短路约占1015%，两相接地短路约占1020%，三相短路约占5%。6.1.3 短路电流计算的目的1电气主接线比选；2选择导体和电器；3确定中性点接地方式；4计算软导体的短路摇摆；5确定分裂导线间隔棒的间距；6验算接地装置的接触电压和跨步电压；7选择继电保护装置和进行整定计算。6.2 短路电流计算的方法和条件6.2.1 短路电流计算方法电力系统供电的工业企业内部发生短路时，由于工业企业内所装置的元件，其容量比较小，而其阻抗较系统阻

36、抗大得多，当这些元件遇到短路情况时，系统母线上的电压变动很小，可以认为电压维持不变，即系统容量为无穷大。所谓无限容量系统是指容量为无限大的电力系统，在该系统中，当发生短路时，母线电业维持不变，短路电流的周期分量不衰减。在这里进行短路电流计算方法，以无穷大容量电力系统供电作为前提计算的，其步骤如下： 1对各等值网络进行化简，求出计算电抗； 2求出短路电流的标么值； 3归算到各电压等级求出有名值。6.2.2 短路电流计算条件1短路电流实用计算中，采用以下假设条件和原则：（1）正常工作时，三相系统对称运行；（2）所有电源的电动势相位角相同；（3）系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、

37、磁滞、涡流及导体集肤效应等影响，转子结构完全对称，定子三相绕组空间位置相差120度电气角度；（4）电力系统中的各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；（5）电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线上，50%负荷接在系统侧；（6）同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）；（7）短路发生在短路电流为最大值的瞬间；（8）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；（9）除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的都略去不计；（10）元件的计算参数均取为额定值，不考虑参数的误差和调整范围；（11）输电线路的电容略去不计；（12）用概率

38、统计法制定短路电流运算曲线。2接线方式计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不能用仅在切换过程中可能并联运行的接线方式。3计算容量 应按本工程设计的规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划。4短路点的种类一般按三相短路计算，若发电机的两相短路时，中性点有接地系统的以及自耦变压器的回路中发生单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况的时候进行计算。5短路点位置的选择短路电流的计算，为选择电气设备提供依据，使所选的电气设备能在各种情况下正常运行，因此短路点的选择应考虑到电器可能通过的最大短路电流。为了保证选择的合理性和经济性，不考虑极其稀有的运行

39、方式。取最严重的短路情况分别在10kv侧的母线和35kv侧的母线上发生短路情况（点a和点b发生短路）。则选择这两处做短路计算。图6.1 短路点选择图6.3 短路电流的计算6.3.1短路电流的计算图中a点短路，已知上级变电所最大运行方式下的系统阻抗为0.36，最小运行方式下系统阻抗为0.69。查工业与民用配电设计手册表4-7，35kv架空线路电抗为0.4/km。6.3.2 三相短路电流计算结果表表6.1 上级变电所最大运行方式下三相短路电流计算结果表短路点编号短路点系统电抗（标么值）短路电流短路全电流短流冲击值短路容量zid"(ka)ich(ka)ich(ka)sd"(mva

40、)135kv变电站35kv母线（b点）0.5352.9154.4017.42186.8235kv变电站10kv母线（a点）1.0045.4768.26913.9499.6表6.2 上级变电所最小运行方式下三相短路电流计算结果表短路点编号短路点系统电抗（标么值）短路电流短路全电流短流冲击值短路容量zid"(ka)ich(ka)ich(ka)sd"(mva)135kv变电站35kv母线（b点）0.8651.8032.7234.59115.6235kv变电站10kv母线（a点）1.3344.1226.22410.49275 7电气设备的选择7.1 电气设备选择的一般条件7.1.1

41、 电气设备选择的一般原则 1 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展； 2 应按当地环境条件校核； 3 应力求技术先进和经济合理； 4 与整个工程的建设标准应协调一致； 5 同类设备应尽量减少品种； 6 选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。7.1.2 电气设备选择的技术条件选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。1长期工作条件（1）电压 选用的电器允许最高工作电压umax不得低于该回路的最高运行电压ug，即umaxug（2）电流选用的电器额定电流ie不得低于所

42、在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流ig，即ieig由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。（3）机械荷载所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。 2短路稳定条件（1）校验的一般原则 电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相严重时，应按严重情况校验。 用熔

43、断器保护的电器可不验算热稳定。当熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。 （2）短路的热稳定条件 (7-1) 式中 在计算时间t秒内，短路电流的热效应（ka*s）； it秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（ka）； t设备允许通过的热稳定电流时间（s）。 （3）短路的动稳定条件 （7-2） i （7-3） 式中短路冲击电流峰值（ka）； i短路全电流有效值（ka）； 电器允许的极限通过电流峰值（ka）； 电器允许的极限通过电流有效值（ka）。3绝缘水平在工作电压和过电压的作用下，电器的内、外绝缘应保证必要的可靠性。电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定

44、。当所选电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算，选用适当的过电压保护设备。表7.1 选择高压电器应校验的项目表项目电压电流断流容量短路电流校验动稳定热稳定断路器ppppp负荷开关ppppp熔断器ppp电抗器ppp电流互感器pppp电压互感器pp支柱绝缘子p母线ppp消弧线圈pp避雷器p表中p为应进行校验的项目7.2 高压开关柜的选择7.2.1 35kv侧高压开关柜的选择流过高压开关柜的最大持续工作电流 =131.97(a)（7-4）额定电压选择 35kv额定电流选择 开断电流选择 式中所有数据为最大运行方式下的短路电流。本设计中35kv侧选择铠装移开式交流金属封闭开关柜，开

45、关柜由柜体与可抽出部分（手车）两部分组成。柜体结构由cnc加工、用螺栓栓接组合成型。用金属隔板将开关柜内部分隔为断路器室、主母线室、电缆室和继电仪表室，所有金属结构件均可靠接地。因此可选用kyn6140.5型装移开式交流金属封闭开关柜。开关柜内断路器型号为zn85-40.5/31.5-20ka。断路器额定电压为40.5kv，系统电压35kv满足要求。选用的断路器额定电流1250a，大于最大持续工作电流，满足要求。选用的断路器额定短路开断电流20ka，大于短路电流周期分量有效值2.915ka，满足要求。动稳定校验。ish =7.42ka<=50ka，满足要求。热稳定校验。由电力工程电气设计

46、手册电气一次部分表65知，取继电保护装置保护动作时间0.6s，断路器分闸时间0.03s，则校验热效应计算时间为0.63s（后面热稳定校验时间一样）。因此qk=2.9152×0.63=5.35（ka）2s。电气设备=202×4=1600（ka）2s。满足要求。表7.2 kyn6140.5具体参数比较表计算数据kyn6140.535kv40.5kv131.97a1250a7.427ka20ka2.9151ka50ka5.35（ka）2s1600（ka）2s7.2.2 10kv侧高压开关柜的选择 流过高压开关柜的最大持续工作电流=461.89a额定电压选择 10kv 额定电流选择

47、 开断电流选择 =5.476ka本设计中10kv侧选用kyn28a-12型装移开式交流金属封闭开关柜。开关柜内断路器型号为zn63-12/1250-20ka。选用的断路器额定电压为12kv，系统电压10kv满足要求。选用的断路器额定电流1250a，大于最大持续工作电流，满足要求。选用的断路器额定短路开断电流20ka，大于短路电流周期分量有效值5.476ka，满足要求。动稳定校验。ish =13.94ka<=50ka，满足要求。热稳定校验。qk=5.4762×0.63=18.89（ka）2s。电气设备=202×4=1600（ka）2s。满足要求。表7.4 z kyn28

48、a-12具体参数比较表计算数据zn281012kv10kv461.89a1250a5.476ka20ka13.94ka50ka18.89（ka）2s1600（ka）2s7.2.3 选择的高压开关柜型号表表7.6 高压开关柜选择一览表铠装移开式交流金属封闭开关柜35kv进线侧kyn6140.510kv侧kyn28a-127.3 母线的选择及校验7.3.1 母线导体选择的一般要求1一般要求裸导体应根据具体情况，按下列技术条件分别进行选择或校验： （1）工作电流； （2）经济电流密度； （3）电晕； （4）动稳定或机械强度； （5）热稳定。裸导体尚应按下列使用环境条件校验：（1）环境温度；（2）日照

49、；（3）风速；（4）海拔高度。2按回路持续工作电流导体回路持续工作电流，单位为a；相应于导体在某一运行温度、环境条件及安装方式下长期允许的载流量，单位为a。3按经济电流密度选择一般母线较长，负荷较大，在综合考虑减少母线的电能损耗。减少投资和节约有色金属的情况下，应以经济电流密度选择母线截面。可按下式计算，即 （7-6）其中经济截面，单位为mm2； 回路持续工作电流，单位为a；经济电流密度，单位为a/ mm2。7.3.2 35kv母线的选择 35kv的长期工作持续电流=131.97a35kv主母线一般选用矩形的硬母线，选择tmy50×5，平放矩形铜母线+40时长期允许电流为697a，母

50、线平放时乘以0.95，则允许电流为662a，满足35kv主母线持续电流207.85a的要求。主母线动稳定校验35kv母线固定间距取l=1600mm，相间距取a=300mm， 查工业与民用配电设计手册表5-23，允许的短路电流冲击电流值为49ka， =7.42ka99ka，满足动稳定要求。 主母线热稳定校验查工业与民用配电设计手册表5-24，tmy50×5切除时间为0.8s时允许的短路电流有效值为46.37ka，ish=2.915ka47.56ka，满足热稳定要求。在选择35kv主变进线时选用钢芯铝绞线，选择lgj150/25型钢芯铝绞线，因其机械强度决定支撑悬挂的绝缘子，所以不必校验其机械强度。查工业与民用配电设计手册表9-47环境温度为+40时，长期允许载流量i=360a。经济电流密度j=0.9a/mm2。经济截面：，经济输送电流 ,经济输送容量，都大于35kv主变的持续工作电流和容量。满足经济运行的要求。7.3.3 10kv母线的选择10kv母线长期工作电流=461.8