煤矿企业地面35/6kV变电所初步设计
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1-1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
Il0?m?1.05SN?T1.05?10000??173? 3UN13?35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。其技术参数如参考文献[1]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
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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
IN0?IN??44?40??1.8%IN?1250?4?0.018?1250?1160??173? 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 。
3?对于无限大容量系统有：I?＝I?K5.03kA 1?max＝相当于4s的热稳定电流：I?ti2.6＝5.03?＝4kA?25kA 符合要求。 tts4（4）动稳定校验。由于ies＝63kA，ish1＝12.83kA 则ies?ish1 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
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IN??IN??44?40??1.8%IN?630?4?0.018?630?583?
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3-1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3-1 隔离开关的选择结果
计算数据 UNS ：35kV Imax ：173.21 A 2I?.ti：5.04×3.1 GW5－35GD型隔离开关参数 UN ∶ 35kV IN ∶ 583A 2Its.tts：202×4 ish ：12.85kA ies ∶50 kA 则短路电流经过隔离开关的总时间tk＝ti＝tbr?tpr＝0.1?3＝3.1s 由表3-1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3-2所示。
表3-2 LZZBJ4—35型电流互感器参数
变比 300/5 准确级次组合 0.5/0.5/10P10/10P10 额定输出(VA) 25/25/50/50 4s热电流 (有效值)，kA 17.1 动稳定电流 (峰值)，kA 42.8 25
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实际环境温度(44℃)下允许通过的电流IN 为
IN??IN??44?40??1.8%IN?300?4?0.018?300?278??173?符合要求。 1．动稳定性校验
由表3-1、表3-2有Ies? 42.8kA＞Ish? 7.66kA，符合要求。 2．热稳定校验
22tts?17.12?4?1170＞I?由表3-1、表3-2有Its It?5.024?3.?1 8.符合要求。 743.5 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 不小于80kV ； 伞裙数 18 ； 最大雷击残压 134kV 。
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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
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