煤礦35kv變電所設(shè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 成部分，它與電源回路數(shù)、電壓和負(fù)荷的大小、級(jí)別以及變壓器的臺(tái)數(shù)容量等因素有關(guān)。 單元接線發(fā)電機(jī)與變壓器直接連接成一個(gè)單元，組成發(fā)電機(jī)—變壓器組，稱為單元接線。它具有接線簡(jiǎn)單，開關(guān)設(shè)備少，操作簡(jiǎn)便，以及因不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓級(jí)母線，使得在發(fā)電機(jī)和變壓器低壓側(cè)短路時(shí)，短路電流相對(duì)而言于具有母線時(shí)，有所減小等特點(diǎn)；這種單元接線，避免了由于額定電流或短路電流過大，使得選擇出口斷路器時(shí)，受到制造條件或價(jià)格甚高等原因造成的困難。 橋形接線當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線路時(shí)，多采用橋形接線，使用斷路器數(shù)目最少；橋形接線可分為內(nèi)橋式和外橋式；內(nèi)橋式橋連斷路器設(shè)置在變壓器側(cè)，外橋式橋連斷路器則設(shè)置在線路側(cè)。橋連斷路器正常運(yùn)行時(shí)處于閉合狀態(tài)。當(dāng)輸電線路較長(zhǎng)，故障幾率較多，而變壓器又不需經(jīng)常切除時(shí)，用用內(nèi)橋式接線比較合適；外橋式接線則在出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率流經(jīng)本廠時(shí)，就更為適宜。外橋接線對(duì)變壓器的切換方便，比內(nèi)橋少兩組隔離開關(guān)，繼電保護(hù)簡(jiǎn)單，易于過渡到全橋或單母分段接線，且投資少，占地面積小，缺點(diǎn)是倒換線路時(shí)操作不方便，變電所一側(cè)無線路保護(hù)，適用于進(jìn)線短而倒閘次數(shù)少的變電所或變壓器經(jīng)常駐需要切換以及可能發(fā)展為有穿越負(fù)荷的變電所。內(nèi)橋結(jié)線一次側(cè)可設(shè)線路保護(hù)，倒換線路時(shí)操作方便，設(shè)備投資與占地面積無較全橋少，缺點(diǎn)是操作變壓器和擴(kuò)建成全橋或單母分段不如外橋方便，適用于進(jìn)線距離行，變壓器切換少的終端變電所。 單母線分段式接線W1QF1W2有穿越負(fù)荷的兩回電源進(jìn)線的中間變電所，其受、配電母線以及橋式接線變電所主變二交側(cè)的配電母線，多采用單母分段，多用于具有一二級(jí)負(fù)荷，且進(jìn)出線較多的變電所，不足之處是當(dāng)其中任一段母線需要檢修或發(fā)生故障時(shí)，接于該母線的全部進(jìn)出線均應(yīng)停止運(yùn)行。 單母線分段式接線方案比較：?jiǎn)卧泳€當(dāng)其中一元件發(fā)生故障時(shí)整個(gè)單元都要停電檢修，不能滿足該礦供電的要求。單母線分段接線一般用于進(jìn)出線回路較多的中間變電所。我們?cè)?5千伏側(cè)選用全橋型接線，全橋型接線靈活可靠，也可擴(kuò)展成為單母線分段接線。而6千伏側(cè)我們則選用單母線分段接線。綜合比較井花溝礦的35kv側(cè)采取外橋形式的主接線，而其6kv線路上采取單母分段，共分三段，每段之間用斷路器，隔離開關(guān)連接。 井花溝礦供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖4 設(shè)備選型 35kv設(shè)備選型 35kv架空線、母線的選擇變電所中各種電壓配電裝置的母線,以及電器間的連接大都采用銅、鋁或鋼的矩形、圓形、管形裸導(dǎo)線或多芯絞線。銅的導(dǎo)電性好，抵制化學(xué)侵蝕性強(qiáng)，因此在大電流裝置中或在由化學(xué)侵蝕的地區(qū)宜采用銅導(dǎo)線。鋁導(dǎo)線比重小，比較經(jīng)濟(jì)，在屋內(nèi)外配電裝置中都廣泛采用鋁母線。母線的截面形狀，35KV及以下的屋內(nèi)配電裝置中，都采用矩形截面。因?yàn)樗睦鋮s條件好，對(duì)交流肌膚效應(yīng)的影響小。35KV室外高壓架空線、母線一般選用鋼芯鋁絞線，導(dǎo)線截面應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，按長(zhǎng)時(shí)允許電流進(jìn)行校驗(yàn)，并應(yīng)校驗(yàn)其電壓損失是否合乎要求。高壓線路的電壓損失不允許超過5%，此外架空線路的導(dǎo)線應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，不應(yīng)由于機(jī)械強(qiáng)度不夠而發(fā)生事故。a. 按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算： A=I/J（mm）式中 A—導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面積，mm； J—經(jīng)濟(jì)電流密度， A/ mm； I—最大工作電流，A；I==1000035=182A式中 U—線路額定電壓，千伏； P—最大負(fù)荷，千瓦； cosφ—功率因數(shù)； 由最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為4000，得J=A=182/=158 mm,選A=185 mm，其型號(hào)為鋼芯鋁絞線LGJ—185b. 按長(zhǎng)時(shí)允許電流校驗(yàn)，查得LGI—170的屋外載流量為515A(25℃),鋼芯鋁絞線最高溫升不超過+70℃，假設(shè)導(dǎo)線長(zhǎng)期工作溫度為40℃，則40℃時(shí)的載流量為：I=515=446A＞182符合要求c. 三相架空線路損失校驗(yàn)按下式計(jì)算ΔU%=式中R—線路單位長(zhǎng)度電阻，/km；X—線路單位長(zhǎng)度電抗，/km；設(shè)線間幾何間距為2m，已知P=9160、L=6km、tan=ΔU%==5 校驗(yàn)合格d. 母線按短路熱穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)A 已知t=3s I=, 式中A—所選導(dǎo)線截面，mm；C—材料熱穩(wěn)定系數(shù)，C=95；K—集膚效應(yīng)系數(shù)，取1；I—短路穩(wěn)定的最大有效值；A==102mm185 mm 校驗(yàn)合格所以35KV母線和架空線，均選用LGJ—185型鋼芯鋁絞線 電壓互感器、熔斷器的選擇互感器是交流供電系統(tǒng)中一次回路將交流電流或電壓按比例降低供二次回路儀表使用。根據(jù)一次額定電壓選擇。并按二次負(fù)荷大小及負(fù)荷準(zhǔn)確等級(jí)校驗(yàn)。本設(shè)計(jì)為終端變電所，不進(jìn)行絕緣檢測(cè)，只需測(cè)量線路電壓，可選兩臺(tái)雙圈油浸互感器，其型號(hào)為JDJJ2—35，屬戶外式電壓互感器，采用V型接法分別接在35KV兩段母線上，配用二個(gè)RN—35型限流熔斷器，該產(chǎn)品僅作為電壓互感器短路保護(hù)之用，其最大切斷電流為17KA，最大切斷容量1000MVA。另外選用3個(gè)RW—35/200~800戶外跌落式熔斷器，配合3臺(tái)變壓器。電壓互感器地選擇： ue=35kV，根據(jù)產(chǎn)品手冊(cè)選用JDJJ235型電壓互感器。 JDJJ235型電壓互感器技術(shù)參數(shù)一次電壓（kV）35/,一級(jí)250VA基本二次線圈(kV)3級(jí)500VA輔助二次線圈(kV)最大容量1000VA電壓互感的校驗(yàn)按準(zhǔn)確等級(jí)與二次負(fù)荷校驗(yàn)。礦井變電所35千伏主接線為全橋接線，各計(jì)費(fèi)及考核有功電度表五塊。共計(jì)十塊。按35千伏設(shè)備分段運(yùn)行，每段互感器承擔(dān)的負(fù)荷為五塊。查《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表34－ 電度表總消耗功率為p＝5＝150 符合要求。 電流互感器的選擇電流互感器選用LCW—35型戶外支持式、多匝油浸瓷絕緣的高壓電壓互感器，單獨(dú)裝設(shè)，利用一次線圈的串并聯(lián)，可得到不同的變比，選用額定電流變比為15~1000/5，1S熱穩(wěn)定倍數(shù)65，動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)100。 35kv避雷器選擇一般選用變電站避雷器FZ35型，選兩組分放在35KV兩段母線上，與電壓互感器供用一個(gè)間隔。 帶接地刀閘的隔離開關(guān)選型 GW35GD/600型隔離開關(guān)項(xiàng)目實(shí)際需要值GW35GD/600電壓電流動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定35kvI=i==35kv600A50KAI=14KA從上表計(jì)算中可知，該電器的額定值都大于實(shí)際值，選用該設(shè)備符合要求，其操作機(jī)構(gòu)配套選用CS—G型。 隔離開關(guān)的選擇初步擬定選用隔離開關(guān)型號(hào)為GN235/1000,校驗(yàn):(1) GN235/1000的額定電壓為35kV, 而＝35kV，＝滿足要求。(2) GN235/1000的額定電流為1000A =符合要求。(3)=70kA,=滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。(4)熱穩(wěn)定校驗(yàn)=25KA T=3S滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 35kv斷路器的選擇①額定電壓選擇斷路器的額定電壓應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的工作電壓,即 ②額定電流選擇 斷路器的額定電流應(yīng)大于或等于它的最大長(zhǎng)期工作電流，即 由于高壓斷路器沒有連續(xù)過載的能力，在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能的運(yùn)行方式下電路持續(xù)工作電流的要求，即取最大長(zhǎng)期工作電流當(dāng)斷路器使用的環(huán)境溫度高于設(shè)備最高允許環(huán)境溫度，即高于40℃但不超過60℃時(shí)，環(huán)境溫度每增高1℃，％；當(dāng)使用的環(huán)境低于40℃時(shí)，環(huán)境溫度每降低1℃，％，但其最大負(fù)荷不得超過的 20％。③開斷電流選擇 在給定的電網(wǎng)電壓下，斷路器的開斷電流不應(yīng)小于實(shí)際瞬間的短路電流周期分量，即 當(dāng)斷路器的較系統(tǒng)短路電流大很多時(shí)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，也可用次暫態(tài)電流進(jìn)行選擇，即④動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)若斷路器的極限通過電流峰值，大于三相短路時(shí)通過斷路器的沖擊電流，則其動(dòng)穩(wěn)定便滿足要求，即⑤熱穩(wěn)定校驗(yàn) 制造廠給出了斷路器t秒內(nèi)的熱穩(wěn)定電流，即在給定時(shí)間內(nèi)，電流通過斷路器時(shí)，其各部分的發(fā)熱溫度不會(huì)超過最高短時(shí)允許發(fā)熱溫度。因此，制造廠規(guī)定的短時(shí)允許發(fā)熱量應(yīng)大于短路期間短路電流所發(fā)出的熱量，則此斷路器滿足熱穩(wěn)定要求。可表示為 初步擬定選用斷路器的型號(hào)為高壓六氟化硫斷路器（LW35/1600）校驗(yàn):(1) 高壓六氟化硫斷路器（LW35/1600）額定電壓為35kV, =35kV, ＝,符合條件。(2) 高壓六氟化硫斷路器（LW35/1600）額定電流為1600A,最大長(zhǎng)期工作電流為 AIN=1600A 即，因此負(fù)荷技術(shù)條件。（3）斷路器開斷電流＝16kA，＝， 符合技術(shù)條件。（4）＝63kA，＝ 滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。（5）It=63kA,t=4秒 I2tt=6324=15876 kA2SQt= kA2S,滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 斷路器的選擇項(xiàng)目實(shí)際需要值LW35/1600額定值電壓35KV35KV電流1600A動(dòng)穩(wěn)定i=63KA熱穩(wěn)定I==63KA斷路容量S=97MVA1500MVA上述數(shù)據(jù)表明LW35/1600斷路器合乎要求，考慮室外設(shè)備操作人員的安全和今后的發(fā)展，選用CD2—40G電磁操作機(jī)構(gòu)。 6kv電氣設(shè)備的選擇 母線的選擇6KV母線一般選用矩形鋁母線，其截面按長(zhǎng)時(shí)允許電流選，按動(dòng)、熱穩(wěn)定性進(jìn)行校驗(yàn)。(1) 按長(zhǎng)時(shí)允許電流選已知長(zhǎng)時(shí)允許電流算得I=1011A，查得鋁母線LMY——1008平放在40℃，其最大允許載流量為1210A〉I=1011A ，所選型號(hào)滿足要求。(2) 按動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)單條母線三相位于同一平面布置時(shí)，產(chǎn)生的最大應(yīng)力為：=（）i 10（kg/cm）其中L——跨距，cm ；a——母線相間的距離,cm；i——短路沖擊電流，KA；w——母線抗彎矩，cm；查得電纜LMY——1008的抗彎矩w= cm、L=120cma=25cm、i= 。代入得== 700 kg/cm滿足要求(1)按熱穩(wěn)定校驗(yàn)A 已知 t= I= 查得C=95 K=1 A==800 mm滿足要求。 母線瓷瓶及穿墻套管35KV室外母線瓷瓶，選用懸式絕緣子組成絕緣串，作為母線絕緣瓷瓶。室內(nèi)6KV選用母線支持瓷瓶，在穿墻的地方選用穿墻套管。、電流選用CWLB——10/600型室外穿墻套管。==12KA 滿足要求 查得穿墻套管受力公式P=FF= i10kg 已知 L=120cm， a=25cmi= P==450kg 滿足要求 斷路器選擇 斷路器選擇項(xiàng)目實(shí)際需要值ZN28—10/1600電壓U=U=10kv電流I==1011AI=1600A斷路容量S=57MVAS=80MVA斷流量I=I=45KA動(dòng)穩(wěn)定i=i=75KA熱穩(wěn)定I==I=上述數(shù)據(jù)表明所選斷路器符合要求，選用CD2—40G電磁操作機(jī)構(gòu)，電動(dòng)操作。 隔離開關(guān)選擇其所選型號(hào)有GN19—10c、GN19—10c/6GN19—10/6GN10—GN19—10c/400等，其操動(dòng)機(jī)構(gòu)配套選用手動(dòng)CS6—1T型。 6kv隔離開關(guān)的選擇項(xiàng)目實(shí)際需要值GN19—10c/400GN19—10/630電壓U=10kvU=10kv電流1011AI=400AI=600A動(dòng)穩(wěn)定i=i=75KAi=75KA熱穩(wěn)定I=I=對(duì)上述兩種最小額定值的隔離開關(guān)校驗(yàn)符合要求，故都符合要求。 電流互感器的選擇電流互感器確定選用LMJC——10，變比為50/100/150/600/1000/6000/，其型號(hào)含義是母線式磁絕緣接地保護(hù)。還有LQJ——10，變比為5~100/5，型號(hào)含義為環(huán)氧樹脂澆注式電流互感器。 LQJC——10，變比為150~400/5，型號(hào)含義為環(huán)氧樹脂澆注式瓷絕緣接地保護(hù)的電流互感器。經(jīng)過動(dòng)、熱穩(wěn)定性校驗(yàn)，都大于實(shí)際值，這三種型號(hào)的電流互感器能滿足要求。 下井電纜型號(hào)及截面的選擇高壓電纜型號(hào)根據(jù)敷設(shè)地點(diǎn)及敷設(shè)方法選，在地面一般選油侵紙絕緣鋁包鎧莊電纜，若采用直埋時(shí)，電纜外面應(yīng)有防腐層，除立井井筒中敷設(shè)電纜外，一般采用鋁芯，井筒中敷設(shè)電纜應(yīng)選用鋼絲鎧裝，并根據(jù)井筒深度選用不滴流或干絕緣電纜，電纜芯線應(yīng)為銅質(zhì)芯線。電纜芯線截面應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選，按長(zhǎng)時(shí)允許電流最小熱穩(wěn)定截面校驗(yàn)，下井電纜為4根，由于受工作環(huán)境與條件的限制，必須用耐拉的電纜，本設(shè)計(jì)中選用粗鋼絲鎧裝鉛包鋼芯電纜。(1)下井電纜選擇計(jì)算負(fù)荷電流為： A則 mm2選ZQD56370型號(hào)電纜。 (2)允許電壓損失校驗(yàn)允許電壓損失為：V實(shí)際電壓損失為：V因?yàn)椋蠗l件。 (