【導(dǎo)讀】要求寫出設(shè)計(jì)說明書，繪出設(shè)計(jì)圖樣。1．工廠總平面圖如圖1所示。最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為6h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負(fù)荷外，其余。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。電氣照明及家用電器均。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表l所示。附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的導(dǎo)線牌號為LGJ-150，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為；干線首。端距離本廠約8km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容。此斷路器配備有定時(shí)限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過電流。保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為。為滿足工廠二級負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近。的單位取得備用電源。絡(luò)線電纜線路總長度為25km。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20。6．電費(fèi)制度本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性的向供電部門。系統(tǒng)對建筑物進(jìn)行保護(hù)。時(shí)也對戶外平面布置進(jìn)行了初步的設(shè)計(jì)。

　　

【正文】 2） 讀圖方便，容易掌握 3） 分析問題快而準(zhǔn)。該圖不但能清楚地分析工作原理，而且把每個(gè)設(shè)備端子的來龍去脈標(biāo)示清楚。 4） 這種二次回路展開原理圖能夠幫我們迅速排除故障，有一定的使用價(jià)值，推廣運(yùn)用它，會(huì)給運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)人員帶來很大方便。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 煤炭 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文 ） 第 36 頁 二次回路圖如下（圖 71） 圖 71 高壓斷路器的控制和信號回路 高壓斷路器的 控制回路取決于操作機(jī)構(gòu)的形式和操作電源的類別。結(jié)合上面設(shè)備的選擇和電源選擇，采用彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號回路。 在二次回路中安裝自動(dòng)重合閘裝置（ ARD）（機(jī)械一次重合式）、備用電源自動(dòng)投入裝置（ APD）。 繼電保護(hù)的整定 繼電保護(hù)要求具有選擇性，速動(dòng)性，可靠性及靈敏性。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 煤炭 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文 ） 第 37 頁 由于本廠的高壓線路不很長，容量不很大，因此繼電保護(hù)裝置比較簡單。對線路的相間短路保護(hù)，主要采用帶時(shí)限的過電流保護(hù)和瞬時(shí)動(dòng)作的電流速斷保護(hù)；對線路的單相接地保護(hù)采用絕緣監(jiān)視裝置，裝設(shè)在變電所高壓母線上，動(dòng)作于信號。 繼電保護(hù)裝置的接線方 式采用兩相兩繼電器式接線；繼電保護(hù)裝置的操作方式采用交流操作電源供電中的“去分流跳閘”操作方式（接線簡單，靈敏可靠）；帶時(shí)限過電流保護(hù)采用反時(shí)限過電流保護(hù)裝置。型號都采用 GL25/10 。其優(yōu)點(diǎn)是：繼電器數(shù)量大為減少，而且可同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)，可采用交流操作，運(yùn)行簡單經(jīng)濟(jì)，投資大大降低。 此次設(shè)計(jì)對變壓器裝設(shè)過電流保護(hù)、速斷保護(hù)裝置；在低壓側(cè)采用相關(guān)斷路器實(shí)現(xiàn)三段保護(hù)。 變壓器繼電保護(hù) 變壓器的繼電保護(hù)是利用當(dāng)變壓器內(nèi)外發(fā)生故障時(shí)，由于電流、電壓、油溫等隨之發(fā)生變化，通過這些突然變化來發(fā)現(xiàn)、判 斷變壓器故障性質(zhì)和范圍，繼而作出相應(yīng)的反應(yīng)和處理。 電力變壓器是電力系統(tǒng)中使用相當(dāng)普遍和十分重要的電氣設(shè)備。雖然它有別于發(fā)電機(jī)，是一種靜止的電氣設(shè)備，結(jié)構(gòu)比較可靠，發(fā)生故障的機(jī)會(huì)相對較少。但它一旦發(fā)生故障將會(huì)給供電的可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的后果。為了保證變壓器的安全運(yùn)行、防止故障的擴(kuò)大，按照變壓器可能發(fā)生的故障，裝設(shè)靈敏、快速、可靠和選擇性好的保護(hù)裝置是十分必要的。 1．瓦斯保護(hù) 瓦斯保護(hù) (包括重瓦斯、輕瓦斯保護(hù) )用來反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)的故障 (包括油面降低 )。容量為 應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。其中，輕瓦斯保護(hù)作用于信號，重瓦斯保護(hù)作用于跳開變壓器各側(cè)斷路器。 2．縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù) 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)用來反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)或其引出線的短路故障。對 6． 3MVA 以下的廠用工作變壓器，并聯(lián)運(yùn)行的變壓器和 10MVA以下的廠用備用變壓器、單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，當(dāng)后備保護(hù)的時(shí)限大于 ，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)作內(nèi)蒙古科技大學(xué) 煤炭 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文 ） 第 38 頁 為快速保護(hù)。當(dāng)所裝設(shè)電流速斷保護(hù)的靈敏性不能滿足要求時(shí)，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。對高壓側(cè)電壓為 330kV及以上的變壓器，可裝設(shè)雙重差動(dòng)保護(hù) (在縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)對單相接地短路的靈敏性不符合要求時(shí)，應(yīng)增設(shè)零序差動(dòng)保護(hù) )。 3．過電流保護(hù)或負(fù)序電流保護(hù) 過電流保護(hù)用來反應(yīng)外部相間短路引起的變壓器過電流，同時(shí)是變壓器內(nèi)部相間短路的后備保護(hù)。當(dāng)采用一般過電流保護(hù)而靈敏度不能滿足要求時(shí)，可采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)或負(fù)序電流保護(hù)。 4．零序電流保護(hù) 在電壓為 110kV及以上中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的變壓器上，一般應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，主要用來反應(yīng)變壓器外部接地短路引起的變壓器過電流，同時(shí)作為變壓器內(nèi)部接地短路的后備保護(hù)。 5．過負(fù)荷保護(hù) 過負(fù)荷保護(hù)用來反應(yīng)變壓器 的對稱過負(fù)荷。容量為 ，數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行且作為其它負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。對于自耦變壓器或多線圈變壓器，其過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)能反應(yīng)公共線圈及各側(cè)的過負(fù)荷，過負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作后發(fā)出信號。對無人值班的變電站，過負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作后，可起動(dòng)自動(dòng)減負(fù)荷裝置，必要時(shí)跳開斷路器。 6．過勵(lì)磁保護(hù) 過勵(lì)磁保護(hù)用于大容量變壓器，反應(yīng)變壓器過勵(lì)磁 (實(shí)際工作磁密超過額定工作磁密 )．且動(dòng)作于信號或跳開變壓器。 繼電保護(hù)和絕緣監(jiān)查 這里根據(jù) GBJ631990的規(guī)范要求選用合適的電測量儀表并配用相應(yīng)絕緣 監(jiān)視裝置。 a) 10KV 電源進(jìn)線上：電能計(jì)量柜裝設(shè)有功電能表和無功電能表；為了解負(fù)荷電流，裝設(shè)電流表一只。 b) 變電所每段母線上：裝設(shè)電壓表測量電壓并裝設(shè)絕緣檢測裝置。 c) 電力變壓器高壓側(cè)：裝設(shè)電流表和有功電能表各一只。 d) 380V 的電源進(jìn)線和變壓器低壓側(cè)：各裝一只電流表。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 煤炭 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文 ） 第 39 頁 e) 低壓動(dòng)力線路：裝設(shè)電流表一只。 電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置 考慮到系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種形式的短路，因此廠區(qū)線路上應(yīng)設(shè)有反時(shí)限過流保護(hù)。 反時(shí)限過流保護(hù)如下圖（按集中表示法繪制） 圖 72 工作原理 由于小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，仍能滿足三 相用電設(shè)備的要求，因而可不裝設(shè)繼電保護(hù)裝置來中斷供電，而只裝設(shè)絕緣監(jiān)察裝置，發(fā)出信號，以利于值班人員及時(shí)采取措施，消除故障。 絕緣監(jiān)察裝置由三相五柱式電壓互感器、電壓表和電壓繼電器組成，三塊電壓表監(jiān)測三相對地電壓，開口三角形連接的繞組和電壓繼電器構(gòu)成零序電壓過濾器。 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，接地相對地電壓降低 (完全接地時(shí)為零 )，完好的兩相電壓升高，從三塊電壓表的讀數(shù)，即可判斷出故障相，同時(shí)，開口三角形出口出現(xiàn)零序電壓，起動(dòng)電壓繼電器，發(fā)出信號。 反時(shí)限過流保護(hù)由兩個(gè) GL25型電流繼電器和 開關(guān)元件以及儀表器件組成 原始資料提供系統(tǒng)的保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為 秒，本廠反時(shí)限過流保護(hù)保護(hù)動(dòng)作時(shí)限應(yīng)為 ，與系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)限差一個(gè)時(shí)間級差 der t der t= 秒 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 煤炭 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文 ） 第 40 頁 本設(shè)計(jì)高、低壓均設(shè)有短路器，故變壓器不再加其他保護(hù)措施 絕緣監(jiān)察裝置采用一個(gè)三相五柱式電壓互感器和 2快電壓表組成 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 煤炭 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文 ） 第 41 頁 8 防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì) 防雷保護(hù) 進(jìn)出線的防雷保護(hù) ： 3kv～ 10kv配出線的防雷保護(hù) 當(dāng)變電所 3kv～ 10kv 配出線路上落雷時(shí)，雷電入侵波會(huì)沿配出線侵入變電所，對配電裝置及變壓器絕緣構(gòu)成威脅。因此在每段母線上和每路架空線上應(yīng)裝設(shè)閥型避雷器。對于有電纜段的架空線路，避雷器應(yīng)裝在電纜與架空線的連接處，其接地端應(yīng)與電纜金屬外殼相連。若配出線上有電抗器時(shí)，在電抗器和電纜頭之間，應(yīng)裝一組閥型避雷器，以防電抗器端電壓升高時(shí)損害電纜絕緣。 配電網(wǎng)的防雷保護(hù) 3kv～ 10kv 配電變壓器，其 3kv～ 10kv側(cè)應(yīng)用閥型避雷器保護(hù)，并盡量靠近變壓器 裝設(shè)，其接地線應(yīng)與變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)（或中性點(diǎn)不接地的電力網(wǎng)中，中性點(diǎn)擊穿保險(xiǎn)器的接地端）以及金屬外殼連在一起接地。 3kv10kv,y,yn0和 y,y 接線的配電變壓器，除在高壓側(cè)裝設(shè)避雷器外，宜在低壓側(cè)裝設(shè)一組 220v避雷器、 440v 壓敏電阻、或擊穿保險(xiǎn)器，以防反變換波和低壓側(cè)雷電侵入波擊穿高壓側(cè)絕緣。低壓中性點(diǎn)不接地的配電變壓器，應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)擊穿保險(xiǎn)器。 ～ 10kv柱上斷路器和負(fù)荷開關(guān)，應(yīng)用閥型避雷器或空氣間隙保護(hù)。經(jīng)常斷路運(yùn)行而又帶電的柱上斷路器、負(fù)荷開關(guān)或隔離開關(guān)，應(yīng) 在帶電側(cè)裝設(shè)避雷器或保護(hù)間隙，其接地線應(yīng)與柱上斷路器等的金屬外殼連接，且接地電阻不應(yīng)超過 10歐姆。 a)3kv～ 10kv架空配電線路不裝設(shè)避雷線。 b)為了提高 3kv～ 10kv鋼筋混凝土電桿配電線路的絕緣水平，可采用瓷橫擔(dān)或高一級電壓的絕緣子。 c)低壓架空線路接戶線的絕緣子鐵腳宜接地，接地電阻不宜超過 30 歐姆。土壤電阻率在 200歐姆 m 及以下的鐵橫擔(dān)鋼筋混凝土桿線路，在入口處宜將絕緣子內(nèi)蒙古科技大學(xué) 煤炭 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文 ） 第 42 頁 鐵腳與該接地裝置相連，不另設(shè)接地裝置。人員密集的公共場所，如劇院和教師的接戶線，以及又木桿或木橫擔(dān)引下的接戶線 ，其絕緣子鐵腳應(yīng)接地，并應(yīng)裝設(shè)專用的 接地裝置，但鋼筋混凝土桿的自然接地電阻不超過 30 歐姆則除外。 年平均雷暴日不超過 30天的地區(qū)、低壓線路被建筑物等屏蔽的地區(qū)，以及接戶線距低壓接地點(diǎn)不超過 50m的地方，接戶線絕緣子鐵腳都可不接地。 d)在多雷區(qū)或易雷擊段，直接與架空線相連的電度表宜裝防雷裝置。 本廠的防雷措施 利用周圍建筑物上的辟雷針防直擊雷 在變電所高壓進(jìn)戶線側(cè)裝設(shè)閥式辟雷器防感應(yīng)雷 變電所的防雷接地應(yīng)該單獨(dú)接地接地電阻 Rjd=10 防雷接地的接地體采用等電位均壓式 接地網(wǎng) 變電所防雷接地與變壓器公共接地之間至少要保證 20米以上的安全距離 變電所接地裝置與系統(tǒng) ： 電機(jī)、變壓器、電器、攜帶式用電器具的底座和外殼； 電氣設(shè)備傳動(dòng)裝置； 互感器的二次繞組，但繼電保護(hù)另有規(guī)定著除外； 配電屏與控制屏的框架； 屋外配電裝置的金屬和鋼筋混凝土架構(gòu)以及靠近帶電部分的金屬圍欄和金屬門； 交、直流電力電纜接線盒、終端盒的金屬外殼盒電纜的技術(shù)外皮、穿線的鋼管等； 鎧裝控制電纜的外皮、非鎧裝電纜的 1～ 2根屏蔽芯線。 不需要接地的部分： 在木質(zhì)、瀝青等不良導(dǎo)電地面的干燥房間內(nèi)，額定電壓為交流 380v及以下、流 440v 及以下的電力設(shè)備外殼（當(dāng)人有可能同時(shí)觸及接地物體時(shí)除外）。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 煤炭 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文 ） 第 43 頁 在干燥場所，額定電壓為交流 127v及以下、直流 110v及以下的電力設(shè)備外殼（有爆炸危險(xiǎn)的場所除外）。 安裝在配電屏、控制屏盒配電裝置上的儀表、繼電器和其它低壓電器的外殼，以及當(dāng)絕緣損壞時(shí)，支持物上不會(huì)引起危險(xiǎn)電壓的絕緣子金屬底座等。 安裝在已接地的金屬構(gòu)架上的設(shè)備（保證接觸良好），如套管等（ 有爆炸危險(xiǎn)的場所除外）。 額定電壓 220v 及以下的蓄電池室內(nèi)的支架。 工作接地的范圍 變壓器、發(fā)電機(jī)、電容器組的中性點(diǎn)，在變壓器中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)中，經(jīng)擊穿熔斷器接地。 電流互感器、避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、保護(hù)間隙等。 本廠的接地方式 變電所的公共接地采用長 米直徑 5mm 焊接鋼管離 5米遠(yuǎn) 每閣 5 米打一根，圍成一個(gè)圈中間用 40x4扁剛焊接。 根據(jù) RE(1)/RE = 40/4 = 10。但考慮到管間的屏蔽效應(yīng)，初選 15 根直徑50mm、長 的鋼管作接地體。以 n = 15 和 a/l = 2 再查有關(guān)資料可得 ηE ≈ 。 因此可得： n = RE(1)/(ηERE) = 40Ω/(4)Ω ≈ 15 考慮到接地體的均勻?qū)ΨQ布置，選 16mm根直徑 50mm、長 ，用 404mm2 的扁鋼連接，環(huán)形布置。 變電所公共接地所需鋼管根數(shù)計(jì)算。 變電所公共接地的接地電阻 R=4。 變電所變壓器外殼的接地，變壓器中性點(diǎn)接地，高低壓配電柜外殼接地，其他金屬物體設(shè)備以及設(shè)備的外殼接地均按照在變電所公共接地。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 煤炭 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文 ） 第 44 頁 總結(jié) 經(jīng)過接近 三個(gè)月的時(shí)間，在老師的指導(dǎo)下，我完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)分為 1 負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償 2 變電所位置和形式選擇 3變電所主接線方案的設(shè)計(jì) 4 短路電流的計(jì)算 5 變電所一設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 6 變電所進(jìn)出線的選擇與檢驗(yàn) 7 變電所二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)的整定 8 防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)八個(gè)部分。 在設(shè)計(jì)過程中我們體會(huì)到要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，也更加明白只有學(xué)會(huì)解決問題才能更好的完成整個(gè)設(shè)計(jì)。通過這次實(shí)訓(xùn)我鞏固和加深了對本門課程理論知識的理解并學(xué)到了供配電設(shè)計(jì)的一些方法，和技能，也鍛煉了我分析和解決實(shí)際問題的能力，提高我對實(shí) 用技術(shù)資料的運(yùn)用，進(jìn)行計(jì)算和繪圖以及編寫技術(shù)文件的技能。讓我對自己在以后工作中可能碰到的問題和地方多了一些理解和認(rèn)識。 通過本次設(shè)計(jì)，三年來所學(xué)的理論知識很好的運(yùn)用到了實(shí)際的工程當(dāng)中，在具體的設(shè)計(jì)過程中，真正做到了學(xué)以致用，并使自己的實(shí)際工程能力得到了很大的提高，通過本次鍛煉，使自己計(jì)算準(zhǔn)確度有了進(jìn)步；繪圖方面，熟練了對 AUTOCAD、 WORD 等軟件的掌握。 此次設(shè)計(jì)過程中遇到了很多的困難，在老師和同學(xué)的幫助下，得以解決。此次課程設(shè)計(jì)的完成帶給我了很大的收獲，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。 最后感謝老 師和同學(xué)對我的指導(dǎo)和幫助，是我在各方面有了不小的進(jìn)步，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 煤炭 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文 ） 第 45 頁