【正文】 40 8 變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì) （ 1）直接雷擊 在變電所屋頂裝設(shè)避雷針或避雷帶，并引出兩根接地線與變電所公共接地裝置相連。 雷電侵入波的防護(hù) : ? 在 KV10 電源進(jìn)線的終端桿上裝設(shè) 10?FS 型閥式避雷器。 接地電阻驗(yàn)算： ? ? ??? ??? 401?nRR EE 滿足 ??4ER 的接地電阻要求。 ? 在 V380 低壓架空出線桿上，裝設(shè)保護(hù)間隙，或?qū)⑵浣^緣子的鐵腳接地，用以防護(hù)沿低壓架空線侵入的雷電波。通常采用 6~3 根長 ， mm50? 的鋼管，在裝避雷針的桿塔附近作一排或多邊形排列，管間距離 m5 ，打入地下，管頂距地面 。 （ 2）過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定 1） AAKVK V AII TNL 1 1 0 0 022 1m a x ??????? ??，取 ,1,3. ??? rewre l KKK AKi 5/100? ，因此動(dòng)作電流為： AAIOP 1 ?????，整定為 10A 2）過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定 因本變電所為電力系統(tǒng)的終端變電所，故其過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間（ 10 倍動(dòng)作電流的時(shí)間可整定為最段的 。 (4) 原液車間變電所饋電給其他附屬車間的線路采用 120?LJ 型鋁絞線。 380V 低壓出線的選擇 (1) 紡煉車間變電所饋電給酸站的線路采用 100022?VLV 型聚氯乙烯電纜直接埋地敷設(shè)。 3) 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表得 KV35 架空線路鋁絞線的最小允許截面 2min 35mmA ? 因此滿足機(jī)械強(qiáng)度。 下面校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度 （ 1） 校驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定度 相間距 ma ? ，檔距 ml ? ， b 為母線的水平寬度， h 為母線截面的垂直高度 母線在 ??3F 作用時(shí)的彎曲力矩為 ? ? ? ? mNmANmmALFM ????????? ? 母線的截面系數(shù) ? ? mNmmhbW ?????? ? 622 最大計(jì)算應(yīng)力為 M p amN mNWMc 6 ??? ??? ?? 因?yàn)橛蹭X母線的最大允許應(yīng)力為： cal Mpa ?? ?? 70 所以滿足動(dòng)穩(wěn) 定度的要求。 為保證一次設(shè)備選擇安全可靠地運(yùn)行 ,必須按下列條件選擇和校驗(yàn)： (1) 按正常工作條件 ,包括電壓 ,電流 ,頻率 ,開斷電流等選擇； (2) 按短路條件 ,包括動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度來校驗(yàn)； (3) 考慮電氣設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境條件如溫度 ,濕度 ,海拔以及有無防塵 ,防腐 ,防火 ,防爆等要求； (4) 按各類設(shè)備的不同特點(diǎn)和要求如斷路器的操作性能 ,互感器的二次負(fù)荷和準(zhǔn)確級等進(jìn)行選擇。 ? ? ? ?32 KK II ? ， ? ? ? ? ? ?222 ??? IIIK ， ? ? ? ?22 Iish ? ， ? ? ? ?22 IIsh ? 兩相短路電流的計(jì)算結(jié)果如表 43， 44 所示 短路計(jì)算點(diǎn) 三相短路電流 KS ??3KI ??3I ??3?I ??3shi ??3?I K1 k2 k3 k4 25 k5 26 最大運(yùn)行方式下 ： 表 43 短路計(jì)算結(jié)果 短路點(diǎn) ??2I ??2shi ??2shI k4 k5 最小運(yùn)行方式下 ： 表 44 短路計(jì)算結(jié)果 短路點(diǎn) ??2I ??2shi ??2shI k4 k5 27 5 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 變配電所中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路，稱為一次電路或一次 回路。 ? 工作人員由于違反安全操作規(guī)程而發(fā)生誤操作，或者誤將低電壓的設(shè)備接入較高電壓的電路中，也可能造成短路。 ? 靈活 能適應(yīng)供電系統(tǒng)所需的各種運(yùn)行方式，便于操作維護(hù)，并能適應(yīng)負(fù)荷的 發(fā)展。 T）應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： a．任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足總計(jì)算負(fù)荷 S30 額的大約 60％～ 70％的需要，即 30)~( SST ? b．任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級負(fù)荷 S30(Ⅰ +Ⅱ )的需要，即 ST≥ S30(Ⅰ +Ⅱ ) 由于車間負(fù)荷較大，并具有一類負(fù)荷，所以變電所采用兩臺變壓器的供電方式。對供有大量一、二級負(fù)荷的變電所，宜采用兩臺變壓器，以便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺變壓器能對一、二級負(fù)荷繼續(xù)供電。如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運(yùn)行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，尚達(dá)不到功率因數(shù)要求時(shí)，則需考慮人工補(bǔ)償。 三級負(fù)荷為一般電力負(fù)荷，指所有不屬于一、二級負(fù)荷者。對特別潮濕的衛(wèi)生間應(yīng)作局部等電位連接措施來防止間接電擊。 嚴(yán)禁 PE 線與 N 線連接若 PE 線與 N 線連接便成了 TN— C 系統(tǒng)，其不良后果前面已經(jīng)討論了。因此在住宅中采用 TN— C— S 系統(tǒng)，實(shí)際上就成了 TN— S 系統(tǒng) 。整個(gè)系統(tǒng)的中性線 (N)與保護(hù)線 (PE)是分開的，用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分接到 PE 線上。所以不宜使用 TN— C 系統(tǒng)。而接零則是指外露可導(dǎo)電部 分通過保護(hù)線 (PE)或 PEN 線與供電系統(tǒng)的接地點(diǎn)進(jìn)行直接電氣連接 (交流系統(tǒng)中，接地點(diǎn)即為中性點(diǎn) )。 ? TN－ S 系統(tǒng) ? TN－ C 系統(tǒng) ? TNCS 系統(tǒng) （ 2） TT 系統(tǒng)，如圖 12 所示 。 小型化變電所采用全戶外布置，為達(dá)到整體布局合理、減少占地面積， 35kV及 10kV 均采用半高型布置方式；進(jìn)站道路設(shè)在 35kV 及 10kV 配電裝置之間，便于設(shè)備運(yùn)輸，道路寬度為 米；變壓器與 10kV 配電裝置布置在一側(cè)，利于設(shè)備的檢修、維護(hù)。值班室的門應(yīng)朝外開，高低壓配電室和電容器室的門應(yīng)朝值班室開或朝外開。對于大型工廠及某些電源進(jìn)線電壓為 35KV 及以上的中型工廠，通 常經(jīng)過兩次降壓，先經(jīng)過總降變電所，其中有較大容量的電力變壓器，將 35KV 及以上的電源電壓降為 10KV 的配電電壓，然后通過10KV 的高壓配電線將電能送到各個(gè)車間變電所。進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)將不同工作制的用電設(shè)備的額定功率換算為統(tǒng)一的計(jì)算功率，采用二項(xiàng) 式法和需要系數(shù)法。 5月 1日 5月 31日完成全部設(shè)計(jì)，圖紙出全。 防雷和接地裝置設(shè)計(jì)。 車間動(dòng)力及照明線路的設(shè)計(jì)。 原液車間中，酸站，堿站，功率： , o s, ???XK 。繼電保護(hù)和電力系統(tǒng)自動(dòng)化更加成為保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行、提高供電質(zhì)量、減少事故損失的最直接、最有效的手段，保障在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，縮小事故范圍，防止發(fā)展成為電網(wǎng)崩潰和大面積停電事故。 （ 3） 優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求。 變配電所的總體布置，應(yīng)滿足以下要求： （ 1） 便于 維護(hù)和檢修 有人值班的便電所應(yīng)設(shè)單獨(dú)的值班室。高低壓配電室內(nèi)均應(yīng)留有適當(dāng)數(shù)量的開關(guān)柜的備用位置。 我國 KV66~3 特別是 KV10~3 系統(tǒng)，一般采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式。 三相設(shè)備 單相電源負(fù)荷系統(tǒng)單相三相設(shè)備 單相電源負(fù)荷圖 1 2 低壓配電的 系統(tǒng)5 （ 1） 不宜采用 TN— C 系統(tǒng) 用電設(shè)備的接地，一般分為保護(hù)性接地和功能性接地。目前，工廠中存在著大 部分的單相設(shè)備和用戶，難以實(shí)現(xiàn)三相負(fù)荷的平衡， PEN 線中將有較大的、不穩(wěn)定的不平衡電流流過，而且大量用電設(shè)備 (如日光燈 )使用中產(chǎn)生的高次諧波也疊加到中性線 N上，使中性點(diǎn)接地電位偏移。當(dāng)用電設(shè)備發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于 TT 系統(tǒng)單相短路保護(hù)的靈敏度比 IT 系統(tǒng)低 (TT 系統(tǒng)以大地為故障電流通路，與電源和 PE 線的接地電阻有關(guān)，故障電流小 )，熔斷器和斷路器往往不能立即動(dòng)作，造成設(shè)備外殼帶電。在用戶配電箱內(nèi)， PE線與接地線排的總接地端子板連接。因此，為了人員的安全，有必要加強(qiáng)對接地故障的防范。而當(dāng)發(fā)生電弧性接地故障時(shí)，由于電弧有很大的阻抗，限制了接地故障電流，使斷路器、熔斷器不能及時(shí)切斷電源，造成火災(zāi)。 電力負(fù)荷的分級： 按 GB50052— 1995《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定》，電力負(fù)荷根據(jù)其對供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響分為三級。在其中一回路或一臺變壓器發(fā)生常見故障時(shí)，二級負(fù)荷應(yīng)不致中斷供電，或中斷后能迅速恢復(fù)供電。 各 車間負(fù)荷分配如表 21 所示 。 4. 在確定變電所主變壓器臺數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。紡煉、原液車間變電所地理位置如圖 31 所示。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路。 ? 嚴(yán)重的短路要影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，并使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步，造成解列。 電器設(shè)備按短路故障條件下工作選擇，就是要按最大可能的短路故障時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度進(jìn)行校驗(yàn)。 下面校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度 (1) 校驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定度 相間距 ma ? ，檔距 ml ? ， b 為母線的水平寬度， h 為母線截面的垂直高度 母線在 ??3F 作用時(shí)的彎曲力矩為 ? ? ? ? mNmANmmALFM ????????? ? 母線的截面系數(shù) ? ? mNmmhbW ?????? ? 622 最大計(jì)算應(yīng)力為 M p amNmNWMc 6 ??? ??? ?? 因?yàn)橛蹭X母線的最大允許應(yīng)力為： cal Mpa ?? ?? 70 所以滿足動(dòng)穩(wěn)定度的要求。 因 此 380V 母線選用? ? 680101 2 03 ????LM Y ，相母線尺寸為 mmmm 10120 ? ，中性母線尺寸為 mmmm 680 ? 為了保證供電系統(tǒng)安全，可靠，優(yōu)質(zhì)，經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，選擇導(dǎo)線和 電纜截面時(shí)必須滿足下列條件： ? 發(fā)熱條件 導(dǎo)線和電纜包括母線在通過正常最大負(fù)荷電流（既計(jì)算電流）時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度 ? 電壓損耗計(jì)算 導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過正常時(shí)允許的電壓損耗 ? 機(jī)械強(qiáng)度 導(dǎo)線的截面不應(yīng)超過小于最小允許截面，對于電纜，不必校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度，但需校驗(yàn)短路穩(wěn)定度 34 導(dǎo)線、電纜、截面的選擇： 1. KV35 導(dǎo)線按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，以使線路的年運(yùn)行費(fèi)用支出最小。 ? ? ? ?25/ 101 ??? tttK 0t 為敷設(shè)處實(shí)際環(huán)境溫度， 1t 為導(dǎo)線允許最高溫度。 2) 校正電壓損耗 按原液車間變電所至鍋爐房的距離為 計(jì)算 查表 kmXkmR /,/ 00 ???? 又因?yàn)?v a , 3030 kQKWP ?? 37 ⊿ VVU ??????? ⊿ %5%%1 0 03 8 % ???? VVU 所以滿足要求。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作與信號；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作與高壓側(cè)斷路器。 如變電所的主變壓器裝在室外或有露天配電裝置時(shí)，則應(yīng)在變電所外面的適當(dāng)位置裝設(shè)獨(dú)立避雷針，其裝設(shè)高度使其防雷保護(hù)范圍包括整個(gè)變電所。引下線采用mmmm 425 ? 的鍍鋅扁鋼，下與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷器接地端螺栓相連。式中 ?? 42 參 考 文 獻(xiàn) [1] 劉介才 . 工廠供電：第三版 . 北京：機(jī)械工業(yè) 出版社， [2] 劉介才 . 現(xiàn)代電工技術(shù)手冊 . 北京：中國水利水電出版社 ， 2020 [3] 劉光源 . 電工實(shí)用手冊 . 北京：中國電力出版社 ， 2020 [4] 陳躍 . 電器工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南 . 北京：中國水利水電出版社 ， 2020 [5] 卓樂友 . 電力工程電氣設(shè)計(jì) . 北京：中國電力出版社， 2020 [6] 段建元 . 工廠配電線路及變電所設(shè)計(jì)手冊 . 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1982 [7] 邢郁埔 . 新編實(shí)用電工手冊 . 北京：地質(zhì)出版社 ， 1994 [8] 航空工業(yè)部第四規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 . 工廠配電設(shè)計(jì)手冊 . 北京：水利電力出版社 ， 1983 [9] 工廠常用電氣設(shè)備手冊編寫組 . 工廠常用電氣設(shè)備手冊 (補(bǔ)充本 ). 水利電力出版社 ， [10] 上海市電子電器技術(shù)協(xié)會(huì) . 常用高低壓電器手冊 . 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， [11] 水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院 . 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊 . 水利電力出版社 ， [12] 劉介才 . 工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo) . 北京 : 機(jī)械工業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo) ， 2020 [13] 鄭忠 . 新編工廠電氣設(shè)備手冊 . 北京：兵器工業(yè)出版社 ， 1994 [14] 劉介才 . 工廠供電簡明設(shè) 計(jì)手冊 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1993 [15] 王榮藩主編 . 工廠供電設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn) . 天津：天津大學(xué)出版社 ， 1992 [16] Hejiazhen ,Songcongju. 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