年产300万吨矿井的35kv变电所设计_毕业设计(编辑修改稿)

年产300万吨矿井的35kv变电所设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

先选用先进设备。 一 般电器的选择应按正常工作条件进行选择，然后按故障情况进行校验。 电抗器的选择也按这个步骤进行，即按电网电压，长时工作电流选，然后校验其动稳定性和热稳定性。 本科毕业设计 19 本设计中，采用 4 根电缆并联向井下供电，出现断路器过流保护动作时间为 ,变电所 6KV 母线前系统相对电抗值在最大运行方式下为，在最小运行方式下为 ，井下允许短路容量 S 100MVA。 知道了以上这些已知条件，就可以进行电抗器的选择了。 井下 6KV 母线上短路容量，由井深 650m，则每条电缆相对电 抗值X 1 0 0X 2dl 1*dl 1  则短路容量 S 9 3 M V 3 7)X2X(1S* m i *d l 1jd 即井下短路容量有限，应在每一条下井电缆上串接一台限流电抗器。 （ 1） 各回路电抗器相对电抗 X*jk 的计算 据井下允许短路容量不大于 100MVA，可以得出井下 6KV 母线上允许的短路电流 I )3(d  故系统相对电抗要求值为： *x(3)dj X1II  由于 4条电缆并联运行，故每一回路应串入电抗器相对电 抗为： 3 4 8 2 *jk  ）（ （ 2） 选择电抗器的型号规格 下井总负荷计算： 4 K 6 9 2 9 93 4 0 0P ca  2K V 6kva caca   因此，可求得负荷电流为： I= U3 eeca  本科毕业设计 20 I 2I ‘A 由此可知，下井负荷电流 ，电压等级 6KV，当一根电缆故障时，另三根应承担全部负荷。 因此考虑采用 U 6KVre ， I 300ke A 的 NKL 型铝电缆水泥电抗器 4 台。 每台电抗器计算值为： X % UIX% kej jke*jk39。 k  选用 NKL— 6— 300— 3 型水泥限流电抗器。 其参数为动稳定电流峰值i  ,IS 种热稳定电流 I 。 则额定电流下的相对电抗值为 X *k =。 （ 1） 电压损失校验 正常工作时： s inI4 I%XU kegkk  Cos QP caca  sin  因此， %5~4% %Uk  在故障运行时： %10~8%300s inI%X%Ukegkk39。   因此，电压损失校验方面合格。 （ 2） 母线残压校验 因为每一台电抗器串接于一条下井电缆中，两两并联后分两组分裂运本科毕业设计 21 行，因下井回路中没有速断保护，故选择时不作母线残压校验。 （ 3） 动稳定性校验 一路故障，另三路分裂运行时，在电抗器出口处发生短路时，流过每一台电抗器的短路电流最大。 此时，短路电流冲击值为： i 5 K 8 K sh  因此，动稳定性校验合格。 （ 4） 热稳定性校验 由于供电电源容量为  ，故短路电流假想时间取其持续时间。 即 2 6 )tt(ttt hgbj  6 K 4 K 1ttIIRWjkw  因此，热稳定性也符合要求。 井下中央变电所 6KV 母线上的短路参数。 （ a） 为最大运行方式，（ b）为最小运行方式 . X*dmin =++ = X*dmax =++ = I )3(dmax i )3(dmaxsh  = 本科毕业设计 22 I )3(dmin I )2(dmin S 725MVAd 短路参数表 在本章中，经过以上各节的讨论，得出了各点发生短路时，最大方式下的三相短路电流、 冲击电流、短路容量以及最小运行下两相短路电流，现将计算结果列于表 3— 1 中。 等效计算图如 3— 7所示 ： 运行方式 最大运行方式 最小运行方式 短路参数 I KA)2(d ich KA Sd MVA I KA)3(d I KA)2(d d0 d1 379 d2 12 130 d3 本科毕业设计 23 短 路 点 d4 28 120 d5 129 d6 d7 d8 79 d9 d10 132 d11 d12 79 d13 d14 d15 14 d16 d17 d18 d19 备注 d8 内的值为加入限流电抗器的修正值 本科毕业设计 24 4 变电所电气设备选择 变电所的高压电器起着接受、分配、控制与保护电能的作用。 主要有断路器、负荷开关、隔离开关、熔断器、电抗器、互感器、母线装置及成套配电设备等。 经过以上各章的讨论，选定了变电所的主变压器，初步拟定了供电系统。 本章将在以上各章的基础上，讨论变电所内电器设备的选择。 35KV 电气设备选择 为保证高压电器的可靠运行，高压电器应按正常工作条件下的额定电流、额定电压等来选择，并按短路 电流校验动稳定性和热稳定性，对断路器等部分还要按照开断电流容易程度选择，同时考虑安装条件。 （一）高压断路器 目前， 35KV 高压断路器常用的有多油断路器、少油断路器、真空断路器等各种型式。 根据煤矿生产环境及特殊性，选用少油断路器为户外型。 型号为 GBC35 柜式成套装置，内配 SN10— 35 少油断路器。 GBC— 35 型柜式断路器的优点： （ 1）因煤矿污染严重，室内设备能够减少环境污染，提高设备运行的可靠性，延长设备使用时间。 （ 2）维修不受天气的影响，随时可以检修。 （ 3）价格适中，目前电力系统广泛应用，运 行、维修有成熟的经验。 GBC— 35 型柜式断路器的缺点是检修断路器时容易形成渗漏油现象。 35KV 断路器额定电流的选择 矿井变电所总负荷电流： I 2c osU3 Pe zg   （ ） 式中： Pz 矿井总有功功率 Ue 额定电压 35KV Cos 补偿后的功率因数。 本科毕业设计 25 根据国家标准选择的断路器额定电流为： Ie 1250A I ge I 选择断路器的开断电流 35KV 母线故障时由短路电流计算表可知，短路容量为 725MVA，短路电流为 Id1 =。 因此应选用断路器开断电流大于 ，考虑选用SN10— 35 型断路器，其参数如下表 4— 1所示。 断路器型号 SN10— 35 最高工作电压 额定电流 Ie 1250A 开断电流 40KA 额定电压 Ue 35KV 极限通过电流 40KA 4 秒稳定电流 16KA 表 4— 1 动、热稳定校验 （ a） 35KV 母线短路时冲击电流 ich =,SN10— 35 型断路器极限通过电流为 imax =40KA chi ,动稳定性符合要求。 （ b）热稳定电流 Irwirw ttI I  （ ） trw 热稳定电流值对应时间为 4strw jfjzj ttt  （ ） 其中 jzt 查 t(ftjz  ）曲线，《煤矿供电》图 2— 23 在 t=4s 时 。 4s 热稳定电流大于 Irw ，热稳定性符合。 （二）电压互感器 互感器是交流供电系统中一次回路将交流电流或电压按比例降低供二次回路仪表使用。 根据一次额定电压选择，并按二次负荷大小及负荷准确等级校验。 本科毕业设计 26 电压互感器的选择： U 35KVe ，根据产品手册选择 JDJJ35 型电压互感器。 其技术参数如表 4— 2 所示。 JDJJ2— 35 型电压互感器技术参数 一次电压（ KV） 35/ 3 额定容量为 级 150VA，一级 250VA 基本二次线圈（ KV） 3 级 500VA 辅助二次线圈（ KV） 最大容量 1000VA 表 4— 2 互感器一次额定电压 U1e 应于互感器接入电网时一次绕组所受的电压相适应。 所以。 35KV 电压互感器一次额定电压应选为 35KV。 在此不考虑对 35KV 侧进行绝缘检测，选两台 JDJJ2— 35 接成 V 型。 如图 41所示。 由于没有互感器二次侧联结仪表所消耗的总容量，因 此，这里不对电压互感器进行校验。 图 中， RD 的作用是限制互感器短路电流。 这里考虑选用RW6805— 35/ 户外式熔断器。 工作在高压条件下，起限流作用。 （三）电流互感器 测量与计算用电流互感器的选择应满足已次回路的额定电压、额定电流、最大负荷电流以及满足测量与计算一般对准确度的要求。 继电保护用电流互感器尚应满足 10%误差特性曲线要求。 电流互感器选定后，都应进行热稳定性和动稳定性校验。 本科毕业设计 27 电流互感器的热稳定性是由一定时间内热稳定倍数值 Krb 来表明，它是互感器的 热稳定电流与互感器的原边电流之比，即 K1Ntrb II （ ） 式中： It 电压互感器在 t时间内的热稳定电流， A； I1N 电流互感器原边额定电流， A； Krb 热稳定倍数。 因此，电流互感器的热稳定校验可按如下要求计算： K 3fk1Nrb 10ttII  () 式中： Ik 短路稳态电流， KA。 电流互感器的动稳定包括内部稳定和外部稳定。 （ 1） 内部动稳定 内部动稳定用动态倍数 Kd 表示。 它是互感器所能承受的最大电流的瞬时值与该互感器的额定电流幅值之比，即： K 1Nmaxd I2/i () 因此，电流互感器的内部稳定校验可按如下要求计 算： 3kr1Nd 10iIK2  () 式中： i kr 三相短路冲击电流， KA。 （ 2） 外部动稳定 样本表明有允许力 F 的电流互感器，可按下式校验： F 2kr2 (kg) () 式中： F电流互感器一次绕组出线端允许力，公斤 a相间距离， cm。 I— 电流互感器出线端至相邻较远的一个固定点的距离， cm. 样本未表明 F 而只给当 a=40cm 时， I=50cm 时的动稳定倍数 kd 电流互感器仍可按 式校验。 本科毕业设计 28 当 a 40 时， 式左边乘以10a。 样本标明有允许力 Fa 的母线型电流互感器，可按下式校验： Fa〉 = 22kr 10aLbi （ kg） () 式中： Fa母线型电流互感器瓷套帽处允许力，公斤； Lb— 母线相互作用段的计算长度， cm,可按下式确定： Lb=（ L1+L2） /2 （ ) 式中 : L1— 母线型电流互感器瓷套帽至相邻较远的一个固定点距离， cm L2电流互感器内部长度， cm 35KV 侧选用 LCZ— 35— — 300/5 型电流互感器。 （四） 35KV 断路器的选择 （ 1） 额定电压选择 断路器额定电压 UN 应大于或等于所在电网的工作电压 UNW ，即 UN 〉 = UNW （ 2） 额定电流 选择 断路器的额定 IN 应大于或等于它的最大长期工作电流 IWMAX 即： IN 〉 = IWMAX。 由于高压断路器没有连续过载能力，在选择其额定电流时，应满足各种可能的运行方式下线路持续工作电流的要求，即取最大长期工作电流IWMAX。 当断路器使用的环境温度高于设备最高允许环境温度，即高于 40℃但不超过 60℃时，环 境温度每增高 1℃，工作电流可减少为额定电流的%，当使用的环境温度低于 40℃时，环境温度每降低 1℃，工作电流可增加为额定电流的 %，但其最大负荷不得超过 IN 的 20%。 （ 3） 开断电流的选择 在给定的电网电压下，断路器的开断电流 Ibr 应不小于实际的瞬间的短路周期分量 Isct ，即： Ibr 〉 = Isct。 本科毕业设计 29 当断路器的 Ibr 较系统短路电流大很多时，为了简化计算，也可用次暂态电流 I* 进行选择，即： Ibr 〉 = I*。 （ 4） 动稳定校验 若断路器的极限通过电流峰值 imax 大于三相短路时通过断路器冲击电流。