課程設(shè)計(jì)---供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 原始資料- 3 -</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)- 3 -</p><p>　　1.2 本車間負(fù)荷性質(zhì)- 3 -</p><p>　　第二章

2、 負(fù)荷計(jì)算以及變壓器、補(bǔ)償裝置的選擇- 4 -</p><p>　　2.1 車間變電所的負(fù)荷計(jì)算- 4 -</p><p>　　2.2 車間總體負(fù)荷的計(jì)算7</p><p>　　2.2.7 圖表-各變壓器的功率因數(shù)7</p><p>　　2.3 無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算和變壓器的選擇7</p><p>　　2.3.1

3、無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算及補(bǔ)償電容器選擇7</p><p>　　2.3.2 變壓器的選擇8</p><p>　　2.4 架空線路的選擇10</p><p>　　2.4.1 根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積10</p><p>　　2.5 補(bǔ)償電容計(jì)算11</p><p>　　第三章 供電系統(tǒng)的選擇12</p>

4、;<p>　　第四章 短路電流的計(jì)算14</p><p>　　4.1 三相短路電流的計(jì)算目的14</p><p>　　3.2短路電流的計(jì)算公式（標(biāo)幺值計(jì)算方法）：14</p><p>　　第五章 高、低壓側(cè)設(shè)備及母線和饋線的選擇16</p><p>　　5.1 35KV側(cè)電氣設(shè)備16</p><

5、p>　　5.2 10KV側(cè)設(shè)備17</p><p>　　5.3 10kV饋電線路設(shè)備選擇。17</p><p>　　5.4 10KV母線選擇18</p><p>　　5.4.1 變壓器低壓側(cè)引出線選擇18</p><p>　　5.4.2 10KV母線選擇18</p><p>　　5.4.

6、3 電力電纜選擇19</p><p>　　第六章 高壓側(cè)繼電保護(hù)選擇及整定20</p><p>　　第七章 防雷設(shè)計(jì)23</p><p>　　7.1防雷措施23</p><p>　　7.1.1 架空線路的防雷措施23</p><p>　　7.1.2變配電所的防雷措施23</p><p&g

7、t;<b>　　7.2接地23</b></p><p><b>　　第一章 原始資料</b></p><p>　　（1）某廠設(shè)有薄膜、單絲、管材、注射等四個(gè)車間，設(shè)備選型全部采用我國(guó)新定型設(shè)備其外還有輔助車間及其它設(shè)施。</p><p>　?。?）全廠各車間電氣設(shè)備及車間變電所負(fù)荷計(jì)算表（380伏側(cè)）。</p>

8、;<p>　　（3）該廠由處于廠南側(cè)一公里的110/35千伏變電所用35千伏架空線路向其供電，電業(yè)部門變電所配出線路定時(shí)限過電流保護(hù)裝置的整定時(shí)間為2秒，工廠配電所應(yīng)不大于1.3秒，工廠的功率因數(shù)值要求在0.9以上。</p><p>　?。?）生產(chǎn)車間為三班制，部分車間為單班或兩班制，全年最大負(fù)荷利用時(shí)間為5000小時(shí)，屬于三級(jí)負(fù)荷。</p><p>　?。?）本地區(qū)最熱月平

9、均最高溫度為35攝氏度，土壤中0.7—1深處一年最熱月平均溫度為20攝氏度，年暴雷日為30天，土壤凍結(jié)深度為1.10米，主導(dǎo)風(fēng)向夏季為南風(fēng)。</p><p>　?。?）本廠地表面比較平坦，土壤主要成分為積土及砂質(zhì)粘土，層厚為1.6—7米不等，地下水位一般為0.7米，地耐壓力為20噸/平方米。</p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p>

10、<p>　?、佘囬g用電設(shè)備明細(xì)表。</p><p>　　②車間變電所配電壓范圍。</p><p>　　a.每個(gè)變壓器單獨(dú)給若干個(gè)車間供電。</p><p>　　b.計(jì)算出每個(gè)車間的計(jì)算負(fù)荷。</p><p>　　1.2 本車間負(fù)荷性質(zhì)</p><p>　　車間為三班制，部分車間為單班制或兩班制，全年最大負(fù)荷利

11、用時(shí)間為5000小時(shí)，屬于三級(jí)負(fù)荷。</p><p>　?、匐娫磸奶幱趶S南1公里（1000米）110/35千伏變電所用35千伏架空線路受電，線路長(zhǎng)度為1000米。</p><p>　?、诠╇娤到y(tǒng)短路數(shù)據(jù)見下圖所示。</p><p>　?、垭姌I(yè)部門變電所配出線路定時(shí)限過電流保護(hù)裝置的整定時(shí)間為2秒，工廠配電所應(yīng)不大于1.3秒。</p><p>

12、　?、芄S的功率因數(shù)值要求在0.9以上。</p><p>　　⑤當(dāng)?shù)刈顭嵩碌钠骄鶜鉁貫?5℃。</p><p>　?、薇镜貐^(qū)最熱月平均最高溫度為35攝氏度，土壤中0.7—1深處一年最熱月平均溫度為20攝氏度，年暴雷日為30天，土壤凍結(jié)深度為1.10米，主導(dǎo)風(fēng)向夏季為南風(fēng)。</p><p>　?、弑緩S地表面比較平坦，土壤主要成分為積土及砂質(zhì)粘土，層厚為1.6—7米不等

13、，地下水位一般為0.7米，地耐壓力為20噸/平方米。</p><p>　　第二章 負(fù)荷計(jì)算以及變壓器、補(bǔ)償裝置的選擇</p><p>　　在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)選用需用系數(shù)法，具體計(jì)算公式如下：</p><p>　??；；； ;；。（i=1,2,3….）</p><p>　　2.1 車間變電所的負(fù)荷計(jì)算</p><p>　?、?/p>

14、變電所的負(fù)荷性質(zhì)，計(jì)算其計(jì)算負(fù)荷：</p><p>　　⑵變電所的計(jì)算負(fù)荷：</p><p>　?、亲冸娝挠?jì)算負(fù)荷：</p><p>　?、茸冸娝呢?fù)荷計(jì)算：</p><p>　?、勺冸娝呢?fù)荷計(jì)算：</p><p><b>　?、嗜珡S計(jì)算負(fù)荷</b></p><p>　

15、　2.2 車間總體負(fù)荷的計(jì)算</p><p>　　=2349KW；=3236.33Kvar；=3998.96KVA，</p><p>　　i=1，2，3，4…..</p><p>　　2.2.7 圖表-各變壓器的功率因數(shù)</p><p>　　根據(jù)公式:=(tan-tan)</p><p>　　全廠功率因數(shù)：0.587&

16、lt;0.9。需要進(jìn)行無功補(bǔ)償。</p><p>　　2.3 無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算和變壓器的選擇</p><p>　　2.3.1 無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算及補(bǔ)償電容器選擇</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)中上級(jí)要求cosφ≥0.9,而全廠自然功率因數(shù)：cos¢=Pjs/Qjs=2349/3998.95=0.587<0.9，因此需要進(jìn)行無功補(bǔ)償?？紤]到主變壓器的無功損耗

17、遠(yuǎn)大于有功損耗，因此暫取cos¢=0.92來計(jì)算380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量。 </p><p>　　故：補(bǔ)償無功功率Qc =Pjs(tan¢1-tan¢2) =2349[tan(arccos0.587)-tan(arccos0.92)]=2239.06Kvar</p><p>　　采用24個(gè)BWF6.3-100-1并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償，總共補(bǔ)償容量100Kv

18、ar*24=2400 Kvar。</p><p>　　取=2400Kvar，低壓側(cè)補(bǔ)償后無功功率 ==3188.937-2400=788.937Kvar</p><p>　　低壓側(cè)補(bǔ)償后視在功率為 ==2383.364KVA</p><p><b>　　變壓器損耗：</b></p><p><b>　　kvar

19、</b></p><p><b>　　高壓側(cè)有功功率：</b></p><p>　　=2349+35.75=2384.75kw</p><p><b>　　高壓側(cè)無功功率：</b></p><p>　　788.937+143=931.937kvar</p><p>

20、;<b>　　高壓側(cè)視在功率：</b></p><p>　　2560.379KVA</p><p>　　補(bǔ)償后的功率因數(shù)：0.931〉0.9。</p><p>　　2.3.2 變壓器的選擇</p><p><b>　　主變壓器</b></p><p>　　由于該廠的負(fù)荷屬于二

21、級(jí)負(fù)荷，對(duì)電源的供電可靠性要求較高，宜采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障后檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電，故選兩臺(tái)變壓器（暗備用），每臺(tái)容量按</p><p>　　SN.T≥0.8×2493.44kVA=1994.8kVA</p><p>　　因此選兩臺(tái)SL7-2000/35型低損耗配電變壓器</p><p><b>　　各車

22、間變壓器的選擇</b></p><p>　　No1安裝兩臺(tái)變壓器互相暗備用，其容量按SN.T≥0.7×=0.7×1458.5 kVA =1020.95 kVA，因此選兩臺(tái)SL-1250/10型低損耗配電變壓器。</p><p>　　No2安裝兩臺(tái)變壓器互相暗備用，其容量按SN.T≥0.7×=0.7×1398.4 kVA =978.88kV

23、A，因此選兩臺(tái)SL-1000/10型低損耗配電變壓器。</p><p>　　No3安裝一臺(tái)變壓器，其容量按SN.T≥=638.31 kVA，因此選一臺(tái)SL-800/10型低損耗配電變壓器。</p><p>　　No4安裝一臺(tái)變壓器，其容量按SN.T≥=473.46 kVA，因此選一臺(tái)SL-500/10型低損耗配電變壓器。</p><p>　　No5安裝兩臺(tái)變壓器互相

24、暗備用，其容量按SN.T≥0.7×=0.7×324.18 kVA =226.93kVA，對(duì)電的持續(xù)性要求較大，因此選兩臺(tái)SL-250/10型低損耗配電變壓器。</p><p>　　各車間變壓器型號(hào)及其參數(shù)</p><p>　　2.4 架空線路的選擇</p><p>　　2.4.1 根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積</p><p&

25、gt;　?。?）該廠由處于廠南側(cè)一公里的100/35千伏變電所用35千伏雙回架空線引入本廠， 架空線最大工作電流： 42.237A。</p><p>　　本地區(qū)最熱月平均最高溫度為35攝氏度</p><p>　　該生產(chǎn)車間為三班制，部分車間為單班或兩班制，全年最大負(fù)荷利用時(shí)數(shù)為5000小時(shí)，屬于三級(jí)負(fù)荷。其鋼芯鋁線的電流密度J=0.9所以導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面面積：</p><

26、p>　　Sj=Ig/J=42.6/0.9=47.33mm2</p><p>　　考慮到線路投入使用的長(zhǎng)期發(fā)展遠(yuǎn)景，選用截面積為50 mm2的導(dǎo)線，所以35KV架空線為L(zhǎng)GJ-50的導(dǎo)線。</p><p>　　2).按長(zhǎng)時(shí)允許電流校驗(yàn)導(dǎo)線截面積。</p><p>　　查表得LGJ-50型裸導(dǎo)線的長(zhǎng)時(shí)允許電流Iy=220A(=25)當(dāng)環(huán)境溫度為35度時(shí)，導(dǎo)線最高工

27、作溫度為70度。</p><p><b>　　其長(zhǎng)時(shí)允許電流為：</b></p><p>　　=Iy=194.02A</p><p>　　當(dāng)一臺(tái)變壓器滿載，一條輸電線檢修時(shí)導(dǎo)線負(fù)荷最大，這時(shí)的負(fù)荷電流為：Ie=Se/（*Un）=33A</p><p>　　由于Ie<,所以符合要求。</p><p

28、>　　3).按電壓損失校驗(yàn)</p><p>　　查表得LGJ-50導(dǎo)線的單位長(zhǎng)度電阻和電流為：</p><p>　　R0=0.65 X0=0.42 </p><p>　　線路總的電壓損失為：U=( P*R+ Q*X)/Un=56.15V</p><p><b>　　電壓損失百分比為：</b></p

29、><p>　　U%=U/Un=0.0016<0.05</p><p><b>　　所以導(dǎo)線符合要求。</b></p><p>　　4).按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)</p><p>　　鋼芯鋁線非居民區(qū)35KV最小允許截面為10 mm2所以符合要求。</p><p>　　2.5 補(bǔ)償電容計(jì)算</p>

30、;<p>　　為了提高功率因數(shù)，安裝并聯(lián)電容器，用于無功補(bǔ)償。補(bǔ)償無功后可以提高電壓、降低線損、減少電費(fèi)支出、節(jié)約能源、增加電網(wǎng)有功容量傳輸、提高設(shè)備的使用效率。本設(shè)計(jì)中本廠的功率因數(shù)值應(yīng)在0.9以上，必須6KV母線上并聯(lián)電力電容器，使變電所35KV處的功率因數(shù)得到提高到0.9，需要補(bǔ)償?shù)目傠娏﹄娙萜魅萘繛?400kvar, 所以選25臺(tái)BWF-6.3-100-1w的電容器。</p><p><

31、;b>　　電容器參數(shù)</b></p><p>　　注：B——并聯(lián)電容器，W－浸漬劑為烷基苯，F(xiàn)－聚丙烯薄膜和電容器紙復(fù)合介質(zhì)</p><p>　　第三章 供電系統(tǒng)的選擇</p><p>　　從原始資料我們知道車間為三級(jí)負(fù)荷，供電的可靠性要求并不是很高，且通過負(fù)荷計(jì)算我們知道車間的總消耗功率并不是很高，初步估計(jì)了后決定使用一臺(tái)變壓器來為車間供電，同時(shí)

32、為了節(jié)省變電所建造的成本和簡(jiǎn)化總體的布線，所以在設(shè)計(jì)中我們首先考慮了線路—變壓器組結(jié)線方式。</p><p>　　線路—變壓器組結(jié)線方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)線簡(jiǎn)單，使用設(shè)備少，基建投資省。缺點(diǎn)是供電可靠性低，當(dāng)主結(jié)線中任一設(shè)備（包括供電線路）發(fā)生故障或檢修時(shí)，全部負(fù)荷都將停電。但對(duì)于本設(shè)計(jì)來說線路—變壓器組結(jié)線方式已經(jīng)可以達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　線路—變壓器組結(jié)線方式選擇進(jìn)線為斷路器&

33、lt;/p><p>　　根據(jù)普通變電所的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合工程實(shí)際車間變電所的電路總體如下：</p><p>　　第四章 短路電流的計(jì)算</p><p>　　4.1 三相短路電流的計(jì)算目的</p><p>　　為了保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，擇電氣設(shè)備時(shí)，要用流過該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，以保證設(shè)備在運(yùn)行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱

34、和點(diǎn)動(dòng)力的巨大沖擊。同時(shí)，為了盡快切斷電源對(duì)短路點(diǎn)的供電，繼電保護(hù)裝置將自動(dòng)地使有關(guān)斷路器跳閘。繼電保護(hù)裝置的整定和斷路器的選擇，也需要短路電流數(shù)據(jù)。</p><p>　　3.2短路電流的計(jì)算公式（標(biāo)幺值計(jì)算方法）：</p><p>　　基準(zhǔn)容量Sd，基準(zhǔn)電壓Ova</p><p>　　電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值：=Sd/Soc</p><p>　

35、　電力線路的電抗標(biāo)幺值：=LSd/</p><p>　　電力變壓器的電抗標(biāo)幺值：=Uk%Sd/100SN</p><p>　　三相短路電流周期分量有效值：=Id/</p><p>　　短路點(diǎn)處的次暫態(tài)短路電流：==</p><p>　　短路沖擊電流： =2.55（高壓系統(tǒng)） =1.84(低壓系統(tǒng))</p><p>　　

36、沖擊電流有效值：=1.51（高壓系統(tǒng)）=1.09(低壓系統(tǒng))</p><p>　　三項(xiàng)短路容量：=Sd/</p><p>　　=0.866，=0.866，=0.866</p><p>　　3.3各母線短路電流列表</p><p>　　根據(jù)下圖和以上公式計(jì)算母線短路電流：</p><p><b>　　母線短路電

37、流列表</b></p><p>　　第五章 高、低壓側(cè)設(shè)備及母線和饋線的選擇</p><p>　　高壓電氣的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)： </p><p>　　斷路器、負(fù)載開關(guān)、隔離開關(guān)及電抗器的力穩(wěn)定計(jì)算： </p><p>　　電流互感器的力穩(wěn)定計(jì)算： </p><p>　　母線及電纜的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)

38、：</p><p>　　母線的力穩(wěn)定計(jì)算： </p><p>　　由于跨距在兩個(gè)以上，所以選擇： </p><p>　　5.1 35KV側(cè)電氣設(shè)備</p><p>　　35KV側(cè)設(shè)備選擇，設(shè)備名稱及型號(hào)見下表</p><p>　　5.2 10KV側(cè)設(shè)備</p><p>　　10KV

39、側(cè)電氣設(shè)備（變壓器低壓側(cè)及備用電源進(jìn)線）</p><p>　　5.3 10kV饋電線路設(shè)備選擇。</p><p>　　以NO1變壓器車間的饋電線為例，10kV饋電線路設(shè)備如下 </p><p>　　5.4 10KV母線選擇</p><p>　　5.4.1 變壓器低壓側(cè)引出線選擇</p><p>　　主變壓器低壓

40、側(cè)引出線按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇</p><p><b>　　工作電流：</b></p><p>　　Ica===274.9A</p><p><b>　　母線計(jì)算截面：</b></p><p>　　A===305.44 mm2</p><p>　　選用標(biāo)準(zhǔn)截面650的鋁母線允許電

41、流740A大于工作電流274.9A，滿足要求</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗(yàn)： Amin===28.5<650 mm2 ,滿足要求</p><p>　　動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：母線平放: W =0.167bh2=0.1670.652=2.5 cm2</p><p>　　f == =9.30-2 kg/cm</p><p>　　母線最大允許跨度（已知

42、=700kg/cm2）：</p><p>　　進(jìn)線的絕緣子間距離取2米即可。</p><p>　　絕緣子采用ZNA-10MM破壞負(fù)荷375公斤，滿足要求。</p><p>　　5.4.2 10KV母線選擇</p><p>　　按發(fā)熱條件選用440鋁母線允許電流395A大于計(jì)算電流。</p><p>　　按上述計(jì)算的

43、熱穩(wěn)定最小截面為65.98小于440滿足要求。</p><p><b>　　動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　母線平放： =0.167bh2=0.1670.442=1.07cm2</p><p>　　根據(jù)前面計(jì)算：f=9.2810-2 kg/cm</p><p><b>　　求得： </b>&

44、lt;/p><p>　　GG-10高壓開關(guān)柜一般寬距1m,進(jìn)線柜最寬為1.5m，以此上述檢驗(yàn)滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。由于采用標(biāo)準(zhǔn)高壓開關(guān)柜，故不必選擇母線支持絕緣子。</p><p>　　5.4.3 電力電纜選擇</p><p>　　以NO1變電所為例，選擇電纜截面。</p><p>　　查有關(guān)樣本或設(shè)計(jì)手冊(cè)，考慮今后發(fā)展留有余地，選用ZLQ20-325

45、型鋁芯紙絕緣鋁包鋼帶鎧裝電力電纜，在UN=10kV，其允許電流值為80A，大于計(jì)算電流，合格。</p><p>　　因?yàn)閺S區(qū)不大，線路很短，線路末端短路電流與始端電流相差無幾，因此以10kV母線上短路時(shí)（k-2點(diǎn)）的短路電流校驗(yàn)。</p><p>　　min== < 25 合格</p><p><b>　　其他截面選擇類同</b&g

46、t;</p><p>　　第六章 高壓側(cè)繼電保護(hù)選擇及整定</p><p>　　4．主變壓器繼電保護(hù)</p><p><b>　　4.1保護(hù)要求</b></p><p>　　對(duì)于本設(shè)計(jì)中高壓側(cè)為35KV的工廠總降壓變電所主變壓器來說，過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。</p><p>　　4.2保護(hù)裝置及

47、整定計(jì)算</p><p>　　1.瓦斯保護(hù) 采用FJ-80型開口杯擋板式氣體繼電器。</p><p>　　2.裝設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù) 采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分流跳閘的操作方式。</p><p>　　3.電流互感器的選擇</p><p>　　高壓側(cè)：I1N=2000/（35×）=32.99A電流互感

48、器采用三角形接法，計(jì)算電流互感器變比Ki =（32.99×）/5 = 57.1/5，選用電流互感器變比Ki =100/5=20</p><p>　?。?）過電流動(dòng)作電流的整定</p><p>　　IL.max = 2.5×2000KVA/(×35kv)=82.48A</p><p>　　取Krel = 1.3 , Ki = 100/5

49、= 20 , KW = 1 , Kre = 0.8</p><p>　　因此Iop = Krel×KW×IL.max/(Kre×Ki) = 1.3×1×82.48A/(0.8×20)=6.7A</p><p>　　故動(dòng)作電流整定為7A。</p><p>　?。?）過電流保護(hù)電流動(dòng)作時(shí)間的整定</p&g

50、t;<p>　　過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間△t≥t1-t2=2-1.3=0.7s</p><p>　　故其過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間可整定為最短的0.7S。</p><p>　?。?）過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)</p><p>　　Ik.min=/ KT=0.866×4.25/(35Kv/6.3KV)=0.66KA</p><p>　

51、　Iop.1=Iop×Ki/ KW=7×20/1=140A</p><p>　　所以 Sp=660/140=4.7>1.5</p><p>　　滿足規(guī)定的靈敏系數(shù)1.5的要求。</p><p>　　3.裝設(shè)電流速斷保護(hù) 采用GL15型繼電器的電流速斷裝置來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　?。?）速斷電流的整定<

52、/p><p>　　Ik.max==4.25KA </p><p>　　Iqb= Krel×KW×Ik.max/(Ki×KT)=1.4×1×4.25KA/(20×5.56)=53.5A</p><p>　　速斷電流倍數(shù)整定為 Kqb=53.5/7=7.6</p><p><b&g

53、t;　　滿足規(guī)定的倍數(shù)。</b></p><p>　?。?）電流速斷保護(hù)靈敏度系數(shù)的整定</p><p>　　Ik.min= =0.866×2.94=2.55KA, Iqb.1= Iqb×Ki/KW= 63×20/1=1260A </p><p>　　所以 Sp=2550/1260=2.02>2</

54、p><p>　　滿足規(guī)定的靈敏系數(shù)2的要求。 </p><p><b>　　變壓器的繼電保護(hù)</b></p><p>　　按GB50062—92《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：對(duì)電力變壓器的下列故障及異常運(yùn)行方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置：</p><p>　?。?）繞組及其引出線的相間短路和在中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單

55、相接地短路；</p><p>　?。?）繞組的匝間短路；</p><p>　?。?）外部相間短路引過的過電流；</p><p>　?。?）中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流及中性點(diǎn)過電壓；</p><p><b>　?。?）過負(fù)荷；</b></p><p><b>　?。?）

56、油面降低；</b></p><p>　　（7）變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。</p><p>　　對(duì)于高壓側(cè)為6～10KV的車間變電所主變壓器來說，通常裝設(shè)有帶時(shí)限的過電流保護(hù)；如過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大于0.5～0.7s時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。容量在800KV?A及以上的油浸式變壓器和400KV?A及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，按規(guī)定應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)（又稱氣體繼電保護(hù)

57、）。容量在400KV?A及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單臺(tái)運(yùn)行并作為其它負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)及瓦斯保護(hù)在輕微故障時(shí)（通稱“輕瓦斯”），動(dòng)作于信號(hào)，而其它保護(hù)包括瓦斯保護(hù)在嚴(yán)重故障時(shí)（通稱“重瓦斯”），一般均動(dòng)作于跳閘。</p><p>　　對(duì)于高壓側(cè)為35KV及以上的工廠總降壓變電所主變壓器來說，也應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和瓦斯保護(hù)；在有可能過負(fù)荷時(shí)，也需裝設(shè)

58、過負(fù)荷保護(hù)。但是如果單臺(tái)運(yùn)行的變壓器容量在10000KV?A及以上和并列運(yùn)行的變壓器每臺(tái)容量在6300KV?A及以上時(shí)，則要求裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)來取代電流速斷保護(hù)。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)要求需裝設(shè)過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、和瓦斯保護(hù)。對(duì)于由外部相間短路引起的過電流，保護(hù)應(yīng)裝于下列各側(cè)：</p><p>　　1）、對(duì)于雙線圈變壓器，裝于主電源側(cè)</p><p

59、>　　2）、對(duì)三線圈變壓器，一般裝于主電源的保護(hù)應(yīng)帶兩段時(shí)限，以較小的時(shí)限斷開未裝保護(hù)的斷路器。當(dāng)以上方式滿足靈敏性要求時(shí)，則允許在各側(cè)裝設(shè)保護(hù)。</p><p>　　各側(cè)保護(hù)應(yīng)根據(jù)選擇性的要求裝設(shè)方向元件。</p><p>　　3）、對(duì)于供電給分開運(yùn)行的母線段的降壓變壓器，除在電源側(cè)裝設(shè)保護(hù)外，還應(yīng)在每個(gè)供電支路上裝設(shè)保護(hù)。</p><p>　　4）、除主電

60、源側(cè)外，其他各側(cè)保護(hù)只要求作為相鄰元件的后備保護(hù)，而不要求作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護(hù)。</p><p>　　5）、保護(hù)裝置對(duì)各側(cè)母線的各類短路應(yīng)具有足夠的靈敏性。相鄰線路由變壓器作遠(yuǎn)后備時(shí)，一般要求對(duì)線路不對(duì)稱短路具有足夠的靈敏性。相鄰線路大量瓦斯時(shí)，一般動(dòng)作于斷開的各側(cè)斷路器。如變壓器高采用遠(yuǎn)后備時(shí)，不作具體規(guī)定。</p><p>　　6）、對(duì)某些稀有的故障類型（例如110KV及其以上

61、電力網(wǎng)的三相短路）允許保護(hù)裝置無選擇性動(dòng)作。</p><p><b>　　差動(dòng)保護(hù)</b></p><p>　　變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流應(yīng)滿足以下三個(gè)條件</p><p>　　1）應(yīng)躲過變壓器差動(dòng)保護(hù)區(qū)外出現(xiàn)的最大短路不平衡電流</p><p>　　2）應(yīng)躲過變壓器的勵(lì)磁涌流</p><p>　　3

62、）在電流互感器二次回路端線且變壓器處于最大符合時(shí)，差動(dòng)保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作</p><p>　　由于車間變電所是三級(jí)負(fù)荷，變壓器容量為500MVA在選用保護(hù)時(shí)選電流限時(shí)電流速斷保護(hù)，而不采用差動(dòng)保護(hù)。</p><p>　　1．速斷整定：Idz=Kk×Imax=1.3×16.4844=21.429</p><p>　　Ks=×16.4844/21

63、.429=0.67〈1.5</p><p>　　不能滿足靈敏度要求，可使用低壓閉鎖保護(hù)。</p><p>　　2.過電流保護(hù)的整定：</p><p>　　Idz==2.18 KA</p><p>　　近后備保護(hù)的靈敏系數(shù)Km==6.548 〉2</p><p>　　動(dòng)作時(shí)限：△t=0.5s</p>&l

64、t;p><b>　　變壓器的瓦斯保護(hù)</b></p><p>　　瓦斯保護(hù)，又稱氣體繼電保護(hù)，是保護(hù)油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的保護(hù)裝置。按GB50062—92規(guī)定，800KV?A及以上的一般油浸式變壓器和400KV?A及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。</p><p>　　瓦斯保護(hù)的主要元件是氣體繼電器。它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通

65、管上。為了使油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體能夠順暢地通過氣體繼電器排往油枕，變壓器安裝應(yīng)取1%～1.5%的傾斜度；而變壓器在制造時(shí)，聯(lián)通管對(duì)油箱頂蓋也有 2%～4%的傾斜度。</p><p>　　當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，由故障產(chǎn)生的少量氣體慢慢升起，進(jìn)入氣體繼電器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有殘余的油而使其力矩大于另一端平衡錘的力矩而降落。這時(shí)上觸點(diǎn)接通而接通信號(hào)回路，發(fā)出音響和燈光信號(hào)

66、，這稱之為“輕瓦斯動(dòng)作”。</p><p>　　當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，由故障產(chǎn)生的氣體很多，帶動(dòng)油流迅猛地由變壓器油箱通過聯(lián)通管進(jìn)入油枕。這大量的油氣混合體在經(jīng)過氣體繼電器時(shí)，沖擊擋板，使下油杯下降。這時(shí)下觸點(diǎn)接通跳閘回路（通過中間繼電器），同時(shí)發(fā)出音響和燈光信號(hào)（通過信號(hào)繼電器），這稱之為“重瓦斯動(dòng)作”。</p><p>　　如果變壓器油箱漏油，使得氣體繼電器內(nèi)的油也慢慢流盡。

67、先是繼電器的上油杯下降，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，接著繼電器內(nèi)的下油杯下降，使斷路器跳閘，同時(shí)發(fā)出跳閘信號(hào)。</p><p>　　平面設(shè)計(jì)圖第七章 防雷設(shè)計(jì)</p><p><b>　　7.1防雷措施</b></p><p>　　7.1.1 架空線路的防雷措施</p><p>　?。?）架設(shè)避雷線 這是防雷的有效措施，但造價(jià)高，因此

68、只在66KV及以上的架空線路上才沿全線裝設(shè)。35KV的架空線路上，一般只在進(jìn)出變配電所的一段線路上裝設(shè)。而10KV及以下的線路上一般不裝設(shè)避雷線。</p><p>　?。?）提高線路本身的絕緣水平 在架空線路上，可采用木橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)或高一級(jí)的絕緣子，以提高線路的防雷水平，這是10KV及以下架空線路防雷的基本措施。</p><p>　?。?）利用三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線 由于3～10K

69、V的線路是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，因此可在三角形排列的頂線絕緣子裝以保護(hù)間隙。在出現(xiàn)雷電過電壓時(shí)，頂線絕緣子上的保護(hù)間隙被擊穿，通過其接地引下線對(duì)地泄放雷電流，從而保護(hù)了下面兩根導(dǎo)線，也不會(huì)引起線路斷路器跳閘。</p><p>　?。?）裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置 線路上因雷擊放電而產(chǎn)生的短路是由電弧引起的。在斷路器跳閘后，電弧即自行熄滅。如果采用一次ARD，使斷路器經(jīng)0.5s或稍長(zhǎng)一點(diǎn)時(shí)間后自動(dòng)重合閘，電弧通常不會(huì)復(fù)燃，從而

70、能恢復(fù)供電，這對(duì)一般用戶不會(huì)有什么影響。</p><p>　?。?）個(gè)別絕緣薄弱地點(diǎn)加裝避雷器 對(duì)架空線路上個(gè)別絕緣薄弱地點(diǎn)，如跨越桿、轉(zhuǎn)角桿、分支桿、帶拉線桿以及木桿線路中個(gè)別金屬桿等處，可裝設(shè)排氣式避雷器或保護(hù)間隙。</p><p>　　7.1.2變配電所的防雷措施</p><p>　　（1）裝設(shè)避雷針 室外配電裝置應(yīng)裝設(shè)避雷針來防護(hù)直接雷擊。如果變配電所處在附

71、近高建（構(gòu)）筑物上防雷設(shè)施保護(hù)范圍之內(nèi)或變配電所本身為室內(nèi)型時(shí)，不必再考慮直擊雷的保護(hù)。</p><p>　?。?）高壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這主要用來保護(hù)主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，損壞了變電所的這一最關(guān)鍵的設(shè)備。為此要求避雷器應(yīng)盡量靠近主變壓器安裝。</p><p>　　避雷器的接地端應(yīng)與變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)及金屬外殼等連接在一起。在每路進(jìn)線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。

72、如果進(jìn)線是具有一段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設(shè)閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電纜頭外殼相聯(lián)后接地。</p><p>　?。?）低壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這主要用在多雷區(qū)用來防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。當(dāng)變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地時(shí)（如IT系統(tǒng)），其中性點(diǎn)可裝設(shè)閥式避雷器或金屬氧化物避雷器或保護(hù)間隙。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，配電所屋頂及邊緣敷設(shè)

73、避雷帶，其直徑為8mm的鍍鋅圓鋼，主筋直徑應(yīng)大于或等于10mm的鍍鋅圓鋼。</p><p><b>　　7.2接地</b></p><p>　　7.2.1 接地與接地裝置</p><p>　　電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體，或稱接地極。專門為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱為人工接

74、地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，稱為自然接地體。連接接地體與設(shè)備、裝置接地部分的金屬導(dǎo)體，稱為接地線。接地線在設(shè)備、裝置正常運(yùn)行情況下是不載流的，但在故障情況下要通過接地故障電流。</p><p>　　7.2.2 確定此配電所公共接地裝置的垂直接地鋼管和連接扁鋼</p><p><b>　　（1）確定接地電阻</b>

75、;</p><p>　　按相關(guān)資料可確定此配電所公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件：</p><p>　　RE ≤ 250V/IE</p><p><b>　　RE ≤ 10Ω</b></p><p><b>　　式中IE的計(jì)算為</b></p><p>　　IE =

76、IC = 60×(60＋35×4)A/350 = 34.3A，故 RE ≤ 350V/34.3A = 10.2Ω</p><p>　　綜上可知，此配電所總的接地電阻應(yīng)為RE≤10Ω</p><p>　　（2）接地裝置初步方案</p><p>　　現(xiàn)初步考慮圍繞變電所建筑四周，距變電所2～3m，打入一圈直徑50mm、長(zhǎng)2.5m的鋼管接地體，每隔5m

77、打入一根，管間用40×4 的扁鋼焊接。</p><p>　?。?）計(jì)算單根鋼管接地電阻</p><p>　　查相關(guān)資料得土質(zhì)的ρ = 100Ω?m，則單根鋼管接地電阻RE(1) ≈ 100Ω?m/2.5m = 40Ω</p><p><b>　　繼電保護(hù)圖 </b></p><p>　　第七章 結(jié)束語(yǔ)及參考文獻(xiàn)

78、</p><p>　　7.1 心得體會(huì)</p><p>　　這次供電技術(shù)課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，通過查閱有關(guān)工廠供電相關(guān)的書籍，對(duì)工廠的總降壓變壓電站的設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)；在查閱和整理資料的過程之中，確定方案，選擇參數(shù)以及整定和繼電器的保護(hù)和校驗(yàn)等相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用。在運(yùn)用這些知識(shí)的過程之中，鞏固了課堂所學(xué)到的知識(shí)的同時(shí)還進(jìn)一步加深了對(duì)書本知識(shí)的運(yùn)用?？偟膩碚f我們學(xué)到了不少的東西，知道了理論聯(lián)

79、系的重要性，懂得了設(shè)計(jì)過程只的具體細(xì)節(jié)和步驟。在以后我一定會(huì)學(xué)好專業(yè)知識(shí)，提自己在這方面的能力。從這次設(shè)計(jì)中我對(duì)電氣工程有了一個(gè)基本的整體感覺，對(duì)生活中的電力供應(yīng)有了更好的理解。這些必將對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作有很好的幫助。課程設(shè)計(jì)不但將理論知識(shí)聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，而且在動(dòng)手畫圖的同時(shí)還培養(yǎng)了我們的細(xì)心與耐心。總之，通過對(duì)工廠降壓變電站的設(shè)計(jì)，讓我獨(dú)立思考的能力提高很多，得到了實(shí)際鍛煉，受益匪淺。最后，感謝老師和同學(xué)們給予的幫助和建議。<

80、;/p><p>　　7.2 參考文獻(xiàn)</p><p>　　[1] 陜西機(jī)械學(xué)院 蘇文茂編 《工廠供電》-北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.9（2007.7重?。?lt;/p><p>　　[2] 劉介才編 《工廠供電》-北京：機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[3]喬?hào)|明編 《 簡(jiǎn)明電工手冊(cè)》第一版及第二版-北京：機(jī)械工業(yè)出版社<