【正文】 7電氣設(shè)備選擇與計算208繼電保護(hù)299配電裝置3310防雷保護(hù)設(shè)計37文獻(xiàn)參考45摘 要本設(shè)計的題目為“康威焦化變電所擴大初步設(shè)計”。取自康威焦化的實際工程應(yīng)用。此設(shè)計的題目是針對企業(yè)10kV變電所進(jìn)行的擴大初步設(shè)計，在設(shè)計伊始，在工程技術(shù)人員的陪同下對變電所進(jìn)行了參觀學(xué)習(xí)，并把所設(shè)計的有關(guān)內(nèi)容做了整體的記錄，參觀過程中通過技術(shù)人員的指導(dǎo)和結(jié)合自身的實際情況，選擇變電所的高低壓部分設(shè)計，這部分設(shè)計相信對自己將來的工作也會有很大的幫助。了解整個設(shè)計的目的、內(nèi)容和基本要求進(jìn)行設(shè)計的資料推備。主變壓器選擇；變電所電氣主接線設(shè)計；短路電流計算；電氣設(shè)備選擇（母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器和補償電容器）；配電裝置設(shè)計；繼電保護(hù)設(shè)計；防雷保護(hù)設(shè)計；繪制電氣主接線圖，繪制配電裝置平面圖及直擊雷保護(hù)范圍圖。圖31 并聯(lián)電力電容器補償?shù)脑韴D通過以上可知并聯(lián)電力電容器降低了通過輸電線路及變壓器的功率（或電流），同時也減少了對發(fā)電機無功功率的需求量。變壓器的最佳負(fù)載率在40%70%之間，負(fù)載過高，損耗明顯增加，另一方面，由于變壓器容量裕度小，負(fù)載稍有增長，便需要增容，更換大容量的變壓器，勢必增加投資，且影響供電。位于康威焦化綜合樓地下變電所的主變壓器型號為環(huán)氧樹脂澆注型，其技術(shù)參數(shù)如表21所示。5. 絕緣性好，局部放電量小，耐雷電沖擊力強。5 變電所電氣主接線電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。同時，可靠性不是絕對的，而是相對的。3．經(jīng)濟性經(jīng)濟性主要是投資省、占地面積小、能量損失小。通常對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。主要包括：變電所類型；設(shè)計規(guī)劃容量；變壓器容量及臺數(shù)；運行方式等。 4)環(huán)境條件。因為對電源和出線回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等考慮的不同，會出現(xiàn)多種接線方案(近期和遠(yuǎn)期)。包括：主要設(shè)備器材費；安裝工程費；其他費用。設(shè)計中僅以單母線接線為例。若饋線的用戶側(cè)沒有電源時，斷路器通往用戶則可以不裝設(shè)線路隔離開關(guān)。對35kV及以上的母線，在每段母線上亦應(yīng)設(shè)置1—2組接地開關(guān)或接地器，以保證電器和母線檢修時的安全。1．單母線分段接線的優(yōu)缺點優(yōu)點：①用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電；②當(dāng)一證正常段母線不間斷供電和不致使大面積停電。如附錄Ⅱ。電力系統(tǒng)發(fā)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣被損壞。 ，而且短路點越靠近電源，停電范圍越大、給國民經(jīng)濟造成的損失也越大。為此，需要進(jìn)行短路電流計算，以便正確地選擇具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的電氣設(shè)備，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時不致?lián)p壞。所謂電氣設(shè)備的選擇，則是根據(jù)電氣設(shè)備在系統(tǒng)中所處的地理位置和完成的任務(wù)來確定它們的型號和參數(shù)。電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計的重要內(nèi)容之一。為此要求斷路器具有相當(dāng)完善的滅弧裝置和足夠強的滅弧能力。如下表所示73為GN3010D/630的技術(shù)數(shù)據(jù)。 根據(jù)型號擬選GN3010D/630?；ジ衅靼娏骰ジ衅骱碗妷夯ジ衅?。(3)擴大二次設(shè)備的使用范圍采用互感器后，就相當(dāng)于擴大了儀表和繼電器的使用范圍。對于大多數(shù)電流互感器，給出了相對于額定一次電流的動穩(wěn)定倍數(shù)和熱穩(wěn)定倍數(shù)，因此其動、熱穩(wěn)定度應(yīng)按下式校驗。對于一般建筑物的10kV線路距離短，電流不太大，按經(jīng)濟電流密度確定經(jīng)濟截面的意義并不大。4． 可靠性可靠性是指在其規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動作的故障時，它不應(yīng)該拒絕動作，而在任何其他該保護(hù)不應(yīng)該動作情況下，則不應(yīng)該錯誤動作。 即 （靈敏度合格）。　保護(hù)動作電流取上述兩者中最大者。在發(fā)電廠和變電站中，35kV以下的配電裝置多采用屋內(nèi)配電裝置，其中310kV的大多采用成套配電裝置；110kV及以上的大多采用屋外配電裝置；對于110220kV的配電裝置有特殊要求時，如建于城市中心也可以采用屋內(nèi)配電裝置。4S GGD08G柜包括：段受電。12S GGD36G柜包括：A樓消防電力干線、A樓消防照明干線備用、B樓消防照明干線、B樓進(jìn)風(fēng)機備用、直流屏電源備用、備用。雷云放電在電網(wǎng)（或者電力系統(tǒng)）中引起的過電壓，統(tǒng)稱雷電過電壓由于這種過電壓和電網(wǎng)的工作電壓本身沒有直接關(guān)系，其所需要的電磁場能量來自電網(wǎng)外部，所以又稱為外部過電壓，又由于雷云放電發(fā)生在大氣中，所以這種過電壓也成為大氣過電壓。實際運行表明，對于變配電所防直擊雷的保護(hù)避雷針和避雷器是很有效的，雷電波入侵則必須裝設(shè)閥型避雷器保護(hù)，防雷保護(hù)涉及應(yīng)認(rèn)真調(diào)查地質(zhì)地貌氣象環(huán)境等條件和雷電的活動規(guī)律，以及被保護(hù)物的特點等，因地制宜地采取防雷保護(hù)措施，做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理等。2．建筑物防雷接閃器有以下幾種形式（1）獨立避雷針（2）架空避雷線或架空避雷網(wǎng)（3）直接安裝在建筑物上的避雷針避雷帶或避雷網(wǎng)3．變配電所建筑物防雷保護(hù)（1）變配電所屋外配電裝置應(yīng)裝設(shè)防直擊雷保護(hù)裝置，一般采用避雷針或避雷器。變電所310kV配電裝置（包括電力變壓器）應(yīng)在每組母線和每回架空線路上裝設(shè)發(fā)行避雷器避雷器與變壓器的最大電氣距離雷季經(jīng)常運行的進(jìn)出路數(shù)1234及以上最大空氣距離m15232730圖103 架設(shè)避雷線圖104 架空線路上裝設(shè)發(fā)行避雷器5：防雷計算（1） 變電所占地面積，采用4根避雷針保護(hù)，為避免反擊，避雷針距離變電所5m。（5）35kV及以下高壓配電裝置的架構(gòu)或變電所房頂上不宜裝設(shè)避雷針。防雷電感應(yīng)：建筑物內(nèi)的設(shè)備管道構(gòu)架等主要建筑物，應(yīng)就近接至防直擊雷接地裝置或電氣設(shè)備的保護(hù)接地裝置上，可不另設(shè)接地裝置。感應(yīng)雷過電壓的幅值不太高，一般不超過500600kV，它主要對35kV及以下電網(wǎng)構(gòu)成威脅。16S GGD08G柜包括：段受電。圖92 1變壓器配電裝置圖如圖93為2變壓器配電裝置圖8S GGD09G柜包括：消防電梯1備用、消防電梯正壓風(fēng)機、消防污水泵、B樓負(fù)一層人防電力備用、備用、變點所用電。并考慮各種配電裝置的典型設(shè)計和手冊，設(shè)計繪制配電裝置平面圖和斷面圖。靈敏度校驗公式：；取 ；；（靈敏度合格）9 配電裝置配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分，在電力系統(tǒng)中起著接受和分配電能的作用，它是電氣主接線的連接方式，由開關(guān)電氣、保護(hù)和測量電氣、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成的總體裝置。保護(hù)的原理接線圖如圖81，由于容量較小的變壓器一般為單側(cè)電源，此時注意將電流速斷保護(hù)裝于變壓器電源側(cè)。說明繼電器傳動部分有油污，應(yīng)清洗加油，以減少摩擦阻力矩，如果清洗加油后，應(yīng)考慮更換電流互感器。它對保證系統(tǒng)安全運行和電能質(zhì)量、防止故障擴大和事故發(fā)生起著及為重要的作用。1．電壓互感器的結(jié)構(gòu)一次繞組被分為匝數(shù)相等的兩部分，分別繞在上下鐵芯柱上并且并聯(lián)起來，其連接點于鐵芯相連，二次繞組繞在鐵芯上，此外還有一個平衡線圈，也有匝數(shù)相等的兩部分組成，分別繞在上下兩個鐵芯上，并且串起來，連接點與鐵芯相連。1．工作原理電流互感器的基本結(jié)構(gòu)與變壓器相似，原理接線如圖72所示．其一次繞組的匝數(shù)很少(有的利用一次導(dǎo)體穿過其鐵芯，只有一匝)，導(dǎo)體較粗，串接在被測電路中，因此一次電流完全取決于被測電路的負(fù)載電流；其二次繞組的匝數(shù)很多，且與低阻抗的儀表或繼電器的電流線圈相連，因而二次阻抗很小，所以它實際上就相當(dāng)于一個短路運行的變壓器。這樣就提高了一、二次電路工作的安全性和可靠性。為了確保工作人員在接觸測量儀表和繼電器時的安全，互感器的每一個二次繞組必須有可靠的接地，以防繞組間絕緣損壞而使二次部分長期存在高電壓。（4）.觸頭罩無異物堵塞。表72 ZN1210I型高壓真空斷路器序號安裝電氣條件ZN1210I校驗結(jié)論項目數(shù)據(jù)項目技術(shù)數(shù)據(jù)110KV10KV合格21250A合格3合格425KA合格5126合格隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電所中常用的開關(guān)電器，用于隔離電源，以保證對其它電器設(shè)備和線路運行安全檢修。從表中可以看出為保證設(shè)備可靠的運行，各種設(shè)備均應(yīng)按正常工作條件下的額定電壓和額定電流選擇，并按短路條件校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。（2）.按電能質(zhì)量分 交流設(shè)備、直流設(shè)備、交直流兩用設(shè)備。確定基準(zhǔn)值取 ，而 計算短路回路中主要元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)根據(jù)有關(guān)資料，則架空線路由資料可知：，則電力變壓器有資料得：，則做出等值電路圖并化簡電路，求出點及其點短路回路阻抗標(biāo)幺值，根據(jù)計算電路圖及其回路中個主要元件的電抗標(biāo)幺值做出等值電路圖。直到短路故障被切除后，非故障系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)電壓才能得以恢復(fù)。，網(wǎng)絡(luò)總阻抗減小很多，短路回路中的短路電流可能超過該回路的正常工作電流十幾倍甚至幾十倍，如6—10kV的大容量裝置，短路電流可達(dá)到幾萬甚至幾十萬安。所謂短路是指不同電位導(dǎo)電部分之間的不正常短接，既有相與相之間導(dǎo)體的金屬性短接或者經(jīng)小阻抗的短接，也有中性點直接接地系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)中單相或多相接地（或接中性線）。圖52 單母線分段接線現(xiàn)階段最常用的接線形式有兩種：單母線接線和單母線分段接線，依據(jù)康威焦化變電所中實際情況的了解，以及對單母線接線和單母線分段的比較，并且從經(jīng)濟性、可靠性、靈活性三個方面的對比，選擇單母線接線方式。2．單母線接線的適用范圍 一般適用于一臺主變壓器的以下兩種情況： (1)610kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回。為了防止誤操作，除嚴(yán)格按照操作規(guī)程實行操作