【正文】 ............................... 35 電力變壓器的繼電保護 ......................................... 35 .................................................. 35 ................................................ 35 .............................................. 36 .................................................. 36 ................................................ 37 .................................................. 37 低壓側(cè)配電保護 ............................................... 37 IV 高壓線路的繼電保護 ........................................... 37 .............................................. 38 限時電流速斷保護 ......................................... 38 定時限過電流保護 ......................................... 39 過負荷保護 ............................................... 39 7 變電所的防雷、接地與電氣安全 ................................... 41 避雷針 ....................................................... 41 避雷線 ....................................................... 41 避雷器 ....................................................... 41 ................................................. 42 ..................................................... 42 附 錄 .............................................................. 43 參考文獻 ........................................................... 44 致謝 ............................................................... 45 1 1 設(shè)計原始資料 某 35KV 變電所主要供電用戶基礎(chǔ)資料 1． 工廠情況及擴建計劃 工廠三班工作制。由于工廠受環(huán)境限制，有增加 30% 負荷擴建可能。 2． 工廠負荷性質(zhì) 工廠電力負荷情況分析：鑄鐵車間Ⅰ為一級負荷、化工廠（轉(zhuǎn)供）為二級負荷，鍋爐房、鑄鐵車間Ⅱ、空壓機站、熱處理車間為二級負荷，其余車間為三級負荷；住宅區(qū)為 3 級負荷。工廠晝夜負荷變化較大。 水文資料 1． 廠區(qū)砂質(zhì)粘土，土壤允許承載能力為 20 噸 /米 2。中等含水量時，實得土壤電阻率為 104Ω /cm。 2． 地下水位 ~5m。 3． 最熱月平均溫度為 23℃，極端溫度為 38℃，極最低溫度為 ℃。 4． 本地區(qū)年雷暴日數(shù)為 天。 5． 最熱日地下 ，土壤平均溫度為 ℃，冬季冷卻凍結(jié)深度為 。 6． 本地區(qū)夏季主導風向為西南風，最大風速為 15m/s。 電氣工程技術(shù)指標及各材料供應情況 由于本地區(qū)的電力供應的特定條件，供電部門要求本廠從東北方向 45km的地區(qū)變電所用 35KV 的兩回線路向本廠供電。該電源短路電抗 )*3( max. ?kX電源出口過電流保護時間最大 為 。 工廠與供電部門達成的“供電協(xié)議”內(nèi)容： 1． 在本廠總變電所高壓側(cè)計量。 2． 功率因數(shù) 。 2 3． 對本廠（按大型工業(yè)用電企業(yè)基本電費）按最大需要量收取為 元 / ,表計電價（或電度電價）為 元 /。 大工業(yè)電價適用范圍：凡以電為原動力，或以電冶煉、烘熔、熔焊、電解、電化的一切工業(yè)生產(chǎn)，受電變壓器容量在 315kVA 及以上者，均執(zhí)行大工業(yè)電價。大工業(yè)電價均實行二部制電價，即按電表抄見電度計算的電度電費和按變變壓器容量（或最大需量）計算的基本電費。 表 1 參考負荷 表 設(shè)備容量 Pe（ KW） 需用系數(shù) （ Kd） 功率因數(shù) （ cosφ） 照明容量（ KW） 總降到車間長度（ m） 鑄鋼車間 940 7 600 下料車間 400 3 800 鑄鐵車間Ⅰ 600 6 1000 鑄鐵車間Ⅱ 900 5 1500 工具車間 350 6 800 鍛壓車間 1300 6 1200 鍋爐房 300 3 600 空壓機站 300 1 900 機修車間 250 5 600 化工廠 2400 36 5000 2 負荷計算及功率補償 負荷 計算 是確定供電系統(tǒng) 選擇變壓器容量、電氣設(shè)備、導線截面和儀表量程的依據(jù)，也是整定繼電保護的重要依據(jù)。計算負荷確定得是否正確，直接影響到電器和導線是否經(jīng)濟合理。如計算負荷確定過大將使電器和導線截面選擇過大，造成投資和有色金屬的浪費；如計算負 荷確定過小，又將使電器和導線運行時增加電能損耗，并產(chǎn)生過熱，引起絕緣過早老化，甚至燒毀，以致發(fā) 生事故，同樣給 造成 經(jīng)濟 損失。為此，正確進行負荷計算是供電設(shè)計的前提，也是實現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的必要手段。 類 別 數(shù) 據(jù) 車 間 3 無功補償，在電子 供電系統(tǒng)中 起提高 電網(wǎng)的 功率因數(shù)的作用，降低供電 變壓器及 輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無功功率補償裝置在電力供 電系統(tǒng)中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動， 諧波增 大等諸多因素 。 考慮用電設(shè)備的經(jīng)濟性，本設(shè)計中 應 選擇用并聯(lián)電容器的方式進行分組補償。 它具有投資少 、 占位小 、 安裝容易 、 配置靈活 、 維護簡單 、 事故率低等優(yōu)點。 鑄鋼 車間的計算負荷 由設(shè)計任務書可 知 鑄鋼 車間的設(shè)備容量 wkPe ???940 ，照明容量為 kw7 ，查《工廠供電》附錄表 1 可得需要系數(shù)分別為 、 。 補償前應選變壓器容量及功率因素值 1. 低 壓側(cè)電力： ? ? kwPeKdP 2 829 ????? ? ? ? ? v a a n230230 kPQ ????? ? 2. 低壓側(cè)照明： ? ? 230 ????? 3. 低壓側(cè)的視在計算負荷： 故未進行無功補償時，變壓器容量應選為 kVA400 。 4. 低壓側(cè)的功率因素： ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ??????? SPP? 無功補償容量 ? ? ? ?? ?????? 230230 PPQc cq? ? ? v a k???? 取 var270kQc ? 選擇電容器 ,此電容器單個容量為 30kvar，故電容器需要個數(shù)930/2 7 0/ ??? cqQ 。 補償后的變壓器容量和功率因數(shù) 1. 低壓側(cè)的視在計算負荷： ? ? ? ? ? ? ? ?? ? AkVQcQPPS ????????????? )()()( 2222302230230230? ? ? ? ? ? ? ? AkVQPPS ?????????? )()( 2222302230230230 4 故 變壓器容量可選 VAk?315 。 2. 變壓器的功率損耗： ? ? kwSP T 230 ?????? ? ? v a 230 kSQ T ?????? 3. 高壓側(cè)的計算負荷： ? ? ? ? ? ? kwPPPP T ??????????? ? ? ? ? v a kc T ????????? ? ? ? ? ? ? AkVQPS ????????? 2213021302130 4. 高壓側(cè)的功率因素： ? ? ? ? ?????? SP? 滿足要求 下料車間的計算負荷 由表 1 可知下料車間的設(shè)備容量 kwPe 400? ，照明容量為 kw3 ，查《工廠供電》附錄表 1 可得需要系數(shù)分別為 、 。 補償前應選變壓器容量及 功率因素 值 1. 低壓側(cè)電力： ? ? kwPeKdP ????? ? ? ? ? v a a n230230 kPQ ????? ? 2. 低壓側(cè)照明： ? ? 230 ????? 3. 低壓側(cè)的視在計算負荷： 故未進行無功補償時，變壓器容量應選為 VAk?175 。 低壓側(cè)的功率因素： ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ???????? 無功補償容量 ? ? ? ?? ?????? 230230 PPQc cq? ? ? v a 1 7 5 ???? ? ? ? ? ? ? ? ? AkVQPPS ?????????? )()( 2222302230230230 5 取 vark120Qc ? 選擇電容器 ,此電容器單個容量為 30kvar，故電容器需要個數(shù)430/120q/Q c ??? 。 補償后的變壓器容量和功率因數(shù) 1． 低壓側(cè)的視在計算負荷： 故變壓器容量可選 kVA200 。 2. 變壓器的功率損耗： ? ? 230T ?????? ? ? v a 230T ?????? 3. 高壓側(cè)的計算負荷： ? ? ? ? ? ? T230230130 ??????????? ? ? ? ? v a T230130 ????????? ? ? ? ? ? ? k V AQPS 2213021302130 ???????? 4. 高壓側(cè)的功率因素： ? ? ? ? ?????? ? 滿足要求 鑄鐵車間Ⅰ的計算負荷 由表 1 可知鑄鐵車間 Ⅰ 的設(shè)備容量 kw1050Pe? ，照明容量為 kw6 ，查《工廠供電》附錄表 1 可得需要系數(shù)分別為 、 。 補償前應選變壓器容量及功率因素值 1. 低壓側(cè)電力： ? ? kw4 201 05 230 ????? ? ? ? ? v a a nPQ 230230 ?????? 2. 低壓側(cè)照明： ? ? 230 ????? 3. 低壓側(cè) 的視在計算負荷： ? ? ? ? ? ? ? ?? ? k V AQcQPPS )()()( 2222302230230230 ????????????? ? ? ? ? ? ? ? )(Q)PP(S 2222302230230230 ?????????? 6 故未進行無功補償時，變壓器容量應選為 VAk630? 。 低壓側(cè)的功率因素： ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ???????? 無功補償容量 ? ? ? ?? ?????? 230230 PPQc cq? ? ? v a ???? 取 vark300Qc ? 選擇電容器 ,此電容器單個容量為 30kvar， 故電容器需要個數(shù) 1030/3 0 0q/Q c ??? 。 補償后的變壓器容量和功率因數(shù) 1. 低壓側(cè)的視在計算負荷： 故變壓器容量可選 VAk500? 。 2. 變壓器的功率損耗： ? ? 230T ?????? ? ? v a 230 kSQ T ?????? 3. 高壓側(cè)的計算負荷： ? ? ? ? ? ? T230230130 ??????????? ? ? ? ? v a T230130 ?????????? ? ? ? ? ? 2213021302130 ????????? 4