XX配電工程設(shè)計(jì)畢業(yè)論文全套資料（附cad）

1、前言現(xiàn)在的人們對(duì)供配電的質(zhì)量要求越來越高，例如電器設(shè)備外觀及壽命、供配電可靠性、占用空間的大小等。質(zhì)高價(jià)低的產(chǎn)品，即節(jié)能又不污染環(huán)境的產(chǎn)品最受歡送。當(dāng)然，由于環(huán)境的復(fù)雜，具體工程的要求是不同的，所需要的最合理配電方案也就不同了。所以在電氣行業(yè)中，任何一個(gè)新的配電工程都需要根據(jù)各方面的要求來具體的設(shè)計(jì)，盡管工作量很大，但是對(duì)電能使用上可以做到平安、穩(wěn)定、節(jié)能并可持續(xù)開展。隨著現(xiàn)代工業(yè)的開展，對(duì)電氣設(shè)備控制自動(dòng)化和智能化程度的要求越來越高，利用現(xiàn)代電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將電力設(shè)備在正常及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、電力計(jì)量同工廠集散控制系統(tǒng)DCS、PLC、企業(yè)資源方案

2、管理融合在一起，到達(dá)高層次、高透明度的良好管理，已成為一種必然趨勢(shì)和開展方向。在數(shù)字化的時(shí)代，INTERNET風(fēng)行全球，也改變著全世界。它正式宣布數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)時(shí)代已經(jīng)來臨。這意味著一切運(yùn)行和經(jīng)營(yíng)管理方式均需數(shù)字化，并且必須與電腦、通信相融合。從80年代末到90年代初，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、抗干擾技術(shù)等新技術(shù)的迅速開展，特別是網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的開展使得電力自動(dòng)化技術(shù)得到了空前開展。各大公司開始把這些技術(shù)應(yīng)用于配電系統(tǒng)，也就是所謂的把強(qiáng)電控制與微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)相結(jié)合，從而誕生了智能型開關(guān)柜及相關(guān)產(chǎn)品，如德國(guó)西門子公司SIVACON系列，英國(guó)ALSTOM公司GALA

3、XIS和TRIMLINE系列，ABB公司HONOR系列等。智能化是電氣設(shè)備的開展趨勢(shì)，但各式各樣的智能控制都是要建立在合理的電氣線路的根底上的。為此，掌握配電工程的設(shè)計(jì)思路是十分必要的。而本人所在實(shí)習(xí)單位正是生產(chǎn)降壓變電設(shè)備、配電裝置的威海華通開關(guān)設(shè)備，所以，本人試設(shè)計(jì)威海尚城國(guó)際的配電工程，以充分利用0.4KV10KV變配電裝置。由于本人水平有限，加之時(shí)間比擬倉促，設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤和不當(dāng)之處在所難免，敬請(qǐng)批閱本設(shè)計(jì)的老師和其他讀者批評(píng)指正。設(shè)計(jì)者 二零零五年五月1 概述本次設(shè)計(jì)是針對(duì)山東威海尚城國(guó)際的配電工程進(jìn)行的初步技術(shù)設(shè)計(jì)。尚城國(guó)際是在山東威海市內(nèi)為開展旅游業(yè)而建的大型商城，分為東樓和西

4、樓兩棟近鄰的大廈。威海市位于山東半島最東端，是中韓交流的橋頭堡，自然環(huán)境秀美、幽靜、整潔，被譽(yù)為“最適人居城。威海是一個(gè)很有開展?jié)摿Φ穆糜纬鞘?，所以尚城?guó)際的規(guī)模不亞于大都市的商城。威海市的自然環(huán)境與大連很相近，屬于海洋性氣候，平均空氣濕度適中，低溫極限在-20C左右，高溫極限不超過40C，無易腐蝕性和易爆炸性等，不需要在設(shè)備的選擇上做出這方面的特別要求。由于尚城國(guó)際位于市內(nèi)，接近負(fù)荷中心，電源的引入和配出都很方便，高壓電壓值為10KV，系統(tǒng)容量可視為無窮大。但同時(shí)也因?yàn)槲挥谑袃?nèi)，所以，配電室只能建在室內(nèi)，且由于是大型商城，為了合理的布局和顧客平安，故將變電所建設(shè)于地下室較為合理；室內(nèi)變壓器宜

5、選用干式變壓器；且需要引入雙進(jìn)線以保證供電。據(jù)統(tǒng)計(jì)，尚城國(guó)際配電工程需要向下面的設(shè)備供電：消防卷簾排風(fēng)機(jī)75KW、東樓電梯36 KW、風(fēng)機(jī)64.5 KW、西樓電梯36 KW、消防泵噴淋泵100 KW、潛水泵118.5 KW、潛水泵218.5 KW、生活泵30 KW且計(jì)算容量為100 KW、西樓照明插座1000 KW、東樓照明插座700 KW、直流屏、備用、生活泵110 KW。一個(gè)配電工程可能有各種組合方案，組合方案的變化必然會(huì)影響到投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用的變化。因此，得到可靠、平安、合理、經(jīng)濟(jì)的方案是設(shè)計(jì)工作的核心內(nèi)容。本設(shè)計(jì)是針對(duì)尚城國(guó)際配電工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，配電方案的線路應(yīng)比擬簡(jiǎn)單。初步設(shè)想應(yīng)從高

6、壓網(wǎng)上引進(jìn)至高壓室，在進(jìn)行計(jì)量后送入變電室，經(jīng)變電后送到低壓室對(duì)各設(shè)備進(jìn)行配電。2 負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算的意義及方法在進(jìn)行變配電設(shè)計(jì)前首要任務(wù)就是進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，所謂負(fù)荷計(jì)算就是根據(jù)用戶提供的用電設(shè)備安裝容量，求出計(jì)算負(fù)荷，并正確估計(jì)用戶所需的電力和電量，從而選擇與之匹配的變電設(shè)備。估算的準(zhǔn)確程度，影響著用戶電力設(shè)計(jì)的質(zhì)量，如估算過高，將增加供電設(shè)備的容量，使電網(wǎng)復(fù)雜，浪費(fèi)有色金屬，增加初投資和運(yùn)行管理工作量。但如估算過低，又會(huì)使用電設(shè)備在投入使用后，供電系統(tǒng)的線路及電氣設(shè)備由于承當(dāng)不了實(shí)際符合電流而過熱，加速其絕緣老化的速度，降低使用壽命，增大電能損耗，影響供電系統(tǒng)的正?？煽窟\(yùn)行。因此，在為尚城國(guó)

7、際工程進(jìn)行配電設(shè)計(jì)前，首要任務(wù)就是進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算；并且變電所負(fù)荷的大小是確定變電所的供電系統(tǒng)選擇變壓器容量、導(dǎo)線截面積及量程的依據(jù)，同時(shí)也是繼電保護(hù)整定的重要數(shù)據(jù)。負(fù)荷計(jì)算的方法有：利用系數(shù)法、二項(xiàng)式法、單位電耗法、需要系數(shù)法。目前一般工程的負(fù)荷計(jì)算主要采用需要系數(shù)法或利用系數(shù)法，較為方便快捷。需要系數(shù)法即變電所各設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷容量總是小于它的連接設(shè)備額定總?cè)萘?，其比值叫需要系?shù)Kd。本設(shè)計(jì)中涉及到的設(shè)備需要系數(shù)如表2-11用電設(shè)備組名稱Kdcostan電梯類因本樓為商場(chǎng)用泵、排風(fēng)機(jī)等照明、空調(diào)等設(shè)備插座表2-1用電設(shè)備的需要系數(shù)Kd值需要系數(shù)法求計(jì)算負(fù)荷公式1如下：Pcn=KdnPNn 2-1

8、Qcn=Pcn tann 2-2其中Kdx需要系數(shù) Pcn設(shè)備的有功功率 Qcn設(shè)備的無功功率自然功率因數(shù)角于是 Pc =Pci 2-3Qc=Qci 2-4Sc= 2-52.2負(fù)荷計(jì)算消防卷簾排風(fēng)機(jī)75KW：Pc1=Kd1PN175=60KWQc1=Pc1 tan=600.75=45 KVAR東樓電梯36 KWPc2=Kd2PN2=36=KWQc2=Pc2tan2=1.73=KVAR風(fēng)機(jī)64.5 KWPc3=Kd3PN364=48KWQc3=Pc3tan3=48=36KVAR西樓電梯36 KWPc4=Kd4PN4Qc4=Pc4tan4=VAR消防泵噴淋泵100 KWPc5=Kd5PN5100=

9、75KWQc5=Pc3tan5VAR潛水泵118.5 KWPc6=Kd6PN618.5=13.9KWQc6=Pc6tan613.9VAR潛水泵218.5 KWPc7=Kd7PN718.5=13.9KWQc7=Pc7tan713.9VAR生活泵110 KWPc8=Kd8PN8110=KWQc8=Pc8tan8=KVAR西樓照明插座1000 KWPc9=Kd9PN9=0.91000=900KWQc9=Pc9tan9=900=432KVAR東樓照明插座700 KWPc10=Kd10PN10700=630KWQc10=Pc10tan10=630=3KVAR預(yù)留設(shè)備用支路100KW按普通照明插座計(jì)算Pc

10、11=Kd11PN11100=95KWQc11=Pc11tan11KVAR直流屏55 KW電容儲(chǔ)能Pc12=Kd12PN1255=11KW有功功率：Pc =Pci = 60+28.8+48+28.8+75+13.9+13.9+82.5+900+630+95+11=KW無功功率：Qc=Qci=45+49.8+48+49.8+56.3+10.4+10.4+61.9+432+=11KVAR總計(jì)算容量Sc=KW工程自然功率因數(shù)：cos= 0.873由于自然功率因數(shù)低于0.9，故應(yīng)進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。補(bǔ)償方法有兩種：一種是采用同步調(diào)相機(jī)；另一種是采用靜電電容器。目前本公司的配電低壓柜多采用的方法是后者，具

11、體計(jì)算在下面選擇各個(gè)變壓器時(shí)進(jìn)行。3 配電方案變電器容量和數(shù)量的選擇，根據(jù)計(jì)算負(fù)荷的大小與負(fù)荷等級(jí)的需求大型商場(chǎng)的許多設(shè)備如消防泵、電梯等屬于二級(jí)負(fù)荷初步設(shè)想采用三臺(tái)變壓器對(duì)用電設(shè)備分組供電。正常工作狀態(tài)下，三臺(tái)變壓器同時(shí)供電，分別向以下三組供電設(shè)備供電：二級(jí)負(fù)荷：東樓電梯36KW、潛水泵1、潛水泵2、消防泵噴淋泵100KW、消防卷簾排風(fēng)機(jī)75KW、西樓電梯36KW、風(fēng)機(jī)64.5KW、 直流屏1路、生活泵1路、備用設(shè)備1路三級(jí)負(fù)荷：東樓照明插座700KW三級(jí)負(fù)荷：西樓照明插座1000KW根據(jù)上一章的設(shè)備負(fù)荷計(jì)算可得每組的計(jì)算負(fù)荷組別有功功率PKW無功功率QKVAR計(jì)算負(fù)荷Scos1263070

12、039004321000表3-1 三組設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表將第一組負(fù)荷等級(jí)較高的設(shè)備，在其他兩組變壓器上引出備用支路，大致分組如下： 東樓照明插座700 KW、東樓電梯36 KW、潛水泵118.5 KW、潛水泵218.5 KW、消防泵噴淋泵100 KW 西樓照明插座1000 KW、消防卷簾排風(fēng)機(jī)75KW、西樓電梯36 KW、風(fēng)機(jī)64.5 KW為了提高對(duì)電能利用應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。首先，對(duì)第一組設(shè)備進(jìn)行無功功率補(bǔ)償；然后再選擇變壓器的容量?？紤]到變壓器的無功損耗，將功率因數(shù)提高到0.95，那么對(duì)電容器進(jìn)行如下計(jì)算：cos=0.771， cos tan=0.826 , tan根據(jù)公式：QC=PZ(

13、tan-tan)2 3-1其中：QC靜電電容器補(bǔ)償容量，KVAR；PZ此組設(shè)備有功功率計(jì)算負(fù)荷，KW。代入數(shù)據(jù)得：QC-0.328)=227.5 KVAR選用10塊CLMD43/25KVAR型電容器，每個(gè)電容器的容量為25KVAR。接線方式：選用三角形接線方式。如圖3-1所示。因此，此電容柜的設(shè)備容量為250KVAR。經(jīng)人工補(bǔ)償后：圖3-1電容柜接線方式Fig3-1 Capacity connects the line有功功率：Pm無功功率：Qm=QZ-QC視在功率：Sm=功率因數(shù)：cos=在初選型前只能對(duì)主變壓器的損耗進(jìn)行估算，其計(jì)算公式2為Ptm 3-2Qtm 3-3其中：Pt 變壓器損失

14、有功局部估算值Qt變壓器無功損失局部估算值Pm 最大連續(xù)有功負(fù)荷計(jì)算值；Qm 補(bǔ)償后母線最大連續(xù)無功負(fù)荷計(jì)算值代入數(shù)據(jù)得： PtQt考慮變壓器損耗后總功率為：=Pm+Pt=Qm+Qt=第一組設(shè)備需要選用的變壓器容量為Sb= 3-4其中： 13； cos考慮人工補(bǔ)償和變壓器損失后的功率因數(shù)。選擇變壓器型號(hào)為SG10-獨(dú)立三相空氣“干式自然循環(huán)冷卻裝置、雙繞組、 無勵(lì)磁調(diào)壓、銅導(dǎo)線材質(zhì)4。用同樣方法求得正常狀態(tài)下第二、三組的設(shè)備計(jì)算容量。相關(guān)數(shù)據(jù)表3-2組別123無功補(bǔ)償QCKVAR250250360補(bǔ)償后有功功率Pm(KW)630900補(bǔ)償后無功功率Qm(KVAR)72補(bǔ)償后視在功率Sm(KVA

15、)補(bǔ)償后功率因數(shù)Cos估算的有功功率(KW)918估算的無功功率(KVAR)估算的視在功率(KVA)估算的功率因數(shù)Cos初選容量(KVA)100010001250表3-2 三組設(shè)備的計(jì)算容量其中1#變壓器的額定容量之所以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于計(jì)算容量，是有兩個(gè)原因：首先，如果選用800KVA的變壓器，那么在同一個(gè)工程中出現(xiàn)三臺(tái)不同規(guī)格的變壓器，不利于日后的維修等，再者當(dāng)2#或3#變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)備用。所以，選擇1000KVA變壓器是合理的。而3#變壓器是根據(jù)其計(jì)算容量而選擇，不易為了求同而減小。2#變壓器要為1#變壓器所負(fù)擔(dān)的東樓電梯36 KW、潛水泵118.5 KW、潛水泵218.5 KW、消防

16、泵噴淋泵100 KW提供備用，故應(yīng)檢查其是否滿足要求。P2Q2=選用無功補(bǔ)償柜補(bǔ)償功率為250KVAR，P2Q2-=所以2#變壓器容量可滿足平安備用要求。=選用無功補(bǔ)償柜補(bǔ)償功率為360KVAR，P3Q3-S3=所以3#變壓器容量可滿足平安備用要求。根據(jù)變壓器的選型手冊(cè)可知有關(guān)參數(shù)表3-35所示。變壓器的損耗計(jì)算以其損耗最大的方式考慮。即以最大負(fù)荷時(shí)一臺(tái)變壓器工作的情況進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)，負(fù)荷率為：= 3-5在三個(gè)變壓器中，在1#變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，2#、3#變壓器的負(fù)荷到達(dá)最大，且3#變壓器的負(fù)荷量較大一些；所以就以1#變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，3#變壓器的負(fù)荷舉例計(jì)算。故有如下計(jì)算：=有功損耗：Pb=P

17、 0+=2.35+設(shè)備組別123所選變壓器型號(hào)SG10-1000KVASG10-1000KVASG10-1250KVA額定電壓(KV)高壓101010低壓額定電流(A)高壓低壓14431443空載電流I%空載損耗P 0 (KW)短路電壓U%6%622.5%622.5%短路損耗(KW)阻抗電壓(%)負(fù)載損耗(KW)聯(lián)接組別DYN11即/Y-11/Y-11/Y-11尺寸mm31590*1020*15701590*1020*15701610*1270*1700表3-3三臺(tái)變壓器相關(guān)參數(shù)無功損耗：Q=參加變壓器損耗后，3#變電所總的容量為：Pmax=Pm+P b=Qmax=Qm+Q b=Smax=co

18、s=滿足要求6故所選變壓器和電容器均滿足要求。3.3配電工程主接線方式表示電氣設(shè)備的元件與其相互間連接順序的圖稱為接線圖。接線圖分為兩類；即二次接線圖及主接線圖原理接線圖。二次接線圖表示儀表及保護(hù)元、器件的介入和聯(lián)結(jié)。主接線圖表示電能由電源分配至用戶的主要電路。一般來說，主接線圖只表示電氣裝置的一相連接，因?yàn)槿嘟涣麟娧b置中的所有三相連接方法是相同的，所接的電氣設(shè)備也一樣，這種圖稱之為單線圖。接線應(yīng)從平安、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)出發(fā)。平安包括設(shè)備平安及人身平安；可靠就是接線應(yīng)能滿座不同類型負(fù)荷的不中斷供電要求；靈活就是利用最少的切換，能適應(yīng)不同的運(yùn)行方式；經(jīng)濟(jì)實(shí)在滿足了以上要求的條件下，保證需要的設(shè)

19、計(jì)投資最少；確定接線方式還應(yīng)考慮未來的開展7。圖3-2接線圖Fig3-2 Connect the line diagram從電網(wǎng)中引出兩條進(jìn)線，即雙進(jìn)線式，且采用單母線分段制，這是現(xiàn)階段建筑供配電較常用的接線方式8。見圖3-24 短路電流的計(jì)算供電系統(tǒng)應(yīng)該正常地可靠供電，以保證生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。但是供電系統(tǒng)運(yùn)行常常因?yàn)榘l(fā)生短路故障遭到破壞。概述所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。造成短路的主要原因是電氣設(shè)備載流局部的絕緣損壞、誤操作、雷擊或電壓擊穿等。短路電流值通常是正常工作的電流值的十幾倍或幾十倍。當(dāng)他通過電氣設(shè)備時(shí)，設(shè)備溫度急劇上升，過熱會(huì)

20、使絕緣加速老化或損壞，同時(shí)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，使設(shè)備的載流局部變形或損壞，選用設(shè)備是要考慮他們對(duì)短路電流的穩(wěn)定。短路電流在線路上產(chǎn)生很大的壓降，離短路點(diǎn)越近的母線，電壓下降的越厲害，從而影響與母線連接的電動(dòng)機(jī)或其他設(shè)備的正常運(yùn)行。供電系統(tǒng)中的短路的類型與其電源的中性點(diǎn)是否接地有關(guān)。短路的根本類型分三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路。其中三相短路稱為對(duì)稱短路，其他為不對(duì)稱短路。為了選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備、載流導(dǎo)體和整定供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，需要計(jì)算三相短路電流；在校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置的靈敏度時(shí)還需計(jì)算不對(duì)稱短路電流值；校驗(yàn)電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的力穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，就要用到短路沖擊電流、穩(wěn)態(tài)短路電流，短

21、路容量；但對(duì)瞬時(shí)動(dòng)作的低壓自動(dòng)空氣開關(guān)，那么需用沖擊電流有效值來進(jìn)行其動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。選取適當(dāng)?shù)亩搪伏c(diǎn)是十分重要的。因?yàn)樗切ｒ?yàn)電氣設(shè)備及計(jì)算繼電保護(hù)裝置正丁酯的主要依據(jù)，也是校驗(yàn)保護(hù)裝置靈敏度的重要參數(shù)，本設(shè)計(jì)確定了5個(gè)短路點(diǎn)，如圖4-1所示。圖4-1 短路點(diǎn)的選取Fig4-1 Bit short-circuit selection第一個(gè)短路點(diǎn)選在10KV母線上；第二個(gè)短路點(diǎn)選在1#變壓器所聯(lián)設(shè)備線路末端；第三個(gè)短路點(diǎn)選在2#變壓器所聯(lián)設(shè)備線路末端；第四個(gè)短路點(diǎn)選在3#變壓器所聯(lián)設(shè)備線路末端；第五個(gè)短路點(diǎn)選在生活區(qū)線路末端。 導(dǎo)線截面的選擇為了做到供電上的平安可靠、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)合理，導(dǎo)線截面應(yīng)按以

22、下原那么選擇：按經(jīng)濟(jì)電流密度初選導(dǎo)線截面；按長(zhǎng)時(shí)允許電流選擇導(dǎo)線截面；按電壓損失選擇導(dǎo)線截面；架空線路按機(jī)械強(qiáng)度來選擇；電纜線路按最小熱穩(wěn)定截面來選擇電纜截面。 一. 按經(jīng)濟(jì)電流密度初選導(dǎo)線截面為了供電的經(jīng)濟(jì)性，導(dǎo)線截面應(yīng)按緊急電流密度進(jìn)行選擇；各段導(dǎo)線的電流案子按式4-19計(jì)算： 4-111#變壓器的視在功率：S=1000KVA高壓側(cè) 低壓側(cè) =1443A根據(jù)年利用小時(shí)為Tmax3000222。2按經(jīng)濟(jì)電流密度初選各段導(dǎo)線截面為：S1#=25.7 mm2S1#=2選擇25mm2的銅芯電纜或30 mm2的鋁芯電纜。22#變壓器1#變壓器情況33#變壓器所聯(lián)設(shè)備線路末端S=1250KVA高壓側(cè)

23、低壓側(cè) 按經(jīng)濟(jì)電流密度初選各段導(dǎo)線截面為：S1#= mm2S1#=62.8 mm2選擇30mm2的銅芯電纜或60 mm2的鋁芯電纜。4預(yù)留生活區(qū)輸出端假設(shè)容量為：S=2000KVA CosI5S5=100.4 mm2選擇100 mm2的鋁芯電纜或50 mm2的銅芯電纜。510KV母線的進(jìn)線電流：=+S4=2選擇120mm2的銅芯電纜。4.2.2 導(dǎo)線阻抗的估算從電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)10KV高壓線上引出的進(jìn)線長(zhǎng)度約為2km；從高壓柜到變壓器室電纜長(zhǎng)度為0.05km；從變壓器室到低壓柜電纜長(zhǎng)度為0.05km；阻抗計(jì)算在交流電路中，由于集膚效應(yīng)和近距效應(yīng)，其電阻是以有效電阻來計(jì)算的，如果采用有色金屬導(dǎo)線，在

24、50Hz的情況下，集膚效應(yīng)并不大，導(dǎo)線的電阻可用下式計(jì)算： 4-2式中導(dǎo)線材料的電阻率；導(dǎo)線長(zhǎng)度；導(dǎo)線截面。鋁絞線的電阻率為,銅芯電纜的電阻率為2那么那么1#變壓器: r1=L1=528那么2#變壓器: r2=L2=那么3#變壓器: r3=L3=那么10KV母線: r4=L4=那么生活區(qū): r5=L5=0.634導(dǎo)線的電抗的大小，與導(dǎo)線的幾何尺寸，三相導(dǎo)線的排列方法及鄉(xiāng)間距離有關(guān)。導(dǎo)線的電抗可以用下式計(jì)算： 4-3式中f交流電頻率，單位Hz,我國(guó)的工頻位f=50Hz；Dav三相導(dǎo)線間的幾何平均距離; 相間及對(duì)地的平安距離為0.4 KV2公分,10 KV12.5公分;r 導(dǎo)線的外半徑，單位為cm

25、；導(dǎo)線材料的相對(duì)磁導(dǎo)率，對(duì)于有色金屬=1。本設(shè)計(jì)的f=50Hz，相間距Dav=130mm, =1；所以可求得：X10=/km，X20/kmX30/kmX40=/kmX50/kmX1= X10，X2= X20，X3= X30，X4= X40。X5= X50。線路電壓損失按下式計(jì)算： 4-4電壓損失百分?jǐn)?shù)由下式計(jì)算： 4-5U1=466U1%=0.0264%U2=U2%=0.0346%U3=918VU3%=0.0254%U4=96VU4%=0.96%U5=20000.634+2000U5%=%故供電線路的電壓損失都滿足要求。先選定基準(zhǔn)容量KVA和基準(zhǔn)電壓KV，根據(jù)求出基準(zhǔn)電流值。1選=100MVA

26、取=10KV那么=5.774KA取=144.3KA2計(jì)算系統(tǒng)中各元件阻抗的標(biāo)么值，繪制等效電路圖4-2，圖上按順序標(biāo)出其阻抗值M表示最大運(yùn)行方式，m表示最小運(yùn)行方式=0.5，=最小運(yùn)行方式總?cè)萘繛楣罍y(cè)值線路阻抗標(biāo)么值：=0.054=0.054圖4-2等效電路圖Fig4-2 Equal circuit diagram 變壓器阻抗標(biāo)么值：=6=63求電源點(diǎn)至短路點(diǎn)的總阻抗點(diǎn)： =+0.568=點(diǎn)： =+0.054+6=+0.054+6=點(diǎn)： 點(diǎn)： 點(diǎn)： 4求短路電流的周期分量，沖擊電流及短路容量。最大運(yùn)行方式：點(diǎn)：=93.6MVA最小運(yùn)行方式時(shí)：=以此計(jì)算可知表4-1的數(shù)據(jù)。短路點(diǎn)RklXklZk

27、l/KA/KA/KA/MVA表4-1各個(gè)短路點(diǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)5 高壓電氣設(shè)備的選擇 概述變配電系統(tǒng)中高壓電器對(duì)電能起著接收、分配、控制和保護(hù)作用。高壓電氣主要有短路器、隔離開關(guān)、熔斷器、電抗器、互感器、母線裝置及成套配電裝置等。電器的選擇原那么是根據(jù)環(huán)境及系統(tǒng)參數(shù)確定電器的形式和參數(shù)，保證正常工作時(shí)平安可靠，故障時(shí)不致?lián)p壞，并且在技術(shù)合理的情況下注意節(jié)約，其選擇步驟如下：,選擇時(shí)要跟據(jù)以下幾個(gè)方面：1環(huán)境條件:產(chǎn)品制造上分戶內(nèi)型及戶外型，戶外型設(shè)備工作條件較差，選擇時(shí)要注意。根據(jù)電器的工作環(huán)境確定，使用戶內(nèi)式設(shè)備還是戶外是設(shè)備。此外，還應(yīng)考慮防腐蝕、防爆、防塵、防火等要求。2電壓：根據(jù)設(shè)備裝設(shè)處的電

28、網(wǎng)電壓等級(jí)確定設(shè)備的額定電壓，應(yīng)使裝設(shè)地點(diǎn)的電路額定電壓小于或等于設(shè)備的額定電壓，即 5-1但設(shè)備可在高于其銘牌標(biāo)明的額定電壓1015%情況下平安運(yùn)行1。3電流：電氣設(shè)備銘牌上給出的額定電流是指周圍空氣溫度為時(shí)電氣設(shè)備長(zhǎng)期允許通過的電流。選擇設(shè)備或載流導(dǎo)體時(shí)應(yīng)保證滿足以下條件： 5-2式中設(shè)備銘牌標(biāo)出的額定電流；該設(shè)備或載流導(dǎo)體長(zhǎng)期通過的最大工作電流。目前我國(guó)規(guī)定電器產(chǎn)品的=C，如果電氣設(shè)備或載流導(dǎo)體所處的周圍環(huán)境是時(shí)，那么設(shè)備或載流導(dǎo)體允許通過電流可修正如下： 5-3式中、分別為設(shè)備或載流導(dǎo)體的在長(zhǎng)期工作時(shí)允許溫度和實(shí)際環(huán)境溫度1。1短路情況下的力穩(wěn)定 即以制造廠的最大試驗(yàn)電流幅值與短路電流

29、的沖擊電流相比，且 5-4式中設(shè)備極限通過電流的幅值；沖擊電流。某些電氣設(shè)備例如電流互感器由制造廠家提供動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，選擇設(shè)備時(shí)的要求： 5-5式中電流互感器一次側(cè)的額定電流。2短路情況下的熱穩(wěn)定 熱穩(wěn)定應(yīng)滿足短路電流熱效應(yīng)的等效法的要求。對(duì)電流互感器那么應(yīng)滿足下面的熱穩(wěn)定關(guān)系 5-6或 式中有產(chǎn)品目錄給定的熱穩(wěn)定倍數(shù)；電流互感器一次側(cè)額定電流；有產(chǎn)品目錄給定的熱穩(wěn)定時(shí)間。高壓斷路器的選擇負(fù)荷開關(guān)，高壓斷路器是供電系統(tǒng)中最重要的開關(guān)電器，它不僅能平安地切合負(fù)荷電流，而且，更重要的是它還能可靠的和迅速地切除短路電流，因此，高壓斷路器的額定遮斷容量必須大于或等于其安裝處的短路容量，其額定的短路能力必

30、須大于或等于其安裝處的短路電流4，即 5-7或 5-8如果斷路器安裝在較其額定電壓低的電路中，其遮斷容量按照5-9式也應(yīng)相應(yīng)地減少。 5-9式中：、電網(wǎng)及斷路器的額定電壓2。高壓斷路器根據(jù)滅弧介質(zhì)可分為五類：即油斷路器分戶內(nèi)多油DN型，戶外多油DW型，戶內(nèi)少油SN型，氣體斷路器QW型，空氣斷路器KW型，SF6斷路器LN型和真空斷路器ZN型等4。在供電系統(tǒng)中，為了占地面積小，經(jīng)濟(jì)，有時(shí)采用負(fù)荷開關(guān)，這種開關(guān)的滅弧裝置能力較小，只適用于切斷及合上負(fù)荷電流，切斷短路電流要依靠與它配套的高壓熔斷器來實(shí)現(xiàn)，這種與負(fù)荷開關(guān)配套的高壓熔斷器的選擇原那么與高壓供電系統(tǒng)中選擇高壓熔斷器的原那么相同。并需要校驗(yàn)它

31、的斷流能力，即熔斷器的容量要滿足式5-7或式5-8的要求。選擇負(fù)荷開關(guān)只需按照上述選擇電器設(shè)備的一般條件進(jìn)行，不需要進(jìn)行力穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。按工作環(huán)境選型和電壓、電流選擇斷路器型號(hào)。10KV側(cè)設(shè)備的正常工作條件為：Ue=10KV，Ig1#=4AIg2#=Ig3#=生活區(qū)輸出： Ig4=段、A母聯(lián)柜：Ig6=因額定電壓為10KV，長(zhǎng)時(shí)最大工作電流為5。之所以選用真空斷路器，是因?yàn)樗哂幸韵绿攸c(diǎn)4：息弧能力強(qiáng)，燃弧及全分?jǐn)鄷r(shí)間均短。觸頭電侵蝕小，電壽命長(zhǎng)，觸頭不受外界有害氣體的侵蝕。觸頭開距小，操作功小，機(jī)械壽命長(zhǎng)。適宜于頻繁操作和快速切斷，特別是切斷電容性負(fù)載電路。體積和重量均小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修

32、工作量小，而且真空滅弧室和觸頭無需檢修。環(huán)境污染小，開斷是在密閉容器內(nèi)進(jìn)行，電弧生成物不致污染環(huán)境，無易燃易爆介質(zhì)，無爆炸及火災(zāi)危險(xiǎn)，也無嚴(yán)重噪聲。綜上所述，真空斷路器非常適用于此工程需要，即平安又經(jīng)濟(jì)。所選斷路器的電氣參數(shù)見表5-15型號(hào)額定電壓額定電流機(jī)械壽命操動(dòng)機(jī)構(gòu)合閘時(shí)間VS1-10/125010KV1250A2000次永磁式100ms極限電流峰值額定短路電流固有分閘時(shí)間額定開斷電流時(shí)間80KA50ms4S表5-1斷路器電氣參數(shù)表按短路條件校驗(yàn)2動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)1.15Ue=11.5KVUxmax=10KVmax=80KA 短路電流沖擊值=A故動(dòng)穩(wěn)定合格熱穩(wěn)定校驗(yàn)=A其中：取短路電流持續(xù)時(shí)

33、間為1.7秒，故熱穩(wěn)定性合格。斷流容量的校驗(yàn)Sed=UI=315MVASd1=MVA合格經(jīng)以上校驗(yàn)，所選斷路器各項(xiàng)參數(shù)云滿足要求。應(yīng)選型真空斷路器七組。5.3 高壓電流互感器的選擇在高壓電網(wǎng)中，計(jì)量?jī)x表的電流線圈如電流表、功率表等和繼電保護(hù)裝置中斷電器的電流線圈都是通過電路互感器供電的。這樣可以隔離高壓電，有利于運(yùn)行人員的平安，同時(shí)還可以是儀表及繼電器等制造標(biāo)準(zhǔn)化。電流互感器的二次側(cè)的額定電流一般是5A。電流互感器的準(zhǔn)確度分為假設(shè)干等級(jí)：如0.2級(jí)、0.5級(jí)、1級(jí)、2級(jí)等。0.2級(jí)用于實(shí)驗(yàn)室的精密測(cè)量，0.5級(jí)、1級(jí)用于工程上。如計(jì)量電費(fèi)時(shí)就用0.5級(jí)的。繼電保護(hù)、一般測(cè)量或估計(jì)被測(cè)值用1級(jí)、

34、3級(jí)等。由于測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)對(duì)準(zhǔn)確度要求不同，所以電流互感器設(shè)有一個(gè)一次線圈，兩個(gè)鐵芯和兩個(gè)不同準(zhǔn)確度的二次線圈，準(zhǔn)確度高的接測(cè)量?jī)x表用于計(jì)量，低的接繼電器用。電流互感器的準(zhǔn)確度與它的二次側(cè)所接的負(fù)荷大小有關(guān)，即與它接入的阻抗Z2大小有關(guān)。如果接入阻抗的功率消耗，那么它便不能保持原有的準(zhǔn)確度，而在更低的準(zhǔn)確度下工作。因而要限制接入其二次側(cè)的阻抗Z2以保證其規(guī)定的準(zhǔn)確度。二次側(cè)算等。電流互感器的結(jié)構(gòu)類同一個(gè)雙繞組變壓器，但它一次側(cè)通常只有1匝?；ジ衅麒F芯中的磁化力方程3為 5-10磁化電流。由于一次側(cè)電流是饋電線路上的工作電流，它并不隨其二次側(cè)負(fù)載變化，因之，當(dāng)二次側(cè)開路時(shí)，合成磁化力方程變?yōu)?/p>

35、，使通過鐵芯的磁通增加很多倍，鐵芯損耗過大，溫升過高，可能燒壞絕緣。更為嚴(yán)重的是，鐵芯嚴(yán)重飽和，使前沿后沿變化陡峭，這將引起二次側(cè)開路處極高的感應(yīng)電勢(shì)。對(duì)運(yùn)行人員和接入的儀表、繼電器的絕緣都有極大的危險(xiǎn)。所以，電流互感器二次側(cè)在運(yùn)行中不得開路。電流互感器的繞組線圈可以長(zhǎng)期通過120%的額定電流而不致于造成故障。電流互感器的選擇工程如下：一次繞組的額定電壓；1.5倍；按準(zhǔn)確度等級(jí)允許的額定容量選定二次側(cè)的接入負(fù)荷Z2；穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)按式5-4、式5-5進(jìn)行校驗(yàn)短路沖擊電流通過它以次側(cè)繞組時(shí)在出線瓷帽處出現(xiàn)的應(yīng)F是否低于絕緣瓷帽上給定的最大允許應(yīng)力Fal， 5-11式中的Fal的兩絕緣子之間的分

36、布系數(shù)。根據(jù)上述條件，本設(shè)計(jì)選用的電流互感器一次為10KV，初步選用LZZBJ9-12型。其技術(shù)參數(shù)見表5-2型號(hào)LZZBJ9-12-500/5ALZZBJ9-12-400/5ALZZBJ9-12-150/5A額定電壓12KV12KV12KV1秒熱穩(wěn)定電流63KA45KA150In KA動(dòng)穩(wěn)定電流120KA375KA額定一次電流500A400A150A表5-2 三種型號(hào)電流互感器的技術(shù)參數(shù)校驗(yàn):以150A為例1 1.15Ue=KV Ue=10KV合格2 I1e=150A 1.5Ig=合格3動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn) I=375KA =KA熱穩(wěn)定校驗(yàn)=150 In KA =A故動(dòng)、熱穩(wěn)定性均符合要求。5.4高

37、壓電壓互感器電壓互感器是測(cè)量高壓用的。其一次繞組與高壓電路并聯(lián)，額定電壓與電路電壓同一等級(jí)，二次繞組額定電壓均為100V。準(zhǔn)確度有0.2級(jí)，0.5級(jí)，1級(jí)和3級(jí)。電壓互感器采用的是矩形整體鐵芯，尺寸小，重量輕，不需要專門的冷卻裝置，其常用的三種接線圖5-1方式及應(yīng)用范圍如下： 1圖a)是兩個(gè)單相電壓互感器接成V-V形，或稱開口三角形接法，這種接線方式常用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，可以測(cè)量三相相電壓，也可接電度表或功率表。2圖b)為三相三芯式的正正0接法，這種接法方式可用來測(cè)量三相相間電壓，也可接電度表和功率表，但不能測(cè)量相對(duì)地電壓。圖5-1電壓互感器三種接法Fig5-1 Three kinds o

38、f connect the potential transformers3圖c)是三相五芯三繞組電壓互感器的正0正0接法，這種界限方適用的最廣泛。二次側(cè)正接法可用來測(cè)量線電壓、相電壓及接電度表和功率表，另一個(gè)二次輔助線圈接成開口三角形，用來測(cè)量電路對(duì)地絕緣，即測(cè)量零序電壓值。電壓互感器二次側(cè)不能短路運(yùn)行。為了保護(hù)電壓互感器，在高、低壓兩側(cè)均裝設(shè)熔斷器來切除內(nèi)部故障。電壓互感器的選擇工程如下：1其額定電壓要與供電電路的額定電壓相同；2適宜的類型：戶內(nèi)型、戶外型；3準(zhǔn)確度和二次符合應(yīng)滿足下式關(guān)系： 5-12式中的及為儀表并聯(lián)線圈所消耗的功率及其功率因數(shù)。此值可查有相關(guān)手冊(cè)得到。由于電壓互感器兩側(cè)均

39、裝有熔斷器，故不需進(jìn)行斷路的力穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。根據(jù)上述條件，本設(shè)計(jì)選用的電壓互感器額定電壓為10KV，初步選用RZL-10型，因是用于工程計(jì)量，所以準(zhǔn)確度均選用0.5級(jí)。其技術(shù)參數(shù)見表5-2型號(hào)最大容量額定電壓副線圈容量RZL-10350VA30VA表5-2 電壓互感器技術(shù)參數(shù)校驗(yàn)：1.1Ue=11KV U=10KV故所選電壓互感器滿足要求。電壓電流互感器在運(yùn)行中特別注意電壓相符：電壓互感器一次、二次相序、極性正確，二次側(cè)禁止短路。二次側(cè)應(yīng)有一點(diǎn)B相接地保護(hù)。電流互感器一次側(cè)穿線P1進(jìn)、P2出，二次側(cè)接地禁止開路，二次輸出端S2(K2)應(yīng)接地保護(hù)。接入計(jì)量表計(jì)時(shí)，極性不能接反。母線的選擇常用

40、的母線材料是銅、鋁和鋼。目前變電所的母線出音帶按電流用銅外，一般盡量采用鋁母線，而電流不大的支干線或低壓系統(tǒng)的零線那么有時(shí)用鋼母線。母線的形狀有圓形、矩形和楔形。母線截面可按緊急電流截面選擇： 5-13式中經(jīng)濟(jì)截面；工作電流實(shí)際的電流；經(jīng)濟(jì)電流密度；母線的選擇10KV側(cè)母線的選擇1按長(zhǎng)時(shí)最大工作電流選擇母線截面，應(yīng)滿足下式要求：母線最大工作電流應(yīng)按主變滿載計(jì)算，即：A根據(jù)開關(guān)柜產(chǎn)品設(shè)計(jì)400A以下主母線截面積為。查電工手冊(cè)可知時(shí)TMY-的Ial=422A。應(yīng)選擇TMY-的矩形銅母線，考慮到動(dòng)穩(wěn)定性，母線采用平放，其允許電流值應(yīng)再降低8%，故：=388A 那么長(zhǎng)時(shí)允許電流符合要求。2熱穩(wěn)定校驗(yàn)查

41、電工手冊(cè)可知銅母線c=87，故，k2點(diǎn)的tb=1s,快速斷路器的tQF=0.15s, tj=1.15s。mm2=43.4 mm2 mm2并配以配套的絕緣子。規(guī)格：主母線TYM-3*2*120*10、零母線TYM-120*10、PT線TYM-80*10。在施工中母線的安裝在具體施工中，為了確保準(zhǔn)確無誤，母線的相序排列是有一定規(guī)律的。一次系統(tǒng)中的母線安裝相序排列順序是如何確定，應(yīng)用什么顏色標(biāo)示，常見的是以下幾種：必須從用點(diǎn)設(shè)備正面觀看即面對(duì)設(shè)備垂直排列左中右N ABC最后黃綠紅淡藍(lán)水平排列上A黃中B綠下C紅最下N淡藍(lán) 前后排列從里到外遠(yuǎn)A黃中B綠近C 紅直流系統(tǒng)中母線安裝相序排列順序：垂直： 水平

42、排列： 前后排列：從里向外遠(yuǎn)棕近蘭上棕下蘭左棕右蘭在電路中安裝銅排應(yīng)有以下要求考前須知：選擇銅牌規(guī)格應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求及載流量而定。母線外表光潔平滑、無裂紋、折皺、劃痕、錘痕、不變形扭曲、加工鉆孔、沖孔的全邊毛刺應(yīng)消除。折彎不裂紋，搭接面要涂導(dǎo)電膏，銅鋁搭接要加銅鋁過渡板，與所有電器設(shè)備相聯(lián)接時(shí)，保證相間及對(duì)地平安距離，螺絲要緊固，露出3扣為宜相序要標(biāo)明，并符合要求。多根母線并聯(lián)使用時(shí)，片間應(yīng)保持不小于母線厚度的間隔。成套高壓配電柜的選擇成套高壓配電柜是將控制設(shè)備、計(jì)量表計(jì)、保護(hù)裝置及操動(dòng)機(jī)構(gòu)等組裝在一起，成為一套完整的配電裝置。10KV側(cè)接線系統(tǒng)見圖5-2根據(jù)此結(jié)線系統(tǒng)圖，配電裝置選用KYN28

43、-12型高壓開關(guān)柜。主線路圖及設(shè)備參數(shù)詳見附圖“高壓一次系統(tǒng)圖圖5-2 接線系統(tǒng)Fig5-2 Connect the line systemGB39061991?335KV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備?對(duì)“五防作出了規(guī)定，為了保證可靠的運(yùn)行和操作者的平安，金屬封閉開關(guān)設(shè)備應(yīng)具有：1防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)隔離插頭；2防止誤分誤合斷路器、負(fù)荷開關(guān)、接觸器允許提示性；3防止接地開關(guān)處在閉合位置時(shí)關(guān)合斷路器、負(fù)荷開關(guān)等開關(guān)；4防止在帶電時(shí)誤合接地開關(guān)；5防止誤入帶電隔離開關(guān)。6 配電工程的保護(hù)在供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，必須有相應(yīng)的保護(hù)裝置將故障局部及時(shí)地從系統(tǒng)中切除，以保證非故障局部的繼續(xù)工作，或發(fā)出報(bào)警信號(hào)

44、，以便值班人員檢查并采取消除故障的措施。供電系統(tǒng)的高壓配電網(wǎng)保護(hù)裝置采用繼電保護(hù)裝置或高壓熔斷器，低壓配電系統(tǒng)保護(hù)裝置采用低壓斷路器和低壓熔斷器。6.1概述101當(dāng)被保護(hù)裝置或線路發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，有選擇地將故障局部斷開，以減輕故障危害，防止事故蔓延；2當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)，保護(hù)裝置一般作用于信號(hào)，以便及時(shí)采取措施，防止事故發(fā)生，一般作用于斷路器脫口線圈或給出報(bào)警信號(hào)。為使繼電保護(hù)裝置能準(zhǔn)確及時(shí)的完成上述保護(hù)任務(wù)，在設(shè)計(jì)和選擇繼電保護(hù)裝置時(shí)，一般應(yīng)滿足以下四點(diǎn)根本要求：選擇性繼電保護(hù)動(dòng)作的選擇性是指在供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，只使電源一側(cè)距離故障點(diǎn)最近的繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，通過開斷電器

45、將故障切除，而非故障局部仍然正常運(yùn)行，如圖6-1。當(dāng)k-1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，那么繼電保護(hù)裝置動(dòng)作只應(yīng)使斷路器1QF跳閘，切除電機(jī)M。而其他斷路器不跳閘；當(dāng)k-3點(diǎn)短路時(shí)，只應(yīng)由斷路器1QF跳閘切除故障線路。如圖6-1這樣的單端供電系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性是通過選取不同的動(dòng)作時(shí)間來保證的。距負(fù)荷端越近的斷路器1QF、2QF，其動(dòng)作時(shí)間越短，據(jù)電源越近的斷路器5QF，其保護(hù)動(dòng)作時(shí)間整定得越大。為使靠近故障處保護(hù)裝置能迅速地動(dòng)作，可配合線路自動(dòng)重合閘或自動(dòng)備用電源自動(dòng)投入裝置，進(jìn)行無選擇性動(dòng)作。靈敏性保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障和不正常工作狀態(tài)時(shí)，繼電保護(hù)的反響能力稱為靈敏性。靈敏性是以靈敏系數(shù)來衡量的。

46、圖6-1繼電保護(hù)裝置選擇性示意圖Fig6-1 Sketch design對(duì)于過電流保護(hù)裝置，其靈敏系數(shù)ks為ks= 6-1式中被保護(hù)區(qū)末端發(fā)生金屬性短路時(shí)的最小短路電流，單位為A； 保護(hù)裝置的一次側(cè)動(dòng)作電流，單位為A。對(duì)于低電壓保護(hù)，那么靈敏系數(shù)為ks= 6-2式中被保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路時(shí)，連接該保護(hù)裝置的母線上的實(shí)際電壓，單位為V； 保護(hù)裝置的動(dòng)作電壓，單位為V。靈敏系數(shù)標(biāo)志著在故障發(fā)生之初，繼電保護(hù)反響故障的能力。高靈敏度的保護(hù)裝置使故障易于反響，從而減小了故障對(duì)系統(tǒng)的影響和涉及范圍。但高靈敏度的保護(hù)裝置復(fù)雜，昂貴，有可能是工作的可靠性有所降低。我國(guó)電力設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各類保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)

47、如下表6-1所示1可靠性繼電保護(hù)裝置必須可靠地工作，接線方式力求簡(jiǎn)單，出點(diǎn)回路少，實(shí)際保護(hù)裝置時(shí)不必考慮故障極難發(fā)生的特殊情況。繼電保護(hù)裝置的可靠性可以用拒動(dòng)率及誤動(dòng)率來衡量。顯然拒動(dòng)率及誤動(dòng)率愈小，那么保護(hù)的可靠性愈高。速動(dòng)性速動(dòng)性就是快速切除故障。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí)，快速切除故障可使電壓降低保護(hù)分類保護(hù)裝置作用保護(hù)類型組成元件靈敏系數(shù)主保護(hù)快速而有選擇地切除被保護(hù)元件范圍內(nèi)的故障帶方向或不帶方向的電流保護(hù)和電壓保護(hù)電流元件和電壓元件個(gè)別情況下可為1.25中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中的單相保護(hù)架空線路的電流元件電纜線路的電流元件變壓器、線路和電動(dòng)機(jī)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)電流元件變壓器、線路和電動(dòng)機(jī)

48、的電流速斷保護(hù)按保護(hù)安裝處短路計(jì)算電流元件后備保護(hù)應(yīng)優(yōu)先采用遠(yuǎn)后備保護(hù)。遠(yuǎn)后備保護(hù)按相鄰保護(hù)區(qū)末端短路計(jì)算電流元件和電壓元件輔助保護(hù)為了快速切斷故障或消除方向元件的死區(qū)，可以用電流速斷作為輔助保護(hù)電流速斷的最小保護(hù)范圍為被保護(hù)線路1520%表6-1 我國(guó)電力設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各類保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)的時(shí)間縮短，減少用電設(shè)備的影響。如果故障能在0.2s內(nèi)切除，那么一般對(duì)電動(dòng)機(jī)就不會(huì)停轉(zhuǎn)。速動(dòng)性還可減少故障回路電氣設(shè)備遭受損壞的程度，縮小故障影響的范圍，提高自動(dòng)重合閘裝置ARD的動(dòng)作效果，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。繼電保護(hù)裝置除滿足上面的根本要求外，還要求投資省，便于調(diào)試及維護(hù)，并盡可能滿足系統(tǒng)運(yùn)行

49、時(shí)要求的靈活性。6.2繼電保護(hù)裝置的操作電源高壓斷路器的合閘、跳閘回路，繼電保護(hù)裝置中的操作回路、控制回路、信號(hào)回路和保護(hù)回路等所需的電源稱為操作電源。繼電保護(hù)裝置的操作電源要求非?？煽?，以期在故障情況下，裝置能可靠地動(dòng)作。供電系統(tǒng)中采用的操作電源有三種：由蓄電池供電的直流電源，整流電源和交流電源。由蓄電池供電的直流操作電源，其優(yōu)點(diǎn)是蓄電池的電壓與被保護(hù)的網(wǎng)路電壓無關(guān)，但需要修建有特殊要求的蓄電池室，購置充電設(shè)備及蓄電池組，輔助設(shè)備多，投資大，運(yùn)行復(fù)雜，維護(hù)工作量大，加上直流系統(tǒng)接地故障多，可靠性低，因此，本設(shè)計(jì)不采取此種方法。整流操作電源有兩種方式，即電容補(bǔ)償和復(fù)式整流。整流操作電源要求供應(yīng)

50、的交流電源更加可靠，一般至少應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立電源給整流器供電，其中之一最好是與本變電所沒有直接聯(lián)系的電源了。本設(shè)計(jì)采用直流屏為繼電保護(hù)裝置提供操作電源。6.3電力變壓器的保護(hù)6.3.1 概述變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一，它的故障對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響，同時(shí)大容量的變壓器也是非常貴重的設(shè)備。故此必須根據(jù)變壓器容量和重要程度來裝設(shè)專用的保護(hù)裝置。變壓器可能發(fā)生的故障有：變壓器內(nèi)部繞組的相間短路、匝間短路、單相接地短路；變壓器外部絕緣套管及引出線的相間短路、單相接地短路。變壓器內(nèi)部故障不僅會(huì)燒毀變壓器，而且容易由于絕緣物和油在電弧作用下急劇氣化，而導(dǎo)致變壓器油箱爆炸。本設(shè)計(jì)采用的

51、是干式變壓器，無易燃易爆介質(zhì)，不需要瓦斯保護(hù)。變壓器不正常狀態(tài)主要有：過負(fù)荷、過電流及油箱油面降低。變壓器常用的保護(hù)裝置有：瓦斯保護(hù)本設(shè)計(jì)不需要，故不作分析，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)。.縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)本設(shè)計(jì)采用HH54P AC220型繼電器作為差動(dòng)保護(hù)繼電器保護(hù)原理及不平衡電流11變壓器差動(dòng)保護(hù)接線及等效電路如圖6-2所示：在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，=+=0繼電器不動(dòng)作。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，那么=，其值為短路電流，繼電器動(dòng)作，使兩側(cè)斷路器跳閘。繼電器線圈但是，由于許多因素的影響，在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，在繼電器中流過不平衡電流，會(huì)直接影響差動(dòng)保護(hù)的靈敏度。其原因是：圖6-2利用快速飽和變流器限

52、制激磁涌流a)接線圖 b)等效電路變壓器兩側(cè)裝設(shè)的電流互感器型式不同；兩側(cè)電流互感器變比不同；在運(yùn)行中改變變壓器變比；勵(lì)磁涌流的產(chǎn)生；變壓器個(gè)側(cè)繞組接線形式不同。整定計(jì)算按躲過不平衡電流的原那么進(jìn)行整定。確定根本側(cè)變壓器一次、二次工作電流擊所選電流互感器參數(shù)見表6-2，6-3名稱一次側(cè)二次側(cè)額定電壓KV10變壓器額定電流A1443電流互感器接線方式Y(jié)電流互感器計(jì)算變比選用電流互感器變比150/5=302000/5=400電流互感器二次額定電流表6-2 1000KVA變壓器參數(shù)表名稱一次側(cè)二次側(cè)額定電壓KV10變壓器額定電流A電流互感器接線方式Y(jié)電流互感器計(jì)算變比選用電流互感器變比150/5=3

53、02000/5=400電流互感器二次流出電流表6-3 1250KVA變壓器參數(shù)表由表6-2和表6-3看出：電流互感器二次回路額定電流大于10KV，因此，以側(cè)為根本側(cè)。(2)計(jì)算保護(hù)裝置側(cè)的一次動(dòng)作電流a).躲過勵(lì)磁涌流式中可靠系數(shù)，取b).躲過外部故障時(shí)產(chǎn)生的最大不平衡電流式中經(jīng)上述計(jì)算知：最大動(dòng)作電流是躲過外部故障時(shí)產(chǎn)生的最大不平衡電流，因此，應(yīng)按躲過外部故障不平衡電流條件選側(cè)一次動(dòng)作電流為KA。3確定線圈與匝數(shù)平衡線圈、分別接于側(cè)和10KV側(cè)。a).計(jì)算根本側(cè)繼電器動(dòng)作電流b).根本側(cè)工作線圈計(jì)算匝數(shù)式中AW0繼電器動(dòng)作安匝，取60安匝。選擇實(shí)際整定匝數(shù)為WI=8匝，其中取差動(dòng)線圈匝數(shù)WC

54、=6，平衡線圈的匝數(shù)WPI=24確定10KV側(cè)平衡線圈的匝數(shù)確定平衡線圈的實(shí)際匝數(shù)WPZ=3匝5計(jì)算由于實(shí)際匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等產(chǎn)生的相對(duì)誤差：因?yàn)?.05，故不需要校驗(yàn)動(dòng)作電流。60.4KV側(cè)母線最小三相短路電流折算到10KV側(cè)。那么=KA10KV側(cè)流過繼電器的電流為：=A繼電器整定電流：最小靈敏系數(shù)為: 2滿足要求為了防止外部短路引起變壓器線圈的過電流，并作為差動(dòng)保護(hù)的后備，變壓器還必須裝設(shè)過電流保護(hù)。對(duì)于單側(cè)電源，過電流保護(hù)安裝在電源側(cè)，其動(dòng)作電流應(yīng)按躲過變壓器的最大工作電流整定。即：A式中Kf返回系數(shù)，取0.85；Kz自起動(dòng)系數(shù)，取2；Ig變壓器的工作電流。保護(hù)裝置靈敏度：=3.92 2

55、符合要求。式中最小運(yùn)行方式下，保護(hù)范圍末端發(fā)生兩短路電流。6.3.4 變壓器的過符合保護(hù)變壓器過負(fù)荷大都是三相對(duì)稱的，所以過負(fù)荷保護(hù)可采用單電流繼電器接線方式，經(jīng)過一定延時(shí)作用信號(hào)，動(dòng)作時(shí)間通常取10S，保護(hù)裝置的動(dòng)作電流，按躲過變壓器額定電流整定。即：整定為100A；動(dòng)作時(shí)限定為10S7 配電工程的防雷與接地概述在電力系統(tǒng)中，由于過電壓使絕緣破壞是造成系統(tǒng)故障的主要原因之一。過電壓包括內(nèi)過電壓和外過電壓。系統(tǒng)中磁能和電能之間的轉(zhuǎn)化，或能量通過電容的傳遞，以及線路參數(shù)選擇不當(dāng)，致使工頻電壓或高次諧波電壓下發(fā)生諧振等產(chǎn)生的過電壓。都稱之為內(nèi)過電壓。操作切換網(wǎng)絡(luò)故障就是能量激發(fā)的重要原因，其中，由

56、于操作引起的內(nèi)過電壓，也稱為操作過電壓。從供電系統(tǒng)來看，常見的過電壓倍數(shù)不超過45倍的相電壓，對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)的電壓等級(jí)來說，還不會(huì)造成很大的威脅。所以，對(duì)供電系統(tǒng)來說，可不更多地考慮內(nèi)過電壓的影響。外過電壓那么是由雷擊引起的，所以又叫雷電過電壓或大氣過電壓。它對(duì)供電系統(tǒng)的影響是非常大的，也正是防護(hù)的主要方面。在某些條件下，由于電器設(shè)備的絕緣損壞，使不帶電的外殼帶電，易造成危險(xiǎn)。只要將設(shè)備的外殼妥善的接地，就可保證人身及設(shè)備的平安。此外，接地還可以使直擊雷通過接地裝置導(dǎo)入地下。供電系統(tǒng)的平安性、可靠性是十分重要的，因此要求有可靠的防雷措施和保護(hù)接地。每到雷雨季節(jié)，變配電系統(tǒng)經(jīng)常遭受雷擊，影響正常供電

57、，經(jīng)濟(jì)損失很大。供電，雷電是一對(duì)矛盾。為了化解這一矛盾。采用高、低壓側(cè)加裝避雷器，把雷電泄放入大地，確保變配電的正常運(yùn)行。變配電系統(tǒng)遭受雷擊的原因也是多方面的。下面是幾方面的原因及其預(yù)防：一、避雷器安裝前未做交接實(shí)驗(yàn)，避雷器損壞未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。因以上原因，避雷器在雷擊時(shí)起不到避雷作用，雷電直接施加到配電變壓器及其他配電設(shè)備上，導(dǎo)致絕緣擊穿燒壞，所以避雷器在安裝之前，必須首先核對(duì)其銘牌。其標(biāo)準(zhǔn)是否與安裝地點(diǎn)的要求相符合，同時(shí)應(yīng)對(duì)避雷器進(jìn)行一次交接試驗(yàn)。其性能必須符合出廠標(biāo)準(zhǔn)。各種部件應(yīng)完整無缺，外表要潔凈，當(dāng)避雷器安裝固定以后，其上端接相線，下端接地保護(hù)線，切勿顛倒。相間距離不應(yīng)小于安裝設(shè)計(jì)規(guī)程的

58、規(guī)定，避雷器在運(yùn)行中，應(yīng)定期進(jìn)行巡視和檢查，注意絕緣套裙是否完好，有無閃路痕跡；引線連接及接地是否牢固可靠。按規(guī)定每年雷雨季節(jié)之前，應(yīng)將避雷器做一次預(yù)防性試驗(yàn)，不合格的要及時(shí)調(diào)換。二、正反變換過電壓損壞配電變壓器及設(shè)備。當(dāng)變壓器高壓側(cè)裝有高壓避雷器，而低壓側(cè)未裝設(shè)避雷器時(shí)，防雷接地與工作接地共用一組接地裝置，在配電變壓器能產(chǎn)生過電壓，過電壓分兩種情況：(1)正變換：:當(dāng)?shù)蛪簜?cè)遭受雷擊時(shí)，通過變壓器的次級(jí)繞組的沖擊電流，將按變比感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而使高壓側(cè)繞組的中性點(diǎn)電壓升高，有可能發(fā)生絕緣擊穿。(2)反變換：當(dāng)高壓側(cè)遭受電擊時(shí)，經(jīng)過避雷器的電流較大，在接地裝置上產(chǎn)生壓降，這個(gè)壓降同時(shí)作用在低壓繞組的

59、中性點(diǎn)，并加到低壓繞組上，通過電磁感應(yīng)也會(huì)反響在高壓側(cè)出現(xiàn)高電壓，對(duì)星形接線的配電變壓器對(duì)中性點(diǎn)也會(huì)產(chǎn)生對(duì)絕緣有危險(xiǎn)的過電壓。根據(jù)以上情況，為了防止正變換和反變換所引起的過電壓，配電變壓器的上下壓兩側(cè)都必須加裝避雷器保護(hù)，如果只在一側(cè)加裝避雷器，或有一側(cè)避雷器損壞，都將造成配電變壓器因雷擊而損壞。這里需要注意的是上下側(cè)避雷器接地線與變壓器外殼要共同使用一根接地線時(shí)壓螺絲一定要緊要牢固，千萬不能松動(dòng)。否那么不能起到防雷的作用?？梢娕潆娮儔浩鞯蛪簜?cè)加裝避雷器是大有必要，對(duì)減少事故、提高供電可靠性具有重要意義的。三、避雷器的接地引下線不符合規(guī)程要求，使雷電流不能泄入大地，有的接地引下線連接不牢固，選擇導(dǎo)線材料及截面不按規(guī)程要求選擇，避雷器動(dòng)作時(shí)，將連接處燒斷，不能起到避雷作用。所以，安裝避雷器的接地引下線時(shí)應(yīng)采用焊接或螺絲栓連接，并經(jīng)常進(jìn)行巡視檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。引下線的選擇原那么：銅導(dǎo)線不應(yīng)小于16mm2,埋入接地導(dǎo)體應(yīng)采用404鍍鋅扁鐵銅。四、接地電阻