资源描述
《矿山电工学》
课程设计说明书
设计题目: 35/6kv变电所设计
助学院校: 河南理工大学
自考助学专业: 机电设备与管理
姓 名: 聂梦栩
自考助学学号: 040213200192
成 绩:
指导教师签名:
河南理工大学成人高等教育
2O14 年 10 月 31 日
4
变电所设计
目 录
摘 要 I
第 一 章 负荷计算与功率因数补偿 1
1.1 概述 1
1.2 计算各组负荷与填表 4
1.3 各低压变压器的选择与损耗计算 6
1.3.1 机修厂、工人村与支农变压器 6
1.3.2 地面低压动力变压器 6
1.3.3 洗煤厂变压器 6
1.3.4 各变压器功率损耗计算 6
1.4 计算6kV母线上补偿前的总负荷并初选主变压器 7
1.5 功率因数补偿与电容器柜选择 8
1.5.1 选择思路 8
1.5.2 无补偿时主变压器的损耗计算 8
1.5.3 35kV侧补偿前的负荷与功率因数 9
1.5.4 计算选择电容器柜与实际补偿容量 9
1.5.5 补偿后6kV侧的计算负荷与功率因数 10
1.5.6 补偿后主变压器最大损耗计算 10
1.5.7 补偿后35kV侧的计算负荷与功率因数校验 10
1.6 主变压器校验及经济运行方案 11
1.7 全矿电耗与吨煤电耗计算 11
1.8 拟定绘制矿井地面供电系统一次接线图 12
第 二 章 供电系统短路电流计算 14
2.1 概述 14
2.2 选取短路计算点并绘制等效计算图 15
2.3 计算各元件的标么电抗 16
2.3.1 电源的电抗 16
2.3.2 变压器电抗 16
2.3.3 线路电抗 17
2.4 计算各短路点的短路参数 17
2.4.1 K35点短路电流计算 18
2.4.2 K66点短路电流计算 18
2.4.3 点短路电流计算（折算到6kV侧） 19
2.4.4 井下母线短路容量计算（K7点） 20
2.5 设计计算选择结果汇总 23
第 三 章 35kV高压电气设备选择 24
3.1 概述 24
3.2 高压断路器的选择 24
3.2.1 按当地环境条件校验 24
3.2.2 按短路条件校验 25
3.3 隔离开关的选择 25
3.4 电流互感器选择 26
3.5 电压互感器的选择 27
3.6 35kV避雷器的选择 28
3.7 6kV电气设备选择 28
3.7.1 开关柜方案编号选择 28
3.7.2 高压开关柜校验 29
3.7.3 36kV母线选择 30
3.7.4 6kV支柱绝缘子的选择 31
3.7.5 穿墙套管的选择 31
3.8 动稳定校验 32
3.9 热稳定校验 32
3.10 选择结果汇总 33
3.10.1 35kV电气设备 33
3.10.2 6kV电气设备 33
第 四 章 电力线路选择 35
4.1 概述 35
4.2 35kV电源架空线路选择 35
4.2.1 架空导线型号选择 35
4.2.2 按经济电流密度初选导线截面 36
4.2.3 按长时允许负荷电流校验导线截面 36
4.2.4 按机械强度校验导线截面 37
4.3 主、副井提升机6kV电缆线路选择 37
4.3.1 6kV电缆型号选择 37
4.3.2 按经济电流密度选择主井、副井6kV电源电缆电截面 37
4.3.3 按长时允许负荷电流校验 38
4.3.4 按允许电压损失校验电缆截面 38
4.3.5 按短路电流校验电缆的热稳定 38
4.4 6kV下井电缆选择 39
4.4.1 6kV下井电揽型号选择 39
4.4.2 按经济电流密度选择下井电缆截面 40
4.4.3 按长时允许负荷电流校验 40
4.4.4 按允许电压损失校验电缆截面 40
4.4.5 按短路电流校验电缆的热稳定 41
4.5 压风机等其他负荷组6kV电缆线路选择 41
4.6 扇风机1等其他负荷组6kV架空线路选择 42
4.6.1 扇风机1架空导线型号选择 42
4.6.2 按经济电流密度初选导线截面 42
4.6.3 按长时允许负荷电流校验导线截面 42
4.6.4 按允许电压损失校验导线截面 43
4.6.5 按机械强度校验导线截面 43
4.7 选择计算结果汇总 43
课程设计的收获和建议 48
参考文献 48
河南理工大学——35、6kv变电所设计
第 一 章 负荷计算与功率因数补偿
1.1 概述
工矿企业负荷计算，首先需收集必要的负荷资料，按表1-1的格式做成负荷统计计算表，计算或查表求出各负荷的需用系数和功率因数，然后由低压到高压逐级计算各组负荷，在进行负荷归总时，应计入各低压变压器的损耗，考虑组间同时系数后，就可求得矿井６kV母线上的总计算负荷，作为初选主变压器台数容量的主要依据．
功率因数的补偿计算与主变压器的容量、负荷率及运行方式密不可分，题意是要求将35kV母线的功率因数提高到0.9以上，故应将主变压器的功率损耗也计入总的负荷中，在计算过程中将会存在估算与最后验算的反复。
拟定供电系统，主要是综合考虑矿井负荷性质，主变压器的台数、容量及电源线的情况来决定矿井地面35／6kV变电所的主接线方式。并绘制供电系统一次接线图。
本章可按以下八步去计算。
（一）计算各组负荷并填入表1-1中11～14各栏。
（二）选择各低压变压器并计算其损耗。
（三）计算6kV母线上补偿前的总负荷并初选主变压器。
（四）功率因数补偿计算与电容器柜选择。
（五）主变压器校验及经济运行。
（六）全矿电耗与吨煤电耗计算。
（七）拟定并绘制矿井地面供电系统一次接线图。
（八）设计计算选择结果汇总。
某年产90万吨原煤的煤矿，其供电设计所需的基本原始数据如下：矿年产量：90万吨；服务年限：75年；矿井沼气等级：煤与沼气突出矿井；立井深度：0.36 km ；冻土厚度： 0.35 m ； 矿井地面土质：一般黑土；两回35kV架空电源线路长度： 两回35kV电源上级出线断路器过流保护动作时间：本所35kV电源母线上最大运行方式下的系统电抗：本所35kV电源母线上最小运行方式下的系统电抗井下6kV母线上允许短路容量：电费收取办法：两部电价制，固定部分按最高负荷收费；本所35kV母线上补偿后平均功率因数要求值：
地区日最高气温：
最热月室外最高气温月平均值：
最热月室内最高气温月平均值：
最热月土壤最高气温月平均值：
全矿负荷统计分组及有关需用系数、功率因数等如表1-1所示。
表1-1 全矿负荷统计分组表
设 备
名 称
负
荷
等
级
电压
V
线
路
类
型
电
机
类
型
单机
容量
kW
安装
台数
――
工作
台数
工 作
设 备
总容量
kW
需用
系数
Kd
功率
因数
cosφ
离35kV
变电所
的距离
km
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1 主机提升
2
6000
C
Y
1000
1/1
1000
0.95
0.85
0.28
2 副井提升
1
6000
C
Y
630
1/1
630
0.94
0.84
0.20
3 扇风机1
1
6000
k
T
800
2/1
800
0.88
-0.91
1.5
4 扇风机2
1
6000
k
T
800
2/1
800
0.88
-0.91
1.5
5 压风机
1
6000
C
T
250
4/2
500
0.9
-0.89
0.36
6 地面低压
1
380
C
870
0.72
0.78
0.05
7 机修厂
3
380
C
750
0.6
0.7
0.20
8 洗煤厂
2
380
K
920
0.75
0.78
0.46
9工人村
3
380
K
480
0.76
0.85
2.0
10支农
3
380
K
360
0.75
0.85
2.7
11主排水泵
1
6000
C
X
500
5/3
1500
0.88
0.86
0.65
12井下低压
2
660
C
X
2378
0.7
0.76
注1：线路类型：C——电缆线路；k——架空线路。
注2：电机型式：Y——绕线异步；X——鼠笼异步；D——直流；T——同步。
试对该矿地面35／6kV变电所初步设计中的负荷计算、主变压器选择、功率因数补偿及供电系统拟定等各内容进行设计计算。
1.2 计算各组负荷与填表
利用表1-1中8～11各列的数据和公式,分别算出各设备或设备组的Pca、Qca、及Sca,并填入表1-1中12～14列。
例如，对于主井提升机有
又如，对于扇风机1，由同步电动机拖动，表1-2中其cosφ标出负值，其原因是：同步电动机当负荷率＞0.9，且在过励磁的条件下，其功率因数超前，向电网发送无功功率，故为负值。此时同步电动机的无功补偿率约为40～60%，近似计算取50%，故其补偿能力可按下式计算：
同理可得其余各组数据见表2－。
在表1-1的合计栏中，合计有功负荷9591 kW和无功负荷5357 kvar是表中12列、13列的代数和，而视在负荷10986 kVA，则是据上述两个数值按公式计算得出，视在容量的代数和无意义。
表1-2 全矿负荷统计分组表
设 备
名 称
负
荷
等
级
电压
V
线
路
类
型
电
机
类
型
单机
容量
kW
安装
台数
――
工作
台数
工 作
设 备
总容量
kW
需用
系数
Kd
功率
因数
cosφ
计算容量
离35kV
变电所
的距离
km
有功
kW
无功
kvar
视在
kVA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1 主机提升
2
6000
C
Y
1000
1/1
1000
0.95
0.85
950
589
1118
0.28
2 副井提升
1
6000
C
Y
630
1/1
630
0.94
0.84
592
385
706
0.20
3 扇风机1
1
6000
k
T
800
2/1
800
0.88
-0.91
704
-162
722
1.5
4 扇风机2
1
6000
k
T
800
2/1
800
0.88
-0.91
704
-162
722
1.5
5 压风机
1
6000
C
T
250
4/2
500
0.9
-0.89
450
-115
465
0.36
6 地面低压
1
380
C
870
0.72
0.78
626
501
802
0.05
7 机修厂
3
380
C
750
0.6
0.7
450
459
643
0.20
8 洗煤厂
2
380
K
920
0.75
0.78
690
552
884
0.46
9工人村
3
380
K
480
0.76
0.85
365
226
429
2.0
10支农
3
380
K
360
0.75
0.85
270
167
317
2.7
11主排水泵
1
6000
C
X
500
5/3
1500
0.88
0.86
2125
1475
2587
0.65
12井下低压
2
660
C
X
2378
0.7
0.76
1665
1442
2203
13合计
∑Pca
9591
∑Qca
5357
S c a∑
10986
注1：线路类型：C——电缆线路；k——架空线路。
注2：电机型式：Y——绕线异步；X——鼠笼异步；D——直流；T——同步
1.3 各低压变压器的选择与损耗计算
因采用高压6kV集中补偿功率因数，故对各低压变压器均无补偿作用，选择时据表1-2中的计算视在容量按公式的原则进行。
1.3.1 机修厂、工人村与支农变压器
查附表1分别选用S9-800，6／0.4kV、S9-500，6／0.4kV、S9-400，6／0.4kV型三相油浸自冷式铜线电力变压器各一台。
1.3.2 地面低压动力变压器
选用两台S9-800，6／0.4kV型铜线电力变压器。
1.3.3 洗煤厂变压器
选用两台S9-800，6／0.4kV型铜线电力变压器。
1.3.4 各变压器功率损耗计算
单台变压器的功率损耗按公式计算；两台变压器一般为分列运行，其功率损耗应为按0.5β运行的单台变压器损耗的两倍；对于井下低压负荷，因表2－9中未作分组，故不选变压器，其损耗按近似公式计算。
例如，对于500kVA工人村变压器，据附表1中的有关参数，可算得
又如，对于地面低压两台800 kVA变压器，同样可算得
井下低压负荷的变压器损耗,按近似公式计算，即
同理可得其它各低压变压器的损耗如表2－10所示。
表1-3 各低压变压器功率损耗计算结果
负荷名称
地面低压
机修厂
洗煤厂
工人村
支 农
井下低压
ST.N，kVA
2×800
800
2×800
500
400
(2196)
ΔPT，kW
ΔQT，kvar
6.5
37
6.1
32.9
7.3
41
4.7
21.7
3.5
15.7
33
132
合计
ΣΔPT＝61kW；ΣΔQT＝280kvar
1.4 计算6kV母线上补偿前的总负荷并初选主变压器
各组低压负荷加上各低压变压器的功率损耗后即为其高压侧的负荷，因ΣPca=9591 kW，故查表1-3得Ksi=0.85，忽略矿内高压线路的功率损耗，变电所6kV母线补偿前的总负荷为
补偿前功率因数
根据矿井一、二级负荷占的比重大与Sca.6=9501kVA，可初选两台主变压器，其型号容量按附表2选为SF7-10000，35／6.3kV，由于固定电费按最高负荷收费，故可采用两台同时分列运行的方式，当一台因故停运时，另一台亦能保证全矿一、二级负荷的供电，并留有一定的发展余地。
1.5 功率因数补偿与电容器柜选择
1.5.1 选择思路
题意要求35kV侧的平均功率因数为0.9以上，但补偿电容器是装设联接在6kV母线上，而6kV母线上的总计算负荷并不包括主变压器的功率损耗，这里需要解决的问题是，6kV母线上的功率因数应补偿到何值才能使35kV侧的平均功率因数为0.9级以上?
分析解决此问题的思路如下：先计算无补偿时主变压器的最大功率损耗，由于无功损耗与负荷率的平方成正比，故出现变压器最大功率损耗的运行方式应为一台使用，一台因故停运的情况，据此计算35kV侧的补偿前负荷及功率因数，并按公式（2－52）求出当功率因数提至0.9时所需要的补偿容量，该数值就可以作为6kV母线上应补偿的容量；考虑到矿井35kV变电所的6kV侧均为单母线分两段接线，故所选电容器柜应为偶数，据此再算出实际补偿容量，最后重算变压器的损耗并校验35kV侧补偿后的功率因数。
1.5.2 无补偿时主变压器的损耗计算
按一台运行、一台因故停运计算，则负荷率为
以上△P0、△PK、I0％、UK％等参数由附表2查得。
1.5.3 35kV侧补偿前的负荷与功率因数
1.5.4 计算选择电容器柜与实际补偿容量
设补偿后功率因数提高到，则 ，取平均负荷系数，据公式可得
按表2－7选用GR-1C-08型，电压为6kV每柜容量qc=270 kvar的电容器柜，则柜数
取偶数得Nf=6
实际补偿容量：
折算到计算补偿容量为
1.5.5 补偿后6kV侧的计算负荷与功率因数
因补偿前后有功计算负荷不变，故有
1.5.6 补偿后主变压器最大损耗计算
补偿后一台运行的负荷率略有减小
1.5.7 补偿后35kV侧的计算负荷与功率因数校验
合乎要求。
1.6 主变压器校验及经济运行方案
由表1-3负荷统计计算表可知、全矿三级负荷约占总负荷的15%，故可取负荷保证系数Kgu=0.85。
则有 合乎要求。
按此参数亦可选容量为8000 kVA的主变压器，但设计上为了留有余地并考虑发展，选10000 kVA为宜。
两台主变压器经济运行的临界负荷可由公式求出，即
对于工矿企业变电所，可取Kq=0.06，上式ΔQ0、ΔQk由公式求得，临界负荷为
得经济运行方案为：当实际负荷S s＜6128 kVA时，宜于一台运行，当时，宜于两台同时分列运行。
1.7 全矿电耗与吨煤电耗计算
按表1-4，一般大型矿井取上限。中小矿井取下限，取年最大负荷利用小时小时，故全矿年电耗
吨煤电耗为
1.8 拟定绘制矿井地面供电系统一次接线图
拟定矿井地面供电系统图，应从35kV电源线开始，依次确定电源进线回路、35kV和6kV主接线，再考虑各6kV负荷的分配与联接来构思。至于下井电缆的回路数，主要由负荷电流和井下开关最大额定电流，并兼顾是否设置限流电抗器来统筹考虑。最后绘制地面供电系统一次接线图。
1．电源进线与主接线
按已知原始数据，上级变电所提供两回35kV架空电源线路，故电源进线回路为2。对于煤矿企业，因一、二级负荷占总量的2／3以上，故35kV侧宜用全桥接线，6kV则可采用单母线分两段的接线方式。
2．负荷分配
考虑一、二级负荷必须由联于不同母线段的双回路供电，而主、副井提升机因相距较近（～80m），可采用环形供电；将下井电缆与地面低压等分配于两段母线上，力图在正常生产时两段6kV母线上的负荷接近相等。具体分配方案见图2。
3．下井电缆回数确定
由表2－9中11、12行，考虑0.96的同时系数得井下总负荷为
井下最大长时负荷电流（计算电流）
根据井下开关的额定电流最大为400A，而《煤矿安全规程》规定：下井电缆至少两回，当一回因故停止供电时，其它电缆应能满足井下全部负荷的供电。所以，本例至少应选用3回，考虑到负荷分配和运行的灵活性，最后确定4回下井电缆，两两并联后分列运行。
至于下井电缆上是否串接限流电抗器，应在短路计算完成后，根据井下6kV母线上的短路容量是否超出原始资料中不大于100MVA的要求来决定。经粗略估算，本例可以不设置限流电抗器。
4．绘制供电系统图
据以上的计算分析比较，可绘得该矿井地面变电所供电系统一次接线如图2
第 二 章 供电系统短路电流计算
2.1 概述
本章要求对图2所示的供电系统进行短路计算，故根据短路计算的目的，首先要在图1上选定合理的短路计算点，并根据此绘制等效短路计算图。对于工矿企业35/6～10kV供电系统，一般为无限大电源容量系统，正常运行方式常为全分列方式或一路使用、一路备用方式，电路相对简单，故可在等效短路计算图中直接进行阻抗的串、并联运算，以求得各短路点的等效总阻抗，进而求得各短路参数。本题可按以下四步求解。
一、选取短路计算点并绘制等效计算图
二、选择计算各基准值
三、计算各元件的标么电抗
四、计算各短路点的总标么电抗与短路参数
按前面给定的条件，对图2所示的供电系统进行短路电流计算。要求计算出有关短路点最大运行方式下的三相短路电流、短路电流冲击值以及最小运行方式下的两相短路电流。
根据第一章的计算可列出短路电流计算所需的原始资料如下：该矿地面变电所35kV采用全桥接线，6kV采用单母分段接线；主变压器型号为SF7－10000，35/6.3型，Uk%=7.5；地面低压变压器型号为S9－800，6／0.4型，U k%= 4.5；35kV电源进线为双回路架空线路，线路长度为6.5km；系统电抗在最大运行方式: X*s.min =0.12，在最小运行方式: X*s.max =0.22。
6kV母线上的线路类型及线路长度如表3－7所示。
表2－7 地面变电所6kV母线上的线路类型及线路长度
序号
设备名称
电压（kV）
距6kV母线距离(km)
线路类型
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 1
主井提升
副井提升
扇风机1
扇风机2
压风机
地面低压
机修厂
洗煤厂
工人村
支农
井下6kV母线
6
6
6
6
6
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
6
0.28
0.2
1.5
1.5
0.36
0.05
0.2
0.46
2
2.7
0.65
C
C
K
K
C
C
C
K
K
K
C
注：C—电缆线路 K—架空线路
2.2 选取短路计算点并绘制等效计算图
一般选取各线路始、末端作为短路计算点，线路始端的最大三相短路电流常用来校验电气设备的动、热稳定性，并作为上一级继电保护的整定参数之一，线路末端的最小两相短路电流常用来校验相关继电保护的灵敏度。故本题在图2中可选35kV母线，6kV母线和各6kV出现末端为短路计算点。
由于本题35/6kV变电所正常运行方式为全分列方式，故任意点的短路电流由系统电源通过本回路提供，且各短路点的最大、最小短路电流仅与系统的运行方式有关，故可画得如图1所示的等效短路计算图。
图1 等效短路计算图
选择计算各基准值
选基准容量Sd＝100MVA，基准电压Ud1＝37kV，Ud2＝6.3kV，Ud3＝0.4kV 则可求得各级基准电流为
2.3 计算各元件的标么电抗
2.3.1 电源的电抗
2.3.2 变压器电抗
主变压器电抗
地面低压变压器电抗
2.3.3 线路电抗
35kV架空线电抗
下井电缆电抗
扇风机1馈电线路电抗
扇风机2馈电线路电抗
主井提升馈电线路电抗
副井提升馈电线路电抗
压风机馈电线路电抗
地面低压馈电线路电抗
洗煤厂馈电线路电抗
工人村馈电线路电抗
机修厂馈电线路电抗
支农馈电线路电抗
2.4 计算各短路点的短路参数
2.4.1 K35点短路电流计算
1．最大运行方式下的三相短路电流
2．最小运行方式下的两相短路电流
2.4.2 K66点短路电流计算
1．最大运行方式下的三相短路电流
2．最小运行方式下的两相短路电流
2.4.3 点短路电流计算（折算到6kV侧）
1．最大运行方式下的三相短路电流
6kV侧的短路电流参数
2．最小运行方式下的两相短路电流
6kV侧的最小两相短路电流为
2.4.4 井下母线短路容量计算（K7点）
井下6kV母线距井上35kV变电所的最小距离是：副井距35kV变电站距离+井深+距井下中央变电所的距离，即（km），其电抗标么值为
最大运行方式下井下母线短路的标么电抗为
井下母线最大短路容量为
该值小于井下6kV母线上允许短路容量100MVA，故不需要在地面加装限流电抗器。
其它短路点的计算与以上各点类似。各短路点的短路电流计算结果如表3－8所示。
表2－8 短路计算结果参数表
最大运行方式下短路参数
最小运行方式下短路参数
短 路 点
（kA）
（kA）
（kA）
（MVA）
（ kA）
（kA）
K35
K66
K25
K7
K11
K13
K16
K17
K19
K21
K23
K27
K28
K30
5.04
8.65
8.65
7.77
3.56
3.56
8.21
8.33
8.09
1.37
6.02
2.98
8.33
2.42
12.85
22.06
22.06
19.81
9.08
9.08
20.94
21.24
20.63
3.49
15.35
7.60
21.24
6.17
7.66
13.15
13.15
11.81
5.41
5.41
12.48
12.66
12.30
2.08
9.15
4.53
12.66
3.68
322.68
94.35
94.35
83.97
38.89
38.89
89.58
90.89
88.30
14.94
65.64
32.52
90.89
26.45
3.81
7.90
7.90
7.10
3.43
3.43
7.54
7.64
7.44
1.35
5.65
2.89
7.64
2.37
3.30
6.84
6.84
6.15
2.97
2.97
6.53
6.61
6.44
1.17
4.89
2.50
6.61
2.05
图2 某矿35kV地面变电所供电系统一次接线图
2.5 设计计算选择结果汇总
1．补偿后6kV侧负荷与功率因数
2．补偿后35kV侧负荷与功率因数
； ； ；
3．主变压器选择：SF7-10000，35／6.3kV型，两台。
4．电容器柜与放电柜
GR-1C-08型，6kV，270 kvar，六台；GR-1C-03型，6kV放电柜，两台。
5．两主变压器经济运行临界负荷：
6．全矿年电耗：
7．吨煤电耗：
总结1）在将低压负荷功率归算到高压侧时不可引入电压折算，但应加上变压器损耗。
2）由本例功率因数补偿计算可以看出，补偿前后主变压器的功率损耗计算值相对变电所总负荷而言差距不大，因此在工程实际中可以直接按补偿前的损耗值计算。
3）因为电力电容器在6kV母线上是相对长时稳定投运的，起的是平均无功补偿的作用，即发出的是平均无功功率，而不是计算无功功率，所以在用35kV侧计算有功功率Pca.35由公式来计算所需的电容器柜容量Qc时，应将Pca.35乘以平均负荷系数Klo ，换算成平均功率；而求得实际的补偿容量Qc.f后，欲求其计算补偿容量Qc.ca，则应将Qc.f再除以Klo ，否则将得出错误的结果。
4）在有功平均负荷系数与无功平均负荷系数近似相等的条件下，平均功率因数就近似等于计算功率因数。
第 三 章 35kV高压电气设备选择
3.1 概述
电气设备的选型，除了掌握电气设备选择理论外，还必须了解电气设备制造情况，才能选择出合理型号。对具体设备选择时，需要弄清其两种运行方式（正常和短路运行）下通过它的最大长时负荷电流和最大短路电流。热稳定校验是否合理，在很大程度上取决于继电保护动作时间确定的合理性。
本章可按前述各设备的选择原则，依次选择变电所35kV与6kV电气设备。
按第一章和第二章给定的条件，对图2所示的供电系统进行主要高压电气设备选择计算。
3.2 高压断路器的选择
35kV接线形式为全桥式，而运行方式采用全分列方式，所以35kV进线和变压器回路的断路器应选相同型式的断路器。当一侧的变压器和另一侧的进线检修时，桥断路器必须把完好的进线和变压器联络起来，所以35kV的所有断路器应选相同的型号，其最大长时负荷电流应为变压器的最大长时负荷电流，即
按照工作室外、工作电压为35kV和最大长时负荷电流为173A，可选择ZW7-40.5型户外真空断路器，其额定电压为35kV，额定电流为1250A。其技术参数如表4—3所示。
对ZW7-40.5型户外真空断路器按当环境条件和短路情况进行校验。
3.2.1 按当地环境条件校验
ZW7－40.5型户外真空断路器，额定工作环境最高空气温度为 +40℃，实际工作环境温度为44℃，因此额定电流必须按当地环境温度进行修正。按当高于+40℃时，其允许电流一般可按每增高1℃，额定电流减少1.8%进行修正。在44℃下允许通过的最大电流为
符合要求。
3.2.2 按短路条件校验
（1）额定开断电流校验。断路器的额定开断电流是INbr=25kA，而K1点的短路电流为IK1=5.03kA，因此额定开断电流符合要求。
（2）额定关合电流校验。断路器的额定关合电流是iNcl=63kA，而K1点的短路的冲击电流为ish=12.83kA，因此额定关合电流符合要求。
（3）热稳定校验。因两回35kV电源上级出线断路器过流保护动作时间为2.5s，断路器的开断时间为0.1s，则短路电流通过断路器的最长时间为tk =tbr＋tpr＝0.1+2.5＝2.6s，即假想时间 ti＝2.6s 。
对于无限大容量系统有：
相当于4s的热稳定电流： 符合要求。
（4）动稳定校验。由于 则 符合要求。
3.3 隔离开关的选择
布置室外的35kV隔离开关一般选用GW5型。基于35kV断路器选择相同型号的原因，35kV所有的隔离开关也应选择相同的型号。为了便于检修时接地，进线35kV隔离开关与电压互感器回路的隔离开关要选用带接地刀闸的，型号为GW5-35GD/630型。其余回路均选GW5-35/630型隔离开关。
在额定环境温度40℃）下的额定电流为630A，实际环境温度（44℃）下允许通过的电流IN 为
隔离开关只需要按正常工作条件选择，按短路情况校验动热稳定性。以进线隔离开关为例选择校验。表4－7列出了进线隔离开关的有关参数。
假想时间的确定：当短路发生在隔离开关后，并在断路器前时，事故切除靠上一级变电所的过流保护，继电保护动作时限要比35kV进线的继电保护动作时限2.5s大一个时限级差，故tpr＝2.5+0.5＝3s。
表3－7 隔离开关的选择结果
计算数据
GW5－35GD型隔离开关参数
UNS ：35kV
UN ∶ 35kV
Imax ：173.21 A
IN ∶ 583A
：5.032×3.1
：202×4
ish ：12.83kA
ies ∶50 kA
则短路电流经过隔离开关的总时间
由表4－7可知，所选GW5-35型隔离开关符合要求。
3.4 电流互感器选择
选用供ZW7－40.5型户外真空断路器用LZZBJ4-35型电流互感器，其额定电压为35kV，额定电流为300A。本型电流互感器为环氧树脂浇注全封闭结构，具有高动热稳定，高精度，多级次，并可制作复变比等特点，主要作计量、测量和继电保护用。其技术参数如下表4－8所示。
表3－8 LZZBJ4—35型电流互感器参数
变比
准确级次组合
额定输出(VA)
4s热电流
(有效值)，kA
动稳定电流
(峰值)，kA
300/5
0.5/0.5/10P10/10P10
25/25/50/50
17.1
42.8
实际环境温度(44℃)下允许通过的电流IN 为
符合要求。
1．动稳定性校验
由表3－8、表3－7有， 符合要求。
2．热稳定校验
由表3－8、表3－7有， 符合要求。
3.5 电压互感器的选择
35kV电压互感器，为油浸绝缘型，均为单相，有双圈与三圈之分。如对35kV不进行绝缘检测时，可选两台双圈互感器，接成V型，供仪表用电压，否则选用三台三圈互感器，接成Y/Y/△型。互感器短路保护采用限流高压熔断器。
由于煤矿35kV变电所不对35kV进行绝缘检测（由上级变电所检测）。则选两台JDJ－35型单相双圈油浸式户外电压互感器。其主要技术数据为：
原边电压 35kV ；工频试验电压 95kV ；副边电压 0.1kV ；极限容量 1000VA 。
配用两台RW10－35/0.5 型限流熔断器。
3.6 35kV避雷器的选择
避雷器是防护雷电入侵对电气设备产生危害的保护装置。在架空线上发生感因雷击后，避雷器首先被击穿并对地放电，从而使其它电气设备受到保护。当过电压消失后，避雷器又能自动恢复到起初状态。
本例中选用HY5WZ-42/134型阀型避雷器,其主要技术数据为：
额定电压 42kV ；系统电压 35kV ；工频放电电压 ≮80kV ； 伞裙数 18 ；
最大雷击残压 134kV 。
3.7 6kV电气设备选择
6kV采用室内成套配电装置，选用开关柜的型号为KYN28A-12（Z），即铠装移开式交流封闭金属开关设备。开关柜的一次接线方案与供电系统图上的要求相适应。开关柜中的电流互感器配置数量应根据继电器保护与测量等要求进行选择。对双回路及环形供电的开关柜需选用两组隔离开关以利检修。电缆回路的开关柜都需装设零序电流互感器，作为向选择性漏电保护提供零序电流的元件。在每段母线上还需装设电压互感器与避雷器柜，供6kV绝缘检测、仪表继电保护之用。
3.7.1 开关柜方案编号选择
1．6kV进线柜方案编号
选用架空进线柜019和母联柜052以及架空进线柜021和母联柜053配合使用，分别组成进线柜。
2. 母联柜方案编号
选用母联柜009和母联柜052配合使用组成分段联络柜。
3．出线柜方案编号
电缆出线方案编号选001号；
架空出线方案编号选023号。
4．电压互感器与避雷器柜
选用电压互感器与避雷器柜方案编号为043。
3.7.2 高压开关柜校验
高压开关柜只需对其断路器进行校验即可。
1. 进线柜和母联柜断路器选择校验
进线柜和母联柜配用ZN63A-6/1250型户内真空断路器，其电气技术数据如表4－9所示。表中IN 表示断路器在实际环境温度（44℃）下允许的电流。
假想时间的确定：当短路发生在6kV母线上时，变压器差动保护不动作（因不是其保护范围），此时过流保护动作时限为2s（比进线保护少一个时限级差），则由表4—9可知，所选ZN63A－12型真空断路器符合要求。
表3－9 ZN63A-12型真空断路器选择结果
计算数据
ZN63A－6/1250型真空断路器技术参数
UNS 6kV
UN 6kV
Ilo.m 1010.3 A
IN 1156.25A
Ik
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