電氣工程及其自動化畢業(yè)設(shè)計(jì)-裂頭山礦區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

概論1.1前言放眼世界，當(dāng)今世界的國民經(jīng)濟(jì)狀況，可以看出，電力系統(tǒng)是一種非常重要的組成部分，它是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個基本環(huán)節(jié)。電力是一種巨大而復(fù)雜的動力系統(tǒng)，它為整個農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)和與社會生活有關(guān)的各個行業(yè)，都創(chuàng)造著不可取代的能量供給[1]。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對生活品質(zhì)的要求也在不斷提高，因此，人們對電能的需求量和依賴程度也在不斷提高，因此，電力的供給是否能夠做到可靠、經(jīng)濟(jì)和靈活，與經(jīng)濟(jì)能否穩(wěn)定、迅速的發(fā)展有著密切的聯(lián)系，因此，電能的品質(zhì)迫切需要得到提高和改進(jìn)。我們都知道，煤是一種主要的一次能源，關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，而煤在我國整體能源消耗中的比例超過了70%，礦井供電系統(tǒng)的有效運(yùn)作關(guān)系到一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。礦井變電站是礦井電網(wǎng)中進(jìn)行電網(wǎng)轉(zhuǎn)換、用電等交流的地方，它以變電站及其配套的配電網(wǎng)為主，在設(shè)計(jì)礦井變電站時，應(yīng)充分考慮其是否能夠保證電網(wǎng)的穩(wěn)定的運(yùn)行，而礦井又是礦井的高危區(qū)。變電站的可靠度是影響礦井生產(chǎn)的首要因素。1.2電力系統(tǒng)概述發(fā)電廠可以提供持續(xù)不斷的電力能量，它可以用自己的運(yùn)作方式，將非電形式的能經(jīng)過轉(zhuǎn)化成為電能。從對資源節(jié)約和充分利用的角度來看，發(fā)電廠應(yīng)該將其建設(shè)在動力資源比較充足的區(qū)域中。通過長途跋涉的傳輸，通過變電站的升降轉(zhuǎn)換，最后將電力傳輸?shù)骄用竦募抑泻凸?。電力的生產(chǎn)、供應(yīng)和使用，都是一氣呵成，需要時刻維持平衡。電力生產(chǎn)的動力來源是發(fā)電機(jī)，傳輸線路，轉(zhuǎn)換設(shè)備，由配電設(shè)施和用電設(shè)備等環(huán)節(jié)構(gòu)成，與電能消費(fèi)系合稱為電力系統(tǒng)。1.3變電所的功用及其位置選取礦井變電所是指在礦井中進(jìn)行電能接收、電壓變換以及電能分配的場所，它是整個供配電系統(tǒng)中的一個重要組成單元。根據(jù)礦井35kV變電站的位置，將其分為工廠化變電站和全降變電站。它有三種類型，分別是室內(nèi)、室外和組合。變電站選址的基本要求是：①盡量接近負(fù)載中心，從而減少配電網(wǎng)的電壓損失，電能損失，以及非鐵元素的消耗量。②不能選擇有腐蝕和粉塵的地點(diǎn)，如果實(shí)在避不開，也要避開污染源的上風(fēng)方向。③不可選擇低處或容易產(chǎn)生水漬的地點(diǎn)。④裝備的搬運(yùn)必須方便。⑤要注意供電線路的走向，使線路進(jìn)出更加便捷。⑥向電力端傾斜。⑦（變電站室外配電網(wǎng)與其它建筑物及構(gòu)筑物的消防間隔）應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)范。對變電站布局的需求：布局要緊湊、合理，對變電站各個房間的布局要進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，盡量利用自然光照、自然通風(fēng)。1.4設(shè)計(jì)企業(yè)資料裂頭山礦區(qū)于2000年投產(chǎn)，原計(jì)劃年產(chǎn)三十萬噸，后經(jīng)技術(shù)改造，東鄰橫河井田，北接楊村井田，南接辛集井田。

2裂頭山礦區(qū)負(fù)荷計(jì)算2.1負(fù)荷計(jì)算的原則目的與意義負(fù)荷計(jì)算原則：在電源進(jìn)線選擇和一兩次側(cè)設(shè)備選擇過程中，負(fù)荷計(jì)算是基礎(chǔ)，使用了需要系數(shù)法來進(jìn)行逐級計(jì)算（從用電設(shè)備方向向電源方向進(jìn)行負(fù)荷的逐級計(jì)算）[2]。負(fù)載計(jì)算的意義與目標(biāo)：負(fù)載計(jì)算主要用于確定負(fù)載，并按照計(jì)算負(fù)載的結(jié)果來選取導(dǎo)線和電器，這樣在系統(tǒng)的實(shí)際工作中導(dǎo)線和電器的最高溫度就不會超過容許值。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候，計(jì)算負(fù)載是一個基礎(chǔ)，它在選擇開關(guān)電器和互感器等的額定參數(shù)、選擇供配電系統(tǒng)中供電線路的導(dǎo)線斷面、選擇變壓器的容量等方面起著重要作用。在電力系統(tǒng)中，對電力系統(tǒng)的影響很大，對電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要作用。2.2負(fù)荷計(jì)算的方法但是，在實(shí)際應(yīng)用中，各種類型的負(fù)載在不同類型的負(fù)載之間存在著不同程度的差異，其差異性也是不同類型負(fù)載之間存在差異的主要原因之一。在現(xiàn)實(shí)生活中，負(fù)載并非一定之規(guī)，而是受到許多方面的影響，如設(shè)備性能，生產(chǎn)組織，生產(chǎn)人員的技術(shù)，以及能量供給的情況，所以負(fù)載的計(jì)算必須盡量貼近現(xiàn)實(shí)。本文采用需求因子法對該設(shè)計(jì)載荷開展了分析和計(jì)算.1)根據(jù)對裂頭山礦區(qū)副井站高壓線路的數(shù)據(jù)分析，共有9臺電動機(jī)，其中9個是在運(yùn)行中的，其額定功率是1100KW，其額定功率是949kW；用380伏的電源，找出其所需的負(fù)載。（查表得）解：有功功率：無功功率：視在功率：計(jì)算電流：2）根據(jù)對裂頭山礦區(qū)35kV高壓變1#和2#共13臺電動機(jī)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，其中12臺電動機(jī)在正常運(yùn)行，其額定功率為1170千瓦，額定功率為841kW；電源電壓為0.38千伏，要求負(fù)載。解：有功功率：無功功率：視在功率：計(jì)算電流：3）據(jù)統(tǒng)計(jì)，在裂頭山礦區(qū)有3臺井下主排泵電動機(jī)，其中2部在運(yùn)行，其額定功率為6240千瓦，其額定功率為670千瓦；電壓6千伏，計(jì)算負(fù)載。（經(jīng)查表）解：有功功率： 無功功率：視在功率： 計(jì)算電流:2.3無功補(bǔ)償?shù)囊饬x因?yàn)樵谄胀ǖ墓局?，使用了大量的諸如感應(yīng)馬達(dá)、變壓器等用電設(shè)備，尤其是最近幾年，隨著大功率的使用，公司的電源不僅要提供有功，還要提供很多的無功；電力生產(chǎn)和傳輸裝置的容量沒有得到最大程度的發(fā)揮。由于功率因數(shù)過低，給電網(wǎng)帶來了很大的負(fù)面效應(yīng)，所以需要通過改善用戶的功率因數(shù)來降低電網(wǎng)對無功的需求[3]。在此基礎(chǔ)上，采用先改善原有的功因，再通過人為調(diào)節(jié)來達(dá)到較高的功因。在這些方法中，采用并聯(lián)電容進(jìn)行的最多。2.4無功補(bǔ)償方法和補(bǔ)償后計(jì)算目前，在用戶和企業(yè)中，利用并聯(lián)電容進(jìn)行無功補(bǔ)償已得到廣泛應(yīng)用。它的優(yōu)勢如下：主動損失很少，只有0.25%到0.5%，而同步調(diào)整攝像機(jī)的主動損失只有1.5%到3%。不帶轉(zhuǎn)動部件，便于操作和維修。根據(jù)系統(tǒng)的要求，可以增減部分電容的損耗。不會對設(shè)備造成任何影響。從0.74至0.9的功率因子

3主變壓器的選擇變電所是一種重要的裝置，它的作用是對整個電網(wǎng)進(jìn)行升壓和降壓，從而實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)能量的合理輸送、分配和利用。根據(jù)其工作原理，可分為兩種類型：升、降兩種。礦井變電站均為降壓變電器。3.1變電所主變壓器臺數(shù)的選擇在選用主要變電所時，要注意以下幾點(diǎn)：1)電力供應(yīng)的可靠度必須符合電力負(fù)載的需求。對于一級、二級負(fù)荷較多的變電站，應(yīng)該采取兩個變壓器，這樣當(dāng)一個變壓器出現(xiàn)故障或進(jìn)行維修時，另外一個可以繼續(xù)對一級、二級負(fù)荷進(jìn)行供電[4]。對于僅有二級負(fù)載而無一級負(fù)載的變電所，可以僅使用一臺變壓器，但需要在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相連接的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源，或具有自備電源。2)對于有季節(jié)和日間變化的變電站，適宜采取經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式的變電站，也可以考慮使用雙變。3)普通廠房變電站，但以上兩種情形除外，最好只有一座。對于負(fù)載比較集中、容量比較大的變電站，即使是三層負(fù)載，也可以使用兩個以上的變壓器。4)在計(jì)算變電站主變數(shù)量時，要充分考慮到負(fù)載變化情況，預(yù)留一些空間。5)變頻器的容量不宜太大，也不宜太低。當(dāng)變電站內(nèi)有兩個或更多的時候，要注意當(dāng)一次或二次負(fù)載發(fā)生故障時，其他的變換器的容量必須能夠滿足全部的第一和第二類負(fù)載需求。3.2變電所主變壓器容量的選擇在電網(wǎng)中，由于電網(wǎng)中存在著大量的無功損耗問題。這種無功需要由電力供應(yīng)系統(tǒng)提供。如果選用的功率太大，不僅會加大初期投入，還會造成長時間的空載或輕載運(yùn)轉(zhuǎn)，從而加大了空載損耗所占的比例；這種方式不僅使系統(tǒng)的電力系數(shù)下降，而且使系統(tǒng)的網(wǎng)損增加，而且是不經(jīng)濟(jì)的。如果選用的功率太小時，則會造成長時間的超載，從而對裝置造成損害。所以，要選擇合適的變壓器等級。具有兩個主要變換器的變電站，每個主要變換器的容量為在設(shè)計(jì)中通常被粗略記為個數(shù)。下列兩項(xiàng)都符合：1)任何一個變壓器在獨(dú)立工作時，其需求應(yīng)達(dá)到60%至70%的總體計(jì)算載荷，2）任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時，應(yīng)滿足全部一、二級負(fù)荷的需要，即該35/6kV變電站，經(jīng)無功補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)載如下：,根對本變電站的具體條件，選用了兩臺變壓器。它的容量因此，該變電站將每個變壓器的功率設(shè)定為6300kVA，其技術(shù)指標(biāo)見表3.1。表3.1S11型油浸式10KV系列配電變壓器技術(shù)參數(shù)型式S11高壓側(cè)電壓35±2X2.5%KV容量6300KVA低壓側(cè)電壓6±2X2.5%KV相數(shù)3高壓測額定電流104A頻率50HZ低壓測額定電流606A短路阻抗4.5空載電流0.9空載損耗(kW)3.0負(fù)載損耗(K1V)353.3變壓器損耗計(jì)算空載無功損耗：滿載無功損耗： 變壓器負(fù)荷率：由式計(jì)算得變壓器損耗：有功：無功：由式35KV線路損耗：有功：無功：3.435KV側(cè)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及功率效驗(yàn)35KV側(cè)功率因數(shù)的效驗(yàn)：大于0.9滿足規(guī)程要求

4變電所的主接線在電力供應(yīng)與配電體系中，負(fù)責(zé)傳輸與分布電力的線路被稱作初級線路，。一次電路中的全部電器，如變壓器，開關(guān)等，統(tǒng)稱一次電器。變電站的總線路是反映電力傳輸與分布情況的線路，也稱為一次線路[5]。在變電站的主要線路上，將各類開關(guān)電器，電力變壓器，母線；電線、電力電纜、并聯(lián)電容器等電氣裝置都是用圖解符號代表的，它們按照某種順序相連，一般用一根線代表三相系統(tǒng)。在變電站中，主要線路必須符合下列條件：①安全性：主要線路的設(shè)計(jì)要按照國家相關(guān)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行，以確保人員及裝備的安全性。②可靠，要能達(dá)到用戶對電力供應(yīng)的可靠性。③機(jī)動性強(qiáng)，可適用于多種工況，便于使用和維護(hù)。④節(jié)約，既要符合上述條件，又要保證總線路的簡易性和低成本；在生產(chǎn)過程中，由于操作成本較小，因此，在生產(chǎn)過程中，應(yīng)該充分考慮到節(jié)電和非鐵元素的消耗。4.135kV側(cè)主接線1）外橋接線在圖a中顯示了外橋的布線。本發(fā)明的特點(diǎn)是：開關(guān)數(shù)量少，四回路僅用三個開關(guān)。但其不足之處在于：切斷與投線過程比較繁瑣，需要同時操作兩個開關(guān)，且需要一臺變壓器臨時關(guān)機(jī)。在大修過程中，需要對兩回路進(jìn)行解列操作。當(dāng)發(fā)生故障時，在故障發(fā)生后，需要很長一段時間才能恢復(fù)運(yùn)行。應(yīng)用：適合于小型變電站，需要經(jīng)常進(jìn)行開關(guān)或線路短，故障率低的變電站。2）內(nèi)橋接線在圖b中顯示了內(nèi)橋的布線。它的優(yōu)點(diǎn)是：開關(guān)數(shù)量少，四回路僅用三個開關(guān)。但其不足之處在于：需要兩個開關(guān)同時動作，且會對主回線造成臨時停電，且操作繁瑣。在大修過程中，需要對兩回路進(jìn)行解列操作。當(dāng)開關(guān)出站維修時，會造成線路長期停電。應(yīng)用：適合于小型變電站，無開關(guān)頻繁，線路長，故障率高的變電站。3）全橋接線在c中顯示了整個橋路。該裝置具有適應(yīng)性好、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、易于使用等優(yōu)點(diǎn)，但需要的儀器比較多，占用的空間也比較大。從投資經(jīng)濟(jì)性、占地面積小等角度出發(fā)，提出了35kV側(cè)向變電站的整體方案。4.26kV側(cè)主接線1）單母線接線采用單母線接地方式具有線路簡明、易于使用、所需設(shè)備較多、造價較低廉等特點(diǎn)。該斷路器只作為大修時的斷電之用，不做其它動作，方便了設(shè)備的擴(kuò)展及配套使用。不足之處：柔性差、可靠性差，當(dāng)任何一個部件（母線、母線斷路器等）發(fā)生故障或進(jìn)行大修時，都需要斷電，造成全功率的斷電[6]。抽出線回路中的開關(guān)維修時，應(yīng)切斷此回路中的電源。應(yīng)用：因采用單母線布線方式，操作不穩(wěn)定，使用靈活度不高，所以多應(yīng)用在小型變電站，尤其是單母線布線方式。圖4.1單母線分段接線圖2）單母線分段接線單母線段分接的優(yōu)勢：采用開關(guān)將母線分接后，對于重要的一級和二級用戶，可以從母線的另一端分出兩條線路，由兩條線路分別接兩條線路。在某一線路出現(xiàn)故障時，區(qū)段開關(guān)能自動地切斷線路中的某一線路，從而確保了母線在正常線路中的穩(wěn)定運(yùn)行，以及對重點(diǎn)客戶的穩(wěn)定供應(yīng)。其不足之處在于：若某一母線或某一母線斷路器發(fā)生故障或進(jìn)行大修，則這一部分的線路將全部斷電。在雙回路的情況下，輸電線路存在著跨線現(xiàn)象。應(yīng)用：因?yàn)椴捎脝文妇€段式連接，其電源的可靠性要高于采用單母線連接，故此種連接方法在6kv及以下變電站應(yīng)用較為普遍?？傊?，從經(jīng)濟(jì)性和電力供應(yīng)的角度出發(fā)，本文在6KV母線一側(cè)采取了單條線路分段的接法。3）雙母線線路是指由兩套母線組成的線路，每個供電端或每個輸出端，經(jīng)由一個或兩個開關(guān)，被兩套母線所借用。雙母線中的兩套母線在同一時間工作，并由一套母線連接開關(guān)并聯(lián)操作，功率和負(fù)載在這兩套母線上均攤。為滿足母線保護(hù)的需要，通常情況下，一個線路中的一條線路與一群線路相連接，并按一定的線路連接模式進(jìn)行操作[7]。雙母線線路的優(yōu)勢：電源供應(yīng)穩(wěn)定，兩套母線斷路器的切換動作，能使一套母線輪班檢修而不會出現(xiàn)停電現(xiàn)象。當(dāng)一套匯流排發(fā)生故障時，它可以很快地重新提供電力。在任何一條線路上維修母線斷開器時，只能關(guān)閉此線路。該方法具有很強(qiáng)的通用性，可以將所有的功率源和負(fù)載都分散在不同的節(jié)點(diǎn)上，從而可以很好地滿足不同的工作模式以及不同的功率需求。擴(kuò)展容易，擴(kuò)展到兩套母線的左側(cè)或右側(cè)，都不會對兩套母線的功率及負(fù)載分布造成影響，也不會造成原線路的斷電。不利之處：每次添加一套匯流排時，必須在每個環(huán)路上添加一套匯流排斷路器。在母線發(fā)生故障或進(jìn)行大修時，將絕緣開關(guān)用作逆變動作用的電氣設(shè)備，發(fā)生了錯誤動作，應(yīng)在絕緣開關(guān)與斷路器間安裝聯(lián)鎖。應(yīng)用：在有多條線路或母線上有多條線路或多個線路，傳輸及跨越的電力很大時，需要在發(fā)生線路故障時，快速地將其重新投入使用。在母線及母線進(jìn)行裝置大修時，不得對客戶的電力產(chǎn)生干擾，當(dāng)電網(wǎng)的運(yùn)行安排對接線彈性有一定的要求時，應(yīng)采取雙母接線方式。4.3井下變電所主接線一層中心變電站：在二采區(qū)變電站、三采區(qū)變電站和二層中心變電站上，在所述變電站上設(shè)置17只KYGG-Z型主變電站上的KYGG-Z型主變電站上；直接向泵房變電所、中心泵房3個主要抽水水泵、充填面移動變壓器等提供電力。該廠還配有兩套KBSG—500/6/0.69KV干式變頻器，通過6套KYDZ-1低電壓開關(guān)箱，為主井、副井底、二采區(qū)1#泵房、中心泵房的電動閘門和上倉皮帶等提供電力。二橫中心變電站：中心變電站配有17個KGS1型高電壓開關(guān)箱，為中心泵站的3個主要抽水機(jī)提供電力。另有兩個KBSG500/6/0.69kV的干式變壓器，通過6個KYDZ-1高壓開關(guān)箱與八采區(qū)的皮帶巷、皮帶巷西翼三個皮帶巷和泵房的電動水閘相連；井底車輛及其它電力設(shè)施為其提供電力。二水平直排水泵房變電站：在所中設(shè)置了26個KUGC-Z式高壓開關(guān)箱，為直排水泵房的6臺主排水泵提供動力，為北軌巷移動變電站提供動力，為八采區(qū)變電站提供動力；由2個KBSG—500/6/0.69

KV干式變壓器提供的電力，通過5個KYDZ-1低電壓開關(guān)，為南大巷、泵電門等用電裝置提供電力。礦井下的電壓水平：高壓是6kV，開采面是1.14kV，掘進(jìn)面是1.14kV及660V，煤電鉆及照明是127V。圖4.2煤礦主要供電系統(tǒng)圖

5短路計(jì)算5.1短路形成的原因及其危害由于電力系統(tǒng)中帶電流部件的絕緣破壞，以及人為操作不當(dāng)，以及飛禽走獸等因素，都會導(dǎo)致電力系統(tǒng)發(fā)生短路。電氣設(shè)備載流部分的絕緣破壞主要是由設(shè)備在長時間的工作中引起的，也有可能是由設(shè)備自身的絕緣存在缺陷，而被工頻電壓擊穿，也有可能是由設(shè)備的絕緣在工作中被過電壓擊穿（如雷擊過電壓），還有就是由設(shè)備的絕緣被外力破壞，進(jìn)而引起的[8]。在平時的工作中，通常需要對用電負(fù)載進(jìn)行正常的、不間斷的供電，以確保企業(yè)的生產(chǎn)和生活的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。不過，由于種種原因，還是會有一些問題，影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在一個系統(tǒng)中，最容易發(fā)生的一種錯誤就是短路。導(dǎo)致短路的主要因素是，在電壓差時，各導(dǎo)體之間有較小的負(fù)極性。電器的載流部絕緣受損是引起短路的最主要的因素，有可能是由于誤操作引起，也有可能是由于鳥獸動物等跨越傳導(dǎo)部與絕緣受損引起。短路會引起下列不良后果：1)在發(fā)生短路時，由于電流所引起的溫度變化，將導(dǎo)致電力裝置和電線的溫度升高，進(jìn)而導(dǎo)致電力裝置和電線的損壞。另外，在短路點(diǎn)處產(chǎn)生的強(qiáng)烈的電弧會更加嚴(yán)重地將電器和電線燒壞。2)由于短路電流所引起的電力作用，使裝置發(fā)生機(jī)械損壞或結(jié)構(gòu)損壞。3)當(dāng)短路時，尤其是在供電母線或變電站母線周圍出現(xiàn)短路時，將導(dǎo)致短路點(diǎn)上的電壓降至0，進(jìn)而導(dǎo)致母線電壓也降至0；將導(dǎo)致該匯流排其它負(fù)載的電源被強(qiáng)制切斷。4)若發(fā)生在發(fā)電站周圍，則可能造成電網(wǎng)的故障，造成更為惡劣的影響。5)非均勻接地的短接不但會威脅到人員和裝備的安全，而且還會影響到周圍的通訊線路和裝備。5.2計(jì)算短路電流的目的在變電站與供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，為了減少短路的危害，減少所導(dǎo)致的故障的影響，需要對短路電流進(jìn)行計(jì)算，以便用來解決以下幾個技術(shù)問題：1)當(dāng)選用帶有負(fù)載電流導(dǎo)線的電器時，需要對電器的熱安定性、力學(xué)性能進(jìn)行檢測。2)在對對應(yīng)的繼電器設(shè)備進(jìn)行選型和調(diào)試時，使其可以準(zhǔn)確和安全地切斷由短路引起的故障。3)當(dāng)決定了限流方法時，對于因短路電流太大而導(dǎo)致的裝置難以選用或不合算的情況，可以采取一種限流方法來解決。4)能夠準(zhǔn)確、理性地判斷出主要線路和主要操作模式等問題。5.3短路電流計(jì)算步驟由電源構(gòu)成的等價電網(wǎng)圖1)選擇參考電容Sd以及參考電壓Ud，并且由上述式確定參考電流的數(shù)值Id。2)獲得了每個單元的標(biāo)準(zhǔn)參考電抗，并把其計(jì)算的結(jié)果標(biāo)記在一個等效的網(wǎng)絡(luò)圖中[9]。3)根據(jù)等效網(wǎng)絡(luò)中各個元素之間的連接，計(jì)算出從供電端至短路點(diǎn)的總阻抗。4）根據(jù)歐姆法則計(jì)算出的跳閘電流等級：當(dāng)一個系統(tǒng)的供電能力為無窮大時，它的跳閘電流等級可由方程計(jì)算出來：并且，在發(fā)生短路之后，在不同的觸點(diǎn)之間，各種觸點(diǎn)之間的短路電流標(biāo)幺值與短路容量標(biāo)幺值都是相同的，也就是5)計(jì)算出系統(tǒng)的短路電流及短路能力。為給電源的設(shè)計(jì)提供必要的信息，需要確定短路電流及短路能力：①計(jì)算了系統(tǒng)的次級瞬時短路電流I及短路電容S′。②計(jì)算了系統(tǒng)的短路脈沖電流中心，并計(jì)算了系統(tǒng)的最大短路電流。5.4短路電流計(jì)算在電源經(jīng)過變壓器之后，變成35kV送到地面變電所后，對各點(diǎn)的短路電流值進(jìn)行了計(jì)算，短路點(diǎn)選擇35kV母線側(cè)、6kV母線側(cè)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。在最大負(fù)載情況下，系統(tǒng)的阻抗為,在最低操作模式下，則系統(tǒng)的阻抗為,上一個變電站的間距是5公里。有兩個各自具有6300

kVA的功率的主變壓器，。線路電抗：對于電纜,架空線。5.4.1計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值選取基準(zhǔn)對應(yīng)于基準(zhǔn)電流值:對應(yīng)于基準(zhǔn)電流值:37kV母線滿載工況下的電網(wǎng)阻抗：,最小運(yùn)行方式時系統(tǒng)阻抗為37kV線路架空線路阻抗：電力變壓器阻抗:電纜線路：5.4.2各短路點(diǎn)短路計(jì)算1)dl點(diǎn)短路電流計(jì)算最大運(yùn)行方式：最小運(yùn)行方式：2)d2點(diǎn)短路電流計(jì)算最大運(yùn)行方式：最小運(yùn)行方式：3)d3點(diǎn)短路電流計(jì)算最大運(yùn)行方式：最小運(yùn)行方式：4)d4點(diǎn)的短路電流計(jì)算最大運(yùn)行方式：最小運(yùn)行方式：5)d5點(diǎn)短路電流計(jì)算最大運(yùn)行方式：最小運(yùn)行方式：6)d6點(diǎn)短路電流計(jì)算最大運(yùn)行方式：最小運(yùn)行方式：表5.1短路計(jì)算結(jié)果匯總表運(yùn)行方式最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式短路參數(shù)短路點(diǎn)d17.8111.8719.91501.256.22d26.9710.5917.7775.715.96d36.6710.1317.0172.515.70d46.7610.2717.2573.525.74d56.7610.2717.2673.585.78d66.7310.2217.1673.265.76d75.358.1313.6458.174.58d86.6910.1617.0772.786.61d96.229.4515.8667.615.38d105.558.4314.1660.504.80d115.237.9413.3557.004.48d126.269.5115.9868.115.36d136.379.6816.2469.255.45d145.848.5014.8963.505.00圖5.1短路計(jì)算電路圖圖5.2等值計(jì)算電路圖

6電氣設(shè)備的選擇6.1選擇高壓一次設(shè)備的原則我們將變電站中擔(dān)負(fù)著傳輸分布電能的工作的電路稱為一次電路、一次回路或主電路。高電壓電力裝置通常有以下類型：1、變換裝置：具有變換電壓和電流的作用，有變壓器，電流變壓器，電壓變壓器等[10]。2、控制裝置：其主要作用是按照電網(wǎng)運(yùn)行的需要對一次回路進(jìn)行控制。3、保護(hù)裝置：用于保護(hù)電網(wǎng)中的過流、過壓，有保險(xiǎn)絲、避雷器等。4、補(bǔ)償裝置：其主要作用是對電網(wǎng)中的無功進(jìn)行補(bǔ)償，從而使電網(wǎng)中的功率得到較大的改善。5、總成：是指將相關(guān)的一次設(shè)備和二次設(shè)備按照一次線路設(shè)計(jì)圖進(jìn)行組裝而形成一個整體的電氣設(shè)備，包括：高壓開關(guān)柜，電源及照明配電箱，低壓配電屏等。高壓一次設(shè)備的選用必須符合一次線路在正常和短路故障情況下工作的要求，要保證設(shè)備工作的安全，要保證操作和維修的便利，要保證投資的經(jīng)濟(jì)。電力裝置的選用應(yīng)符合下列條件：1)選擇電力裝置的標(biāo)稱電壓（電力裝置的標(biāo)稱電壓不能比它所處的電力裝置的標(biāo)稱電壓低）2)選擇具有最大負(fù)載電流的電器裝置（電器裝置的額定電流應(yīng)當(dāng)不少于其所經(jīng)過的最大負(fù)載電流），即 或 3)根據(jù)短路狀態(tài)對有關(guān)電器的動態(tài)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)。為了確保電器在發(fā)生短路時不會被破壞，應(yīng)以最大短路電流作為檢驗(yàn)電器的動穩(wěn)性和熱穩(wěn)性。動態(tài)穩(wěn)定性是指電力裝置受到脈沖式短路電流所引起的動力而不發(fā)生破壞。熱穩(wěn)定指的是電氣設(shè)備載流導(dǎo)線在穩(wěn)態(tài)短路電流下的發(fā)熱溫度不超過載流導(dǎo)線短時的容許的發(fā)熱溫度。電器裝置的極限通過電流不得低于裝置的最大沖擊短路電流，即或式中，是電氣設(shè)備的極限通過電流的峰值；是電氣設(shè)備極限通過電流的有效值4）校驗(yàn)開關(guān)電器斷流能力電氣設(shè)備斷路器和熔斷器等擔(dān)負(fù)著阻斷短路電流的職責(zé)，它們要能夠在一定程度上保證能夠?qū)⑺ㄟ^的最大短路電流進(jìn)行切斷，所以還需要對開關(guān)電器進(jìn)行斷流，并且其斷流容量不能小于裝置地點(diǎn)的最大三相短路容量，或式中，是開關(guān)電器最大的開斷電流和開斷容量6.2短路的熱動穩(wěn)定條件選擇了電氣設(shè)備后，要根據(jù)其最大可能穿越電流對其進(jìn)行熱、動穩(wěn)定性校核。試驗(yàn)中所用到的短路電流通常是三相發(fā)生故障時所得到的[11]。熱穩(wěn)性的短接條件：在這個公式中，2表示在ts的計(jì)算期間，短路電流對溫度的影響，以；是以kA表示，在t秒鐘時間里，該裝置容許流通的、具有溫度穩(wěn)定性的電流的有效值。t是以S表示裝置所容許的經(jīng)過溫度穩(wěn)定的電流所需的時間。短接的動態(tài)穩(wěn)定性條件：在式中，是以kA表示的短路脈沖電流的峰值。是以kA表示的整個短路電流的有效值。用kA表示設(shè)備所能容許的最大流過電流峰值。表示用具所能容許的最大流過電流，以kA表示。6.3斷路器隔離開關(guān)的選擇6.3.135kV斷路器的選擇該變電站35kV高壓斷路器選擇了LW8-35AG型真空斷路器，LW8-35AG型室外高壓真空斷路器是一種三相交流50HZ、額定電壓35kV的家庭開關(guān)設(shè)備。安裝永久磁力操縱裝置，用于工礦企業(yè)，發(fā)電廠，變電站等電氣設(shè)備的控制與保護(hù)。其可靠度高，使用壽命長，尤其適合于工作頻繁，多次開斷短路電流等苛刻環(huán)境下使用[12]。35kV電源進(jìn)線側(cè)采用LW8-35AG真空斷路器，其主要性能指標(biāo)見下表6.1表6.1真空斷路器參數(shù)名稱單位數(shù)據(jù)額定電壓kV35額定電流A1250額定短路開斷電流kA25額定短路關(guān)合電流（峰值）kA25動穩(wěn)定電流kA63熱穩(wěn)定電流kA25lmin工頻耐受電壓（有效值）kV42合、分閘線圈電壓VDC2201）斷路器的額定電壓：,符合要求2）線路額定工作電流：3）動穩(wěn)定效驗(yàn)：Lx>iim斷路器4）熱穩(wěn)定性效驗(yàn)：該開關(guān)具有4秒鐘的溫穩(wěn)電流。符合要求6.3.235kV隔離開關(guān)的選擇與效驗(yàn)以該隔離開關(guān)的額定電流為630A為依據(jù)，選取了GW5-40.5型室外式隔離開關(guān)，具體參數(shù)如表6.2所示。表6.2隔離開關(guān)設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備參數(shù)額定電壓（kV）額定電流額定開斷電流（kA）極限電流峰值（kA）繼流容量熱穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定時間/S35kv隔離開關(guān)GW5-40.540.563020502041）GW5-40.5/630的額定電壓為35kV,而符合要求。2）GW5-40.5/630的額定電流為630A斷路器的額定電壓：,符合要求線路額定工作電流：符合要求動穩(wěn)定校驗(yàn)：滿足動穩(wěn)定校驗(yàn)符合要求。熱穩(wěn)定效驗(yàn)： 斷路器相當(dāng)于4秒的熱穩(wěn)定電流。符合要求6.3.36kV斷路器的選擇與效驗(yàn)以斷路器的額定電流1000A為依據(jù)，選擇KYN28-12型高壓真空斷路器，其詳細(xì)參數(shù)見表6.3。表6.3高壓真空斷路器名稱單位數(shù)據(jù)額定電壓kV12kV額定電流A1000A額定短路開斷電流kA50額定短路關(guān)合電流（峰值）kA50動穩(wěn)定電流kA63熱穩(wěn)定電流kA25lmin工頻耐受電壓（有效值）kV42合、分閘線圈電壓VDC2201）斷路器的額定電壓符合要求。2）額定工作電流符合要求。3）動穩(wěn)定性效驗(yàn)斷路器,符合要求。4)熱穩(wěn)定性效驗(yàn)，假定繼電器保護(hù)的動作時間為0.7秒，斷路器的斷開時間為0.05秒，側(cè)斷路器相當(dāng)于4秒得熱穩(wěn)定電流:符合要求6.3.46kV隔離開關(guān)的選擇與效驗(yàn)以該斷路器的額定電流630

A為依據(jù)，選擇了GN19—10/630型斷路器，其詳細(xì)參數(shù)見表6.4。表6.4隔離開關(guān)設(shè)備型號額定電壓(kV)額定電流(A)極限電流峰值(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)GN19—10/630—201063050201)隔離開關(guān)選用GN19—10/6302)隔離開關(guān)的額定電壓：滿足要求。3)額定工作電流：符合要求。4)動穩(wěn)定性效驗(yàn)：，隔離開關(guān)符合要求。5)對熱穩(wěn)定性效驗(yàn)，假定繼電器保護(hù)的動作時間為0.7秒，斷路器的斷開時間為0.05秒，側(cè)斷路器相當(dāng)于2秒得熱穩(wěn)定電流：符合要求。6.4母線的選擇6.4.135kV母線的選擇與效驗(yàn)變電站中各個高壓配電網(wǎng)的母線與電氣設(shè)備之間的連接多為長方形的銅、鋁或鋼制；圓形，管狀，多芯多股或裸線。由于銅的導(dǎo)電性能好，抗化學(xué)腐蝕的性能也很好，所以在大電流的設(shè)備中，以及在有化學(xué)腐蝕的地方，都應(yīng)該使用銅線。因而，在室內(nèi)和室外的電力設(shè)備中，鋁匯流排得到了大量的應(yīng)用。35kV及之下室內(nèi)配電設(shè)備，由于其散熱狀況良好，對交流皮膚效應(yīng)的影響較少，所以，母線斷面均為矩形斷面。a.以下各項(xiàng)的經(jīng)濟(jì)流量：式中A—導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面積，m㎡；J—經(jīng)濟(jì)電流密度，A/m㎡；Imax—最大工作電流,A；Un—線路額定電壓，千伏；Pmax—最大負(fù)荷，千瓦；因?yàn)樽畲笫褂脮r間是5000個小時，所以可以通過查詢表格得出因此A=95m㎡其型號為銅鋁芯電纜LGJ—95型b.根據(jù)長期所需的容許電流進(jìn)行檢驗(yàn)，得出LGJ-95長期所需的容許負(fù)載流量為：,在銅鋁芯線的最大溫度不大于+70℃的情況下，并假定長期工作在+40℃的情況下，在+40℃下的容許負(fù)載電流為：所以與長期使用的容許電流一致。C.三相架空線路損失校驗(yàn)按下式計(jì)算式中Ro—線路單位長度電阻，；取0.38一線路單位長度電抗，；取0.35設(shè)線間幾何間距為1.9m,已知D.母線按短路熱穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)已知式中A一所選導(dǎo)線截面，m㎡；C—材料熱穩(wěn)定系數(shù)，C=95；Ksk—集膚效應(yīng)系數(shù)，取1;IK—最大短路穩(wěn)定度。，校驗(yàn)合格因此35kV的母線及架空線路，都選擇了LGJ-95型銅芯鋁絲線。6.4.26kV母線的選擇與效驗(yàn)1）選擇所需的恒定電流，并計(jì)算出,所選擇的6kV母線列采用的是TMY-100X10的長方形銅制母線，經(jīng)測試，其在25℃的室溫下，其最大負(fù)載電流為4650

A。假定在40攝氏度的工作環(huán)境中，它的容許負(fù)載為：故符合長時間允許電流符合要求;2）短路時熱穩(wěn)定性效驗(yàn)；已知規(guī)定符合要求。式中A—式所選導(dǎo)線截面；m㎡lK一段路穩(wěn)定最大有效值；C—材料熱穩(wěn)定系數(shù)取97；KSK—集膚效應(yīng)系數(shù)取1;tf為假想時間；（0.7為繼電器保護(hù)時間，0.05斷路器動作時間）3）動穩(wěn)定性的效驗(yàn)；當(dāng)單條母線三相在一個平面上排列時，其最大的內(nèi)力為：已知：查表得TMY-100*100抗彎矩將上述其值代入得：故滿足要求。6.5互感器的選擇6.5.135kV電流互感器的選擇在電力系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)中的各種類型都被稱為電力系統(tǒng)中的“變壓器”。電流互感器（也就是CT，文字符號為TA）是一種變換電流的變壓器，它的二次測額定電流一般為5A[13]。電壓互感器（PT，文字符號為TV）是一種轉(zhuǎn)換電壓的變壓器，一般情況下，二次側(cè)額定電壓為l00V，它的作用包括：1)用于對主電路（初級）中的儀表和繼電器等輔助裝置進(jìn)行隔離。這樣不僅可以防止高壓直接從主電路引入到儀表、繼電器等二次裝置，而且還可以防止儀表、繼電器等二次裝置的失效對主電路產(chǎn)生干擾，提高了一次、二次裝置的安全、可靠度，同時也對人員的安全具有重要意義。2)用于擴(kuò)展二次裝置如儀表和繼電器等的使用領(lǐng)域。如果使用了不同的變換率的電流變壓器，那么使用了5A量程的電流表，就可以對任何大的電流進(jìn)行測定，比如35KV的電流變壓器為300/5,6KV的電壓變壓器為800/5，因此，使用了不同變換率的電壓變壓器，使用了100V的程的電壓表，就能夠?qū)θ魏胃叩谋韷哼M(jìn)行測定。二次儀表和繼電器的使用，使得二次儀表和繼電器具有了標(biāo)準(zhǔn)上的一致性，便于其大批量制造。以電流互感器額定電壓35kV，最大工作電流104

A為依據(jù)，選擇了LCZ-35型電流互感器，它的具體參數(shù)見表6.5所示。表6.5電流互感器設(shè)備名稱設(shè)備型號額定電壓（kV）一次側(cè)額定電流（A）熱穩(wěn)定電流有效值kA動穩(wěn)定電流峰值kA電流互感器LCZ-35300/5353002460根據(jù)短路計(jì)算的結(jié)果對所選電流互感器進(jìn)行校驗(yàn)：1）額定工作電流300A，，符合要求；2）動穩(wěn)定性效驗(yàn)；符合要求；3）熱穩(wěn)定性效驗(yàn)；式中Kd一是內(nèi)部動穩(wěn)定倍數(shù)imax—互感器能承受的最大電流瞬時值IN一互感器的額定電流符合規(guī)定要求6.5.26kV電流互感器的選擇在選用同寸的電流變壓器時，要依據(jù)安裝地點(diǎn)、使用情況等具體情況，來決定變壓器的結(jié)構(gòu)和類型，精度等級；額定電流比、其次還要根據(jù)電流互感器的額定容量和二次負(fù)載來計(jì)算二次回路連接的電線截面積，最后在進(jìn)行熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的效驗(yàn)。該方案選擇的LZZBJ6.210-800/5型號的變流器的主要性能指標(biāo)如下表6.6所示表6.6電流互感器設(shè)備名稱設(shè)備型號額定電壓（kV）一次側(cè)工作電流（A）額定短時動穩(wěn)定電流（kA/S）額定熱穩(wěn)定電流（kA/S）精確度電流互感器LZZBJ6.210-800/51080044.51000.51）變流器的標(biāo)稱電壓,6kV<10kV符合要求;2）額定工作電流符合要求3)熱穩(wěn)定的效驗(yàn):4）動穩(wěn)定的效驗(yàn):,Kd是內(nèi)部動穩(wěn)定倍數(shù),式中—互感器能承受的最大電流瞬時值；—互感器的額定電流

7繼電保護(hù)方案設(shè)計(jì)7.1繼電保護(hù)原理及要求在礦井供電系統(tǒng)中，繼電保護(hù)的主要工作原理是：在礦井供電系統(tǒng)中，利用礦井供電系統(tǒng)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)與出現(xiàn)故障或不正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，所產(chǎn)生的各種物理量的差異，來對出現(xiàn)的故障或異常進(jìn)行判定，并使用斷路器將其切斷，或者向其發(fā)出告警信號。當(dāng)?shù)V井電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，一般會出現(xiàn)電流增加、電壓降低、電壓與電流的比（阻抗）以及二者之間的相位變化等現(xiàn)象。因而，利用該系統(tǒng)在故障狀態(tài)下和在正常狀態(tài)下的差異，可以構(gòu)造出一種基于不同工作狀態(tài)下的繼電保護(hù)系統(tǒng)。舉例來說，當(dāng)發(fā)生感應(yīng)式失效時，會產(chǎn)生增加的電流，就會產(chǎn)生電流保護(hù)。通過減小感應(yīng)電壓，實(shí)現(xiàn)低壓保護(hù)。通過改變感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流之比來實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的遠(yuǎn)近保護(hù)。通過改變感應(yīng)電流和感應(yīng)電壓的相位角來實(shí)現(xiàn)定向保護(hù)。另外，利用被保護(hù)裝置在發(fā)生故障時所處位置的不同以及所處位置的不同，組成差動保護(hù)裝置。在不對稱短路情況下，通過相序成分的變化，可以建立起一種敏感的零序與負(fù)序保護(hù)。由發(fā)生事故時的特征量組成暫態(tài)保護(hù)等。繼電保護(hù)裝置的作用是：①在被保護(hù)的設(shè)備或線路出現(xiàn)故障時，保護(hù)裝置快速行動，有選擇性地切斷故障部位，避免事故進(jìn)一步發(fā)展。②在設(shè)備異常工作情況下，由安全防護(hù)系統(tǒng)報(bào)警，使其能在最短的時間內(nèi)做出相應(yīng)的動作，避免可能的事故。對于礦井電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的基本要求，要保證繼電保護(hù)能夠正確、及時地實(shí)現(xiàn)以上的保護(hù)工作，需要符合下列4項(xiàng)基本條件[14]。①可供選擇的對象。在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，繼電保護(hù)應(yīng)該首先將與電網(wǎng)相距較近的開關(guān)隔離開來，盡可能地減少停電的面積，以確保未出現(xiàn)故障的部件能夠正常工作。②果斷。通過對故障進(jìn)行迅速切斷，可以降低故障的嚴(yán)重性，加快電網(wǎng)的恢復(fù)速度，為電機(jī)的自啟動提供了良好的條件。排除故障的時刻包含了繼電器的作用時刻和開關(guān)脫扣時刻。③靈敏度問題。要想讓保護(hù)設(shè)備能夠可靠地發(fā)揮出保護(hù)的作用，應(yīng)該以電力系統(tǒng)實(shí)際可能的最不利運(yùn)行模式和故障類型為基礎(chǔ)，來進(jìn)行故障參數(shù)（如電流、電壓等）的計(jì)算，一般情況下，對主保護(hù)的靈敏度系數(shù)不低于1.5-2。④具有一定的穩(wěn)定性。當(dāng)被保護(hù)區(qū)中出現(xiàn)故障時，該保護(hù)裝置能正常動作，不能出現(xiàn)錯誤動作。7.2變壓器的保護(hù)設(shè)置作為電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，變壓器的正常運(yùn)行對供電系統(tǒng)的可靠性有著非常重要的影響。在電力變壓器中，常見的保護(hù)裝置包括氣體保護(hù)、差動保護(hù)、過電流保護(hù)和過負(fù)載保護(hù)等。35kV主變參數(shù)型號：SII-6300/35容量：6300kVA接法：KA-11短路損耗：短路阻抗：額定電壓：額定電流：7.2.1變壓器的氣體保護(hù)在變壓器油箱中，氣體保護(hù)是一種重要的保護(hù)，也是一種對油面過低的保護(hù)。煤氣保護(hù)器采用在油罐與油枕之間的管路上裝有一種機(jī)械的煤氣繼電器。其最大的特點(diǎn)是：快速反應(yīng)、高敏感性、穩(wěn)定性好、線路簡單；能夠反映出變壓器罐內(nèi)各類故障，尤其是在匝數(shù)極小，其它保護(hù)不能動作的情況下，對此類故障采用氣體保護(hù)尤為重要；因此，采用了一種新型的氣體保護(hù)型變壓器，是一種重要的內(nèi)損防護(hù)。7.2.2變壓器的差動保護(hù)本文介紹了一種適用于電力系統(tǒng)中的微分保護(hù)裝置——微分保護(hù)裝置。1計(jì)算變壓器各測數(shù)據(jù)表7.1變壓器各測數(shù)據(jù)數(shù)值名稱各側(cè)數(shù)值35kV6kV變壓器一次測額定電流電流互感器接線方式Y(jié)電流互感器一次電流606A電流互感器變比200/5=40800/5=160電流互感器二次額定電流180/40=4.5A606/160=3.7A從上述表格中可以看出，35KV端的二次容量比6KV端的容量要大，所以應(yīng)該選擇35KV端作為基線。此時，在低電壓端的差分均衡因子為2計(jì)算制動系數(shù)比率制動特性斜率一般取為0.5（取值范圍為0.4-0.7）3起始制動電流乙的整定一般選為低壓側(cè)額定二次電流4計(jì)算差動啟動電流ICZ取5計(jì)算差動速斷電流1)避激磁場激蕩。但是，由于激磁電流的變化非常迅速，一般只有（4~6)Ie的峰值，其變化幅度一般為（4~6)Ie。2）躲外部短路故障時最大不平衡電流。差動速斷整定值取上面兩種情況的較大值，很顯然，應(yīng)取第一種情況。故速斷=19A。6、二次諧波制動系數(shù)二次諧波制動系數(shù)0.18（取值范圍0.15-0.2）。7.2.3變壓器過負(fù)荷保護(hù)大多數(shù)情況下，變壓器的過載均為三相對稱。因此，負(fù)載保護(hù)可以采取單電流繼電連接的方法，通過一定的延遲來起到信號的作用，在沒有人值班的變電站中，也可起到跳閘或自動切斷部分負(fù)載的作用。它的運(yùn)行電流是按照不超過變壓器的額定運(yùn)行電流進(jìn)行設(shè)置的。所述行動條對所述信號產(chǎn)生延遲：為了避免電機(jī)的自動啟動，延遲時間為5-6秒。過載保護(hù)啟動后，超過時間限制還沒有恢復(fù)，該設(shè)備就會工作。在確定繼電保護(hù)的運(yùn)行時間時，要根據(jù)繼電保護(hù)的最大運(yùn)行時間來確定，通常選取9～10秒。7.2.4變壓器的過流保護(hù)為避免因外界短路而造成的過流，同時也是對微分、瓦斯保護(hù)器的備用，應(yīng)安裝過流保護(hù)裝置。在單邊供電的變壓器中，在供電端設(shè)有過流保護(hù)，當(dāng)過流保護(hù)作用下，每邊都會被斷開。由于過流保護(hù)采用了規(guī)避最大操作電流的整定法，所以起動數(shù)值相對較大，無法達(dá)到靈敏度的需要，可以設(shè)置一個電壓閉鎖式過流保護(hù)來增加靈敏度。根據(jù)規(guī)避最大負(fù)載的電流進(jìn)行調(diào)整：式中，為可靠系數(shù)，取1.1-1.2為變壓器的最大負(fù)荷電流，一般為。靈敏度校驗(yàn)：符合要求。保護(hù)的動作時限應(yīng)與后備保護(hù)相配合，一般取1.7S。7.335kv進(jìn)線保護(hù)1)根據(jù)避開線路終端變壓器其它端母線故障來進(jìn)行無時速度限制繼電器（分段I）的整定計(jì)算：式中可靠系數(shù)取1.1二次側(cè)動作電流為：式中為接線系數(shù)，取1；為電流互感器變比。2)具有時間限制的電流快速斷開保護(hù)（II部分），其調(diào)節(jié)方式為確保對當(dāng)前的線路終端的失效具有充分的敏感性：式中為靈敏度系數(shù)，取1.5。二次側(cè)動作電流為：3)根據(jù)避讓線所能通過的最大負(fù)載電流來調(diào)整的過流保護(hù)（III級）：式中，為可靠系數(shù)取1.2；為負(fù)荷自啟動系數(shù)，取1.5-3；為最大負(fù)荷電流；為返回系數(shù)，取0.95；二次側(cè)動作電流為：靈敏度校驗(yàn)：7.46kv保護(hù)整定1)將不受時間限制的電流速斷保護(hù)（I部分）設(shè)定為避免線路終端的其它端的母線故障：式中可靠系數(shù)二次側(cè)動作電流為：式中為接線系數(shù)，取1；為電流互感器變比。2）帶時限電流速斷保護(hù)（II段），按保證本線路末端故障有足夠靈敏度整定:式中為靈敏度系數(shù)，取1.5。二次側(cè)動作電流為：3）過流保護(hù)（III段），按躲過線路可能流過的最大負(fù)荷電流整定:式中為可靠系數(shù)，取1.2；為負(fù)荷自啟動系數(shù)，取1.5-3；為最大負(fù)荷電流； 為返回系數(shù)，取0.95；二次側(cè)動作電流為：靈敏度校驗(yàn)：

8防雷保護(hù)與接地8.1防雷設(shè)計(jì)變電站作為電力供應(yīng)的中轉(zhuǎn)站，如果因遭受雷擊而導(dǎo)致斷電，將給人們的生產(chǎn)和生活帶來極大的沖擊，因此，應(yīng)安裝好一套可靠的防雷裝置；防止直接的雷電和電線入侵的雷電。因此，在35kV的電力線上，每條電力線上都安裝一臺FZ-35型避雷器，并且在6kV的兩條母線上安裝兩套FZ-6型閥型避雷器，并將它們放置在互感器中。在變電站的進(jìn)線部分安裝了防護(hù)裝置，并在變電站的周圍安裝了四個避雷針。防雷措施：1、35kV進(jìn)線段保護(hù)在入變電站2km以內(nèi)布設(shè)GJ-35型避雷線，在入變電站時35kV進(jìn)水口安裝套管式避雷器，根據(jù)35kV母線最大短路電流2.89毫安、最小短路電流1.79毫安的情況，選擇了GXS.35/0.5-4型套管式避雷器，使其開度下限0.5毫安，上限4毫安，符合設(shè)計(jì)規(guī)范[15]。2、裝設(shè)避雷針母線板高度為5.5m，進(jìn)口板高度為7.3m。1）避雷針的布置布局見圖8.1，在變電站周圍安裝4根避雷針，每個避雷針距離元件5m以上，在地下的接地體與設(shè)備接地線間隔3m以上。圖8.1避雷針布置圖2）避雷針有效高度塔的計(jì)算避雷針的高度在圖中，由四根避雷針?biāo)M成的長方形可以將它分成兩個三角形，在每一個三角形的外面，按照雙支避雷針的方式進(jìn)行計(jì)算時，則全部面積被保護(hù)。由雙支避雷針保護(hù)范圍計(jì)算可知，當(dāng)時，其條件為針1、2的距離等于針3、4的距離,即針1和3之間的距離等于針2和4之間的距離針1、4的距離等針2、3的距離，即 從上面的計(jì)算可以看出，針1、2的高度是7.3+4=11.3m，針3、4的高度是7.3+6.18=13.48m，在考慮到留有一定的富裕度的情況下，就會選擇19m，兩針間距與針高之比不應(yīng)該超過5，所以才會選擇19

m高的避雷針。3)在被防護(hù)物體的高度hx水平線上，在防護(hù)半徑rx的計(jì)算4)九水平面內(nèi)每根針頭之間的防護(hù)區(qū)域內(nèi)，每根針頭之間的防護(hù)區(qū)域內(nèi)，最小防護(hù)寬度bx的計(jì)算針1,2保護(hù)區(qū)域與兩針固定地面之間的最小高度針1與3等于針2與4針1與4等于針2與3對各個D/2做相應(yīng)的兩針間連接的中垂線，量取各個相應(yīng)的bx值，由bx端點(diǎn)作對應(yīng)針的保護(hù)圓的切線，就可以得到完全的保護(hù)范圍。當(dāng)變電站的全部防護(hù)設(shè)施都包含在防護(hù)范圍內(nèi)時，才能滿足防護(hù)條件。由上面的計(jì)算可以看出，bx都比0大，也就是說，所有的變電站都在它的保護(hù)區(qū)域內(nèi)。5)避雷針的接地避雷針的接地使用了一種單獨(dú)的接地方式，它與所內(nèi)的接地網(wǎng)之間應(yīng)該有5米的間隔，使用5根直徑50

mm,2.5

m長的鍍鋅鋼管組成一個多邊形，40x4的鍍鋅扁鋼將它引到墻外，并將它埋入0.35米深的凍土層中。GB/T14070-1993地面接地電阻的確定為了保護(hù)工作頻率電阻器、保護(hù)工作電壓不受直接雷擊、保護(hù)工作電壓不受高電壓影響