【正文】 ....................................................................................... 31 過(guò)電壓及雷電概述 ..................................................................................... 31 防雷 ............................................................................................................. 31 電氣裝置的接地 ......................................................................................... 32 結(jié)論 ............................................................................................................................ 35 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................... 36 5 第一章 緒論 課題設(shè)計(jì)背景 工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電。 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小。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。 此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。 、統(tǒng)籌兼顧。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(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。考慮車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出工廠變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷及總功率因數(shù)。對(duì)它的基本要求，即要安全 可靠有要靈活經(jīng)濟(jì)，安裝容易維修方便。由手冊(cè)或廠品樣本選用所需移相電容器的規(guī)格和數(shù)量，并選用合適的電容器柜或放電裝置。用總降壓變電所主結(jié)線圖，設(shè)備材料表和投資概算表達(dá)設(shè)計(jì)成果。 參考本地區(qū)氣象地質(zhì)材料，設(shè)計(jì)防雷裝置。 、配電裝置總體布置設(shè)計(jì)綜合前述設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，參照國(guó)家有關(guān)規(guī)程規(guī)定，進(jìn)行內(nèi)外的變、配電裝置的總體布置和施工設(shè)計(jì)。計(jì)算負(fù)荷的確定是否合理，將直接影響到電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。 負(fù)荷計(jì)算的方法 負(fù)荷計(jì)算的方法有估算法、需要系數(shù)法、單相負(fù)荷計(jì)算及二項(xiàng)式法等幾種。 ，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)可選擇兩臺(tái)主變壓器。負(fù)載率為 %。 負(fù)荷開關(guān)的出線柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)。 ，宜由工廠總變配電所 采用放射式高壓配電，以確保供電可靠性，但對(duì)輔助生產(chǎn)區(qū)的變電所，可采用樹干式配電。 變電所主結(jié)線 對(duì)于電源進(jìn)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(shè)備所需的電壓。 單電源進(jìn)線的變電所主接線 當(dāng)單電源進(jìn)線一臺(tái)變壓器時(shí)，主接線采用 一次側(cè)線路 變壓器組，二次側(cè)單母線不分段接線，如圖 ，這種主接線經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單，可靠性不高，適用于負(fù)荷不大的三級(jí)負(fù)荷情況。當(dāng)線路 1WL 發(fā)生故障或檢修時(shí)，斷開 1QF， 1T 由線路 2WL 經(jīng)橋接斷路器 3QF 繼續(xù)供電，同理，當(dāng) 2WL 發(fā)生故障或者檢修時(shí)， 2T 由線路 1WL 繼續(xù)供電。 適用于以下條件的總降壓變電所： (1) 供電線路長(zhǎng)，線路故障幾率大； (2) 負(fù)荷比較平穩(wěn)，主變壓器不需要頻繁切換操作； (3)沒有穿越 功率的終端總降壓變電所。 13 、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主接線如圖 45。負(fù)荷變動(dòng)較小，電源進(jìn)線較短（ 8km） ,主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再考慮到工廠對(duì)于一次投資的要求。 進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來(lái)，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡(jiǎn)。 三相短路電流計(jì)算 本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值進(jìn)行短路電流計(jì)算 ： 取 Sd=100MVA， Ud=Uav，兩個(gè)電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓分別為 Ud1= Ud2= (1)電力系統(tǒng)（ Soc=1000MVA） *1 100 /1000 ?? (2)架空線路（ XO= /km 4km） *2X =X0L1Sd/Ud2= 4 100/（ ） = (3)電力變壓器（ Uk％ = Sn=1600kVA） *3X = Uk％ Sd/（ 100 Sn） = 100/（ 100 ） = 15 繪制等效電路圖如圖 51，圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)。這就要求通過(guò)導(dǎo)線或電纜的最大負(fù)荷電流不應(yīng)大于其允許載流量。對(duì)于 35kV 及以上的 高壓線路及電壓在 35kV以下但距離長(zhǎng)，電流大的線路，宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，對(duì) 10kV 及以下線路，通常不按此原則選擇。對(duì)于絕緣導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿足工作電壓的要求 。 選擇導(dǎo)線截面時(shí)，要求在滿足上述 4個(gè)原則的基礎(chǔ)上選擇其中最大的截面。al alI KI?? （ 61） 式中， 39。 已知一臺(tái) 245kW 的大球磨機(jī)，功率因數(shù)為 ，效率為 ，當(dāng)?shù)刈顭崞骄罡邭鉁貫?150C。 1 . 1 2 4 2 0 4 7 0a l a lI K I A?? ? ? ? （ 66） peS 的選擇 按 ?? 要求，選擇 2120S mm? ? 。 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 2 (3 ) 2t imaI t I t?? （ 72） 式中， tI — 為電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定電流 。 高壓刀開關(guān)柜的選擇應(yīng)滿足變電所一次電路圖的要求，并各方案經(jīng)濟(jì)比較優(yōu)選出開關(guān)柜型號(hào)及一次結(jié)線方案編號(hào)，同時(shí)確定其中所有一次設(shè)備的型號(hào)規(guī)格。 高壓隔離開關(guān)的選擇 由于隔離開關(guān)主要是用于隔離而不是分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流和短 路電流，因此，只需要選擇其額定電壓和額定電流，校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。計(jì)算電流 cI 。 2 2 ( 3 ) 2 21( ) ( 7 5 0 . 4 ) 1 9 0 0 3 . 3 5 1 . 2 1 3 . 5t N im aK I t I T k A S?? ? ? ? ? ? ? ? 滿足熱穩(wěn)定要 求。 由于本設(shè)計(jì)是 10kV 電源進(jìn)線，則可選用較為經(jīng)濟(jì)的固定式高壓開關(guān)柜，這里選擇 KYN28A12(Z)型 .低壓開關(guān)柜選擇 GGD3 型。容量在 800kVA 及以上的油浸 式變壓器和 400kVA 及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，還需裝設(shè)氣體繼電保護(hù)（又稱瓦斯保護(hù)）。在有可能過(guò)負(fù)荷時(shí)，也裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。保護(hù)靈敏度也將 降低。當(dāng)以上方式滿足靈敏性要求時(shí)，則允許在各側(cè)裝設(shè)保護(hù)。 (5)保護(hù)裝置對(duì)各側(cè)母線的各類短路應(yīng)具有足夠的靈敏性。 (6)對(duì)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(hù)裝置無(wú)選擇性動(dòng)作。接線圖如圖 。.min s oplIK I?? （ 82） 式中， (2)39。當(dāng)線路發(fā)生短路，流經(jīng)繼電 器的電流大于電流速斷的動(dòng)作電流時(shí)，電流繼電器動(dòng)作，其常開觸點(diǎn)閉合，接通信號(hào)繼電器 2KS 和中間繼電器KM 回路， KM 動(dòng)作是斷路器跳閘， 2KS 動(dòng)作表示電流速斷保護(hù)動(dòng)作，并起動(dòng)信號(hào)回路發(fā)出燈光和音響信號(hào)。. m in 1 . 5KS oplIK I?? （ 84） 過(guò)電流保護(hù)由保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限實(shí)現(xiàn)選擇性，電流速斷保護(hù)由保護(hù)的動(dòng)作電流實(shí)現(xiàn)選擇性。它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上。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。 二次回路的操作電源主要有直流操作電源和交流操作電源兩類。 采用鎘鎳蓄電池組作操作電源，除不受供電系統(tǒng)運(yùn)行情況的影響、工作可靠外，還有大電流放電性能好，比功率大，強(qiáng)度高，壽命長(zhǎng)，腐蝕性小，無(wú)需專門的蓄電池室等優(yōu)點(diǎn)，從而大大降低了投資。 中央信號(hào)回路 概述 中央信號(hào)裝置是指裝設(shè)在變配電所值班室或控制室的信號(hào)裝置。 中央事故信號(hào)回路 中央事故信號(hào)回路按操作電源分，有直流操作的交流操作的兩類。中央預(yù)告信號(hào)裝置有直流操作的和交流操作的兩種，也有不重復(fù)動(dòng)作（如圖 91）的和重復(fù)動(dòng)作的兩種。 （ 310kV），必須裝設(shè)電壓表 4 只，其中一只測(cè)量線電壓，其他 3 只測(cè)量相電壓。 ，每相應(yīng)裝設(shè)一只電流表，并應(yīng)裝設(shè)一只無(wú)功電度表。 30 UKVVVVa b c nTV ABC+信號(hào) 圖 101 絕緣監(jiān)視裝置原理接線圖 系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，三相電壓對(duì)稱， 3只相電壓表讀數(shù)近似相等，開口三角形繞組兩端電壓近似為零，電壓繼電器不動(dòng)作 。 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(wú)選擇性的。 內(nèi)部過(guò)電壓是由于電力系統(tǒng)正常操作，事故切換，發(fā)生故障或負(fù)荷突變時(shí)引起的過(guò)電壓，可分為操作過(guò)電壓，弧光接地過(guò)電壓及諧振過(guò)電壓。其中，接閃器就是專門用來(lái)接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。 避雷器是用來(lái)防止雷電產(chǎn)生的過(guò)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(hù)設(shè)備的絕緣。 防雷保護(hù)措施 (1)架設(shè)避雷線。 (3)利用三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線。線路上因雷擊放電而產(chǎn)生的短路是由電弧引起的。對(duì)架空線路上個(gè)別絕緣薄弱地點(diǎn)，如跨越桿、轉(zhuǎn)角桿、分支桿、帶拉線桿以及木桿線路中個(gè)別金屬桿等處，可裝設(shè)管形避雷器或保護(hù)間隙加以保護(hù)。如果變配電所處在附近高建（構(gòu)）筑物上防雷設(shè)施保護(hù)范圍之內(nèi)或變配電所本身為室內(nèi)型時(shí)，不必再考慮直擊雷的保護(hù)。在每路進(jìn)線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。 接地概述 電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。連接接地體與設(shè)備、裝置接地部分的金屬導(dǎo)體，稱為接地線。其中接地線又分為接地干線和接地支線。 按相關(guān)資料可確定此配電所公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件： 125eeR I? （ 111） 10ER ?? 接地電流 ( 35 )350N oh oahE U l lI ?? （ 112） 式中 Un— 電網(wǎng)額定電壓（ kV）； oahl — 電網(wǎng)中電纜線路總長(zhǎng)度（ km）； 式中 Ie的計(jì)算為 Ie = Ic = 10 (100＋ 35 10)A/350 = 故 Re ≤ 125V/ = Re≤ 4Ω 比較上兩式，此配電所總的接地電阻 應(yīng)滿足 Re≤ 4Ω 計(jì)算需要補(bǔ)充的人工接地體的接地電阻 34 ()()()2 0 4 52 0 4E n a t EE m a nE n a t ERRR RR ?? ? ? ??? （ ） 按三類防雷建筑物設(shè)防，屋面避雷帶及支持卡用Φ 10 鍍鋅圓鋼制作，卡間距一米，與柱內(nèi)兩根Φ 16 鋼筋焊接，形成完整的電氣通路，接地極 40 4 鍍鋅扁鋼，與作為引下線的柱內(nèi)四根Φ 12 鋼筋焊接，形成完整的電氣通路。 現(xiàn)初步考慮圍繞變電所建筑四周，距變電所 2～ 3m，打入一圈直徑 50mm、長(zhǎng) 的鋼管接地體，每隔 5m 打入一根，管間用 40 4mm2 的扁鋼焊接。 因此可得 ( 1 )() 80 230 . 7 0 5EE E m a nRn R?? ? ?? （ 114） 考慮到接地體的均勻?qū)ΨQ布置，選 24 根直徑 50mm、長(zhǎng) 的鋼管作接地體，管間距 ，用 40 4mm2 的扁鋼連接，環(huán)形布置，附加均壓帶。對(duì)導(dǎo)師徐兆峰老師的關(guān)心和指導(dǎo)，大家有感于心，事實(shí)上這次設(shè)計(jì)對(duì)我們的鍛煉是多方面的，除了對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程熟悉外，我們還進(jìn)一步提高了 AutoCAD 繪圖，說(shuō)明書編輯，各種信息的分析，對(duì) Word 文檔的使用等多方面的能力