kV煤矿变电所课程设计

1、35kV煤矿变电所设计35kV Coal Substation Design工厂供电课程设计完成日期 2011年5月25日毕业设计成绩单学生姓名张帅学号20076243班级方0710-3专业电气工程及其自动化毕业设计题目35kV变电所设计指导教师姓名张建云指导教师职称讲师评 定 成 绩指导教师得分评阅人得分答辩小组组长得分成绩：院长(主任) 签字：年 月 日毕业设计任务书题 目35kV变电所设计学生姓名张帅学号20076273班级方0710-3专业电气工程及其自动化承担指导任务单位石家庄智迅科技有限公司导师姓名王庆芬导师职称讲师一、设计内容：根据矿的电力负荷与有关资料,经过方案分析比较和计算校

2、验,作出该矿地面35kv变电所的初步设计。主要内容如下： 1、负荷计算与变压器选择； 2、供电系统拟定与短路计算； 3、变电所电器设备选择； 4、继电保护方案的拟定与整定； 5、变电所防雷与接地； 二、设计的要求：变电所设计完成后使得煤矿的所有电气设备安全正常的运行。电力系统在运行中，发生各种故障和不正常运行状态时继电保护装置能够有选择、可靠、灵活、迅速动作。 三、主要技术指标：1设计、计算、校验均应符合规范。2按标准图纸出图、图线、图标应符合规范。 四、应收集的资料及参考文献： 1王崇林等 供电技术 煤炭工业出版社1996 2吴希再等 电力工程 华中科技大学出版社1996 3孙国凯等 电力系

3、统继电保护原理 中国水利水电出版社2002 五、进度计划1. 第1-2 周 调研、收集材料 2. 第3-4 周 分析、确定方案 3. 第5-13 周 设计、计算、绘图 4. 第14-15 周 写设计说明书5. 第 16 周 答辩 教研室主任签字时 间 年 月 日毕业设计开题报告题 目 35kV变电所设计学生姓名张帅学号20076243班级0710-3专业电气工程及其自动化研究背景：电力行业是国民经济的基础工业，它的发展直接关系到国家经济建设的兴衰成败，它为现代工业、农业、科学技术和国防提供必不可少的动力。电能是现代工业生产的主要能源和动力.随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电

4、能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。工厂供电系统的核心部分是变电所。因此，设计和建造一个安全、经济的变电所，是极为重要的。比较完善的变电站设计理论，是真正的做到了节约型，集约型，高效型。通过改善优化变电站结构，降低变电站的功率损耗，尽可能地提高变电站的可靠性，尽可能地使变电站的灵活性提高，尽可能地提高经济性。国内外的研究现状：我国变电所主要现状是老设备向新型设备转变，有人值班向无人值班变电所转变，交流传输向直流输出转变，国外主要是交流输出向直流输出转变。所要进行的主要工作：变电所的负荷计算和变压器的选择、供电系统的拟定与短路计算、变电所电器设备的选择、继电保护方案的拟定与整定以及变电所的防

5、雷与接地。所要采用的方法、手段： 1、电气主接线方案论证；  2、主变容量、形式及台数的选择；  3、所用变容量、台数的选择；  4、短路电流计算；选择导体及主要电气设备；  5 、无功补偿分析。 6 、继电保护等预期达到的效果：变电所设计完成后使得煤矿的所有电气设备安全正常的运行。电力系统在运行中，发生各种故障和不正常运行状态时继电保护装置能够有选择、可靠、灵活、迅速动作。根据设计内容安排，完成负荷计算、变电所变压器的选择及无功补偿；选择主变压器、选择变压器的容量、台数、型号等；变电所主结线方案的设计；短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护整定的需要

6、，选择短路计算点，绘制等值网络图，计算短路电流，并列表汇总；变电所一次设备的选择与校验、电气设备的选择：选择并效验断路器、隔离开关、电抗器、电流互感器、电压互感器、母线、电缆、避雷器等、选用设备的型号、数量汇总设备一览表；变电所进出线的选择与校验、根据规划，设计出相应的初设图纸，根据技术参数和要求选择所需的设备和材料。变电所继电保护的整定、防雷保护和接地装置的设计，及电费预算。通过毕业设计把我们所学的理论知识和实践综合起来，这样不但达到了对实际理论知识“温故而知新”的目的，而且也达到了由理论到实践，由实践到理论的有机结合。课程设计是教学过程中的一个重要环节，通过课程设计可以巩固本课程理论知识，

7、掌握供配电设计的基本方法，通过解决各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练，为今后的工作奠定基础。指导教师签字时 间2011年3月10日目 录绪 论1第1章 负荷计算与变压器选择31.1.计算负荷定义3计算负荷目的3计算负荷方法31.2 矿井用电负荷计算31.3 功率因数的改变71.4 主变压器的选择8变压器台数选定原则8变压器容量选择原则81.4.3 6kV/380v变压器的选择91.5 全矿年电耗与吨煤电耗9第2章 供电系统的确定与短路计算102.1 主接线的设计原则和要求102.1

8、.1 主接线112.1.2 桥形接线112.1.3 单母线分段接线122.2短路电流的分类与计算方法122.2.1 短路的原因122.2.2 短路的种类122.2.3 短路的危害132.2.4 短路电流计算的目的132.2.5 短路电流计算的标幺值法132.3短路电流计算132.3.1 计算各元件的电抗标幺值142.3.2 短路电流计算16第3章 电气设备的选择203.1 电气设备选择的一般条件203.1.1 电气设备选择的一般原则203.1.2 电气设备选择的技术条件203.1.3 环境条件213.2各种电气设备的选择22断路器的选择22隔离开关的选择223.2.3电流互感器的选择与校验22

9、电压互感器的选择233.2.5 配电所高压开关柜的选择233.3 母线的选择及校验233.3.1 35kv架空线、母线的选择233.3.2 6kV母线的选择233.3.3 下井电缆型号及截面的选择24第4章 变电所二次回路254.1 二次回路的定义和分类254.2 高压断路器的控制254.3 电测量仪表与绝缘监视装置26电测量仪表26绝缘监视装置274.4 供电系统的自动装置27第5章 继电保护方案及整定285.1 概述285.2 继电保护的优化配置及整定原则295.3 供电系统继电保护配置情况295.4 35kv进线保护305.4.1 电流速断保护的整定计算305.4.2 过流保护的整定计算

10、305.4.3 35kv进线开关保护315.5主变器保护315.5.1 主变差动保护315.5.2 主变过流保护335.5.3 主变过负荷保护345.6 6kV母联保护345.7 6kV出线保护35第6章 变电所室内外布置376.1 电气总平面布置的特点376.2 变电站土建要求376.3 电气照明38第7章 变电所防雷保护及接地397.1 变电所的防雷397.1.1 变电所的防雷设计原则397.1.2 变电所的防雷措施397.1.3 变电所主要防雷设备407.2 变电所的接地设计427.2.1 设计原则42 简单接地设计43致 谢44附录46附录A 外文资料46附录B 变电所主接线图53附录

11、C 设备选型汇总表54附录D 变电所平面布置图55摘 要本文详细介绍了某煤矿地面35kV变电所的设计。文中对该变电所的负荷计算与变压器的选择、供电系统的拟定与短路计算、变电所电器设备的选择、继电保护方案的拟定与整定以及变电所的防雷与接地皆有详细的说明。特别对主接线的选择,变压器的选择,还有一些电气设备如断路器、电流互感器、电压互感器等的选择和校验作了详细的说明和分析。其中还对变电所的主接线，平面布置，高低压侧的一些保护装置等通过CAD制图直观的展现出来。本次设计的内容紧密结合实际，通过查找大量相关资料，设计出符合当前要求的变电所。设计中除采用了一些固定方式的保护和常规保护，通过电力监控综合自动

12、化系统，可以使变电站内值班人员或调度中心的人员及时掌握变电所的运行情况，直接对设备进行操作，及时了解故障情况，并迅速进行处理，达到供电系统的管理科学化、规范化、并且还可以做到与其他自动化系统互换数据，充分发挥整体优势，进行全系统的信息综合管理。在本次设计中，得到了学校老师、同学的耐心指导和大量帮助，在此对他们表示衷心的感谢和崇高的敬意。关键词: 短路电流计算 继电保护 断路器 AbstractThis paper introduces soms coal mine 35kV substation design ground. In this paper, the load calculatio

13、n and transformer substation of choice, power supply system with short circuit calculation, substation worked electical, relay protection scheme with setting and worked the lightning protection and grounding substation is detailed instructions. It also discusses the choice of main wiring, high press

14、ure equipment and all kinds of the protection of relay, the calculation of load, short current and so on in detail, especially, the choice of main wiring, transformer and some electric equipment such as circuit breaker, current and Voltage sensor. It shows main wiring of substation, the distribution

15、 of plane and some protection equipment ofhigh and low Voltage by the graphics of CAD This design is closely related to reality in order to design the suitable substation by studying a lot of materials. The design not only adopts some stable-form and general protections but also adopts PC protection

16、. The synthetical automation system of electric power supervision, which can make workers on duty control the situation of substation timely, operate the equipments directly, know the breakdown and deal with it without delay, so that the system of power supply is scientific and standard in managemen

17、t. Whats more, it can exchange data with other automatic systems and give full play to whole advantage in order to manage information in all systems as a whole.Keyword: the calculation of short current the protection of relay circuit breaker绪 论本煤矿的设计生产能力为300万吨/年。矿井的深度为650米，由于该煤矿的矿井地下水含量丰富，我们为该煤矿共配备有

18、7台大型潜水泵，用以抽取地下水，因为大型潜水泵的使用，使该煤矿年耗电量大大增加。按其采煤量计算总耗电时间大约是4800h/年。该煤矿供电系统由两条35kv进线供电。两条进线分别到变电所两个35/6kv主变压器，平时起用一台主变压器，另一台备用，同时为该变电所设置四个避雷器。该煤矿的供电系统采用单母线分段的主接线形式，主母线分为两段，每段母线之间使用稳定性及灭弧能力较高的高压六氟化硫断路器隔开。矿井简介：本设计是35/6kV煤矿的地面变电所设计。矿井年产量300万吨，井筒深度为0.65km，采用一对竖井开拓，中央边界式通风，服务年限为120年。该矿井为低沼气矿井。（全矿的负荷统计如表1-1所示）

19、：1.矿区冻土带厚度为0.45m，变电所土质为砂质粘土；2.两回35kV架空电源线路长度：；3.两回上级35kV电源出线断路器过流保护动作时间：；4.本所35KV电源母线最大运行方式下的系统抗: ；5.本所35kV电源母线最小行方式下的系统电抗:；6.井下6kV母线上允许短路容量:；7.本所6kV母线上补偿后功率因数要求值：；8.最热月室外最高气温月平均值:；9.最热月室内最高气温月平均值:；10.最热月土壤最高气温月平均值:。表 1-1 全矿负荷统计表设备名称负荷等级电压(V)线路类型电机型式单机容量(kW)安装/工作台数工作设备总容量(kW)需用系数功率因数离变电所距离(km)1主井提升2

20、6000CD22002/122000.840.820.402副井提升16000CY16002/116000.850.860.403扇风机116000CY16002/116000.880.93.04扇风机216000KT16002/116000.880.93.05压风机16000CT16002/116000.880.93.06地面低压1380C15000.780.820.057机修厂3380C5800.650.700.358综采车间3380C7800.650.700.359洗煤厂2380K15000.800.750.7010工人村3380K7500.800.863.011支农3380K5000.

21、750.803.512主排水泵16000CX10007/440000.850.871.113井下低压26000CX46470.710.760.65第1章 负荷计算与变压器选择1.1.计算负荷定义所谓负荷计算，是指对某一线路中的实际用电负荷的运行规律进行分析，从而求出该线路的计算负荷的过程。负荷计算与计算负荷，是两个不同的概念，不可混淆。在现行的设计规范中，负荷计算的内容不仅包括确定计算负荷，还包括确定尖峰电流和确定一极、二级负荷的容量已及季节性负荷的容量。1.1.1 计算负荷目的 计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负

22、荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷重要性。1.1.2 计算负荷方法 目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法,前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和ABC法等. 常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，应将性质相同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需用系数，然后按照表一给出的公式求出该组用电设备的计算负荷。此设计采用的是需用系数法来对电力负荷计算的。1.2 矿井

23、用电负荷计算多个用电设备组的计算负荷：在配电干线上或矿井变电所低压母线上，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矿井变电所低压母线的计算负荷时，应再计入一个同时系数，具体计算公式如下： i=1，2，3.m (1-1) (1-2) (1-3) (1-4)式中，、为配电干线或变电站低压母线有功、无功、视在功率计算负荷；同时系数；为配电干线或变电站低压母线上所接用电设备总数；该干线或低压母线上的额定电压，V；该干线变电站低压母线上的计算负荷电流，A；需用系数；、分别对应于某一用电设备组的需用系数、功率因数角的正切值、总设备容量。根据要求及需用系数负荷

24、计算公式，分别计算矿用负荷(1)主井提升机 (2)副井提升机Q20=×tan=1360×0.5934=807kvarS20=/cos=I20=S20/UN=1581/1.732×6000=152A (3)扇风机1=1600kw =0.88 cos=0.9tan=tan(artcos)=0.4843=×Pe=0.88×1600=1408kWQ30=×tan=1408×0.4843=681.89kvarS30=/cos=I30=S30/UN×6000=150.54A (4)扇风机2=1600kw =0.88 cos=0

25、.9tan=tan(artcos)=0.4843=×Pe=0.88×1600=1408 kWQ40=×tan=1480×0.4843=681.89kvarS40=/cos=I40=S20/UN=1564.44/1.732×6000=150.54A (5)压风机=1600kW =0.88 cos=0.9 n=1=1×1600=1600 kWtan=tan(artcos)=0.4843=×Pe=0.88×1600=1408 kWQ50=×tan=1408×0.4843=681.89kvarS50=/

26、cos=I50=S50/UN=1564.44/1.732×6000=150.54A (6)排水泵=1000kW =0.85 cos=0.87 n=4=4×1000=4000 kWtan=tan(artcos)=0.5667=×=0.85×4000=3400kWQ60=×tan=3400×0.5667=1926.78kvarS60=/cos=I60=S60/UN=3908.05/1.732×6000=376 A这样井下6kv母线上母线的有功、无功、视在功率、负荷电流如下：1848136014081408+1408+3400=1

27、0832kW=1294+807+682+682+682+1927=6074kvar=12419/1.732×60001195A同理可求得380v母线上各负荷的有功、无功、视在功率以及负荷电流.6kv以及380v母线上的有功、无功、视在功率、负荷电流见(表12)：表1-2 负荷计算结果汇总表设备名称（kW）（kvar）（）（A）主井提升机18481293.62253.7216.9副井提升机13608071581152扇风机11408681.891564.44150.54扇风机21408681.891564.44150.54压风机1408681.891564.44150.54排水泵340

28、01926.783908.05376地面低压11708171427137.3机修厂37738553951.9综采车间50751772469.7洗煤厂120010581600154工人村60035669867.1支农37528146945.1井下低压329928214341417.7这样井下380v低压母线上低压母线的有功、无功、视在功率、负荷电流如下：11703775071200600+375+3229=7528kW=817+385+517+1058+356+281+2821=6235kvar这样可求得变电所总的有功功率为18360kW，无功功率为12309kvar。考虑同时需用系数K，有功功

29、率取0.8，无功功率取0.9，得：总的有功功率为14688kW，总的无功功率为11078kvar。计算可得功率因数约为0.798，需用电容器补偿。1.3 功率因数的改变经计算全矿功率因数14688/=0.798<0.95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。需要电容器的容量： QcPz（） (1-5)式中,Qc补偿电容器的容量，单位：kvar；Pz总有功功率，单位：kW；计算可知，0.755, =0.329

30、Qc14688×(0.755-0.329)=6257kvar选用BWF6.3-120-1型号的并联电容器，额定电压6.3kV,额定容量120kvar。需用电容器的数量：N=6257/120=52.14取53个利用电力电容补偿容量为：Qc120×536360kvar补偿后变电所总无功功率：Qz11078-6360=4718kvar补偿后的功率因数：满足要求。由于煤矿变电所6千伏供电采用单母线分段供电方式，电容器分别安装在一 、二段母线上。满足无功功率的补偿要求。1.4 主变压器的选择1.4.1变压器台数选定原则1.对于大城市郊区的一次变电所在中低压侧已构成环网的情况下，变电所

31、以装设两台变压器为宜。2.对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所在设计时应考虑装设三台变压器。3.对于规划只装设两台变压器的变电所，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。选择变压器台数时,应考虑以下因素：1.应满足用电负荷对供电的可靠性的要求，对供有大量一、二级负荷的变电所，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台能对一、二级负荷继续供电。2.对于一级负荷的场所，邻近又无备用电源联络线可接,或季节性负荷变化较大时,宜采用两台变压器。3.是否装设变压器，应视其负荷的大小和邻近变电所的距离而定。当负荷超过320KVA时，任何距离都

32、应装设变压器。1.4.2变压器容量选择原则1.只装有一台变压器的变电所，变压器的额定容量应满足全部用电设备计算负荷的需要。2.装有两台变压器的变电所，每台变压器的额定容量应同时满足以下两个条件：a.任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要；b.任一台变压器单独运行时，宜满足全部用电容量设备的需要。3.变压器正常运行时的负荷率应控制在额定容量的为宜，以提高运行率。1.4.3 6kV/380v变压器的选择据380V低压母线上的视在功率=9775KVA,选用六台S9-1800/6型变压器。（此处变压器自身功率损耗及阻抗较小不作计算）由此计算，35千伏母线总负荷为：kWkvar1.5 全矿

33、年电耗与吨煤电耗取最大有功负荷年利用小时数小时，则年电耗为：度则吨煤电耗为：度/吨第2章 供电系统的确定与短路计算2.1 主接线的设计原则和要求在设计电气主接线时，应使其满足供电可靠，运行灵活和经济等项基本要求。可靠性：供电可靠是电力生产和分配的首要要求，电气主接线也必须满足这个要求。在研究主接线时，应全面地看待以下几个问题：可靠性的客观衡量标准是运行实践，估价一个主接线的可靠性时，应充分考虑长期积累的运行经验。我国现行设计技术规程中的各项规定，就是对运行实践经验的总结。设计时应予遵循。主接线的可靠性，是由其各组成元件（包括一次设备和二次设备）的可靠性的综合。因此主接线设计，要同时考虑一次设备

34、和二次设备的故障率及其对供电的影响。可靠性并不是绝对的，同样的主接线对某所是可靠的，而对另一些所则可能还不够可靠。因此，评价可靠性时，不能脱离变电站在系统中的地位和作用。 通常定性分析和衡量主接线可靠性时，均从以下几方面考虑：断路器检修时，能否不影响供电。线路、断路器或母线故障时，以及母线检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。变电站全部停运的可能性。灵活性：主接线的灵活性要求有以下几方面。调度灵活，操作简便：应能灵活的投入（或切除）某些变压器或线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。检修安全：应能方便的停运断路器、母线及其继

35、电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。扩建方便：应能容易的从初期过渡到最终接线，使在扩建过渡时，在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装变压器或线路而不互相干扰，且一次和二次设备等所需的改造最少。经济性：在满足技术要求的前提下，做到经济合理。投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流,以选择价格合理的电器设备；在终端或分支变电站中，应推广采用直降式(110/6-10KV)变压器，以质量可靠的简易电器代替高压断路器。占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布

36、置创造条件，以便节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方，都应采用三相变压器。电能损耗少：在变电站中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器。应经济合理的选择主变压器的型式、容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。2.1.1 主接线变电站的主接线是由各种电气设备（变压器、断路器、隔离开关等）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。2.1.2 桥形接线当只有两台变压器和两条输电线路时，多采用桥形接线，使用断路器数目最少；桥形接线可分为内桥式和外桥式；内桥式桥连断路器设置在变压器侧，外桥

37、式桥连断路器则设置在线路侧。桥连断路器正常运行时处于闭合状态。当输电线路较长，故障几率较多，而变压器又不需经常切除时，用用内桥式接线比较合适；外桥式接线则在出线较短，且变压器随经济运行的需要需经常切换，或系统有穿越功率流经本厂时，就更为适宜。外桥接线对变压器的切换方便，比内桥少两组隔离开关，继电保护简单，易于过渡到全桥或单母分段接线，且投资少，占地面积小，缺点是倒换线路时操作不方便，变电所一侧无线路保护，适用于进线短而倒闸次数少的变电所或变压器经常驻需要切换以及可能发展为有穿越负荷的变电所。内桥结线一次侧可设线路保护，倒换线路时操作方便，设备投资与占地面积较全桥少，缺点是操作变压器和扩建成全桥

38、或单母分段不如外桥方便，适用于进线距离长，变压器切换少的终端变电所。QF2QF3QF1内桥型外桥型QF1QF3QF2桥型接线见图2-1所示2.1.3 单母线分段接线单母线分段接线多用于具有一二级负荷，且进出线较多的中间变电所，不足之处是当其中任一段母线需要检修或发生故障时，接于该母线的全部引线都要在检修期间长期停电。W1QF1W2 图2-2 单母线分段接线 电气主接线图 (见附录B)2.2 短路电流的分类与计算方法2.2.1 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。2.2.2

39、 短路的种类在三相供电系统中可能发生的短路类型有三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路等。第一种是对称短路，后两种是不对称短路。一切不对称短路在采用对称分量法后，都可以归纳为对称短路的计算。2.2.3 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。2.2

40、.4 短路电流计算的目的(1)在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，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。(2)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。(3)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。(4)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。(5)接地装置需根据短路电流进行设计。2.2.5 短路电流计算的标幺值法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

41、用标么制计算时，各电气元件的参数都用标么值表示。在短路计算中所遇到的电气量有功率、电压、电流和电抗等四个量。某一电气量的标么值就是它的实际值（有名值）与一个预先选定的同单位的基准值的比值。下面我们就要标么值法进行短路电流的计算。2.3 短路电流计算 表2-3短路计算公式参数名称有名值标幺值说明功率S 一般取Sd=100MVA电压U一般取Ud=Uev电流I 变压器电抗线路电抗为线路每公里电抗值电抗器电抗%为电抗器铭牌上数值系统等值电抗为某点短路容量，为该点的三相短路电流电动机电抗为启动电流倍数2.3.1 计算各元件的电抗标幺值选取基准容量：100MVA选取短路点所在母线的平均电压为基准电压，即：

42、计算点，选取37kV，kA计算点及其其它短路点时，选取6.3kV，kA37kV母线最大运行方式时系统阻抗0.03，小运行方式时系统阻抗为0.07。主变压器： 电缆线路： 架空线路： 2.3.2 短路电流计算点短路：（1）最大运行方式：kAMVAkAkA（2）最小运行方式：kAkA点短路（1）最大运行方式： kAkAkA(2)最小运行方式：kAkA点短路：(1)最大运行方式： kA MVAkAkA(2)最小运行方式：kAkA点短路：(1)最大运行方式：(下井电缆两并行运行)kAkAkA(2)最小运行方式：+kA以上只对短路点，进行了计算，其它的短路点计算结果，列表2-4给出，不再列出详细的计算过

43、程。表2-4 短路参数计算结果汇总表运行方式最大运行方式最小备注短路参数（kA）（MVA）（kA）（kA）（kA）短路点短路点0.9661.352.451.460.8135kV母线4.3046.9510.966.543.666kV母线4.1645.4510.616.323.54井下变电所1.9220.924.902.921.65工人村4.2846.7310.916.513.64地面低压1.9220.924.902.921.65扇风机24.1445.2510.566.293.52主井提升机4.1445.2510.566.293.52副井提升机4.1645.4510.616.323.54机修厂3.

44、3536.568.545.093.30扇风机13.3336.408.495.062.85洗煤厂4.1645.4510.616.323.54压风机3.3536.568.545.093.30综采车间3.8942.529.925.913.32排水泵4.3046.9510.966.543.66井下低压1.7519.164.463.661.51支农第3章 电气设备的选择3.1 电气设备选择的一般条件3.1.1 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

45、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。3.1.2 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

46、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 ( 3-1) 式中在计算时间t秒内，短路电流的热效应； I秒内设备允许通过的热稳定电流有

47、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 (3-2) I (3-3) 式中短路冲击电流峰值（kA）； 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。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。3.1.3 环境条件按交流高压电器在长期工作时的发热（GB763-74）的规定，普通高压电器在环境最高温度为+40

48、时，允许按额定电流长期工作。当电器安装点的环境温度高于+40（但不高于+60）时，每增高1，建议额定电流减少1.8%；当低于+40时，每降低1，建议额定电流增加0.5%，但总的增加值不得超过额定电流的20%。普通高压电器一般可在环境最低温度为-30时正常运行。本次设计的变电所所在地区最高气温；最热月平均最高温度。对于屋外安装场所的电器最高温度选择年最高温度，最低温度选择年最低温度，可见最高气温为+45，由规定知在选择电器设备时额定电流应减少1.8%，电器设备可正常运行。3.2各种电气设备的选择3.2.1断路器的选择除需满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比

49、较后才能确定。3.2.2隔离开关的选择1.隔离开关的主要用途：a.隔离电压，在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压隔离，以确保检修的安全。b.倒闸操作，投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配合断路器，协同操作来完成。c.分、合小电流。3.2.3电流互感器的选择与校验1.电流互感器应按以下条件选择。a.电流互感器的额定电压应大于或等于所接电网的额定电压。b.电流互感器的额定电流应大于或等于所接线路的额定电流。c.电流互感器的类型和结构应与实际安装地点的安装条件、环境条件相适应。d.电流互感器应满足准确度等级的要求。3.2.4电压互感器的选择电压互感器应按装设地点的

50、条件及一次电压、二次电压（一般为100V）、准确度级等条件进行选择。由于它的一、二次侧均有熔断器保护，故不需进行短路稳定度的校验。3.2.5 配电所高压开关柜的选择高压开关柜是按一定的线路方案将有关一，二次设备组装而成的一种高压成套配电装置，在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机，变压器和高压线路之用，也可作为大型高压开关设备，保护电器，监视仪表和母线，绝缘子等。高压开关柜有固定式和手车式两大类型。 设备选型汇总见附录C3.3 母线的选择及校验3.3.1 35kv架空线、母线的选择变电所中各种电压配电装置的母线,以及电器间的连接大都采用铜、铝或钢的矩形、圆形、管形裸导线或多芯绞线。铜的导电性

51、好，抵制化学侵蚀性强，因此在大电流装置中或在由化学侵蚀的地区宜采用铜导线。铝导线比重小，比较经济，在屋内外配电装置中都广泛采用铝母线。母线的截面形状，35KV及以下的屋内配电装置中，都采用矩形截面。因为它的冷却条件好，对交流肌肤效应的影响小。35KV室外高压架空线、母线一般选用钢芯铝绞线，导线截面应按经济电流密度选择，按长时允许电流进行校验，并应校验其电压损失是否合乎要求。高压线路的电压损失不允许超过5%，此外架空线路的导线应有足够的机械强度，不应由于机械强度不够而发生事故。35KV母线和架空线，均选用LGJ240型钢芯铝绞线3.3.2 6kV母线的选择选用LMY12010型立放矩形铝母线，长期允许电流为1680A满足要求。3.3.3 下井电缆型号及截面的选择下井电缆选用ZQD5-6-370型号电缆。表3-1 母线选择结果汇总35kV母线LGJ24035主变进线LGJ2406kV母线LMY120下井电缆ZQD5-6-370第4章 变电所二次回路4.1 二次回路的定义和分类所谓二次设备，是指测量表计、控制及信号器具，继电保护装置、自动装置、远动装置等，这些设备构成了发电厂、变电所的二次系统。根据测量、控制、保护和信号显示的要求，表示二次设备互相连接关系