年产80万吨的大型矿井变电站设计大学设计说明

年产80万吨的大型矿井变电站设计大学设计说明概述某矿为年产180万吨的大型矿井，服务年限规划为100年，为立井提升，井筒深度450米。此矿为高沼气矿井，井下允许短路容量为≤100MVA。全矿的负荷统计表如下表1-1。该矿上级电源电压等级为35KV。距矿35KV变电所5.5km。采用双回路架空线输电方式，规定断路器过流保护时间为3S。系统电抗为：最大运行方式：X=0.26最小运行方式：X=0.28其中系统容量基准值采用S*=100MVA电价收取办法采用两部电价制，固定部分按最高负荷收费。变电所所处地之气象条件：日最高气温为45℃，日最低气温为-15℃，最热日井下含在内的土壤温度为26℃，冻土层厚度为0.38m。变电所之地质条件为：土壤砂质粘土，主导风向为西风，风速为27m/s，地震烈度为5度。负荷统计及变压器选择§2--1负荷分组与计算一．根据负荷统计表，按电压高低、负荷性质、分布位置等条件将负荷分组。按需用系数法作负荷计算。按组选择低压动力变压器，再加上功率损失即为高压侧负荷。此时该变压器即为一个6kV级的负荷。按用电负荷性质，负荷可分为以下几组：1．安全生产用电负荷：副井提升、扇风机、井下主排水泵。2．主要生产负荷:主井提升、压风机、井下低压。3．其它负荷：地面低压、机修厂、综采车间、矿煤矸砖厂、工人村、支农二．各组负荷计算、填表根据各组设备的各组负荷计算方法类似，此处仅举例说明：例：对主井提升设备：tanφ：tanφ=tan(cos-1cosφ)=tan(cos-10.87)=0.567有功功率：Pca=Kd•PN=0.9×1450=1305kW无功功率：Qca=Pca•tanφ＝1305×0.567=739.9kvar视在功率：Sca=1500kVA对副井提升：tanφ=tan(cos-10.83)=0.672Pca=1000×0.88=880kWQca=880×0.672=591.4kvarSca=1060kVA计算结果均见表1-1。三．各低压变压器选择及损耗计算：由于采用高压侧集中补偿功率因数，故对各低压变压器均无补偿作用，选择时按计算容量进行，供电回路为双回路者应选两台变压器同时运行。矿井低压变压器选择原则：选一台者，只需变压器额定容量大于其计算容量；选两台者，单台容量应满足一、二类负荷需要，且两台容量之和大于或等于计算容量。综采车间：选容量为400KVA时可满足大于计算容量390KVA。故选择S9-400/10,10/0.4型铝线电力变压器一台。空载损耗0.84KW，短路损耗4.2KW，阻抗电压4，空载电流3，Y/Y0-12连接。地面低压：计算容量为1172KVA，故选两台S9-1000/10,10/0.4型铝线电力变压器。空载损耗1.72KW，短路损耗10.0KW，阻抗电压4.5，空载电流1.1，Y/Y0-12连接。机修厂：计算容量为390KVA，故选两台S9-400/10,10/0.4型铝线电力变压器。参数同综采车间。4>工人村：计算容量为528KVA，故选两台S9-630/10,10/0.4型铝线电力变压器。参数同上。5>支农：计算容量为280KVA，故选两台S9-315/10,10/0.4型铝线电力变压器。空载损耗0.7KW，短路损耗3.5KW，阻抗电压4，空载电流1.5，Y/Y0-12连接。6>选煤厂：计算容量为1253.5KVA，故选两台S9-1250/10,10/0.4型铝线电力变压器。空载损耗2.0KW，短路损耗11.8KW，阻抗电压4.5，空载电流1.1，Y/Y0-12连接。各低压变压器损耗计算式为：△PT＝△P0+△Pk2，△QT＝△Q0+△Qk2，其中=为变压器负荷率。各低压变压器损耗计算方法相类似。此处仅举例说明。例：对于机修厂低压变：==390/400=0.975△Q0＝SN=1.4*400/100=5.6kvar△Qk＝SN=4*400/100=16kvar表2-1低压变损耗编号123456负荷综采车间地面低压机修厂工人村支农洗煤厂计算容量(KVA)39011723905452801253.5变压器型号S9-400/10S9-1000/10S9-400/10S9-630/10S9-315/10S9-1250/10U1M/U2MKV10/0.410/0.410/0.410/0.410/0.410/0.66台数121112KW0.841.720.841.230.72.0KW4.210.04.263.511.8KW5.6115.67.54.72513.75KW16451628.3512.656.250.9750.5860.9750.8650.8890.5014KW4.835.154.835.723.474.97KW20.8126.4520.8128.7114.6827.89合计34.41166.76则：△PT＝△P0+△Pk2=0.84+0.9752 *4.2=4.83kW△QT＝△Q0+△Qk2，=5.6+0.9752*16=20.81kvar其它低压变损耗列于表2-1中。四．6kV母线补偿前总负荷计算：汇总表中最大连续负荷应同时系数，汇总后有功最大连续负荷在5000KW以下取KSI=0.8，5000KW以上10000KW以下时取KSI=0.85，在5000KM以下时取KSI=0.9。无功最大连续负荷则对应0.9与0.95。计算后的6KV母线计算负荷：Pca·6=KSI（Pca+）=0.8（13060.7+34.41）=10476kWQca·6=KSI（Qca+）=0.9（6209+166.76）=5738.2kvar故Sca·6=11945kVA§2－2cosφ补偿与电容器柜选择一．矿山地面变电所采用在6kV母线上装移相电容器的方法来补偿功率因数，即所谓集中补偿，此种方法主要有投资省，有功功率损失小，运行维护方便，故障范围小，无振动无噪音，安装灵活方便等优点。一般将功率因数补偿到0.95以上，本设计按补偿到0.95计算。若补偿前功率因数为cosφ1，补偿后提高到cosφ2，则补偿所用电力电容器容量为：Qc＝Pav（tanφ1-tanφ2）=KavPca6（tanφ1-tanφ2）式中：Pav——全矿有功平均负荷KWPca6——全矿补偿前有功计算负荷KWKav——平均负荷系数一般取0.7～0.8cosφ1=10476/11945=0.877tanφ1=tan(cos-10.877)=0.547tanφ2=tan(cos-10.95)=0.329补偿的无功功率为：Qc＝KavPca6（tanφ1-tanφ2）＝0.8*10476*(0.548-0.329)=1835.4kvar二．电容器柜选择本变电所6kV母线接线初步定为单母线分段，两段母线均应装设电容器柜，因此电容器柜应选择偶数。选用GR－1C-08型电容器柜，额定电压6V，单柜容量15×18=270kvar，共需电容器柜：n＝1835.4/270=6.79实际选用8个，分为两组，每组4个，分别装在单母线分段两侧，实际补偿的电容量为：Q=270×8=2160kvar。折算到计算容量为：Qj=Q/=2160/0.8=2700kvar补偿后等效无功功率为：=Qca6-Qj=5738.2-2700=3038.2kvar校验合格。另外，每段母线上都必须一台放电柜，我们选用GR-1C-03型放电柜，内装JDZ－6／100V电压互感器两台，电压表、转换开关各一个，信号灯3个。§2－3主变压器选择本设计电费标准为两部电价制，其固定电费按最高负荷收费，因此应选择两台主变分裂运行，一台停运（故障）时，另一台必须承担全矿一、二类负荷用电。补偿后6KV母线计算负荷即主变应输出之电力负荷，此时应按下式计算主变损耗，再选主变补偿后6KV母线计算视在最大连续负荷Sca6==10907.67主变损耗增值系数Kr取1.08因此：SNT≥KrS’ca·6kVA＝1.08×10907.67=11780.3kVA选用SF7－16000/35型风冷式变压器，额定电压为35／6.3，连结组别为Yn,d11，拟定选择两台变压器，正常时两台同时分裂运行，故障时一台运行，比较灵活经济，适合于我国的两部电价制。§2－4cosφ35及全矿电耗、吨煤电耗的计算35kV侧实际功率因数cosφ351.主变功率损耗：△PT主＝0.02S’ca·6=0.02×10907.67=218.15kW△QT主＝0.08S’ca·6=0.08×10907.67=872.61kvar折算到35kV侧负荷：Pca·35＝Pca·6+△PT=10476+218.15＝10694.15kWQca·35＝Q’ca·6+△QT=3038.2+872.61=3910.81kvar3．计算cosφ35：cosφ35＝cos［tan-1()］=0.952二．全矿年电耗：矿井负荷年最大利用小时：T=1504矿年年电耗Pca·35×1504＝（10476+218.15）×1504＝4549.145（万度）三．吨煤电耗：年电耗/年产量=4549.145/180＝25.27（度／吨）§2－5计算选择结果汇总一.计算结果汇总负荷统计总有功负荷：13060.7kW负荷统计总无功功率：6209kvar6kV母线补偿前计算有功负荷：10476kW6kV母线补偿前计算视在功率：11945kVA补偿后6kV母线计算无功功率：3038.2Kvar主变压器有功损耗：218.15kW主变压器无功损耗：872.61kvar补偿后35kV母线有功功率：10694.15kW补偿后35kV母线无功功率：3910.81kvar补偿后35kV母线视在功率：11386.8kVA补偿前6kV母线功率因数：0.877补偿后35kV母线功率因数：0.952全矿年电耗：4549.145（万度）吨煤电耗：25.27（度／吨）供电系统拟定与短路计算§3－1供电系统的拟定一．5kV侧接线方案矿区35kV变电所35kV进线采用双电源架空线，由于对供电可靠性、运行灵活要求的提高，奔设计35kV侧接线采用全桥接线，并且因为考虑本所有电能反馈可能，在断路器两侧装设隔离开关，35kV侧每段母线上装设电压互感器和避雷器。kV侧接线方案矿井为一类负荷，要求可靠供电，故变电所6kV侧采用单母线分段（两段）。当某段母线出现故障时，仍可保证一、二类重要负荷的供电，又因主变容量超过10000KVA，故6kV侧在必要时装设分裂电抗器。三．负荷分配考虑一、二类负荷必须由连于不同母线上的双回路供电，将下井回路和地面低压分配在各段母线上，力求工作生产时，两段母线上负荷近似相等。负荷布置时，越是负荷大的越应靠近母线中间。电缆根数确定下井电缆根数Cn按下式确定:取Cn＝4五．运行方式运行方式采用分裂运行方式，因为在该运行方式下，系统阻抗较大，因6kV侧短路电流较小，设备易于满足要求,保护设备设置简单。6kV侧各类负荷属一、二类负荷用双回路供电，属三类的用单回路供电。六．供电系统图§3－2系统短路计算短路危害系统短路是指供电系统中不等电位导体在电气上被短路，发生短路时，系统中总阻抗大大减小，短路电流可能达到很高数值，强大的短路电流所产生的热和电动力效应会使设备受到破坏，短路点处电弧可能烧坏电气设备，短路点附近电压显著降低，使供电系统受到严重影响或被迫中断。若在发电厂附近短路，还可能使全电力系统进行解裂，引起严重后果。不对称接地短路电流造成的零序电流，还会对邻近线路通讯造成干扰，危害人身及设备安全。为了限制短路危害及缩小故障影响范围，在变电所设计中，必须进行短路电流计算。基准值选取与计算取，，则：元件相对电抗计算电源相对电抗35KV侧架空线主变压器电抗===0.56KV侧线路电抗计算：计算公式：(1).主副井提升：==0.08×0.4×=0.081(2).主扇风机：=0.4×2.6×=2.62(3).压风机：=0.08×0.2×=0.040(4).地面低压：=0.045*100/1=4.5(5).机修厂：=0.08×0.35×=0.071(6).综采车间：=0.08×0.3×=0.060(7).洗煤厂：=0.4×0.5×=0.5039(8).工人村：=0.4×2.5×=2.52(9).支农：=0.4×2.7×=2.721四．绘制系统等值电路图：五．短路电流计算短路电流计算各点类似。下面举例说明：1．K1点短路计算1).最大运行方式：=2.38kAich1=2.55×=9.46kASk1=×=100×2.38=238MVA2).最小运行方式：=2.27(KA)2．K2点短路1).最大运行方式：=1.086kAish2=2.55×=25.38kASk2=100×1.086=108.6MVA2).最小运行方式：=1.063(KA)(KA)K3点短路1).最大运行方式：kAish3=2.55×=6.798kASk3=100×0.291=29.1MVA2).最小运行方式：(KA)(KA)4．K4点短路因为d2点短路发生处为同步机端头，有同步机功率超过100kW，则此时同步机对短路点有影响，但此处计算可先不考虑同步机影响，算处短路点电流后再加上同步机影响，同步机附加短路电流近似计算可按下式来进行：0.761)最大运行方式下：kAish4=2.55×=24.3kASk3=100×1.041=104.1MVA2).最小运行方式：kAkA加同步机影响修正后有最大运行方式下：kAish4=2.55×=26.27kA最小运行方式下：kAkA其他短路点与以上计算相同，不再一一列出。其余短路参数列于表3-1中短路参数表3-1 运行方式参数短路点最大运行方式最小运行方式I(3)kmax（kA）Ish(kA)Sk(MVA)I(3)kmin（kA）I(2)kmin（kA）35kV母线3.7089.462383.543.076kV母线9.9525.38108.69.7428.44主提升机8.85522.696.78.697.52副提升机8.85522.696.78.697.52主扇风机2.5656.5427.982.552.21压风机10.326.27104.110.118.75地面低压1.6814.28518.341.6741.45洗煤厂6.28416.0368.66.205.377工人村2.6666.79829.12.6492.294机修厂8.9522.829.7648.7777.6支农2.4956.3627.222.482.149综采车间9.03723.0498.68.8627.674下井8.69822.1894.98.547.36第四章变电所电气设备选择§4－135kV电气设备选择一．进线断路器的选择断路器的选择，应根据布置方式（室内或外）来进行选择，一般情况下室内布置多选用少油断路器或35kV高压成套配电柜，室外布置多选用多油断路器，多油断路器目前只能选用DW8－35型。选择要求按电压、电流、动稳定、热稳定性等几种方式进行校验,如下表4-1所示：表4-1项目实际需要值DW8－35额定值电压35kV35kV电流262.15A600A动稳定9.46KA41KA热稳定1.6KA16.5KA断流容量238MVA1000MVA其中：电流计算：=262.15A热稳定电流计算：因短路发生在35kV母线上，继电保护动作时限为0.5s，断路器固有分闸、灭弧时间取0.25s，故假想时间t为:t=0.5+0.25=0.75s。故35kV母线短路时相当于4s的热稳定电流为：I=I=3.708=1.6KA动稳定电流要求断路器的极限通过峰值iiI=9.46KA校验结果：由上表对比可看出：DW8－35/600多油断路器完全符合要求。二．母连和35kV出线断路器35kV出线和母联的断路器选择与35kV进线断路器选择完全一致。三．隔离开关选择隔离开关选择，室内35kV不知一般选GN1或GN2型，室外35kV布置一般选择GW4或GW5型，为了便于检修时接地，进线35kV隔离开关与电压互感器的隔离开关应选用带接地刀闸的隔离开关。设计选用GW5－35GD／600型带接地刀闸的隔离开关，并选用CS17手动型操作机构。隔离开关校验如下表4-2所示：表4-2项目实际需要值GW5－35GD/600电压KV3535电流A262.15600热稳定KA1.616动稳定KA9.4672由上表可以看出，所选的GW5－35GD/600型带接地刀闸隔离开关完全符合要求。2.母线桥与35kV出线隔离开关选择35kV出线与母线桥隔离开关选择与35kV进线大致相同，本设计选用GW5－35GD/600型隔离开关。校验情况与上表相同。四．电压互感器的选择35kV电压互感器，一般为油浸绝缘型，35kV电压互感器均为单相，有双圈与三圈之分，如对35kV不进行绝缘检测时，可选二台双圈互感器，接成V型，共仪表用电压，否则选用三台三圈互感器，接成Y/Y/△型。本设计为终端变电所，不需进行绝缘监测，只需测量线路电压，所以选JDJ－35型户外式电压互感器，采用V形接法，供仪表用电压分两组，每组两台，分别接在35kV两段母线上，配用RW10-35/0.5型限流熔断器。电压互感器参数如下：额定电压：35/0.1KV额定容量：500VA电压互感器配用RW10-35/0.5型限流熔断器参数如下：额定电压：35kV额定电流：0.5KA开断容量：2000MVA切断最大短路容量：28KA过电压倍数不超过25熔管额定值大于实际值，故所选熔断器满足要求。五．避雷器的选择为了防止雷电入侵波的侵害，选用HY5WZ-42/134型避雷器两组分放在35kV两段母线上，与电压互感器共用一个间隔。另选两组FZ-35型避雷器，保护主变压器。六．操动机构的选择DW8－35型油断路器配用CD11型电磁操动机构。35KV隔离开关操动机构均选用CS17型。七、所变选择35KV所内须选用所用变压器，其主要用于所内照明及一些小型设备。此处选用S7-50/35型变压器两台。选用RW-35/2型高压跌落式熔断器，其额定电压为35KV，额定电流为2A，最大断流容量为600MVA，符合实际要求。八、电流互感器选择在35KV入线、出线及母联处，必须装一定型号的电流互感器，主要用于及时检测电流情况，若发生短路、断路等故障情况，可以立即由保护动作，切除故障，保证系统运行，另外，装设电流互感器可便于工作人员及时检查工作情况。35KV入线电流互感器选用LR-35-300/5型。35KV母联断路器处配用电流互感器为LR-35-300/5型。35KV出线及6KV入线等电流互感器选用LR-35-400/5型。§4－26kV室内配电装置选择高压开关柜选择，高压开关柜目前选用固定式中改进型的GG1－A型，要注意一次线路方案应与供电系统图上的要求相适应。本高压开关柜为开启式，根据负荷性质，大小选用高压开关柜型号如下：进线柜6kV进线柜选用一次编号为GG－1A（F=2\*ROMANII）25型高压开关柜一台。联络柜选GG-1A（FⅡ）11和GG-1A（FⅡ）95各一台，配合使用。出线柜油断路器两端都有隔离开关的选用GG-1A（FⅡ）07型高压开关柜。断路器前有隔离开关的选用GG-1A（FⅡ）03出线柜。电压互感器与避雷器柜选用GG-1A（FⅡ）54型电压互感器与避雷器柜高压开关柜校验高压开关柜只对其断路器进行校验。进线柜校验进线柜断路器选用SN10-10/2000型，隔离开关选用GN25-10Q/2000校验表如4-3所示：表4-3项目实际需要值SN10-10／2000GN25-10Q/2000电压KV61010电流A112820002000断路容量MVA102.71000断路流量KA9.4143.3动稳KA24.013085热稳KA4.0743.336校验合格。联络开关柜校验选用SN10-10/1000型油断路器，选用隔离开关为GN19-10C1Q/1000型校验表如4-4所示：表4-4项目实际需要值SN10-10／1000GN19-10C1Q/1000电压KV61010电流A56410001000断路容量MVA102.7500断路流量KA9.4129动稳KA24.07475热稳KA3.972930校验合格。出线柜GG-1A（FⅡ）07和GG-1A（FⅡ）03校验柜中均选用SN10-10／600型断路器。校验时考虑在断路器出口处短路时，短路电流最大，断路器出口处短路参数即6kV母线短路参数，又考虑各6kV母线处线不同的负荷电流，应选最大一路的负荷电流校验。此处取主扇风机一路，校验如表4-5所示：表4-5项目实际需要值SN10-10／600额定值电压KA610电流A176600断路容量MVA102.7300断路流量KA9.4117.3动稳KA24.044.1热稳KA3.9717.3校验合格。配用CD10型电磁操作机构，03、07各用一套。4．GG-1A（FⅡ）54校验选用JSJW-6型电压互感器，额定电压6／kV，副线圈0.1/kV，辅助线圈0.1/3kV，最大容量200VA。选用FZ2-6型阀型电站用高压避雷器，额定电压6kV，灭弧电压7.6kV，工频放电电压16kV≤U≤19kV。选用RN2-10型熔断器，作电压互感器保护，额定电压为6kV，额定电流2A，最大断流容量200MVA，切断极限电流最大峰值5.2kA，最电压互感器保护比较合适。6kV高压开关柜配用电流互感器选择§4－335kV架空线及母线的选择35kV母线，在室外一般选用钢芯铝绞线，母线截面按经济电流密度选，按长时负荷电流校验。本供电系统采用分列运行，当一台变压器故障时，另一台变压器应承担全部负荷。故该矿总负荷电流为:=184A按经济电流密度选择，按长时负荷电流校验。Sj=I总／Jj其中：Sj——导线经济截面Jj——经济电流密度I总——最大长时工作电流因该矿为大型矿井，故查表Jj=0.9，因此：Sj=I总／Jj=184/0.9=204.4（mm）初选LGJ－240型钢芯铝绞线，载流量为610A，则45℃时的载流量为：I45℃=610×=454.7A＞184A校验合格。35kV母线和35kV架空线，均选用LGJ－240型钢芯铝绞线。§4－46kV母线、电缆及架空线选择6kV母线选择6kV母线，一般选用矩形铝母线，其截面按长时允许电流选，按动、热稳定性校验。选择单台变压器的额定电流可由下式求得：IN=1466A取分配系数为0.8，则母线最大长时负荷电流为：Ig=0.8IN=1173A通常35kV以下室内配电多采用矩形铝母线，选用型号LMY的母线，采用平放动稳定性好，但散热条件较差。此处采用100×10mm的铝母线，查的平放时25C下，长时允许电流为：1675A。考虑变电所最高温度为45℃，故实际允许电流为：I==1248A＞1832.86A故采用LMY100×10型铜母线。母线动稳定性校验1).参照《电工手册》第二分册，三相母线位于同一平面布置的母线中产生的最大机械应力为：kg/cm2其中l——跨距154cma——母线相间距离25ikr——短路冲击电流24.51kAw——母线抗弯距cm2查表可知w=13.4故得：=74.8kg/cm2<700kg/cm2校验合格。查电工手册LMY100×10母线允许跨距为：L=2295/=2295*/24.51=468.2(cm)>154cm满足要求。3).利用手册简化计算表校验查LMY100×10母线平放L=154cm,=25.允许通过的冲击电流最大值为：i=25.2KA>25.1KA满足要求。母线热稳定性校验所需母线最小截面为：Amin=其中：c——母线材料热稳定系数c=95ksk——集肤效应系数取1.1tj——假象时间取2s——短路电流9.85kA则Amin===155（mm）<1000mm即热稳定校验合格。高压电缆型号及截面选择高压电缆型号根据敷设地点及敷设方法选，在地面一般选用油浸纸绝缘钢带铝包电缆，若采用直埋时电缆外面应有防腐层，除立井井筒中敷设电缆外，一般采用铝芯，井筒中敷设电缆应选用钢丝铠装，并根据井筒深度选用不滴流或干绝缘电缆，电缆芯线应为铜质芯线。电缆芯线截面应按经济电流密度选，按长时允许电流及最小热稳定界面校验，注意长时允许电流与电缆敷设方式与根数有关。主井绞车电缆选择1).主井为双回路供电，每一条均能使之正常供电，使绞车正常工作，故其长时负荷电流为：==149.3查的：J=1.54故：Sj=I总／Jj=149.3/1.54=96.95≈97（mm）采用电缆型号为：ZLQ20-3×120铝芯导电线最高允许温度为65C，周围环境温度为25C，载流量为220A，空气中敷设。2).按长时允许电流校验I==156（A）校验合格。3).按最小热稳定截面校验由于电缆散热性差，暂时的短路电流有可能烧坏电缆，故必须进行热稳定性校验。Smin=(mm2)其中：——三相短路电流稳定值为9.95kAtj——短路电流的假想时间取0.25sc——电缆热稳定系数为95故此有：Smin==（9.95*/95）*1000=52.4<120(mm2)校验合格。副井绞车电缆选择1).副井供电系统与主井一样，故长时负荷电流为：=880/*6*0.83=102(A)查得：Jj=1.54故：Aj=Ig/Jj=102/1.54=66(mm2)。选用ZLQ20-3×70型铜芯电缆，导线最高允许温度65℃，环境温度为25℃，载流量为155A，空气中敷设。2).按长时允许电流校验I45℃=110A＞102A校验合格。3).按最小热稳定界面校验Smin==9950×/95=52.37<70(mm2)校验合格。其他6kV各出线回路的电缆选择方法与上述例子类同，故不再重复计算，仅将选择结果列于表4-6中。表4-6名称型号长度单位主井绞车ZLQ20-6-3×1200.8千米副井绞车ZLQ20-6-3×700.8千米压风机ZLQ20-6-3×950.4千米下井电缆ZLQ20-6-3×703.6千米综采车间ZLQ20-6-3×500.3千米地面低压ZLQ20-6-3×950.1千米机修厂ZLQ20-6-3×500.35千米三．6KV架空线选择6kV出线超过0.5km者，均不采用电缆而用架空线，6kV架空线，一般采用钢芯铝绞线，导线截面按经济电流密度选，按长时允许电流及电压损失来校验。主扇风机架空线选择1).按经济电流密度选择导线截面：=1700/（1.732*6*0.93）=176（A）查得：Jj=0.9Aj=Ig/Jj=176/0.9=195（mm2）选用LGJ-120型钢芯铝绞线，25℃时载流量为380A。2).按长时允许电流校验折算到45℃时的载流量为：I45℃=Ir=380*0.74=281.2>176(A)校验合格。3).按电压损失校验r0=0.225Ω/kmx0=0.365Ω/km则有：△U%=100%==4.53%<5%符合要求。工人村架空线选择1).按经济电流密度选择Aj=Ig/Jj=52.3/1.15=45.5(mm2)其中：选用LGJ-50型钢芯铝绞线，25℃时载流量为220A。2).按长时允许电流校验换算到45℃时载流量为：I45℃=Ir=0.74*220=163>52.3（A）3).按电压损失校验：r0=0.609Ω/kmx0=0.394Ω/kmU%==3.3%<5%符合要求。支农架空线选择1).选择截面：=26.9AAj=Ig/Jj=23.4mm2选LGJ-35型钢芯铝绞线，参数同上。2).按长时允许电流校验I45℃=170*0.74=126>26.9A校验合格。3).按电压损失校验r0=0.796Ω/kmx0=0.403Ω/kmU%==1.81%<5%校验合格。洗煤厂选择方法与上同，结果分别为：LGJ-35。§4－5母线瓷瓶、穿墙套管及室外构架的选择母线瓷瓶选择35kV室外母线瓷瓶、选用悬式绝缘子组成绝缘子串，作为母线支柱绝缘瓷瓶，绝缘子每组4个。室内35kV或6kV选用母线支持瓷瓶，母线支持瓷瓶按电压选，按短路电流校验其破坏力是否满足要求。1).室内6kV支柱绝缘子选择选ZA-6Y型母线支柱绝缘子动稳定性校验应满足：6Pb≥PPb——绝缘子的破坏力350kgP——最大允许抗弯力Pb=0.6×350=210kgP=kF=1.24F=1.24*1.76L/ikr2*0.01=84.3≤210kg其中：i——支柱绝缘子间距取150cmd——母线间距取25cmikr——短路冲击电流kAF——计算跨距中的力合格。2).室外35kV支持绝缘子选择选用X—4.5/35型35kV悬式绝缘子共90个。校验方法同6kV，校验合格。高压穿墙套管的选择对穿墙套管，按电压及长时允许电流选，对动、热稳定进行校验。1).选择=1251A选CLWB-10/1500型高压穿墙套管，为铝导体户外式，身长为600mm，额定电压10kv，额定电流1500A，5S热稳电流30KA。2).动稳定性校验F=1.76=5.6P=KF=1.24*5.6=7kgPb=7500.6Pb=450>7kg校验合格。3).热稳定校验I==9.61*=6.4KA其中：——最大短路稳态电流kAtj——短路电流作用假想时间2.2st——热稳定电流保证值允许的作用时间s5s热稳定电流保证值查表可得30KA.6.4<30KA.校验合格。室外构架选择室外构架一般选用国家定型产品，目前产品主要是圆形混凝土电杆型构架，形式有门型及Π型两种，当隔离开关放在构架下部时应选用门型构架，并选出构架高度。1).35kV进出线构架选6架门型构架，其高7米，宽5米。构架外形如图4-1。2).35kV母线构架选2架门型构架，高5米，宽5米。3).隔离开关构架选型构架,10架,高2.5米,宽1.5米.构架外形如图4-2。图4-1图4-2图4-34).避雷器构架及电压互感器构架避雷器构架及电压互感器构架均选用单杆独立式构架，避雷器一组用3根，电压互感器一组用2根，高度均为3米。如图4-3。§4－6选择结果汇总35kV侧表4-6-1名称型号台数配用操作机构多油断路器DW8-35/6005CD11-X隔离开关GW5-35GD/6004CS-G隔离开关GW5-35G/6006CS-G电压互感器JDJ-354限流熔断器RW6805-35/0.54避雷器FZ-354所用变S7-50/3526kV侧表4-6-2名称型号台数配用操作机构高压开关柜GG1A-252GG1A-111GG1A-951GG1A-542CS6-1GG1A-03GG1A-07低压变S9-1000/102各侧母线、架空线及电缆1．35kV侧架空线及母线，选用LGJ-240型钢芯铝绞线.2．6kV侧架空线表4-6-3名称长度（m）型号主扇风机5.2LGJ-120洗煤厂1.0LGJ-95工人村2.5LGJ-25支农2.7LGJ-253．6kV侧电缆表4-6-4名称长度(m)型号主井提升0.8ZLQ20-6-3*120副井提升0.8ZLQ20-6-3*70压风机0.4ZLQ20-6-3*95地面低压0.1ZLQ20-6-3*95机修厂0.35ZLQ20-6-3*50综采车间0.3ZLQ20-6-3*50井下主排水泵3.6ZQD5-6-3*70母线瓷瓶、穿墙套管6KV支柱绝缘子选ZA-6Y型35KV支柱绝缘子 选X-4.5/35型穿墙套管CLWB-10/1500第五章继电保护方案的拟定和整定§5－1系统保护方案的分析设置矿井地面变电所是高低压开关密集区，且运行方式多种多样，各类开关相互交错，保护范围极短，故对变电所各级过流保护装置的设置和整定造成极大困难，在设置保护时，不仅考虑正常工作情况下保护，而且考虑非正常运行时情况。所有设置保护的开关中均应装设主保护和后备保护，其中后备保护可以是远后备，也可以是近后备。系统保护方案是针对本设计变电所设置一套完善系统，保护从35kV变电所母线起至6kV馈出线末端止。为使所涉及保护系统能快速可靠并有选择的切除故障，所以设计系统应能满足选择性、快速性、灵敏性及可靠性的要求，并能将四者关系合理的配合以保证供电可靠性。保护系统的设置和配合分析供电系统图及其断路器标号如下图5-1所示。66图5-1本矿35kV的过流保护应与上一级动作时限相配合。1QF、2QF、3QF保护的设置与配合该组为35kV开关，1QF、2QF为进线开关，3QF为联络开关，其保护设置对于正常运行方式下35kV母线上的短路故障时，应在1QF、2QF装上瞬时速断作主保护，并设有时限过流保护为后备，加上与前级配合，即可满足要求。但考虑故障运行情况，如变压器运行、故障等情况，保护将不能满足要求，考虑这两种情况，应在1QF、2QF上设定时限电流速断和有时限过流保护，由于上级电源短路电流保护动作时间为3s，故1QF、2QF上的有时限过流保护整定为2.5s，在3QF上设置瞬时速断保护。这样设置方可满足选择性要求。4QF、5QF的保护设置与配合本变电所系统有两台主变，均属大容量变压器，其主保护用瓦斯和差动保护，故对4QF、5QF可只设置定时过流保护与过负荷保护，作为变压器内、外部故障及各6kV出线过流保护的后备。变压器保护装于高压侧，故6QF、7QF不装设保护。其过流保护应和上级配合，时间整定为2s，纵差保护范围为4~6QF、5~7QF。9QF~29QF保护的设置与整定。9QF~28QF用于控制保护6kV馈出线，并供给终端负荷，故可装设瞬时速断保护和定时过流保护，其中定时过流为主保护实现整定为1.5s。但需注意以下情况：18QF~21QF为下井电缆控制开关，其瞬时速断的动作电流若按常规方法整定则保护范围极短，其他凡是控制电缆的开关如23QF、25QF等，也存在保护范围过短的问题，可让瞬时速断作主保护（保护全长），而定时过流为近路保护。13QF~26QF为控制保护安装在地面低压变压器的开关，因动力变压器安装在变电所内，故高压部分馈线极短。低压变压器高压侧开关的保护设置，当6kV母线短路电流较小，或主变压器过流保护灵敏度符合要求时，可按规定设置瞬时速断保护。否则，瞬时速断的保护范围应扩大到变压器二次出线，而本级定时过流作为近后备以保证获得双重保护。此外，对于无后备保护的断路器还应设置断路器的失灵保护，其他出线回路也应该设置瞬时速断和定时过流保护，以减少出现电缆的热稳定截面，对于Y／y－12接线的变压器，还应设接地保护，其一次动作应躲过正常运行时，可能流过变压器中性线上的最大不平衡电流，此电流不超过变压器额定电流的25%。3．8QF保护设置8QF用作母联开关，他的保护设置主要考虑故障运行情况，如B2故障由B2单独供电，8QF合闸运行，若不设保护，则6kV母线右段或其支路发生短路时，将使4号开关跳闸而全矿停电，若有保护，则8QF跳闸，切除右段母线，6kV母线左段仍能继续供电，减少了全矿停电的几率，为了出线的瞬时速断及上一级的定时过流配合，8号开关设限时速断保护。时间整定为0.5s。保护设置及配合情况综上所述，保护情况为：1.1QF、2QF设置：a.定时过流保护，时间整定为2.5s。b定时速断，时间整定为0.5s，保护范围：从1QF~4QF、2QF~5QF。2.4QF、5QF设置纵差保护和瓦斯保护作主保护，设置过流保护与1QF、2QF相配合，时间整定为2s。纵差保护范围：4QF~6QF、5QF～7QF。3.3QF设瞬时速断，8QF设限时速断，时间整定为0.5s。4.6kV出线设置瞬时速断和定时过流保护，过流保护的时间整定为1.5s。§5－235kV进、出线与联络开关的保护整定一。QF、2QF的定时过流整定该级保护的动作电流只需躲过全矿正常最大负荷电流整定即可。由于煤矿大容量设备均有低电压保护，故对主变压器来说，电动机自启动系数很低，可取kzq=1.5~2。动作电流：Iop1==0.43A其中：kco——可靠系数，取1.15~1.25kre——继电器返回系数，取0.85kol——自启动系数，取1.5继电器动作电流：Iop.r1==7.17A其中：KTA——电流互感器变比300/5=60,kwc——保护装置接线系数，取1选用DL－11／10型电流继电器，Iop.r1=2.5~10A动作时限：t1=t－△t=3－0.3=2.5s选用DS－112型时间继电器，tdz=0.25~3s灵敏度校验：=7.14＞1.5符合要求。=8.15*6.3/(0.43*37)=3.23>1.2符合要求。二。联络开关瞬时速断整定由于它主要保护35kV母线，且允许与主变差动范围交叉，又不影响在非正常运行情况下发生短路时的停电范围，故其动作电流应按躲过变压器二次出口即6kV母线短路时的最大。即==2.02A继电器动作电流：=36.7A选用DL－11／50型电流继电器，动作电流整定范围为12.5～50A。灵敏度校验灵敏度校验按被保护线路末端35kV处最小校验：1.39＞1.25符合要求。QF、2QF限时速断整定该级限时速断主要考虑两个条件：一是要躲过全矿可能出现的最大负荷电流，故动作电流可取，即：==2.202kA而：0.563kA＜2.202kA符合要求。继电器动作电流：36.7A选用DL-11/50型电流继电器，Iop=12.5～50A。灵敏度校验：1.39＞1.25--1.5.符合要求。QF、5QF过流保护整定这一级过流保护的保护范围，若能保护到所内低压变压器的二次侧，则可作为低压变压器过流保护远后备，而13QF、26QF可作为变压器内部保护的瞬时速断，由于4QF、5QF不可能留过全矿最大负荷电流，故其动作电流可按躲过单台变压器最大负荷电流整定。0.466kA继电器动作电流：7.8A选用DL－11/10型电流继电器，Iopr=2.5～10A灵敏度校验：=1.78＞1.5符合要求。=0.306＜1.2由于主变接线为Y/△-11及保护装置为不完全星形接线，故上式分母中加，因ks4后＜1.2，故主变过流保护不能做低压变压器远后备，因此13QF、26QF瞬时速断保护范围应扩大到变压器二次出线。动作时限：t4=t1-△t=2.5-0.5=2s选用DS-112型时间继电器，top=0.25～3s。§5--3主变压器的保护整定采用BCH-2型差动继电器。计算变压器各侧额定电流，并选择互感器变比，确定基本侧，电压互感器接线方式考虑了主变压器Y/△-11接法的相位补偿。主变各侧额定电流计算Y侧电流：IN.TY==250A△侧电流：==1466A电流互感器变比计算：Y侧：KTA1=Ie.TY/5=*250/5=86取80△侧：KTA2=/5=1466/5=293取3003．计算电流互感器二次回路额定电流Y侧：IN.T.2Y=*250/80=5.41A△侧：=1466/300=4.88A汇总表由于IN.T.2Y＞，故选35kV侧为基本侧，6kV侧为非基本侧。表5-1名称一次侧二次侧额定电压Kv356变压器额定电流A2501466互感器接线方式△Y互感器计算变比86293变比确定80300互感器二次侧额定电流A5.414.88三．决定基本侧的一次动作电流1．躲过变压器空载分闸和外部短路切除后，电压恢复时的励磁涌流。Iop=kcoIN.T=325AKco——可靠系数，采用BCH－2差动继电器。IN.T——变压器基本侧的额定电流2．躲过外部短路时的最大不平衡电流Iop=Kk(KfzqKtxKTA+U+f)Ik2max(3)=1.3(1*1*0.1+0.05+0.05)*1694=440A其中Ik2max(3)为变压器外部短路流过变压器的最大短路电流。折算到35KV侧的值为：9.95*6.3/37=1.694KA3．躲过电流互感器二次断线引起的不平衡电流Iop=kkIzqIgmax=1.3*250*1.5=487.5经比较（取最大值），取Iop=487.5四．确定基本侧差动线圈匝数1．基本侧继电器动作电流Iopjs=kjxIop.jb/nTA=1.73*487.5/80=10.5A则基本侧线圈匝数为：Wcd.js=(AW)op/Iopj=60/10.5=5.7匝.其中(AW)op——继电器动作安匝，一般取60依BCH－2内实际接线，选实际整定匝数为6匝，其中差动线圈5匝，平衡线圈I中匝数WPI取1匝。五．计算非基本侧平衡线圈匝数WP=2\*ROMANIIs=WcIINT.2Y/INT.2-WC=6*5.41/4.88-5=1.64匝取平衡线圈II实际匝数为2匝。六．计算因是几匝数与计算匝数不等而造成的相对误差△f0.0542>0.05故将代入下式：Iop=kk(kfzqktxkTA+△U+△f)=1.3(1*1*0.1+0.05+0.0542)*1694=449.7A七．初定短路线圈匝数C1、C2所选抽头是否合适，应在保护投入运行时，通过变压器空载试验来确定，可暂选D1～D2，匝数为：28～56。八．检验最小灵敏系数按最小运行方式下，6kV侧两相短路校验35kV流入继电器的电流。Ij==1.73*8.44/(80*37/6.3)=31.11A则继电器整定电流为：Iopj=AW/(Wc+WPI)=60/6=10A最小灵敏系数为：klmin=31.11/10=3.111>2符合要求。九．变压器过负荷保护按躲过变压器最大工作电流整定:Iopj=1.05INT(Kk/Kf)/Kn=1.05*250*1.2/(0.85*80)=4.63A,取5A。选用DL-11/10型电流继电器。Iopj=2.5～10A配用DS-24/C时间继电器，时间整定到10s。十．变压器瓦斯、温度等保护。变压器本身已有瓦斯、温度等保护，本设计不需考虑。§5－46kV出线、联络开关的保护整定一．母联开关保护整定根据以上分析，该级设限时速断保护，主要为非正常情况下，故障主变的低压侧母线的短路保护。因此动作电流可以用6kV母线上最小二相短路电流除以灵敏系数来确定。==8.44/1.5=5.63,继电器动作电流：=1*5630/300=18.7A选用DL-11/50型电流继电器，动作时限取0.5s。选用DS-11型时间继电器。二．6kV各出线开关的保护整定1．电容器回路保护整定因电容器柜仅采用了熔断器保护，故电源柜中再设瞬时速断保护。Iop.j=kkIn/40=1.2*270*4/(1.73*6)/40=3.12A选DL-11/50型电流继电器。灵敏度校验kl=8150/(40*3)=67.9>1.5合格。2．13QF、26QF的保护整定1).13QF、26QF瞬时速断整定该级瞬时速断可按保护范围末端的最小二相短路电流除以灵敏系数确定，但要躲过变压器最大负荷电流。 1.45/1.5=0.97(KA) 继电器动作电流：967*1/40=24(KA)选用DL-11/50型电流继电器。变压器最大负荷电流：2*1/(1.732*6.3)=0.18<0.97KA符合要求。2).13QF、26QF定时过流整定整定方法同1QF、2QF，既要躲过变压器最大负荷电流。0.18/0.85=0.22(KA)继电器动作电流：1*220/40=5.5(A)选用DL-11/10型电流继电器。灵敏度校验：1.45/0.22=6.59>1.5符合要求。动作时间：t13=2-0.5=1.5s选用DS-112型时间继电器。其他6kV出线保护整定方法与以上类似，不再重复计算。结果将列于后面的保护设置及整定结果汇总表中。注：由于整定过程中，瞬时速断按上述方法则所的动作电流太大将无合适继电器，故按起动电流整定，让继电器动作值躲过尖峰电流，其中，尖峰电流为一组内其它电机正常运转，一台起动情况。例：主井提升回路：二台电机，一台备用一台运行，故尖峰电流为：IMq+∑IN=144*8+0=1152（A）1152*1.3=1497.6（A）取1.3为可靠系数。继电器按动作电流为1497.6/40=37.44取38灵敏系数为：KL=Idmin(2)/IopKn=4.9合格动作时限取0.5S.第六章主控室各屏的选择§6－1各屏选择说明煤矿35kV变电所应设主控室，主要用来在室内控制35kV断路器、主变压器及其它室外配电装置，控制室内集中装设控制屏、继电保护屏、信号屏、直流屏、交流屏等。本设计仅选出各屏型号、规格，说明其名称、功能、数量。一。线路保护屏选择35kV线路保护屏选用PK-1定型屏一面，本屏适用35kV双侧电源线路作为线路的相间保护，并设有重合闸装置，相间保护采用两相式电流速断和两相三电流继电器带时限电流保护组成，电流速断装置经出口中间继电器跳开断路器带时限保护经时间继电器终点节点跳开断路器。二．主变压器保护屏选用PK-1型外桥变压器保护屏一面，用以和线路保护屏组成全桥接线的保护。该屏上设有差动、瓦斯、过流、过负荷、温度、等保护，对屏有以下要求：变保护信号取自主变原副边断路器套管中和高压开关柜中电流互感器。差动保护动作后只跳开原、副边断路器。过流、过负荷动作后，只跳开原、副边断路器。三．控制屏选择选用定型产品PK－1型屏一面，要求进线断路器的控制接于其上，并在各进线增装功率因数表、有功电度表、无功电度表各一个。变压器控制屏选用PK－1型屏。四.中央信号控制屏选用Pk－1型屏一面，该屏装设的冲击继电器，能重复动作的干簧式继电器，采用闪光电源监视，事故时发出音响，中央事故信号和中央预报信号能重复动作，在备用光字牌上装设硅整流，=1\*ROMANI=2\*ROMANII失压显示直流系统绝缘电阻低显示。五．直流屏选择直流屏提供变电所开关控制、继电保护、自动装置、信号装置等所需要的直流操作电源，应保证在上级电源正常和故障情况下，均能可靠的供电。选用BZGN－10型镉镍蓄电池直流电源成套装置两面。六．交流屏选择选用一面PK－1型交流屏。主要控制所用变压器的负荷，如所内的动力、照明、控制、信号、继电保护自动装置等。§6--2选择结果汇总名称型号线路保护屏PK-1变压器保护屏PK-1线路控制屏PK-1中央信号屏PK-1直流屏BZGN-10交流屏PK-1低压屏PK-1第七章变电所防雷与接地§7--1保护接地网的设置变电所采用统一接地网，主要为了满足接触电压及跨步电压的要求，同时也是为了便于将设备及构架连接在接地体上。本变电所采用如下图所示接地网：本变电所选用水平接地体，选用40×4mm的扁钢作接地体，外缘做成如上图的闭合形，四角呈圆弧状，并设置均压带。接地网埋在冻土层以下，冻土层厚度为0.38米，故此可埋在0.8米处。查资料可得40×4mm扁钢接地电阻1Ω时约为200m。一．确定接地电阻6kV接地电阻其中：Le——电缆长度，电缆长度计算为：Le=0.4+0.4+0.2+0.3+0.05+0.35+0.5+0.75+0.9+25=28.85(km)取30mLj——6kV架空线长度Lj=(2.6+2.5+2.7)×1.05=8.19取9m则：=18.2<20故不用装补偿电抗器R=120/18.2=6.6()35kV、6kV均为中性点不接地小电流系统，规定接地电阻小于等于4Ω。接地电阻计算1).接地网总面积：S=(27-2)*(35-2)+(34+4)(9+4)+16*7=1431(m2)接地网总长度为：L=6*33+2*25+2*(38+13)+2*7=364(m)实际接地电阻为：=()=0.7+0.165=0.865<4其中：S——接地网面积L——接地体总长——土壤电阻率50Ω／md——水平接地体等效直径，对扁钢：d=h/2=0.02mh——接地体埋深0.8m符合要求。2).接地电压校验接触电压允许值：EjY=50+0.05=50+0.05*60=53(V)长孔网内敷设水平接地体均压带，接触电压出现在边角内部一带的手脚可能出现接触的两点之间产生最大的电位差EjmaxEjmax=kjIjdRjd其中：kjmax=kjIjdRjd其中：kj=knkdkskj为接触系数kn——均压带的影响系数kn=0.97/6+0.96=0.258kd——接地网直径影响系数ks——接地网面积影响系数ks=1.23-0.23*40/=0.9868则：kj=knkdks=0.258*1.00*0.9868=0.255Ejmax=kjIjdRjd=0.255*18.2*0.865=4<53V合格。3).跨步电压校验跨步电压允许值：EkbY=50+0.2=50+0.2*60=62(V)跨步电压在接地网突出的边角处最大：Ekb=kkIjdRjd其中：kk——跨步系数RR=0.092则：Ekb=0.092*18.2*0.865=1.45<62V符合要求。接地线的热稳定校验说明由于6kV系统装有选择性漏电保护装置，当发生单相接地故障时，将在短路时间内实行选择性跳闸，故接地线的热稳定性不必进行校验。低压系统由于实际的Rjd=0.865Ω,也属小电流接地系统，而变压器装有漏电速断保护，故亦不必进行接地线热稳定性校验。上述接地电阻、跨步电压、接触电压等只是粗略的理论计算值，实际条件与这些往往不太符合，并且多变，故尚需现场实测，然后再修正后确定接地电流。§7－2变电所的过电压保护变电所的过电压保护除在母线上装设阀型避雷器外，在6kV架空线出线处还应设置阀型避雷器，对35kV进出线，在进入变电所前的1～2km长度上，应假设架空地线，并且在进入变电所时的35kV进线上装设管型避雷器。变电所的直击雷防护采用避雷针，避雷针的高度设计，根据避雷针的距离，及保护电器高度来进行。最后选用定型产品，避雷针高度确定后根据高度给出保护范围。35kV线路防雷在进入变电所前2米，架设架空地线，选用GJ－35型钢绞线，在进入变电所时，装设管型避雷器。35kV母线上短路电流：3.7083.07查《煤矿电工手册》，选用G×S1型管型避雷器。其参数：3.708<4KA3.07>0.5KA故合格。在35kV母线上装设阀型避雷器，避雷器选用HY5WZ-42/134型，可以满足要求。6kV线路防雷6kV母线上装设阀型避雷器，查《煤矿电工手册》选用FZ－6。6kV个出线处亦装设FZ2－6型阀型避雷器。变电所直击雷防护在变电所四周布置4根避雷针，每支避雷针距离设备3米以上，其接地线在地下与接地网具5米以上，设独立的接地极。1．避雷针高度计算一支避雷针1、2或3、4之间距离为36m，2、3或1、4之间距离为31m，被保护物高度根据构架选择，并考虑一定裕量定为8m，由《煤矿供电》P266可知：当D≤ThaP时bx＞0其中：ha——避雷针有效长度ha=h-hxh——避雷针高度hx——被保护物高度，即8mP——高度影响系数h≤30m时取1D——两避雷针间距离则：D12=D34=36mha=D/7P=36/7×1=5.14mh=5.14+8=13.14mD14=D23=31mha=D/7P=31/7=4.43mh=4.43+8=12.43mD13=D24==47.5mha=D/7P=47.5/7=6.8mh=6.8+8=14.8m故选用避雷针高度为19m。一般D／h不宜大于5。显然，上述选择是合适的。2.各针保护范围由于hx<h/2,故r=(1.5h-2hx)P即rb1=rb2=rb3=rb4=(1.5h-2hx)P=1.5×19-2×8=12.5m3．求最小保护宽度bx避雷针1、2（或3、4）间保护范围最小高度为:h0=h-D/7P=19-36/7=13.8mbx12=bx34=1.5(h0-hx)=1.5(13.8-8)=8.7m避雷针2、3（或1、4）间保护范围最小高度为:h0=h-D/7P=19-31/7=14.57mbx23=bx14=1.5(h0-hx)=1.5(14.57-8)=9.86m避雷针1、3（或2、4）间保护范围最小高度为:h0=h-D/7P=19-47.5/7=12.2mbx13=bx24=1.5(h0-hx)=1.5(12.2-8)=6.3m避雷针保护如图7-2.避雷针的接地<1>人工接地工频电阻避雷针的接地体采用独立的接地极和接地网应大于5m之间距，采用垂直接地体和水平接地想接的组合接地形式。水平接地体采用直径50mm，2.5m长的钢管，则单根接地体工频电阻为：Rj=㏑其中：——土壤电导率60·m则：Rj=㏑=20.2（）〈2〉由六根等长垂直接地体和水平接地体组成的接地装置的冲击电阻为：Rcz=其中：RCh1--单根垂直接地体冲击接地电阻;Rch2--水平接地体冲击接地电阻;--接地体互相屏蔽作用的冲击利用参数;n--垂直接地极的总根数水平接地体工频电阻：Rj2=(㏑+A)=(㏑+0)=4.8（）其中A为形状系数取0。RC1=RJ1=0.5*20.2=10.1RC2=RJ2=0.95*4.8=4.59=0.8其中为冲击系数。故得Rcz=*=1.5〈1.0§7--3结果汇总一、接地网采用4*4mm扁钢372米。实际接地电阻：0.865二、接触电压：4V<53V跨步电压：1.45V<62V三、35KV进线架空地线：GJ-35形钢绞线，2Km管型避雷器：G*阀型避雷器：FZ-35四、6KV线路：阀型避雷器：FZ-35五、避雷针选四支，19m高保护半径：12.5mbx12=bx34==8.7mbx23=bx14==9.86mbx13=bx24==6.3m避雷针接地电阻：1.5<10第八章变电所室外布置§8--1变电所总平面布置一．．间隔配置设置进出线间隔、母线间隔、电压互感器和避雷器间隔。二．配电装置布置采用中型布置，及母线和电器分别布置在不同水平面上，进出线构架选7米，母线构架选5米，隔离开关，电压互感器，避雷器分别装在2.5米，3米高支架上，油开关设置在高出地面0.5米的基础上，落地布置。三．各设备布置原则1．构架见第四章。2．油开关、变压器落地布置，装在各自基础上。3．主变设贮油坑，个别变尺寸比变压器外廓大1米左右。4．变压器防火间距10米。5．所内道路宽3米，并设回车道。四．配电室布置配电室内6KV高压开关柜采用双行布置，并留有一定备用柜位置，靠墙留有0.8米检修道路。高压开关柜配电室内仅留出位置，不安装。电容器室电容器采用单行布置。控室布置主控室布置主要为了方便操作，节省电缆，便于观察外设备，主控室和6KV配电室有门可通。主控室后为工具间和休息室。主控室设置各种控制屏，保护屏，直流屏，交流屏等。七．避雷针布置避雷针分别位于变电所四周，为四根等高避雷针。结束语历时三个月的毕业设计结束了，在邹老师的悉心指导下，通过查阅资料、设计分析及说明书编写，终于取得较为完满的成果。毕业设计使大学四年最后一个重要的教学环节，是对所学知识的巩固和深入。通过本次设计，使我学会了将抽象的理论知识运用到实践中去，提高了分析问题、解决问题的能力，培养了严谨的科学态度和务实的工作作风。在设计中锻炼了自我，丰富了知识体系，可以说是走上工作岗位前的一次大演习，为今后的工作奠定了基础。致谢在本次设计中，首先要感谢的是指导老师邹有明教授，他不仅耐心的指导我，而且及时地给我提出宝贵的意见，没有他的帮助，我的设计不会取得如此成果。在他那里我不但学到了更多的专业知识，并且为他身上体现出来的严谨治学的科学态度和谦虚为人的品德修养深感钦佩，为我在今后的人生道路树立了榜样。再次表示衷心的谢意。同时也要感谢所有给我帮助同学，他们使我的设计不断完善。另外，我也要感谢系里给予我帮助的老师们和图书馆的工作人员。最后，也要谢谢计算中心为我提供的服务和方便。参考文献1、邹有明编.煤矿35kv变电所设计大纲.