煤矿6kv变电站供电系统设计样本

毕业设计（论文）（阐明书）题目：煤矿6Kv变电站供电系统设计姓名：xxxxxx编号：河南理工大学成人教诲学院河南理工大学成人教诲学院毕业设计（论文）任务书站别平顶山函授站年级专业电气工程自动化1班学生姓名宋乐天一、设计(论文)题目：煤矿6Kv变电站供电系统设计二、设计（论文）任务与规定1、收集原始资料，对煤矿用电负荷进行记录。2、变电站主变选取。3、高压电气设备选取。4、导线、电缆会面选取。5、变电站继电保护装置。三、设计（论文）时间3月1日至5月4日指引教师（签名）沈占彬成教院院长（签名）河南理工大学成人教诲学院毕业设计（论文）评估书站别平顶山函授站年级专业电气工程自动化1班学生姓名宋乐天一、设计(论文)题目：煤矿6Kv变电站供电系统设计二、设计（论文）阐明书34页，附图0张。三、审视意见及评语按照设计任务书规定，基本完毕了设计任务。依照学院毕业设计管理关于规定，批准（不批准）参加毕业设计（论文）答辩。指引教师（签名）沈占彬职称专家工作单位平顶山工业职业技术学院河南理工大学成人教诲学院毕业设计（论文）答辩委员会记录平顶山函授站年级专业电气工程及自动化1班学生姓名宋乐天（论文）于年5月日进行答辩。设计(论文)题目：煤矿6Kv变电站供电系统设计答辩学生向毕业设计答辩委员会（小组）提交如下资料：一、设计（论文）阐明书共34页二、设计（论文）图纸共0张三、指引教师评阅意见共1张依照学生所提供毕业设计（论文）材料和指引教师意见以及在答辩过程中学生回答问题状况，毕业设计（论文）答辩委员会（小组）作出如下决策：一、毕业设计（论文）总评语：二、毕业设计（论文）总评成绩：毕业答辩委员会主任（组长）签字：委员（成员）签字：年月日摘要采用现场调研办法，找出了原模仿电控系统存在问题及解决问题途径；采用实验分析办法，对ASCS全数字控制技术和PLC双重保护技术进行了进一步研究，找出了模仿电控系统控制精度不高、系统不稳定、故障率高且难以查找主线因素；采用ASCS全数字控制装置及双PLC保护系统代替原模仿电控装置和单PLC保护系统进行技术改造，改造后电控系统运营稳定、可靠，故障率低且容易查找。采用理论分析办法，完毕了基于速度、电流双闭环数字调节系统研究，形成了速度、电流双闭环数字调节技术理论，弥补了原有模仿调节技术局限性，充实了直流调节电控技术方式和办法。采用理论计算办法设计出了由单片机控制调节控制电路，并开发出了ASCS全数字调节控制装置。新产品具备较高科技含量，在技术性能等各项指标上均达到或超过了国家或行业原则规定。采用现场工业性实验办法，验证了ASCS全数字调节控制装置工作可靠性、运营稳定性和技术先进性。核心词：提高机PLC可靠性全数字调节目录第一章概述 11.1矿井开拓方式 11.2矿井瓦斯 11.3矿井通风系统 11.4防治自然发火状况 21.5综合防尘状况 21.6气象资料 2第二章变电所位置及供电电源确立 42.1变电所位置拟定 42.2变电所供电电源拟定 42.2.1对供电电源规定 42.2.2供电电源及供电方式拟定 42.2.3电源进线方式拟定 4第三章变电所负荷记录与主变选取 53.1变电所负荷计算 53.1.1单组用电设备负荷计算： 53.1.2变电所总计算负荷 53.2负荷记录 63.2.1低压负荷记录 63.2.2高压用电设备（组）计算负荷 73.2.3功率因数提高 83.3主变压器选取 93.3.1全矿总负荷 93.3.2全矿吨煤耗 103.3.3拟定变压器经济运营方式 10第四章变电所供电系统拟定 114.1变电所主接线方案拟定 114.1.1变电所一次接线拟定 114.1.2总降压变电所主结线 114.2二次母线 11第五章输电导线截面选取 125.1电线材料选取 125.2导线截面选取 12第六章短路电路计算 136.1计算短路电流目和任务 136.2计算短路电流原则与规定 136.3短路电流计算 136.4无限大电源容量系统短路电流计算 146.5三相短路电流和短路容量计算 146.5.1S1点短路电流和短路容量计算 146.5.2主井提高机短路计算 156.5.3副井提高机短路计算 156.5.4压刚机短路计算 166.5.5东主绞车短路计算 166.5.6新主井短路计算 166.5.7北主扇短路计算 176.5.8乙三风井短路计算 17第七章电器设备选取 217.16KV设备选取 217.1.1带接地刀闸隔离开关选型（户外） 217.1.2油断器选型 217.26KV母线选型 217.36KV设备选取 227.3.1母线选取 227.3.2支柱绝缘子选取 237.3.3熔断器选取 247.3.4电流互感器选取 247.3.5电抗器选取 247.3.6高压开关柜选取 26第八章变电所继电保护 278.1相间短路保护 278.2容器继电保护 288.3变压器继电保护 29第九章变电所用电系统 309.1直流负荷 309.2直流屏选取 30第十章变电所防雷保护 3110.1直击雷防护 3110.2雷电入侵波防护 31参照文献 33道谢 34第一章概述十一矿位于平顶山矿区西部，东与五矿、香山公司相临，西以59#勘探线为界。南以各煤层露头为界，北以各煤层-800m底板等高线为界。井田东西走向6.6南北倾斜宽3.56KM，面积约23.50Km2。矿井于1972年10月15日动工，1979年1月1日简易投产。矿井设计能力1.1矿井开拓方式矿井为立井开拓，四个立井两个水平开拓全井田。一水平标高-180m，二水平标高-593m1.2矿井瓦斯十一矿自1984年鉴定为高瓦斯矿井以来，始终按高瓦斯矿井进行管理。度矿井瓦斯鉴定成果，矿井瓦斯绝对涌出量为36.49m3/min，相对涌出量为0.86我矿二水平生产己二采区相对涌出量13.82m3/t.d，绝对量24.45m3/min，占全矿井90年装备了KJ-4矿井瓦斯安全监测系统，1996、、进行了改造，当前采、掘工作面瓦斯传感器和瓦斯闭锁装备率达100%。主副风机均安装了开停传感器，随时监测风机运营状况。在重要进风巷道安装了风速传感器，在采区重要车场风门安装了风门开停传感器。采煤工作面安装了CO和温度传感器。1.3矿井通风系统矿井通风方式为中央混合抽出式，两个中央副井及新主井进风，中央风井（立井）和南风井（斜井）两个井筒回风。矿井通风系统较为简朴、稳定、可靠。矿井采用机械通风，南风井重要通风机型号为BDK-8-NO28（两台，一用一备，运转风机与备用风机具备同等能力），配套电机功率为500KW×2，转速为739r/min，额定电流62A。中央风井新装备两台重要通风机为ANN-2884/1400N型轴流式风机，额定转速为990r/min，叶片为11片。重要通风机配套电机为Y560-6型电动机，额定转速990r/min，功率1250KW，额定电流140.7A。南风井负压244mmH2O，双级-5°/-6.5°运营，重要通风机风量8290m3/min中央风井负压141mmH2O，30°运营，重要通风机风量9550m3/min，矿井有效风量15390m3/min，有效风量率86.3%，矿井等积孔8.1m2。1.4防治自然发火状况我矿所采已组、戊组、丁组煤层均具备自然发火倾向性，已组煤层发火期只有1个月，丁、戊组煤层发火期2～3个月。我矿坚持“防止为主、防治结合”原则，在防治自然发火方面投入了大量人力、物力、财力，从通风系统管理入手，合理配风，保持通风系统稳定，回采工作面结束及时高质量进行封闭，减少采空区漏风防止自然发火。地面灌浆站对采面进行随采随注，密闭和停采线注浆充填，做好防止性灌浆。装备移动式制氮机两套，进行采空区防止性注氮。束管监测系统更新换代后，实现了束管、气相色谱仪、计算机联网，可精准分析检测各种矿井气体成分。坚持“3、6、9”防火普查制度，及时发现自然发火隐患、及时解决。引进MEA防灭火剂等技术，治理巷道高冒高温点。当前防火重点是己16-17-22071综采面、己16-17-22101综采面和己组采空区。己组采面风巷敷设注浆管路，机巷敷设注氮管路，坚持随采随注办法。1.5综合防尘状况矿制定完善了综合防尘管理制度和防尘岗位责任制，装备了（浅孔、长孔）煤体注水钻机、测尘仪等设备和仪器，采面做到随采随注、掘进工作面实现了湿式打眼。除矿井总回风巷外，做到了有巷就有防尘管。采区皮带上下山转载点安装了自动喷雾。隔爆设施、净化水幕、转载点喷雾都严格按原则安装使用。测尘合格率在80%以上。1.6气象资料日平均值：最低气温-10度，最高气温32度。年极值：最低气温-15度，最高气温38度。雷雨天数：二十天。月平均最气温：24度。1.铁路货车在运营过程中，并不总是直线运营，当列车在通过弯道时，根据铁轨特点，外侧与内侧之间有一倾角，其轮对轴承所受载荷分布不均，在轴向受力，使内圈与轴颈产生相对滑动，继而产生磨损导致配合松动。2.轴承在压装过程中，因操作工人人为失误，导致轴承与轴颈配合过盈量选配不当，在运营中因相对滑动使轴颈尺寸发生变化，导致内圈与轴磨损。3.随着重载运送发展，轴重在不断增长，过去所使用轴承在维修和运用安全性及可靠性方面存在问题日益暴露出来。第二章变电所位置及供电电源确立2.1变电所位置拟定变电所位置适当与否，将直接关系到供电可靠性，经济性和安全性。因而变电所在地应条例如下几项规定：1.尽量接近负荷中心；2.交通运送以便；3.便于各级电压线路引入和引出4.地质条件适当（例避开滑坡、危岩压煤、躲开采空区等）5.所址标高在家0年一遇高水位上，应在水源上侧，如煤场。6.留有发展余地。综合上述，结合单位所在地实际状况将变电所建在标高160米处，综机厂南，主付井东，坑木厂东北。2.2变电所供电电源拟定2.2.1对供电电源规定1.电源普通取自然电源。因煤矿是一类负荷公司，应由两回路独立电源供电。2.对一类负荷工矿公司两回路电源线路，当任一回路发生故障而停电时，另一回路应能肩负起公司所有负荷用电。3.有一类负荷工矿公司两回路电源路上，不得分接任何负荷（特殊状况下，经关于部门批准，其一回路可受不分接负荷限制）。2.2.2供电电源及供电方式拟定公司变电所电源可从邻近变电站和35KV母线T接。通过平行双回路供电获得。2.2.3电源进线方式拟定拟定两回路线路运营方式，当一回路能肩负起公司所有负荷，一回路备用。第三章变电所负荷记录与主变选取3.1变电所负荷计算负荷计算是为了选取变压器台数和容量，选取变电所电气设备和导线截面积。拟定测量仪表量程，选取继电保护装置，提供重要计算根据。因此计算精确与否直接影响设计供电质量。依照国内设计部门现行工矿公司供电设时惯用需用系数法和二项系数法，本设计采用需用系数法。3.1.1单组用电设备负荷计算：按下式计算：Pca=KdeΣPnQca=PcatgφmnSca=(Pca2+Qca2)1/2式中：Pca、Qca、Sca——该组用电设备有功，无功视在功率计算值。KW、kvar、kvA；Kde——该组用电设备需用系数。该组用电设备负荷电流按下式算：Ica=Sca/1.732UNIca——该组用电设备总负荷电流，A；UN——电网额定电压，KV该组用是设备一年耗电量是E=PcaTmaxE——该组用电设备全年和耗电量，KVATmax——该组用电设备年最大负荷运用小时，KW.h3.1.2变电所总计算负荷将变电所务组用电设备计算负荷相加，再来以组间最大负荷同步系数，即可求出变电所总计算负荷。PΣ=KsdQΣ=KSPΣQcaSΣ=(P2Σ+Q2Σ)1/2PΣ,QΣ,SΣ—变电所负荷总有功，无功，视在功率计算值KW,KVar,KVAΣPcaΣQca—变电所各组用电设备有功，无功功率计算值之和。Rsp,Ksq—各组用电设备最大负荷不能同进浮现组间最大负荷同步系数。变电所功率因数为COSΦ=PΣ/SΣ已某矿年产能力180万吨，地区电源为63KV3.2负荷记录3.2.1低压负荷记录负荷记录从线路末端开始逐级向电源记录。然后参加全矿负荷记录。下面是以地面工业广场进行计算.用电设备功率拟定。由于煤矿大量负荷为长时工作制，其设备功率记录，等于其额定功率。所用单相负荷按三相负荷记计算。用电设备（组）计算负荷。用需用系数法。现以主井提高辅助设备为例计算各组设备计算负荷。Kde=0.7COSΦWM=0.7则Pca=KdeΣPN=0.7*259.8=181.9KWQca=QcatanΦWM=181.9×1.02=185.5KVarSca=(p2ca+q2ca)1/2=(181.92+185.52)1/2=259.8KVAIca=Sa/1.732UN=259.8/1.732×0.38=394.7A地面工业广场低压负荷记录ΣPca=181.9+158.8+...+256.0=1325.9RWΣQca=185.5+162.0+...+40.0=998.8KVAR1)低压计算负荷：工业广场低压计算取KSP=0.95，KSQ=0.97则：pca1Σ=kspΣpca=0.95×1325.9＝1259.6kwqcaΣ=kspΣqca=0.97×998.8=968.8kvarbca1Σ=(p2ca+q2ca)1/2=(1259.62+968.82)1/2=1589.1kvaIca1Σ=sca1Σ/1.732un=1589.1/1.732×0.38=2414.4cosΦwm=pca1Σ/bca1Σ=1259.6/1589.1=0.793配电变压器选取。因工业广场低压负荷有一类辅助设备，为保证供电可靠性须选两台变压器，每台变压器计算容量为：SNT≥ΣST=KtpScaΣ=0.7×1589.1=1112.4KVA选SΦ—1250/10型变压器两台其技术数据。变压器负荷系数为β=ScaΣ/2SNT=1589.1/2×1250=0.6362)地面工业广场高压侧计算负荷。工业广场低压计算负荷加配电变压器功率损耗；即为6KV高压侧计算负荷。ΔPT=2×（Pit＋PNT2）=2×（2.2＋11.8×0.636×0.636）=13.9KWΔQT=2×((I0%/100)SNT+(US%/100)SNTβ2)=2×(1.3/100×1250+4.5/100×1250×0.6362)=75.5KVAR高压侧计算负荷：PcaΣ=PcaΣ+ΔPT=1259.6+13.9=1273.5KWQcaΣ=QcaΣ+ΔQT=968.8+75.5=1044.3KVarScaΣ=(P2caΣ+QcaΣ)1/2=(1273.52+1044.32)1/2=164.9KVAIcaΣ=ScaΣ/1.732UN=1346.9/1.732×6=158.5COSΦWM=PcaΣ/ScaΣ=1273.5/1646.9=0.773EΣ=ΣE=(636.7+714.6+...+55.6)=5305.0MW·h将高压侧计算，参加全矿负荷记录，其他各组低压设备负荷计算同上。全矿负荷记录3.2.2高压用电设备（组）计算负荷其计算办法与上述辅助设备计算相似。全矿高压负荷总计，将全矿各组高压侧计算负荷相加，即：ΣPca=720+504+...+1212.8=9452.8KWΣQca=4464+313+...+1067.3=6512KVar全矿计算负荷。计算全矿6KV侧总计算负荷应考虑各组间最大负荷相似时系数取Ksp=0.9，Ksq=0.95则:PΣ=KspΣPac=0.9×9452.8=8507.5KWQΣ=KspΣQca=0.95×6512=6186.4KVarSΣ=(P2Σ+Q2Σ)1/2=10519KVACOΦNAT=PΣ/SΣ=8507.5/10519=0.809＜0.93.2.3功率因数提高电容器补偿容量计算电容器所需补偿容量。因全矿自然功率因数COSΦ=0.809低于0.9，因此应进行人工补偿，补偿后功率因数应达到0.95以上即COPAT=0.95。则全矿所需补容量为：QC=PΣ(tanΦNAT-tanΦac)=8507.5×(0.588-0.329)=2203.4KVar电容器柜数及型号拟定。电容器拟采用双星接线按在变电所二次线线上，因而先择标字为30RUAR。额定电压为6.3/1.732KV电容器。装电容器柜中，每柜装15个。每柜定为450KVAR，则电容器柜总数为N=QC/qNC(UW/VNC)1/2=2203.4/450×((6÷1.732)/(6.3÷1.732))≈6由于电容器柜分接在两段母线上，且为了每段母线上构成双星线，因而每段母线上电容器应提成相待两组即N=N/4=6/4=1.5取：不不大于计算整数N=5;变电所电容器总之为N=2×5=10台电容器实际补偿容量Qac=qCN(UW/UNC)1/2=450×10×（6÷1.732）／（6.3÷1.732）=4081.6KVar人工补偿后功率因数Qac=QΣ-QC=6186.05-4081.6=2105KVarSac=(P2Σ+Q2AC)1/2=8764.1KVACOSΦac=PΣ/Sac=0.97功率因数符合规定。3.3主变压器选取由于本变电所有一类负荷，因此选取两台变压器。当为两台同步工作时，每台变压器容量SNT≥ST=Ktp×Sac=7888kVA经记录全矿一、二类负荷计算有功功率8507.5KW无功功率2105KVar。考虑到一段母线退出运营后，电容器补偿容量为总补偿容量一半即4145.25KVAR,因此其总视在计算容量（8507.52+41452）1/2=9464KVA。占全矿负荷66为0.89。不大于0.9，因此故障保证系数Ktd应取0.8，选SF27—12500135型变压器两台变压器负荷率为β=Sac/2SNT=0.43.3.1全矿总负荷变压器有功损耗ΔPT=2×(ΔPit+PiTβ2)=2×（23.5＋81.7×0.4×0.4）=52.16变压器无功损耗ΔQT=2×((Z%/100)SNT+(US%/100)SN×Tβ2)=2×（0.7／100×12500＋8／100×12500×0.4×0.4）=495KVar全矿总负荷PΣ=PΣ+ΔPT=8507.5＋52.16=85596.66KWQΣ=Qac+ΔQT=2105＋495=26000kvarSΣ=(P2Σ+Q2Σ)1/2=8945.8KVACOSΦΣ=8559.66/8945.8=0.96IΣ=SΣ/1.732×UN=129.1全矿功率因数为0.963.3.2全矿吨煤耗由负荷登记表可知。全矿总耗电统为31072.8MWh本矿容量为180.万吨，故吨煤电耗为：ET=EΣ/T=17.3KWh/t3.3.3拟定变压器经济运营方式临界负荷Scr=12500×(2×(16+0.007×0.1×12500)/(62+0.09×0.1×1250))1/2=6700KV临界负荷率一台变压器经济临界系数为βec=Scr/SNR=0.54当变电所总负荷不不大于6700KVA时，两台并联运营，当负荷不大于6700KVA时一台单独运营经济。第四章变电所供电系统拟定4.1变电所主接线方案拟定变电所主接线应依照变电所在电力系统中所处地位，时出线回路线，设备特点及负荷性质等条件拟定。主接线应在保证供电安全可靠前提下，力耱接线简朴，运营灵活，维护和操作以便，并尽量节约投资和运营维护费用，还应结合工矿公司发展规划留有必要扩建余地。4.1.1变电所一次接线拟定主接线应依照它在电力系统中地位，回路数，设备特点及负荷性等条件来拟定并应满足可靠性，灵活性和经济性四项基本规定：1.满足各类负荷对供电可靠性规定。2.变电所主接线应力求简朴，可靠运营，灵活操作，安全以便。3.在保证安全可靠前提下，应使投资费用运营费用至少，满足合理规定。4.应有发展也许，并要有发展余地。4.1.2总降压变电所主结线为了保证供电可靠性，公司35KV总变电所，采用有两路电源和两台主变压器全桥结线：全桥结线长处：是线路侧，变压器侧和母线桥上都装有断路器，故其具备运营灵活，适应性强，无论是切换变压器，还是切换线路都可以便地操作并易发展分段单母线中间变电所。缺陷：所用设备多，投资大，占地面积大。4.2二次母线变电所二次母线是指主变压器低压侧所联接母线。二次母线采用单母线分段式结线：电源进线分别接于不同母线段上，对于变电所重要负荷，其配出线必要分别接在两段母线上，构成平行双回路以防母线故障中断供电。对只有一回路电源线路其他负荷，分散接在两段母线上。第五章输电导线截面选取输电导线选取是供电设计重要内容之一、为保证供电安全可靠，经济全理和供电质量规定，必要对的合理地选取办电导线型号和截面。5.1电线材料选取35KV一次侧架空线路普通采用钢芯铝绞线6KV线路，采用电缆锚设。35KV二次侧采用矩形硬铝线5.2导线截面选取高压线路导线截面普通按经济电流密度选取按最大长时工作电流选取。为计算短电流在此只选取6KV电缆选取：按经济电流密度选取截面Ae=Imn/IedAe——导线经济截面MNIed——经济电流密度=2.25Imn——常运营时线路最大长时工作电流A下面以主井提高为例计算Ae=Imn/Ied=82/2.25=36.2MN表5-1电气设备登记表电气设备名称满足机械强度最小截面/mm2采煤机组50-95刮板机，输送机，转载机75-50小绞车，装煤.岩机10-25照明干线4-6手持电钻4第六章短路电路计算6.1计算短路电流目和任务为了对的选取电气设备；选取和整定继电保护装置；拟定与否要采用限流办法及对的选取限流设备。所需计算短路参数有：最大、最小运营方式下次暂态短路电流I，最大运营下次暂态，短路容易S，短路性电流IM及冲击电流有效值Iim，短路发生0.2s时短路时短路电流周期分量有效值I0.25时短路电流周期分量有效值I0.2三相短路量S0.2，稳态短路电流有效值ISS等。6.2计算短路电流原则与规定1.拟定系统最大、最小运营方式时，应为也许发生最大、最小短路电流时正常运营方式，仅在例闻操作过程中浮现短路运营状况普通不考虑。2.以供电电源总额定量为基准容量，当短路回路相对基准阻抗不不大于3时，及电源总额定量为某点短.路容量3信及以上时，应视为无限大电源容量系统。3.计算电抗器电抗值时，不应忽视电抗器额定电压与平均电压差值，否则误差太大。6.3短路电流计算短路稳态电流用Iss，用它来检查设备热稳定性。次暂态短路电流I，I=Iss=Ipe短路电流冲击值，IimIim=IpemSin(1800-900)+Ipe*me-0.01/ts=21/2KimI式中Kim—冲击系数，即：Kim=1+e(-0.01/Ts)高压电网Iim=21/2KimI=2.55I普通电网Iim=1.84I短路冲击电流有效值对于高压电网Iim=1.25I对于低压电网Iim=1.09I次暂态短路容量SS=1.732×IUav式中Uav—短路查所在电网平均电压短路后0.2s时短路电流周期分量有效值和短路容量短路电流周期分量有效值：I0.2=Iss=I额定断流容量：Saz=Sss=S6.4无限大电源容量系统短路电流计算1.绘制计算电路图：计算短路电流时应一方面绘制短路计算图，和最大运营方式电路分别绘制。2.绘制等值电路图计算短路电流时，为了使计算不容易发生错误，还绘制短路点等值电路图。6.5三相短路电流和短路容量计算绘制电路图并计算各元件相对基准电抗，选取基准容量Sda=100MVA则各元件相对基准电抗为：电源系统相对基准电抗：X1*da=Sda/Ss=100／5000=0.2 高压架空线路相对基准电抗:X2*da=X2=Sda/U2da=0.4×5.5×100／37×37=0.146变压器相对基准电抗:X3*da=Us%/100×Sda/SNT=9／100×100／125=0.726.5.1S1点短路电流和短路容量计算S1点短路时短路回路总相对电抗为:XΣ*da=X1*da+X2*da+X3*da=1.066S1点基准电流:Ida=Sda/1.732*Uda=9.165KA三相短路电流：I(3)S1=I(3)S1*daIda=8.6KA三相短路容量：Ss1=Sda/XΣ*da=93.8VAS2点短路电流和短路额:Xs=Us%/100+Sda/SNT=4.5／100×100／125=0.36S2点总相对电抗为：XΣ*da=1.066+0.36=1.096S2点基准电流:三相短路电流I(3)S=Ida/XΣda=8.36KA三相短路额S=Sda/XΣda=91.2MVA6.5.2主井提高机短路计算电缆相对基准电流:X3*da=X3*(Sda/U2da)=0.18×0.38×100／6.3×6.3=0.1723S3点短路图路总相对电抗为:XΣ*da=0.2+0.146+0.72+0.1723=1.2383三相短路电流：IS(3)=Id%/XΣ*da=7.4KA三相短路容量。S(3)s=Sda/XΣ*da=81.71MVA6.5.3副井提高机短路计算电缆相对基准电抗:X4*da=X4*(Sda/U2da)=0.17×0.522×100／6.3×6.3=0.2236S4点短路回路总相对电抗为:XΣ*da=0.2+0.146+0.72+0.2236=1.2896三相短路电流:I(4)3=Ida/XΣ*da=7.11KA三相短路容量:S(4)2=Sda/XΣ*da=77.54MVA6.5.4压刚机短路计算电缆相对基准电抗:X5*da=X5(Sda/U2da)=0.732×0.26×100／6.3×6.3=0.4796S5点短路回路总相对电抗为:X5*da=0.2+0.146+0.72+0.4796=1.5456三相短路电流：I(5)s=Ida/XΣ*da=5.93KA三相短路容量：S(5)s=Sda/XΣ*da=64.7MVA6.5.5东主绞车短路计算电缆相对基准电抗:X6*da=X6*(Sda/U2da)=0.732×0.3×100／6.3×6.3=0.55S6点短路回路总相对电抗为:XΣ*da=0.2+0.146+0.72+0.55=1.616三相短路电流：I(6)s=Ida/XΣ*da=5.76KA三相短路容量：S(6)s=Sda/XΣ*da=61.88MVA6.5.6新主井短路计算电缆相对基准电抗:X7*da=X7*(Sda/U2da)=0.732×0.2×100／6.3×6.3=0.36S7点短路回路总相对电抗为:XΣ*da=0.2+0.146+0.72+0.369=1.435三相短路电流：X(7)s=Ida/XΣ*da=6.387KA三相短路容量：S(7)s=Sda/XΣ*da=69.69KVA6.5.7北主扇短路计算电缆相对基准电抗:X8*da=X8(Sda/U2da)=1=0.732×0.2×100／6.3×6.3×107S8点短路回路总相对电抗:XΣ*da=0.2+0.146+0.72+1.107=2.173三相短路电流：I8)s=Ida/XΣ*da=4.22KA三相短路容量:S(8)s=Sda/XΣ*da=46MVA6.5.8乙三风井短路计算电缆相对基准电抗:X9*da=X9(Sda/U2da)=0.575=0.732×0.2×100／6.3×6.3S9点短路回路总相对电抗:XΣ*da=0.2+0.146+0.72+0.575=1.641三相短路电流:I(9)s=Ida/XΣ*da=5.59KA三相短路容量：S(9)s=Sda/XΣ*da=60.94MVA1）水泵线短路计算电线相对基准电抗:X10*da=X10(Sda/U2da)=0.575=0.732×0.2×100／6.3×6.3S10点短路回路总相对电抗:XΣ*da=0.2+0.146+0.72+4.24=5.306三相短路电流：I(10)s=Ida/XΣ*da=1.727KA三相短路容量：S(10)s=Sda/XΣ*da=18.85MVA2）地面广场及低压附助设备短路计算电线相对基准电抗:X11*da=X11(Sda/U2da)=0.732×2.3×100／6.3×6.3=1.444S11点短路回路总相对电抗:XΣ*da=0.2+0.146+0.72+1.444=2.51三相短路电流:I(11)s=Ida/XΣ*da=3.65KA三相短路容量：S(11)s=Sda/XΣ*da=39.84MVA砌块厂短路计算电线相对基准电抗:X12*da=X12(Sda/U2da)=0.52×0.5×100／6.3×6.3=0.658S12点短路回路总相对电抗:XΣ*da=0.2+0.146+0.72+0.658=1.724三相短路电流：I(12)s=Ida/XΣ*da=5.32KA三相短路容量：S(12)s=Sda/XΣ*da=58MVA4）综机厂短路计算电线相对基准电抗：X13*da=X13(Sda/U2da)=0.732×0.75×100／6.3×6.3=1.383S13点短路回路总相对电抗：XΣ*da=0.2+0.146+0.72+1.383=2.449三相短路电流：I(13)s=Ida/XΣ*da=3.74KA三相短路容量：S(13)s=Sda/XΣ*da=40.83MVA5）综机库短路计算电线相对基准电抗：X14*da=X14(Sda/U2da)=0.1×83×0.2×100／6.3×6.3=0.922S14点短路回路总相对电抗：XΣ*da=0.2+0.146+0.72+0.922=1.988三相短路电流：I(14)s=Ida/XΣ*da=4.61KA三相短路容量：S(14)s=Sda/XΣ*da=50.3MVA6）工人村短路计算电线相对基准电抗：X15*da=X15(Sda/U2da)=0.732×0.4×100／6.3×6.3=0.738S15点短路回路总相对电抗：XΣ*da=0.2+0.146+0.72+0.738=1.804三相短路电流：I(15)s=Ida/XΣ*da=5.08KA三相短路容量：S(15)s=Sda/XΣ*da=55.43MVA丁九、戊九、井下车场用第一水平变电所，共用一根201至铅包电缆线电线相对基准电抗：X*da=X(Sda/U2da)=0.9×0.522×100／6.3×6.3=1.184短路回路总相对电抗：XΣ*da=0.2+0.146+0.72+1.184=2.25三相短路电流：Is=Ida/XΣ*da=4.07KA三相短路容量：Ss=Sda/XΣ*da=44.44MVA车移乙三用第二水平变电所，共用2根铠装电缆线电线相对基准电抗：X*da=X(Sda/U2da)=0.382×1.2×100／6.3×6.3=1.154短路回路总相对电抗：XΣ*da=0.2+0.146+0.72+1.154=2.218三相短路电流：Is=Ida/XΣ*da=4.132KA三相短路容量:Ss=Sda/XΣ*da=45.08MVA第七章电器设备选取7.16KV设备选取7.1.1带接地刀闸隔离开关选型（户外）运用短路电流检查简化计GW5-6G型隔离开关计算项目，实际需要值，GW5-6G1600额定值电压，6KV，电流，In=1.05Sn/1.732×UN=1.05×12500／1.732×6=219动稳定ikr=2.55×9165=20.62KA热稳定IK（tf／t）1／2=9.165×（1.2／5）=4.54KAIt7=16.7KA注其操作机构配选用CS-G型7.1.2油断器选型运用短路电流检查简化计选用SW2-35/1000表7-1油断路器参数项目实际需要值SW2-6/1000电压6KV6KV电流219A1000A动稳定ikr=20.62KA63.4KA热稳定IK=4.59KASW2-6/1000型户外油断路器符合规定选用CD2型电动操作机械7.26KV母线选型1.按持续工作电流选取In=219A对电压为6KV户外配线选用钢铝绞线作为母线选用LGJ-70，其载流量为换算到最高温度环境400C，其载流量为Iθ=Icck=289×［（70－40）／（70－25）］1／2=234.7219因此满足载流量规定还需要进行热稳定校验已知tf=1.255秒IK=9165A从表3-1A=(9165/200)×(1.255×1)1/2=50.8mm2<注截面满足导线截面规定；故所选截面满足热稳定规定7.36KV设备选取7.3.1母线选取按容许载流量选取母线母线采用平放式依照Ica=1250A选80*8矩形铝母线其长时容许电流为1553A由于环境最高为Ipr=Ip((θp-θ)/(θp-θo))1/2=1553×［（70／40）／（70／25）］1／2=1268>1250故所选母线合格。短路动稳定校验形壮系数曲线可知80*8mm2矩形母线形状系数Ks=1每路每线所受最大电动力为F=1.73Ks(i(3)lim)2L/a*10-7=400.4F——三相短路时中间一相导体所受电动力i(3)lim——三相短路电流冲击值Ｌ——母线跨距a——两母线间中心线间距离Ks——母线形状系数选用RGN-10型开关L=1180mm柜b=1600mm作用在母线上弯矩力M=FL/10=4004.4×136／10=5445.44N母线抗矩W为W=(b2*h)/b=8×8×0.8／6=8.5cm母线应力计算6ca=6860N/cm2>641N/cm2故满足稳定规定短路热稳定校验由于是无限大电源容量系统因此短路电流作用时间最大为1.75铝母线热稳定C=97,母线最小热稳定截面Amm=Iim/C(ti)1/2=9165／97×（1.7）1／2=640mm故热稳定校验合格7.3.2支柱绝缘子选取因母线为单一矩形母线且面积不大故选用ZNA-6型户内支柱绝缘子，其额定电压为6.3KV。破坏力=3675N故其容许抗弯力为Fca=0.8Fd=2925.6N满足动稳定条件穿墙套管选取由于母线式时工作电为1250A，电压6KV，故选户外铝导体穿墙套管型号为CW2B-10/1500额定电压10KV额定电流1500A，套管长为0.8m最大破坏力为7935N，热稳定为35热稳定校验Iss(ti /t)1/2=9.165×（1.7／5）1／2=4.45<35KA故热稳定满足规定动稳定校验支柱距L=(L1+L2)/2=（700＋80）／2=390电动力F=1.73×Ks(i(3)lim)2×L/a×10-7=1.732×1×（2.55×9165）2390／25×10-7=1148N选B级抗弯强度穿墙套管Fd=7935N.M0.6Fd=0.6×7935=4761.7≥1148N满足动稳定规定由上述可知先CW2B-10/1500型绝缘穿墙套管7.3.3熔断器选取IN.F>=IN.F>=IcaUn>=Un.wIN>=IcaUN——-电气设备额定电流Ica——-渡过设备最大电流Unw——-电网额定电压ＩNF——-熔断器断路容量ZNf——熔体额定电流7.3.4电流互感器选取电流互感器额定电UN应不不大于等效电网额定电压UN.W电流互感器一次侧电流Zzn应不不大于等1.2-1.5倍电网最大长时工作电流Zca电流互感器热稳定校验KtsIIn=Its>=Iss(t′/t)1/2IIN————-电流互感器一次额定电流AIts————电流互感器热稳定电流At——－-给定热稳定期间数为1s7.3.5电抗器选取当短路容量太大，超过开关断流容量男式所选设备不经济时，此时可采用变压器分列运营或装设电抗器来限制短路电流，当需要提高母线残压时，也需装设电抗器。按百分电抗值选取xi%=100×((Sda/Ssmax)-XΣ*da)*(1.732Inr/Unr)*(U2da/Sda)式中XΣ*da————未串电抗器前系统相对基准电抗Sda————-计算短路电流时选用基准容量Ssmax————-规定限制到短路容量最大值Unr、Inr-————电抗器额定电压、额定电流按电压损失校验正常工作时，电抗器电压损压不得过大，否则会使负荷载端电压过低。正常工作时，规定电抗器电压损失百分几数ΔUr％，不得超过5%即ΔUr％=Xr%Ica/InrSinα≤5%式中Ica——通过电抗器最大长时工作电流α-——负荷功率因数角母线残存电压校验如接电抗器馈出线无速断保护时，当电抗器出口处发生短路，母线残压Ure%不应低于60％-70％即Ure%=Xr%(I″/Iur)≥60％-70％式中I″————-电抗器出口处短路时次暂忘短路电流如果串联器目是为了限制短路电流，则母线残压可不作校验Xr%=100×(100/500-XΣ*da)×(1.732INr/UNr)×(U2da/Sda)=100×0.68×0.433×0.36=9.35%取10％查《电力工程手册》选NKL-6-1500-10电抗器表7-2电抗器器参数额定电流额定电压通过容量无功功率150063*5200520电抗器校验NKL型铝电缆水泥电抗器技术数，NKL-6-1500-10动稳定电流为38.2KA/S热稳定电流为62.3KA，电抗器出口处短路电流为I″=Iss=9.165KA则：动稳定校验Iim=2.55I″(3)=2.55×90165＝23.37KA<38.2KA动稳定校验合格热稳定校验I2tsT=192×62.32×1=3881.25≥I2sstii=9.165×1.2=100.79满足热稳定电压损失校验ΔUr%=Xr%*(Ica/INr)Sinα=10×1029／1500×0.6=4.116<10故所选电抗器正常工作时电压损失符合规定7.3.6高压开关柜选取6KV高压配电装置普通采用五防功能成套高压开关柜其五防是：防误分、误合断路器、防带负荷分合隔离开关、防带电接地线、防带地线全隔离开关，防止误带电间隔为检修维护以便选用KGN-10型开柜。第八章变电所继电保护矿用6KV供电系统属于接地电流系统，只装设防止相间短路保护装置或防止单相接地有选取性高压漏电保护装置。8.1相间短路保护保护装设原则采用两相接线，整个系统保护均装设在同名相相上。普通装设两段电流保护装置，第一段无时限电流速断保护辅助保护，第二段带延时电流保护为主保护。过电流速断保护整定计算Uopk=(KkKx/KerKi)×IwmaxIop————-继电器动作电流Kk————-可靠系数取1.2Kx————保护装置接线系数1.732Ki-————电流互感器变系比Iopk————-最大工作电流敏捷度校验对主保护Kr=Ｉ(2)2mm/Ｉop>1.5对后保护Kr=Ｉ(2)smm/Ｉop>1.2主井提高Ｉopk=(KkKx/ＫerKi)×Iwmax=1.2×1.732／0.8×150／5=7.175选用DL-34型电流继电器，Ker=0.8取20对主保护Kr=Ｉsmm/KerKi=0.866×9165／7.175×150／5=36.9>1.5对后保护Kr=Ｉ(2)m/Ｉop=0.866×7400／7.175×150／5=29.7>1.2阐明采用差劲联接保护装置敏捷度付合规定。过电流保护时限拟定tp=tCD+ttD————-保护装置整定teD————-末端相邻元件保护整定期间为0.7st-————时限阶段DL继电器取0.5stD=0.7+0.5=1.258.2容器继电保护容量为400Kavr以上电容器组应采用无时过电流保护动作于断路器跳闸保持应躲过接地电容冲击电流采用两相保护。熔断器保护电容器冲击电流INf=KIINCINf————-熔体额定电流INf————-电容器组额定电流Kk————可靠系数(1.3-1.8)INf=1.5－45=70.5用电流动作电流Kk-FP过电流保护=1.3-1.5Iopk=(Kk*Kx/Ki)INC=12.2选用DL-34电流继电器和DS-111型时间继电器母线继电保护f二侧Iop=KkIop*max=1.1×1250=1375一次侧Iop=KkZop*max=1.1×219=240.9继电器动作电流Iopk=(KkKx/Ki)Iop*max=1.1×1.732／200／5×240.9=11.47Iopk=1.1×1.732/(400/5)=10.92保护敏捷度校验Kr=I(2)Smm/IopkKi=1000／11.47×200／5=2.1＞2Kr=1500/(10.42×(400/5))=1.7>1.28.3变压器继电保护电流保护Iopk=KkKr/KTKi=1.2×1.732／35／6×400／5=40.8KT————-变压器变比保护装置敏捷度校验Kr=I(2)smm/IopKi=6700／40.8×400／5=2.05≥2变压器过电流保护Iop=(Kk/Kre)Iw*max=1.2／0.85×1250=1702Iw*max-——变压器最大工作电流Kk-——可靠系数取1.2-1.3Kre-——返回系数取0.85保护装置敏捷度校验Kr=I(2)smm/Iop=（6700/1702）=3.9≥1.5变压器过负荷保护Iop=(Kk/Kre)INT=0.85／1.05=1012Kk——返回系数取0.85。INT——变压器额定电流。Kre——可靠系数取1.05。第九章变电所用电系统向变电所内用负荷供电系统称为变电