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

　　

【正文】 2） 讀圖方便，容易掌握 3） 分析問題快而準。該圖不但能清楚地分析工作原理，而且把每個設備端子的來龍去脈標示清楚。 4） 這種二次回路展開原理圖能夠幫我們迅速排除故障，有一定的使用價值，推廣運用它，會給運行、檢修、試驗人員帶來很大方便。 內(nèi)蒙古科技大學 煤炭 學院 畢業(yè)設計說明書（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構的形式和操作電源的類別。結合上面設備的選擇和電源選擇，采用彈簧操作機構的斷路器控制和信號回路。 在二次回路中安裝自動重合閘裝置（ ARD）（機械一次重合式）、備用電源自動投入裝置（ APD）。 繼電保護的整定 繼電保護要求具有選擇性，速動性，可靠性及靈敏性。 內(nèi)蒙古科技大學 煤炭 學院 畢業(yè)設計說明書（論文 ） 第 37 頁 由于本廠的高壓線路不很長，容量不很大，因此繼電保護裝置比較簡單。對線路的相間短路保護，主要采用帶時限的過電流保護和瞬時動作的電流速斷保護；對線路的單相接地保護采用絕緣監(jiān)視裝置，裝設在變電所高壓母線上，動作于信號。 繼電保護裝置的接線方 式采用兩相兩繼電器式接線；繼電保護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）；帶時限過電流保護采用反時限過電流保護裝置。型號都采用 GL25/10 。其優(yōu)點是：繼電器數(shù)量大為減少，而且可同時實現(xiàn)電流速斷保護，可采用交流操作，運行簡單經(jīng)濟，投資大大降低。 此次設計對變壓器裝設過電流保護、速斷保護裝置；在低壓側(cè)采用相關斷路器實現(xiàn)三段保護。 變壓器繼電保護 變壓器的繼電保護是利用當變壓器內(nèi)外發(fā)生故障時，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，繼而作出相應的反應和處理。 電力變壓器是電力系統(tǒng)中使用相當普遍和十分重要的電氣設備。雖然它有別于發(fā)電機，是一種靜止的電氣設備，結構比較可靠，發(fā)生故障的機會相對較少。但它一旦發(fā)生故障將會給供電的可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴重的后果。為了保證變壓器的安全運行、防止故障的擴大，按照變壓器可能發(fā)生的故障，裝設靈敏、快速、可靠和選擇性好的保護裝置是十分必要的。 1．瓦斯保護 瓦斯保護 (包括重瓦斯、輕瓦斯保護 )用來反應變壓器油箱內(nèi)的故障 (包括油面降低 )。容量為 應裝設瓦斯保護。其中，輕瓦斯保護作用于信號，重瓦斯保護作用于跳開變壓器各側(cè)斷路器。 2．縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護 縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護用來反應變壓器油箱內(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)運行的變壓器和 10MVA以下的廠用備用變壓器、單獨運行的變壓器，當后備保護的時限大于 ，應裝設電流速斷保護作內(nèi)蒙古科技大學 煤炭 學院 畢業(yè)設計說明書（論文 ） 第 38 頁 為快速保護。當所裝設電流速斷保護的靈敏性不能滿足要求時，應裝設縱聯(lián)差動保護。對高壓側(cè)電壓為 330kV及以上的變壓器，可裝設雙重差動保護 (在縱聯(lián)差動保護對單相接地短路的靈敏性不符合要求時，應增設零序差動保護 )。 3．過電流保護或負序電流保護 過電流保護用來反應外部相間短路引起的變壓器過電流，同時是變壓器內(nèi)部相間短路的后備保護。當采用一般過電流保護而靈敏度不能滿足要求時，可采用復合電壓起動的過電流保護或負序電流保護。 4．零序電流保護 在電壓為 110kV及以上中性點直接接地電網(wǎng)中的變壓器上，一般應裝設零序電流保護，主要用來反應變壓器外部接地短路引起的變壓器過電流，同時作為變壓器內(nèi)部接地短路的后備保護。 5．過負荷保護 過負荷保護用來反應變壓器 的對稱過負荷。容量為 ，數(shù)臺并列運行或單獨運行且作為其它負荷的備用電源時，應裝設過負荷保護。對于自耦變壓器或多線圈變壓器，其過負荷保護應能反應公共線圈及各側(cè)的過負荷，過負荷保護動作后發(fā)出信號。對無人值班的變電站，過負荷保護動作后，可起動自動減負荷裝置，必要時跳開斷路器。 6．過勵磁保護 過勵磁保護用于大容量變壓器，反應變壓器過勵磁 (實際工作磁密超過額定工作磁密 )．且動作于信號或跳開變壓器。 繼電保護和絕緣監(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絕緣 監(jiān)視裝置。 a) 10KV 電源進線上：電能計量柜裝設有功電能表和無功電能表；為了解負荷電流，裝設電流表一只。 b) 變電所每段母線上：裝設電壓表測量電壓并裝設絕緣檢測裝置。 c) 電力變壓器高壓側(cè)：裝設電流表和有功電能表各一只。 d) 380V 的電源進線和變壓器低壓側(cè)：各裝一只電流表。 內(nèi)蒙古科技大學 煤炭 學院 畢業(yè)設計說明書（論文 ） 第 39 頁 e) 低壓動力線路：裝設電流表一只。 電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置 考慮到系統(tǒng)運行時會產(chǎn)生各種形式的短路，因此廠區(qū)線路上應設有反時限過流保護。 反時限過流保護如下圖（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，仍能滿足三 相用電設備的要求，因而可不裝設繼電保護裝置來中斷供電，而只裝設絕緣監(jiān)察裝置，發(fā)出信號，以利于值班人員及時采取措施，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成零序電壓過濾器。 當系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，接地相對地電壓降低 (完全接地時為零 )，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，開口三角形出口出現(xiàn)零序電壓，起動電壓繼電器，發(fā)出信號。 反時限過流保護由兩個 GL25型電流繼電器和 開關元件以及儀表器件組成 原始資料提供系統(tǒng)的保護動作時限為 秒，本廠反時限過流保護保護動作時限應為 ，與系統(tǒng)保護動作時限差一個時間級差 der t der t= 秒 內(nèi)蒙古科技大學 煤炭 學院 畢業(yè)設計說明書（論文 ） 第 40 頁 本設計高、低壓均設有短路器，故變壓器不再加其他保護措施 絕緣監(jiān)察裝置采用一個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 煤炭 學院 畢業(yè)設計說明書（論文 ） 第 41 頁 8 防雷保護和接地裝置的設計 防雷保護 進出線的防雷保護 ： 3kv～ 10kv配出線的防雷保護 當變電所 3kv～ 10kv 配出線路上落雷時，雷電入侵波會沿配出線侵入變電所，對配電裝置及變壓器絕緣構成威脅。因此在每段母線上和每路架空線上應裝設閥型避雷器。對于有電纜段的架空線路，避雷器應裝在電纜與架空線的連接處，其接地端應與電纜金屬外殼相連。若配出線上有電抗器時，在電抗器和電纜頭之間，應裝一組閥型避雷器，以防電抗器端電壓升高時損害電纜絕緣。 配電網(wǎng)的防雷保護 3kv～ 10kv 配電變壓器，其 3kv～ 10kv側(cè)應用閥型避雷器保護，并盡量靠近變壓器 裝設，其接地線應與變壓器低壓側(cè)中性點（或中性點不接地的電力網(wǎng)中，中性點擊穿保險器的接地端）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)裝設避雷器外，宜在低壓側(cè)裝設一組 220v避雷器、 440v 壓敏電阻、或擊穿保險器，以防反變換波和低壓側(cè)雷電侵入波擊穿高壓側(cè)絕緣。低壓中性點不接地的配電變壓器，應在中性點裝設擊穿保險器。 ～ 10kv柱上斷路器和負荷開關，應用閥型避雷器或空氣間隙保護。經(jīng)常斷路運行而又帶電的柱上斷路器、負荷開關或隔離開關，應 在帶電側(cè)裝設避雷器或保護間隙，其接地線應與柱上斷路器等的金屬外殼連接，且接地電阻不應超過 10歐姆。 a)3kv～ 10kv架空配電線路不裝設避雷線。 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 煤炭 學院 畢業(yè)設計說明書（論文 ） 第 42 頁 鐵腳與該接地裝置相連，不另設接地裝置。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引下的接戶線 ，其絕緣子鐵腳應接地，并應裝設專用的 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 在變電所高壓進戶線側(cè)裝設閥式辟雷器防感應雷 變電所的防雷接地應該單獨接地接地電阻 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、變壓器、電器、攜帶式用電器具的底座和外殼； 電氣設備傳動裝置； 互感器的二次繞組，但繼電保護另有規(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 及以下的電力設備外殼（當人有可能同時觸及接地物體時除外）。 內(nèi)蒙古科技大學 煤炭 學院 畢業(yè)設計說明書（論文 ） 第 43 頁 在干燥場所，額定電壓為交流 127v及以下、直流 110v及以下的電力設備外殼（有爆炸危險的場所除外）。 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，以及當絕緣損壞時，支持物上不會引起危險電壓的絕緣子金屬底座等。 安裝在已接地的金屬構架上的設備（保證接觸良好），如套管等（ 有爆炸危險的場所除外）。 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、電容器組的中性點，在變壓器中性點絕緣系統(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 每閣 5 米打一根，圍成一個圈中間用 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，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，變壓器中性點接地，高低壓配電柜外殼接地，其他金屬物體設備以及設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 煤炭 學院 畢業(yè)設計說明書（論文 ） 第 44 頁 總結 經(jīng)過接近 三個月的時間，在老師的指導下，我完成了畢業(yè)設計。本設計分為 1 負荷計算和無功功率補償 2 變電所位置和形式選擇 3變電所主接線方案的設計 4 短路電流的計算 5 變電所一設備的選擇與校驗 6 變電所進出線的選擇與檢驗 7 變電所二次回路方案的選擇及繼電保護的整定 8 防雷保護和接地裝置的設計八個部分。 在設計過程中我們體會到要有嚴謹?shù)膽B(tài)度，也更加明白只有學會解決問題才能更好的完成整個設計。通過這次實訓我鞏固和加深了對本門課程理論知識的理解并學到了供配電設計的一些方法，和技能，也鍛煉了我分析和解決實際問題的能力，提高我對實 用技術資料的運用，進行計算和繪圖以及編寫技術文件的技能。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識。 通過本次設計，三年來所學的理論知識很好的運用到了實際的工程當中，在具體的設計過程中，真正做到了學以致用，并使自己的實際工程能力得到了很大的提高，通過本次鍛煉，使自己計算準確度有了進步；繪圖方面，熟練了對 AUTOCAD、 WORD 等軟件的掌握。 此次設計過程中遇到了很多的困難，在老師和同學的幫助下，得以解決。此次課程設計的完成帶給我了很大的收獲，為以后的學習和工作打下了扎實的基礎。 最后感謝老 師和同學對我的指導和幫助，是我在各方面有了不小的進步，為以后的工作打下良好的基礎。 內(nèi)蒙古科技大學 煤炭 學院 畢業(yè)設計說明書（論文 ） 第 45 頁