【正文】 統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中，線路發(fā)生單相接地短路時(shí)，只有接地電容電流，并不影響三相系統(tǒng)的正常運(yùn)行，只需裝設(shè)絕緣監(jiān)視裝置或單相接地保護(hù)給出信號(hào)即可。當(dāng)線路發(fā)生相間短路故障時(shí)，其特點(diǎn)是：線路中的電流突然增大，電壓突然下降。利用電流突然增大而引起電流繼電器動(dòng)作的保護(hù)，就是線路的電流保護(hù)。電流保護(hù)又可分為定時(shí)限過電流保護(hù)，電流速斷保護(hù)等。母線本身發(fā)生故障的可能性較小，但一旦發(fā)生故障，將造成大面積停電，后果是嚴(yán)重的。運(yùn)行實(shí)踐證明，電壓等級(jí)愈高，母線發(fā)生故障的可能性愈小，電壓等級(jí)愈低，發(fā)生故障的可能性愈大。對(duì)一般變電所來說，可利用供電元件的保護(hù)裝置切除母線故障。例如，變電站低壓側(cè)母線發(fā)生故障中，可由相應(yīng)的供電變壓器的過電流保護(hù)將母線切除。這種保護(hù)方式的優(yōu)點(diǎn)是簡單，經(jīng)濟(jì)，不需另外增加設(shè)備，缺點(diǎn)是切除故障的時(shí)間過長，往往不能滿足運(yùn)行要求。因此，只能用于不太重要的較低電壓的網(wǎng)絡(luò)中。變電站中6—10kV單母線一般都不裝設(shè)專用的母線保護(hù)。但對(duì)出線較多，負(fù)荷性質(zhì)又較重要的單母線分段母線，裝設(shè)電流速斷保護(hù)及過電流保護(hù)。 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地保護(hù)絕緣監(jiān)視裝置：在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，任一點(diǎn)發(fā)生單相接地故障時(shí)都會(huì)出現(xiàn)零序電壓，因此可根據(jù)有無零序電壓實(shí)現(xiàn)單相接地保護(hù)。絕緣監(jiān)視裝置就是利用有無零序電壓原理構(gòu)成的單相接地保護(hù)。這種裝置比較簡單，但不能立即發(fā)現(xiàn)故障地點(diǎn)，因?yàn)橹灰W(wǎng)絡(luò)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，則在同一電壓級(jí)的所有變電所母線上，都將出現(xiàn)零序電壓，也就是說該裝置沒有選擇性。 變壓器的繼電保護(hù)及計(jì)算變壓器是工廠供電系統(tǒng)中最重要的電氣設(shè)備。它的故障將對(duì)供電的可靠性和正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響。變壓器的故障可發(fā)生在油箱內(nèi)和油箱外。油箱內(nèi)的故障包括繞組的相間短路，匝間短路以及鐵心燒損等。油箱外的故障主要是套管和引出線上發(fā)生短路。此外變壓器還有外部短路引起的過電流等。而變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要為過負(fù)荷和油面降低。變壓器常要裝設(shè)的保護(hù)有：（1）瓦斯保護(hù)：容量在800kVA及其以上的油浸式變壓器和400kVA及其以上的車間內(nèi)油浸式變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，作為變壓器油箱內(nèi)各種故障和油面降低的主保護(hù)。（2）縱差動(dòng)保護(hù)和電流速斷保護(hù)。它可作為變壓器繞組，絕緣套管及引出線相間短路的主保護(hù)。（3）過電流保護(hù)：一般用于降壓變壓器，作為瓦斯保護(hù)和縱差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)。（4）零序電流保護(hù)：當(dāng)變壓器的中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)放電間隙接地時(shí)，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，作為變壓器外部接地的短路保護(hù)。（5）過負(fù)荷保護(hù)：接于一相電流上，并延時(shí)作用于信號(hào)。而對(duì)于高壓側(cè)610kV的車間變電所說，通常裝設(shè)有帶時(shí)限的過電流保護(hù)。.。還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。 變壓器選擇參數(shù)：參 數(shù) 名 稱 10kV側(cè)變壓器額定電流=315/*10==315/*=電流互感器接線方式星形 星形電流互感器變比100/5=20100/5=20電流互感器一次電流*=二次回路額定電流 已知 最大運(yùn)行方式下 = kA = kA 最小運(yùn)行方式下 = kA = 18 kA1電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算電流繼電器的動(dòng)作電流按下式整定按下式整定： 其中：為可靠系數(shù)，取= 為接線系數(shù)，=1為變壓器低壓側(cè)母線三相短路時(shí)的最大短路電流已知 =31960A 為電流互感器變比帶入數(shù)值后得：≥*1*31960*（）/ 20=靈敏系數(shù)按保護(hù)安裝處兩相最小短路電流計(jì)算：=/*=*7300/2*20*=＞2. 滿足要求 2過電流保護(hù)的整定計(jì)算 為了提高保護(hù)的靈敏度，電流互感器采用三相星形接線，按躲過最大負(fù)荷電流整定時(shí)，用下式計(jì)算電流繼電器的整定值。 ≥其中 為電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)系數(shù)，取 = 為繼電器返回系數(shù)，取 = 代入具體數(shù)值后得： ≥ (*1* /*20)*18. 2= A所以動(dòng)作電流的整定值可取2A，動(dòng)作時(shí)限可取T= S靈敏系數(shù) = / （*） 式中的為折算到高壓側(cè)的低壓側(cè)兩相短路時(shí)的最小短路電流。所以，靈敏系數(shù) =（/2）*18000*（）/（20*5）= 其＞。3過負(fù)荷保護(hù) 動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)，時(shí)限一般取415S。動(dòng)作電流按下式整定≥為可靠系數(shù)，視變壓器過負(fù)荷能力而定，可取 為繼電器返回系數(shù)， 為變壓器的額定電流代入數(shù)值后得：=（*）/（*20）= 變壓器三段式保護(hù)原理圖 繼電保護(hù)交流回路展開圖 繼電保護(hù)直流回路展開圖 備用電源自動(dòng)投入裝置 在有備用電源的供電系統(tǒng)中，當(dāng)正常供電的工作電源本身或供電線路發(fā)生故障而停電時(shí)，備用電源可依靠自動(dòng)投入裝置投入，代替工作電源，以提高供電的可靠性。由于備用電源自動(dòng)投入裝置設(shè)備簡單，投資不大，因此在有備用電源的重要變配電所中得到廣泛的應(yīng)用。對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的基本要求：（1）工作電源電壓消失或電壓降得很多時(shí)，備用電源自動(dòng)投入裝置應(yīng)將此路電源斷開。（2）應(yīng)保證在工作電源斷開后，備用電源有足夠高的電壓時(shí)，才能投入備用電源。（3)應(yīng)保證備用電源自動(dòng)投入裝置只動(dòng)作一次。（4）當(dāng)電壓互感器的熔斷器中的一個(gè)熔斷或拉開電壓互感器隔離開關(guān)時(shí)，要防止引起自投裝置的誤動(dòng)作。（5）當(dāng)采用備自投時(shí)，應(yīng)校驗(yàn)備用電源過負(fù)荷情況。（6）如果備用電源自動(dòng)投入裝置投入穩(wěn)定故障，應(yīng)立即跳閘。必要時(shí)應(yīng)使投入斷路器的保護(hù)加速動(dòng)作。第8章 防雷與接地的設(shè)計(jì) 防雷的基本概念在電氣線路或電氣設(shè)備上出線的超過正常工作電壓要求的電壓，稱為過電壓。它可分為內(nèi)部過電壓和雷電過電壓。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：內(nèi)部過電壓一般不會(huì)超過系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)相對(duì)地（即單相）額定電壓的34倍。因此對(duì)電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備絕緣的威脅不是很大。而雷電過電壓又稱為大氣過電壓，也叫外部過電壓，它是由于電力系統(tǒng)中的設(shè)備，線路和建筑物遭受來自大氣中的雷擊或雷電感應(yīng)而引起的過電壓。雷電過電壓產(chǎn)生的雷電沖擊波，其電壓幅值可高達(dá)一億伏，其電流幅值可高達(dá)幾十萬安，因此對(duì)供電系統(tǒng)危害極大，必須加以防護(hù)。雷電過電壓有兩種基本形式：直擊雷和間接雷擊。還有一種就是沿著架空線路或金屬管道侵入變電所或其他建筑物。這種雷電過電壓稱為侵入波過電壓。常用的防雷設(shè)備有接閃器：是專門用來接受直接雷擊的金屬物體。接閃的金屬桿稱為避雷針。閃的金屬線稱為架空地線，接閃的金屬帶稱為避雷帶。（1）避雷針：它的功能實(shí)質(zhì)上是引雷作用，所以避雷針的實(shí)質(zhì)是引雷針，它把雷電流引入地下，從而保護(hù)了線路，設(shè)備和建筑物等。避雷針的保護(hù)范圍，以它能夠防護(hù)直接雷的空間來表示?，F(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB500571994《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》則規(guī)定采用IEC推薦的“滾球法”來確定。（2）避雷線：它一般采用不小于35平方毫米的鍍鋅鋼絞線，架設(shè)在架空線路的上方，以保護(hù)架空線路或其他物體免遭受直接雷擊。由于避雷線既是架空又要接地，因此它又稱為架空地線。架空線的防雷的措施：（1）架設(shè)避雷線：這是防雷的有效措施，但是造價(jià)高，因此在66kV及以上的架空線路上才沿全線架設(shè)。35kV的架空線路上，一般只在進(jìn)出變配電所的一段線路上裝設(shè)。而10kV及以下的架空線路上，一般不裝設(shè)避雷。（2）提高線路本身的絕緣水平，在架空線路上，可采用木橫擔(dān)，瓷橫擔(dān)或高一級(jí)的絕緣子，以提高線路的防雷水平，這是10kV及以下架空線路防雷的基本措施之一。（3）利用三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線。由于310kV的線路是中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)，因此可在三角形排列的頂線絕緣子上裝設(shè)保護(hù)間隙。（4）裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置，線路上因雷擊放電造成線路電弧短路，會(huì)引起線路斷路器的跳閘，但斷路器跳閘后的電弧會(huì)自動(dòng)熄滅。變配電所的防雷措施：（1）裝設(shè)避雷針：室外配電裝置應(yīng)裝設(shè)避雷針來防護(hù)直擊雷。如果變配電所處在附近更高的建筑物上的防雷設(shè)施的保護(hù)范圍之內(nèi)或變配電所本身為車間內(nèi)型，則不再考慮直擊雷的防護(hù)。獨(dú)立的避雷針宜設(shè)獨(dú)立的接地裝置。在非高土壤礦區(qū)，其工頻接地電阻Re≤10Ω。獨(dú)立的避雷針及其引下線與變配電所裝置在空氣中的水平間距不得小于5m。獨(dú)立避雷針的接地裝置與變配電所主接地電網(wǎng)分開時(shí)，則它們在地中的水平間距不得小于3m。這些規(guī)定都是為了防止雷電過電壓對(duì)變配電所裝置進(jìn)行反擊閃絡(luò)。（2）裝設(shè)避雷線: 對(duì)于35kV及以上的變配電所架空線路上，架設(shè)12km的避雷線，以消除一段進(jìn)線上的雷擊閃絡(luò)，避免其引起的雷電侵入波對(duì)變配所電氣裝置的危害。（3）裝設(shè)避雷器：用來防止雷電侵入波對(duì)變配電所電氣裝置特別是對(duì)主變壓器的危害。高壓架空線的終端桿閥式或排氣式避雷器。如果進(jìn)線是具有一段引入電纜的架空線，則架空線路終端裝設(shè)的避雷器應(yīng)與電纜頭處的金屬外皮相連并且一同埋地。每組高壓母線上均應(yīng)裝設(shè)閥型避雷器。對(duì)于310kV配電變壓器低壓中性點(diǎn)不接地時(shí)，應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)擊穿保險(xiǎn)器。變壓器兩側(cè)的避雷器應(yīng)與變壓器中性點(diǎn)及金屬外殼一同接地。 云崗青山變電所防雷的設(shè)計(jì)變電所是重要的電力樞紐,一旦發(fā)生雷擊事故,就會(huì)造成大面積停電。一些重要設(shè)備如變壓器等,多半不是自恢復(fù)絕緣,其內(nèi)部絕緣如故發(fā)生閃絡(luò),就會(huì)損壞設(shè)備。因此,變電所實(shí)際上是完全耐雷的。變電所的雷害事故來自兩個(gè)方面:一是雷直擊變電所。二是雷擊輸電線路產(chǎn)生的雷電波沿線路侵入變電所。對(duì)直擊雷的防護(hù)一般采用避雷針或避雷線。對(duì)雷電侵入波的防護(hù)的主要措施是閥式避雷器限制過電壓幅值,同時(shí)輔之以相應(yīng)措施,以限制流過閥式避雷器的雷電流和降低侵入波的陡度。為了防止變電所遭受直接雷擊,需要安裝避雷針、避雷線和輔設(shè)良好的接地網(wǎng)。裝設(shè)避雷針(線)應(yīng)該使變電所的所有設(shè)備和建筑物處于保護(hù)范圍內(nèi)。還應(yīng)該使被保護(hù)物體與避雷針(線)之間留有一定距離，因?yàn)槔字睋舯芾揍?線)瞬間的地電位可能提高。如果這一距離不夠大，則有可能在它們之間發(fā)生放電，這種現(xiàn)象稱避雷針(線)對(duì)電氣設(shè)備的反擊或閃絡(luò)。逆閃絡(luò)一旦出現(xiàn),高電位將加到電氣設(shè)備上，有可能導(dǎo)致設(shè)備絕緣的損壞。為了避免這種情況發(fā)生,被保護(hù)物體與避雷針間在空氣中以及地下接地裝置間應(yīng)有足夠的距離。按實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)校驗(yàn)后，我國標(biāo)準(zhǔn) 目前推薦和應(yīng)滿足下式要求:≥＋, ≥ ≥＋≥在對(duì)較大面積的變電所進(jìn)行保護(hù)時(shí),采用等高避雷針聯(lián)合保護(hù)要比單針保護(hù)范圍大。因此，為了對(duì)本站覆蓋,采用四支避雷針。,寬,查手冊，門型架構(gòu)高15m。＝ ＝＝＝＝135m 所以,需要避雷針的高度為: ＝15＋135/7＝四只避雷針分成兩個(gè)三只避雷針選擇，驗(yàn)算:首先驗(yàn)算123號(hào)避雷針對(duì)保護(hù)的高度: 1﹑2號(hào)針之間的高度：＝－＝23m＞15m2﹑3號(hào)針之間的高度：＝－＝＞15m1﹑3號(hào)針之間的高度: ＝－＝－19＝＞15m由上可見,對(duì)保護(hù)物的高度是能滿足要求的。 對(duì)保護(hù)寬度:1﹑2號(hào)針的保護(hù)寬度:＝ (－)＝(23－15) ＝12＞02﹑3號(hào)針之間的寬度:＝ (－)＝(－15) ＝＞0由此可見,對(duì)保護(hù)物的寬度是能滿足要求的。所以,123針是滿足要求的。由于4針的擺放是長方形,所以，134針也是滿足要求的。即,四只高度選為35m的避雷針能保護(hù)整個(gè)變電所。 圖 變電所的防雷保護(hù)圖 云崗青山變電所設(shè)備接地的設(shè)計(jì)電氣設(shè)備的某部分與大地之間作良好的電氣連接，稱為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體。工作接地是指：為了保證人身安全，防止間接觸電而將設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分接地，例如電源的中性點(diǎn)接地，防雷裝置的接地等。各種工作接地有各自的功能。例如防雷接地是為了對(duì)地泄放雷電壓，實(shí)現(xiàn)防雷保護(hù)的要求。無論是工作接地還是保護(hù)接地，都是經(jīng)過接地裝置與大地連接，接地裝置包括接地體和接地線兩部分。待設(shè)計(jì)變電所為長方形，則接地網(wǎng)也可取為長方形，若取直徑為48mm，長為250cm的鋼管作接地體，,接地體之間連接一般用鍍鋅扁鋼，應(yīng)保證接地地電阻R≤4Ω。接地線是連接接地體和電氣設(shè)備接地部分的金屬部分的金屬導(dǎo)體，一般接地采用截面積不小于4mm12mm的扁鋼，直徑不應(yīng)小于6mm的圓鋼。結(jié) 論畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說是對(duì)我函授專科三年學(xué)習(xí)成果的考核和總結(jié)，在這幾個(gè)月里我通過自己的努力及姚老師的耐心指導(dǎo)。本著嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的精神，完成了這次設(shè)計(jì)與實(shí)踐。這個(gè)設(shè)計(jì)遵從以下步驟進(jìn)行展開：1．負(fù)荷的分析與計(jì)算。經(jīng)過分析，需用系數(shù)法更加的適合，也更加的普遍。而二項(xiàng)式系數(shù)法多用于大容量電動(dòng)機(jī)所占比重較大的地方。2．無功補(bǔ)償。通過補(bǔ)償可以減小無功功率，從而減小即將選擇變壓器的容量，提高功率因數(shù)，節(jié)省投資。3．變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇。為了提高云崗青山變電所供電的可靠性，我采用的是兩臺(tái)型號(hào)相同的變壓器，正常工作時(shí)兩臺(tái)變壓器同時(shí)投入運(yùn)行，若任一變壓器發(fā)生故障時(shí)，則斷開高壓母線側(cè)的斷路器與隔離開關(guān)，由單臺(tái)變壓器來提供整個(gè)變電所的供電。所以任一臺(tái)變壓器的容量要能承擔(dān)全部負(fù)荷的70%80%。如果進(jìn)線處線路發(fā)生故障，則可通過備用電源自動(dòng)投入裝置還恢復(fù)整個(gè)變電所的供電。4．主接線的設(shè)計(jì)。根據(jù)《變電所的設(shè)計(jì)及運(yùn)行規(guī)范》來選擇的，根據(jù)規(guī)定：對(duì)于10kV的變配電所應(yīng)采用單母線或者單母線分段接線。同時(shí)為了考慮到安全性，在高低壓側(cè)我都采用了單母線分段接線。這樣提高了供電可靠性。5．短路計(jì)算。我采用了更為普遍的標(biāo)么值法。并對(duì)最大（正常工作時(shí)）和最小（發(fā)生故障時(shí)）兩種運(yùn)行方式下分別進(jìn)行計(jì)算。6．電氣設(shè)備的選擇及其校驗(yàn)。根據(jù)不同的要求看是否需要進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定或熱穩(wěn)定的校驗(yàn)。從而選擇更適合的設(shè)備以及電纜，母線等。7．變壓器的繼電保護(hù)。對(duì)于容量小于800kVA的油浸式變壓器可不采用瓦斯保護(hù)和縱差動(dòng)保護(hù)。所以對(duì)于變壓器我采用了電流速斷，過電流及過負(fù)荷三種保護(hù)，并根據(jù)三段式保護(hù)原理圖畫出其二次接線圖以及算出變壓器保護(hù)的整定計(jì)算。8．防雷與接地設(shè)計(jì)。常用的防雷設(shè)備有避雷針，避雷帶和避雷線。最終經(jīng)過分析，我采用了四支避雷針作為云崗青山變電所電氣部分的防雷保護(hù)。通過對(duì)《云崗礦青山變電所電氣初步設(shè)計(jì)》，使我了解從理論構(gòu)思到實(shí)際工程論證的設(shè)計(jì)，從中我學(xué)到了許多課堂上沒有掌握的理論，拓寬了自己的視野。參考文獻(xiàn)[1] 黃純?nèi)A 編著 《工廠供電》 天津大學(xué)出版社 [