目錄1概述311設計依據412設計范圍413基礎資料42負荷計算521負荷計算的目的和意義522負荷計算方法623負荷計算過程7231各用電設備組負荷計算8232無功補償計算及電容器柜選擇9233補償后6KV母線側總計算負荷及功率因數校驗93變電所主變壓器選擇1031變壓器的選取原則1032變壓器選擇計算1133變壓器損耗計算113435KV側全礦負荷計算及功率因數校驗1235變壓器經濟運行方案的確定124電氣主接線設計1341對主接線的基本要求1342變電所高壓側的主接線方式14421線路變壓器組14422橋式接線1543610KV配電系統(tǒng)接線方式1644本所電氣主接線設計方案18441確定礦井35KV進線回路1844235KV、6KV主接線的確定185短路電流計算1951短路電流計算的目的1952短路電流計算中需要計算的數值1953三相短路電流計算計算的步驟2154短路電流計算過程2255短路參數匯總表3556負荷電流統(tǒng)計表376供電系統(tǒng)電氣設備的選擇3761高壓電器設備選擇的一般原則3862高壓開關設備的選擇及校驗39621斷路器的選擇及校驗39622本所斷路器的選擇及校驗40623隔離開關的選擇及校驗41624限流電抗器的選擇43625高壓熔斷器的選擇4463儀用互感器的選擇及校驗45631電流互感器的選擇及校驗45632電壓互感器的選擇及校驗46633避雷器選擇471概述11設計依據1、中華人民共和國建設部及國家技術監(jiān)督局聯(lián)合發(fā)布的礦山電力設計規(guī)范。2、中華人民共和國電力公司發(fā)布的35KV110KV無人值班變電站設計規(guī)程。3、電力工程電氣設計手冊（電氣一次部分）。4、煤礦電工手冊（地面供電部分）。12設計范圍1、全礦供電系統(tǒng)、主變壓器的一、二次線及繼電保護裝置。2、所內主控制室、各級電壓配電裝置和輔助設施。3、所區(qū)總平面設計。13基礎資料1、本礦概況本礦井為年產60萬噸的高沼氣礦井，分主、副兩井，為立井開掘，一水平井深250M，預期服役年限為70年。主副兩井距離為80M，距35KV變電所距離均為02KM。2、供用電協(xié)議礦井地面變電所距上級變電所6KM，采用雙回路架空線供電，已知上級變電所最大運行方式下的系統(tǒng)阻抗為036，最小運行方式下的阻抗為069。35KV過流整定時限為3S。電費收取方法采用兩部電價制，在變電所35KV側計量，固定部分按使用的主變壓器容量收費，每千瓦每月5元，流動部分為每千瓦5分。3、自然條件（1）日最高氣溫43，日最低氣溫17。（2）土壤溫度27（最熱日）。（3）凍土層厚度為055M，變電所土質為沙質粘土。（4）本礦主導風向為西北方向，最大風速為26M/S。（5）地震烈度為7度。4、原始負荷資料負荷資料見表11全礦電力負荷統(tǒng)計設備容量（KW）編號設備名稱電壓（KV）電機型號電機容量KW安裝臺數安裝容量工作容量需要系數KX功率因數COSTAN離地面變電所的距離（KM）備注1234567891011121主提升機6繞線8001/180080008908306702離副井80M2副提升機6繞線6301/1630630080080075023主扇風機6同步10002/12000100008309004812COS超前4壓風機6同步2503/275050008009004802COS超前5礦綜合廠038330290062080075053類負荷6機修廠0386205500520750880253類負荷7選煤廠0388006500750780800458地面低壓038800700070075088005變壓器在所內，生產負荷占759井下主排水泵6鼠籠5004/22000100008508506205井下6KV電纜長14KM10一采區(qū)668065006507808011二采區(qū)6110095007007608612井底車廠06616516507007508813工人村038450360085081072153類負荷14支農038310310080080075253類負荷表21全礦電力負荷統(tǒng)計表2負荷計算21負荷計算的目的和意義計算負荷是一年內最高日負荷曲線中30MIN平均負荷的最大值，又稱需要負荷或最大負荷，記作PCA。是根據已知的用電設備安裝容量確定的預期不變的最大假想負荷。它是設計時作為選擇電力系統(tǒng)供電線路的導線截面、變壓器容量、開關電器及互感器等的額定參數的重要依據。負荷計算的目的是為了掌握用電情況，合理選擇配電系統(tǒng)的設備和元件，如導線、電纜、變壓器、開關等。負荷計算過小，則依此選用的設備和載流部分有過熱的危險，輕者使線路和配電設備壽命降低，重者影響供電系統(tǒng)的安全運行。負荷計算偏大，則造成設備的浪費和投資的增大。為此，正確進行負荷計算是供電設計的前提，也是實現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經濟運行的必要手段。22負荷計算方法目前，負荷計算常用需要系數法、利用系數法和二項式法。1、需要系數法用設備功率乘以需要系數和同時系數，直接求出計算負荷。這種方法比較簡便，應用廣泛，尤其適用于配、變電所的負荷計算。2、利用系數法采用利用系數求出最大負荷班的平均負荷，再考慮設備臺數和功率差異的影響，乘以與有效臺數有關的最大系數得出計算負荷。這種方法的理論根據是概率論和數理統(tǒng)計，因而計算結果比較接近實際。適用于各種范圍的負荷計算，但計算過程稍繁。3、單位面積功率法、單位指標法和單位產品耗電法。前兩者多用于民用建筑，后者適用于某些工業(yè)建筑。在用電設備功率和臺數無法確定時，或者設計前期，這些方法是確定設備負荷的主要方法。本設計采用需要系數法進行負荷計算，步驟如下1、用電設備分組，并確定各組用電設備的總額定容量。2、用電設備組計算負荷的確定。用電設備組是由工藝性質相同需要系數相近的一些設備合并成的一組用電設備。在一個車間中可根據具體情況將用電設備分為若干組，在分別計算各用電設備組的計算負荷。其計算公式為，KWNXCAPK,KVAR（2TNQ1）2CACAS，KVA式中CP、該用電設備組的有功、無功、視在功率計算負荷；該用電設備組的設備總額定容量，KW；N功率因數角的正切值；TAN需要系數，由表11查得。XK3、多組用電設備組的計算負荷在配電干線上或車間變電所低壓母線上，常有多個用電設備組同時工作，但是各個用電設備組的最大負荷也非同時出現(xiàn)，因此在求配電干線或車間變電所低壓母線的計算負荷時，應再計入一個同時系數。具K體計算如下I1、2、3，MMIINXCAPK1（22）IIXCQTAN2CAS式中CAP、為配電干線式變電站低壓母線的有功、無功、C視在計算負荷；同時系數；KM該配電干線或變電站低壓母線上所接用電設備組總數；分別對應于某一用電設備組的需要系數、功率因INXP、TAN數角正切值、總設備容量；23負荷計算過程231各用電設備組負荷計算1、用電設備分組，由表11確定各組用電設備的總額定容量。2、由表11查出各用電設備組的需要系數和功率因數，XKCOS根據公式21計算出各用電設備組的計算負荷。（1）對主提升機089，083，067XKCOSTAN則有功功率KW；712809NXAP無功功率KVAR；46TCQ視在功率KVA；8522CAAS同樣方法可計算出其它各用電設備組的計算負荷，結果記入表21全礦電力負荷計算負荷表中。注主扇風機、壓風機等功率因數超前，表示其無功電流為容性，即提供無功功率，起無功補償作用，它們的計算無功功率為負值。表21全礦電力負荷計算負荷表計算負荷用戶名稱設備容量KW需要系數KX功率因數COSTANCAPKWCAQKVARCASKVA一、地面部分1、主提升機8000890830677124778572、副提升機63008080755043786303、主扇風機1000083090488303989214、壓風機50008090484001924445、礦綜合廠290062080751801352256、機修廠5500520750882862523817、選煤廠650075078084883906258、地面低壓70007075088490431653地面小計38901473二、井下部分9、井下主排水泵1000085085062850527100010、一采區(qū)6500650780842333854211、二采區(qū)9500707608666557287712、井底車場16507075088116102155井下小計205415392584三、其它用戶13、工人村36008508107230622037714、支農3100808075248186310其它小計554406全礦計算負荷64983418232無功補償計算及電容器柜選擇1、無功補償計算當采用提高用電設備自然功率因數的方法后，功率因數仍不能達到供用電規(guī)則所要求的數值時，就需要設置專門的補償設備來提高功率因數。在工礦企業(yè)用戶中，廣泛采用靜電電容器作為無功補償電源。用電力電容器作為無功補償以提高功率因數時，其電力電容器的補償容量用下式確定CQ（29）TANT21CACP式中月平均有功負荷系數，在0708間補償前功率因數角的正切值；1TAN補償后要求達到的功率因數角的正切值；2本設計供電規(guī)范要求功率因數應達到09及以上。假設補償后6KV側功率因數，取08，則所需補償容量由094COS6360TAN公式29計算得TANT66CACPQ035280KVAR9432、電容器柜的選擇及實際補償容量計算本設計采用高壓集中補償方式。因礦井地面變電所6KV為單母分段接線，故所選電容器柜應分別安裝在兩段母線上，即電容器柜數應取偶數?，F(xiàn)選用西安高壓開關廠生產的GR1/6型高壓靜電電容柜，每柜安裝容量為240KVAR，最大不超過360KVAR，據此可計算出電容器柜的CQ數量為932406CQQN取偶數N4則實際補償容量為KVAR96024CSCQ折算為計算容量為KVAR1SCQ233補償后6KV母線側總計算負荷及功率因數校驗功率補償后6KV側有功功率KW6208CAP無功功率KVAR21970397CCQ視在功率KVA65868266ACAS補償后6KV母線功率因數9405OS6CAP滿足要求。3變電所主變壓器選擇根據第二章的計算負荷以及負荷對供電可靠性和電能質量的要求選擇變壓器的臺數和容量。31變壓器的選取原則總降壓變電所變壓器臺數的確定需綜合考慮負荷容量、對供電可靠性的要求、發(fā)展規(guī)劃等因素。變壓器臺數越多，供電可靠性就越高，但設備投資必然加大。運行費用也要增加。因此，在滿足可靠性要求的條件下，變壓器臺數越少越經濟。對三級負荷供電的變電所以及對可取的低壓設備電源的一二級負荷供電時，皆選用一臺主變壓器。對于有大量一、二級用電負荷、或總用電負荷季節(jié)性（或晝夜）變化較大、或集中用電負荷較大的單位，應設置兩臺及以上電力變壓器。如有大型沖擊負荷，如高壓電動機、電爐等動力，為減少對照明或其他負荷的影響，應增設獨立變壓器。對供電可靠性要求高，又無條件采用低壓聯(lián)絡線或采用低壓聯(lián)絡線不經濟時，也應設置兩臺電力變壓器。選用兩臺變壓器時，其容量應滿足在一臺變壓器故障或修時，另一臺仍能保持對一、二級用電負荷供電，但需對該臺變壓器負荷能力及其允許運行時間進行校核。32變壓器選擇計算按第二章算出來的計算負荷進行用電負荷分析，根據分析結果選擇變壓器容量及臺數。以下為計算過程。1、用電負荷分析安全用電負荷包括副提升機、主扇風機、井下主排水泵各項，匯總負荷為2184KW，占全礦總負荷的336。主要生產負荷包括主提升機、壓風機、選煤廠、地面低壓（生產負荷占75）、一采區(qū)、二采區(qū)、井底車場各項，匯總負荷為31715KW，占全礦總負荷的488其它負荷包括礦綜合廠、機修廠、地面低壓負荷的15、工人村、支農各項，匯總負荷為11425KW，占全礦總負荷的176。2、根據礦井主變壓器的選擇條件，一般選兩臺，當一臺故障停運時，另一臺必須保證安全和原煤生產負荷的用電。上述分析中安全和原煤生產負荷兩類負荷占全礦總負荷的824，按規(guī)范規(guī)定，當兩臺變壓器中一臺停止運行時，另一臺必須保證824的正常供電，再考慮發(fā)展，故選用兩臺S78000/35型銅線雙繞組無勵磁調壓變壓器，其技術參數如表31所示表31主變壓器技術參數型號S7容量KVANTS8000連接組別Y,D11電壓U2136/63阻抗電壓K75空載電流0I08空載P115損耗（KW）負載NT450兩臺主變壓器采用分裂運行方式，備用方式為暗備用。33變壓器損耗計算根據公式23計算主變壓器損耗空載無功損耗KVAR；641080NTSIQ滿載無功損耗KVAR；57KTU變壓器的負荷率，28/6NCAS則有功損耗KW；283451052220TTP無功損耗KVAR；6916220NTTQ3435KV側全礦負荷計算及功率因數校驗有功功率KW62483620635TCACP無功功率KVAR59197Q視在功率KVA73222356CACCAS35KV側功率因數校驗099074OS3535CAOP滿足設計要求35變壓器經濟運行方案的確定兩臺變壓器經濟運行的臨界負荷可由公式31確定。（31）NTQTNCRQKPS002如果SSCR宜兩臺運行。式中經濟運行臨界負荷，KVA；CRS變壓器而定容量，KVA；NS變電所實際負荷，KVA；變壓器空載有功損耗，KW；0P變壓器滿載有功損耗，KW；NT變壓器滿載無功損耗，KVAR；Q無功經濟當量，大型礦井一般取無功經濟當量KQ009QK本礦兩臺變壓器經濟運行的臨界負荷為KVA47260945128020NTQTNCRQKPS故經濟運行方案為當實際負荷S4724KW時，宜兩臺運行。4電氣主接線設計變電所主接線（或稱作一次接線）表示用電單位接受和分配電能的路徑和方式，它是由電力變壓器、斷路器、隔離開關、避雷器、互感器、移相電容器、母線或電力電纜等電器設備，按一定次序連接起來的電路，通常采用單線圖表示。主接線的確定與完善對變電所電器設備的選擇、變配電裝置的合理布置、可靠運行、控制方式和經濟性等有密切關系。施工配電設計的重要環(huán)節(jié)。41對主接線的基本要求在確定變電所主接線前，應首先明確其基本要求（1）可靠性。根據用電負荷等級保證在各種運行方式下提高供電的連續(xù)性，以滿足用電負荷對供電可靠性和電能質量的要求。（2）靈活性。主接線應力求簡單，無多余的電器設備，而且運行操作靈活，能避免誤操作動作，便于檢測與維護。（3）安全性。在進行投入或切換某些電器設備或線路時，應確保操作人員與設備的安全，能在保證安全的條件下進行供配電系統(tǒng)的維護檢修工作。（4）經濟性。結合用電單位的近期于長期發(fā)展規(guī)劃，應使主接線的投資和運行費用經濟合理，在保證供電安全可靠和供電質量要求的同時，力爭工程投資省，運行維護費用低。42變電所高壓側的主接線方式421線路變壓器組這是比較簡單的接線方式，適用于只有一路或兩路電源供電，變電所裝設12臺主變壓器的供電系統(tǒng)。如果變壓器容量不大，系統(tǒng)短路容量較小，且對保護裝置動作時限要求不太嚴格時可優(yōu)先考慮使用高壓跌落式熔斷器保護主變壓器。熔斷器保護的優(yōu)點是造價低，但保護功能不理想，只有在一定前提條件下方可使用。對于要求保護功能完善的供配電系統(tǒng)，仍應采用各種斷路器保護和控制變壓器及其線路。跌落式熔斷器三次遮斷短路電流后，需更換熔管；運行36個月需更換熔絲；不能帶負荷切合變壓器，其熔斷時間誤差極大，容易發(fā)生越級跳閘事故，造成嚴重經濟損失。所以在設計中不選擇這種跌落式熔斷器保護。圖41為采用斷路器的線路變壓器組主接線。如采用兩臺主變壓器，也可分別組成兩套線路變壓器組，由兩個獨立電源供電。變壓器低壓側母線經隔離開關與斷路器接成備用裝置自動投入電路，使供電可靠性大為提高，可滿足一二級負荷用戶的要求。但靈活性不如橋式結線。任何故障皆使對應變壓器不能工作，供電能力減少。圖41單臺主變壓器采用斷路器的線路變壓器組接線圖422橋式接線為使重要負荷得到可靠供電，大型企業(yè)總降壓變電所多采用兩臺主變壓器由兩個獨立電源供電的橋式接線。由于結橋方式稍有不同，橋式結線又分為下述兩種類型。（1）內橋式結線內橋式結線適用于供電線路較長，兩臺變壓器又需連續(xù)投入運行的企業(yè)變電所。其結線如圖42所示。此型結線當任何電源或供電線路發(fā)生故障時，倒閘操作非常方便。斷開有故障線路（或電源）的斷路器及其兩側的隔離開關，然后閉合結橋電路的隔離開關（圖中的5QS及6QS）再將3QF合閘即可使兩臺主變壓器恢復供電。圖42內橋式結線示意圖（略去電流、電壓互感器和避雷器）內橋式結線變壓器停止運行的倒閘操作比較麻煩。因此，不適合因經濟運行需要經常變更變壓器運行臺數的變電所。（2）外橋式結線如將結橋電路移到進線斷路器外側，即構成圖43所示外橋式接線。此種結線方式允許有較穩(wěn)定的穿越功率通過變電所。它適用于電源供電線路較短和負荷極不平衡，需要按經濟運行方式經常變換變壓器運行臺數的變電所。此種結線方式在任一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，都不致影響兩路電源進線的正常供電。外橋結線對變壓器投、切控制非常方便，但對電源和供電線路出線故障時的倒閘操作則比較麻煩橋式結線供電的可靠性和靈活性都高，適于一二級負荷的總降壓變電所。但它需要較多高壓設備，造價較高；運行、維護、操作、檢修也都比較復雜。圖43外橋式接線示意圖（略去電流、電壓互感器和避雷器）43610KV配電系統(tǒng)接線方式高壓配電系統(tǒng)有放射式、豎桿式兩種基本接線方式及由此派生的各種混合型和改進型接線。設計接線方式時，根據用電負荷的總體布置、負荷的特點、容量大小、生產工藝要求，還要考慮總降壓變電所的位置，再聯(lián)系發(fā)展規(guī)劃，做出集中切實可行的接線方案，然后進行技術經濟比較，最后擇優(yōu)選定?？偨祲鹤冸娝?10KV側一般采用單母線（單臺變壓器時），單母線分段（如圖44）或雙母線制。單母線的可靠性及靈活性都很差，僅適用于三級負荷或另有低壓備用電源的一二級負荷。單母線分段方式，用于兩臺或多臺變壓器的變電所。接通分段斷路器QF電路，可使兩臺變壓器副方并聯(lián)運行，任一段母線上的設備發(fā)生故障，分段斷路器與有關保護裝置同時跳閘，可保證無故障母線照常運行，提高了配電可靠性。正常工作時如斷開分段斷路器，由兩臺變壓器分別供電，可以降低610KV側短路電流。引向610KV負荷的線路，要經過隔離開關，斷路器或負荷開關和高壓熔斷器等控制裝置（一般采用高壓開關柜等成套設備），然后經電纜（如圖44中3QS回路）或架空線（如圖44中4QS回路）引出。為了計量和觀測電流、電壓等參數，或接入保護裝置，各條線路都應接有電流互感器，各段母線上都應接有電壓互感器（如在高壓側計量電能，在變壓器高壓側也要接入電壓互感器）。如果需要在610KV側補償無功功率，則母線上應連接控制電容器柜的高壓開關電器。段段圖44總降壓變電所610KV側單母線分段的結線方式44本所電氣主接線設計方案441確定礦井35KV進線回路35KV礦井變電所距上級供電電源6KM，對上一級供電部分來說是一類負荷，故礦井變電所對礦井采用又被用的雙回路供電，即35KV進線為兩路架空線進線。44235KV、6KV主接線的確定因礦區(qū)變電所（即上一級變電站）距本礦變電所為6KM，對于35KV電壓等級來說，輸電線路不算遠，可以選外僑，但為了提高礦井供電的可靠性和運行的靈活性，采用全橋更合適（全橋接線即在外僑接線的基礎上，再在兩進線回路上裝設兩個斷路器及隔離開關，成為由五個斷路器組成的接線形式）。故確定本礦35KV系統(tǒng)為雙回路的全橋接線系統(tǒng)。35KV架空線路由兩條線路送到本礦變電所，正常時兩臺變壓器分裂運行。6KV主接線根據礦井為一類負荷的要求和主變壓器是兩臺的情況確定為單母線分段接線方式。35KV母線和6KV母線，正常時均處于斷開狀態(tài)。本所母線分段用斷路器分段，這不僅便于分段檢修母線，而且可減少母線故障影響范圍，提高供電的可靠性和靈活性。5短路電流計算51短路電流計算的目的在變電站的電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。短路電流計算的目的主要有以下幾方面1在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。2在選擇電氣設備時，為了保證設備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關設備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設備動穩(wěn)定。3在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相對地的安全距離。4在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據。5接地裝置的設計，也需用短路電流。52短路電流計算中需要計算的數值1、次暫態(tài)短路電流,即三相短路電流周期分量第一周期的有效值。I它可供計算繼電保護裝置的整定值和計算短路沖擊電流及短路全電流SHI最大有效值之用。應注意應該用電力系統(tǒng)在做大運行方式下，繼SHI電保護裝置安裝處發(fā)生短路時的次暫態(tài)短路電流計算保護裝置的整定值；而用電力系統(tǒng)在最小運行方式下，繼電保護裝置保護范圍最遠點發(fā)生短路時的次暫態(tài)短路電流校驗保護裝置的靈敏度。因此，計算時應分別計算這兩種運行方式下的次暫態(tài)短路電流值。2、次暫態(tài)三相短路容量，用來判斷母線短路容量是否超過規(guī)定S值、作為選擇腺瘤電抗器的依據，并可供下一級變電所計算短路電流之用；3、短路發(fā)生后02秒時的短路電流周期分量有效值,可用來校20I驗開關電器的額定斷流量；4、短路發(fā)生后02秒時的三相短路容量，可用來校驗開關電器20S的額定斷流容量；5、短路電流穩(wěn)態(tài)有效值,可用來校驗設備、母線及電纜的熱穩(wěn)定I性；6、短路沖擊電流及短路全電流最大有效值，可用來校驗電器SHISHI設備、載流導體及母線的動穩(wěn)定性。53三相短路電流計算計算的步驟1、根據供電系統(tǒng)繪制等值網絡（1）選取基準容量SJ和基準電壓UJ，并根據公式決定基準電流值IJ。（2）求出系統(tǒng)各元件的標么基準電抗，將計算結果標注在等值網絡圖上。（3）按等值網絡各元件的聯(lián)接情況，求出由電源到短路點的總阻抗。X（4）按歐姆定律求短路電流標么值對于電源是無限大容量的系統(tǒng)，其短路電流標么值可按公式51求出I（51）1SX且短路后各種時間的短路電流標么值與短路容量標么值都相等，即2020II（5）求短路電流和短路容量；為了向供電設計提供所需的資料，應確定下列幾種短路電流和短路容量求出當T0時的短路電流和短路容量；IS求出當T02秒時的短路電流和短路容量；2020求出當T時的短路電流和短路容量；IS求出短路沖擊電流和短路全電流最大有效值SHISHIKAJII20MVA52JSSKA5IISHKA1I54短路電流計算過程短路電流計算系統(tǒng)如圖45所示，短路點選取35KV母線邪側、6KV母線側及6KV各出線回路末端，各元件參數可由表11中獲得。輸電線路、主變壓器和下井電纜均為一臺（路）工作，一臺（路）備用。該電源為無限大容量，其電抗標么值,最大運行方式下，0X系統(tǒng)阻抗為036，最小運行方式下，系統(tǒng)阻抗為069，離MINSXMAXS上一級變電所距離為6KM。主變壓器為兩臺，每臺容量為8000KVA，75。線路電抗對于電纜008/KM，架空線04/KM。KU01X02此外，當同步電動機在同一地點總裝機容量大于1000KW時，高壓異步電動機在同一地點的同時運行的總裝機容量大于800KW且短路點就在異步電動機端頭時，要考慮其作為附加電源對短路電流的影響。1、選取基準容量100MVAJS計算點時，選取37KV，KAK1JU56137011JJUSI計算點時，選取63KV，1322J922JJKA。2、等值電路圖如圖51所示，圖中元件所標的分數，分子表示元件編號，分母表示元件電抗標么值。1036圖51等值電路圖3、各短路點短路計算（1）點短路（35KV）K最大運行方式下短路回路電抗標么值為54018361MINLSX短路電流標么值540I則最大運行方式下點短路時的短路參數為1K次暫態(tài)電流周期分量KA892561120JIII短路電流沖擊值KA378925IISH短路全電流最大有效值KA41IISH次暫態(tài)三相短路容量MVA185020JSIS最小運行方式下短路回路電抗標么值為8701691MAXLSX短路電流標么值5870I則最小運行方式下點短路時的短路參數為1K次暫態(tài)電流周期分量KA79156120JII短路電流沖擊值KA4795IISH短路全電流最大有效值KA2121IISH次暫態(tài)三相短路容量MVA15020JSIS（2）點短路（6KV母線）2K因主扇風機（同步電動機）、主提升機（異步電動機）均構成附加電源，因此要考慮電動機反饋的影響，但異步電動機僅對短路沖擊電流有影響。S1支路提供的短路參數最大運行方式下短路回路電抗標么值為4819083601MIN1TLSXX短路電流標么值841I則最大運行方式下點短路時，S1支路提供的短路參數為2K次暫態(tài)電流周期分量KA236198021201JIII短路電流沖擊值KA536511IISH短路全電流最大有效值KA4792211IISH次暫態(tài)三相短路容量MVA68101201JSIS最小運行方式下短路回路電抗標么值為81940161MAX1TLSXX短路電流標么值5081I則最小運行方式下點短路時，S1支路提供的短路參數為2K次暫態(tài)電流周期分量KA04569021201JIII短路電流沖擊值KA814511IISH短路全電流最大有效值KA6702511IISH次暫態(tài)三相短路容量MVA5101201JSISS2支路提供的短路參數S2支路為異步電動機構成的附加電源，故只考慮其對短路沖擊電流的影響。異步電動機提供的沖擊電流可由公式53計算SHMI（53）NMSHNMSHSMIXEKIKI2式中電動機的額定電流；NI電動機反饋電流沖擊系數，對于高壓電動機取SH1416，對于低壓電動機取1SKSHK異步電動機的電勢平均值09，EE則S2支路的額定電流為（取092）KA10928306COS3NMNMUPIS2支路電抗為42013LX由公式53可得，S2支路提供的短路沖擊電流為KA860109612NMSHNMSHSMIEKIKIS3支路提供的短路參數取092，09，則該支路的額定電流為COSKA1209631NMNMUPI考慮到同步電動機一般裝有低壓保護裝置，當T02秒后，開關跳閘，故它對穩(wěn)態(tài)短路電流無影響，利用007027（007MZX是考慮查具有阻尼繞組的水輪發(fā)電機計算曲線時，計算電抗需增加的數值）查具有阻尼繞組的水輪發(fā)電機計算曲線，得,650I7320I5I則次暫態(tài)電流周期分量KA103NMIT02秒時的短路電流周期分量有效值KA40273203IIT時短路電流穩(wěn)態(tài)有效值153NMII短路電流沖擊值KA71605233IISH短路全電流最大有效值KA2133IISH次暫態(tài)三相短路容量MVA69050NMSI短路發(fā)生后02秒時的三相短路容量MVA147320NIT時的三相短路容量MVA905NMSI故最大運行方式下點短路時的短路參數為2K次暫態(tài)電流周期分量KA967031IIT02秒時的短路電流周期分量有效值KA74203210IIT時短路電流穩(wěn)態(tài)有效值KA63631II短路電流沖擊值KA461870891531SHMSHII短路全電流最大有效值KA24731SHSHII次暫態(tài)三相短路容量MVA6831S短路發(fā)生后02秒時的三相短路容量MVA1724203120T時的三相短路容量MVA7136831S最小運行方式下點短路時的短路參數為2K次暫態(tài)電流周期分量KA715604531IIT02秒時的短路電流周期分量有效值KA48203120IIT時短路電流穩(wěn)態(tài)有效值KA531II短路電流沖擊值KA42178601231SHMSHII短路全電流最大有效值KA731SHSHII次暫態(tài)三相短路容量MVA261531S短路發(fā)生后02秒時的三相短路容量MVA594203201T時的三相短路容量MVA7831S（3）點短路（下井電纜）6K最大運行方式下短路回路電抗標么值為53109418036211MINLTLSXX短路電流標么值5I則最大運行方式下點短路時的短路參數為6K次暫態(tài)電流周期分量KA95160220JII短路電流沖擊值KA7955IISH短路全電流最大有效值KA0421IISH次暫態(tài)三相短路容量MVA65120JSIS最小運行方式下短路回路電抗標么值為86105941806211MAXLTLSXX短路電流標么值548I則最小運行方式下點短路時的短路參數為6K次暫態(tài)電流周期分量KA9541650220JII短路電流沖擊值KA945IISH短路全電流最大有效值KA52712IISH次暫態(tài)三相短路容量MVA41020JSIS（4）點短路（主扇風機）9K因主扇風機（同步電動機）構成附加電源，因此要考慮電動機反饋的影響，S1支路提供的短路參數最大運行方式下短路回路電抗標么值為6821940836041MIN1LTLSXX短路電流標么值7821I則最大運行方式下點短路時，S1支路提供的短路參數為9K次暫態(tài)電流周期分量KA39637021201JIII短路電流沖擊值KA489511IISH短路全電流最大有效值KA153211IISH次暫態(tài)三相短路容量MVA3701201JSIS最小運行方式下短路回路電抗標么值為01329408651MAX1LTLSXX短路電流標么值301I則最小運行方式下點短路時，S1支路提供的短路參數為9K次暫態(tài)電流周期分量KA02369021201JIII短路電流沖擊值KA7511IISH短路全電流最大有效值KA940235211IISH次暫態(tài)三相短路容量MVA3101201JSISS2支路提供的短路參數取092，09，則該支路的額定電流為COSKA1209633NMNMUPI考慮到同步電動機一般裝有低壓保護裝置，當T02秒后，開關跳閘，故它對穩(wěn)態(tài)短路電流無影響，利用007027（007MZX是考慮查具有阻尼繞組的水輪發(fā)電機計算曲線時，計算電抗需增加的數值）查具有阻尼繞組的水輪發(fā)電機計算曲線，得,650I7320I5I則次暫態(tài)電流周期分量KA6102NMIT02秒時的短路電流周期分量有效值KA40273202IIT時短路電流穩(wěn)態(tài)有效值152NMII短路電流沖擊值KA76022IISH短路全電流最大有效值KA215122IISH次暫態(tài)三相短路容量MVA6900NMSI短路發(fā)生后02秒時的三相短路容量MVA147320NIT時的三相短路容量MVA905NMSI故最大運行方式下點短路時的短路參數為9K次暫態(tài)電流周期分量KA06473921IIT02秒時的短路電流周期分量有效值KA8320120IIT時短路電流穩(wěn)態(tài)有效值KA794321II短路電流沖擊值KA5106821SHSHII短路全電流最大有效值KA27521SHSHII次暫態(tài)三相短路容量MVA436721S短路發(fā)生后02秒時的三相短路容量MVA120201T時的三相短路容量MVA740321S最小運行方式下點短路時的短路參數為9K次暫態(tài)電流周期分量KA69370321IIT02秒時的短路電流周期分量有效值KA4202120IIT時短路電流穩(wěn)態(tài)有效值KA321II短路電流沖擊值KA419721SHSHII短路全電流最大有效值KA650221SHSHII次暫態(tài)三相短路容量MVA239621S短路發(fā)生后02秒時的三相短路容量MVA17420201T時的三相短路容量MVA3621S5點短路（主提升機）10K因主提升機（異步電動機）構成附加電源，因此要考慮電動機反饋的影響，但異步電動機僅對短路沖擊電流有影響。S1支路提供的短路參數S1支路提供的短路參數最大運行方式下短路回路電抗標么值為521049180361MIN1LTLSXX短路電流標么值521I則最大運行方式下點短路時，S1支路提供的短路參數為0K次暫態(tài)電流周期分量KA0569021201JIII短路電流沖擊值KA4356511IISH短路全電流最大有效值KA290211IISH次暫態(tài)三相短路容量MVA6101201JSIS最小運行方式下短路回路電抗標么值為851049180631MAX1LTLSXX短路電流標么值5481I則最小運行方式下點短路時，S1支路提供的短路參數為0K次暫態(tài)電流周期分量KA95465021201JIII短路電流沖擊值KA2194511IISH短路全電流最大有效值KA57211IISH次暫態(tài)三相短路容量MVA4101201JSISS2支路提供的短路參數S2支路為異步電動機構成的附加電源，故只考慮其對短路沖擊電流的影響。S2支路的額定電流為（取092）KA10928306COS3NMNMUPIS2支路電抗為42013LX由公式53可得，S2支路提供的短路沖擊電流為KA860109612NMSHNMSHSMIEKIKI故最大運行方式下點短路時的短路參數為10次暫態(tài)電流周期分量KA56201II短路電流沖擊值KA291680431SHMSHII短路全電流最大有效值KA29SHII次暫態(tài)三相短路容量MVA6201SS最小運行方式下點短路時的短路參數為K次暫態(tài)電流周期分量KA954201II短路電流沖擊值KA4813601SHMSHII短路全電流最大有效值KA5271SHI次暫態(tài)三相短路容量MVA4201SS其余各短路點參數計算方法與上述類似，結果見56短路參數匯總表。55短路參數匯總表表51最大運行方式短路參數匯總表短路點XIKA20IKAKASHIKASIKASMVA20MVAMVA35KV母線K10541852892892897374391851851856KV母線K21480686966766318461049742721717工人村K3298034311311311793473343434礦綜合廠K4198051467467467119171515151地面低壓K5711014128128128326195141414下井電纜K61530655955955951517904656565選煤廠K71570645865865861494891646464續(xù)表壓風機K8152066605605605154392666666主扇風機K92680374063833791035627432411407主提升機K10152066605605605162992666666副提升機K11152066605605605154392666666機修廠K121530655955955951517904656565支農K13398025229229229584348252525表52最小運行方式短路參數匯總表短路點XIKA20IKAKASHIKASIKASMVA20MVAMVA35KV母線K10871151791791794562721151151156KV母線K21810555715485441542868612591587工人村K333103275275275701418303030礦綜合廠K42310433943943941005599434343地面低壓K5744013119119119303181131313下井電纜K61860544954954951262752545454選煤廠K7190534854854851237737535353壓風機K81850544954954951262752545454主扇風機K9301033369346342941561392371367主提升機K101850544954954951348752545454副提升機K111850544954954951262752545454機修廠K121860544954954951262752545454支農K1343102321121121153832123232356負荷電流統(tǒng)計表計算公式為USIG3表53負荷電流統(tǒng)計表負荷名稱電壓負荷容量負荷電流主變一次側358000132主編二次側680007696KV母線68000769井下總負荷62584368主提升機6859825副提升機6630606主扇風機6921886壓風機6444427礦綜合廠0382253418地面低壓0386539992機修廠0383815789選煤廠0386259466工人村0383775728支農0383104716供電系統(tǒng)電氣設備的選擇電器選擇是變電所電氣設計的主要內容之一。正確的選擇電器是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，應根據工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。變電所主要的電氣設備有高壓斷路器（包括操作機構）；負荷開關；隔離開關；熔斷器；儀用互感器（包括電壓互感器和電流互感器）；避雷器；低壓空氣開關；母線和絕緣子；成套配電裝置（包括高壓開關柜和低壓配電屏）。61高壓電器設備選擇的一般原則盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。電器要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。1按正常工作條件選擇電器按環(huán)境條件選型電氣設備在制造上分戶內、戶外兩大類。戶外設備的工作條件較惡劣，故各方面要求較高，成本也高，戶內設備不能用于戶外，戶外設備可用于戶內，但不經濟。此外選擇電氣設備，還應根據電器安裝地點考慮防水、防火、防腐、防塵、防爆以及高海拔區(qū)與濕熱地區(qū)等方面的要求。額定電壓和最高工作電壓在選擇電器時，一般可按照電器的額定電壓UN不低于裝置地點電網額定電壓的條件選擇，即NSNSU額定電流電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度下，電器的長期允NI0許電流。應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電NI流，即MAXMAXIN2按故障情況進行校驗按短路情況來校驗電氣設備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。按裝置地點的三相短路容量來校驗開關電氣的斷流能力。62高壓開關設備的選擇及校驗高壓開關設備包括斷路器、隔離開關、負荷開關、熔斷器等。621斷路器的選擇及校驗高壓斷路器的主要功能是正常運行時，用它來倒換運行方式，把設備或線路接入電路或退出運行，起著控制作用；當設備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路、保證無故障部分正常運行，能起保護作用。高壓斷路器是開關電器中最為完善的一種設備。其最大特點是能斷開電路中負荷電流和短路電流。高壓斷路器除按電氣設備的一般原則選擇外，由于斷路器還要切斷短路故障電流，因此必須校驗斷流容量（或開斷電流），具體選擇步驟如下。1按工作環(huán)境選型按使用地點的條件選擇，如戶內式、戶外式，在井下及具有爆炸危險的地點要選擇防爆型的設備。2按正常工作條件選擇額定電壓UN及額定電流IN，要求,SNMAXI3按短路電流校驗動、熱穩(wěn)定性動穩(wěn)定校驗。若要斷路器在通過最大短路電流時，不致變形損壞，就必須要求斷路器的允許通過電流峰值（或有效值）應大于或MAXIMAXI等于短路電流沖擊值（或短路沖擊電流有效值），即SHI，SHIMAXSHIAX熱穩(wěn)定校驗。當斷路器在通過最大短路電流時，不使其溫度超過最高允許溫度，就必須對斷路器進行熱穩(wěn)定校驗。其校驗公式為TSITSI式中，分別為斷路器的熱穩(wěn)定電流及該電流所對應的熱穩(wěn)定持續(xù)TSIT時間；，分別為短路穩(wěn)定電流及短路電流的持續(xù)時間。斷路器通過I短路電流的持續(xù)時間按下式計算OFITT式中，為繼電保護動作時間；為斷路器的分閘時間。TF4斷流容量的校驗斷路器能可靠地切除斷路故障的關鍵參數是它的額定斷流容量。斷路器的額定斷流容量按下式進行校驗S20或SQFN式中，（）為斷路器所控制線路02秒（或零秒）時的最大短路02S容量，MVA。622本所斷路器的選擇及校驗622135KV側QF1QF5的選擇及校驗1根據布置方式，室外一般采用DW835型多油斷路器，故本設計采用DW835/600型斷路器，共五臺，操動機構選CD11X電磁操動機構，油開關的戶外端子箱選擇XJ1型。所選斷路器電氣參數如表61所示。表61所選斷路器參數型號額定電壓/KV額定電流/KA額定開斷電流/KA額定容量/MVA極限電流峰值/KA熱穩(wěn)定電流/KA熱穩(wěn)定時間/SDW835/6003560016510004116542額定電壓，符合要求。KVUKNSN35353額定電流，AUSIAINN613850130560MAX符合要求。4動穩(wěn)定校驗，符合要求。KIKISH74AX5熱穩(wěn)定校驗繼電保護動作時間3秒，斷路器的分閘時間T02秒,則秒，QF1QF5的相當于4秒的熱OFT230OFITT穩(wěn)定電流為KA8489TSIIKAIKIST52516MAX熱穩(wěn)定性符合要求。6斷流容量校驗,符合要求。18MVS0SQFN62226KV側QF6、QF7、QF8的選擇及校驗1根據布置方式，室內一般采用SN1010I型少油斷路器，故本設計采用SN1010I/1000型斷路器，共兩臺，操動機構選CD1電磁操動機構。所選斷路器電氣參數如表62所示。表62所選斷路器參數型號額定電壓/KV額定電流/A額定開斷電流/KA額定容量/MVA極限電流峰值/KA熱穩(wěn)定電流/KA熱穩(wěn)定時間/SSN1010I/100010100017330044117342額定電壓，符合要求。KVUKNSN6103額定電流，AIAIN8063510MAX符合要求。4動穩(wěn)定校驗，符合要求。KAIKISH4814AX5熱穩(wěn)定校驗繼電保護動作時間3秒，斷路器的分閘時間T02秒,則秒，QF1QF5的相當于4秒的熱OFT230OFITT穩(wěn)定電流為KA935426TSIIKAIKIST6317MAX熱穩(wěn)定性符合要求。6斷流容量校驗,符合要求。742MVS0VSQFN623隔離開關的選擇及校驗隔離開關的主要用途是隔離電源，保證電氣設備與