工廠供電課程設(shè)計(jì)_某冶金機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)

工廠供電課程設(shè)計(jì)某冶金機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)班級電氣工程及其自動(dòng)化姓名學(xué)號指導(dǎo)老師2012年1月目錄前言3第一章設(shè)計(jì)任務(wù)4一、設(shè)計(jì)題目4二、設(shè)計(jì)要求4三、設(shè)計(jì)依據(jù)41工廠總平面圖42工廠負(fù)荷情況53供用電協(xié)議54氣象條件55地質(zhì)水文資料5第二章負(fù)荷計(jì)算6第三章變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線方案的選擇12（一）年耗電量的估算12（二）變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇12（三）變電所主變壓器容量的選擇12（四）變電所主接線方案的選擇13第四章變電所高、低壓線路的選擇10（一）高壓線路導(dǎo)線的選擇10（二）低壓線路導(dǎo)線的選擇10第五章改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì)第六章短路電流的計(jì)算14第七章變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)16（一）一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)校驗(yàn)的原則16I按工作電壓選擇16II按工作電流選擇16III按斷流能力選擇16IV隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)16（二）變電所高壓側(cè)一次設(shè)備的選擇17（三）變電所高壓側(cè)一次設(shè)備的校驗(yàn)17（四）變電所低壓一次設(shè)備的選擇18（五）變電所低壓一次設(shè)備的校驗(yàn)18第八章變電所低壓干線、支線上的熔絲及型號19（一）保護(hù)電力線路的熔斷器熔體電流的選擇19（二）保護(hù)電力變壓器的熔斷器熔體電流的選擇20（三）保護(hù)電壓互感器的熔斷器熔體電流的選擇20（四）熔斷器的選擇與校驗(yàn)20（五）熔斷器保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)21第九章變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定22（一）二次回路方案選擇22（二）繼電保護(hù)的整定221變壓器繼電保護(hù)232）10KV側(cè)繼電保護(hù)233）038KV側(cè)低壓斷路器保護(hù)24結(jié)束語26參考文獻(xiàn)27附圖27附圖一某冶金機(jī)械廠變電所電氣主接線圖27附圖二某冶金機(jī)械廠變平面接線圖27前言眾所周知，電能是生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供；電能的輸送的分配既簡單，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。因此，做好工廠供電工作對于工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。當(dāng)下供配電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是提高供電電壓以解決大型城市配電距離長，配電功率大的問題，這在我國城市已經(jīng)有先例。逐步淘汰等級因?yàn)檫^細(xì)的電壓分級不利于電氣設(shè)備制造的發(fā)展。降低功率損耗擴(kuò)大異步電動(dòng)機(jī)的制造容量，只是由于我國在設(shè)備上還不能全面配套而尚未推廣。供配電系統(tǒng)自動(dòng)化借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，對配電網(wǎng)進(jìn)行離線和在線的智能化監(jiān)控管理。做到保護(hù)、運(yùn)行、管理的自動(dòng)化，提高工作效率，增強(qiáng)供配電系統(tǒng)的可靠性。關(guān)鍵詞電力、供配電系統(tǒng)、電能、節(jié)能、自動(dòng)化第一章設(shè)計(jì)任務(wù)一、設(shè)計(jì)題目某冶金機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)要求要根據(jù)本廠所能取得的電源及用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠發(fā)展，按照可靠性、技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇、整定繼電保護(hù)裝置，確定防雷和接地裝置,最后要求寫出設(shè)計(jì)說明書，繪出設(shè)計(jì)圖樣。三、設(shè)計(jì)依據(jù)1工廠總平面圖如下X機(jī)械廠總平面圖比例120公共電源進(jìn)線鄰廠大街廠門后廠門廠區(qū)宿舍區(qū)的負(fù)荷中心工廠宿舍區(qū)橋河流北大街2工廠負(fù)荷情況該廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷小時(shí)數(shù)為4800H，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為8H。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負(fù)荷外，其余為三級負(fù)荷。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。照明及家用電器均為單相，額定電壓為220V。該廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如下3供用電協(xié)議按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10KV的公用電源線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號為LGJ185,導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為12米；電力系統(tǒng)饋電變電站距本廠6KM,該干線首端所裝高壓斷路器的斷流容量為500MVA，此斷路器配備有定時(shí)限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，其定時(shí)限過電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為15秒。為滿足工廠二級負(fù)荷的要求，可采用高壓或低壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。廠房編號用電單位名稱負(fù)荷性質(zhì)設(shè)備容量/KW需要系數(shù)功率因數(shù)動(dòng)力720240641倉庫照明3407810動(dòng)力2820340672鑄造車間照明907810動(dòng)力2820240623鍛壓車間照明907810動(dòng)力2820240624金工車間照明907810動(dòng)力2820240625工具車間照明907810動(dòng)力2120480746電鍍車間照明907810動(dòng)力1420480747熱處理車間照明907810動(dòng)力1420340698裝配車間照明907810動(dòng)力1420240649機(jī)修車間照明5207810動(dòng)爐房照明3407810宿舍區(qū)照明282068104氣象條件（1）最熱月平均最高氣溫為315；C（2）年最高氣溫為40；（3）土壤中08米深處一年中最熱月平均溫度為287；C（4）年雷暴日為313天；（5）土壤凍結(jié)深度為11米；（6）夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)。5地質(zhì)及水文資料本廠所在地區(qū)平均海拔130M，地層以沙粘土為主，地下水位為3M。第二章負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算采用需要系數(shù)法對各個(gè)車間進(jìn)行計(jì)算，并將照明和動(dòng)力部分分開計(jì)算，照明部分最后和宿舍區(qū)照明一起計(jì)算。具體步驟如下1倉庫動(dòng)力部分；30172041728PKWK30172810275VARQKWK；593SVA4938VAI照明部分；30120652K3012鑄造車間動(dòng)力部分；30218034958PKWK302195810624VARQKWK229516SVA4377VAI照明部分；3027KK3023鍛壓車間動(dòng)力部分；3012804678PKWK30167812658VARQKWK267519SVA9433VAI照明部分；30297802PKWK302Q4金工車間動(dòng)力部分；30412804678KK304167812658VARKWK267519SVA94303VAI照明部分；3042PKWK3042Q5工具車間動(dòng)力部分；30512804678PKWK305167812658VARQKWK267519SVA94303VAI照明部分；302KK30526電鍍車間動(dòng)力部分；30612048176PKWK7925VARQ230613SVA306175208953KVAI照明部分；30629782PKKW2Q7熱處理車間動(dòng)力部分；3071420861KWK3071680961VARKK269SVA235VAI照明部分；30727PKKW3072Q8裝配車間動(dòng)力部分；30814203482PKWK308142104956VARQKWK5697SVA673138VAI照明部分；3082KK30829機(jī)修車間動(dòng)力部分；3091420348PKWK309148120493VARQKWK28956SVA53687VAI照明部分；3027KK309210鍋爐房動(dòng)力部分；301420861PKWK3016812086VARQKWK265SVA51573VAI照明部分；3012472KK01211宿舍區(qū)照明30128696PW3012Q取全廠的同時(shí)系數(shù)為，則全廠的計(jì)算負(fù)荷為095PK097Q11303030295864256IIIIPPKWK17975VAR90VARIIQK；2230845608SVA3018291650KVAI二無功功率補(bǔ)償由以上計(jì)算可得變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為301892SKVA這時(shí)低壓側(cè)的功率因數(shù)為，為使高壓側(cè)的功率因數(shù)28456COS7109090，則低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)高于090，取。要使低壓COS095側(cè)的功率因數(shù)由077提高到095，則低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為6904TANRCOS07TANRCOS095VAR3416VARCQKK取350則補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為VK22302856943587SKVA計(jì)算電流3027106KVAI變壓器的功率損耗為3029872187TPSKVAKW60542VARQ變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為301842561873PKWKW930VAR542AR942VARQ2301970SKVAK3019475468KVAI補(bǔ)償后的功率因數(shù)為滿足（大于090）的要求。863COS94第三章變電所高、低壓線路的選擇為了保證供電的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)，選擇導(dǎo)線和電纜時(shí)應(yīng)滿足下列條件發(fā)熱條件；電壓損耗條件；經(jīng)濟(jì)電流密度；機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)一般10KV及以下的高壓線路和低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜截面，再校驗(yàn)其電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。對于低壓照明線路，因?qū)﹄妷核揭筝^高，通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。（一）高壓線路導(dǎo)線的選擇架空進(jìn)線后接銅芯交聯(lián)聚氯乙烯絕緣鋼鎧護(hù)套電力電纜BLV95,因高壓側(cè)計(jì)算電流，所選電纜的允許載流量滿足305468IA30125468ALIAI發(fā)熱條件。（二）低壓線路導(dǎo)線的選擇由于沒有設(shè)單獨(dú)的車間變電所，進(jìn)入各個(gè)車間的導(dǎo)線接線采用TNCS系統(tǒng)；從變電所到各個(gè)車間及宿舍區(qū)用埋地電纜供電，電纜采用LGJ185型鋼芯鋁線電纜，根據(jù)不同的車間負(fù)荷采用不同的截面。其中導(dǎo)線和電纜的截面選擇滿足條件1相線截面的選擇以滿足發(fā)熱條件即，；30ALI2中性線（N線）截面選擇，這里采用的為一般三相四線，滿足；05A3保護(hù)線（PE線）的截面選擇一、時(shí)，；235AM05PEA二、時(shí)，16三、時(shí)，22216M4保護(hù)中性線（PEN）的選擇，?。∟線）與（PE）的最大截面。結(jié)合計(jì)算負(fù)荷，可得到由變電所到各個(gè)車間的低壓電纜的型號為倉庫LGJ50201385ALIA鑄造車間LGJ50兩根并聯(lián)2174ALA鍛壓車間LGJ506ALI金工車間LGJ50201583LA工具車間LGJ50ALI電鍍車間LGJ7079L熱處理車間LGJ5020135ALIA裝配車間LGJ5020163ALIA機(jī)修車間LGJ16589L鍋爐房LGJ50ALI宿舍區(qū)LGJ95321LA另外，送至各車間的照明線路采用銅芯聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線BV型號。第四章變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線方案的選擇（一）年耗電量的估算年有功電能消耗量及年無功電能耗電量可由下式計(jì)算得到年有功電能消耗量30PWPT年無功電能耗電量QQ結(jié)合本廠的情況，年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為4800H，取年平均有功負(fù)荷系數(shù)，年平均無功負(fù)荷系數(shù)。由此可得本廠072078年有功耗電量624562910PWKWHKWH年無功耗電量0789VAR805Q（二）變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器有大量一級或二級負(fù)荷；季節(jié)性負(fù)荷變化較大；集中負(fù)荷較大。結(jié)合本廠的情況，考慮到二級重要負(fù)荷的供電安全可靠，故選擇兩臺(tái)主變壓器。（三）變電所主變壓器容量選擇。每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件NTS1、暗備用條件任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足3067NTSS2、明備用條件任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足，即滿足全30I部一、二級負(fù)荷需求。代入數(shù)據(jù)可得（0607）（5682066290）。NTS9470KVAKVA考慮到未來510年的負(fù)荷發(fā)展，初步取1000。考慮到安全性和可NTS靠性的問題，確定變壓器為SC9系列箱型干式變壓器。型號SC91000/10，其主要技術(shù)指標(biāo)如下表所示額定電壓/KV損耗/KW變壓器型號額定容量/KVA高壓低壓聯(lián)結(jié)組型號空載負(fù)載空載電流0I短路阻抗KUSC91000/10100010504DYN1114575136（附參考尺寸（MM）長1570寬1065高11667重量（KG）3000）（四）變電所主接線方案的選擇方案高、低壓側(cè)均采用單母線分段優(yōu)點(diǎn)用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同母線段引出兩個(gè)回路，用兩個(gè)電路供電；當(dāng)一段母線故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點(diǎn)當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)檢修時(shí)該母線各出線須停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。方案單母線分段帶旁路優(yōu)點(diǎn)具有單母線分段全部優(yōu)點(diǎn)，在檢修斷路器時(shí)不至中斷對用戶供電。缺點(diǎn)常用于大型電廠和變電中樞，投資高。方案高壓采用單母線、低壓單母線分段優(yōu)點(diǎn)任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過切換操作，即可迅速恢復(fù)對整個(gè)變電所的供電。缺點(diǎn)在高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所需停電。以上三種方案均能滿足主接線要求，采用方案時(shí)雖經(jīng)濟(jì)性最佳，但是其可靠性相比其他兩方案差；采用方案需要的斷路器數(shù)量多，接線復(fù)雜，它們的經(jīng)濟(jì)性能較差；采用方案既滿足負(fù)荷供電要求又較經(jīng)濟(jì)，故本次設(shè)計(jì)選方案。主接線圖，參見附圖一高壓電氣主接線圖第五章改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì)由計(jì)算可得變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為301892SKVA這時(shí)低壓側(cè)的功率因數(shù)為，為使高壓側(cè)的功率因數(shù)28456COS7109090，則低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)高于090，取。要使低壓COS95側(cè)的功率因數(shù)由077提高到095，則低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為6904TANRCOS07TANRCOS095VAR3416VARCQKK取350則補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為VK22302856943587SKVA計(jì)算電流3027106KVAI變壓器的功率損耗為3029872187TPSKVAKW60542VARQ變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為301842561873PKWKW930VAR542AR942VARQ223018673949470SKVAK3019475468KVAI補(bǔ)償后的功率因數(shù)為滿足（大于090）的要求。863COS第六章短路電流的計(jì)算本廠的供電系統(tǒng)簡圖如下圖所示。采用兩路電源供線，一路為距本廠6KM的饋電變電站經(jīng)LGJ185架空線，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為12米；（系統(tǒng)按電源計(jì)），該干線首段所裝高壓斷路器的斷流容量為，此斷路器50MVA配備有定時(shí)限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，其定時(shí)限過電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為15秒；另外一路為鄰廠高壓聯(lián)絡(luò)線，滿足二級負(fù)荷的需要。下面計(jì)算本廠變電所高壓10KV母線上K1點(diǎn)短路和低壓380V母線上K2點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。圖（一）下面采用標(biāo)么制法進(jìn)行短路電流計(jì)算。（一）確定基準(zhǔn)值取，10DSMVA105CUKV204CK則110503DCSMVAIKU2214DDCI（二）計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值1電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值10205MVAX2架空線路的電抗標(biāo)么值2217/60955VAKMK3）電力變壓器的電抗標(biāo)么值由所選的變壓器的技術(shù)參數(shù)得，因此6U3461060MVAXK短路等效電路圖如圖（二）所示圖（二）計(jì)算K1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量1總電抗標(biāo)幺值1209251KX2三相短路電流周期分量有效值310489DKKIAKX3其他三相短路電流取沖擊系數(shù)。31489KI1SHK31824925SHIA315489732SHIK4三相短路容量3110DKKSMVAX計(jì)算K2點(diǎn)短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量1總電抗標(biāo)么值21234|02956/2415KXX2三相短路電流周期分量有效值213DKKIAK3其他三相短路電流3249KI31824986SHIKA315571SHIK4三相短路容量3220244DKKSMVAX第七章變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)（一）一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)校驗(yàn)的原則I按工作電壓選擇設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即，NEUNUEN高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于所在系統(tǒng)的最高電壓，即MAX，高壓開關(guān)設(shè)備、熔斷器、互感器MAXNE10NKVMAX15KV及支柱絕緣額定電壓。2EII按工作電流選擇設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流，即NEI30I30NEIIII按斷流能力選擇設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量，對分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來說，不應(yīng)OCOCS小于它可能的最大短路有效值或短路容量，3KI3OC即或OCKOC對于分?jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來說，則為，為最大負(fù)荷電流。MAXOLIAXLIV隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)A動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件或3MAXSHI3MAXSHI、分別為開關(guān)的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開MAXIAXI3SHI3SHI關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值。B熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件232TIMAI（二）變電所高壓側(cè)一次設(shè)備的選擇根據(jù)冶金機(jī)械廠所在地區(qū)的外界環(huán)境，高壓側(cè)采用JYN210（Z）型戶內(nèi)移開式交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備。此高壓開關(guān)柜的型號JYN210/4ZTTA（說明4一次方案號；Z真空斷路器；T彈簧操動(dòng)；TA干熱帶）。其內(nèi)部高壓一次設(shè)備根據(jù)本廠需求選取，具體設(shè)備見附圖二變電所高壓電氣主接線圖。初選設(shè)備高壓斷路器ZN210/600高壓熔斷器RN110/150電流互感器LQJ10/5電壓互感器JDZJ10高壓隔離開關(guān)GN610/200（三）變電所高壓側(cè)一次設(shè)備的校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流斷流能力校驗(yàn)項(xiàng)目電壓KV電流AKA4SKA參數(shù)NUNISHISHI32IMAT3KI裝設(shè)點(diǎn)條件數(shù)據(jù)1054681245573829564808額定參數(shù)NENEMAXIAX2TOC高壓斷路器ZN210/600106003016453116一次設(shè)備型號規(guī)格高壓熔斷器1015012RN110/150電流互感器LQJ10200/510200/525063429134電壓互感器JDZJ1010/3高壓隔離開關(guān)GN610/200102002552104由上表知高壓側(cè)所選一次設(shè)備的額定電壓、額定電流、動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定均滿足要求。（四）變電所低壓一次設(shè)備的選擇低壓側(cè)采用GGD2型低壓開關(guān)柜，所選擇的主要低壓一次設(shè)備參見附圖三變電所低壓電氣主接線圖部分初選設(shè)備低壓斷路器DW15系列低壓熔斷器RM10系列電壓互感器JDG305電流互感器LQJ、LMZ1系列刀開關(guān)HD系列（五）變電所低壓一次設(shè)備的校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流斷流能力校驗(yàn)項(xiàng)目電壓KV電流AKA4SKA參數(shù)NUISHISHI32IMAT3KI裝設(shè)點(diǎn)條件數(shù)據(jù)38016550888652714918753491額定參數(shù)NEEIMAXIAXI2TOCI一低壓斷路器380400080DW154000/4000低壓熔斷器RM10系列380電壓互感器JDG305380/100次設(shè)備型號規(guī)格電流互感器LMZ13802000/53000/5第八章變電所低壓干線、支線上的熔絲及型號（一）保護(hù)電力線路的熔斷器熔體電流的選擇保護(hù)線路的熔體電流，應(yīng)滿足下列條件1熔體額定電流應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流，以使熔體在線路正常NFEI30I運(yùn)行時(shí)不致熔斷，即30FEI2熔體額定電流還應(yīng)躲過線路的尖峰電流，以使熔體在線路上出NFEPK現(xiàn)正常尖峰電流時(shí)也不致熔斷。由于尖峰電流是短時(shí)最大電流，而熔體加熱熔斷需一定時(shí)間，所以滿足條件為NFEPKKI式中，K為小于1的計(jì)算系數(shù)。對供單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線路熔斷器來說，此系數(shù)應(yīng)根據(jù)熔斷器的特性和電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)情況決定起動(dòng)時(shí)間在3S以下（輕載起動(dòng)），宜取K025035；起動(dòng)時(shí)間在38S（重載起動(dòng)），宜取K03505；啟動(dòng)時(shí)間超過8S或頻繁起動(dòng)、反接制動(dòng)，宜取K0508。對多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線路熔斷器來說，此系數(shù)應(yīng)視為線路上容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)情況、線路尖峰電流與計(jì)算電流的比值接近于1，則可取K1但必須說明，由于熔斷器品種繁多，特性各異，因此上述有關(guān)計(jì)算系數(shù)K的統(tǒng)一取值方法都不一定很恰當(dāng)，故GB500551993通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定保護(hù)交流電動(dòng)機(jī)的熔斷器熔體額定電流“應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的額定電流，且其安秒特性曲線計(jì)及偏差后略高于電動(dòng)機(jī)恰當(dāng)電流和起動(dòng)時(shí)間交點(diǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)和制動(dòng)，熔體的額定電流應(yīng)再加大12級?！?熔斷器保護(hù)還應(yīng)與被保護(hù)的線路相配合，使之不致發(fā)生因過負(fù)荷和短路引起絕緣導(dǎo)線或電纜過熱起燃而熔體不熔斷的事故，因此還應(yīng)滿足條件OLNFEALKI式中，為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許載流量；為絕緣導(dǎo)線和電纜的允ALIOL許短路是過負(fù)荷倍數(shù)。如果熔斷器只作短路保護(hù)時(shí)，對電纜和絕緣導(dǎo)線，取25；對明敷絕緣導(dǎo)線，取15。如果熔斷器不只作短路保護(hù)，而且要求作過負(fù)荷保護(hù)時(shí)應(yīng)取為1（當(dāng)則取為085）。對有爆炸性氣25NFEAI體和粉塵的區(qū)域內(nèi)的線路應(yīng)取為08。二保護(hù)電力變壓器的熔斷器熔體電流的選擇保護(hù)變壓器的熔斷器熔體電流，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)滿足下式要求1520NFENTII式中，為變壓器的額定一次電流。1NTI上式考慮了以下三個(gè)因素1熔體電流要躲過變壓器允許的正常過負(fù)荷電流。油浸式變壓器的正常過負(fù)荷，在室內(nèi)可達(dá)20，室外可達(dá)30。正常過負(fù)荷下熔斷器不應(yīng)熔斷。2熔體電流要躲過來自變壓器低壓側(cè)的電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)引起的尖峰電流。3熔體電流還要躲過變壓器自身的勵(lì)磁涌流。勵(lì)磁涌流又稱空載合閘電流，是變壓器在空載投入時(shí)或者在外部故障切除后突然恢復(fù)電壓時(shí)所產(chǎn)生的一個(gè)電流。（三）保護(hù)電壓互感器的熔斷器熔體電流的選擇由于電壓互感器二次側(cè)的負(fù)荷很小，因此保護(hù)高壓電壓互感器的RN2型熔斷器的熔體額定電流一般為05A。（四）熔斷器的選擇與校驗(yàn)選擇熔斷器是應(yīng)滿足下列條件1熔斷器的額定電壓應(yīng)不低于線路的額定電壓。2熔斷器的額定電流應(yīng)不小于它所裝熔體的額定電流。3熔斷器的類型應(yīng)符合安裝條件（戶內(nèi)或戶外）及被保護(hù)設(shè)備對保護(hù)的技術(shù)要求。熔斷器還必須進(jìn)行斷流能力的校驗(yàn)1對限流式熔斷器（如RN1、RT0等），由于限流式熔斷器能在短路電流達(dá)到?jīng)_擊值之前完全熔斷并熄滅電弧，切除短路，因此需滿足條件3OCI式中，為熔斷器的最大分?jǐn)嚯娏?；為熔斷器安裝地點(diǎn)的三相次3I暫態(tài)短路電流有效值，在無限大容量系統(tǒng)中，。3KI2對非限流式熔斷器（如RW4、RM10等），由于非限流式熔斷器不能在短路電流達(dá)到?jīng)_擊值之前熄滅電弧，切除短路，因此需滿足條件3OCSHI式中，為熔斷器安裝地點(diǎn)的三相短路沖擊電流有效值。3SHI3對具有斷流能力上下限的熔斷器（如RW4等跌開式熔斷器），其斷流能力的上限應(yīng)滿足下列條件2MINOCKI式中，為熔斷器的最小分?jǐn)嚯娏?；為熔斷器所保護(hù)線路末端MINOCII兩相短路電流（對中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)）。（五）熔斷器保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)為了保證熔斷器在其保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí)可靠的熔斷，按規(guī)定，熔斷器保護(hù)的靈敏度應(yīng)滿足下列條件MINKPNFEKIS式中，為熔斷器的額定電流；為熔斷器保護(hù)線路末端在系統(tǒng)NFEIMINKI最小運(yùn)行方式下的最小短路電流；對TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)，為線路末端的單相短路電流或單相接地故障電流；對IT系統(tǒng)和中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，為線路末端的單相短路電流或單相接地故障高壓熔斷器來說，為低壓側(cè)母線的兩相短路電流折算到高壓側(cè)之值；K為靈敏系數(shù)的最小比值，如下表所示。熔體額定電流410A1632A4063A80200A250500A5S455567熔斷時(shí)間04S891011根據(jù)以上原則選擇的低壓干線、支路的熔絲及型號見附圖二第九章變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定一二次回路方案選擇1二次回路電源選擇二次回路操作電源有直流電源，交流電源之分。蓄電池組供電的直流操作電源帶有腐蝕性，并且有爆炸危險(xiǎn)；由整流裝置供電的直流操作電源安全性高，但是經(jīng)濟(jì)性差?？紤]到交流操作電源可使二次回路大大簡化，投資大大減少，且工作可靠，維護(hù)方便。這里采用交流操作電源。2高壓斷路器的控制和信號回路高壓斷路器的控制回路取決于操作機(jī)構(gòu)的形式和操作電源的類別。結(jié)合上面設(shè)備的選擇和電源選擇，采用彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號回路。3電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置A10KV電源進(jìn)線上電能計(jì)量柜裝設(shè)有功電能表和無功電能表；為了解負(fù)荷電流，裝設(shè)電流表一只。B變電所每段母線上裝設(shè)電壓表測量電壓并裝設(shè)絕緣檢測裝置。C電力變壓器高壓側(cè)裝設(shè)電流表和有功電能表各一只。D380V的電源進(jìn)線和變壓器低壓側(cè)各裝一只電流表。E低壓動(dòng)力線路裝設(shè)電流表一只。4電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置在二次回路中安裝自動(dòng)重合閘裝置（ARD）（機(jī)械一次重合式）、備用電源自動(dòng)投入裝置（APD）。（二）繼電保護(hù)的整定繼電保護(hù)要求具有選擇性，速動(dòng)性，可靠性及靈敏性。由于本廠的高壓線路不很長，容量不很大，因此繼電保護(hù)裝置比較簡單。對線路的相間短路保護(hù)，主要采用帶時(shí)限的過電流保護(hù)和瞬時(shí)動(dòng)作的電流速斷保護(hù)；對線路的單相接地保護(hù)采用絕緣監(jiān)視裝置，裝設(shè)在變電所高壓母線上，動(dòng)作于信號。繼電保護(hù)裝置的接線方式采用兩相兩繼電器式接線；繼電保護(hù)裝置的操作方式采用交流操作電源供電中的“去分流跳閘”操作方式（接線簡單，靈敏可靠）；帶時(shí)限過電流保護(hù)采用反時(shí)限過電流保護(hù)裝置。型號都采用GL25/10。其優(yōu)點(diǎn)是繼電器數(shù)量大為減少，而且可同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)，可采用交流操作，運(yùn)行簡單經(jīng)濟(jì)，投資大大降低。此次設(shè)計(jì)對變壓器裝設(shè)過電流保護(hù)、速斷保護(hù)裝置；在低壓側(cè)采用相關(guān)斷路器實(shí)現(xiàn)三段保護(hù)。1變壓器繼電保護(hù)變電所內(nèi)裝有兩臺(tái)10/041000的變壓器。低壓母線側(cè)三相短路電KVA流為，高壓側(cè)繼電保護(hù)用電流互感器的變比為200/5A，繼電器采3491KIA用GL25/10型，接成兩相兩繼電器方式。下面整定該繼電器的動(dòng)作電流，動(dòng)作時(shí)限和速斷電流倍數(shù)。A過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定，13,08,RELREK1WK20/54IMAX2/318LNTIIKVAKA故其動(dòng)作電流13548690OPIA動(dòng)作電流整定為45A。B過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的整定由于此變電所為終端變電所，因此其過電流保護(hù)的10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)限整定為。05SC電流速斷保護(hù)速斷電流倍數(shù)整定取，故其速斷電流為1,RELKMAX34910/13964KIKAKVKA因此速斷電流倍數(shù)整定為524QBN2）10KV側(cè)繼電保護(hù)在此選用GL25/10型繼電器。由以上條件得計(jì)算數(shù)據(jù)變壓器一次側(cè)過電流保護(hù)的10倍動(dòng)作時(shí)限整定為05S；過電流保護(hù)采用兩相兩繼電器式接線；高壓側(cè)線路首端的三相短路電流4889KA；變比為200/5A保護(hù)用電流互感器動(dòng)作電流為45A。下面對高壓母線處的過電流保護(hù)裝置進(jìn)行整定。（高壓母線處1KA繼電保護(hù)用電流互感器變比為200/5A）整定的動(dòng)作電流1KA取，MAX30125468137LIIA13,08,RELRE1W，故/I，1MAX50RELWOPLIIIK根據(jù)GL25/10型繼電器的規(guī)格，動(dòng)作電流整定為6A。整定的動(dòng)作時(shí)限1A母線三相短路電流反映到中的電流KI2KA22148910WKKIKI對的動(dòng)作電流的倍數(shù)，即162KIA2OPI212745KOPIAN由反時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限的整定曲線確定的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間2K06S。2T的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間1KA120760713TSS母線三相短路電流反映到中的電流KI1KA14890WKKII對的動(dòng)作電流的倍數(shù)，即1KIKA1OPI12046KOPIAN所以由10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)限曲線查得的動(dòng)