【文章內(nèi)容簡介】 的選擇 根據(jù)上面的負荷計算和短路計算，從 110KV 段的母線到高壓側(cè) 1號出線選擇GBC11013(改 )的高壓開關(guān)柜。已知 GBC11013(改 )的高壓開關(guān)柜里面的斷路器是 ZN23110,它的額定電流為 1600A，開斷電流為 25A，動穩(wěn)定開斷電流為的 14 峰值為 63KA，熱穩(wěn)定電流為 25（ 4s） KA. 校驗： 所選設(shè)備 的額定電壓 應(yīng)不低于安裝地點電網(wǎng)電壓 UN， 即 ? UN。 本設(shè)計中電網(wǎng)的電壓 UN 為 110KV，所選的斷路器的額定電壓也是 110KV，所以能滿足要求。 電路的額定電流 是按在額定周圍環(huán)境溫度 ? 下，電器的長期允許電流。 應(yīng)不小于該回路在各種合理的運行方式下的最大持續(xù)工作電流 Imax,即 ? Imax。 我國 目前生產(chǎn)的電器設(shè)備的額定環(huán)境溫度 ? =40 度，如果電器安裝地點的環(huán)境溫度 ? 不同于額定環(huán)境溫度時，其長期允許電流 Ial 應(yīng)按正常發(fā)熱條件給予修正，即當電器的環(huán)境溫度 ? 高于 40 度但不高于 60 度時，環(huán)境溫度每增加 1度，應(yīng)減少允許電流百分之一點八；當使用環(huán)境低于 40 度時，每降低一度時，允許電流增加百分之零點五。 已知本設(shè)計中的年環(huán)境溫度為 42度，所以修正后該斷路器在 42 度時實際能允許通過的 電流量為： Ial=【 %（ 4240） 】 =1542A 由前面的負荷計算可知通過該回路的最大電流為 207A，即 Ial? Imax=207A。 按動穩(wěn)定校驗： 動穩(wěn)定性是指導(dǎo)體和電器承受短路電流機械效應(yīng)的能力，滿足穩(wěn)定的條件為： iet ? ish 本設(shè)計中 Iet 為 63KA，而 Ish 為 ， 63KA 大于 ，所以滿足要求。 式中 Iet 為設(shè)備允許通過電流的有效值（ KA） , Ish 為設(shè)備安 裝地點短路沖擊電流的有效值（ KA） 。 按熱穩(wěn)定校驗： 短路電流通過時，電器各部件溫度不應(yīng)超過短時發(fā)熱最高允許值，即It2t? I? 2ttima 由于 It 為 25KA， I? 為 ,t 為 4s,設(shè) ttima 為 . 則 2524. 滿足要求。 根據(jù)前面的負荷計算與短路計算可知，從高壓側(cè)母線到變壓器這一段選高壓 15 開關(guān)柜 路器與 GBC11013(改 )的斷路器一樣，所以該斷路器不用校驗，就知道滿足要求了。 10KV 的低壓開關(guān)柜的選擇 由前面的計算可知，低壓母線的 8 回架空線每回通過的最大工作電流為110A，則總的電流為 880A。當一臺變壓器檢修時，通過該段的工作電流最大，為總的電流的 70%，考慮到同時率的問題（其同時率為 ），則該段斷路器通過的最大工作電流為： 880 =555A。 所以選擇 XGN21024T（改）的開關(guān)柜，開關(guān)柜里面有一個 ZN2810型號的斷路器。它的額定電流為 20xxA，開斷電流為 ，動穩(wěn)定性開斷電流為的峰值為 80KA，熱穩(wěn)定電流為 （ 4s） KA. 校驗： 所選設(shè)備的額定電壓 應(yīng)不低于安裝地點電網(wǎng)電壓 UN， 即 ? UN。 本設(shè)計中電網(wǎng)的電壓 UN為 10KV，所選的斷路器的額定電壓也是 10KV，所以能滿足要求。 所選設(shè)備的額定電流為 20xxA，而通過該斷路器的最大工作電流為 555A，所以能滿足要求。 按動穩(wěn)定校驗，要滿足的穩(wěn)定條件是： iet? ish 已知 iet為 80KA， ish為 ，所以滿足要求。 按熱穩(wěn)定校驗，要滿足的穩(wěn)定條件是： It2t? I? 2ttima 即 41 所以能滿足要求。 10KV 側(cè)出線低壓開關(guān)柜的選擇： 由于本開關(guān)柜的選擇跟上面的低壓開關(guān)柜的選擇的原理是一樣的，所以這里就不詳細介紹，選擇 XGN21011T 型號的開關(guān)柜。經(jīng)校驗，它能滿足要求。 高壓側(cè)母線的選擇 由前面的負荷計算和短路計算可知流 過該母線的最大負荷電流為 207A，故可以選擇 LMY405 母線。 按持續(xù)性工作電流選擇，要求： Ixu? Ig 式中： Ixu為相應(yīng)于某一周圍的環(huán)境溫度與母線放置方式（如矩形母線的豎放或者平放）下，長期的容許的電流值。查表可知 LMY405 母線在 40 度時平放的載流量為 418A，大于該母線最大負荷電流 207A，所以能滿足要求。 16 按短路熱穩(wěn)定校驗， S= tI 2)3(? /C= 25670 /97=59mm2 式中 C 為與導(dǎo)線材料及發(fā)熱溫度有關(guān)的系數(shù)，查表可知鋁母線材料的 C 為 97。因為 405mm2 大于 59mm2，所以能滿足要求。 低壓側(cè)母線的選擇 由前面的負荷計算可知流過低壓母線的最大負荷電流為： 1108=792A 按經(jīng)濟密度選擇： S=Ig/Jn=792/=689mm2 所以查表可以選擇 LMY1008 的母線。 按持續(xù)性工作電流選擇： 查表可知 Ixu 在 40 度時平放的載流量為 1210A，大于它的最大負荷電流792A，所以能滿足要求。 按短路熱電流穩(wěn)定性 校驗： S= tI 2)3(? /C= 28460 /97=87mm2 因為 1008mm2 大于 87mm2，所以能滿足要求。 按動穩(wěn)定 校驗： 三相短路電動力 )3(CF = 3 2)3(shi al 710? = 762 ??? ? = 彎曲力矩按大于 2 檔計算，即： M= )3(CF /10= 10 ? = W=b2h/6= 6 ?? = 510 C? =WM = 510 = 610 = ap al? =70M ap C? 所以能滿足要求。 17 第四章： 防雷與接地的設(shè)計 防雷的必要性 雷電是十分常見的自然現(xiàn)象，地球上任何時侯都有雷電在活動。由于造成雷電發(fā)生的雷云具有很高的電場強度，可擊穿空氣，出現(xiàn)很大的放電電流；雷電 放電電流可能會對地面的建筑、設(shè)備等造成直接的電擊，雷電流可能電擊地面上的人、動物導(dǎo)致死亡；雷電流會沿著建筑的金屬管道進入建筑內(nèi)部，沿著配電電線進入變電所與建筑的末端用戶設(shè)備，造成變電所設(shè)備以及用戶設(shè)備損壞；雷電流還會引起雷電過電壓、引起電氣線路和配電設(shè)備的絕緣損壞，使電網(wǎng)無法正常運行，造成大面積停電，造成巨大的經(jīng)濟損失。 本變電所的防雷設(shè)計 本變電站采用一只 40m 高的避雷針對本站進行保護，并且知道本變電站被保護物的高度為 )(mxh 為 11m。 避雷針的防雷計算公式為 ： 當 xh ? h/2 時， xr =（ h xh ） p 當 xh ? h/2 時 , xr =( xh )p 式中 h為避雷針的高度； p 為高度修正系數(shù)，當 h? 30m 時， p=1。當 30mh? 120m時， p=。 由上面提供的數(shù)據(jù)可計算： (1 . 5 4 0 2 1 1 ) 5 . 5 / 3 5 3 4xr ? ? ? ? ? ? 防止雷電反擊 獨立避雷針受雷擊時，在接閃器，引下線和接地體上都將產(chǎn)生很高的電位。如果避雷針與附近設(shè)施的距離太近，它們之間便會產(chǎn)生放電現(xiàn)象，這種情況稱為“反擊”。“反擊”可能引起電氣設(shè)備的絕緣破壞，為了防止“反擊”，必須使避雷針和附近金屬導(dǎo)體間有一定的距離，從而使絕緣介 質(zhì)的閃絡(luò)電壓大于反擊電壓。 我國標準推進用下面兩個公式校驗獨立避雷針的空氣間隙 kS 和地中距離dS . 18 kS hRsh ?? dS ? 式中 shR 為獨立避雷器的沖擊接地電阻（ ? ） h為相鄰配電裝置構(gòu)架的高度（ m） 在一般情況下： kS 不應(yīng)小于 5m, dS 不應(yīng)小于 3m。 本變電所的接地計算 10110KV 為中性點不接地系統(tǒng)，接地電阻阻值 R 要求小于 10? ,低壓設(shè)備要求不大于 4? ，選擇兩者中較小的值。由本設(shè)計提供的原始數(shù)據(jù)可知，接地的土質(zhì)為粘土，查表可知 ? 為 cm??? 410 . 由于土壤電阻率在一年中是變化不定的，設(shè)計中采用的計算值： 0???? = 44 ???? 式中： 0? 為實測土壤電阻率； ? 為季節(jié)系數(shù)，這里取 由于該地區(qū) ? 值不高，故人工接地裝置采用以 棒形垂直接地體為主（采用 50? 銅管，每根長 米）。其間以 20 ? 4 扁鋼連接成環(huán)形，管子上端埋深 米。為了簡化計算不單獨算連接扁鋼的散流電阻，采用公式直接求出鋼管根數(shù)： CCRn Ry?? , 式中 CR = ?? , 查 表 可 知 ???? ，?????? ? 44CR . 假 定管距 ?? ， ??l? ， n=15 根。 查表可知， ?C? ，代入公式得 94 ???? 根。這里決定采用 15 根，再次驗算接地電阻： ????? 因為 ??4rR ，所以能滿足要求。 19 第五章： 繼電保護整定計算 繼電保護裝置的基本要求 可靠性：指保護裝置在該動作時工作，不該動作時 不動作。前者為穩(wěn)定性，后者為安全性。為此，繼電保護要簡單可靠，運行維護方便。 選擇性：指繼電保護裝置動作時，只將故障元件從系統(tǒng)中切除。當故障設(shè)備或線路本身保護拒動時，則應(yīng)有相鄰近設(shè)備或線路的保護切除故障。為此，相鄰設(shè)備或線路有配合要求的保護前后兩級之間的靈敏度和動作時間應(yīng)相互配合。 速動性：指保護裝置應(yīng)能盡快的切除短路故障，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞。 靈敏型：靈敏性是指保護裝置對在其保護范圍內(nèi)發(fā)生的故障和不正常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力。要求保護裝置對保護范圍內(nèi)發(fā)生的故障， 無論是系統(tǒng)運行方式是最大還是最小，也無論故障點位置、故障類型如何以及故障點過渡電阻的大小，都能靈敏地反應(yīng)，即具有足夠的靈敏度。靈敏度常用靈敏系數(shù)來校驗。 繼電保護的基本原理 繼電保護的種類很多，但是就一般情況來說，它是由測量部分、邏輯部分、執(zhí)行部分組成的，其原理圖如下： 圖 4 繼電保護裝置的原理框圖 測量部分從被保護對象輸入有關(guān)信號，再與給定的整定值相比較，決定保護是否動作。根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護裝置按一定的邏輯關(guān)系工作，最后 確定保護應(yīng)有的動作行為。由執(zhí)行部分立即或延時發(fā)出報警信號或跳閘信號。 測量部分 邏輯部分 執(zhí)行部分 輸入信號 輸出信號 20 變電站主要的一些保護方式 過電流保護 當流過被保護元件中的電流超過預(yù)先整定的某個數(shù)值時就使斷路器跳閘或給出報警信號的裝置稱為過電流保護裝置，它有定時限和反時限兩種。 反時限：接線簡單、經(jīng)濟，廣泛應(yīng)用于 10KV 以下的中小型工廠供電系統(tǒng)，可同時實現(xiàn)電流速斷保護，動作時間較麻煩，誤差較大。 定時限：接線復(fù)雜，動作時間簡單，應(yīng)用于 110KV 以上的供電系統(tǒng)。 過電流保護裝置的整定計算： 過電流保護裝置動作電流計算一般包括動作電流 的計算，動作時限的整定和靈敏度的校檢。 (1)過電流保護裝置動作電流計算 過電流保護的最小起動電流必須按二個條件整定：一是必須躲過正常工作電流的最大負荷電流 maxI ，二是躲過外部故障切斷后各電動機的自起動電流。過電流保護裝置的一次側(cè)起動電流可按下式計算 m axIKKKI zqfkdz ? 式中 kK —— 可靠系數(shù)， DL 型繼電器取 ； GL 型繼電器取 ； fK —— 返回系數(shù)， DL 型取 ， GL 型取 ； zqK —— 電動機自起動系數(shù)。由實驗或?qū)嶋H運行數(shù)據(jù)來確定，當可查時，可考慮將m axIKKKI zqfkdz ?取 3 ~ 4。 電流繼電器的動作電流為：m a xIKKKKiKIKKIzqfkjxdzijxd zj ?? 式中 jxK —— 接線系數(shù)； iK —— 電流互感器。 （ 2）過電流保護的靈敏系數(shù) 規(guī)程要求中性點 不接地系統(tǒng)在最小運行方式時，保護區(qū)末端發(fā)生兩相短路時，可考慮系數(shù)不應(yīng)小于 ～ ，即 : 21 ? ? ~ in2 ??dzdlm IIK 電流速斷保護 過電流保護裝置為了保證有選擇性 ,其整定時限必須逐級增加△ t 秒，越靠近電源，短路電