山西H煤業(yè)有限公司35kV變電站設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u28611摘要 37671第一章緒論 423957一、地質(zhì)及氣象資料 427002二、原始資料 410563第二章負(fù)荷計(jì)算 513422一、井下各供電分區(qū) 55256二、地面各供電分區(qū) 73030三、全礦合計(jì)、主變壓器損耗、補(bǔ)償容量以及全礦總計(jì) 918890(一)全礦合計(jì) 99282(二)主變壓器損耗 106163(三)無功補(bǔ)償容量 1012900(四)全礦總計(jì) 1117365第三章變壓器的選擇 1426956第四章供電系統(tǒng)的接線方式 1615032一、對(duì)供電系統(tǒng)接線方式的要求 1621358二、變電站（或變電所）的主接線 1611021(一)線路變壓器組接線 169436(二)單母線分段接線 1717304(三)橋式接線 1822624(四)接線方式的選擇 2018114第五章短路電流的計(jì)算 2213915一、無窮大電源系統(tǒng)短路電流的計(jì)算 2213448(一)無窮大電源系統(tǒng) 227050(二)計(jì)算方法 2210389(三)計(jì)算過程 2218222二、最大運(yùn)行方式下短路電流的計(jì)算 2313926(一)最大運(yùn)行方式下的電路圖 2329474(二)最大運(yùn)行方式下各線路和變壓器電抗 237028(三)最大運(yùn)行方式下的等值電路圖 2519934(四)各短路點(diǎn)處電抗 268110(五)各短路點(diǎn)的三相短路電流、沖擊電流及其有效值和短路容量 2728040三、最小運(yùn)行方式下短路電流的計(jì)算 2932460(一)最小運(yùn)行方式下電路的電路圖 2919574(二)最小運(yùn)行方式下線路和變壓器的電抗值 2918760(三)各短路點(diǎn)處電抗 308910(四)最小運(yùn)行方式下的電路圖 3125081(五)各短路點(diǎn)處的三相短路電流和兩相短路電流 3220013第六章主要電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn) 349636一、電氣設(shè)備選擇的一般性原則 3416248(一)按使用環(huán)境選擇電氣設(shè)備的類型 3429698(二)按正常工作時(shí)的參數(shù)選擇電氣設(shè)備 3426693(三)按故障條件校驗(yàn)電氣設(shè)備 3419977(四)假想作用時(shí)間tj的確定 3511392(五)母線選擇的一般原則 367043(六)開關(guān)柜的選擇與校驗(yàn) 3816947二、35kV側(cè)電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 39312741.用途 39308782.型號(hào)意義 39191783.適用工作條件 4026880(四)開關(guān)柜主要技術(shù)參數(shù) 405627(五)校驗(yàn) 4126310三、10kV側(cè)電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 42258301.用途 42291672.型號(hào)意義 42270743.適用工作條件 43179054.開關(guān)柜主要技術(shù)參數(shù) 4317693(五)校驗(yàn) 4412384四、母線的選擇與校驗(yàn) 462161一、35kV匯流母線 4630240二、10kV匯流母線 4716670第七章線路的選擇與校驗(yàn) 50756(一)高壓電纜的選取與校驗(yàn) 50307711.按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面 50160302.按長(zhǎng)時(shí)間允許電流校驗(yàn)選擇電纜截面 50137183.按電壓損失校驗(yàn) 50317304.電纜的熱穩(wěn)定校驗(yàn) 5018757(二)10kV出線的校驗(yàn) 51229181.按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面 51296382.按長(zhǎng)時(shí)允許電流校驗(yàn)電纜截面 51268583.按電壓損失校驗(yàn)所選截面 5238474.電纜的熱穩(wěn)定校驗(yàn) 5222662結(jié)論 539012參考文獻(xiàn) 53摘要變電站作為煤礦的供電樞紐,它對(duì)于煤礦的生產(chǎn)非常重要。在煤礦全部的生產(chǎn)過程中,變電站是否能安全運(yùn)行對(duì)其生產(chǎn)效率能不能有所提高的意義十分重大。就目前階段而言，我國(guó)電網(wǎng)中的變電站主要以220kV及110kV等電壓等級(jí)為主。以有而供電系統(tǒng)中最常見的電壓等級(jí)為35kV,這種變電站能夠在一定程度上保證整體的供電效果,同時(shí)還可效的提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所以35kV變電站的應(yīng)用十分廣泛。本論文設(shè)計(jì)為礦井設(shè)計(jì)一座35kV變電站。從工程實(shí)際出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，本次設(shè)計(jì)除了需要滿足一般設(shè)計(jì)規(guī)程和規(guī)范要求外，還需要滿足《煤礦安全規(guī)程》的具體要求以及標(biāo)準(zhǔn)。要通過負(fù)荷計(jì)算和短路電流的計(jì)算，進(jìn)行變電所主變壓器的選擇、變電所電氣主接線的確定、電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)、供電線路選擇及校驗(yàn)，最后繪制變電所供電系統(tǒng)圖。關(guān)鍵詞：沖擊電流、額定開斷容量、假想時(shí)間、開關(guān)柜第一章緒論變電站在電力系統(tǒng)里起到的作用是改變電壓的大小，將電能接收然后再向下一級(jí)分配，調(diào)動(dòng)電流流動(dòng)的方向的電力設(shè)施。它是通過變壓器將各個(gè)等級(jí)電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。隨著礦井向地下挖掘得越來越深和生產(chǎn)能力的提高,在保證安全的前提下,煤礦企業(yè)對(duì)供電的質(zhì)量和可靠性的要求也變得越來越高。建設(shè)35kV變電站不僅能滿足電網(wǎng)對(duì)于容量的需求，還能提高礦山網(wǎng)絡(luò)的工程建設(shè)和工程管理的效率。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以熟悉礦山供電系統(tǒng)的組成和對(duì)供電系統(tǒng)的基本要求；掌握礦山供電系統(tǒng)、變電所的接線方式和礦山電力負(fù)荷的分級(jí)；掌握煤礦負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及計(jì)算負(fù)荷的基本概念；熟悉用需用系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷的原理；掌握變壓器、線路損耗的計(jì)算方法；熟練掌握功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)脑?，掌握補(bǔ)償電容量的計(jì)算及補(bǔ)償電容器組的選擇方法；掌握高壓電氣設(shè)備選擇的一般原則；熟悉短路的類型，正確掌握短路電流的計(jì)算。地質(zhì)及氣象資料本地區(qū)屬于典型的大陸性氣候，跟據(jù)河曲縣氣象站的資料，本地區(qū)氣候的特點(diǎn)為：溫涼并且干燥，四季分明。春季干燥多風(fēng)、夏季雨量集中、秋季時(shí)間短而且天氣涼爽、冬季少雪。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，極端的最高氣溫為38℃，極端的最低氣溫為-27℃，年平均氣溫為8.8℃，該區(qū)域的氣候十年九旱，年降水量275.1～528.8mm，且多集中在七、八月份，年平均蒸發(fā)量為1927.5～2300mm，年平均蒸發(fā)量是降水量的5倍。3～4月份多風(fēng)，風(fēng)向多為西北風(fēng)，風(fēng)力一般在3～4級(jí)，最大風(fēng)速21m/s。凍結(jié)期從11月中旬至翌年3月中旬，最大凍結(jié)深度0.91m，無霜期180d。按照中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）（2016版），該區(qū)抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g的第三組。據(jù)已批復(fù)的地質(zhì)報(bào)告，本井田屬地溫和地壓正常區(qū)。原始資料本次為礦井設(shè)計(jì)建一座35kV變電站，采用雙回路供電。礦井35kV雙回路供電源一回引自巡鎮(zhèn)110kV變電站35kV母線段，線路型號(hào)為JL/G1A-240鋼芯鋁絞線，輸電距離為6.28km；另一回35kV電源線路引自古渡220kV變電站35kV母線段，導(dǎo)線型號(hào)采用JL/G1A-240鋼芯鋁絞線，輸電距離約為21.68km。第二章負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算是對(duì)礦上所有用電設(shè)備容量的計(jì)算。負(fù)荷計(jì)算是作為選擇變電站的變壓器、開關(guān)、導(dǎo)線等電氣設(shè)備的重要依據(jù)。負(fù)荷計(jì)算的準(zhǔn)確程度將會(huì)直接影響到整個(gè)35Kv變電站的設(shè)計(jì)質(zhì)量。如果負(fù)荷計(jì)算過高，則會(huì)增加相關(guān)的設(shè)備造成比較嚴(yán)重的浪費(fèi)，并且會(huì)增加投資；若負(fù)荷計(jì)算過低，則可能會(huì)使選出的設(shè)備容量過低，不能滿足煤礦的供電，嚴(yán)重的還會(huì)發(fā)生電力事故。負(fù)荷計(jì)算的目的是為了知道煤礦用電量的多少，進(jìn)而挑選出適合該變電站使用的設(shè)備和元件。要想合理地設(shè)計(jì)出變電站，保證負(fù)荷計(jì)算的準(zhǔn)確是最基礎(chǔ)的一部分。同時(shí)其也是讓供電系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和變電站節(jié)省成本運(yùn)行的必須采取的手段之一。根據(jù)陽(yáng)坡泉負(fù)荷表提供的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，具體的計(jì)算內(nèi)容如下：井下各供電分區(qū)1號(hào)移動(dòng)變電站采煤機(jī)已知：Kc=0.780、cosφ=0.750、Ptanφ=1?cos2==0.882kW式中cosφ功率因數(shù)；tanφφPca=K=0.78×600=468.0式中Pca計(jì)算有功功率，kW；KC需用系數(shù)；PN額定有功功率，kW。Qca=Pca×tan=468×0.882=412.8k式中Qca計(jì)算無功功率，kvar;Pca計(jì)算有功功率，kW；tanφ功率因數(shù)角的正切值。Sca=Pca2==624.0kV?A式中Sca計(jì)算視在功率，kV?A;Qca計(jì)算無功功率，kvar;Pca計(jì)算有功功率，kW；KC需用系數(shù)。轉(zhuǎn)載機(jī)已知：Kc=0.86、cosφ=0.75tanφ==0.882P=0.78×200=156.0Q=156.0×0.882=137.6S==624.0井下其他負(fù)荷的計(jì)算過程與上述過程相同，由于篇幅原因在此省略。井下所有負(fù)荷的總和見表2-1。地面各供電分區(qū)主通風(fēng)機(jī)房變配電室風(fēng)門絞車已知：Kc=0.9、cosφ=0.85、tanφ==0.620P=0.9×3=2.7Q=2.7×0.620=1.7S==3.2照明及其他已知：Kc=0.9、cosφ=0.85tan==0.620Pca=0.9×20=18.0Q=18×0.620=11.2S==21.2小計(jì)1:Kc=0.9、cosPca.1=Pca=2.7+18=20.7式中Pca.1第一組的計(jì)算有功功率之和，kW；Pca第一組中每個(gè)部分的計(jì)算有功功率，kW。Qca.1=12Qca=1.7+11.2=18.9式中Qca.1第一組的計(jì)算無功功率之和，kvar；Qca第一組中每個(gè)部分的計(jì)算無功功率，kvar。Sca.1=Pca.12==28.0式中Sca.1第一組的總計(jì)算視在功率，KVA；Pca.1第一組的計(jì)算有功功率之和，kW；Qca.1第一組的計(jì)算無功功率之和，kvar。地面其他負(fù)荷的計(jì)算過程與以上過程相同，由于篇幅原因在此省略。井下所有負(fù)荷的總和見表2-1，地面負(fù)荷的具體分組見表2-2。全礦合計(jì)、主變壓器損耗、補(bǔ)償容量以及全礦總計(jì)全礦合計(jì)Pca合=Ks,pPca=0.9×(4897.5+4869.2)=式中Pca合變電站所有負(fù)荷的計(jì)算有功功率之和，kW；Ks,p全礦的有功功率同時(shí)系數(shù)；Pca變電站每個(gè)負(fù)荷的計(jì)算有功功率，kW。Qca合=Ks,q1=0.9×(3997.5+4707.0)=7834.1式中Qca合變電站所有負(fù)荷的計(jì)算無功功率之和，kvar；Ks,q全礦的無功功率同時(shí)系數(shù)；Qca變電站每個(gè)負(fù)荷的計(jì)算無功功率，kvar。Sca合=Pca合==11774.4式中Pca合變電站所有負(fù)荷的計(jì)算有功功率之和，kW；Qca合變電站所有負(fù)荷的計(jì)算無功功率之和，kvar；Sca合變電站所有負(fù)荷的計(jì)算視在功率之和，kV?A；cosφ=Pca合S==0.750式中Pca合變電站所有負(fù)荷的計(jì)算有功功率之和，kW；Sca合變電站所有負(fù)荷的計(jì)算視在功率之和，kV?A；cosφ變電站所有負(fù)荷的自然功率因數(shù)。tan==0.882主變壓器損耗?Pca=0.02×Pca合=0.02×8790.0=175.8式中ΔPca變電站中變壓器的有功損耗，kW；Pca合變電站所有負(fù)荷的計(jì)算有功功率之和，kW。?Qca=0.1×Qca合=0.1×7834.1=783.4式中ΔQca變電站中變壓器的無功損耗，kvar；Qca合變電站所有負(fù)荷的計(jì)算無功功率之和，kvar。無功補(bǔ)償容量無功補(bǔ)償?shù)娜Q為無功功率補(bǔ)償。使用無功補(bǔ)償是為了在電力供電系統(tǒng)中減小無功功率，提高電網(wǎng)的有功功率在視在功率中所占的百分比。無功補(bǔ)償是一種可以降低供電變壓器和輸送線路的損耗，從而提高供電效率，改善供電環(huán)境的技術(shù)。因此無功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)必不可少的非常重要的位置。合理的選擇補(bǔ)償裝置，可以做到最大限度的減少電網(wǎng)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高；反之，如果裝置選取或應(yīng)用的不恰當(dāng)就可能會(huì)造成供電系統(tǒng)的電壓變得不穩(wěn)、諧波增大等很多不好的后果。我國(guó)電網(wǎng)規(guī)定，企業(yè)變電站經(jīng)過無功補(bǔ)償后并網(wǎng)時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9。常用的無功補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ幸韵聨追N：①集中補(bǔ)償：在高低壓配電線路中安裝并聯(lián)電容器組；②分組補(bǔ)償：在配電變壓器低壓側(cè)和用戶車間配電屏安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器；③單臺(tái)電動(dòng)機(jī)就地補(bǔ)償：在單臺(tái)電動(dòng)機(jī)處安裝并聯(lián)電容器等。本次設(shè)計(jì)中采用的無功補(bǔ)償方式為集中補(bǔ)償。假設(shè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)cosφtan==0.290Qc=0.8Pca合tanφ=0.8×8790.0×=4148.9式中Qc補(bǔ)償容量，kvar；Pca合變電站所有負(fù)荷的計(jì)算有功功率之和，kW；tanφ全礦功率因數(shù)角的正切值；tanφ′進(jìn)行補(bǔ)償后全礦的功率因數(shù)角的正切。通過查詢手冊(cè)，選用型號(hào)為TBB10.5-5250/25的無功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置。全礦總計(jì)Pca總=Pca合+=8790.0+175.8=式中Pca總變電站計(jì)算有功功率的總計(jì)，kW；Pca合變電站所有負(fù)荷的計(jì)算有功功率之和，kW；ΔPca變電站中變壓器的有功損耗。Qca總=Qca合+=7834.1+783.4?5250=3367.5式中Qca總變電站計(jì)算無功功率的總計(jì)，kvar；Qca合變電站所有負(fù)荷的計(jì)算無功功率之和，kvar；ΔQca變電站中變壓器的無功損耗，kvar；Qc補(bǔ)償容量，kvar。Sca總=Pca總2==式中Pca總變電站計(jì)算有功功率的總計(jì)，kW；Qca總變電站計(jì)算無功功率的總計(jì)，kvar；Sca總變電站所有負(fù)荷的計(jì)算視在功率之和，kV?Acos==0.940因?yàn)?.940＞0.900，所以假設(shè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)符合要求。因此需要重新選擇功率因數(shù)并進(jìn)行迭代計(jì)算。最終選用型號(hào)為TBB10.5-5250/25的無功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置。表2-1負(fù)荷計(jì)算統(tǒng)計(jì)表序號(hào)名稱Kscos??tan??計(jì)算負(fù)荷Ks,pKs,qPca（kW）Qca(kvar)Sca（kV·A）一井下總計(jì)0.900.900.7700.8304897.53997.56321.8二地面總計(jì)0.900.900.7200.9604869.24707.06772.4（一）主通風(fēng)機(jī)房變配電室組0.950.900.7600.860467.2398.6614.1（二）新辦公樓0.700.700.7001.020819.0835.41169.9（三）相變直排熱風(fēng)機(jī)組0.700.700.7001.0201260.01285.21800.2（四）風(fēng)機(jī)組0.700.700.7001.02063.064.390.7（五）管道斜井空氣加熱室10/0.4kV配電室0.940.900.7200.960710.6693.9993.2（六）礦井水處理車間0.950.900.7400.910645.25595.5878.2表2-1（續(xù)）序號(hào)名稱Kscos??tan??計(jì)算負(fù)荷Ks,pKs,qPca（kW）Qca(kvar)Sca（kV·A）（七）調(diào)度樓0.950.900.7600.860693.9600.3917.5（八）主斜井空氣加熱室10/0.4kV配電室0.70.70.7001.020742.0756.81060.0三全礦合計(jì)0.7500.8808790.07834.1111774.4四全礦總計(jì)0.9400.3608965.83367.59577.3序號(hào)名稱ΔP(kW)ΔQ(kvar)Qc（kvar）五主變壓器損耗175.8783.4六無功補(bǔ)償容量-5250表2-2地面負(fù)荷的具體分組序號(hào)分組名稱負(fù)荷名稱（一）主通風(fēng)機(jī)房變配電室組主通風(fēng)機(jī)房變配電室、主斜井帶式輸送機(jī)、主斜井井口房變電室（二）新辦公樓新辦公樓（三）相變直排熱風(fēng)機(jī)組副平硐空氣加熱室相變直排熱風(fēng)機(jī)組（四）風(fēng)機(jī)組副平硐空氣加熱室風(fēng)機(jī)組（五）管道斜井空氣加熱室10/0.4kV配電室管道斜井空氣加熱室10/0.4kV配電室、工業(yè)廠房供熱站10/0.4kV配電室（六）礦井水處理車間35kV變電所0.4kV側(cè)：給排水消防設(shè)備、洗澡加熱機(jī)組、礦水處理車間、生活水處理車間、聯(lián)合建筑、黃泥灌漿站、機(jī)修車間、綜采設(shè)備（七）調(diào)度樓35kV變電所0.4kV側(cè)：抗木加工房、綜合辦公樓、新辦公樓、調(diào)度樓、餐廳、職工宿舍（八）主斜井空氣加熱室10/0.4kV配電室主斜井空氣加熱室10/0.4kV配電室為了使文章更簡(jiǎn)練，后文統(tǒng)一以序號(hào)代替組名。第三章變壓器的選擇變壓器是一種改變交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)有交流電流流過初級(jí)線圈時(shí)，鐵芯中就會(huì)產(chǎn)生交流磁通，從而在次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯和線圈組成，線圈上有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈，其余的繞組叫次級(jí)線圈。無論是線圈運(yùn)動(dòng)通過磁場(chǎng)或者是磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)通過固定線圈，均可以在線圈中產(chǎn)生出感應(yīng)電勢(shì)。這兩種情況，磁通的值均不變，但是與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻會(huì)有所變化，這是互感。變壓器就是一種利用電磁感效應(yīng)的原理，對(duì)電壓、電流和阻抗進(jìn)行變化的器件。由于礦井屬于一類負(fù)荷，根據(jù)電網(wǎng)對(duì)一類負(fù)荷供電的要求，本次設(shè)計(jì)的供電方式采用變電站不同母線的雙回路供電。因此，所有的變壓器的數(shù)量均選用兩臺(tái)，即一臺(tái)工作另一臺(tái)備用。根據(jù)第二章負(fù)荷計(jì)算中求出的每組負(fù)荷和全礦的計(jì)算有功功率、計(jì)算無功功率、計(jì)算視在功率，以及電容補(bǔ)償量，對(duì)照著《常用供配電設(shè)備選型手冊(cè).第五分冊(cè)》選出每組負(fù)荷需要的變壓器和變電站的主變壓器。每組負(fù)荷的變壓器和全礦的主變壓器的型號(hào)和它們的參數(shù)見表3-1。表3-1變壓器的型號(hào)及其參數(shù)名稱型號(hào)U1/U2（kV）SN(KV?A)I1/I2(kA)空載損耗(kW)負(fù)載損耗(kW)ΔUK%ΔIK%臺(tái)數(shù)聯(lián)結(jié)組別T主SC-10000/3535/101000010.5/35159004700090.82Y,d11T(一)KBSG-630/1010/1.26301.2/10230045005.52.02Yy0,Yd11T(二)BS9-1250/1010/0.412500.4/101.95124.50.62Y,yn0T(三)SC3-2000/1010/0.420000.4/1046001601061.32Y,yn0T(四)S9-100/1010/0.41000.4/10290150041.62Y,yn0T(五)S9-1250/1010/0.412500.4/1019500120004.50.62Y,yn0T(六)S9-1250/1010/0.412500.4/101950120004.50.62Y,yn0T(七)S9-1250/1010/0.412500.4/101950120004.50.62Y,yn0T(八)S9-1600/1010/0.416000.4/102400145004.50.62Y,yn0

第四章供電系統(tǒng)的接線方式對(duì)供電系統(tǒng)接線方式的要求供電系統(tǒng)的接線方式應(yīng)滿足以下要求：供電可靠，便于操作、運(yùn)行安全靈活，經(jīng)濟(jì)合理，有利于今后的發(fā)展。供電的可靠性供電可靠性是指供電系統(tǒng)不間斷供電的可靠程度。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷等級(jí)來保證其不同的可靠性。在設(shè)計(jì)時(shí)，不考慮雙重事故。便于操作、運(yùn)行安全靈活系統(tǒng)無論是正常運(yùn)行還是發(fā)生了事故時(shí)，其接線方式都應(yīng)該使人們?cè)跈z查維修時(shí)感受到方便，在維護(hù)時(shí)感受到安全，并且使系統(tǒng)能夠正常、穩(wěn)定地運(yùn)行。為此，應(yīng)簡(jiǎn)化接線，減少供電層次和操作程序。經(jīng)濟(jì)合理接線方式在滿足生產(chǎn)要求和保證供電質(zhì)量的前提下應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以減少投資和運(yùn)行費(fèi)用，并應(yīng)提高供電安全性。有利于今后的發(fā)展接線方式不應(yīng)該成為將來發(fā)展時(shí)的阻力。同時(shí)，接線方式應(yīng)該允許變電站逐步進(jìn)行建設(shè)。變電站（或變電所）的主接線變電站（或變電所）的主接線指的是：用電力變壓器、開關(guān)電器等各種電器設(shè)備和母線、電纜等連接線按照某種特定的先后順序連接起來的電路，這種電路的作用是用于接收和分配電能。變電站（或變電所）的主接線也稱為變電站（或變電所）的一次接線。電壓大小是多少、電源有幾條回路、負(fù)荷是什么種類、負(fù)荷的大小是多少、變壓器有幾臺(tái)、變壓器的容量有多大等因素都會(huì)直接地影響到變電站（或變電所）采用哪種型號(hào)的設(shè)備、對(duì)這些設(shè)備采用什么樣的布置方法，以及變電站（或變電所）運(yùn)行時(shí)的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性。變電站(或變電所)常用的的主接線方式有線路變壓器組接線、單母線分段接線、橋式接線等。線路變壓器組接線線路變壓器組接線如圖4-1所示。其本質(zhì)是線路和變壓器直接相連，是一種最簡(jiǎn)單的接線方式。它的特點(diǎn)是所需要的設(shè)備少、可以節(jié)省投資、操作簡(jiǎn)單方便、方便日后進(jìn)行擴(kuò)建，但靈活性和可靠性比較低。在變電站只有一路進(jìn)線與一臺(tái)變壓器，而且再無發(fā)展的情況下一般采用線路變壓器組接線。圖4-1線路變壓器組接線（a）進(jìn)線開關(guān)為隔離開關(guān)；（b）進(jìn)線開關(guān)為熔斷器；（c）進(jìn)線開關(guān)為斷路器單母線分段接線單母線分段接線如圖4-2所示。它是采用隔離開關(guān)或斷路器將單母線分段的電氣主接線。當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)較多時(shí)，采用單母線接線已經(jīng)無法滿足供電可靠性的要求，為了提高供電可靠性，使一定的范圍內(nèi)的用戶免受故障和檢修帶來的影響，可采用隔離開關(guān)或斷路器將單母線分段。圖4-2單母線分段接線單母線分段接線的優(yōu)點(diǎn)：兩條母線段既可以分列運(yùn)行，也可以并列運(yùn)行；重要用戶可用雙回路接于不同母線段，從而達(dá)到保證不間斷供電的目的；任意的母線或隔離開關(guān)進(jìn)行檢修，只停該段，而其余段皆可繼續(xù)供電，從而減少了停電范圍。單母線分段接線的缺點(diǎn)：分段的單母線增加了分段部分的投資和占地面積；某段母線故障或檢修時(shí)，依然會(huì)出現(xiàn)停電的情況；某回路的斷路器檢修時(shí)，該回路會(huì)發(fā)生停電；對(duì)日后的擴(kuò)建有較高的要求，需要向兩端進(jìn)行均衡擴(kuò)建。橋式接線橋式接線是在單元式接線的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，將兩個(gè)線路-變壓器單元通過一組斷路器連在一起稱為橋式接線。根據(jù)斷路器的位置分為內(nèi)橋、外橋和全橋如圖4-3。圖4-3橋式接線（a）內(nèi)橋；（b）外橋；（c）全橋內(nèi)橋接線是跨接橋靠近變壓器側(cè)，橋與變壓器之間不裝設(shè)斷路器。它的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備比較簡(jiǎn)單，引出線的切除和投入比較方便，運(yùn)行靈活性好，還可采用備用電源自投裝置；其缺點(diǎn)是：當(dāng)變壓器檢修或故障時(shí)，要停掉一路電源和橋斷路器，并且把變壓器兩側(cè)的隔離開關(guān)拉開，然后再根據(jù)需要投入線路斷路器，這樣操作步驟較多，同時(shí)繼電保護(hù)裝置也較為復(fù)雜。因此，內(nèi)橋接線一般適用于故障較多的長(zhǎng)線路和變壓器不需要經(jīng)常切換的運(yùn)行方式。外橋接線是跨接橋靠近線路側(cè)，橋與電源進(jìn)線的一端之間不裝設(shè)斷路器。它的優(yōu)點(diǎn)是：變壓器在檢修時(shí)，操作較為簡(jiǎn)便，繼電保護(hù)回路也較為簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)是：當(dāng)主變壓器斷路器的電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的大面積停電；此外，變壓器倒電源操作時(shí)，需先停變壓器，對(duì)電力系統(tǒng)而言，運(yùn)行的靈活性差。因此，外橋接線適用于線路較短和變壓器需要經(jīng)常切換的地方。全橋接線是將線路側(cè)和變壓器側(cè)都裝設(shè)斷路器。它的優(yōu)點(diǎn)是：既可以便捷地切換變壓器也可以便捷地切換線路；運(yùn)行靈活，由很強(qiáng)的適應(yīng)性，而且當(dāng)高壓側(cè)有穿越負(fù)荷時(shí)，容易將其擴(kuò)展成單母線分段接線的中間變電站（或變電所）。它的缺點(diǎn)是：其需要的設(shè)備和資金較多，占用的土地面積大。所以，全橋接線適用于負(fù)荷大，對(duì)運(yùn)行要求高，線路和變壓器均需要頻繁切換的變電站（或變電所）。接線方式的選擇鑒于本次設(shè)計(jì)中全礦的負(fù)荷較大，而且煤礦為一級(jí)負(fù)荷，對(duì)運(yùn)行的要求高；此外，線路和變壓器都需要頻繁地進(jìn)行切換。因此，變電站采用橋式接線中的全橋接線，負(fù)荷采用雙母線分段接線。變電站供電系統(tǒng)主接線示意圖如圖4-4所示。圖4-4變電站供電系統(tǒng)主接線示意圖

第五章短路電流的計(jì)算無窮大電源系統(tǒng)短路電流的計(jì)算無窮大電源系統(tǒng)無窮大電源無窮大電源是指：電源的內(nèi)阻抗為零，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，電源端電壓恒定、電源頻率恒定的電源。顯而易見，無窮大電源是一種理想化的模型，其在現(xiàn)實(shí)中不存在。無窮大容量電力系統(tǒng)，是指容量相對(duì)于用戶，內(nèi)部供配電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng)，供電系統(tǒng)的容量相當(dāng)大以至于用戶的負(fù)荷不論怎么發(fā)生變動(dòng)甚至于發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)變電站（或變電所）的饋電母線上的電壓幅值和頻率能基本維持不變。在工程實(shí)際中，當(dāng)電力系統(tǒng)電源內(nèi)阻抗不超過短路回路總阻抗的10%，或者電力系統(tǒng)容量超過用戶（含企業(yè)）供配電系統(tǒng)容量的50倍時(shí)，就可將電力系統(tǒng)視為“無限大容量電源”。本次設(shè)計(jì)中將為本變電站供電的上級(jí)變電站及電網(wǎng)中的其它發(fā)、變電站合并視作無窮大容量電力系統(tǒng)。計(jì)算方法有名制法有名制法又叫絕對(duì)值法。當(dāng)我們使用此方法求短路電流的時(shí)候，計(jì)算時(shí)用到的物理量，如：電壓、功率、阻抗、電流等均需要帶著單位參與計(jì)算。有名制法一般用于電壓等級(jí)較少的系統(tǒng)中。標(biāo)幺值法標(biāo)幺值又叫相對(duì)值。當(dāng)我們使用此方法求短路電流的時(shí)候，計(jì)算時(shí)用到的物理量，如：電壓、功率、阻抗、電流等均需要用標(biāo)幺值表示。在電壓等級(jí)較多的系統(tǒng)中一般采用標(biāo)幺值法進(jìn)行計(jì)算。因?yàn)楹陀忻葡啾?，它可以消除單位轉(zhuǎn)換所帶來的不便，大大地簡(jiǎn)化了計(jì)算過程。計(jì)算過程繪制短路計(jì)算的電路圖計(jì)算短路電流時(shí)，先畫出短路計(jì)算的電路圖。繪制電路圖的時(shí)候，僅需要把和短路有關(guān)的部分畫出即可。并要在圖上標(biāo)注出和計(jì)算有關(guān)的參數(shù)以及需要計(jì)算的短路點(diǎn)。繪制等值電路圖針對(duì)不同運(yùn)行方式下，每個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)繪制等值電路圖。將各元件用規(guī)定的符號(hào)在圖上表示。計(jì)算短路回路的阻抗計(jì)算短路電流具體計(jì)算過程如下：本次設(shè)計(jì)中的短路電流的計(jì)算采用有名制法。因?yàn)樵诠╇娤到y(tǒng)中阻抗和電抗相比在大小上相差很大，因此在計(jì)算時(shí)忽略電抗。將元件和線路的電抗默認(rèn)為阻抗另外，由于本次設(shè)計(jì)將為本變電站供電的上級(jí)變電站及電網(wǎng)中的其它發(fā)、變電站合并視作無窮大容量電力系統(tǒng)，所以電源內(nèi)電抗XS=0。最大運(yùn)行方式下短路電流的計(jì)算最大運(yùn)行方式下的電路圖最大運(yùn)行方式下的電路圖如圖5-1所示。圖5-1最大運(yùn)行方式下的電路圖最大運(yùn)行方式下各線路和變壓器電抗因?yàn)樵诠こ虒?shí)際中35kV電壓等級(jí)的架空線的幾何均距為：1.890m。據(jù)原始資料中提供的架空線型號(hào)，再查詢參考文獻(xiàn)可知該型號(hào)架空線的單位電抗為：X0=0.348Ω/km。其余線路均為電纜，查詢參考文獻(xiàn)可知單位電抗均為0.08表5-1各線路的長(zhǎng)度線路名稱線路長(zhǎng)度（km）井下組5一組1二組1三組0.5四組1五組0.4六祖0.8七組0.9八組0.6線路l1的電抗：Xl1=x0ⅹl1（5-1）=0.348ⅹ6.28=2.185Ω式中x0電纜的單位電抗，Ω/km；l1電纜的長(zhǎng)度，km；Xl1線路l1處的電抗，Ω。變壓器T1的電抗：XT1=uk=9%×=12.321Ω式中XT1變壓器T1的電抗，Ω；uk%變壓器T1的短路電壓百分比；Uav線路的平均電壓，Kv；SN.T1變壓器T1的額定容量，MV?A。其余線路和變壓器的電抗的算法與其類似，由于篇幅原因不再贅述，具體的數(shù)值見表5-2。表5-2最大運(yùn)行方式下各元件電抗名稱電抗值（Ω）Xl12.185Xl27.545XT112.321XT212.321Xl井0.400Xl一0.080Xl二0.080Xl三0.0400Xl四0.0800Xl五0.0320Xl六0.0640Xl七0.0720Xl八0.0480最大運(yùn)行方式下的等值電路圖最大運(yùn)行方式下的等值電路圖如圖5-2所示。圖5-2最大運(yùn)行方式下的等值電路圖各短路點(diǎn)處電抗短路點(diǎn)K1處電抗：XK1=Xl1·X==1.694Ω式中Xl1線路l1處的電抗，Ω；Xl2線路l2處的電抗，Ω；XK2短路點(diǎn)K1處的電抗，Ω。其余短路點(diǎn)電抗的計(jì)算方法與上述類似。由于篇幅原因，在此不再贅述，具體數(shù)值見表5-3。表5-3最大運(yùn)行方式下各短路點(diǎn)的電抗短路點(diǎn)電抗X/ΩK11.694K21.129K31.329K41.169K51.169K61.149K71.169K81.145K91.161K101.165K111.153各短路點(diǎn)的三相短路電流、沖擊電流及其有效值和短路容量短路點(diǎn)K1處的三相短路電流：IK1(3)=U==12.610kA式中IK1(3)K1處的三相短路電流，kA；Uav線路平均電壓，單位kV;Xl1為線路l1處的電抗，Ω。短路點(diǎn)K1處的沖擊電流及其有效值:ish1=2.55IK1=2.55×12.610=32.156kA式中ish1短路點(diǎn)K1處的沖擊電流，kA；IK1(3)K1處的三相短路電流，kA。Ish1=1.52IK1=1.52×12.610=19.167kA式中IK1(3)K1處的三相短路電流，Ish1短路點(diǎn)K1處的沖擊電流的有效值，kA。短路點(diǎn)K1處的短路容量：SK1=3U==808.122MV?A式中IK1(3)K1處的三相短路電流，Uav線路平均電壓，單位kV;SK1短路點(diǎn)K1處其余短路點(diǎn)的三相短路電流、沖擊電流及其有效值和短路容量與上述計(jì)算方法類似，因?yàn)槠蛟诖瞬辉儋樖?，詳情見?-4。表5-4各短路點(diǎn)的三相短路電流、沖擊電流及其有效值和短路容量短路點(diǎn)三相短路電流（kA）沖擊電流（kA）沖擊電流有效值（kA）短路容量（MVA）K112.61032.15619.167808.122K25.37013.6948.16297.662K34.56111.6316.93382.949K45.18613.2247.88394.315K55.18613.2247.88394.315K65.27613.4548.02095.952K75.18613.2247.88394.315K85.29413.5008.04796.280K95.22213.3167.93494.934K105.20413.2707.91094.643K115.25813.4087.99295.625最小運(yùn)行方式下短路電流的計(jì)算最小運(yùn)行方式下電路的電路圖最小運(yùn)行方式下的電路圖如圖5-3所示。圖5-3最小運(yùn)行方式下的電路圖最小運(yùn)行方式下線路和變壓器的電抗值最小運(yùn)行方式下線路和各元件的阻抗與最大運(yùn)行方式下各元件的阻抗相同，即為各元件的電抗。詳情見表5-5。表5-5最小運(yùn)行方式下各元件的電抗值名稱電抗值（Ω）Xl27.545XT12.321Xl井0.400Xl一0.0800Xl二0.0800Xl三0.0400Xl四0.0800Xl五0.0320Xl六0.0640Xl七0.0720Xl八0.0480各短路點(diǎn)處電抗短路點(diǎn)K1處電抗：XK1=Xl2(5-8)=7.545Ω式中XK1短路點(diǎn)K1處的電抗，Ω；Xl2線路l2處的電抗，Ω。短路點(diǎn)K2處電抗：XK2=(Xl2=(7.545+12.321)×=1.600Ω式中XK2短路點(diǎn)K1處的電抗，Ω；Xl2為線路l2處的電抗，Ω；XT變壓器T的電抗，Ω。短路點(diǎn)K3處電抗：XK2=XK2=1.600+0.400=2.000Ω式中XK3短路點(diǎn)K1處的電抗，Ω；Xl2線路l2處的電抗，Ω；XT變壓器T的電抗，Ω。其余短路點(diǎn)處電抗的計(jì)算方法與上述方法類似，由于篇幅所限在此不再贅述。各短路點(diǎn)處的電抗見表5-6。表5-6各短路點(diǎn)處的電抗短路點(diǎn)電抗（Ω）K17.545K21.600K32.000K41.680K51.680K61.640K71.680K81.632K91.664K101.672K111.648最小運(yùn)行方式下的電路圖最小運(yùn)行方式下的等值電路圖如圖5-4所示。圖5-4最小運(yùn)行方式下的等值電路圖各短路點(diǎn)處的三相短路電流和兩相短路電流短路點(diǎn)K1處的三相短路電流和兩相短路電流：I==2.831kAIK1(2)=3==2.452kA式中IK1(3)K1處的三相短路電流，IK1(2)K1其余短路點(diǎn)處電抗的計(jì)算方法與上述方法類似，由于篇幅所限在此不再贅述。各短路點(diǎn)處的三相短路電流和兩相短路電流見表5-7。表5-7各短路點(diǎn)處的三相短路電流和兩相短路電流。短路點(diǎn)三相短路電流（kA）兩相短路電流（kA）K12.8312.452K23.7893.281K33.03102.625K43.6083.125K53.6083.125K63.6963.201K73.6083.125K83.7153.217K93.6433.155K103.6263.140K113.6793.186

第六章主要電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)電氣設(shè)備選擇的一般性原則按使用環(huán)境選擇電氣設(shè)備的類型電氣設(shè)備按裝設(shè)地點(diǎn)的不同可以分為戶內(nèi)式和戶外式。按照工作環(huán)境的不同還可以分為普通型、濕熱型、礦用型、高原型和防污型等。其中，礦用型又可分為一般礦用型和礦用防爆型。此外電氣設(shè)備的類型還有其它的分類方法。我們?cè)谶x擇時(shí)，應(yīng)該首先根據(jù)設(shè)備工作的環(huán)境和條件選擇出合適的型號(hào)。按正常工作時(shí)的參數(shù)選擇電氣設(shè)備根據(jù)額定電壓進(jìn)行選擇所選用的電氣設(shè)備的額定電壓應(yīng)該不低于所在電網(wǎng)的額定電壓，或電氣設(shè)備允許的最高工作電壓（1～1.15）UN，不小于所在電網(wǎng)的最高電壓。即UN≥UN.W或（1.1～1.15）UN≥Um.W（6-1）式中UN電氣設(shè)備的額定電壓，kV；UN.W電氣設(shè)備的額定電壓，kV；Um.W電氣設(shè)備的額定電壓，kV。根據(jù)額定電流進(jìn)行選擇所選用的電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)該不小于通過它的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流。即IN≥Ica(6-2)式中IN電氣設(shè)備的額定電流，A；Ica電氣設(shè)備所在線路的最大時(shí)長(zhǎng)工作電流，A。按故障條件校驗(yàn)電氣設(shè)備開關(guān)電器斷流能力的校驗(yàn)當(dāng)開關(guān)電器的額定斷流容量Soff(或最大分?jǐn)嚯娏鱅off)大于其所在電路的最大短路容量（最大短路電流）時(shí)，開關(guān)電器才能可靠的切除短路故障。否則，故障不能被切除，并有可能導(dǎo)致故障繼續(xù)擴(kuò)大，從而影響到系統(tǒng)的安全運(yùn)行。開關(guān)電器的斷流能力應(yīng)按下述所列公式進(jìn)行校驗(yàn)：Soff≥SK或Ioff≥Ik(3)(6-3)式中Soff開關(guān)電器的額定斷流容量，MV?A；Ioff開關(guān)電器的最大分?jǐn)嚯娏?A；SK為開關(guān)電器所在電路的最大短路容量，MV?A;Ik(3)開關(guān)電器所在電路的最大短路電流。電氣設(shè)備的短路穩(wěn)定性校驗(yàn)為了保證電氣設(shè)備不會(huì)因?yàn)槎搪冯娏鞯碾妱?dòng)力和熱效應(yīng)而遭到破壞，所以必須校驗(yàn)其在發(fā)生短路故障時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定性以及熱穩(wěn)定性。電氣設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)公式為：imax≥ish或Imax≥Ish(6-4)式中imax為電氣設(shè)備允許通過的最大峰值電流，kA；ish為最大運(yùn)行方式下計(jì)算出的三相短路電流的沖擊值，kA；Imax為電氣設(shè)備允許通過的最大峰值電流，kA；Ish為最大運(yùn)行方式下計(jì)算出的三相短路電流的沖擊值的有效值，kA。電氣設(shè)備熱穩(wěn)定性校驗(yàn)公式為：It2?tt式中It設(shè)備的熱穩(wěn)定電流，kA；tt相應(yīng)的熱穩(wěn)定時(shí)間，s;IK(3)最大運(yùn)行方式下計(jì)算出的三相短路電流，kA；tj短路的假想時(shí)間，s。假想作用時(shí)間tj的確定短路電流假想作用時(shí)間tj等于后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tpr和斷路器短路時(shí)間tj=tpr式中tj短路電流假想作用時(shí)間，s；tpr后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，s；toc斷路器短路時(shí)間，s。每段假想時(shí)間tj的確定見表6-1。表6-1每段假想時(shí)間tj后備動(dòng)作時(shí)間tpr斷路器動(dòng)作時(shí)間toc斷路假想時(shí)間tj10kV饋線00.20.210～35kV段0.50.20.735kV進(jìn)線段10.21.2母線選擇的一般原則配電裝置的母線主要用銅和鋁制成。室外配電裝置的母線多采用鋼芯鋁絞線。由于是軟導(dǎo)線，所以不需要校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。室內(nèi)配電裝置由于線間距離較小，布置緊湊，采用硬母線。常用的硬母線截面有矩形、槽形和管形，在中小型變電所和發(fā)電廠中多采用矩形鋁排。矩形母線散熱較好，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，便于固定和安裝，但趨膚效應(yīng)大，為了避免趨膚效應(yīng)過大，單條矩形的截面不應(yīng)大于1200mm2。當(dāng)工作電流過大時(shí)，可采用2按發(fā)熱條件選擇母線為使正常運(yùn)行時(shí)母線的發(fā)熱溫度不超過允許值，必須滿足以下條件:Ial≥I式中Ial鋁母線的允許載流量，A；IW.max母線的最大工作電流，AIal是按導(dǎo)體最高允許溫度為70℃、環(huán)境溫度為25℃確定的，若環(huán)境溫度不等于25℃，則鋁母線的允許載流量應(yīng)乘以溫度校正系數(shù)Kθ,即Kθ==0.15式中θ實(shí)際環(huán)境溫度，℃；Kθ溫度校正系數(shù)。按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線年平均負(fù)荷較大、母線較長(zhǎng)、傳輸容量較大的回路，為了降低年運(yùn)行費(fèi)用，可按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面。母線的經(jīng)濟(jì)截面按如下公式確定:A=IW.max式中IW.max母線的最大工作電流，即工作計(jì)算電流Ica，jec經(jīng)濟(jì)電流密度，A/mm2按動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)?zāi)妇€當(dāng)短路沖擊電流通過母線時(shí)產(chǎn)生的最大計(jì)算應(yīng)力應(yīng)不大于母線的允許應(yīng)力，即σc≤σal式中σc當(dāng)短路沖擊電流通過母線時(shí)產(chǎn)生的最大計(jì)算應(yīng)力，Pa或N/m2σal母線材料的允許應(yīng)力，Pa或N/m2；硬銅母線的允許應(yīng)力約為137MPa,σalσc=式中W母線的截面系數(shù)，m3；M母線通過溫時(shí)受到的最大彎曲力矩，N?m。無論平放還是豎放，母線截面系數(shù)的計(jì)算式都為：W=b2式中W母線的截面系數(shù)，m3；b母線的寬，m;h為母線的高，m。當(dāng)母線跨距數(shù)為1~2時(shí)，母線通過溫時(shí)受到的最大彎曲力矩M的計(jì)算公式為：M=F/8（6-13）式中F三相短路沖擊電流在中間相產(chǎn)生的電動(dòng)力，N；M母線通過溫時(shí)受到的最大彎曲力矩，N?m。當(dāng)母線跨距數(shù)大于2時(shí)，M=Fl/10。式中F三相短路沖擊電流在中間相產(chǎn)生的電動(dòng)力，N。其計(jì)算公式為F=1.73Kish式中F三相母線所受到的最大電動(dòng)力，單位：N;ish最大短路沖擊電流，A;l支持絕緣子之間的距離，單位：m；s相間距離，m。按熱穩(wěn)定校驗(yàn)?zāi)妇€滿足熱穩(wěn)定的條件為：θk.max≥式中θk.max導(dǎo)體在短路電流通過時(shí)的最高允許溫度,℃。由于計(jì)算短路時(shí)導(dǎo)體的最高溫度θk比較麻煩,因此也可根據(jù)Amin==I∞式中C導(dǎo)體的熱穩(wěn)定系數(shù)，AsI∞三相短路穩(wěn)態(tài)電流，A只要所選導(dǎo)線截面積A>Amin開關(guān)柜的選擇與校驗(yàn)選擇電氣設(shè)備應(yīng)校驗(yàn)的項(xiàng)目見表6-2。表6-2選擇電氣設(shè)備時(shí)應(yīng)校驗(yàn)的項(xiàng)目序號(hào)項(xiàng)目設(shè)備名稱項(xiàng)目設(shè)備名稱額定電壓（kV）額定電流（A）額定斷流容量（MV?A）短路電流校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定1斷路器√√√√√2負(fù)荷開關(guān)√√√√√3隔離開關(guān)√√√√4熔斷器√√√5電流互感器√√√√6電壓互感器√7支柱絕緣子√√√8套管絕緣子√√√√9母線√√√10電纜√√√11低壓斷路器√√√12限流電抗器√√√√35kV側(cè)電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)本次設(shè)計(jì)中，35kV側(cè)選用JYN1-35型移開式金屬封閉真空斷路器高壓開關(guān)柜。用途JYN1-35型移開式金屬封閉真空斷路器高壓開關(guān)柜，適用于交流50HZ、額定工作電壓35kV的電力系統(tǒng)中。作為中小型發(fā)電廠、變電所和工礦企業(yè)配電所接受和分配電能的戶內(nèi)開關(guān)設(shè)備使用，亦可作為啟動(dòng)和停止電動(dòng)機(jī)、切合電容器、電爐變壓器等頻繁操作設(shè)備的控制設(shè)備使用。型號(hào)意義JYN1-35型移開式金屬封閉真空斷路器高壓開關(guān)柜具體的型號(hào)意義見圖6-1。圖6-1JYN1-35型移開式金屬封閉真空斷路器高壓開關(guān)柜具體的型號(hào)意義適用工作條件①海拔高度不超過1000m；②環(huán)境溫度不超過40℃，不低于-5℃，日溫差15℃；③相對(duì)濕度不超過90%(25℃)；④沒有火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)、嚴(yán)重污穢、化學(xué)腐蝕及劇烈運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)所。開關(guān)柜主要技術(shù)參數(shù)開關(guān)柜主要技術(shù)參數(shù)見表6-3表6-3JYN1-35型移開式金屬封閉真空斷路器高壓開關(guān)柜的主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目單位技術(shù)特征額定工作電壓Kv35最高工作電壓Kv40.5最大額定電流A1000額定開斷電流kA1620極限通過電流（峰值）kA40504s熱穩(wěn)定電流（有效值）kA1620校驗(yàn)因?yàn)楫?dāng)條件最惡劣時(shí)設(shè)備滿足校驗(yàn)的要求，那么其它情況下均可滿足校驗(yàn)要求，所以本次設(shè)計(jì)中均選用短路電流最大和假想時(shí)間最長(zhǎng)的情況進(jìn)行校驗(yàn)。額定電壓的校驗(yàn)UN=35kVUW=35kV∵35kV=35KvUN=UW∴電壓校驗(yàn)符合要求。額定電流的校驗(yàn)I==164.957A

INIca=164.957A 因?yàn)?000＞164.957IN＞Ica所以額定電流校驗(yàn)符合要求。開斷容量（電流）校驗(yàn)II∵16＞12.610I ∴開斷電流校驗(yàn)符合要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)ii∵40＞32.156i∴動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)符合要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)II∵190.615I∴熱穩(wěn)定校驗(yàn)符合要求。開關(guān)柜中其余元件的校驗(yàn)過程和內(nèi)容與斷路器相似，不再贅述。經(jīng)校驗(yàn)JYN1-35型移開式金屬封閉真空斷路器高壓開關(guān)柜中包含的所有器件均滿足校驗(yàn)要求。10kV側(cè)電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)本次設(shè)計(jì)中，10kV側(cè)選用KYN□-10(Z)Q型移開式金屬封閉高壓開關(guān)柜。用途KYN□-10(Z)Q型移開式金屬封閉高壓開關(guān)柜適用于交流50Hz，額定工作電壓3、6、10kV，額定工作電流為1000、2000、3150A單母線，作為接受和分配電能的戶內(nèi)配電設(shè)備使用。型號(hào)意義KYN□-10(Z)Q型移開式金屬封閉高壓開關(guān)柜具體的型號(hào)意義見圖6-2。圖6-2KYN□-10(Z)Q型移開式金屬封閉高壓開關(guān)柜具體的型號(hào)意義適用工作條件①周圍環(huán)境溫度-15～40℃；②海拔高度不超過1000m;③相對(duì)濕度日平均值不大于95%，月平均值不大于90%，在高濕度期內(nèi)可能出現(xiàn)凝露；④無可燃?xì)怏w、導(dǎo)電塵埃、嚴(yán)重污穢、化學(xué)腐蝕和劇烈震動(dòng)的場(chǎng)所。開關(guān)柜主要技術(shù)參數(shù)開關(guān)柜主要技術(shù)參數(shù)見表6-4。表6-4KYN□-10(Z)Q型移開式金屬封閉高壓開關(guān)柜主要技術(shù)參數(shù)名稱單位配用真空斷路器型號(hào)ZN28-10Q/3150-40額定工作電壓kV10最高工作電壓kV11.5額定工作電流A3150額定短路開斷電流kA100額定動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值）kA100額定熱穩(wěn)定電流（有效值）kA40熱穩(wěn)定時(shí)間s4校驗(yàn)因?yàn)楫?dāng)條件最惡劣時(shí)設(shè)備滿足校驗(yàn)的要求，那么其它情況下均可滿足校驗(yàn)要求，所以本次設(shè)計(jì)中均選用短路電流最大和假想時(shí)間最長(zhǎng)的情況進(jìn)行校驗(yàn)。額定電壓的校驗(yàn)UN=10kVUW=10kV∵10kV=10kVUN=UW∴電壓校驗(yàn)符合要求。額定電流的校驗(yàn)I==577.350A

INIca=577.350A ∵3150＞577.350IN＞Ica∴額定電流校驗(yàn)符合要求。開斷容量（電流）校驗(yàn)II∵40＞5.370I ∴開斷電流校驗(yàn)符合要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)ii∵100＞13.694i∴動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)符合要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)II∵40I∴熱穩(wěn)定校驗(yàn)符合要求。開關(guān)柜中其余元件的校驗(yàn)過程和內(nèi)容與斷路器相似，不再贅述。經(jīng)校驗(yàn)KYN□-10(Z)Q型移開式金屬封閉高壓開關(guān)柜中包含的所有器件均滿足校驗(yàn)要求。母線的選擇與校驗(yàn)35kV匯流母線按發(fā)熱條件選擇截面母線的工作計(jì)算電流為I==164.957A查尋資料可知，25℃時(shí)單條、平放LMY-50×4型矩形鋁母線的允許載流量I故35kV匯流母線選擇LMY?50×4型矩形鋁母線。按熱穩(wěn)定度校驗(yàn)鋁母線的熱穩(wěn)定系數(shù)C=87As/mm2,由公式（6-6）可求假想時(shí)間tiA==158.777實(shí)際選用母線的截面積A=50×4=200mm動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)JYN1-35型移開式金屬封閉真空斷路器高壓開關(guān)柜的母線檔距取l=2m,相間中心間距取s=40cm。s?bb+h（6==5>2式中s相間中心間距，mm；b母線的寬，mm;h母線的高，mm。故母線截面的形狀系數(shù)K≈1。①三相短路沖擊電流在中間相產(chǎn)生的電動(dòng)力為:F=1.73K=1.73×1×=162.2②母線的彎曲力矩為M===32.44N?M③母線的截面系數(shù)為W===④母線收到的最大應(yīng)力為σ==故動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。綜上所述選取LMY-50×4型矩形鋁母線為35kV匯流母線。10kV匯流母線按發(fā)熱條件選擇截面 母線的工作計(jì)算電流為I==577.350查尋資料，25℃時(shí)單條、平放LMY?50×5型矩形鋁母線的允許載流量I 故10kV匯流母線選擇LMY?50×5型矩形鋁母線。按熱穩(wěn)定度校驗(yàn)鋁母線的熱穩(wěn)定系數(shù)C=87As/mmI∞=A==51.64實(shí)際選用母線的截面積A=50×5=250mm動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)KYN□-10(Z)Q型移開式金屬封閉高壓開關(guān)柜的母線檔距取l=1m,相間中心間距取s=25cm，因?yàn)閟?b==3.64>2故母線截面的形狀系數(shù)K≈1。①三相短路沖擊電流在中間相產(chǎn)生的電動(dòng)力為F=1.73K=1.73×1×=129.77N②母線的彎曲力矩為M===12.98N?M③母線的截面系數(shù)為W===④母線收到的最大應(yīng)力為σ==故動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。綜上所述選取LMY?50×5型矩形鋁母線為10kV匯流母線。

第七章線路的選擇與校