矿山６ｋｖ变电所设计_经济工作

矿山６ｋｖ变电所设计ica=2414.1
　　故选用dw10—4000/2型自动开关。其主要数据如下
　　型号
　　额定电流(a)
　　过电流脱扣器的额定电流(a)
　　瞬时过电流脱扣器的整定电流(a)
　　极限分断电流ka直流440v
　　t≤0.013
　　交流380vcosф≥0.4周期分量有效值
　　dw10—4000/2
　　4000
　　2500
　　2500—3750-7500
　　30
　　40
　　b：断流能力校验
　　ibr≥is(up3;)iim
　　式中.ibr—设备的分断电流
　　is(up3;)—最大运行方式下三相短路电流周期分量有效值
　　iim---冲击短路有效值
　　ibr=40≥is(up3;)=40 　　故符合要求。由于此开关具有极限分断电流的能力。故不在校验动、热稳定性
　　c：低压母线的选择
　　由于变压器低压侧为0.4kv且额定容量为1250kva故选用母线规格为lmy----3(120x10) 50x6
　　d：低压配电屏的选择
　　由于作为低压配电装置，并根据使用条件选用ggd3-01型交流低压配电柜其参考如下：
　　型号
　　额定绝缘电压
　　工作频率
　　工作电压
　　工作电流
　　短路分断能力
　　极限分断能力
　　ggd3-01
　　660v
　　50r/2
　　380v
　　2500a
　　50ka
　　105ka
　　3：高压电器设备的选择
　　高压开关柜型号的选择
　　由于6kv高压配电装置一般采用具有五防功能的成套高压开关柜
　　根据安装地点和使用环境、各电器元件在高压开关柜内的安装方式不同及
　　经济
　　性等要求，选用gg—1a(f)型高压开关柜(选择与校验同低压相同，不在此列出)。由于他符合各个元件的要求，因此不在全部列出，其技术指标如下：
　　型号
　　稳定电压
　　额定电流
　　操作方式
　　母线系统
　　外型尺寸
　　gg—1a(f)---073
　　6kv
　　1000a
　　手动
　　单母线
　　宽x深x高1218x1215x3100
　　第九章变电所的继电保护
　　6kv系统都是小接地电流系统，因此通常只装设防止相间短路的保护装置和防止单相接地的有选择性的高压漏电保护装置
　　1.相间短路保护
　　保护时装设原则：
　　a采用两相接线，正个系统的保护装置均装设在同名相的两相上
　　b一般均装设两段电流保护装置，第一段无时限电流速段保护做为辅助保护，第二段带时限电流速段保护做为主保护。
　　c第一段电流速断保护应有选择的动作，其装设条件是满足最小保护范围的要求。
　　d对电缆线路当速断保护不满足保护范围要求时，可装设带时限电流速断保护
　　e对母线残压有严格要求的变电所应用无时限电流速断保护切除使母线残压低于60额定电压的各种故障，保护装置可无选择地动作
　　f负荷较大总长在1km以下的重要用户的电缆线路为了加速切除短路故障可以采用纵连差动电流保护装置
　　g负荷较小的非重要用户可以采用熔断器保护
　　h保护采用远后备方式
　　2电流速断保护的整定计算
　　(1)继电器的动作电流
　　iop.k=kk*kkx*ica/ki*kre
　　式中iop.k-继电器的动作电流a
　　kk-可靠系数，电磁式和晶体管式继电器取1.2感应式继电器取1.4
　　kkx-保护装置的接线系数
　　ki-电流互感器变比
　　kre-返回系数
　　ica-线路最大长时工作电流
　　iop.k=kk*kkx*ica/ki*kre=1.2*1*203.8*5/250=5.8a
　　(2)保护装置的灵敏度满足下式要求
　　kr=iup2;min/iop.kki≥1.5
　　式中kr-保护装置的灵敏度系数
　　iup2;min-被保护线路末端最小两相短路电流a
　　kr=iup2;min/iop.kki=4500*5/5.8*250=15.5≥1.5
　　故保护装置负荷要求。查表7—1选用dl—34型电流继电器过电流保护的动作时限按下式确定
　　tp=tep δt
　　式中tp-保护装置整定的动作时间s‘
　　tep-末端相邻元件保护的整定时间s
　　δt

-时限阶段
　　由于保护装置设在末端，应设瞬时保护装置，其动作时限
　　tp=tep δt=0 0.5=0.5s
　　查表7—2，选用ds—122型时间继电器。
　　第十章变电所的所用电系统
　　1变电所的操作电源
　　操作电源有直流和交流两种，除一些小型变电所采用交流操作电源外，一般变电所均采用直流操作电源
　　直流操作电源有硅整流直流电源和蓄电池直流电源，根据矿井的实际情况和使用要求，6kv配电所采用的镉镍蓄电池。而且该电池具有充电和浮充电两套整流装置，查表选用bzgn-i-//200型。
　　2变电所的所用电
　　由于变电所中具有两台主变压器，且变电所所用负荷不大，并且有蓄电池备用系统，故选择一台变压器。根据变电所的负荷大小选用s7—30/10型变压器(数值与前相同，故不再计算)
　　第十一章变电所的中央信号装置
　　1:中央信号装置的设计原则
　　(1)当变电所为集中控制时，控制室内应有被控制断路器跳、合闸位置的指示信号
　　(2)有人值班的变电所，应在控制室或值班室内设置能复归音响信号的中央事故信号及中央预告信号装置
　　(3)中央事故信号装置在断路器跳闸时。除能及时发出音响信号外，在控制屏上或配电装置上还应有表示该回路事故跳闸的灯光或其他指示信号
　　(4)中央预告信号装置在回路故障时，除能及时发出音响信号外，还应有显示故障性质、地点和范围的指示(灯光或信号继电器)
　　(5)中央事故信号与预告信号应有区别，一般事故信号用蜂鸣器；预告信号用电铃发出音响。
　　(6)中央信号发出音响后，应能手动或自动复归音响，而故障性质、地点及范围的指示应保持到保护动作情况记录完毕(光字牌信号)和故障消除为至(闪光信号)
　　(7)各信号的显示装置应适当集中，以便值班人员监视
　　(8)变电所的中央事故与预告信号一般应能重复动作，如变电所主接线较简单，中央事故信号可不重复动作。
　　(9)在配电装置上就地控制的元件，应按母线段、组别、分别发送
　　(10)事故信号和预告信号
　　(11)对中央事故及预告信号装置及其光字牌应能进行完好性实验。
　　信号装置应有可靠的电源，对重要信号装置应对电源熔断器进行监视。
　　总之，要求信号装置力求简单、可靠、醒目，应能正确反映所监视电气设备的运行状态，并能根据需要随时检验信号装置的完好性。当被监视设备
　　(12)发生异常时，信号装置能自动发出音响和灯光信号。信号发出后应能判断故障性质、地点和范围，并将该灯光信号保持到保护动作情况记录完毕火热和故障消除为止，对音响信号应能根据需要手动或自动复归。
　　2中央信号装置的设计
　　设计中央信号时，一般选择目前定型的接线方式，可不必自行设计。常用的两种接线方式为：即事故信号不重复动作，预告信号重复动作的接线`事故、预告信号都瞬时重复动作的接线；事故重复动作、预告信号延时重复动作的接线，根据设计原则和本变电所的实际情况选择事故信号重复动作，预告信号重复动作的接线方式。
　　第十二章变电所屋内外布置
　　1.变电所布置的一般要求
　　变压器一般采用落地式布置，安装在钢筋混第一节变电所布置的一般求
　　变电所布置的一般要求：
　　1设备布置应紧凑合理，便于设备的操作、巡视、搬运、检修和实验，还要考虑发展的可能性。
　　2.各房间的位置年个安排合理。配电室的位置要便于进出线；低压配电室尽量靠近变压器室；电容器室尽量与高压配电室相毗邻；控制室、值班室和辅助间的位置要便于工作人员工作和管理。
　　3.尽量利用自然采光和自然通风。变压器室和电容室尽量避免西晒，控制室尽量可能超南。
　　4.配电室、控制室、值班室等地面，一般应比室外高出150mm~300mm，附设在车间内的变电所可与车间地面相平。变压器室的地面标高视需要而定
　　5.有人值班的变电所应单独的控制室或值班室，并设有其它辅助间及生活设施
　　2.最小电气间距的要求：
　　屋外配电装置的最小电气间距(安全净距)不应小于表10—1中所列数值。
　　符号
　　适用范围
　　额定电压/kv
　　3—10
　　35
　　63
　　ａ１
　　带电部分至接地部分之间
　　200
　　400
　　650
　　网状遮拦向上延伸线距地.2.5m处与遮拦上方带电部分之间
　　ａ２
　　不同相的带电部分之间
　　200
　　400
　　6500
　　断路器和隔离开关的断口两侧引线带电部分之间
　　ｂ１
　　设备运输时，其外廊至无遮拦带电部分之间
　　950
　　1150
　　1400
　　交叉的不同时停电检修的无遮拦带电部分之间
　　栅状遮拦至绝缘体和带电部分之间
　　ｂ２
　　网状遮拦至带电部分之间
　　300
　　500
　　750
　　ｃ
　　无遮拦裸导体至地面之间
　　2700
　　2900
　　3100
　　无遮拦裸导体至建筑物、构筑物顶部之间
　　ｄ
　　平行的不同时停电检修的无遮拦带电部分之间
　　2200
　　2400
　　2600
　　带电部分与建筑物、构筑物的边缘部分之间
　　2.屋内配电装置的电气间距不应小于10－2所亿的数值．
　　符号
　　适用范围
　　额定电压／kv
　　∧500
　　500～1000
　　a1
　　带电部分至接地部分之间
　　15(30)
　　15(30)
　　a2
　　不同相的带电部分之间
　　15(30)
　　15(30)
　　b1
　　带电部分至栅栏之间
　　100
　　100
　　b2
　　带电部分至网状遮拦之间
　　100
　　100
　　b3
　　带电部分至无孔栅栏之间
　　50
　　50
　　c
　　无栅栏裸导体至地(楼)之间
　　2200
　　2200
　　d1
　　无栅栏裸导体于通道对面墙间的水平净距
　　1500
　　2000
　　d2
　　通道对面的无栅栏裸导体见的水平净距
　　1000
　　1500
　　1.配电装置的走廊宽度不应小于表10－3中的数值
　　布置方式
　　背面维护走廊
　　正面操作走廊
　　一般值
　　推荐值
　　一般值
　　推荐值
　　一面有配电装置时
　　两面有配电装置时
　　800
　　800
　　1000
　　1000
　　1300
　　1800
　　1800
　　2500
　　2.当低压配电装置的安装长度不超过6m时，其屏后维护走廊允许一个出口；当该长度为6~15m时，两端各设一个出口，当该长度超过15m时，除两端各设一个出口外，中间应增加出口，使两出口之间距离不超过15m出口的宽度不得小于0.8m。当屏后维护走廊的净宽超过3m时，则不受上述要求的限制。
　　3.屋内低压配电装置的遮拦高度不应低于网状遮拦1.7m，栅栏1.2m。无孔遮拦1.7m。
　　4.无遮拦裸导体布置在走廊上方离地高度小于表(10－2)中的c值时，应设置遮拦保护，遮拦高度不应小于1.9m.。
　　3.低压配电室
　　1.低压配电装置一般设在单独的低压配电室内，对有人值班的变电所，其低压配电室允许与值班室合并，此时低压配电装置的正面距离墙不宜小于3m.
　　2.对采用集中控制的厂房或车间(如选煤厂等)允许与控制室合并，此时低压配电屏组与控制屏组之间，如为单列布置时其间距不小于0.8m。
　　2.低压配电屏一般离墙布置，屏后维护走廊和正面操作走廊的宽度
　　见表(10－3)。屏的两端有通道时屏侧面应有防护板，两侧距墙不的小于0.8m。当一侧靠墙时应留有200mm的间隙。
　　4.当屏的数量在3台及一下时，也可选用单面维护的配电屏靠墙安装，此时屏后距墙应留有25mm的间隙，屏侧面距墙应留有200mm的间隙。
　　5.当配电室长度为8m以上时，应设两个门，并尽量布置在两端。当只设一个门时，此门不应通向高压配电室。
　　6.用同一低压配电室供给给一类负荷用电时，母线分段处越南感设有防火隔板或防火隔墙，供给一类负荷的电缆不应通过同一电缆沟。
　　7.低压配电室的高度应和变压器室综合考虑，一般可参考以下尺寸：与抬高地坪变压器室相邻时，高度4~4.5m；与不抬高地坪变压器室相邻时，高度3.5~4m；配电室为电缆进线时，高度为3m.
　　8.配电室采用架空进线时，进线配电屏应与变压器室隔墙进线孔的同一中心线上。
　　4.变压器
　　1.变压器室的布置形式及主要尺寸与进、出线方式和采用设备有关。
　　变压器室在布置上有地坪抬高和不抬高两种，地坪抬高与否取决于变压器室的通风方式和通风面积，当变压器室的进出风窗面积不满足通风条件时，则应将变压器室的地坪抬高。一般“出风”影响变压器室的高度，“进风”影响变压器室的地坪。地坪不抬高时，变压器室的高度一般为3.5m~4.8m；地坪抬高时，地坪下面是进风洞，地坪抬高的高度一般为
　　0.8m、1.0m和1.2m三种，变压器室的高度一般相应地增加4.8m~5.7m
　　凝土基础上。
　　屋外相邻油浸变压器间，当油量超过2500kg时，其防火净距35kv不得小于5m；63kv不得小于6m；否则，应设防火隔墙。防火隔墙的高度不宜低于变压器油枕顶端，长度应大于贮油池两侧各0.5m。
　　当变压器油量在1000kg以上时，应在其下面设置能容纳100油量的贮油池或20油量的贮油池或挡油墙。当没有20的贮油池或挡油墙时，应设油将油排到安全处所的设施，且不应引起污染危害，贮油池面积按设备外廓加1m计。贮油池内一般铺设厚度为250mm的卵石层(卵石直径宜为50mm~80mm)。为防止雨水流入贮油池，贮油池四壁高应高出地面100mm。并用水泥抹面。
　　屋外布置的其他充油设备，当单个油箱的油量达1000kg以上时，也应按上述要求设置贮油池。
　　变压器的布置位置，除应满足安全净距和防火距，还应考虑变压器各侧的引线长度尽量缩短。为此变压器的位置应与进线架构和6(10)kv配电室内的进线开关柜尽量布置在同一中心线上。
　　第十三章变电所的防雷与接地
　　1.变电所的防雷保护
　　变电所的防雷保护油防护直接雷击过电压和线路传来的感应入侵波过电压，还有避雷针上落雷时产生的感应和反击过电压。
　　(1)直击雷的保护
　　变电所对直击雷的保护方法是装设避雷针，将需要保护的设备和建筑物置于保护范围之内。
　　在避雷针上落雷时，雷电流在避雷针上产生的电压降，向被保护物放电，这一现象称为反击。独立的避雷针与被保护物之间，应保持一定距离。为了避免发生反击，避雷针与被保护设备之间的距离不得小于5m，而避雷针接地极与被保护接地极之间的距离不得小于3m，且避雷针的冲击接地电阻不得大于10ω。
　　(2)雷电入侵波的保护
　　变电所利用装设在各母线段上的阀型避雷器防护雷电入侵波引起的过电压。
　　由于避雷器有一定的有效保护距离，所以避雷器与被保护设备的电气安装距离不能太远，否则在被保护设备上产生的过电压值将很大，起不到保护设备的目的。而变电所内最重要的设备时变压器，它的价格高，绝缘水平又较低，为了使变压器受到有效的保护，最好将避雷器与变压器直接并联。但实际上变压器与母线之间还有其它开关设备，致使它们之间不得不相距一定的距离。所以，为了使避雷器有效地发挥其作用，
　　故在安装避雷器时应满足表(11－1)的规定。
　　电压等级
　　kv
　　设置避雷线的范围
　　到变压器的距离
　　到其它电器的距离
　　变压器哦进线回路数
　　一
　　二
　　三
　　四
　　35
　　进线段
　　全线
　　25
　　55
　　35
　　80
　　40
　　95
　　45
　　105
　　按到变压器距离增加35计算
　　63
　　进线段
　　全线
　　40
　　80
　　65
　　110
　　75
　　130
　　85
　　145
　　110
　　全线
　　90
　　135
　　155
　　175
　　2：进出线的防雷保护
　　(1)：3~10kv配出线的防雷保护
　　当变电所3~10kv配出线路上落雷时，雷电入侵波会沿配出线侵入变电所，对配电装置及变压器绝缘构成威胁。因此在每段母线上和每路架空线上应装设阀型避雷器，如图(11－3)所示。对于有电缆段的架空线路，避雷器应装在电缆与架空线的连接处，其接地端应与电缆金属外皮相连。若配出线上有电抗器时，在电抗器和电缆头之间，应装一组阀型避雷器，以防电抗器端电压升高时损害电缆绝缘。
　　(2)：配电网的防雷保护
　　1.与架空线连接的3kv~10kv配电变压器，其3kv~10kv侧应用阀型避雷器保护，并尽量靠近变压器装设，其接地线应与变压器低压侧中性点(或中性点不接地的电力网中，中性点击穿保险器的接地端)以及金属外壳连在一起接地。
　　2.多雷区的3kv~10kv,y,yn0和y,y接线的配电变压器，除在高压侧装设避雷器外，宜在低压侧装设一组220v避雷器、440v压敏电阻、或击穿保险器，以防反变换波和低压侧雷电侵入波击穿高压侧绝缘。低压中性点不接地的配电变压器，应在中性点装设击穿保险器。
　　3.3kv~10kv柱上断路器和负荷开关，应用阀型避雷器或空气间隙保护。经常断路运行而又带电的柱上断路器、负荷开关或隔离开关，应在带电侧装设避雷器或保护间隙，其接地线应与柱上断路器等的金属外壳连接，且接地电阻不应超过10ω。
　　a)3kv~10kv架空配电线路不装设避雷线。
　　b)为了提高3kv~10kv钢筋混凝土电杆配电线路的绝缘水平，可采用瓷横担或高一级电压的绝缘子。
　　c)低压架空线路接户线的绝缘子铁脚宜接地，接地电阻不宜超过30ω。土壤电阻率在200ω·m及以下的铁横担钢筋混凝土杆线路，在入口处宜将绝缘子铁脚与该接地装置相连，不另设接地装置。人员密集的公共场所，如剧院和教师的接户线，以及又木杆或木横担引下的接户线，其绝缘子铁脚应接地，并应装设专用的
　　接地装置，但钢筋混凝土杆的自然接地电阻不超过30ω着除外。
　　年平均雷暴日不超过30天的地区、低压线路被建筑物等屏蔽的地区，以及接户线距低压接地点不超过50m的地方，接户线绝缘子铁脚都可不接地。
　　d)在多雷区或易雷击段，直接与架空线相连的电度表宜装防雷装置。
　　3：变电所接地系统
　　(1)保护接地的范围
　　1.应当接地的部分：
　　(1)电机、变压器、电器、携带式用电器具的底座和外壳；
　　(2)电气设备传动装置；
　　(3)互感器的二次绕组，但继电保护另有规定着除外；
　　(4)配电屏与控制屏的框架；
　　(5)屋外配电装置的金属和钢筋混凝土架构以及靠近带电部分的金属围栏和金属门；
　　(6)交、直流电力电缆接线盒、终端盒的金属外壳盒电缆的技术外皮、穿线的钢管等；
　　(7)铠装控制电缆的外皮、非铠装电缆的1～2根屏蔽芯线。
　　2.不需要接地的部分：
　　(1)在木质、沥青等不良导电地面的干燥房间内，额定电压为交流380v及以下、流440v及以下的电力设备外壳(当人有可能同
　　时触及接地物体时除外)；
　　(2)在干燥场所，额定电压为交流127v及以下、直流110v及以下的电力设备外壳(有爆炸危险的场所除外)；
　　(3)安装在配电屏、控制屏盒配电装置上的仪表、继电器和其它低压电器的外壳，以及当绝缘损坏时，支持物上不会引起危险电压的绝缘子金属底座等；
　　(4)安装在已接地的金属构架上的设备(保证接触良好)，如套管等(有爆炸危险的场所除外)；
　　(5)额定电压220v及以下的蓄电池室内的支架。
　　4.工作接地的范围
　　(1))变压器、发电机、电容器组的中性点，在变压器中性点绝缘系统中，经击穿熔断器接地；
　　(2)电流互感器、避雷针、避雷线、避雷网、保护间隙等。
　　第十四章：电气照明设计
　　1电气照明设计的原则和要求
　　(1)照明设计合理与否不仅影响工作人员的视力健康，而且还会影响工矿企业的安全生产和照明的经济性。为此，照明设计应遵循以下原则：
　　(2)作业面上应有合适的照度。既保证工作和视力健康对照度的要求，又保
　　证照明的经济性。
　　(3)保证照明的均匀度，限制眩光，力求视觉舒适。工作环境中的亮度分布应力求均匀，既保证作业面上照明的均匀，又保证作业面与周围环境(墙、顶棚、地板等)的亮度差别不致过大。
　　(4保证照明的稳定性和避免频闪效应。照明的光通量要稳定，防止电光源的摆动，尽量消除电光源的频闪效应或选择频闪效应低的电光源。
　　(5)电光源的显色性要好。在需要辨别颜色的场所，应尽量选择显色指数高的电光源或多种光源混合使用。
　　(6)照明装置要技术先进，工作安全可靠，维护检修方便。
　　(7)照明装置的选择越南感尽量美观，与周围环境和建筑物协调统一。
　　2电光源类型的选择
　　选择电光源的类型时，越南感根据电光源的特性和使用场所对电光源的要求选择。选择电光源的一般原则如下：
　　(1)尽量选择发光效率高、使用寿命长的电光源，以保证照明的经济性。
　　(2)在有旋转机械的场所，应选择无频闪的电光源。
　　(3)在显色性要求高的场所，应选择显色指数高的电光源。
　　(4)在电压波动大的场所，应选择光通量受电压变化影响小的电光源。
　　3根据实际情况变电所照明采用荧光灯。
　　4照度计算。
　　(1)单位容量计算
　　p.σ=pa=16*50=2400w
　　(2)所需灯具的盏数
　　n=eava/kukφ30*150/0.85*0.8*90=74
　　(3)灯具根据房间的长宽和工作地点不同确定布局情况；
　　5照明设备的布置
　　照明配电箱有悬挂式和嵌入式几种，布置时可根据配电箱形式不同将其悬挂在墙上或镶嵌在墙体中。配电箱及变压器箱中心距地1.5m。若不在照明配电箱内进行控制，则配电箱的安装高度可提高带2m以上。照明线路导线一般采用橡皮绝缘电缆
　　第十五章总结
　　经过这一段时间的实践操作使我对前面理论知识有了更深刻的理解和掌握，同时也丰富了自己各方面知识，为今后的工作打下了良好的基础，也为今后尽一步丰富自己知识水平和自身素质做好了铺垫，通过这一段实习也提高了自己的各方面能力和素质，但是在实习过称中也发现了自己的不足，如知识掌握的不牢固和不塌实，知识面狭窄，不够宽广及实际操作能力差等现象，总之这一段的实习对我还是有很大帮助的，由于限于自身能力的不足在设计中出现的不足之处还望各位老师批评和指正，并请多多关照，还请各为老师多提意见。
　　主要参考文献
　　1、《煤矿安全规程》
　　2、《煤矿电工手册》
　　3、《设计指导书》
　　4、《工矿企业供电》
　　5、《矿井低压电网短路保护装置整定细则》
　　6、《电器产品样本及产品目录》
　　7、其它资料
　　