【導(dǎo)讀】第1章設(shè)計題目******************************************************************************2. 第4章短路電流概念及計算************************************************************24. 第5章總配電所主接線方案的設(shè)計*************************************************29. 第6章工廠電力線路的設(shè)計************************************************************33. 第7章主要電氣設(shè)備的選擇與校驗*************************************************37. 第8章繼電保護(hù)裝置**********************************************************************41. 第9章防雷與接地***************************************************************************45. 課程設(shè)計收獲與感想************************************************************************************48. 占30%，薄織物占20%。全部產(chǎn)品中以腈綸為主體的混紡物占60%，以滌綸為主體的混紡物占40%。工廠最大負(fù)荷時功率因數(shù)不得低于。供電貼費(fèi)和每月電費(fèi)制：每月基本電費(fèi)按主變壓器容量計為18元/kVA，電費(fèi)為元/kW·h。需按新裝變壓器容量計算，一次性地向供電部門交納供電貼費(fèi)：6～10kV為800元/kVA。氣溫為33oC，年最熱月平均氣溫為26oC，年最熱月地下處平均溫度為25oC。主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計：包括主變壓器、線路等元件的保護(hù)方式選擇和整定計算。根據(jù)車間負(fù)荷情況，選擇車間變壓器的臺數(shù)、容量，以及變電所位置的原則考慮。根據(jù)所給資料，列出配電系統(tǒng)結(jié)線方案，經(jīng)過詳細(xì)計算和分析比較，確定最優(yōu)方案。

　　

【正文】 (2) 電壓損耗條件：導(dǎo)線和 電纜在通過最大負(fù)荷電流時產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過正常運(yùn)行時允許的電壓損耗。對于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗校驗。 (3) 經(jīng)濟(jì)電流密度：高壓線路及特大電流的低壓線路，一般應(yīng)按規(guī)定的經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜的截面，以使線路的年運(yùn)行費(fèi)用接近最小，節(jié)約電能和有色金屬。但對工廠內(nèi)的很短的 10KV 及以下的高壓線路和睦線，可不按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。 (4) 機(jī)械強(qiáng)度：導(dǎo)線的截面不應(yīng)不小于最小允許截面。 10KV 高壓配電出線的選擇 10KV 高壓配電出線的選擇應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇。 (1) 高壓配電進(jìn)出線截 面選擇校驗的步驟與方法如下表所示： 表 62 高壓配電進(jìn)出線截面選擇校驗的步驟與方法 序號 選擇校驗項目 選擇校驗方法與要求 1 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇（較短的高壓線路可不按此選擇） 線查處經(jīng)濟(jì)電流密度 ecj ，再按下式計算經(jīng)濟(jì)截面： ecec jIA /30? ，然后選以接近于 ecA 的標(biāo)準(zhǔn)截 A 2 校驗發(fā)熱條件（較短的高壓線路直接按此選擇） 先查出所選截面 A 再當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度下的允許載流量：alI ，如 30IIal? 則滿足發(fā)熱條件。 3 校驗機(jī)械強(qiáng)度 根據(jù)線路電壓、導(dǎo)線材料及敷設(shè)條件查出導(dǎo)線滿足機(jī)械強(qiáng)度要求的最小截面 minA ，如minAA? 則滿足熱穩(wěn)定條件。 35 (2) 經(jīng)濟(jì)電流密度的選擇見下表： 表 63 經(jīng)濟(jì)電流密度的選擇 線路類別 導(dǎo)線材料 年最大負(fù)荷利用小時 (A/mm2) 3000h 以下 3000h— 5000h 5000h 以上 架空線路 鋁 銅 電纜線路 鋁 銅 (3) 導(dǎo)線的最小截面的選擇： 由于選擇的是鋁導(dǎo)線，在高壓 10KV 時，最小截面 mivA 應(yīng)為 35mm2。 （ 4）線型： 母線選擇選用標(biāo)準(zhǔn)截面為 30?4 的矩形鋁母線，截面積為 120mm2 最大跨距 ml ? ,GG1A 型的柜寬 ,能滿足條件。 表 64 車間變電所 的線型 序號 車間變電所進(jìn)線 變電一 JL35 型裸鋁絞線 變電二 JL35 型裸鋁絞線 變電三 JL35 型裸鋁絞線 （注： UN=10KV） 36 表 65 設(shè)備清單表 設(shè)備 數(shù)量 型號 變壓器 1 1 S9— 100/10 變壓器 2 1 S9— 1000/10 變壓器 3 1 S9— 315/10 高壓斷路器 13 ZN3— 10 高壓隔離開關(guān) 20 GN10/200 電流互感器 11 LAJ10 低壓斷路器 3 DW101500/3 低壓負(fù)荷開關(guān) 3 HK160/3 37 第 7 章 主要電氣設(shè)備的選擇與校驗 概述 工廠總降壓配電所的各種高壓電氣設(shè)備，主要指 610KV 以上的斷路器，隔離開關(guān)，負(fù)荷開關(guān)，熔斷器，互感器，電抗器，母線，電纜等。這些電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選取，并且按短路情況進(jìn)行校驗。 所謂的正常工作條件是指： 電器的額定電壓 eU 不應(yīng)小于所在回路的工作電壓。 電器的額定電流 eI 不應(yīng)小于該回路的最大長期工作電流 maxI 。 選擇電器時應(yīng)考慮設(shè)備的裝設(shè)地點，即按工作環(huán)境，運(yùn)行條件和要求，選擇設(shè)備的型號規(guī)格，如屋內(nèi)或屋外設(shè)備，防爆型或普通型，如工作環(huán)境污染嚴(yán)重，應(yīng)加強(qiáng)絕緣的電器，電路操作頻繁時應(yīng)選取勝任頻繁操作的真空斷路器而不應(yīng)選取不適于頻繁操作的少油斷路器。 按短路情況校驗電器的穩(wěn)定性 短路熱穩(wěn)定校驗 短路熱穩(wěn)定校驗就是要求所選的電器，當(dāng)短路電流通過它時，其最高溫度不應(yīng)超過制造廠規(guī)定的短路時發(fā)熱允許溫度，即： RtIRtI tj 22 ?? 或 tItI tj 22 ?? 式中 jRtI2? —— 短路電流所產(chǎn)生的熱量； RtIt2 —— 電器在短路時的允許發(fā)熱量 ,制造廠通常以 t 秒（通常為 1， 4， 5秒）內(nèi)通過的電流 tI 所產(chǎn)生的熱量表示； jt —— 短路延續(xù)時間，秒； ?? dj tt 秒 = ?? fdb tt 秒 式中 dt —— 短路延續(xù)時間 /秒； bt —— 主保護(hù)動作時間 /秒； fdt —— 斷路器分閘時間 /秒。 如果缺乏斷路器分閘時間數(shù)據(jù)，當(dāng)主保護(hù)為速動時，短路電流可取下列數(shù)據(jù)； 對于快速及中速短路器， dt = 秒。 對于低速斷路器 dt = 秒。 此外，當(dāng) dt ＞ 1秒時，可認(rèn)為 dt =jt 38 動力穩(wěn)定校驗 電動力穩(wěn)定是指電器承受短路電流引起機(jī)械效應(yīng)的能力，在校驗時，用短路電流的最大幅值與制造廠規(guī)定的最大允許電流進(jìn)行比較 即 maxiich? 或 maxIIch? 式中 chchIi , —— 短路沖擊電流及其有效值； maxmax,Ii —— 電器極限通過 電流的最大值及有效值。 對于下列情況，可不進(jìn)行短路校驗： (1) 用熔斷器保護(hù)的電器和導(dǎo)體可不校驗熱穩(wěn)定。除有限流作用的熔斷器保護(hù)電路，電器和裸導(dǎo)體的動穩(wěn)定仍應(yīng)校驗。 (2) 裝設(shè)在電壓互感器回路內(nèi)的電器和裸導(dǎo)線可不校驗動、熱穩(wěn)定。 (3) 架空線可不校驗動、熱穩(wěn)定。 (4) 在非重要用電場所的導(dǎo)體，當(dāng)變壓器容量在 1250KVA 以下，高壓側(cè)電壓為 10KV 以下，且不致因短路故障損壞導(dǎo)體而產(chǎn)生嚴(yán)重后果者，可不校驗動、熱穩(wěn)定。 選擇電氣設(shè)備時應(yīng)校驗的項目 表 71選擇電氣設(shè)備時應(yīng)校驗的項目 序 號 設(shè)備名稱 電壓 KV 電流 A 斷流能力 短路穩(wěn)定度校驗 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 1 高壓斷路器 √ √ √ √ √ 2 高壓負(fù)荷開關(guān) √ √ √ √ √ 3 高壓隔離開關(guān) √ √ — √ √ 4 熔斷器 √ √ √ — — 5 電流互感器 √ √ — √ √ 6 電壓互感器 √ — — — — 7 套管絕緣子 √ √ — √ √ 應(yīng)滿足的條件 ?eP 裝置地的 EP ?avI 設(shè)備的計算電流 設(shè)備的 max開斷I ＞ max可能開斷I 按三相短路沖擊電流校驗 按三相短路穩(wěn)態(tài)電流校驗 39 續(xù)表 71 選擇電氣設(shè)備時應(yīng)校驗的項目 備注 （ 1） 表中“√”表示必須校驗，“ — ”表示不要校驗； （ 2） 選擇變電所高壓側(cè)的設(shè)備和導(dǎo)體時，其計算電流應(yīng)取主變壓器高壓側(cè)額定電流； （ 3） 對高壓斷路器，其最大開斷電流應(yīng)不小于實際開斷時間。 電氣設(shè)備的選取 主要電氣設(shè)備介紹 斷路器是供電系統(tǒng)中最重要的電氣設(shè)備之一。它能在有負(fù)荷情 況下接通和斷開電路，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，能迅速切斷短路電流。這里選擇少油式戶外型斷路器。 電壓互感器是測量高壓用的。其一次繞組與高壓電路并聯(lián)，額定電壓與電路電壓同一等級，二次繞組額定電壓均為 100V；電流互感器的一次線圈匝數(shù)很少，導(dǎo)線相當(dāng)粗，其二次線圈很細(xì)，匝數(shù)相當(dāng)多。工作時，一次線圈于一次線路中，而二次線圈則與儀表、繼電器等的電流線圈串聯(lián)成閉和回路。本廠選用的LFZB610 型電流互感器適用于 10KV 及以下的線路中作為測量和繼電保護(hù)用。 隔離開關(guān)的主要用途是在檢修高壓電器時，將被修理的設(shè)備與其他帶電部分可靠地斷開，并構(gòu)成明顯的斷開點，以保證修理時的安全。在一定條件下，允許用隔離開關(guān)接通或隔開小功率電路，如容量不大得空載變壓器或電壓互感器。 電氣設(shè)備的選取 根據(jù)短路電流的計算結(jié)果，按正常工作條件選擇和按短路情況校驗確定的變電所高低壓電氣設(shè)備如下： 40 (1)10KV 側(cè)設(shè)備 表 72 10KV側(cè)電氣設(shè)備 設(shè) 數(shù) 備 據(jù) 高壓斷路器 隔離開關(guān) 電壓互感器 電流互感器 避雷器 ZN3— 10 GN10/200 JDZ10 LQJ10 FZ10 Us=10KV 10KV 10KV 10KV 10KV 10KV I30= 600A 200A KAIk )3( ? KAish )3( ? 22KA 25KA ?? imatI 2)3()( 2 ??? 2? ? 結(jié) 論 滿 足 滿 足 滿 足 滿 足 滿 足 （ 2） 側(cè)設(shè)備 表 73 設(shè) 數(shù) 備 據(jù) 低壓斷路器 低壓負(fù)荷開關(guān) 電流互感器 DW101500/3 HK160/3 LAJ10 Us= 380V 380V 380V I30= 1500A 1500A 1500A KAIk )3( ? KAish )3( ? 22 ??? jtI =5275 41 第 8 章 繼電保護(hù)裝置 、繼電保護(hù)的任務(wù) ，并保護(hù)系統(tǒng)無故障部分繼續(xù)運(yùn)行。 ，要給值班人員發(fā)出信號，使值班人員及時進(jìn)行處理，以免引起設(shè)備故障。 、變壓器保護(hù) 根據(jù)規(guī)程規(guī)定 400kVA變壓器應(yīng)設(shè)下列保護(hù)： 防御變壓器內(nèi)部短路和油面降低，輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于跳閘。 防御變壓器線圈和引出線的多相短路，動作 于跳閘。 防御外部相同短路并作為瓦斯保護(hù)及電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，動作于跳閘。 防御變壓器本身的對稱過負(fù)荷及外部短路引起的過載。 、瓦斯保護(hù) 瓦斯保護(hù)又稱氣體繼電保護(hù)，是保護(hù)油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的相當(dāng)靈敏的保護(hù)裝置。按 GB 500621992規(guī)定， 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，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。 其工作原理：當(dāng)變壓器漏油造成油面過低，或發(fā)生輕微故障產(chǎn)生少量氣體使油面下降，致使瓦斯繼電器有一對觸點接通 ，發(fā)出輕瓦斯警報信號。 當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，電弧電流使變壓器油強(qiáng)烈氣化，體積驟然膨脹，在瓦斯繼電器內(nèi)形成沖擊的油流，使另一對觸點接通，并發(fā)出重瓦斯跳閘的信號和命令。油浸式電力變壓器瓦斯保護(hù)的接線如下圖所示： 42 、過電流保護(hù) 防御外部相同短路并作為瓦斯保護(hù)及電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，動作于跳閘?？偨祲鹤冸娝鶅?nèi)的變壓器，一般裝設(shè)過電流保護(hù)，如過電流的保護(hù)動作時限超過 ，還需增設(shè)電流速斷保護(hù)，保護(hù)裝置設(shè)在變壓器的電源側(cè)，它既能反應(yīng)外部故障，還可作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護(hù)。 變壓器的 過電流保護(hù)動作電流的整定原則與線路過電流保護(hù)相同，按躲過變壓器一次側(cè)可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來整定。 43 過電流保護(hù)的整定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驗。 （ 1） 、過電流保護(hù)裝置動作電流計算 過電流保護(hù)的最小起動電流必須按兩個條件整定：一是必須躲過正常工作的最大負(fù)荷電流axmI，二是躲過外部故障切斷后各電動機(jī)的自起動電流。過電流保護(hù)裝置的一次側(cè)起動電流可按下式計算： max???? Lire wrelop IKK KKI 對于 DL型電流繼電器， 可靠系數(shù)relK=， 接線系數(shù)w=1， 最大負(fù)荷電流max?LI=()30I, 返回系數(shù)re= 表 1過電流保護(hù)的動作電流整定計算 變壓器 Ki 30I(A) opI（ A) 一號車間 250 1316 ～ 二號車間 250 1488 ～ 三號車間 100 445 ～ (2)、過電流保護(hù)的動作時限 選擇線路過電流保護(hù)的動作時限，應(yīng)從距離電源最遠(yuǎn)的保護(hù)裝置（末級）開始，越靠近電源，動作時限越長。如末級保護(hù)裝置的動作時間為 t,則與之相鄰的保護(hù)裝置動作時間為tt ??，t?為一個時限階段，一般 DL型繼電器t?取 ～ ； GL型取 。 、電流速斷保護(hù) 過電流保護(hù)的動作時限大于 ，為使故障變壓器能迅速的從系統(tǒng)中切除，還需裝 44 設(shè)電流速斷保護(hù)。 變壓器的速斷保護(hù)設(shè)在電源側(cè)，通常采用兩相不完全星形接線，整定其動作電流應(yīng)躲開系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時變壓器二次側(cè)母線短路時最大短路電流。 電流速斷保護(hù)的動作電流整定計算公式為 max??? ki wrelqb IK KKI 對于 DL型電流繼電器， 可靠系數(shù)relK=， 接線系數(shù)w=1， 表 1電流速斷保護(hù)的動作電流整定計算 變壓器 Ki maxkI(KA) qbI（ KA) 一號車