工廠高壓供電線路的繼電保護分析研究 供電專業(yè)3篇

工廠高壓供電線路的繼電保護關鍵詞:繼電保護；故障；過電流；單相接地；靈敏度電力系統(tǒng)在運行過程中由于自然環(huán)境的影響、設備缺陷、絕緣老化和操作不當?shù)仍蚩赡茉斐呻娏ο到y(tǒng)及設備發(fā)生故障或處于不正常工作狀態(tài)。摘要:本文介紹了在工廠高壓供電線路中繼電保護裝置的作用；提出對保護裝置的基本要求對常用的繼電保護方式的原理、特點和使用進行探討；最后給出提高靈敏度的簡單措施―低電壓閉鎖。能夠說電氣故障的發(fā)生是不可避免的而系統(tǒng)中的任何一處發(fā)生故障都可能對電力系統(tǒng)的運行產(chǎn)生重大影響甚至導致事故發(fā)生。因此電力系統(tǒng)在設計和運行時要充分思考系統(tǒng)可能發(fā)生的故障和不正常工作狀態(tài)并采取措施給予消除保證系統(tǒng)的正常運行。繼電保護就是保證電力系統(tǒng)安全運行和提高供電質量的重要措施之一。1工廠高壓供電線路繼電保護作為配電系統(tǒng)的工廠高壓供電線路電壓一般為6~10kV供電半徑一般不超過3km供電容量也不很大因此其高壓線路的繼電保護裝置比較簡單。對線路的相間短路保護常采用帶時限的過電流保護某些場所需配備電流速斷保護在線路出現(xiàn)相間短路故障時繼電保護裝置作用于斷路器的跳閘機構使斷路器跳閘切除短路故障。由于我國6~10kV系統(tǒng)屬于不接地系統(tǒng)在線路發(fā)生單相接地時接地相對地電壓為0其它兩相對地電壓由相電壓升高為線電壓但線路線電壓的相位和大小不變不影響三相用電設備的正常運行故只需裝設絕緣監(jiān)察或接地保護裝置在發(fā)生單相接地時發(fā)出信號提醒值班人員注意并及時處理。電力規(guī)程規(guī)定:電源中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時允許繼續(xù)運行2h。單相接地故障線路不可長期運行因為如果另一相又發(fā)生接地故障就構成了兩相短路產(chǎn)生很大的短路電流損壞電路設備。目前工廠高壓供電線路的保護主要是透過縮小故障范圍或預報故障的發(fā)生來提高系統(tǒng)運行的可靠性并最大限度地保證供電安全的。因此繼電保護裝置要有以下作用:①在系統(tǒng)正常運行時能完整、正確地監(jiān)視設備的運行狀態(tài)為值班人員帶給運行依據(jù)；②如果運行過程中發(fā)生故障應迅速、有選取地切除故障保證正常部分繼續(xù)運行；③當運行中出現(xiàn)異常工作狀態(tài)時要及時發(fā)出信號提醒值班人員盡快處理。2對過電流繼電保護的基本要求短路故障是供電系統(tǒng)的常見故障也是危害最大的故障對反應短路故障的過電流繼電保護裝置的要求:1選取性:當供電系統(tǒng)某一部分發(fā)生故障時繼電保護裝置能有選取性地將故障部分切除。也就是它就應首先斷開距離故障最近的斷路器而不影響非故障部分繼續(xù)運行將故障的影響限制在最小范圍。2快速性:快速切除短路故障能夠減輕短路電流對電氣設備的破壞程度加快非故障部分電壓的恢復減小對用戶的影響。保護裝置切除故障的時間等于保護裝置的動作時間與斷路器跳閘時間之和。斷路器選定后其跳閘時間就確定了那么實現(xiàn)快速性的關鍵是保護裝置應能快速動作。3靈敏性:靈敏性是保護裝置對故障或非正常工作狀態(tài)的反映潛力。通常用靈敏度系數(shù)來衡量它是根據(jù)對保護裝置動作最不利狀況計算而得的在《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》中對各種保護裝置的最小靈敏系數(shù)都有具體規(guī)定。4可靠性:當發(fā)生故障時要求保護裝置動作可靠即在應動作時不拒動而不該動作時不誤動。為確保保護裝置動作的可靠性保護裝置的原理設計、整定值、安裝調(diào)試要正確合理組成保護裝置的元器件質量好系統(tǒng)簡化。這四個基本要求對具體保護裝置并不是同等重要的對電力變壓器它是供電系統(tǒng)中的關鍵設備因此對它的保護裝置靈敏度要求較高輕微故障也能及時反應動作；而作為一般電力線路的保護裝置則對選取性要求較高靈敏度可適當?shù)鸵恍┯袝r無法兼顧選取性和快速性為了快速切除故障保護設備而犧牲選取性。3工廠高壓線路保護常用的幾種方式3.1定時限過電流保護定時限過電流保護的動作時限是固定的與透過它的短路電流的大小無關動作時限靠整定時間繼電器的值來確定保護裝置組成如圖1。圖中KA為DL電磁型電流繼電器接電流互感器TA二次側用來鑒別線路電流是否超過整定的動作值；KT為時間繼電器延時元件透過它的延時來保證保護裝置的選取性；KS為信號繼電器是保護裝置的顯示元件顯示裝置是否動作并發(fā)出報警信號；KM中間繼電器動作的執(zhí)行元件驅動斷路器跳閘切除故障。其保護原理:當在保護范圍內(nèi)發(fā)生故障或過電流時電流繼電器KA動作透過觸點的閉合起動時間繼電器KT經(jīng)過KT的預定延時后其觸點接通信號繼電器KS和中間繼電器KM的線圈使其動作中間繼電器KM觸點接通斷路器的跳閘線圈YR使斷路器跳閘切除故障線路而非故障線路繼續(xù)運行；同時透過KS觸點的通斷可發(fā)出報警信號。定時限過電流保護的具有動作時間準確整定方便動作的選取性和靈敏性易滿足要求的特點但所需繼電器的數(shù)量較多接線復雜且需直流操作電源投資較大；另外由于定時限過電流保護裝置的動作時限是由末端向電源端逐級增大的級差一般為0.5s即越靠近電源端保護的動作時限越長且線路的阻抗也越小短路電流就越大造成的危害也大因此常在靠近電源端加裝電流速斷保護元件配合使用。這種保護方式一般應用在比較重要的場所。3.2反時限過電流保護反時限過電流繼電保護的動作時限與透過它的電流的大小成反比短路電流越大動作時間越短；短路電流越小動作時間越長。在故障靠近電源端時短路電流較大動作時限也就較短。如圖2反時限過電流保護由GL感應型繼電器KA1KA2構成分別接電流互感器TA1、TA3的二次側由于感應型電流繼電器本身具有時限、掉牌功能且有功率大、觸點數(shù)量多等特點故省去時間繼電器、信號繼電器、中間繼電器；另外它還具有電磁型繼電器的速斷功能能夠實現(xiàn)電流速斷保護。這種保護裝置無須直流電源投資少接線簡單；缺點是:動作時間整定比較麻煩繼電器動作誤差較大當短路電流較小時動作時間可能很長快速性不如定時限保護裝置。對中小型工廠供電系統(tǒng)來說此種保護簡單、經(jīng)濟因而應用廣泛。保護原理:正常運行時KA1、KA2過電流繼電器不會動作其觸點都是斷開的斷路器跳閘線圈YR1、YR2沒有接通斷路器處于合閘狀態(tài)；當保護區(qū)內(nèi)發(fā)生故障或過電流時電流繼電器KA1或KA到達整定的時限后動作它的常開觸點先閉合常閉觸點后打開因而YR1或YR2通電動作斷路器跳閘同時繼電器的信號牌自動掉下給出信號；故障切除后繼電器回到信號牌可用手動復位。3.3電流速斷保護電流速斷保護就是一種瞬時動作的過電流保護保護元件為DL系列電磁型電流繼電器動作時限為本身固有的動作時間透過它可接通斷路器的跳閘回路并在最短的時間內(nèi)切除短路故障保護線路。它不帶時間繼電器其選取性不是依靠時限而是根據(jù)線路故障位置不同產(chǎn)生的短路電流不同來選取動作電流的。電流速斷保護的動作電流設定要躲過被保護線路末端的最大短路電流當被保護線路以外發(fā)生短路時保護裝置應不動作；而在電流速斷保護區(qū)內(nèi)即使發(fā)生最小的短路電流保護裝置也能可靠動作。電流速斷保護雖能快速切除故障但不能保護線路全長只能保護靠近首端的一部分線路因為當靠近末端的線路上發(fā)生的不是最大短路電流故障時電流速斷保護裝置可能不動作此段線路就得不到保護。這種保護裝置不能保護的區(qū)域稱為“死區(qū)”保護死區(qū)的大小與系統(tǒng)的運行方式有關當系統(tǒng)運行方式從最大運行方式改變?yōu)樽钚∵\行方式時死區(qū)會增大。由于存在保護死區(qū)因此電流速斷保護不能單獨使用務必配備帶時限的過電流保護裝置。在電流速斷的保護區(qū)內(nèi)速斷保護為主保護過電流保護為后備保護而在電流速斷保護的死區(qū)內(nèi)過電流保護為基本保護。3.4單相接地保護3.4.1絕緣監(jiān)視保護利用中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時出現(xiàn)零序電壓的特點在變電所母線上裝一套三相五柱式電壓互感器透過配置三只相電壓表和一只線電壓表加電壓轉換開關可觀察三相相電壓和線電壓。有單相接地故障時電壓表會指示“一低、二高、三不變”現(xiàn)象即接地相對地電壓降低、兩未接地相對地電壓升高、三個線電壓不變。在電壓互感器開口三角形兩端接一個過電壓繼電器正常運行時系統(tǒng)三相電壓對稱在開口端輸出的電壓為零繼電器不動作；當出現(xiàn)單相接地故障時開口三角形兩端出現(xiàn)零序電壓使過電壓繼電器動作發(fā)出信號值班人員根據(jù)指示逐一短時斷開故障相的出線開關進行檢查當三個相電壓表指示值相同時則被拉開的線路就是故障線路。該保護裝置沒有選取性值班人員只明白電網(wǎng)發(fā)生了接地故障及故障的相別而不明白接地故障發(fā)生在哪條線路上。它適用于出線線路數(shù)目不多并允許短時停電的電網(wǎng)中。3.4.2零序電流保護零序電流保護是利用單相接地故障線路中會產(chǎn)生零序電流的特點而構成的保護裝置它適用于高壓線路較多的大中型企業(yè)。在電纜線路或由電纜引出的架空線上安裝零序電流互感器它的一次側為被保護電纜的三相導線即零序電流互感器的鐵芯套在電纜外面二次側接電流繼電器。正常運行或發(fā)生相間短路時互感器二次側不會感應零序電流所接的繼電器不會動作；但當線路發(fā)生單相接地故障時零序電流反映到互感器二次側并透過零序電流繼電器使保護裝置動作發(fā)出信號。該保護裝置具有選取性應整定保護裝置動作電流大于其它線路發(fā)生單相接地故障時流過本保護的零序電流。務必注意的是電纜頭的接地線務必穿過零序電流互感器的鐵芯后再接地否則零序電流不穿過互感器的鐵芯二次側不感應電流保護裝置不起作用。對于架空線路的單相接地保護一般采用由三個電流互感器同極性并聯(lián)組成零序電流濾過器再接零序電流繼電器的方式三相電流互感器的二次電流相加后流入電流繼電器但一般工廠多用電纜線路故此種方式在工廠供電中用得不多。4過電流保護的靈敏度及提高靈敏度的措施——低電壓閉鎖保護4.1過電流保護的靈敏度過電流保護的靈敏度為SpIk.min/Iop.1。其中Ikmin應取為被保護線路末端在系統(tǒng)最小運行方式下的兩相短路電流（2）。Iop1為保護裝置的一次側動作電流，而繼Ikmin電器動作電流為Iop保護裝置接線系數(shù)為Kw（相電流接線為1，相電流接線為3，電流互感器變比為Ki則Iop1KiIop/Kw。因此按規(guī)定過電流保護的靈敏度務必滿足的條件為KwIk2minSp1.5KiIop如滿足上式有困難時，個別狀況下，能夠Sp1.2。4.2低電壓閉鎖的過電流保護當過電流保護裝置的靈敏度達不到上述要求時，可采用低電壓繼電器閉鎖的過電流保護裝置來提高其靈敏度，如上圖所示。在供電系統(tǒng)正常運行時，母線電壓接近于額定電壓，因而低電壓繼電器KV的觸點式斷開的。由于低電壓繼電器KV的觸點與過電流保護裝置KA的常開觸點相串聯(lián)，因此只要系統(tǒng)電壓正常，即使電流繼電器動作其觸點閉合，但因電壓繼電器的觸點斷開，斷路器也不會跳閘。所以設有低電壓繼電器閉鎖的過電流保護裝置，其動作電流不必按躲過線路的最（為I30的1.5~3倍）大負荷電流IL。max來整定，而只需按躲過線路的計算電流I30來整定，當然保護裝置的回到電流也應躲過I30。故此時過電流保護動作電流的整定計算公式為KrelKwIopI30KreKi由于過電流保護采用低電壓繼電器閉鎖后能夠減小保護裝置的動作電流Iop，從而提高了保護裝置的靈敏度。上述低電壓繼電器的動作電壓按躲過正常最低工作電壓Umin來整定，當然其回到電壓也應躲過Umin，因此低電壓繼電器動作電壓的整定計算公式為UminUUop＝0.6NKrelKreKuKu式中Umin—線路最低工作電壓，取（0.85~0.95）UN；UN—線路額定電壓；Krel—保護裝置的可靠系數(shù)，可取1.2；Kre—低電壓繼電器的回到系數(shù)，可取1.25；Ku—電壓互感器的變壓比。5結語從上世紀80年代起計算機技術、微電子技術、電力電子技術被越來越多地應用于輸配電系統(tǒng)中技術更新、功能更強的集成電路保護、微機綜合保護已成為繼電保護裝置的重要形式但有觸點的機電型繼電保護因具有經(jīng)濟、實用、維修方便等特點仍被廣泛使用在工廠供電保護線路中。參考文獻:〔1〕劉介才.工廠供〔M〕.北京:機械工業(yè)出版社2010.附:對《工廠供電》教材中主干資料的解讀透過對重點章節(jié)的段落大意歸納和中心思想的分析能夠用“中小型工廠；供配電；電力負荷計算；設計；電氣照明”這幾個詞來概括，全篇十個章節(jié)資料是以中小型工廠為講述對象以供配電基本概念、電能供應與分配、設計計算、電氣照明運行維護四大主干貫穿全書。工廠供電論文（二）：一、工廠供電的好處和要求工廠供電，就是指工廠所需電能的供應和分配，亦稱工廠配電。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉換而來，又易于轉換為其它形式的能量以供應用;電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應用極為廣泛。在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小(除電化工業(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)實現(xiàn)電氣化以后能夠大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。因此，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的好處。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設具有十分重要的戰(zhàn)略好處，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就務必到達以下基本要求:(1)安全在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事故。(2)可靠應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。(3)優(yōu)質應滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求(4)經(jīng)濟供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發(fā)展。二、工廠供電設計的一般原則按照國家標準GB50052-95《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》、GB50053-94《10kv及以下設計規(guī)范》、GB50054-95《低壓配電設計規(guī)范》等的規(guī)定，進行工廠供電設計務必遵循以下原則:(1)遵守規(guī)程、執(zhí)行政策;務必遵守國家的有關規(guī)定及標準，執(zhí)行國家的有關方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術經(jīng)濟政策。(2)安全可靠、先進合理;應做到保障人身和設備的安全，供電可靠，電能質量合格，技術先進和經(jīng)濟合理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品。(3)近期為主、思考發(fā)展;應根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關系，做到遠近結合，適當思考擴建的可能性。(4)全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負荷性質、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設計方案。工廠供電設計是整個工廠設計中的重要組成部分。工廠供電設計的質量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設計的有關知識，以便適應設計工作的需要。三、設計資料及步驟全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設計，是根據(jù)各個車間的負荷數(shù)量和性質，生產(chǎn)工藝對負荷的要求，以及負荷布局，結合國家供電狀況。解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟的分配電能問題。其基本資料有以下幾方面。1、負荷計算全廠總降壓變電所的負荷計算，是在車間負荷計算的基礎上進行的。思考車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側計算負荷及總功率因數(shù)。列出負荷計算表、表達計算成果。2、工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺數(shù)及容量選取參考電源進線方向，綜合思考設置總降壓變電所的有關因素，結合全廠計算負荷以及擴建和備用的需要，確定變壓器的臺數(shù)和容量。3、工廠總降壓變電所主結線設計根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負荷要求的可靠性級別和計算負荷數(shù)綜合主變壓器臺數(shù)，確定變電所高、低接線方式。對它的基本要求，即要安全可靠有要靈活經(jīng)濟，安裝容易維修方便。4、廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設計根據(jù)廠內(nèi)負荷狀況，從技術和經(jīng)濟合理性確定廠區(qū)配電電壓。參考負荷布局及總降壓變電所位置，比較幾種可行的高壓配電網(wǎng)布置放案，計算出導線截面及電壓損失，由不同放案的可靠性，電壓損失，基建投資，年運行費用，有色金屬消耗量等綜合技術經(jīng)濟條件列表比值，擇優(yōu)選用。按選定配電系統(tǒng)作線路結構與敷設方式設計。用廠區(qū)高壓線路平面布置圖，敷設要求和架空線路桿位明細表以及工程預算書表達設計成果。5、工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計算工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負荷，其容量運行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限容量系統(tǒng)供電進行短路計算。由系統(tǒng)不同運行方式下的短路參數(shù)，求出不同運行方式下各點的三相及兩相短路電流。6、改善功率因數(shù)裝置設計按負荷計算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，透過查表或計算求出到達供電部門要求數(shù)值所需補償?shù)臒o功率。由手冊或廠品樣本選用所需移相電容器的規(guī)格和數(shù)量，并選用適宜的電容器柜或放電裝置。如工廠有大型同步電動機還能夠采用控制電機勵磁電流方式帶給無功功率，改善功率因數(shù)。7、變電所高、低壓側設備選取參照短路電流計算數(shù)據(jù)和各回路計算負荷以及對應的額定值，選取變電所高、低壓側電器設備，如隔離開關、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關柜等設備。并根據(jù)需要進行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗。用總降壓變電所主結線圖，設備材料表和投資概算表達設計成果。8、繼電保護及二次結線設計為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動機、母線分段斷路器及聯(lián)絡線斷路器，皆需要設置相應的控制、信號、檢測和繼電器保護裝置。并對保護裝置做出整定計算和檢驗其靈敏系數(shù)。設計包括繼電器保護裝置、監(jiān)視及測量儀表，控制和信號裝置，操作電源和控制電纜組成的變電所二次結線系統(tǒng)，用二次回路原理接線圖或二次回路展開圖以及元件材料表達設計成果。35kv及以上系統(tǒng)尚需給出二次回路的保護屏和控制屏屏面布置圖。9、變電所防雷裝置設計參考本地區(qū)氣象地質材料，設計防雷裝置。進行防直擊的避雷針保護范圍計算，避免產(chǎn)生反擊現(xiàn)象的空間距離計算，按避雷器的基本參數(shù)選取防雷電沖擊波的避雷器的規(guī)格型號，并確定其接線部位。進行避雷滅弧電壓，頻放電電壓和最大允許安裝距離檢驗以及沖擊接地電阻計算。10、專題設計11、總降壓變電所變、配電裝置總體布置設計綜合前述設計計算結果，參照國家有關規(guī)程規(guī)定，進行內(nèi)外的變、配電裝置的總體布置和施工設計。第二章負荷計算及功率補償一、負荷計算的資料和目的(1)計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續(xù)性的負荷，其熱效應與同一時間內(nèi)實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應相等。在配電設計中，通常采用30分鐘的最大平均負荷作為按發(fā)熱條件選取電器或導體的依據(jù)。(2)尖峰電流指單臺或多臺用電設備持續(xù)1秒左右的最大負荷電流。一般取啟動電流上午周期分量作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選取電器和保護元件等的依據(jù)。在校驗瞬動元件時，還應思考啟動電流的非周期分量。(3)平均負荷為一段時間內(nèi)用電設備所消耗的電能與該段時間之比。常選用最大負荷班(即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個班)的平均負荷，有時也計算年平均負荷。平均負荷用來計算最大負荷和電能消耗量。二、負荷計算的方法負荷計算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項式等幾種。本設計采用需要系數(shù)法確定。主要計算公式有:有功功率:P30=Pe·Kd無功功率:Q30=P30·tgφ視在功率:S3O=P30/Cosφ計算電流:I30=S30/√3UN三、各用電車間負荷計算結果如下表:四、全廠負荷計算取K∑p=0.92;K∑q=0.95根據(jù)上表可算出:∑P30i=6520kW;∑Q30i=5463kvar則P30=K∑P∑P30i=0.9×6520kW=5999kWQ30=K∑q∑Q30i=0.95×5463kvar=5190kvarS30=(P302+Q302)1/2≈7932KV·AI30=S30/√3UN≈94.5ACOSф=P30/Q30=5999/7932≈0.75五、功率補償由于本設計中上級要求COSφ≥0.9，而由上面計算可知COSф=0.75《0.9，因此需要進行無功補償。綜合思考在那里采用并聯(lián)電容器進行高壓集中補償。可選用BWF6.3-100-1W型的電容器，其額定電容為2.89FQc=5999×(tanarccos0.75-tanarccos0.92)Kvar=2724Kvar取Qc=2800Kvar因此，其電容器的個數(shù)為:n=Qc/qC=2800/100=28而由于電容器是單相的，所以應為3的倍數(shù)，取28個正好無功補償后，變電所低壓側的計算負荷為:S30(2)′=[59992+(5463-2800)2]1/2=6564KV·A變壓器的功率損耗為:△QT=0.06S30′=0.06*6564=393.8Kvar△PT=0.015S30′=0.015*6564=98.5Kw變電所高壓側計算負荷為:P30′=5999+98.5=6098KwQ30′=(5463-2800+393.8=3057KvarS30′=(P302+Q302)1/2=6821KV.A無功率補償后，工廠的功率因數(shù)為:cosφ′=P30′/S30′=6098/6821=0.9則工廠的功率因數(shù)為:cosφ′=P30′/S30′=0.9≥0.9因此，貼合本設計的要求第三章變壓器的選取(1)主變壓器臺數(shù)的選取由于該廠的負荷屬于二級負荷，對電源的供電可靠性要求較高，宜采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發(fā)生故障后檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續(xù)供電，故選兩臺變壓器。(2)變電所主變壓器容量的選取裝設兩臺主變壓器的變電所，每臺變壓器的容量ST應同時滿足以下兩個條件:①任一臺單獨運行時，ST≥(0.6-0.7)S′30(1)②任一臺單獨運行時，ST≥S′30(Ⅰ+Ⅱ)由于S′30(1)=7932KV·A，因為該廠都是上二級負荷所以按條件2選變壓器。③ST≥(0.6-0.7)×7932=(4759.2~5552.4)KV·A≥ST≥S′30(Ⅰ+Ⅱ)因此選5700KV·A的變壓器二臺第四章主結線方案的選取一、變配電所主結線的選取原則1.當滿足運行要求時，應盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。2.當變電所有兩臺變壓器同時運行時，二次側應采用斷路器分段的單母線接線。3.當供電電源只有一回線路，變電所裝設單臺變壓器時，宜采用線路變壓器組結線。4.為了限制配出線短路電流，具有多臺主變壓器同時運行的變電所，應采用變壓器分列運行。5.接在線路上的避雷器，不宜裝設隔離開關;但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開關。6.6~10KV固定式配電裝置的出線側，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，應裝設線路隔離開關。7.采用6~10KV熔斷器負荷開關固定式配電裝置時，應在電源側裝設隔離開關。8.由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設供計費用的專用電壓、電流互感器(一般都安裝計量柜)。9.變壓器低壓側為0.4KV的總開關宜采用低壓斷路器或隔離開關。當有繼電保護或自動切換電源要求時，低壓側總開關和母線分段開關均應采用低壓斷路器。10.當?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側總開關和母線分段開關采用低壓斷路器時，在總開關的出線側及母線分段開關的兩側，宜裝設刀開關或隔離觸頭。二、主結線方案選取對于電源進線電壓為35KV及以上的大中型工廠，通常是先經(jīng)工廠總降壓變電所降為6—10KV的高壓配電電壓，然后經(jīng)車間變電所，降為一般低壓設備所需的電壓?？偨祲鹤冸娝鹘Y線圖表示工廠理解和分配電能的路徑，由各種電力設備(變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開關等)及其連接線組成，通常用單線表示。主結線對變電所設備選取和布置，運行的可靠性和經(jīng)濟性，繼電保護和控制方式都有密切關系，是供電設計中的重要環(huán)節(jié)。1、一次側采用內(nèi)橋式結線，二次側采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖如下這種主結線，其一次側的QF10跨接在兩路電源線之間，猶如一座橋梁，而處在線路斷路器QF11和QF12的內(nèi)側，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式結線。這種主結線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負荷工廠。如果某路電源例如WL1線路停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開QF11，投入QF10(其兩側QS先合)，即可由WL2恢復對變壓器T1的供電，這種內(nèi)橋式結線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機會較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。2、一次側采用外橋式結線、二次側采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖(下圖，這種主結線，其一次側的高壓斷路器QF10也跨接在兩路電源進線之間，但處在線路斷路器QF11和QF12的外側，靠近電源方向，因此稱為外橋式結線。這種主結線的運行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級負荷的工廠。但與內(nèi)橋式結線適用的場合有所不同。如果某臺變壓器例如T1停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開QF11，投入QF10(其兩側QS先合)，使兩路電源進線又恢復并列運行。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負荷變動較大、適用經(jīng)濟運行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。當一次電源電網(wǎng)采用環(huán)行結線時，也宜于采用這種結線，使環(huán)行電網(wǎng)的穿越功率不透過進線斷路器QF11、QF12，這對改善線路斷路器的工作及其繼電保護的整定都極為有利。3、一、二次側均采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖(見下圖)這種主結線圖兼有上述兩種橋式結線的運行靈活性的優(yōu)點，但所用高壓開關設備較多，可供一、二級負荷，適用于一、二次側進出線較多的總降壓變電所4、一、二次側均采用雙母線的總降壓變電所主電路圖采用雙母線結線較之采用單母線結線，供電可靠性和運行靈活性大大提高，但開關設備也大大增加，從而大大增加了初投資，所以雙母線結線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運用主要用與電力系統(tǒng)的樞紐變電所。本次設計的電機修造廠是連續(xù)運行，負荷變動較小，電源進線較短(2.5km，主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再思考到今后的長遠發(fā)展。采用一、二側單母線分段的總降壓變電所主結線(即全橋式結線)。第五章短路計算一、短路電流計算的目的及方法短路電流計算的目的是為了正確選取和校驗電氣設備，以及進行繼電保護裝置的整定計算。進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。在計算電路圖上，將短路計算所思考的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點。短路計算點要選取得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流透過。之后，按所選取的短路計算點繪出等效電路圖，并計算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標明其序號和阻抗值，然后將等效電路化簡。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計算短路電流和短路容量。短路電流計算的方法，常用的有歐姆法(有稱有名單位制法)和標幺制法(又稱相對單位制法)。二、本設計采用標幺制法進行短路計算1.在最小運行方式下:(1)確定基準值取Sd=100MV·A，UC1=60KV，UC2=10.5KV而Id1=Sd/√3UC1=100MV·A/(√3×60KV)=0.96KAId2=Sd/√3UC2=100MV·A/(√3×10.5KV)=505KA(2)計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值1)電力系統(tǒng)(SOC=310MV·AX1*=100KVA/310=0.322)架空線路(XO=0.4Ω/km)X2*=0.4×4×100/10.52=1.523)電力變壓器(UK%=7.5)X3*=UK%Sd/100SN=7.5×100×103/(100×5700)=1.32繪制等效電路如圖，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標出短路計算點。(3)求k-1點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量總電抗標幺值X*Σ(K-1)=X1*+X2*=0.32+1.52=1.84三相短路電流周期分量有效值IK-1(3)=Id1/X*Σ(K-1)=0.96/1.84=0.523)其他三相短路電流I"(3)=I∞(3)=Ik-1(3)=0.52KAish(3)=2.55×0.52KA=1.33KAIsh(3)=1.51×0.52KA=0.79KA4)三相短路容量Sk-1(3)=Sd/X*Σ(k-1)=100MVA/1.84=54.3(4)求k-2點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量1)總電抗標幺值X*Σ(K-2)=X1*+X2*+X3*//X4*=0.32+1.52+1.32/2=2.52)三相短路電流周期分量有效值IK-2(3)=Id2/X*Σ(K-2)=505KA/2.5=202KA3)其他三相短路電流I"(3)=I∞(3)=Ik-23)=202KAish(3)=1.84×202KA=372KAIsh(3)=1.09×202KA=220KA4)三相短路容量Sk-2(3)=Sd/X*Σ(k-1)=100MVA/2.5=40MV·A在最大運行方式下:(1)確定基準值取Sd=1000MV·A，UC1=60KV，UC2=10.5KV而Id1=Sd/√3UC1=1000MV·A/(√3×60KV)=9.6Id2=Sd/√3UC2=1000MV·A/(√3×10.5KV)=55KA(2)計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值1)電力系統(tǒng)(SOC=1338MV·AX1*=1000/1338=0.752)架空線路(XO=0.4Ω/km)X2*=0.4×4×1000/602=0.453)電力變壓器(UK%=4.5)X3*=X4*=UK%Sd/100SN=7.5×1000×103/(100×5700)=13.2繪制等效電路如圖，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標出短路計算點。(3)求k-1點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量1)總電抗標幺值X*Σ(K-1)=X1*+X2*=0.75+0.45=1.22)三相短路電流周期分量有效值IK-1(3)=Id1/X*Σ(K-1)=9.6KA/1.2=8KA3)其他三相短路電流I"(3)=I∞(3)=Ik-1(3)=8KAish(3)=2.55×8KA=20.4KAIsh(3)=1.51×X*Σ(K-1)8KA=12.1KA4)三相短路容量Sk-1(3)=Sd/X*Σ(k-1)=1000/1.2=833MVA(4)求k-2點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量K1)總電抗標幺值X*Σ(K-2)=X1*+X2*+X3*∥X4*=0.75+0.45+13.2/2=7.82)三相短路電流周期分量有效值IK-2(3)=Id2/X*Σ(K-2)=55KA/7.8=7.05KA3)其他三相短路電流I"(3)=I∞(3)=Ik-2(3)=7.05KAish(3)=2.55×7.05KA=17.98KAIsh(3)=1.51×7.05KA=10.65KA4)三相短路容量Sk-2(3)=Sd/X*Σ(k-2)=1000/7.05=141.8MV·A三.短路電流計算結果:1.最大運行方式2.最小運行方式第六章導線、電纜的選取概述為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質、經(jīng)濟地運行，進行導線和電纜截面時務必滿足下列條件:發(fā)熱條件導線和電纜(包括母線在透過正常最大負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應超過其正常運行時的最高允許溫度。2.電壓損耗條件導線和電纜在透過正常最大負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的電壓損耗，不應超過其正常運行時允許的電壓損耗。對于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進行電壓損耗校驗。3.經(jīng)濟電流密度35KV及以上的高壓線路及電壓在35KV以下但距離長電流大的線路，其導線和電纜截面宜按經(jīng)濟電流密度選取，以使線路的年費用支出最小。所選截面，稱為“經(jīng)濟截面”。此種選取原則，稱為“年費用支出最小”原則。工廠內(nèi)的10KV及以下線路，通常不按此原則選取。4.機械強度導線(包括裸線和絕緣導線)截面不應小于其最小允許截面。對于電纜，不必校驗其機械強度，但需校驗其短路熱穩(wěn)定度。母線也應校驗短路時的穩(wěn)定度。對于絕緣導線和電纜，還應滿足工作電壓的要求。根據(jù)設計經(jīng)驗，一般10KV及以下高壓線路及低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件來選取截面，再校驗電壓損耗和機械強度。低壓照明線路，因其對電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損耗進行選取，再校驗發(fā)熱條件和機械強度。對長距離大電流及35KV以上的高壓線路，則可先按經(jīng)濟電流密度確定經(jīng)濟截面，再校驗其它條件。架空進線的選取按發(fā)熱條件選取導線截面補償功率因素后的線路計算電流1)已知I30=76.33A由課本表5-3查得jec=1.65，因此Aec=76.33/1.65=46.26mm2選取準截面45mm2，既選LGJ—45型鋁絞線校驗發(fā)熱條件和機械強度都合格第七章開關柜的選取第八章高、低壓設備的選取高壓設備選取的一般要求務必滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求，同時設備應工作安全可靠，運行方便，投資經(jīng)濟合理。高壓刀開關柜的選取應滿足變電所一次電路圖的要求，并各方案經(jīng)濟比較優(yōu)選出開關柜型號及一次結線方案編號，同時確定其中所有一次設備的型號規(guī)格。工廠變電所高壓開關柜母線宜采用LMY型硬母線二、配電所高壓開關柜的選取高壓開關柜是按必須的線路方案將有關一、二次設備組裝而成的一種高壓成套配電裝置，在發(fā)電廠和變配電所中作為控制和保護發(fā)電機、變壓器和高壓線路之用，也可作為大型高壓開關設備、保護電器、監(jiān)視儀表和母線、絕緣子等。高壓開關柜有固定式和手車式(移可式)兩大類型。由于本設計是10KV電源進線，則可選用較為經(jīng)濟的固定式高壓開關柜，那里選取GG1A-10Q(F型。第九章變壓器的繼電保護概述按GB50062—92《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》規(guī)定:對電力變壓器的下列故障及異常運行方式，應裝設相應的保護裝置:(1)繞組及其引出線的相間短路和在中性點直接接地側的單相接地短路;(2)繞組的匝間短路;(3)外部相間短路引過的過電流;(4)中性點直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓;(5)過負荷;(6)油面降低;(7)變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。對于高壓側為6~10KV的車間變電所主變壓器來說，通常裝設有帶時限的過電流保護;如過電流保護動作時間大于0.5~0.7s時，還應裝設電流速斷保護。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)定應裝設瓦斯保護(又稱氣體繼電保護)。容量在400KV·A及以上的變壓器，當數(shù)臺并列運行或單臺運行并作為其它負荷的備用電源時，應根據(jù)可能過負荷的狀況裝設過負荷保護。過負荷保護及瓦斯保護在輕微故障時(通稱“輕瓦斯”，動作于信號，而其它保護包括瓦斯保護在嚴重故障時(通稱“重瓦斯”，一般均動作于跳閘。對于高壓側為35KV及以上的工廠總降壓變電所主變壓器來說，也應裝設過電流保護、電流速斷保護和瓦斯保護;在有可能過負荷時，也需裝設過負荷保護。但是如果單臺運行的變壓器容量在10000KV·A及以上和并列運行的變壓器每臺容量在6300KV·A及以上時，則要求裝設縱聯(lián)差動保護來代替電流速斷保護。在本設計中，根據(jù)要求需裝設過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護和瓦斯保護。對于由外部相間短路引起的過電流，保護應裝于下列各側:1)、對于雙線圈變壓器，裝于主電源側2)、對三線圈變壓器，一般裝于主電源的保護應帶兩段時限，以較小的時限斷開未裝保護的斷路器。當以上方式滿足靈敏性要求時，則允許在各側裝設保護。各側保護應根據(jù)選取性的要求裝設方向元件。3)、對于供電給分開運行的母線段的降壓變壓器，除在電源側裝設保護外，還應在每個供電支路上裝設保護。4)、除主電源側外，其他各側保護只要求作為相鄰元件的后備保護，而不要求作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護。5)、保護裝置對各側母線的各類短路應具有足夠的靈敏性。相鄰線路由變壓器作遠后備時，一般要求對線路不對稱短路具有足夠的靈敏性。相鄰線路超多瓦斯時，一般動作于斷開的各側斷路器。如變壓器高采用遠后備時，不作具體規(guī)定。6)、對某些稀有的故障類型(例如110KV及其以上電力網(wǎng)的三相短路)允許保護裝置無選取性動作。差動保護變壓器差動保護動作電流應滿足以下三個條件應躲過變壓器差動保護區(qū)外出現(xiàn)的最大短路不平衡電流應躲過變壓器的勵磁涌流在電流互感器二次回路端線且變壓器處于最大貼合時，差動保護不應動作變壓器的過電流保護1.過電流保護動作電流的整定IL.max=2×5700/(√3×60)A=109.7A取Krel=1.3，Ki=150/5=30，KW=1，Kre=0.8因此Iop=Krel×KW×IL.max/(Kr×eKi)=1.3×1×109.7A/(0.8×30)=5.94A故動作電流整定為6A。2.保護動作時間t〈=t1-△t=2-0.5=1.5S3.變壓器過電流保護的靈敏度Ik.max=0.866×7.02×1000×10/60=1037A則:Sp=KW×Ik.min/(Ki×Iop)=1×1037/(6×30)=5.761》1.5滿足保護靈敏度的要求4.結線圖四、變壓器的過負荷保護過負荷保護動作電流的整定IOP(OL)=1.3I1N.T/Ki=1.3×104/40A=3A動作時間取10~15s五、變壓器的瓦斯保護瓦斯保護，又稱氣體繼電保護，是保護油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的保護裝置。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，均應裝設瓦斯保護。瓦斯保護的主要元件是氣體繼電器。它裝設在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上。為了使油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體能夠順暢地透過氣體繼電器排往油枕，變壓器安裝應取1%~1.5%的傾斜度;而變壓器在制造時，聯(lián)通管對油箱頂蓋也有2%~4%的傾斜度。當變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，由故障產(chǎn)生的少量氣體慢慢升起，進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。這時上觸點接通而接通信號回路，發(fā)出音響和燈光信號，這稱之為“輕瓦斯動作”。當變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴重故障時，由故障產(chǎn)生的氣體很多，帶動油流迅猛地由變壓器油箱透過聯(lián)通管進入油枕。這超多的油氣混合體在經(jīng)過氣體繼電器時，沖擊擋板，使下油杯下降。這時下觸點接通跳閘回路(透過中間繼電器)，同時發(fā)出音響和燈光信號(透過信號繼電器)，這稱之為“重瓦斯動作”。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。先是繼電器的上油杯下降，發(fā)出報警信號，之后繼電器內(nèi)的下油杯下降，使斷路器跳閘，同時發(fā)出跳閘信號。變壓器瓦斯保護動作后的故障分析變壓器瓦斯保護動作后，可由蓄積于氣體繼電器內(nèi)的氣體性質來分析和決定故障的原因幾處理要求，如下表:第十章二次回路操作電源和中央信號裝置二次回路的操作電源二次回路操作電源是供高壓斷路器跳、合閘回路和繼電保護裝置、信號回路、監(jiān)測系統(tǒng)及其它二次回路所需的電源。因此對操作電源的可靠性要求很高，容量要求足夠大，盡可能不受供電系統(tǒng)運行的影響。二次回路操作電源，分直流和交流兩大類。直流操作電源又有由蓄電池組供電的電源和由整流裝置供電的兩種。交流操作電源又由所用(站用)變壓器供電的由儀用互感器供電的兩種。其中，蓄電池主要有鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池兩種;整流電源主要有硅整流電容儲能式和復式整流兩種。而交流操作電源可分為電流源和電壓源兩種。采用鎘鎳蓄電池組作操作電源，除不受供電系統(tǒng)運行狀況的影響、工作可靠外，還有大電流放電性能好，比功率大，機械強度高，使用壽命長，腐蝕性小，無需專用房間等優(yōu)點，從而大大降低了投資等優(yōu)點，因此在工廠供電系統(tǒng)這應用比較普遍。采用交流操作電源，可使二次回路大大簡化，投資大大減少，工作可靠，維護方便，但是它不適于比較復雜的電路。中央信號裝置中央信號裝置是指裝設在變配電所值班室或控制室的信號裝置。中央信號裝置包括事故信號和預告信號兩種。中央信號裝置的要求是:在任一斷路器事故跳閘時，能瞬時發(fā)出音響信號，并在控制屏上或配電裝置有表示事故跳閘的具體斷路器位置的燈光指示信號。事故音響信號通常采用電笛(蜂鳴器)，應能手動或自動復歸。中央事故信號裝置按操作電源分，有直流操作的交流操作的兩類。按事故音響信號的動作特性分，有不能重復動作的和能重復動作的兩種。中央預告信號裝置的要求是:當供電系統(tǒng)中發(fā)生故障和不正常工作狀態(tài)但不需立即跳閘的狀況時，應及時發(fā)出音響信號，并有顯示故障性質和地點的指示信號(燈光或光字牌指示)。預告音響信號通常采用電鈴，應能手動或自動復歸。中央預告信號裝置亦有直流操作的和交流操作的兩種，同樣有不能重復動作的和能重復動作的兩種。利用ZC-23型沖擊繼電器的中央復歸重復動作的事故音響信號裝置結線圖第十一章電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置電測量儀表那里的“電測量儀表”按GBJ63—90《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范》的定義，“是對電力裝置回路的電力運行參數(shù)所經(jīng)常測量、選取測量、記錄用的儀表和作計費、技術經(jīng)濟分析考核管理用的計量儀表的總稱?！睘榱吮O(jiān)視供電系統(tǒng)一次設備(電力裝置)的運行狀態(tài)和計量一次系統(tǒng)消耗的電能，保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質和經(jīng)濟合理地運行，工廠供電系統(tǒng)的電力裝置中務必裝設必須數(shù)量的電測量儀表。電測量儀表按其用途分為常用測量儀表和電能計量儀表兩類，前者是對一次電路的電力運行參數(shù)作經(jīng)常測量、選取測量和記錄用的儀表，后者是對一次電路進行供用電的技術經(jīng)濟考核分析和對電力用戶用電量進行測量、計量的儀表，即各種電度表。變配電裝置中各部分儀表的配置供電系統(tǒng)變配電裝置中各部分儀表的配置要求如下:1.在工廠的電源進線上，或經(jīng)供電部門同意的電能計量點，務必裝設計費的有供電度表和無功電度表，而且宜采用全國統(tǒng)一標準的電能計量柜。為了解負荷電流，進線上還應裝設一只電流表。2.變配電所的每段母線上，務必裝設電壓表測量電壓。在中性點非有效接地的(即小接地電流的)系統(tǒng)中，各段母線上還應裝設絕緣監(jiān)視裝置。如出線很少時，絕緣監(jiān)視電壓表可不裝設。3.35~110/6~10KV的電力變壓器，應裝設電流表、有功功率表、無功功率表、有功電能表和無功電能表各一只，裝在哪一側視具體狀況而定。6~10/3~6KV的電力變壓器，在其一側裝設電流表、有功和無功電度表各一只。6~10/0.4KV的電力變壓器，在高壓側裝設電流表和有功電度表各一只，如為單獨經(jīng)濟核算單位的變壓器，還應裝設一只無功電度表。4.3~10KV的配電線路，應裝設電流表、有功和無功電度表各一只。如不是送往單獨經(jīng)濟核算單位時，可不裝無功電度表。當線路負荷在5000KV·A及以上時，可再裝設一只有功功率表。5.380V的電源進線或變壓器低壓側，各相應裝一只電流表。如果變壓器高壓側未安裝設有功電度表一只。6.低壓動力線路上，應安裝一只電流表。低壓照明線路及三相負荷不平衡率大于15%的線路上，應裝設三只電流表分別測量三相電流。如需計量電能，一般應裝設一只三相四線有功電度表。對負荷平衡的動力線路，可只裝設一只單相有功電度表，實際電能按其計度的3倍計。7.并聯(lián)電力電容器組的回路上，應裝設三只電流表，分別測量三相電流，并應裝設一只無功電度表。二、絕緣監(jiān)視裝置絕緣監(jiān)視裝置用于小接地電流的系統(tǒng)中，以便及時發(fā)現(xiàn)單相接地故障，設法處理，以免故障發(fā)展為兩相接地短路，造成停電事故。6~35KV系統(tǒng)的絕緣監(jiān)視裝置，可采用三相雙繞組電壓互感器和三只電壓表，也可采用三個單相三繞組電壓互感器或者一個三相五芯柱三繞組電壓互感器。接成Y0的二次繞組，其中三只電壓表均接各相的相電壓。當一次電路其中一相發(fā)生接地故障時，電壓互感器二次側的對應相的電壓表指零，其它兩相的電壓表讀數(shù)則升高到線電壓。由指零電壓表的所在相即可得知該相發(fā)生了單相接地故障，但不能判明是哪一條線路發(fā)生了故障，因此這種絕緣監(jiān)視裝置是無選取性的，只適于出線不多的系統(tǒng)及作為有選取性的單相接地保護的一種輔助裝置。第十二章防雷與接地防雷1.防雷設備防雷的設備主要有接閃器和避雷器。其中，接閃器就是專門用來理解直接雷擊(雷閃)的金屬物體。接閃的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線。接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)。避雷器是用來防止雷電產(chǎn)生的過電壓波沿線路侵入變配電所或其它建筑物內(nèi)，以免危及被保護設備的絕緣。避雷器應與被保護設備并聯(lián)，裝在被保護設備的電源側。當線路上出現(xiàn)危及設備絕緣的雷電過電壓時，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻變?yōu)榈妥?，使過電壓對大地放電，從而保護了設備的絕緣。避雷器的型式，主要有閥式和排氣式等。2.防雷措施1.架空線路的防雷措施(1)架設避雷線這是防雷的有效措施，但造價高，因此只在66KV及以上的架空線路上才沿全線裝設。35KV的架空線路上，一般只在進出變配電所的一段線路上裝設。而10KV及以下的線路上一般不裝設避雷線。(2)提高線路本身的絕緣水平在架空線路上，可采用木橫擔、瓷橫擔或高一級的絕緣子，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。(3)利用三角形排列的頂線兼作防雷保護線由于3~10KV的線路是中性點不接地系統(tǒng)，因此可在三角形排列的頂線絕緣子裝以保護間隙。在出現(xiàn)雷電過電壓時，頂線絕緣子上的保護間隙被擊穿，透過其接地引下線對地泄放雷電流，從而保護了下面兩根導線，也不會引起線路斷路器跳閘。(4)裝設自動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或稍長一點時間后自動重合閘，電弧通常不會復燃，從而能恢復供電，這對一般用戶不會有什么影響。(5)個別絕緣薄弱地點加裝避雷器對架空線路上個別絕緣薄弱地點，如跨越桿、轉角桿、分支桿、帶拉線桿以及木桿線路中個別金屬桿等處，可裝設排氣式避雷器或保護間隙。2.變配電所的防雷措施(1)裝設避雷針室外配電裝置應裝設避雷針來防護直接雷擊。如果變配電所處在附近高建(構)筑物上防雷設施保護范圍之內(nèi)或變配電所本身為室內(nèi)型時，不必再思考直擊雷的保護。(2)高壓側裝設避雷器這主要用來保護主變壓器，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鍵的設備。為此要求避雷器應盡量靠近主變壓器安裝。閥式避雷器至3~10KV主變壓器的最大電氣如下表。避雷器的接地端應與變壓器低壓側中性點及金屬外殼等連接在一齊。在每路進線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進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。(3)低壓側裝設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。當變壓器低壓側中性點不接地時(如IT系統(tǒng))，其中性點可裝設閥式避雷器或金屬氧化物避雷器或保護間隙。在本設計中，配電所屋頂及邊緣敷設避雷帶，其直徑為8mm的鍍鋅圓鋼，主筋直徑應大于或等于10mm的鍍鋅圓鋼。二、接地1.接地與接地裝置電氣設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體，稱為接地體，或稱接地極。專門為接地而人為裝設的接地體，稱為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎等，稱為自然接地體。連接接地體與設備、裝置接地部分的金屬導體，稱為接地線。接地線在設備、裝置正常運行狀況下是不載流的，但在故障狀況下要透過接地故障電流。接地線與接地體合稱為接地裝置。由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個整體，稱為接地網(wǎng)。其中接地線又分為接地干線和接地支線。接地干線一般應采用不少于兩根導體在不同地點與接地網(wǎng)連接。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(1)確定接地電阻按相關資料可確定此配電所公共接地裝置的接地電阻應滿足以下兩個條件:RE≤250V/IERE≤10Ω式中IE的計算為IE=IC=60×(60+35×4)A/350=34.3A故RE≤350V/34.3A=10.2Ω綜上可知，此配電所總的接地電阻應為RE≤10Ω(2)接地裝置初步方案現(xiàn)初步思考圍繞變電所建筑四周，距變電所2~3m，打入一圈直徑50mm、長2.5m的鋼管接地體，每隔5m打入一根，管間用40×4mm2的扁鋼焊接。(3)計算單根鋼管接地電阻查相關資料得土質的ρ=100Ω·m則單根鋼管接地電阻RE(1)≈100Ω·m/2.5m=40Ω(4)確定接地鋼管數(shù)和最后的接地方案根據(jù)RE(1)/RE=40/4=10。但思考到管間的屏蔽效應，初選15根直徑50mm、長2.5m的鋼管作接地體。以n=15和a/l=2再查有關資料可得ηE≈0.66。因此可得n=RE(1)/(ηERE)=40Ω/(0.66×4)Ω≈15思考到接地體的均勻對稱布置，選16mm根直徑50mm、長2.5m的鋼管作地體，用40×4mm2的扁鋼連接，環(huán)形布置。選取雙針等高避雷小結我做的是某電機修造廠全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)的設計.透過這次畢業(yè)設計，我加深了對工廠供電知識的理解，基本上掌握了進行一次設計所要經(jīng)歷的步驟，象總降壓的設計，我與其他同學一齊進行課題分析、查資料，進行設計，整理說明書到最后完成整個設計。作為大學階段一次重要的學習經(jīng)歷我感覺自己受益非淺，同時深深的感覺的自己的學習潛力在不斷提高，一個月的時間就這樣匆匆的過去了，再指導老師我經(jīng)過多少個白天，黑夜，我們刻苦研究。這次設計使我對工廠供電有了新的認識，對總降壓變電所的設計由一無所知到此刻的必須程度的掌握，起到了十分重要的作用，對秦緒平老師的關心，指導大家有感于心，事實上這次設計對我們的鍛煉是多方面的，除了對設計過程熟悉外，我們還進一步提高了作圖，說明書修改，各種信息的分析，對WORD文檔的使用等多方面的潛力。不久我們將走上工作崗位，這樣的學習機會對我們來說已經(jīng)不多了，我們十分重視。我們發(fā)揚團隊合作的精神，互相配合.工廠供電論文（三）：工廠供電系統(tǒng)運行分析論文[摘要]在供電系統(tǒng)的運行過程中，由于雷擊、操作、短路等原因，產(chǎn)生危及電氣設備絕緣的過電壓，嚴重危害供電系統(tǒng)，需要進行電氣設備的防雷、接地、防腐蝕。還需要注意靜電的防護及防爆和防腐蝕。在供電系統(tǒng)運行時，人們得明白觸電后該怎樣樣做才安全。務必認識電流對人體的危害，人體觸電的形式和觸電后脫離電源的方法，同時還得了解電后急救的知識。本論文分析了影響工廠供電系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟運行的要素，提出了保證安全運行的技術措施。[關鍵詞]供電系統(tǒng)可靠性運行分析工廠供電系統(tǒng)是企業(yè)的主要組成部分。電力系統(tǒng)一旦中斷，后果不堪設想。供電系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟運行，是工廠正常生產(chǎn)的基本條件之一，同時對提高產(chǎn)品質量、增加產(chǎn)量等都具有必須的好處。現(xiàn)就工廠供電系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟運行的辦法分析如下。一、依靠科技進步，提高供電系統(tǒng)的可靠性設備是保證供電系統(tǒng)安全運行的重要要素。供電設備本身的技術含量、整體水平，直接影響供電系統(tǒng)的安全運行。由于企業(yè)由計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉化，部分企業(yè)出現(xiàn)虧損，無形之中給企業(yè)設備更新帶來必須的困難，如淘汰設備(SJ型變壓器、JO型電機等)在線運行，設備超期服役，導致供電系統(tǒng)的可靠性降低。1.要保證供電系