【正文】 當線路上發(fā)生短路時，啟動用電流繼電器KA瞬時動作，使時間繼電器KT起動，KT經(jīng)整定的一定時限后，接通信號繼電器KS和中間繼電器KM，KM就接通斷路器的跳閘回路，使斷路器自動跳閘。根據(jù)本設計所提供的基礎數(shù)據(jù)和本設計的需要，對本設計的短路保護需要采用帶時限的過電流保護。圖95 系統(tǒng)繼電保護全圖（a） 交流回路（b） 直流回路圖96 繼電保護展開圖10 防雷保護與接地保護 防雷保護 年雷擊次數(shù)的計算根據(jù)該廠所處的地理位置，可計算出該廠的年預計雷擊次數(shù)。它是表征建筑物可能遭受雷擊的一個頻率參數(shù)，按《建筑物防雷設計規(guī)范》GBJ57修訂本規(guī)定，用下列經(jīng)驗公式進行計算。N=式中 N—建筑物的年預計雷擊次數(shù)； 年平均雷暴日數(shù)，按當?shù)貧庀笈_、站資料確定；與建筑物接收雷擊次數(shù)相同的等效面積；K—校正系數(shù)，在一般情況下取1，在下列情況下取相應數(shù)值：①位于曠野孤立的建筑物取2；②；③位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、底下水雷頭處、土山頂部、。.氣象資料：本廠地區(qū)最高溫度為38℃，最熱月平均最高氣溫29℃，℃，年主導風向為東風，年雷暴雨日數(shù)位20天。地址水文資料：本廠地區(qū)海拔60m，底層以粘砂土為主，地下水位為2m根據(jù)本廠的氣象情況和土壤情況將有關數(shù)據(jù)代入公式進行計算，計算結果為：N= =17（次） 防雷裝置的設計(1)裝設避雷針避雷針用鍍鋅焊接鋼管制成，它安裝在構架上，其下端經(jīng)引下線與接地裝置焊接。單支避雷針的保護范圍，按下列方法確定單支避雷針的保護范圍如圖101所示。避雷針在地面上的保護半徑為r=。從真的頂點向下作45176。的斜線構成錐形保護空間的上部。與上述45176。斜線相交，交點以下的斜線構成錐形保護空間的下部，圖101 單支避雷針的保護范圍在被保護高度的平面上，保護半徑可由下式確定：當≥ r=（h）p當＜ r=（）p式中p—由摸儀試驗和運行經(jīng)驗確定的系數(shù)。當h＞30m時p=；當h≤30m時p=1。由變電所平面布置圖中數(shù)據(jù)可知，避雷針在高度處水平面上的保護至少為12m，假設為15m，為10m，由上面的計算公式可知裝設一支25m高的避雷針。即可安全保護整個變電所的建筑物不受直接雷擊。另外，獨立避雷針宜設獨立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區(qū)，其工頻接地電阻。當有困難時，可將該接地裝置與主接線網(wǎng)連接，但避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點沿接地線的長度不得小于25m。(2)裝設避雷器避雷器是用來防護雷電產(chǎn)生的過電波沿線路侵入變配電所或其它建筑物內(nèi)，以免危及被保護設備的絕緣，避雷器應與被保護設備并聯(lián)，在被保護設備的電源側。如圖102所示：圖102 避雷器的連接圖當線路上出現(xiàn)危及設備絕緣的過電壓時避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻變?yōu)榈妥瑁惯^電壓對地放電，從而保護了設備的絕緣。根據(jù)本廠的需要，將安裝閥式避雷器，現(xiàn)將閥式避雷器的構造及工作原理介紹如下。閥式避雷器又稱閥型避雷器，由火花間隙和閥片組成，裝在密封的磁套管內(nèi)，火花間隙用銅片沖制而成，～1mm的云母圈隔開。正常情況下，火花間隙阻止線路工頻電流通過。但在雷電過電壓作用下，火花間隙被擊穿放電。閥片是用陶料粘固起來的，電工金剛砂顆粒組成的。這種閥片具有非線形電阻特性，正常電壓時閥片電阻很大，過電壓時閥片電阻變的很小，因此，閥型避雷器在線路上出現(xiàn)過電壓時，其火花間隙擊穿，閥片能使雷電流順暢地向大地泄放。當過電壓一消失，線路上恢復工頻電壓時，閥片呈現(xiàn)很大的電阻，使火花間隙絕緣迅速恢復正常運行。本廠的防雷保護中：為防止過電壓波侵入，在10kV進線桿塔前設500m避雷線，且在進線斷路器前設一組FZ35型避雷器，在10kV電源進線的兩段母線上各裝設一組FS6型閥式避雷器。 接地保護 接地的有關概念電氣設備的某部分與土壤之間作良好的電氣連接，稱為接地。與土壤直接接觸的金屬物體，稱為接地極。專門為接地而安裝的接地體，稱為人工接地體。兼作接地體作用的直接與大地接觸的各種金屬構件，金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎等，稱為自然接地體。連接接地體及設備接地部分的導線，稱為接地線。接地線在正常情況下是不載流的。接地線和接地體合稱為接地裝置，由若干接地體在大地中互相連接而組成的總體，稱為接地網(wǎng)。接地線又可分為接地干線和接地支線。按規(guī)定接地干線應采用不少于兩根導體在不同地點與接地網(wǎng)連接。 接地故障保護為保障人身安全，防止間接觸電而將設備的外露可導電部分進行接地。成為保護接地。低壓配電系統(tǒng)按保護接地的型式不同，可分為TN系統(tǒng)，TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)。目前在我國應用最為普遍的為TT系統(tǒng)中的TNC系統(tǒng)。電路圖如下頁圖103所示：這種系統(tǒng)的N線和PE線合為一根PEN線相連，所以有設備的外露可導電部分均與PEN線相連，當三相負荷不平衡或只有單相用電設備時，PEN在線有電流通過，在一般情況下，如開關保護裝置和導線截面選擇適當，是能夠滿足供電可靠性要求的，而且投資較省，又節(jié)約導電材料。圖103 TC系統(tǒng)電路圖 低壓配電系統(tǒng)的接地故障保護接地故障是指配電系統(tǒng)中的相線對地或與地有聯(lián)系的導電體之間的短路，它包括相線與大地，相線與PE線或PEN線以及相線與設備的外露可導電部分之間的短路。(1)接地故障保護的要求接地故障保護的裝設，應與配電系統(tǒng)的接地型式和故障回路的阻抗值相適應。當發(fā)生接地故障時除了應滿足短路熱穩(wěn)定度的要求外，還應迅速切斷故障電路，或者迅速發(fā)出報警信號以便及時排除故障，防止發(fā)生人身觸電傷亡和火災爆炸事件。從確保人身安全的角度考慮，接地故障保護裝置的動作電流應保證故障設備外露可導電部分的對地電壓≤50V，這50V是我國規(guī)定的一般正常環(huán)境條件下允許持續(xù)接觸安全電壓。因設備外露可導電部分的接地電阻為，則接地故障保護的動作電流應為：對三相四線制系統(tǒng)來說，上述公式適用于切斷故障電路的接地故障保護裝置，但其動作電流的動作時間的要求為：①對只有固定設備的公共PE線來說，其保護裝置動作時間≤。對三相三線制系統(tǒng)來說，這種系統(tǒng)在另一相又發(fā)生接地故障時應切斷故障電路。其接地故障保護裝置的動作電流應為：式中 線路對地的額定電壓||包括相線和PE線在內(nèi)的故障回路阻抗(2)接地裝置的裝設①一般要求在設計和裝設接地裝置時，首先應充分利用自然接地體，以節(jié)約投資，節(jié)約鋼材。如果實地測量所利用的自然接地體電阻已能滿足要求而且這些自然接地體又能滿足熱穩(wěn)定性條件時，就不必再裝設人工接地裝置，否則應裝設人工接地裝置作為補充。電氣設備的人工接地裝置的布置，應使接地裝置附近的電位分布盡可能地均勻，以降低接觸電壓和跨步電壓，保證人身安全。②防雷裝置的接地要求避雷針宜裝設獨立的接地裝置，而且避雷針及其接地裝置與被保護的建筑物和配電裝置及其接地裝置之間應按GBT57修訂本的規(guī)定保持足夠的安全距離。為了降低跨步電壓，防護直擊雷的保護接地裝置距離，建筑物出口及人行道，不應小于3m，當小于3m時，應采取下列措施之一：a水平接地體局部埋深不小于1m；b水平接地體局部包括絕緣體；c采用瀝青碎石路面，或在接地裝置上面敷設厚度為50～80mm的瀝青層，其寬度超過接地裝置2m。避雷針與配電裝置的安全距離示意圖如下：圖104 避雷針與配電裝置的安全距離示意圖、結 論到此為止，我的某紡織廠降壓總配變電所及配電系統(tǒng)設計已經(jīng)完成了。在這幾個月的時間里。先后完成了資料的收集、設計方案的擬定、計算、畫圖等多方面的工作。深深的體會到了設計的復雜和艱辛。同時設計中的樂趣也是前所未有的。每當完成一項計算、畫出一張圖紙，都使我受益匪淺。本畢業(yè)設計主要包括配電所概述、負荷統(tǒng)計、供電系統(tǒng)擬定與短路電流計算、電氣設備選型、變電所接地與防雷等內(nèi)容。畢業(yè)設計全面培養(yǎng)了我各方面能力，熟練的運用Word、Excel、CAD 的同時更加鞏固了專業(yè)課知識。紡織廠總配變電所及配電系統(tǒng)的設計使我對工廠電力系統(tǒng)有了細致的了解，通過親自計算設計，解決了以前所不了解的問題。同時也掌握了一定設計工程的方法，為今后的工作和學習打下了基礎。設計中也遇到了不少問題，例如變電所電氣設備的選型問題，一些新的設備性能很好，但是處于廠區(qū)的實際情況和經(jīng)濟效益的角度考慮，我還是選用了一些比較老式的設備，缺乏實踐經(jīng)驗，在老師指點下才得以完成。由于水平有限，我的設計還存在許多不足之處，有許多地方需要完善。還望各位老師多加批評指點。致 謝 值此論文完稿之際，謹向在我的學習生活和畢業(yè)設計完成過程中給予我指導、關心、支持和幫助的所有老師、同學表示最衷心的感謝和最誠摯的祝福。 首先要感謝指導過我的所有老師，在您們的悉心指導下我的畢業(yè)設計才得以順利完成。各位老師淵博的學識、扎實的理論功底、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、執(zhí)著的敬業(yè)精神以及寬闊的胸懷都是我學習的榜樣；豐富的實踐經(jīng)驗、誨人不倦的學者風范使我在實踐中獲益匪淺。在這畢業(yè)設計中，老師不僅在學術上給我以指導，還身體力行影響著我的學習工作態(tài)度及人生價值觀，在此，我向老師們致以我最真摯的謝意，并將終生銘記他們的教誨。 其次，我要特別感謝同一設計組的同學，在他們的熱心幫助下順利地完成了我的畢業(yè)設計。最后，祝所有答辯組的老師身體健康、工作順利！參考文獻傅知蘭. 電力系統(tǒng)電氣設備選擇與實用計算[M].中國電力出版社 2004電力工業(yè)部，[M].中國電力出版社西北電力設計院. 電力工程設計手冊[M]. 中國電力出版社王錫凡. 電力工程基礎[M]. 西安交通大學出版社 1998吳希再. 電力工程 [M]. 華中科技大學出版社 2004牟道槐. 發(fā)電廠變電站電氣部分[M]. 重慶大學出版社 2003陳生貴. 電力系統(tǒng)繼電保護[M]. 重慶大學出版社2003西北電力設計院. 電力工程電氣設備手冊[M]. 中國電力出版社[M].中國電力出版社４９