工厂供配电设计

工厂供配电设计 摘 要 电能是现代工业生产的主要能源和动力;电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用;电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化;电能在工业生产中的重要性，在于工业生产实现电气化以后可能大大增加产量，提高产量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。因此，工厂企业供配电的电路设计要联系到各个方面，负荷计算及无功补偿，变压器的型号、容量和数量的选择;短路的计算、设备的选择、线路的分配和设计等方面进行设计分析，把最好的供配电设计应用到现实生产中来，为经济的发展做出最好的服务。 关键词:配电所 电力负荷 功率补偿 短路电流 I Abstract Energy is a major energy source of modern industrial production and power; by other forms of energy not only easy-to-energy conversion from, or readily convertible to other forms of energy to supply with; the distribution of electricity transmission is simple and economic, and easy to control, regulate and measurement,is conducive to the production process automation; power in the importance of industrial production,industrial production is likely to increase after electrification yields,improve productivity,reduce production costs,reduce labor intensity and improve the worker's labor conducive to production and process automation.Therefore, for the distribution of factories and enterprises to be linked to the circuit design aspects of reactive power compensation calculation load, the transformer model, capacity and number of distribution; short circuit calculations, equipment selection, circuit design aspects of the distribution and designanalysis, the best power supply design to real production, the development of the economy and make the best service. distribution power compensation of the load Key words: short-circuit current II 目 录 摘 要 ............................................................. I 第1章 绪 论 ........................................................ 1 1.1 工厂供电的意义和要求 ........................................ 1 1.2 工厂供电设计的一般原则 ...................................... 2 1.3 本设计基础资料 .............................................. 2 1.4 本设计所做的工作 ............................................ 4 第2章 负荷计算及功率补偿 ........................................... 5 2.1 工厂电力负荷的分级 .......................................... 5 2.2 负荷的计算方法 .............................................. 5 2.3 全厂负荷计算 ................................................. 6 2.4 功率补偿 .................................................... 7 第3章 变配电所选址及总体布置原则 ................................... 8 3.1 变配电所所址选择的一般原则 .................................. 8 3.2 变电所总体布置要求 .......................................... 8 第4章 变压器、主接线 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的选择 .................................... 10 4.1 主变压器台数及容量的选择 ................................... 10 4.2 变配电所主接线的选择原则 ................................... 11 4.3 变电所主接线方案选择 ....................................... 11 4.4 电力系统的接线方式 ......................................... 13 第5章 短路计算 ................................................... 15 5.1 短路及其原因 ............................................... 15 5.2 短路电流计算的目的及方法 ................................... 15 5.3 短路电流计算 ............................................... 16 第6章 主要电气设备的选择与校验 ..................................... 18 6.1 导线、电线的选择原则 ....................................... 18 6.2 导线、电缆线的选择 ......................................... 18 6.3 高压侧设备选型与校验 ....................................... 20 6.4 开关柜的选择 ............................................... 21 第7章 主变压器的继电保护 ......................................... 23 7.1 保护要求 ................................................... 23 III 7.2 保护装置及整定计算 ......................................... 24 7.2.1 过电流保护动作电流及时间的整定 ....................... 24 7.2.2 变压器过电流保护的灵敏系数的检验 ..................... 24 7.2.3 装设电流速断保护 ..................................... 25 7.2.4 作为备用电源的高压联络线的继电保护装置 ............... 25 第8章 防雷与接地 .................................................. 27 8.1 防雷设备 ................................................... 27 8.2 防雷措施 ................................................... 27 8.2.1 架空线路的防雷措施 .................................. 27 8.2.2 变配电所的防雷措施 .................................. 28 8.3 接地设计 ................................................... 29 8.3.1 接地与接地装置 ...................................... 29 8.3.2 确定此配电所公共接地装置的垂直接地钢管和连接扁钢 ..... 29 文 献 ......................................................... 32 参 考 致 谢 ......................................................... 31 附 录 ......................................................... 33 IV 第1章 绪 论 1.1 工厂供电的意义和要求 电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用;电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。 电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。 因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家建设，也具有重大的作用。 工厂供配电系统要很好地为工业生产服务，切实保证工厂和生活用电的需要，并做好节能工作，降低产品成本，就必须达到以下基本要求: (1)安全 在供应、分配和使用电能的过程中，不应发生人身事故和设备事故。 (2)可靠 工厂供配电系统应满足用电设备对供电可靠性的要求。 (3)优质 工厂供配电系统应满足用电设备对电压、频率等供电质量的要求。 (4)经济 工厂供配电系统应尽量做到投资省、年运行费低，并尽可能节约电能和减少有色金属消耗量。 此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应社会发展。为了保证工厂供电的正常运转，就必须要有一套完整的保护，监视和测量装置。目前多以采用自动装置，将计算机应用到工厂配电控制系统中去。 1 1.2 工厂供电设计的一般原则 _ 按照国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 GB5005295《供配电系统 设计规范 民用建筑抗震设计规范配电网设计规范10kv变电所设计规范220kv变电站通用竖流式沉淀池设计 》、GB50053-94《10KV及以下设计规范》、GB50054-95《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计遵循以下原则: (1) 遵守规程、执行政策; 必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。 (2)安全可靠、先进合理; 应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能可靠，电能质量合格，技术先进合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。 (3)近期为主、考虑发展; 应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。 (4)全局出发、统筹兼顾。 按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。 1.3 本设计基础资料 1.工厂负荷情况 本厂的各车间负荷情况见下表1-1，多数车间为两班制，最大负荷利用小时T=4000h(统计参考值)，该厂的铸造车间、电镀车间、锅炉房的负荷为二级负荷，max 金工车间、机修车间、装配车间、热处理车间、工具车间、仓库还有工厂生活区等用电单位的负荷为三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V，照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。 2.其他设计基础资料 该工厂厂区面积约200亩，海拔约20米，年平均气温14?，年均降雨量670毫米，该厂主要有铸造车间、锻压车间、热处理车间、电镀车间、工具车间、金工车间、机修车间、装配车间、锅炉房、仓库以及生活区等用电单位。 2 设备 计算负荷 表1-1 各车间负荷情况 需要 编 容量名 称 类别 系数coxφ tanφ PQSI30 30 30 30 号 P/KW XKd /kW /kvar /kVA /A 动力 300 0.3 0.7 1.02 90 91.8 127.2 193.3 1 铸造车间 照明 6 0.8 1.0 0 4.8 0 4.8 7.7 小计 306 - - - 94.8 91.8 132 201 动力 350 0.3 0.65 1.17 105 123 159.4 242.3 照明 8 0.7 1.0 0 5.6 0 5.6 8.7 2 锻压车间 小计 358 - - - 110.6 123 165 251 动力 150 0.6 0.8 0.75 90 67.5 112 170.2 热处理车3 照明 5 0.8 1.0 0 4 0 4 5.8 间 小计 155 - - - 94 67.5 116 176 动力 250 0.5 0.8 0.75 125 93.8 156 237.1 4 电镀车间 照明 5 0.8 1.0 0 4 0 4 5.8 小计 255 - - - 129 93.8 160 244 动力 20 0.4 0.8 0.75 8 6 9.9 15 5 仓库 照明 1 0.8 1.0 0 0.8 0 0.8 1.2 小计 21 - - - 8.8 6 10.7 16.2 动力 360 0.3 0.6 1.33 108 144 177.7 270 6 工具车间 照明 7 0.9 1.0 0 6.3 0 6.3 10 小计 367 - - - 114.3 144 184 280 动力 400 0.2 0.65 1.17 80 93.6 120 182.4 7 金工车间 照明 10 0.8 1.0 0 8 0 8 11.6 小计 410 - - - 88 93.6 128 194 动力 50 0.7 0.8 0.75 35 26.3 43.6 65.8 8 锅炉房 照明 1 0.8 1.0 0 0.8 0 0.8 1.2 小计 51 - - - 35.8 26.3 44.4 67 动力 180 0.3 0.7 1.02 54 55.1 75.8 114.3 9 装配车间 照明 6 0.8 1.0 0 4.8 0 4.8 7.7 小计 186 - - - 58.8 55.1 80.6 122 动力 160 0.2 0.65 1.17 32 37(4 48.2 73.3 10 机修车间 照明 4 0.8 1.0 0 3.2 0 3.2 4.7 小计 164 - - - 35.2 37.4 51.4 78 11 生活区 照明 350 0.7 0.9 0.48 245 117.6 272 413.4 动力 2220 - - - 1014.3 856.1 1327 2017 总计(380V侧) 照明 403 计入K=0.8,K=0.85 0.75 0.88 812.2 727.6 1090 1656 ΣpΣq 3 表1-1 各车间负荷情况 1.4 本设计所做的工作 全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合着国家供电情况，解决对各部门安全可靠、经济的分配电能问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，本设计所做的工作主要有以下几方面。 (1)负荷计算 (2)主变压器的台数及容量选择 3)工厂总降压变电所主结线设计 ( (4)短路电流计算 (5)电力变压器继电保护 6)变电所防雷与接地设计 ( (7)根据设计要求绘制出: ?降压变电所平面图 ?降压变电所主接线图 ?工厂总平面图 4 第2章 负荷计算及功率补偿 2.1 工厂电力负荷的分级 电力负荷又称电力负载，有两种含义:一是指耗用电能的用电设备或用户，如说重要负荷、动力负荷、一般负荷、照明负荷等。另一是指用电设备或用户耗用的功率或电流大小。电力负荷的具体含义视具体情况而定。 工厂的电力负荷，，按GB50052-1995《供配电系统设计规范》规定,根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三级: (1)一级负荷 一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者，或者中断供电将在政治、经济上造成重大损失者，如重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。因为中断供电造成的后果十分严重，所以要求由两路电源供电，当其中一路电源发生故障时，另一路电源就不致同时受到损坏。 在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要的场所不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。对特别重要的负荷，除上述两路电源外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。 (2)二级负荷 二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。，由于二级负荷也属于重要负荷，要求由两回路供电，供电变压器也应有两台。 (3)三级负荷 三级负荷为一般电力负荷，所有不属于上述一、二级负荷者均属于三级负荷。由于三级负荷不为重要负荷，因此它对供电电源无特殊要求。 综上所述，该厂的铸造车间、电镀车间、锅炉房的负荷为二级负荷，金工车间、机修车间、装配车间、热处理车间、工具车间、仓库还有工厂生活区等用电单位的负荷为三级负荷。 2.2 负荷的计算方法 若已知一个供电范围的电气设备数量和容量时，负荷计算方法有:需要系数法、利用系数法和二项式法;当在电气设备数量和容量都不清楚的情况下，可采用各 5 种用电指标进行负荷计算，其方法有:负荷密度法、单位指标法、住宅用电指标法等。 需要系数法计算简单，是最为常用的一种计算方法，适合用电设备数量较多，且容量相差不大的情况。 二项式法其考虑问题的出发点就是大容量设备的作用，因此，当用电设备组中设备容量相差悬殊时，使用二项式法可以得到较为准确的结果。 利用系数法是通过平均负荷来求计算负荷，这种方法的理论依据是概率论与数理统计，因此是一种较为准确的计算方法，但其计算过程相对繁琐。 本设计中由于设备台数比较多，而单台设备容量相差不大，所以采用需要系数法确定。 主要计算公式有: P,P,K有功功率: 30ed 无功功率: Q,P,tanφ3030 视在功率: S,P/cos,3030 I=S/3U计算电流: 3030N 根据以上各式，求得该厂各车间的计算负荷如表1-1。 2.3 全厂负荷计算 确定拥有多组设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。因此，在确定多组用电设备的计算负荷时应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数K和K: ?p?q 取K = 0.8; K =0.85 ?q?p 根据表1-1可以求得: PPQQ? =1014.3kW; ? =856.1kvar (?和?为各组设备的有功30.i30.i30.i30.i 和无功计算负荷之和) 则 P=ΣP=0.8×1015.3kW=812.2kW K3030i,P Q=?Q== 0.85×856.1kvar==727.6kvar Kq3030i, 22P，Q,S=1090KV?A 303030 3I=S /U? 1656A 3030N , cos=P / S= 812.2/1090? 0.75 3030 6 2.4 功率补偿 按设计规定要求变电所高压侧的功率因数?0.9,而由上面计算可知cos, =0.75<0.9，因此需要进行无功补偿。综合考虑在低压侧采用并联电容器进cos, 行低压集中补偿。可选用PGJ1型低压自动补偿屏，BW0.4-14-3型的并联电容器， 其额定电容为280µF，额定容量为14 kvar 要使功率因数由0.75提高到0.92，低压侧必须装设无功补偿装置(并联电容器)， 其容量为: Q= 812×(tanarc cos0.75-tanarc cos0.92)Kvar=370Kvar C 因此，其电容器的个数为: n,Q/q,370/14,27cc 而由于电容器是三相的，所以应为3的倍数，所以取27个正好。 无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为: 2222,= 1075KV?A ,1014，(727,370)P，(Q,Q)S'30(2)C3030 变压器的功率损耗为: ?Q=0.06S'=0.06×1075=64.5Kvar T30(2) ?P=0.015S'=0.015×1075=16.125kW T30(2) 变电所高压侧计算负荷为: P'=812.2+16.125= 828.325Kw 30(1) Q'=(727.6-375)+64.5=417.1Kvar 3091) 22 S'== 927.413KV .A 828.325，417.13091) 无功功率补偿后，工厂的功率因数为: Cos,',P'/S',828.325/927,0.913030 则工厂的功率因数为: Cos,',P'/S',0.91,0.93030 因此，符合本设计的要求。 7 第3章 变配电所选址及总体布置原则 3.1 变配电所所址选择的一般原则 变配电所所址的选择，应根据下列要求并经技术经济分析比较后确定。 1)尽量接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属 ( 消耗量。 (2)进出线方便，特别是要便于架空进出线。 (3)不应妨碍企业的发展，有扩建的可能。 (4)接近电源侧，特别是工厂的总降压变电所和高压配电所。 (5)设备运输方便，特别是要考虑电力变压器和高低压成套配电装置的运输。 (6)不应设在有剧烈震动或高温的场所，无法避开时，应有相应的保护措施。 (7)不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，无法远离时，不应在污染源的下风侧。 (8)不应设在厕所、浴室和其它经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相邻。 (9)不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方。当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国标GB50058-1992的规定。 (10)不应设在地势低洼和可能积水的场所。 3.2 变电所总体布置要求 1、便于运行维护和检修 有人值班的变配电所，一般应设置值班室。值班室应靠近高低压配电室，而且有门直通。如值班室靠近高压配电室有困难时，则值班室可经走廊与高压配电室相通。 值班室也可以与低压配电室合并，但在旋转值班工作桌的一面或一端，低压配电装置到墙的距离不应小于3m。 主变压器应靠近交通运输方便的马路侧。条件许可的，可单设工具材料室或维修间。昼夜值班室的变配电所应设休息室。有人值班的独立变配电所，宜设有厕所和给排水设施。 2、保证运行安全 8 值班室内不得有高压设备，值班室的门应朝外开。高压低压配电室的电容室的门应朝值班室开或朝外开。 变压器室的大门应朝马路开，但应避免朝向露天仓库。在火灾地区应避免朝西开门。 变电所宜单层布置。当采用双层布置时，变压器应设在底层。 高压电容器组一般应装设在单独的房间内，但数量较少时，可装设在高压配电室内，低压电容器组可装设在低压配电室内，但数量较多时，宜装设在单独的房间内。高、低压电容器室、配电室的门应向外开或双向开启。 变配电装置要有足够的安全静距和维护操作通道。变配电所应设置防止雨、雪和小动物从采光窗、通风窗、门或电缆沟等进入室内的设施。另外,变配电所还应考虑防火、通风等要求。 3、便于进出线 如果是架空进线，则高压配电室宜位于进线侧。 考虑变压器低压出线通常采用矩形裸母线，因此变压器的安装位置，即为变压器室，宜靠近低压配电室。 低压配电室宜位于其低压架空出线侧。 4、节约土地和建筑费用 值班室可以与低压配电室合并，这时低压配电室面积适当增大，以便安置值班室的桌子或控制台，满足运行值班的要求。 高压开关柜不多于6台时，可与低压配电室设置在同一房间内，但高压柜与低压屏的间距不得小于2m。不带可燃性油的高、低压配电装置和非油浸电力变压器，可设置在同一房间内。 高压电容数柜数较少时，可装设在高压配电室内。 周围环境正常的变电所，宜采用露天或半露天变电所。 高压配电所应尽量与邻近的车间变电所合建。 5、适应发展要求 变压器应考虑到扩建时有更换大一级容量的变压器的可能。高低压配电室内均应留有适当数量开关柜的备用位置。既要考虑到变电所留有扩展的余地，又要不妨碍工厂或车间今后的发展。 9 第4章 变压器、主接线方案的选择 4.1 主变压器台数及容量的选择 主变压器台数选择的要求: (1)应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所应采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级负荷而无一级负荷的变电所，也可以只采用一台变压器，但必须在低压侧敷设与其他变电所相联的联络线作为备用电源，或另有自备电源。 (2)对季节性负荷或昼夜变动较大而宜采用经济运行的变电所，也可考虑采用两台变压器。 (3)除上述两种情况外，一般车间变电所宜采用一台变压器。 (4)在确定变电所主变压器台数时，应考虑负荷的发展，留有一定余地。 由于该厂的负荷大部分属于三级负荷，只有部分负荷是二级负荷，因此，对电源供电可靠性要求不高。根据工厂的负荷性质和对电源的要求，工厂变电所的主要变压器有以下2个方案: (1) 装设1台油浸式、自然冷却、无励磁调压、铜绕组S9-1000/10型变压器:此变压器的额定容量为1000KV?A高压侧绕组电压等级为10 KV，而该工厂的 SS全部用电设备总计算负荷为927KV?A,因此式=1000KV?A?′=927KV?AN,T30(1) S成立，即主变压器容量满足全部用电设备总计算负荷的需要，设计满足要求。N,T 工厂的二级负荷备用电源由该厂的邻近单位相联的高压联络线来承担。 (2)采用两台S9型主变压器。对于装设两台主变压器的变电所，每台变压 S器的容量应同时满足以下两个条件: N,T S ? 任一台变压器单独运行时，宜满足总计算负荷′大约60%—70%的需30(1) 要，即: SS =(0.6,0.7)×′=(0.6,0.7)×927KV•A=(556,648.9)KV•A N,T30(1) ? 任一台变压器单独运行时，应满足全部一二级负荷的需要，即 : SS?′ N,T30(,，,) SS?=(132+160+44.4)kVA=336.4KV•A N,T30(,，,) 因此可选择两台S9-1000/10型的变压器来供电。 虽然从技术上两种方案都能满足要求，但由于本工厂大部分负荷为三级负荷， 10 只有少量的二级负荷，另外从经济性方面来说方案1比方案2更为经济实用，从而减少投资，因此我选择1台S9-1000/10型来供电，而工厂的二级负荷备用电源由该厂的邻近单位相联的高压联络线来承担。 4.2 变配电所主接线的选择原则 1、当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资; 2、当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线; 3、当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组接线; 4、为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行; 5、接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关，但接在母线上的避雷器，可与电压互感器全用一组隔离开关; 6、6,10KV固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关; 7、采用6,10KV熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔离开关; 8、由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器(一般都安装计量柜); 9、变压器低压侧为0.4KV的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器; 当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时，在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离开关。 4.3 变电所主接线方案选择 对于电源进线电压为35KV及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为6,10KV的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所需的电压。 总降压变电所主接线图表示工厂接受和分配电能的路径，由各种电力设备(变压器、断路器、隔离开关等)及其连接线组成，通常用单线表示。 1、一次侧采用内桥式接线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所，这种主 11 接线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用一、二级负荷的工厂。这种内桥式接线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多、并且变电所的变压器不需要经常切换的总降压变电所。 2、一次侧采用外桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所，这种主接线的运行灵活性也较好，供电可靠性同样较高，适用于一、二级负荷的工厂。但与内桥式接线适用的场合有所不同。这种外桥式接线适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大、适用经济运行需要经常切换的总降压变电所。当一次电源电网采用环行接线时，也宜于采用这种接线。 3、一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所，这种主接线方式兼有上述两种桥式接线的运行灵活性的优点，但所用高压开关设备较多，可供一、二级负荷，适用于一、二次侧进出线较多的总降压变电所。 4、一、二次侧均采用双母线的总降压变电所，采用双母线接线较之采用单母线接线，供电可靠性和运行灵活性大大提高，但开关设备也大大增加，从而大大增加了初投资，所以双母线接线在工厂变电所中很少应用，主要用于电力系统中的枢纽变电站。 本次设计的工厂是连续运行，负荷变动较小，主变压器不需要经常切换，另外再考虑到今后的长远发展，采用主接线一次侧采用内桥式接线，二次侧采用单母线分段的总降压主接线，如图4-1所示: 35KV电源进线WL2WL1 QS21QS11 QF11QF12 QS22QS12 QS01QS02 QF10QS13QS23 QF1 T2T1QS1 QF22QF21 QS221QS211 a 单母线分段接线图 b 内桥式接线图 图4-1 12 4.4 电力系统的接线方式 工厂的高低压电路的线路基本接线方式有放射式、树干式和环形等基本接线方式。以高压为例。 1、放射式 高压放射式接线是指工厂变配电抽高压母线上引出的一回路，直接向一个车间变电所或高压用电设备供电，这种接线方式简捷，操作维护方便，保护简单，便于实现自动化。但是高压开关设备用的多，投资高，线路故障自检修时，又该线路供电的负荷要停电，为提高可靠性，根据情况可增加备用线路，如图4-2为放射式线路供电。 6-10KV 6-10KV QS01QS03 QF01 QF02 M QS04QS026-10KV 220/380V QS05 图4-2 放射式线路 2、树干式 高压树干式接线是指由工厂变配电所高压母线上引出的每路高压配电干线上，沿线分接了几个车间变电所或负荷点的接线方式，这种接线从变配电所引出 的线路少，高压开关设备相应用的少。配电干线少可以节约有色金属，但供电可靠性差，干线故障或检修将引起干线上的全部用户停电，为提高供电可靠性同样采用增加备用线路的方法，如图4-3为树干式接线图。 13 6-10KV6-10KV 4-3 树干式接线图 3、环形接线 从工厂供电系统而言，高压环式其实就是树干式接线的改进，两路树干式线路连接起来就构成了环式接线。这种接线运行灵活，供电可靠性高。当干线上任何地方发生故障时，只要找出故障段，拉开其两端的隔离开关，把故障段切除后，全部线路可以恢复供电。由于闭环运行时继电保护整定比较复杂，所以运行时均采用开环运行方式。如图4-4为环形接线图。 高压配电线 车间变电所 电源进线 6-10KV 车间变电所 图4-4 环形接线图 综上所述，根据《供配电系统设计规范》GB50052-92中规定，并且该工厂有较多的车间，各车间之间也没有任何电气联系，综上分析我采用单回路放射式供电网络结构。 14 第5章 短路计算 5.1 短路及其原因 供配电系统在运行过程中，不可避免地会发生各种故障和不正常运行状态，其中最常见的也是最严重的一种故障就是短路。短路是指供配电系统中不同电位的导体之间的低阻性短接。 引起短路发生的原因有很多，主要有以下几个方面: (1)电气绝缘损坏 由于设备长期运行，绝缘自然老化而损坏;或由于设备本身不合格、绝缘强度不够而被正常电压击穿;或者设备绝缘正常而被过电压(包括雷电过电压)击穿;或者是设备绝缘受到外力损伤而导致短路。 (2)误操作 工作人员由于未遵守安全操作规程而发生误操作;或者是将低电压的设备接入较高电压的电路中而造成设备的击穿短路。 (3)鸟兽危害 鸟兽跨越在裸露的相线之间或相线与接地物体之间;咬坏设备导线电缆的绝缘，也是导致短路发生的一个原因。 5.2 短路电流计算的目的及方法 短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。 进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。 接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。 短路电流计算的方法，常用的有欧姆法和标幺值法。 15 5.3 短路电流计算 本设计采用标幺值进行短路计算 绘制等效电路如图5-1，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标出短路 计算点。 K-2 K-1 *** X2 X X13 图5-1 等效电路图 1、确定基准值 取S=100MV?A, Uc=10.5KV, Uc=0.4KV d12 而I=S/3Uc=100MV?A/(3×10.5KV)=5.5KA d1d1 ， I=S/Uc=100MV?A/(0.4)=144KA 33d2d2 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 (1)电力系统(查表和断路器额定断流容量S=500MV?A) oc *SS X=/=100/500=0.2 1doc (2)架空线路(查表使用LGJ-150的X=0.36?/km,而且线路长8km) 0 S*d X==0.36×8×100/ 10.5= 2.6 Xl，202Uc (3)电力变压器(查表得变压器阻抗电压U%=4.5) k 3US%4.5，100，10*Kd X= ,,4.53S100100，1000N 3、求K-1点的短路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量 (1)总阻抗标幺值 **X* (k-1)=X+X=0.2+2.6=2.8 12, (2)三相短路电流周期分量有效值 (3)X* I=I/(k-1)=5.5kA/2.8=1.96kA k-1d1, (3)其他三相短路电流 (3)(3)(3),, ==I=1.96kA IIk-1, (3) kA i,2.55，1.96KA,5.0sh I=1.51×1.96kA=2.96kA sh(3) 16 (4)三相短路容量 (3)X* S=S/(k-1)=100MV?A/2.8=35.7MV?A k-1d, 4、求K-2点的短路总阻抗标幺值及三相短路容量和短路电流 (1)总阻抗标幺值 ***X*(k-2)=X+X+X=0.2+2.6+4.5=7.3 123, (2)三相短路电流周期分量有效值 (3)X* I=I/(k-2)=144KA/7.3=19.7KA k-2d2, (3)其他三相短路电流 (3)(3)(3),, ==I=19.7KA IIk-2, (3) KA i,1.84，19.7KA,36.2sh (3)， I=1.0919.7KA=21.5KA sh (4)三相短路容量 (3), S=S/(k-2)=100MV?A/7.3=13.7MV?A Xk-2d, 5、短路电流计算结果如下表5-2 表5-2 三相短路电流/KA 三相短路容量/MV?A (3)(3)(3)(3)(3)(3)I I I i I S ,kshshkK?1点 1.96 1.96 1.96 5.0 2.96 35.7 K?2点 19.7 19.7 19.7 36.2 21.5 13.7 17 第6章 主要电气设备的选择与校验 6.1 导线、电线的选择原则 为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行导线和电缆截面选择时必须满足下列条件: (1)发热条件 导线和电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。 (2)电压损耗条件 导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。 (3)机械强度 导线(包括裸线和绝缘导线)截面不应小于其最小允许截面。电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。母线也应校验短路时的稳定度。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。10KV及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件来选择截面，再校验电压损耗和机械强度。 (4)经济电流密度 35KV及以上的高压线路及电压在35KV以下但距离长电流大的线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年费用支出最小。所选截面，称为“经济截面”。此种选择原则，称为“年费用支出最小”原则。 6.2 导线、电缆线的选择 1、10KV高压进线截面选择 采用经济电流密度法选择截面: IP3U3cos, 已知 =/ =812.2/×10×0.91 =51.5 A 30N30 j由表查得经济电流密度=1.73，因此经济截面: ec 22AIjmmmm =/=51.5/1.73= 30 ec30ec 2mm选择准截面35，即选LJ—35型铝绞线作为10KV高压进线，查表可知最 2A小允许截面 =35mm满足机械强度的要求，又由于线路很短，所以不需要校min 18 验电压损耗。 用同样的选择方法选择高低压母线: 10kV母线选择LMY-3(40×4)型硬铝线; 380V侧母线选择LMY-3(120×10)+80×6型硬铝线 、由高压配电室至主变压器的一段引入电缆的选择校验 2 电缆选择的主要矛依据是能否承受短时短路电流的作用，因此，按发热条件选择。我准备采用YJL22—10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设，电 2II缆距地面0.8米。由= =51.5A及土壤温度25度查表，初选缆芯为25的mm301N II交联电缆，其允许载流量 =90A>，满足发热条件。 al30 校验短路热稳定:按热稳定校验条件计算满足短路热稳定的最小截面 (3)I(3)222,A,tt,4=22,满足发热mmal30条件。校验电压损耗量。由平面图量得变电所至1号厂房距离约100m，而由表查 2,,RXP得120的铝芯电缆=0.31/KM，=0.07/KM，又1号厂房的=94.8KW，mm0030 =91.8kvar，因此电压损耗为: Q30 pRqX(，),?U ==(94.8×0.31×0.1+91.8×0.07×0.1)/0.38=9.4V UN 线路电压损耗的百分值为: ,UU ?U%=×100%=(9.4/380) ×100%=2.5%<%=5% alUN 工程设计中规定一般线路的允许电压损耗不超过5%。 短路热稳定度校验:按校验公式求得满足短路热稳定度的最小截面 2tA=224mm，式中——变电所高压侧过电流保护动作时间，按0.5s整定，再immin 2A加上断路器断路时间0.2s，为0.7s。由于前面所选120mm的缆芯截面小于,min 2不满足短路热稳定度要求，因此改选缆芯150mm的聚氯乙烯电缆，即VLV22—1000—3×240+1×120的四芯电缆。 选择方法同上:2号，3号，4号，6号，7号，8号，9号，10号均采用型号均为VLV—22—1000—3×240+1×120的四芯电缆。 4、馈电给5号厂房(仓库)的线路 19 因仓库在变电所旁且共一建筑物，故采用聚氯乙烯绝缘铝芯导线BLV—1000型5根(3根相线，1根中线，1根保护线)穿硬塑料管埋地敷设，选择及计算方法同3。 5、馈电给生活区的线路 ×LJ—120+1×LJ—70三相四线架空线路，选择及计算方法同3。采用四回路3 作为备用电源的高压联络线采用相同方法进行选择校验: 采用YJL22—10000型交联聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，直接埋地敷设，相距约2KM的邻近单位变配电所的10KV母线相连。 6.3 高压侧设备选型与校验 1、隔离开关的选择与校验 选用GN6-10/200型户内高压隔离开关 表6-1 序号 装设处的电气条件 GN6-10/200 结论 项目 数据 项目 数据 Uu1 10KV 10KV 满足要求 Nr II2 51.5A 200A 满足要求 cr1 ii3 36.2KA 52KA 满足要求 maxsh 2222I.t4 I.t 满足要求 19.7，431.5，4,tim 由表6-1可知，所选隔离开关满足要求。 2、断路器的选择与校验 选择SN10-10/630型少油断路器 表6-2 序号 装设处的电气条件 SNS10-10?/630 结论 项目 数据 项目 数据 Uu1 10KV 10KV 满足要求 Nr II2 51.5A 630A 满足要求 cr1 ii3 36.2KA 40KA 满足要求 maxsh 2222I.t4 I.t 20，4 满足要求 19.7，4,tim 由表6-2可知所选断路器满足要求。 3、电流互感器的选择与校验 选用户内高压LQJ-10型电流互感器 20 表6-3 序号 装设处的电气条件 LQJ-10 结论 项目 数据 项目 数据 Uu 10KV 10KV 满足要求 1 Nr I2 51.5A I 100A 满足要求 cr1 ii3 36.2KA 100KA 满足要求 maxsh 22224 I.t 满足要求 I.t90，119.7，4,tim 由表6-3可知所选的电流互感器满足设计要求。 4、电压互感器的选择 选用JDZJ-10型电压互感器，此电压互感器为单相接地浇注式电压互感器，并用剩余电压绕组。 UU==10KV Nr U—电压互感器额定电压 r U—系统标称电压 N 由此可知，所选电压互感器满足要求。 6.4 开关柜的选择 1、高压开关柜的选择 高压开关柜，是按照一定的线路方案将有关一、二次设备或元器件组装而成的一种高压成套配电设备。在发电厂和变电所中，高压开关柜作为控制和保护发电机、变压器以及高压线路之用，也可作为大型高压交流电动机的启动和保护之用。高压开关柜中安装由高压开关设备、母线、绝缘子、电流互感器、保护电器和监测仪表等。 高压开关柜由固定式和手车式两大类型。手车式又分为落地手车式和中置式(断路器装于小型车上，并置于开关柜的中间位置)手车式两种。 无论固定式或手车式高压开关柜均装设了防止电气误操作的闭锁装置，即所谓的“五防”――防止误跳、误合断路器，防止带负载分、合隔离开关(防止带负载推入或拉出手车)，防止带电挂接地线(防止带电闭合接地刀开关)，防止带接地线合隔离开关(防止接地刀开关闭合时，小车推入运行位置)，防止人员误入带电间隔。固定式高压开关柜主要型号有GG-1A型、KGN-10型铠装型固定式金属封闭式开关柜等。手车式高压开关柜主要型号有GC-10型、JYN-10型等。中置式手车高压开关柜的型号有KYN28-12型、KYN46-12型等。 21 我国目前固定式高压开关柜和手车式高压开关柜将逐渐退役，被中置式手车高压开关柜所取代。 中置式手车高压开关柜体积小，占地面积小，这一点在寸土如金的城市建设中尤为重要。高压断路器(主要是真空断路器)和操动机构等设备是装置于开关柜中间的可以拉出和推入开关柜的手车上的，这些设备需要检修时，可随时拉出，再推入同类备用手车，即可恢复通电。由于手车体积小，轻便，推入、拉出方便，因此采用中置式手车柜，较之采用固定式开关柜，具有检修安全、方便，可大大缩短停电时间等显著优点。 高压设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设备应工作安全可靠，运行方便，投资经济合理。高压刀开关柜的选择应满足变电所一次电路图的要求，并各方案经济比较优选出开关柜型号及一次结线方案编号，同时确定其中所有一次设备的型号规格。 2、配电所高压开关柜的选择 高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置，在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机、变压器和高压线路之用，也可作为大型高压开关设备、保护电器、监视仪表和母线、绝缘子等。高压开关柜有固定式和手车式(移可式)两大类型。 为了满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时也基于设备应工作安全可靠，运行方便，投资经济合理等方面，本设计是10KV电源进线，我选用较为经济的固定式GG-1A(F)型高压开关柜。并且对于工厂变电所高压开关柜母线我采用LMY型硬母线。 22 主变压器的继电保护 第7章 7.1 保护要求 按GB50062—92《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》规定:对电力变压器的下列故障及异常运行方式，应装设相应的保护装置: (1)绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路; (2)绕组的匝间短路; (3)外部相间短路引过的过电流; (4)中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压; (5)过负荷; (6)油面降低; (7)变压器温度升高或油箱压力升高或冷却系统故障。 对于高压侧为6,10KV的车间变电所主变压器来说，通常装设有带时限的过电流保护;如过电流保护动作时间大于0.5,0.7s时，还应装设电流速断保护。容量在800KV?A及以上的油浸式变压器和400KV?A及以上的变压器，当数台并列运行或单台运行并作为其它负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。过负荷保护及瓦斯保护在轻微故障时(通称“轻瓦斯”)，动作于信号，而其它保护包括瓦斯保护在严重故障时(通称“重瓦斯”)，一般均动作于跳闸。 在本设计中，根据要求需装设过电流保护、电流速断保护、过负荷保护。对于由外部相间短路引起的过电流，保护应装于下列各侧: (1) 对于双线圈变压器，装于主电源侧。 (2) 对三线圈变压器，一般装于主电源的保护应带两段时限，以较小的时限断开未装保护的断路器。当以上方式满足灵敏性要求时，则允许在各侧装设保护，各侧保护应根据选择性的要求装设方向元件。 (3) 除主电源侧外，其他各侧保护只要求作为相邻元件的后备保护，而不要求作为变压器内部故障的后备保护。 (4)保护装置对各侧母线的各类短路应具有足够的灵敏性。相邻线路由变压器作远后备时，一般要求对线路不对称短路具有足够的灵敏性。相邻线路大量瓦斯时，一般动作于断开的各侧断路器。 (5) 保护装置对各侧母线的各类短路应具有足够的灵敏性。相邻线路由变 23 压器作远后备时，一般要求对线路不对称短路具有足够的灵敏性。相邻线路大量瓦斯时，一般动作于断开的各侧断路器。如变压器高采用远后备时，不作具体规定。 (6) 对某些稀有的故障类型(例如110KV及其以上电力网的三相短路)允许保护装置无选择性动作。 变压器差动保护动作电流应满足以下三个条件: (1) 应躲过变压器差动保护区外出现的最大短路不平衡电流 (2) 应躲过变压器的励磁涌流 (3) 在电流互感器二次回路端线且变压器处于最大符合时，差动保护不应动作 7.2 保护装置及整定计算 7.2.1 过电流保护动作电流及时间的整定 线路最大负荷持续工作电流 I3I=2=2×1000KVA/(×10KV)= 115A 30L,max KkKK取=1.3 , =100/5=20 , =1 , =0.8 reliwre KKrelw因此动作电流为 =1.3×1×115A/(0.8×20)=9.3A I,IopL.maxKKrei 故动作电流整定为10A。 因本变电所为电力系统的终端变电所，故其过电流保护的动作时间(10倍动作电流动作时间)可整定为最短的0.5s。 ,tt即:-?t=0.5s 21 7.2.2 变压器过电流保护的灵敏系数的检验 SII利用检验公式:=/?1.5，其中 Pk,minOP,1 KII =/=0.886×19.7KA/(10KV/0.4KV)=0.682KA tk,minK,2 IkKI=/=10A×20/1=200A， OPiwOP,1 S因此其保护灵敏系数为:=682A/200A=3.41>1.5， P 因此满足灵敏系数的要求。 24 7.2.3 装设电流速断保护 利用GL15的速断装置 (1) 速断电流的整定: K,Krelw利用式:= IIqbkmaxK,Kit KKKKI其中=19.7KA, =1.4, =1, =100/5=20, =10/0.4=25, relwitk,max 因此速断电流为: I=(1.4×1/20×25)×19700A=55A qb 速断电流倍数整定为: KI=I/=55A/10A=5.5 qpOPqb (2) 电流速断保护灵敏系数的检验: 利用式: KI(3)wk,minSI=?2，其中=0.866I=0.866×1970A=1706A k-1Pk,minKIiqb 因此其保护灵敏系数为: S =1×1706A/(2×1100A)=1.55 P 按GB50062—92规定，电流保护的最小灵敏系数为1.5，因此这里装设的电流 速断保护的灵敏系数是达到要求的。但按JBJ6—96和T16—92的规定，其最小灵 敏系数为2，则这里装设的电流速断保护灵敏系数偏低一些。 7.2.4 作为备用电源的高压联络线的继电保护装置 装设反时限过电流保护。采用GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器式 接线，去分流跳闸的操作方式。 (1) 过电流保护动作电流的调整: KKrelw利用整流公式: I,IopL.maxKKrei ，IK2IIK其中=,取=0.652A=31.2A,K=1.3, =0.8,=50/5=10,K=1 relw30iL,max30re 因此动作电流为: I=(1.3×1/0.8×10)×2×31.2=10.1A，由此电流整定为10A。 OP 25 (2) 过电流保护动作时间的整定:按终端保护考虑，动作时间整定为0.5S。 (3) 过电流保护灵敏系数:因无临近单位变电所10KV母线经联络线至本厂变电所低压母线的短路数据，无法检验灵敏系数。 (4) 装设电流速断保护:亦利用GL15的速断装置，但因无临近单位变电所10KV母线经联络线至本厂变电所低压母线的短路数据，无法整定计算和检验灵敏系数。 (5) 变电所低压侧的保护装置 ?低压总开关采用DW15—1500/3型低压断路器，三相均装过流脱扣器，既可保护低压侧的相间短路和过负荷，且可保护低压侧单相接地短路。 ?低压侧所有出线上均采用DZ20型低压断路控制器，其瞬时脱扣器可实现对线路短路故障的保护。 26 第8章 防雷与接地 8.1 防雷设备 防雷的设备主要有接闪器和避雷器。其中，接闪器就是专门用来接受直接雷击(雷闪)的金属物体。接闪的金属称为避雷针。接闪的金属线称为避雷线，或称架空地线。接闪的金属带称为避雷带。接闪的金属网称为避雷网。 避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其它建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器应与被保护设备并联，装在被保护设备的电源侧。当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器的火花间隙就被击穿，或由高阻变为低阻，使过电压对大地放电，从而保护了设备的绝缘。避雷器的型式，主要有阀式和排气式等。 8.2 防雷措施 8.2.1 架空线路的防雷措施 (1)架设避雷线 这是防雷的有效措施，但造价高，因此只在66KV及以上的架空线路上才沿全线装设。35KV的架空线路上，一般只在进出变配电所的一段线路上装设。而10KV及以下的线路上一般不装设避雷线。 (2)提高线路本身的绝缘水平 在架空线路上，可采用木横担、瓷横担或高一级的绝缘子，以提高线路的防雷水平，这是10KV及以下架空线路防雷的基本措施。 (3)利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线 由于3,10KV的线路是中性点不接地系统，因此可在三角形排列的顶线绝缘子装以保护间隙。在出现雷电过电压时，顶线绝缘子上的保护间隙被击穿，通过其接地引下线对地泄放雷电流，从而保护了下面两根导线，也不会引起线路断路器跳闸。 (4)装设自动重合闸装置 线路上因雷击放电而产生的短路是由电弧引起的。在断路器跳闸后，电弧即自行熄灭。如果采用一次ARD，使断路器经0.5s或稍长一点时间后自动重合闸，电弧通常不会复燃，从而能恢复供电，这对一般用户不会有什么影响。 27 (5)个别绝缘薄弱地点加装避雷器 对架空线路上个别绝缘薄弱地点，如跨越杆、转角杆、分支杆、带拉线杆以及木杆线路中个别金属杆等处，可装设排气式避雷器或保护间隙。 8.2.2 变配电所的防雷措施 (1)装设避雷针防护直击雷 室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。如果变配电所处在附近高建(构)筑物上防雷设施保护范围之内或变配电所本身为室内型时，不必再考虑直击雷的保护。 (2)装设避雷器防护感应雷及雷电侵入波 变配电所高压侧装设避雷器主要用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变配电所，损坏变配电所的变压器。为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装，但是变配电所内的其他设备也需要保护，又应当尽量减少避雷器的组数，因此避雷器到变压器或其他被保护设备之间会有一定的电气距离。如果这个距离过大，会使避雷器失去对变压器的保护作用，因此这个距离是有限制的。按变压器的允许过电压可得出避雷器到变压器或其他被保护设备之间的最大允许电气距离。如阀工避雷器至3,10KV主变压器的最大允许电气距离如表8-1所示。 表8-1 阀工避雷器至3,10KV主变压器的最大允许电气距离 雷雨季节经常运行的进线路数 1 2 3 ?4 避雷器至主变压器的最大电气距离/m 15 23 27 30 另外还应注意，避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起。在每路进线终端和每段母线上，均装有阀式避雷器。如果进线是具有一段引入电缆的架空线路，则在架空线路终端的电缆头处装设阀式避雷器或排气式避雷器，其接地端与电缆头外壳相联后接地。 (3)低压侧装设避雷器 这主要用在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。当变压器低压侧中性点不接地时(如IT系统)，其中性点可装设阀式避雷器或金属氧化物避雷器或保护间隙。 28 8.3 接地设计 8.3.1 接地与接地装置 电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。 接地线与接地体合称为接地装置。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。其中接地线又分为接地干线和接地支线。接地干线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。 8.3.2 确定此配电所公共接地装置的垂直接地钢管和连接扁钢 1、确定接地电阻 按相关资料可确定此配电所公共接地装置的接地电阻应满足以下两个条件: R ?4Ω E RI ?120V/=120V/27A=4.4Ω EE II式中IE的计算为: = = 10×(80，35×25)A/350 = 27A CE R故 ? 4Ω E R综上可知，此配电所总的接地电阻应为?4Ω E 2、接地装置初步方案 现初步考虑围绕变电所建筑四周，距变电所2,3m，打入一圈直径50mm、长2.5m的钢管接地体，每隔5m打入一根,管顶距离地面0.6m，管间用40×4mm2的扁钢焊接。变电所的变压器室有两条接地干线，高低压配电室各有一条接地干线与室外公共接地在装置焊接相连。 3、计算单根钢管接地电阻 ,查相关资料得土质的= 100Ω?m R则单根钢管接地电阻?100Ω?m/2.5m =40Ω E(1) 4、确定接地钢管数和最后的接地方案 29 根据R/R= 40/4 =10，但考虑到管间的电流屏蔽效应，初选15根直径50mm、E(1)E 长2.5m的钢管作接地体。以n =15和a/=2(管间距离和管子长度之比)再查有关l ,E资料可得利用系数 ? 0.65。 因此可得 n =R/(,×R) = 40Ω/(0.65×4)Ω ? 15 E(1)EE 考虑到接地体的均匀对称布置，选16根直径为50mm、长2.5m的钢管作接地 2体，用40×4的扁钢连接，环形布置。 mm 综上所述我选择双针等高避雷。 30 河南城建学院本科毕业设计( 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ) 参考文献 考 文 献 参 [1]刘介才.工厂供电.机械工业出版社.2005年7月第4版 [2]焦留成.实用供配电技术手册.机械工业出版社.2001年8月 [3]王子午，徐泽植.常用供配电设备选型手册.煤炭工业出版社. 1998年2月第一版 [4]牛新国.电工技术常用公式与数据手册.金盾出版社.1993 [5]胡庆生.现代电气工程实用技术手册.机械出版社.1981 [6]崔家佩.电力系统继电保护与安全自动化装置整定计算.水利电力出版社 .1993 [7]王子午，陈昌.10kV及以下供配电设计与安装图集.煤炭工业出版社.2002年1月第一版 [8]王宇，王志惠，张蓉.工厂供配电技术.中国电力出版社.2006 [9]徐滤非.供配电系统.机械工业出版社.2007年9月 [10]上海市化学工业学校，孙瑞君.《工厂供电》学习与指导.化学工业出版社.1999 [11]唐志平，魏胜宏，杨卫东.工厂供配电.电子工业出版社.2002年6月 31 致 谢 32 附 录 1、工厂总平面图 2、降压变电所平面图 3、降压变电所主接线图 文档来源网络，版权归原作者。 33 如有侵权，请告知，我看到会立刻处理。 34