学士学位论文--年产300万吨矿井的35kv变电所设计.doc

本科毕业设计
1 概述
1.1 变电所简介
变电所按其分类的原则不同可划分出许多类型，比如按变电所容量和馈线的多少可以分为大、中、小型变电所；按变电对象的差异可以分为城镇变电所、工业变电所和农业变电所；按电压等级可分为超高压、高压、中压和低压变电所；按是否有人正常运行值班可以分为有人值班和无人值班变电所等。
1.2矿井概述
本设计考虑的对象是年产300万吨矿井的35KＶ变电所设计。此矿井是一个年产300万吨的大型煤矿，设计服务年限为120年，属于低沼气矿井。立井深度650m，井下允许短路容量不大于100MVA。井下6KV电缆（不含下井电缆）总长度40km，6KV母线上补偿后功率因数要求值。上级变电所至此变电所的供电电压等级为35KV，且二者相距8km。设计输电方式为双回路架空线供电，出线断路器过流保护的设计动作时间为2.5s。电源母线上最大运行方式下的系统电抗Xxmin＝0.03（Sj＝100MVA，最小运行方式下的系统电抗Xxmax＝0.07（Sj＝100MVA）。实行两部电价制，固定部分按最高负荷收取电费。
变电所所在地点有其独特的气候地质特点，最热月室外最高气温月平均值为45℃；室内最高气温月平均值为32℃；土壤最高气温月平均值为29℃；冻土厚度为0.45ｍ，土质为沙质粘土。
全矿负荷统计见表１－１。

设 备

名 称
负荷等级
电压

V
线
路
类
型
电
机
型
式
单机
容量

KW
安装
/
工作
台数
工 作
设 备
总容量
KW
需用
系数
Kx
功率
因数
COSψ
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
D
2200
2/1
2200
0.84
0.82
0.40
2 副井提升
1
6000
C
Y
1600
2/1
1600
0.85
0.86
0.40
3扇风机1
1
6000
K
T
1600
2/1
1600
0.88
-0.9
3.0
4 扇风机2
1
6000
K
T
1600
2/1
1600
0.88
-0.90
3.0
5 压风机
1
6000
C
T
400
8/5
2000
0.85
-0.92
0.25
6地面低压
1
380
C

1500
0.78
0.82
0.05
7 机修厂
3
380
C

580
0.65
0.70
0.35
8 综采车间
3
380
C

780
0.65
0.70
0.35
9洗煤厂
2
380
K

1500
0.80
0.75
0.70
10 工人村
3
380
K

750
0.80
0.86
3.0
11 支农
3
380
K

500
0.75
0.80
3.5
12主排水泵
1
6000
C

4000
0.85
0.87
1.1
13井下低压
2
660
C

4647
0.71
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---绕线型式; X---鼠笼型式; D---直流; T---同步.

２　负荷计算与变压器选择
2.1 负荷分组与计算
变电所电流（或容量）大小是确定供电系统，选择变压器容量，电气设备，导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要依据。但是由于一台设备的额定容量往往大于其实际负荷，而且一组设备中各负荷的功率因数不同，一般不同时工作，最大负荷总是小于他们额定负荷之和，因此，精确计算变电所负荷显得尤为重要，同时又有一些难度。
目前，确定计算负荷的方法一般有利用系数法、二项式法、单位电耗法和需用系数法。其中需用系数法为煤矿供电系统目前采用的计算方法，其有关公式如下所示：
（1）向单一用电设备供电时的计算负荷：
　　　　　Ｐmax =Kx1Pe =
Qmax =Pmax tg
Kf:负荷系数；　　　Pe:用电设备的额定负荷；　
:用电设备实际负荷时的效率；　:线路效率；　
Kx1: 单一负荷的需用系数
(2) 用电设备组的计算负荷：
　　　　　Ｐmax=KxPe=
Qmax=Pmaxtg
Kx:成组负荷的需用系数　　　 Kt:设备同时系数
Kf:该组设备负荷系数　　　　：该组设备加权平均效率
(3) 总计算负荷
因各用电设备组的最大负荷常常不是在同一时刻需要，所以，计算总的计算负荷时，应该将各用电设备组计算负荷之和再乘以组间的最大负荷同时系数Ktmax。其值见表2--1。
　　　设　　备　　类　　别
　　　　　Ktmax
　　　 两个工作面工作时
　采区
　　　　　　　　三个工作面工作时
　　　　　0.95　

0.9
　　　井　　下
0.8~0.9
　　　　　　　当时
全矿　　 　当时 当时
0.9
0.85
0.8
　　　　　　　　　　　表2—1
从以上分析可以看出用需用系数法计算全矿井的各种负荷时需对全矿井的各种负荷进行分组，然后才可计算出全矿井总的计算负荷。
综合考虑此矿井个方面的因素，将各种负荷进行分组。如表１—１所示，共分13组，然后计算各组计算容量。
例如：　以主井提升机为例：
Kx=0.84 Pe=2200KW
Pca=KxPe=1848KW
Qca=Pcatg=1275KVAR
Ssa==2245KVA
同理可得出其余各组数据见下表2-2

负 荷
计 算 容 量
有功功率
Pca（KW）
无功功率
Qca（Kvar）
视在功率
Sca（KVA）
1.主井提升
1848
1275
2245
2.副井提升
1360
802.4
1579
3.扇风机1#
1408
675.8
1562
4.扇风机2#
1408
675.8
1562
5.压风机
1700
731
1850.5
6.地面低压
1230
848.7
1494.4
7.机修厂
377
384.5
538.5
8.综采车间
507
517
724.2
9.洗煤厂
1200
1056
1598.5
10.工人村
600
528
799.2
11.支农
375
281.3
468.8
12.主排水泵
3400
1938
3913.5
13.井下低压
3299.4
2837.6
4351.7
总合
18712.4
12552.9
22687.5
表2-2
由于地面及井下低压用户如机修厂等需用低压电源，所以应选择低压变压器为这些用户供电。选择时可按表2-2中的计算容量进行。当供电回路为两回路时应选两台变压器同时运行（一般主要含有一、二类负荷的设备组就应选两台以上）。矿井低压变压器的选择原则与一般工业企业类似，选一台者，只需变压器额定容量大于或等于计算容量即可；选两台者，每一台的容量应能满足改组一、二类负荷的需要，且两台的综容量应大于或等于计算容量。
（1）地面低压：考虑各种情况选用两台 S9—1600/6 6/0.4KV型三相油浸自冷)式铜线电力变压器。
（2）机修厂：综采车间、工人村与支农变压器分别选用S9—630/6 6/0.4KV; S9—800 6/0.4KV; S9—800 6/0.4KV和S9—500 6/0.4KV型三相油浸自冷式铜线电力变压器各一台。
（3）洗煤厂： 选用两台S9—1600/6 6/0.4KV型三相油浸自冷式铜线电力变压器。
（4）各变压器损耗计算：
例：对于地面低压两台低压变压器
空载无功损耗：
额定无功损耗：
单台负荷率：
因此从以上算出的各种参数可以得出两台变压器的总的有功和无功损耗为：

其他各组变压器的损耗同理可以得出。如下表2—3：
各低压变压器的选择和功率损耗计算
编号
1
2
3
4
5
6
负荷名称
地面低压
机修厂
综采车间
洗 煤 厂
工 人 村
支农
计算容量(KVA
1494.4
538.5
724.2
1598.5
799.2
468.8

所
选
变
压
器
参
数
型
号
S9—
1600/6
S9—
630/6
S9—
800/6
S9—
1600/6
S9—
800/6
S9—
500/6
Sbe
1600
630
800
1600
800
500
U1e/U2e
6/0.4
6/0.4
6/0.4
6/0.4
6/0.4
6/0.4
Ud%
4.5
4.5
4.5
4.5
4.5
4
台数
2
1
1
2
1
1
Id%
1.0
1.2
1.2
1.0
1.2
1.4
Pk
2.45
1.23
1.45
2.45
1.45
1.0
Pe
14.0
6.0
7.2
14.0
7.2
5.0

损

耗
Qk
16
7.56
9.6
16
9.6
7
Qe
72
28.35
36
72
36
20
Pt
11.0
5.62
7.35
10.57
8.64
6.40

0.467
0.855
0.905
0.450
0.999
0.938
Qt
63.4
28.28
39.08
61.16
45.53
29.00
总 计

表2—3
在已知各低压变压器的有功及无功损耗后，就可以得出主变压器6KV母线上的计算负荷。取同时系数Ksi=0.8则

而对于无功计算负荷，则应取得最大同时系数Ksi=0.9（注: 《煤矿电工手册》 4—1—49 ）。
Qca.6=Ksi（Qj.6+Qt）
=0.9（2551.2+266.45）
=11535.80
得出主变压器6KV母线侧的计算负荷后，就可以进行无功补偿及电容器柜的选择了。
2.2 cos补偿与电容器选择
用6KV母线计算负荷进行选择电容器柜，从而实现无功补偿。按要求补偿后6KV母线的功率因数为0.97。
补偿后的6KV母线计算负荷即主变压器应输出的电力负荷。此时，计算主变压器损失时，由于主变压器未选，所以可按下述近似公式计算主变压器损耗。
Pt=0.02Sca
Qt=0.08Sca
其中Sca为补偿前6KV母线上的计算负荷，补偿前后6KV母线上无功功率之差即为所需补偿电力电容器容量。
Qc=Qca.6-Q=Pav（tg –tg）
取补偿后功率因数为cos=0.97。因此，只需求出补偿前的功率因数cos即可求出Qc。
cos=
=
=0.792
则 tg =0.768
因cos取0.97，则tg =0.25 。
无功补偿计算中的最大月平均有功负荷可按下式计算
Pav=KavPca.6
因此：
Qc=Pav（tg- tg）
=0.7515009.6(0.768-0.25)
=5831.2
Kav--平均负荷系数,取为0.75(一般取为0.65~0.85)
Pca—全矿6KV母线补偿前的有功功率计算负荷
矿井地面变电所6KV侧一般采用单母线分段，故所选电容器应为偶数，因为电容器柜每柜容量为270Kvar。
因此，所需柜数为
（台）
2.3主变压器选择
据Pt=0.02Pca，Qt=0.08Sca可以近似计算出主变压器损失。
则 ： Pt=0.02Pca.6=0.0218930.5=378.61KW
Qt=0.08Qca.6=0.0818930.5=1514.44Kvar
补偿后6KV母线计算负荷再加上主变压器损失之后就是主变压器实际需要的容量。
即 Pca.6+Pt=15009.6+378.6=15388.11KW
Qca.6+Qt=11535.8+1514.44=13050.24kvar
Sca.6=
由于煤矿一般采用两回独立电源线路供电，主变压器一般按SNTKtSca.6选择（式中Kt考虑主变压器损耗的增值函数，当KtSca.610000KVA时取1.1，反之取1.08）。采用同时分裂运行方式。因为这样比较灵活、经济，适合我国的两部电价制。其固定电费按最高负荷收费的方式。同时，一台变压器的容量必须在另一台主变压器发生故障时，保证对矿井一、二类负荷供电。
一、二类负荷占总负荷的百分比可按以下方法求得。根据表2-2，一、二类负荷总的有功功率为P1.2=15653.4KW。
因此一二类负荷占总负荷的百分比为

即根据《煤矿安全规程》，当两台变压器中一台停止运行时，另一台必须保证83.7%（据SNT1.08Sca.6=1.0820177.18=21791.35KVA）若选两台16000KVA变压器，则当一台工作时，只能保证总矿井负荷的73.4%，不能保证生产和安全的需要，若选两台20000KVA的主变压器，可保证总矿井91.8%的负荷。因此，选择两台20000KVA的主变压器，型号为SF7—20000 35/6.3。(该型号变压器为35KV级SF7系列三相有劲风冷式铜线电力变压器为目前国内使用中最先进的电力变压器)。
由于，此时电费收取方法是按两部电价制，固定部分按最高负荷收取，因此，尽管两台变压器同时运行时，负荷率较一台单独运行时低得多，但二者相比，电费大致相等。
因此，选两台主变压器分裂运行较为有利。
2.4 cos及全矿电耗、吨煤电耗计算
经过以上各节计算，选择了主变压器，使6KV母线上的功率因数达到了0.95以上，下面来讨论35KV侧功率因数，即cos的大小。
（1） 主变压器损耗计算

两台变压器总的有功及无功损耗为：
注：主变压器参数：

型号规格
（KVA）
电压（kv）

连接组别
阻抗
电压
%
空载
电流
%
损 耗
重
量
T
外形尺寸（m）
长*宽*高
高压
低

压
空
载
短
路

35
6.3

8
0.7
22.5
93
29.4

4.43.64.0

表2—4
（2） 35KV侧负荷与功率因数
Pca.35=Pca.6+Pt=15019.6+92.25=15101.85 KW
Qca.35=Qca.6+Qt=11535.80+1080=12615.80 kvar
(其中Pca.6、Qca.6分别为补偿后6KV侧有功和无功计算负荷)

Sca.35=
则 cos
根据6KV母线上总的补偿后的计算负荷P，加上补偿后主变压器的有功损耗，再乘以矿井年最大负荷利用小时即为矿井年电力消耗，年电耗除于年产量即得吨煤电耗。
矿井年最大负荷利用小时可利用下述公式：

（W--年产量，万吨/年）
全矿电耗 M=P
吨煤电耗 M
2.5 计算结果汇总
经过上面讨论，以得出矿井总的用电计算负荷，并在6KV侧进行了功率因数的补偿，然后确定了主变压器型号及台数，得出了全矿井年用电量及吨煤电耗量。
综上所述，本章计算和选择结果如下表2—5所示。
1

矿井计算容量
有功 18712.4KW
无功 12552.9kvar
2
cos
自然状态 0.793
补偿后 0.97
3
机修厂低压变压器型号台数
S9—630 6/0.4 1
4
综采车间变压器型号台数
S9—800 6/0.4 1
5
工人村变压器型号台数
S9—800 6/0.4 1
6
支农变压器型号台数
S9—500 6/0.4 1
7
地面低压变压器型号台数
S9—1600 6/0.4 2
8
洗煤厂变压器型号台数
S9—1600 6/0.4 2
9
各低压变压器总损耗
有功功率 49.58KW
无功功率 266.45kvar
10
主变压器型号及台数
SF--2000 35/6.3 2
11
主变压器损耗
有功损耗 92.25KW
无功损耗 1080kvar
12
cos
0.767
13
全矿年电耗
5.52
14
吨煤电耗
18.4KWh
表2—5

3 供电系统拟定与短路计算
3.1 供电系统的拟定
矿区总体供电用户包括煤炭生产企业和为煤炭生产服务的辅助企业、附属企业以及各种福利设施等。各种用户供电设施相互联系，相互影响，形成了矿区总体供电系统。
变电所的主接线是各种电气设备（变压器、断路器、隔离开关等）及其连接线组成，用以接受和分配电能，是供电系统的重用组成部分，它与电源回路数、电压和负荷的大小、级别以及变压器的台数、容量等因素有关。
下面来讨论本设计中这一矿井的供电系统将如何确定。
从已知的资料中知道，上级电源供电电压等级为35KV，距矿井35KV变电所8km，输电方式采用双回路架空线路。
（１） 确定35KV、6KV主接线
由于矿井变电所主变压器选择两台，所以，35KV侧考虑采用桥式接线，以利于保障供区的可靠性和提高操作的灵活性。
考虑到现代矿井对供电系统要求较高，，所以本矿井35KV侧选用全桥接线，6KV侧选用单母线分段接线。
当有两台变压器和两条输电线路时，多采用桥型接线，使用断路器数目较少。桥型接线可以分为内桥式和外桥式。内桥式桥联变压器设置在变压器侧，外桥式桥连断路器侧设置在线路侧。桥连断路器正常运行时处于闭合状态。当输电线路较长，故障几率较多，而变压器又不需经常切除时，用内桥接线比较合适；外桥接线侧接线较短，且变压器经济运行时的需要经常切换或系统有穿越功率流经本厂时，就更为适宜。
桥型接线见图3.1所示。

当有穿越负荷的两回电源进线的中间变电所，其受配电母线及桥式接线变电所主变二次侧的配电母线，多采用单母线分段，多用于具有一、二级负荷，且进线较多的变电所。不足之处是当其中任一段母线需要检修时，接于该母线的全部进出线均应停止运行。单母线分段接线见图3.2所示。

（2）下井电缆回数确定
下井电缆回数Cn的确定，按下式：

式中Pp，Qp—井下主排水泵计算有功、无功负荷，KW、kvar
Pd，Qd—井下低压总的计算有功、无功负荷，KW、kvar
“360”—150mm下井电缆（表2-24）经最高45℃温度修正后的安全载流量，A
“1”—规程规定所必需的备用电缆
经过上面的讨论得出的供电系统如图3--1所示。图中为了防止有电能反馈现象在变电所电缆型6KV出线的断路器两侧均安装了隔离开关，同时，对于架空型的6KV母线出线的断路器两侧也装设了隔离开关。
3.2 系统断路计算
短路是供电系统中最常见的故障。可以分为三相对称短路，两相短路，两相接地短路，一相接地短路等。短路发生时，短路回路中将出现很大的短路电流值，对供电系统造成一定的危害。
由于煤矿供电系统一般都采用的是小接地的电流系统，且距发电厂较远（本设计中，矿区变电所距上级电源8km）.故单相短路电流值一般小于三相短路电流值，两相短路电流值亦比三相短路电流值小。因此，三项短路的后果最严重。
当d点发生三相对称短路时，其运行方式有两种。如图3—3所示。

（a） (b)
图3—3
取S=100MVA U=37KV =6.3KV
则 I级）
I （6KV级）
由于煤矿变电所距上级电源8km，则架空线l1电抗
X
已知系统运行电抗X X X
由图3--3可以看出，图（a）是最大运行方式，在这种情况下，从电源到d1的阻抗最小，通过d1点的短路电流必最大。而此时为最大运行方式：
X
则 短路电流相对值为
I
图（b）是最小运行方式，在这种情况下，从电源到d1点的阻抗最大，则通过d1点的短路电流必最小，即此时为最小运行方式
X
则由此根据 I 可以得出
I
则d1点短路参数为
I

当d2点发生短路时，如下图3--3所示：

（a） (b)
图3—4
由图3—4可以看出，图（a）为最大运行方式，图（b）为最小运行方式。
现在来求变压器的相对阻抗。根据X 由表2-2可得：
则U S S
X
X
X
据此，可以得出短路参数为：
I
i
SMVA
I KA
I
一般不考虑附加电源的反馈短路电流。原因有二：6KV母线上本身的短路电流很大，反馈电流经百米以上的线路衰减后很小，可以忽落不记。压风机房离变电所较劲，但压风机单台容量一般不超过400KW,故也可忽落。
当在各电动机端部短路时，因煤矿各大型同步电动机均装有瞬间的低电压保护。故反馈电流对稳态短路电流无影响。异步电动机只影响冲击电流，经线路衰减后并不影响变电所6KV母线上出线开关的选择，故也可忽略。
同步电动机附加断路电流可按下式近视计算。I 式中当P系数取上限，P 时系数取下限，I可直接与同步电动机附近短路点上的短路电流相加（距离短路点100m以上的同步电动机可以忽略）。
下面以扇分机1#6KV母线上发生短路时为例说明：

接扇分机 接扇分机
（a） (b)
图3—5
由图3--4可知，（a）为最大运行方式，（b）为最小运行方式。
X
X
X

此时扇分机1#要向d3点馈送短路电流：
I
最大运行方式下：
I
i
最小运行方式下：
I
I
其他各短路点短路计算方法相同，计算结果见表3.4所示。
3.3限流电抗器的选择
电器的选择是根据环境条件和供电要求确定其形式及参数，保证电器正常运行时安全可靠，故障时不至于损坏，并在技术合理的情况下，注意节约，还应根据产品生产情况和供应能力统筹兼顾，条件允许时优先选用先进设备。
一般电器的选择应按正常工作条件进行选择，然后按故障情况进行校验。电抗器的选择也按这个步骤进行，即按电网电压，长时工作电流选，然后校验其动稳定性和热稳定性。
本设计中，采用4根电缆并联向井下供电，出现断路器过流保护动作时间为2.5s,变电所6KV母线前系统相对电抗值在最大运行方式下为0.664，在最小运行方式下为0.704，井下允许短路容量S100MVA。
知道了以上这些已知条件，就可以进行电抗器的选择了。
井下6KV母线上短路容量，由井深650m，则每条电缆相对电抗值X
则短路容量 S
即井下短路容量有限，应在每一条下井电缆上串接一台限流电抗器。
（1）各回路电抗器相对电抗X的计算
据井下允许短路容量不大于100MVA，可以得出井下6KV母线上允许的短路电流
I
故系统相对电抗要求值为：

由于4条电缆并联运行，故每一回路应串入电抗器相对电抗为：

（2）选择电抗器的型号规格
下井总负荷计算：

因此，可求得负荷电流为：
I=
IA
由此可知，下井负荷电流892.6A，电压等级6KV，当一根电缆故障时，另三根应承担全部负荷。因此考虑采用U，IA的NKL型铝电缆水泥电抗器4台。
每台电抗器计算值为：
X
选用NKL—6—300—3型水泥限流电抗器。其参数为动稳定电流峰值i,IS种热稳定电流I。则额定电流下的相对电抗值为X=0.872。
（1）电压损失校验
正常工作时：

Cos
sin
因此，
在故障运行时：

因此，电压损失校验方面合格。
（2）母线残压校验
因为每一台电抗器串接于一条下井电缆中，两两并联后分两组分裂运行，因下井回路中没有速断保护，故选择时不作母线残压校验。
（3）动稳定性校验
一路故障，另三路分裂运行时，在电抗器出口处发生短路时，流过每一台电抗器的短路电流最大。此时，短路电流冲击值为：
i
因此，动稳定性校验合格。
（4）热稳定性校验
由于供电电源容量为，故短路电流假想时间取其持续时间。
即

因此，热稳定性也符合要求。
井下中央变电所6KV母线上的短路参数。

（a）为最大运行方式，（b）为最小运行方式.
X=0.664+0.065+=1.165
X=0.704+0.065+=1.205
I
i=18.47KA
I
I
S
3.4短路参数表
在本章中，经过以上各节的讨论，得出了各点发生短路时，最大方式下的三相短路电流、冲击电流、短路容量以及最小运行下两相短路电流，现将计算结果列于表3—1中。
等效计算图如3—7所示：

运行方式
最大运行方式
最小运行方式
短路参数
I
iKA
SMVA
I
I

短

路

点
d
2.42
6.17
26.4
2.39
2.07
d1
5.91
15.08
379
5.13
4.44
d
12
30.59
130
11.4
9.87
d
3.416
8.71
26.6
3.396
2.94
d
10.98
28
120
10.48
9.08
d
11.84
30.2
129
11.26
9.75
d
2.56
6.52
27.9
2.53
2.19
d
10.85
27.67
118.4
10.36
8.97
d
7.25
18.47
79
7.02
6.08
d
3.416
8.71
26.6
3.396
2.94
d
12.10
30.86
132
11.57
10.02
d
10.85
27.67
118.4
10.36
8.97
d12
7.25
18.47
79
7.02
6.08
d13
6.24
15.9
68.1
6.07
5.26
d14
2.14
5.45
23.3
2.12
1.83
d15
1.276
3.254
14
1.269
1.1
d16
1.419
3.618
15.5
1.41
1.22
d17
2.14
5.46
23.4
2.12
1.84
d18
0.974
2.483
10.6
0.97
0.84
d19
0.746
1.9
8.14
0.743
0.664
备注
d内的值为加入限流电抗器的修正值

4 变电所电气设备选择
变电所的高压电器起着接受、分配、控制与保护电能的作用。主要有断路器、负荷开关、隔离开关、熔断器、电抗器、互感器、母线装置及成套配电设备等。经过以上各章的讨论，选定了变电所的主变压器，初步拟定了供电系统。本章将在以上各章的基础上，讨论变电所内电器设备的选择。
4.1 35KV电气设备选择
为保证高压电器的可靠运行，高压电器应按正常工作条件下的额定电流、额定电压等来选择，并按短路电流校验动稳定性和热稳定性，对断路器等部分还要按照开断电流容易程度选择，同时考虑安装条件。
（一）高压断路器
目前，35KV高压断路器常用的有多油断路器、少油断路器、真空断路器等各种型式。根据煤矿生产环境及特殊性，选用少油断路器为户外型。型号为GBC--35柜式成套装置，内配SN10—35少油断路器。
GBC—35型柜式断路器的优点：
（1）因煤矿污染严重，室内设备能够减少环境污染，提高设备运行的可靠性，延长设备使用时间。
（2）维修不受天气的影响，随时可以检修。
（3）价格适中，目前电力系统广泛应用，运行、维修有成熟的经验。
GBC—35型柜式断路器的缺点是检修断路器时容易形成渗漏油现象。
35KV断路器额定电流的选择
矿井变电所总负荷电流：
I （4.1）
式中： P--矿井总有功功率
U--额定电压35KV
Cos--补偿后的功率因数。
根据国家标准选择的断路器额定电流为：I1250A I
选择断路器的开断电流
35KV母线故障时由短路电流计算表可知，短路容量为725MVA，短路电流为I=6.08KA。因此应选用断路器开断电流大于6.08KA，考虑选用SN10—35型断路器，其参数如下表4—1所示。
断路器型号
SN10—35
最高工作电压
40.5KV
额定电流I
1250A
开断电流
40KA
额定电压U
35KV
极限通过电流
40KA
4秒稳定电流
16KA

表4—1
动、热稳定校验
（a）35KV母线短路时冲击电流i=18.47KA,SN10—35型断路器极限通过电流为i=40KA,动稳定性符合要求。
（b）热稳定电流
I I （4.2）
t热稳定电流值对应时间为
（4.3）
其中查 ）曲线，《煤矿供电》图2—23在t=4s时。
4s热稳定电流大于I，热稳定性符合。
（二）电压互感器
互感器是交流供电系统中一次回路将交流电流或电压按比例降低供二次回路仪表使用。根据一次额定电压选择，并按二次负荷大小及负荷准确等级校验。
电压互感器的选择：U，根据产品手册选择JDJJ--35型电压互感器。其技术参数如表4—2所示。
JDJJ2—35型电压互感器技术参数
一次电压（KV）
35/
额定容量为0.5级150VA，一级250VA
基本二次线圈（KV）
0.1/
3级500VA
辅助二次线圈（KV）
0.1/
最大容量1000VA
表4—2
互感器一次额定电压U应于互感器接入电网时一次绕组所受的电压相适应。所以。35KV电压互感器一次额定电压应选为35KV。在此不考虑对35KV侧进行绝缘检测，选两台JDJJ2—35接成V型。如图4--1所示。

由于没有互感器二次侧联结仪表所消耗的总容量，因此，这里不对电压互感器进行校验。
图4.1中，RD的作用是限制互感器短路电流。这里考虑选用RW6805—35/0.5户外式熔断器。工作在高压条件下，起限流作用。
（三）电流互感器
测量与计算用电流互感器的选择应满足已次回路的额定电压、额定电流、最大负荷电流以及满足测量与计算一般对准确度的要求。继电保护用电流互感器尚应满足10%误差特性曲线要求。电流互感器选定后，都应进行热稳定性和动稳定性校验。
电流互感器的热稳定性是由一定时间内热稳定倍数值K来表明，它是互感器的热稳定电流与互感器的原边电流之比，即
K （4.4）
式中：I--电压互感器在t时间内的热稳定电流，A；
I--电流互感器原边额定电流，A；
K--热稳定倍数。
因此，电流互感器的热稳定校验可按如下要求计算：
K (4.5)
式中：I--短路稳态电流，KA。
电流互感器的动稳定包括内部稳定和外部稳定。
（1） 内部动稳定
内部动稳定用动态倍数K表示。它是互感器所能承受的最大电流的瞬时值与该互感器的额定电流幅值之比，即：
K (4.6)
因此，电流互感器的内部稳定校验可按如下要求计算：
(4.7)
式中：i三相短路冲击电流，KA。
（2） 外部动稳定
样本表明有允许力F的电流互感器，可按下式校验：
F(kg) (4.8)
式中：F--电流互感器一次绕组出线端允许力，公斤
a--相间距离，cm;
I—电流互感器出线端至相邻较远的一个固定点的距离，cm.
样本未表明F而只给当a=40cm时，I=50cm时的动稳定倍数k电流互感器仍可按4.7式校验。
当a40时，4.7式左边乘以。
样本标明有允许力Fa的母线型电流互感器，可按下式校验：
Fa〉=1.76（kg） (4.9)
式中：Fa--母线型电流互感器瓷套帽处允许力，公斤；
Lb—母线相互作用段的计算长度，cm,可按下式确定：
Lb=（L1+L2）/2 （4.10)
式中: L1—母线型电流互感器瓷套帽至相邻较远的一个固定点距离，cm
L2--电流互感器内部长度，cm
35KV侧选用LCZ—35—0.5/B—300/5型电流互感器。
（四） 35KV断路器的选择
（1） 额定电压选择
断路器额定电压U应大于或等于所在电网的工作电压U，即 U〉= U
（2） 额定电流选择
断路器的额定I应大于或等于它的最大长期工作电流I即：
I〉= I。
由于高压断路器没有连续过载能力，在选择其额定电流时，应满足各种可能的运行方式下线路持续工作电流的要求，即取最大长期工作电流I。
当断路器使用的环境温度高于设备最高允许环境温度，即高于40℃但不超过60℃时，环境温度每增高1℃，工作电流可减少为额定电流的1.8%，当使用的环境温度低于40℃时，环境温度每降低1℃，工作电流可增加为额定电流的0.5%，但其最大负荷不得超过I的20%。
（3） 开断电流的选择
在给定的电网电压下，断路器的开断电流I应不小于实际的瞬间的短路周期分量I，即：I〉= I。
当断路器的I较系统短路电流大很多时，为了简化计算，也可用次暂态电流I进行选择，即：I〉= I。
（4） 动稳定校验
若断路器的极限通过电流峰值i大于三相短路时通过断路器冲击电流i,则其动稳定性便满足要求，即i〉=i。
（5） 热稳定校验
制造厂给出了断路器t秒内的热稳定电流I，即在给定时间t内,电流通过断路器时，其各部分的发热温度不会超过最高短时允许发热温度。因此，制造厂规定的短时允许发热量应不大于断路器间短路电流所发出的热量Q，则此断路器满足热稳定要求。可表示为：
I。
初步拟定选用的断路器型号为SW3—35/1000型少油断路器。
校验：
（a） SW3—35/1000型少油断路器额定电压为35KV，U=35KV，
U=U，符合条件。
（b） SW3—35/1000型少油断路器额定电流为1000A，最大长期工作电流为：
I=
I
I〉=I
因此，负荷技术条件。
（c） 断路器开断电流I=16KA，I=6.08K